Kan närvaro vid kärnvapentester kopplas till kromosomförändringar med hjälp av M-FISH?

I en artikel i Journal of Radiological Protection presenterar Lawrence et al data på kromosomavvikelser hos militära veteraner som närvarat vid brittiska kärnvapentester eller utsläpp av radioaktivitet i Maralinga, Australien (nuclear test veterans – NT veterans). Syftet med studien är att undersöka om kromosomavvikelser var kopplade till närvaro vid kärnvapentesterna jämfört med en kontrollgrupp av icke-exponerade veteraner. Dessutom undersöktes om kromosomavvikelser hos exponerade fäder kunde kopplas till de novo mutationer i könsstamcellerna (nytillkomna ärftliga genförändringar) hos deras barn.

Totalt analyserades ungefär 17 000 celler i metafas (stadium i pågående celldelning då kromosomerna är sammandragna och tydligt synliga), insamlat från 48 NT-veteraner och 38 kontroller. Kontrollerna var matchade med hänsyn till ålder, rökning, alkohol och medicinska exponeringar. 

Författarna saknar dosmätningar på veteranerna och använder sig istället av en rankning av sannolik exponering som gjorts i ett tidigare arbete (rank 0 till 3). Rank 0 motsvarar icke-exponerade kontroller och rank 3 innebär att veteranen haft ”forward position” inom timmar eller dagar efter kärnvapensprängningar eller utsläpp.

Cellerna analyserades med multiplex fluorescence in-situ hybridisation (M-FISH), som kan märka alla människans kromosomer i olika fluorescerande färger. Denna cytogenetiska metod gör det möjligt att identifiera och separera enklare och mer komplexa avvikelser i kromosomstrukturen, vilket kan vara orsakade av exponering för joniserande strålning.

Speciellt analyserades komplexa kromosomavvikelser, som ofta kan härledas mer specifikt till intern exponering av alfastrålare. Man såg ingen generell skillnad i frekvens av dessa komplexa förändringar mellan NT-veteraner och kontroller.

I en undergrupp av NT-veteraner som varit ombord på skepp i samband med sprängningar eller vid radioaktiva utsläpp i Maralinga sågs en förhöjd frekvens komplexa avvikelser (se figur nedan). Förhöjda nivåer av komplexa avvikelser sågs endast i de som klassats som sannolikt mer exponerade (rank 3).

Figurtext från artikeln: Structural chromosome aberrations observed in control and test veteran cohorts. Frequency of chromosome aberration types per 100 cells reported for control and NT cohorts and, for NT subgroups based upon geographic location (Christmas island, Maralinga range or on board a ship at time of test) and, potential for radiation exposure ranking (allocated blind to cytogenetic data as low [1], medium [2] or high [3] potential) [10]. (A). Total reciprocal translocations (complete and incomplete types), (B). simple exchanges (total reciprocal translocations, Robertsonian translocations and total dicentric chromosomes), (C). complex chromosome exchanges (complete and incomplete types), (D). total fragments (total associated with complex, dicentric, ring or break-only aberrations), E. total damage burden (total number of chromosome breaks irrespective of aberration type). The box-whisker plots show the values for each veteran (dots) together with median values (bar) and the 25%–75% interquartile range (whiskers).
CC-BY 4.0 (Lawrence et al 2024 J. Radiol. Prot. 44 011501
DOI: 10.1088/1361-6498/ad1743)

Författarna jämför sina resultat med data från Nya Zeeländska veteraner som visat på högre frekvens av avvikelser än för oexponerade. I ett annat material på franska veteraner sågs liknande resultat som i den aktuella studien, att ingen generell förhöjd frekvens av kromosomavvikelser fanns för exponerade. Slutsatsen från författarna blir att de brittiska veteraner som varit närvarande vid kärnvapentester och utsläpp av radioaktivitet i Maralinga sannolikt inte utsatts för betydande mängder strålning.

Vår kommentar:

Studien visar på hur avancerade cytogenetiska metoder kan indikera om en kohort sannolikt varit exponerad för intern kontaminering. Kohorten som studerades här var sannolikt endast svagt exponerad. Trots detta sågs fler kromosomavvikelser i de grupper som var sannolikt mer exponerad på grund av arbete nära sprängningar (rank 3), i linje med vad man kan förvänta sig. 

Metoden kräver vissa resurser för att implementeras, men skulle kunna vara användbar i begränsade kohorter med oklar intern kontaminering av framförallt alfastrålande radionuklider. Resultaten kan möjligen bidra till att klarlägga exponering och stilla oro bland familjer till de som varit närvarande vid kärnvapentester historiskt, men även i framtiden, eftersom M-FISH-metoden kan påvisa kromosomskador orsakade av till stråldoser långt tillbaka i tiden.