Автореферат и диссертация по медицине (14.00.05) на тему:Клинико-лаболаторное обоснование применения лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС) плазмы крови в качестве скрининг-метода по формированию групп повышенного онкологического риска среди населения, подвергшегося облучению

МИIIИСТЕРСПЮ ЗДРАВООХРАНЕМИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственный Научный Центр- Институт Пиофшикн

На правах рукописи УДК 616.15-07:616.006:615.849.19

ПАШКОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ

КЛИНИКО-ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ (ЛКС) ПЛАЗМЫ КРОВИ В КАЧЕСТВЕ СКРИНИНГ-МЕТОДА ПО ФОРМИРОВАНИЮ ГРУПП ПОВЫШЕННОГО ОНКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА СРЕДИ НАСЕЛЕНИЯ, ПОДВЕРГШЕГОСЯ ОБЛУЧЕНИЮ

14.00.05. - ВНУТРЕННИЕ БОЛЕЗНИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1998 г.

Работа выполнена в Уральском Научно-практическом Центре радиационной медицины, г. Челябинск.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ:

Доктор медицинских наук А.В.АКЛЕЕВ Кандидат химических наук М.Ф.КИСЕЛЕВ

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Кандидат медицинских наук А.В.ИВАНОВ

Доктор биологических наук Л.М.РОЖДЕСТВЕНСКИЙ

Ведущее учреждение:

Государственный Научный Центр - Институт Биофизики

Защита состоится " " _ 1998 т. в _ часов на заседании

диссертационного

Совета по адресу: г.Москва, ул. Живописная, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Биофизики. Автореферат разослан " " _ 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного медико-биологического совета д.м.н. Власов П.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

Как свидетельствует мировой опыт, функционирование предприятий ядерного цикла может приводить к переоблучению населения близлежащих районов в диапазоне малых доз, которые не приводят к развитию детерминированных эффектов облучения (А.В.Аклеев с соавт.,1993, А.К.Гуськова, 1995).

Наиболее вероятными эффектами облучения больших по численности групп населения (десятки-сотни тысяч людей) является увеличение заболеваемости злокачественными новообразованиями (Л.А.Ильин, 1992, Л.А.Булдаков, 1994).

Проблема ранней диагностики отдаленных соматико-

стохастических последствий хронического радиационного

воздействия (рак и лейкоз) является особенно актуальной для Уральского региона, где в 50-е и 60-е годы произошло несколько радиационных аварий, в результате которых повышенным уровням облучения подверглись десятки тысяч людей (А.В.Аклеев с соавт., 1990, 1991, 1993).

По имеющимся эпидемиологическим данным, у части облучившихся на побережьи реки Теча людей отмечается увеличение показателей заболеваемости и смертности от гемобластозов и солидных опухолей (М.М.Косенко с соавт., 1990).

Высокая эффективность лечения рака во многом определяется возможностями ранней диагностики. Однако, в настоящее время известно ограниченное количество методов исследования, позволяющих оптимизировать проведение мониторинга за состоянием здоровья больших по численности групп населения, подвергшихся воздействию ионизирующей радиации (Н.П.Напалков, 1989, К.М.Пожарисский, 1989., Н.Е.Яхонтова с соавт., 1981, Л.С.Бассалык с соавт., 1988, М.П.Вилянский с соавт., 1989).

Таким образом, результаты многолетнего медицинского наблюдения за облученными лицами свидетельствуют о целесообразности выделения групп повышенного риска (ГПР) в отношении отдаленных последствий хронического радиационного воздействия. Формирование ГПР (с учетом исходного состояния организма) позволит проводить первичную профилактику канцерогенных эффектов и осуществлять раннюю доклиническую диагностику опухолей.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Целью исследования является изучение возможностей лазерной корреляционной спектроскопии плазмы крови для формирования групп повышенного онкологического риска среди населе-

иия, подвергшегося облучению. Для достижения цели предполагалось решить следующие задачи:

- определить референтные значения ЛК-спектра плазмы крови у практически здоровых людей, проживающих на Южном Урале;

- оценить влияние некоторых физиологических параметров организма и факторов внешней среды на ЛК-спектры;

- изучить зависимость ЛК-спектров от эффективной дозы облучения жителей прибрежных сел реки Теча;

- сформировать ЛК-спектры плазмы крови лиц с предраковой и онкологической патологиями;

- провести сравнительный анализ ЛК-спектров плазмы крови лиц больных раком различных локализаций;

- исследовать дифференциальные возможности ЛКС плазмы крови как скрининг-метода для целей формирования групп повышенного риска в отношении рака и предраковых заболеваний;

- изучить динамику формирования типичного "онкологического" ЛК-спектра плазмы крови в модели экспериментального радиацион-но-индуцированного канцерогенеза у крыс.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

Впервые в условиях уникальной радиационной ситуации, сложившейся на р.Теча, используя лазерно-спектроскопический метод исследования плазмы крови облученных людей, показано, что пол, возраст (в возрастном диапазоне 30-69 лет) и время года на формирование ЛК-спектров существенного влияния не оказывают, что ЛК-спектры плазмы крови практически здоровых пациентов значительно отличаются от таковых у лиц с онкологическими и предраковыми заболеваниями. ЛК-спектры субфракционного состава плазмы крови практически здоровых лиц и больных с предраковой и онкологической патологиями, подвергшихся облучению, не отличаются от суммарных гистограмм плазмы крови у аналогичных групп не-облученных людей. ЛК-спектры плазмы крови облученных и необлу-ченных лиц с онкологическими заболеваниями не дифференцируются между собой, следовательно, лазерная корреляционная спектроскопия не может являться методом выявления радиационно-индуцированной опухоли.

Установлено, что ЛК-спектры плазмы крови лиц с предраковыми состояниями и злокачественными новообразованиями хорошо дифференцируются от других заболеваний (аутоиммунные, инфекционные, дегенеративно-дистрофические, общесоматические и др. заболевания этой же локализации).

На примере экспериментального радиационно-

индуцированного канцерогенеза у крыс показана динамика формирования типичного "онкологического" ЛК-спектра плазмы крови. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Метод лазерной корреляционной спектроскопии плазмы крови позволяет дополнить существующие скрининговые системы ранней диагностики рака простым и объективным тестом. Минимальный обьем исследуемого материала, простая процедура подготовки образцов к анализу, быстрое получение качественной и количественной информации, регистрация и обработка которой полностью объективизирована, позволяет использовать данный метод для формирования групп повышенного риска в отношении наиболее вероятных отдаленных последствий облучения населения (рак, лейкоз). Последующее выделение людей, имеющих максимальный риск развития онкологических заболеваний позволит органам здравоохранения обеспечить эффективное медицинское наблюдение, профилактику и лечение. Лазерная корреляционная спектроскопия плазмы крови может приобрести особое значение не только как метод широкомасштабного скрининга населения с целью формирования ГПР и проведения ранней доклинической диагностики, а также как метод, позволяющий изучать динамику патологического процесса, оценивать и прогнозировать эффективность лечебных меро-

приятий.

В результате исследования сформирован диагностический алгоритм, позволяющий осуществлять компьютерную классификацию ЛК-спектров злокачественных новообразований и предраковых заболеваний в системе мониторинга за здоровьем облученного населения.

На изобретение получен патент.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1.Основной характеристикой ЛК-спектра плазмы крови практически здоровых людей является бимодальность гисто-. граммы распределения частиц по размеру с преимущественным вкладом в светорассеивание крупных частиц второй моды со средним радиусом от 80 до 600 нм;

2.Пол, возраст (в возрастном диапазоне 30-69 лет), регион проживания и время года на момент забора крови на формирование ЛК-спектров существенного влияния не оказывают.

3.Суммарные гистограммы плазмы крови практически здоровых лиц, больных хроническими соматическими, предраковыми и онкологическими заболеваниями облученных людей существенно не отличаются от ЛК-спектров у аналогичных групп необлученных людей. ЛК-спектр плазмы крови не является маркером радиационного воздействия.

4.Отсутствует зависимость между .ПК-спектром плазмы крови практически здоровых лиц, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации, и эффективной дозой облучения (в диапазоне от О, I до 160,0 сЗв) и дозой на красный костный мозг (в диапазоне кумулятивных индивидуальных доз от 0,1 до 124,0 сЗв).

5.Метод ЛКС плазмы крови имеет достаточно высокую диагностическую чувствительность в отношении предраковой и онкологической патологий.

6.ЛК-спектры плазмы крови больных с предраковой патологией характеризуются повышенным (от 35% до 55%) вкладом частиц малого радиуса в светорассеивание. При этом, спектральные характеристики рассеянного света субфракционного состава плазмы крови групп больных с различной локализацией патологического процесса существенно не различаются.

7.ЛК-спектры плазмы крови больных с онкологической патологией характеризуются высоким (56% и выше) вкладом в светорассеивание, создаваемым частицами малого радиуса, а также достаточной степенью дифференцированности от JIK-спектров плазмы крови лиц с хроническими соматическими заболеваниями тех же локализаций.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ состоялась на заседании Секции N4 Ученого Совета ГНЦ РФ-Института биофизики 10.06.98.Материалы диссертации были представлены и обсуждены на заседаниях Ученого Совета Уральского научно-практического Центра радиационной медицины; научно-практических конференциях "Влияние радиации на живую природу и здоровье человека",Челябинск, 1995,1997; 3-м Всероссийском радиобиологическом сьезде, 1997; на 1-м международном симпозиуме "Хроническое радиационное воздействие: риск отдаленных .эффектов",Челябинск, 1995.

ПУБЛИКАЦИИ.

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов и приложения. Работа изложена на 117 страницах печатного текста, иллюстрирована 21 таблицей и 7 рисунками. Библиографический указатель включает 148 названий (125 отечественных и 23 зарубежных) печатных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследование методом Л КС плазмы крови людей, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации на Южном Урале, проводилось в период с 1994 по 1996 гг. Всего методом Л КС был обследован 1391 человек, в том числе 941 подверглись хроническому комбинированному (внешнему и внутреннему) облучению в широком диапазоне доз. В группу облученных были включены лица, проживающие в населенных пунктах вдоль реки Те-ча.

При формировании выборки исходили из норм скандинавского комитета, которые предусматривают соответствие групп облученных и необлученных людей по полу, возрасту, сходным социально-экономическим условиям проживания и характеру медицинского обслуживания.

Распределение по возрасту и полу в группе обследованных представлено в таблице 1.

Таблица 1

Возрастной и половой состав обследованных лиц

Возраст, Лет всего мужчины женщины

п % п % п %

Всего 1391 100 625 44,9 766 55,1

30-39 96 6,9 34 35,4 62 64,6

40-49 271 19,5 118 43,5 153 56,5

50-59 375 26,9 181 48,3 194 51,7

60-69 477 34,3 212 44,4 265 55,6

70-79 162 12,4 80 46,5 92 53,5

Контроль 450 100 210 46,6 240 53,4

Обследованная выборка включала группу людей, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации (941 человек), и группу сравнения (450 человек).

С целью снизить и, по-возможности, исключить влияние неучтенных факторов, в исследование включались лица, не подвергавшиеся терапевтическому и рентгенологическому (последние 6 месяцев) исследованию; радиоизотопной сцинтиграфии; не имевшие профессионального контакта с химическими веществами. Кроме того, для анализа нерадиационных факторов, моди-

фицирующих ЛКС, индивидуально заполнялась стандартная анкета.

Заключение о состоянии здоровья осуществлялось на основании результатов комплексного медицинского обследования пациентов в клиническом отделении УНПЦ РМ, а также с анализом и учетом данных анамнеза, амбулаторной медицинской документации, анкетирования.

По превалирующей симптоматике основного патологического процесса было создано несколько групп: практически здоровые люди, пациенты с общесоматическими заболеваниями, больные с облигатными формами предрака, лица со злокачественными новообразованиями.

1 группа ( 126 чел.) - практически здоровые (в соответствии с критериями Скандинавского Комитета по разработке референтных показателей).

Изучалась зависимость между светорассеивающей способностью частиц мелкодисперсной фракции и эффективной дозой облучения (в диапазоне от 0.1 до 160.0 сЗв), и дозой на красный костный мозг (в диапазоне от 0.1 до 124 сЗв).

Дозы внешнего облучения являлись групповыми и были рас-читаны на основании измерений гамма-полей в конкретных населенных пунктах в период максимального загрязнения речной системы радионуклидами с учетом "возрастных вариантов" режима поведения населения.

Оценка доз внутреннего облучения осуществлялась с использованием СИЧ (спектрометр излучений человека), позволяющего осуществлять прижизненное измерение содержания Бг-90 и Св-137 в организме. Расчет доз осуществлялся на основе показаний СИЧ с учетом возрастной модели метаболизма радиоактивного элемента (М.О.Дегтева, В.П.Кожеуров, 1991,1995).

В группы больных включались обследуемые с объективно установленным и морфологически подтвержденным диагнозом.

2 группа ( 865 чел.) - лица с общесоматическими заболеваниями (хроническими "фоновыми" заболеваниями внутренних органов, органов забрюшинного пространства и малого таза, не относящимися к предраковым).

3 группа ( 223 чел.) - лица с облигатными формами предрака (мета-, гипер- и дисплазии, очаговые пролиферативные изменения эпителия, плакии, аденоматоз).

4 группа (177 чел.) - лица со злокачественными новообразованиями (рак и лейкоз).

Все пациенты проходили углубленное медицинское освидетельствование в условиях стационара, включающее сбор анамнеза, физикальное (осмотр, пальпация, перкуссия, аускультация) и инструментальное (развернутый анализ крови, общий анализ мочи, биохимические и иммунологические исследования, электрокардиогра-

фию, фиброгастродуоденоскопию, ультразвуковое исследование внутренних органов, рентгенографию грудной клетки и др.) обследования.

Осмотр пациентов "узкими" специалистами (гинеколог, пульмонолог, нефролог, гастроэнтеролог, окулист, невропатолог и др.) проводился по показаниям. Установленный диагноз злокачественного новообразования во всех случаях подтверждался морфологически.

С учетом изложенных обстоятельств, из когорты наблюдаемого населения была выделена группа из 64 больных различными соматическими заболеваниями, плазма крови которых исследовалась на ЛКС, а также электрофоретическим методом определялся уровень общего белка и фракций (альбумины, глобулины: альфа-1; альфа-2; бетта- и гамма-); при помощи биохимических тестов изучалось содержание холестерина и бетта-липопротеидов; клинико-иммунологические методы позволяли получать информацию об общем количестве Т- и B-лимфоцитов и субпопуляций Т-

лимфоцитов плазмы крови (киллеры, хелперы, супрессоры), уровнях циркулирующих иммунных комплексов и иммуноглобулинов групп А, М, G.

Идентификация параметров белково-липидного спектра, а также анализ иммуноглобулинов и иммунокомпетентных клеток выполнялись по стандартным методикам (Гашкова В., 1978., Тихомиров A.A., 1977, Филатов A.B., Бачурин П.С., Маркова H.A., 1990).

Статистическая обработка результатов исследований проводилась корреляционно-регрессионным анализом. Изучалась зависимость между относительным вкладом в светорассеивание монохроматического лазерного излучения на частицах малого радиуса плазмы крови и имеющимися клинико-лабораторными показателями.

Для изучения вопроса динамики формирования "типично онкологического" ЛК-спектра плазмы крови в экспериментальной модели облученных крыс, подопытные самки в возрасте 3-х месяцев были разделены на две группы по 50 особей в каждой.

Крысы первой группы были подвергнуты однократному внешнему гамма-облучению в дозе 5 Гр.

Животные второй группы (самки того же возраста) подвергались фракционированному (5-кратному) внешнему гамма-облучению в суммарной дозе 7,5 Гр (по 1,5 Гр каждая фракция ежедневно).

Обследование животных до забоя проводилось в первой группе 4 раза, во второй группе - 2 раза. Забой крыс обеих групп осуществлялся для постановки окончательного основного и сопутствующих диагнозов: без патологии; опухоль молочной железы; опухоль кроветворной ткани; полипы в матке; пневмония; абсцесс

(любой); гельминтоз; канцероматоз; опухоль легкого; тимома; остеосаркома; опухоль почки.

Учитывалось количество опухолей молочной железы и время их клинического выявления пальпаторным обследованием.

В период 12-месячного эксперимента кровь крыс первой группы бралась на J1KC 6 раз, второй группы - 5 раз. Результаты исследований, включающие динамику изменений в субфракционном составе плазмы крови, зафиксированные методом ЛКС в виде изменений индивидуальных и групповых гистограмм распределения частиц плазмы крови по размеру и вкладу в светорассеивание, были подвергнуты анализу.

Перед изучением динамики формирования ЛК-спектра плазмы крови крыс, подвергшихся однократному и дробному облучению, была сформирована "обучающая" выборка по раку молочной железы у особей крыс двух групп с верифицированной онкологической патологией.

Подготовка образцов крови, проведение исследований и анализ фракционного состава белкового спектра плазмы крови осуществлялись по рекомендованной разработчиком ЛКС (отделмолекуляр-ной и радиационной биофизики Санкт-Петербургского института ядерной физики АН России) методике. В качестве метрического контроля правильности измерений гидродинамических радиусов частиц плазмы крови использовался набор гомогенных взвесей синтетических латексов (паспортизированные полистироловые шарики с узким одномодальным распределением по раз-

мерам).

При обработке данных использовалась стандартная программа "электронные таблицы" (EXCEL), позволившая провести статистический анализ данных: рассчитать t-критерий Стьюдента, построить регрессионные зависимости доза-эффект.

Результаты измерения образцов по методу ЛКС представлялись в виде гистограмм, отражающих вид функции распределения частиц по размерам и вкладу в светорассеивание. Высота столбиков в гистограмме пропорциональна относительному вкладу частиц данного размера в суммарный спектр света в заданном частотном диапазоне (от 5 до 10000 нм).

Для количественной обработки гистограмм использовался многомерный классификатор, который сравнивал в многомерном пространстве степень схожести ЛК-спектров друг с другом. Результаты оценивались по трехбальной шкале. Так, если при данном попарном сравнении более 65% всех спектров одной референтной группы отделялось от альтернативной группы , то уровень дифференцированное™ оценивается как достаточный. Это означает, что при классификационном анализе спектров плазмы крови лиц с определенной патологией метод ЛКС позволяет с вероятностью более чем в 65% установить принадлежность спектра к данной референтной груп-

пе. Если при попарном сравнении лишь несколько больше 50% спектров отличалось от альтернативной

группы, то уровень дифференцированности оценивался как неудовлетворительный. Наконец, при

параметрах ниже 50% данный метод не дифференцировал различий в спектрах сравниваемых групп.

Правомочность подобной обработки спектров основывалась на следующем априорном утверждении: в зависимости от этиопатоге-неза конкретного заболевания в субградиентном составе плазмы крови происходят достаточно скоррелированные сдвиги, отражающие степень функциональности нарушений в системе тканевого метаболизма (обмена веществ), гуморального иммунитета и гемопоэза, ферментов крови (протеолитических и синтетических) и др.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

1. Характеристика ЛК-спектров плазмы крови практически здоровых людей, проживающих на Южном Урале.

Основной особенностью ЛК-спектра плазмы крови практически здоровых лиц, изученной на основе классификационного анализа 230 индивидуальных спектров, является бимодальность гистограмм распределения частиц по размеру с преимущественным вкладом в светорассеивание крупных частиц второй моды в диапазоне средних радиусов от 80 до 600 нм (рис.Г'а"). Два "пика" на гистограммах наблюдались в 217 случаях (93 %). У остальных 13 обследованных индивидуальные ЛК-спектры плазмы крови являлись мономодальными в 11 случаях (5%) и трехмодальными в 2 (2%) случаях.

У всех обследованных практически здоровых лиц в стуктуре ЛК-спектра вклад в светорассеивание частиц малого радиуса (первой моды) был всегда ниже, чем частиц среднего и крупного размеров (второй моды).

2. Влияние половой принадлежности, возраста (в возрастном диапазоне 30 - 69 лет), региона проживания и времени года на формирование ЛК-спектров.

Для выявления зависимости типа групповых гистограмм от пола обследованных изучались основные характеристики индивидуальных и суммарных ЛК-спектров, а также показатель степени дифференцированности гистограмм плазмы крови мужской и женской популяции.

I'm.i Наиболее типичная гистограмма (ЛК -спектр) распределения частиц плазмы крови по размеру и вкладу в светорассеивание

пациента

■j щи

5 ?о

= о

I 100 : 50

5 о

i 10(1 й 50

i о

Рал CSX'^i«»'' ' """

FUrw> D(cos«g8K t<Mc.ir,«se> 328.ОЗ 1.8S 4387.14 XZ.Q9 SJ1.54 , у. ■ 87. IX ¿О .83

_Практически здоровый

Рид

час I

............. 1(1 ..... (Wi. . 200(1..:....

R<rui> &<cgs*E8) t Смелее: >

322.23 ■■■-",:'.■ .2.39 - 43Q3.59 v 53.SO

11.36': as.44 151.83 46.30

») С предраковой патологией

R<nn> 0<cgs*E8> tCiiesec? И

013.13 0.64 10875.77 24.24

59.08 4.32 790.19 2Э.71

13.40 19.75 180.26 46.05

н>

С онкологическим заболеванием

Усредненные спектры плазмы крови практически здоровых мужчин и женщин характеризовались бимодальным распределением частиц. Вклад ЧМР в том и другом случае был сопоставимым.

Для выяснения зависимости ЛК-спектров от возраста пациентов на момент исследования проводились попарные сравнения суммарных гистограмм плазмы крови практически здоровых пациентов различных возрастных групп (30-39-, 40-49-, 50-59-, 60-69 лет).

Результаты исследования представлены в таблице 2.

Таблица 2

Распределение частиц плазмы крови по размеру и вкладу в светорас-сеивание практически здоровых людей 30-39-, 40-49-, 50-59-, 60-69-летнего возраста

Возраст, Средний радиус Вклад в

Лет Частиц, нм Светорассеивание, %

30-39 14,30 10,84

307,75 89,16

40 - 49 3,05 3,12

270,38 96,88

50-59 11,25 13,67

348,02 86,33

60-69 17,19 12,85

362,84 67,15

Зависимость гистограмм плазмы крови от возраста пациента в возрастном диапазоне 30-69 лет отсутствовала.

Возможное влияние времени года на субфракционный состав плазмы крови изучалось определением отличительных особенностей ЛК-спектров практически здоровых людей, обследованных зимой, весной, летом и осенью, а также попарным сравнением суммарных гистограмм этих четырех групп между собой.

Результаты исследования отражены в таблице 3.

Во всех представленных случаях ЛК-спектры плазмы крови практически здоровых лиц, плазма крови которых забиралась и подвергалась исследованию в различные времена года, характеризовались бимодальностью распределения частиц и сопоставимыми данными по размерам субфракций и их вкладе в светорассеивание.

Таблица 3

Распределение частиц плазмы крови практически здоровых людей, обследованных в разные времена года, по размеру и вкладу в светорассеивание

Сезон Средний радиус Вклад в

Частиц, им Светорассеивание, %

Зима 10,12 1,90

255,76 98,10

Весна 13,31 12,94

364,26 87,06

Лето 15,00 16,40

397,52 83,60

Осень 3,17 7,20

241,98 92,80

Таким образом, в результате проведенных исследований было установлено, что пол, возраст (в возрастном диапазоне 30-69 лет) и время года на формирование ЛК-спектров существенного влияния не оказывают.

3. Сравнительная характеристика' суммарных гистограмм плазмы крови практически здоровых лиц, больных хроническими общесоматическими, .предраковыми и онкологическими заболеваниями облученных и необлученных людей.

Спектральные характеристики субфракционного состава плазмы крови практически здоровых необлученных и облученных лиц существенно не отличались между собой (таб.4).

Изучение зависимости между светорассеивающей способностью частиц мелкодисперсной фракции и эффективной дозой облучения (в диапазоне от 0.1 до 160.0 сЗв), и дозой на красный костный мозг (в диапазоне кумулятивных индивидуальных доз от 0.1 до 124.0 сЗв) свидетельствовало об отсутствии корреляции (г=0,10 в первом случае, и г=0,07 во втором случае) между указанными параметрами в данной выборке людей.

Таблица 4

Распределение частиц плазмы крови по размеру и вкладу в светорас-сеивание практически здоровых необлученных и облученных людей

Необлученные Облученные

Радиус частиц, Вклад в светорас- Радиус частиц, Вклад в светорас-

Нм сеивание, % нм сеивание, %

12,81 9,96 14,48 10,28

282,07 90,04 290,98 89,72

Под нашим наблюдением находились 587 больных с разнообразной общесоматической патологией, подвергшиеся радиационному воздействию на реке Теча в широком диапазоне доз внешнего и внутреннего облучения. У 62 % (364 случая) облученных больных регистрировался бимодальный Л К-спектр с заполнением "окна прозрачности" частицами со средними гидродинамическими радиусами от 30 до 80 нм. Вместе с тем, их совокупный с мелкодисперсной фракцией вклад в светорассеивание составлял 30% и лишь в 29 случаях (у больных с острыми воспалительными заболеваниями или обострением хронических) находился в пределах от 35% до 45%. Монохроматическое лазерное излучение рассеивалось преимущественно на средне- и крупномолекулярных глобулах плазмы крови облученных больных с общесоматической патологией.

В 147 случаях (25%) суммарная гистограмма плазмы крови имела мономодальный характер с вариацией среднего размера частиц единственной моды от 80 до 600 нм. Данные особенности ЛК-спектра наблюдались преимущественно у больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями опорно-двигательного ап-

парата.

У 13% пациентов (76 случаев выраженных нарушений обмена веществ в организме и явлений аутоиммунизации) фиксировался многомодальный ЛК-спектр, средние размеры индивидуальных составляющих отдельные пики частиц на гистограммах плазмы крови наблюдались во всех диапазонах измерений от 1 до 1500 нм.

Суммарный ЛК-спектр плазмы крови необлученных лиц с хронической общесоматической патологией практически не отличался от такового у облученных.

Усредненная гистограмма больных с общесоматическими заболеваниями (без учета локализации процесса) с вероятностями 66%, 67%, 75% дифференцировалась от ЛК-спектра плазмы крови практически здоровых лиц, больных с предраковой и онкологиче-:кой патологиями соответственно.

ЛК-спектры плазмы крови лиц с соматической и онкологической патологией той же локализации хорошо дифференцировались при попарном сравнении (таб.5), что свидетельствует о достаточной

дифференциально-диагностической эффективности метода в отноше нии злокачественных новообразований.

Таблица 5

Степени дифференцированности ЛК-спектров плазмы крови лиц с соматической и онкологической патологией той же локализации, %

Рак Желудка Рак кишечника Рак матки Ра к легких Рак мол.железы Гемобласто-зы

Гастрит 77

Колит 75

Эндометрит - - 75 - - -

Бронхит - - - 74 - -

Мастит 74 _

Анемии _ _ _ 77

Суммарные гистограммы плазмы крови необлученных и об лученных лиц с различной локализацией предракового процесс; имели принципиальную схожесть, проявившуюся в увеличенш (сравнительно с суммарными гистограммами практически здоро вых пациентов) вклада (35 - 55 %) в рассеивание света частицам! малых размеров (рис.1б), различаясь между собой в некоторы; деталях. При этом, спектральные характеристики рассеянного свет; плазмы крови

необлученных и облученных больных существенно не отлича лись между собой.

Ни в одном из случаев попарного сравнения ЛК-спектров плаз мы крови больных с различной локализацией предракового процесс; не было получено статистически достоверной степени (р<0.05) диффе ренцированности, следовательно, метод не может быть пригоден дл! проведения дифференциальной диагностики локализаций предрако вых процессов (таб.6).

Таблица 6

Степени дифференцированностн ЛК-спектров плазмы крови лиц с различной локализацией предракового процесса, %

Предрак Желудка Предрак кишечника Предрак матки Предрак легких Предрак мол.железы Предрак крови

Предрак Желудка 59 61 60 57 63

Предрак Кишечника 59 56 62 63 60

Предрак Матки 61 56 64 55 64

Предрак Легких 60 62 64 65 65

Предрак мол.железы 57 63 55 65 61

Предрак Крови 63 60 64 65 61 _

Наибольшая степень дифференцированностн (74%) наблюдалась при попарном сравнении ЛК-спектров плазмы крови больных облигатными формами предрака и практически здоровых лиц. Несколько хуже ЛК-спектры группы больных с предраковой патологией дифференцировались от суммарных гистограмм плазмы крови лиц с общесоматическими и онкологическими заболеваниями (67-65%).

Суммарный ЛК-спектр плазмы крови всех обследованных онкологических больных (177 чел.) характеризовался трехмодаль-чым распределением частиц по размеру (рис.1 в), при еще более высоком (сравнительно с предраковой патологией) относительном вкладе з светорассеивание ЧМР плазмы крови (от 55% и выше). Существенных различий в спектральных характеристиках рассеянного света тлазмы крови облученных и необлученных лиц зафиксировано не быта.

Наибольшая степень дифференцированностн (84%) наблю-халась при попарном сравнении ЛК-спектров плазмы крови боль-1ых онкологическими заболеваниями и практически здоровых лиц. Несколько хуже данные групповые спектры дифференцировались уг суммарных гистограмм плазмы крови лиц с соматической и тредраковой патологиями (75% и 65% соответственно).

Как показано в таблице 7, при попарном сравнении ЛК-:пектров у лиц с различными локализациями злокачественных ново-)бразований не было получено статистически достоверной степени дафференцированности, следовательно, метод не пригоден для

проведения дифференциальной диагностики локализаций онкологического процесса.

Таблица 7

Степени дифференцированности ЛК-спектров плазмы крови лиц с различной локализацией онкологической патологии,%

Рак желудка Рак кишечника Рак матки Рак легких Рак мол. железы Гемобласто зы

Рак Желудка 65 61 70 65 61

Рак Кишечника 65 56 68 57 59

Рак Матки 61 56 68 61 63

Рак Легких 70 68 68 - 69 61

Рак мол. Железы 65 57 61 69 61

Гемобластозы 61 59 63 61 61 _

Таким образом, ЛК-спектр плазмы крови не имеет существенных отличий у облученных и необлученных лиц с различной локализацией рака и достаточно хорошо дифференцируется от гистограмм распределения частиц плазмы крови по размеру и вкладу в светорассеивание у лиц с общесоматическими заболеваниями тех же локализаций.

ВЫВОДЫ.

1.Основной характеристикой ЛК-спектра плазмы крови практически здоровых людей является бимодальность гистограммы распределения частиц по размеру с преимущественным вкладом в светорассеивание крупных частиц второй моды со средним радиусом от 80 до 600 нм;

2.Пол, возраст (в возрастном диапазоне 30-69 лет), регион проживания и время года на момент забора крови на формирование ЛК-спектров существенного влияния не оказывают.

3.Суммарные гистограммы плазмы крови практически здоровых лиц, больных хроническими соматическими, предрако-

выми и онкологическими заболеваниями облученных людей существенно не отличаются от ЛК-спектров у аналогичных групп необлученных людей. ЛК-спектр плазмы крови не является маркером радиационного воздействия.

4.Отсутствует зависимость между ЛК-спектром плазмы крови практически здоровых лиц, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующей радиации, и эффективной дозой облучения (в диапазоне от 0,1 до 160,0 сЗв) и дозой на красный костный мозг (в диапазоне кумулятивных индивидуальных доз от 0,1 до 124,0 сЗв).

5.Метод ЛКС плазмы крови имеет достаточно высокую диагностическую чувствительность в отношении предраковой и онко-погической патологий.

6.ЛК-спектры плазмы крови больных с предраковой пато-иогией характеризуются повышенным (от 35% до 55%) вкладом частиц малого радиуса в светорассеивание. При этом, спектральные характеристики рассеянного света субфракционного состава ллазмы крови групп больных с различной локализацией патологического процесса существенно не различаются.

7.ЛК-спектры плазмы крови больных с онкологической патологией характеризуются высоким (56% и выше) вкладом в ;веторассеивание, создаваемым частицами малого радиуса, а также юстаточной степенью дифференцированное™ от ЛК-спектров шазмы крови лиц с хроническими соматическими заболеваниями тех же локализаций.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ.

1. Характер изменений в системе гомеостаза, устанавливаемый : помощью лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС) при от-1аленных последствиях радиационных воздействий. -\.В.Аклеев, И.А.Пашков, H.A.Клопов, А.Д.Лебедев,

Г.Силина, М.Ю.Павлов, Л.А.Носкин.- Бюллетень экспери-лентальной биологии и медицины, N.5, с.556-560, 1995 г.

2. Дифференциальные возможности метода ЛКС при диагно-тике различных патологических процессов, встречаемых среди «селения Уральского радиационного следа. А.В.Аклеев, I.A.Пашков, H.A.Клопов, А.Д.Лебедев, А.Г.Силина, И.Ю.Павлов, Л.А.Носкин. - Радиобиология, т.35, вып.6, с. 829-836, 995 г.

3. Лазерная корреляционная спектроскопия (ЛКС) плазмы кро в системе скрининга отдаленных последствий радиационного возде ствия. А.В.Аклеев, И.А.Пашков, Л.А.Носкин, А.Д.Лебедев. М.: Издат, 1996 - Библиотека журнала "Медицинская радиолог и радиационная безопасность", т.1,с.20-28.

4. Возможности лазерной корреляционной спектроскот (Л КС) плазмы крови в системе скрининга отдаленных последств] радиационного воздействия.// Тезисы докладов 1-го Междун родного симпозиума "Хроническое радиационное воздейс вие:риск отдаленных эффектов", Челябинск, 1995 г.

5. Применение метода лазерной корреляционной спектроскоп] плазмы для формирования групп повышенного онкологическо; риска среди населения, подвергшегося хроническому радиац онному воздействию.// Тезисы докладов 3-го Всероссийско сьезда радиобиологов,- 1997 г.

6. Сравнительный анализ семиотических сдвигов, уст навливаемый при Л КС-исследовании плазмы крови случайнь выборок из зон Чернобыльской аварии, Уральского радиационно] следа и сотрудников С.-Петербургского института ядерной ф зики РАМ. Акад.К.С.Терновой, А.В.Аклеев, И.А.Пашко Л.А.Носкин и др.,- 1998 г. В печати.