Två studier av genetiska förändringar efter olyckan i Tjernobyl

Två intressanta artiklar som avser medicinska effekter till följd av kärnkraftsolyckan i Tjernobyl 1986 publicerades våren 2021 i Science. Dessa studier har specifikt ämnat undersöka om det finns genetiska förändringar i (förmodad) strålinducerad papillär tyroideacancer (Morton et al) respektive huruvida frekvens och typ av de novo mutationer (DNM) hos barn till ”uppröjningsarbetare” eller evakuerade efter Tjernobylolyckan (Yeager et al) skiljer sig från vad som normalt kan förväntas.

evakuerade efter Tjernobylolyckan (Yeager et al) skiljer sig från vad som normalt kan förväntas. I den första studien av Morton et al undersöktes 440 prover från lika många individer från Ukraina, alla med papillär sköldkörtelcancer (PTC). Av dessa fall hade 359 blivit exponerade för 131I i fosterlivet eller senast vid 18 års ålder medan 81 var födda efter mars 1987 och ej hade utsatts för exponering som barn. Man analyserade även matchad vävnad från normal sköldkörtelvävnad och/eller blod hos individerna. Syftet var att undersöka hur omgivande strålning bidragit till den genetiska profilen i tumörerna och få en djupare förståelse för strålinducerad carcinogenes vid PTC. Hos exponerade individer (för 131I) uppskattades medelekvivalentdosen till sköldkörteln till 250 mGy (11-8800 mGy). Studien indikerade att vid strålinducerad PTC är skador i form av dubbelsträngsbrott på DNA en tidig genetisk förändring i carcinogenesen, men man kunde inte identifiera biomarkörer för att särskilja strålinducerad PTC från sporadiskt uppkommen PTC. I studien undersöktes även vilka genetiska förändringar som var drivande (sk ”driving mutations”). Här kunde man notera att de vanligaste genetiska förändringar som drev cancern påverkade den sk MAPK-signalvägen (401 av 433 identifierbara fall).

I den andra studien undersökte Yeager och medförfattare blod från individer som var barn till uppröjningsarbetare efter Tjernobylkatastrofen eller hade blivit evakuerade från staden Pripyat eller annan bosättning inom 70 km från kärnkraftverket. Personerna (=avkomman) som undersöktes (n=130) var födda mellan 1987-2002 och barn till 105 mor-far-par. Blod från dessa 130 individer samt från deras respektive föräldrar analyserades med syftet att undersöka förekomsten av de novo mutationer (DNM) i germinalcellslinjer genom hel-genom sekvensering. Fynden korrelerades till kumulativ stråldos till gonader hos mödrarna – medeldos 19 mGy (0-550 mGy) – och fäderna – medeldos 365mGy (0-4080 mGy) – före befruktning. Man kunde i studien inte påvisa någon association mellan stråldosen och antal, distribution eller typ av DNM och författarna konkluderade att för doser inom dosspannet som undersökts i studien kunde man inte säkerställa bevis på någon signifikant påverkan på DNM i nedärvt DNA hos människa.

Vår kommentar: Båda dessa studier är intressanta och bidrar med ökad insikt i strålningens medicinska konsekvenser. Resultatet från studien av Yeager et al, där framförallt fäder hade utsatts för höga stråldoser upp till ca 4 Gy och mer än 17 individer erhållit doser över 1 Gy, är intressant och i ljuset av olyckan i Fukushima och Gardners iakttagelse 1990 av leukemi hos barn till kärnkraftanställda i Sellafield är resultaten lugnande. På mödernet hade dock inga individer erhållit doser mer än 1 Gy och endast två individer hade doser över 0.5 Gy, vilket medför en begränsning i tolkningen.

Vi har lagt till en ny kategori av inlägg!

Inlägget 2021-06-29 om hur förberedda akutmottagningarna är på att ta emot strålexponerade patienter är skrivet som direkt reaktion på en förfrågan från en av våra följare.

Vi har nu infört en ny kategori av inlägg, Svar på Frågor från läsekretsen, och markerat det aktuella inlägget som ett exempel på den nya kategorin. 

Vi vill uppmärksamma våra följare på att (1) Det går att söka inlägg i en viss kategori, t ex denna, och (2) Vi mottar naturligtvis gärna fler förfrågningar och uppslag på ämnen som vi bör behandla!

Nu 64 år sedan Windscale och Mayak, 35 år sedan Tjernobyl, 10 år sedan Fukushima – kort om historiens värsta kärntekniska olyckor och deras hälsokonsekvenser

Det kan knappast ha undgått någon som läser dagstidningar att det i år är 10 år sedan en jordbävnings- och tsunamikatastrof drabbade Japan (11 mars 2011) och bl a förstörde kärnkraftsstationen Fukushima Daiichi, med härdsmältor och radioaktiva utsläpp som följd. (Ett flertal andra kärnkraftsstationer längs Japans östkust klarade däremot krisen). Många av våra följare minns säkert också att världens hittills största kärnkraftsolycka, Tjernobyl, inträffade för 35 år sedan (26 april 1986). Sju år dessförinnan, 28 mars 1979, skedde olyckan i Harrisburg, och ytterligare 22 år tidigare inträffade två större olyckor: Kyshtym/Mayak/Ozyorsk (29 september 1957) samt Windscale (10 oktober 1957).

Kyshtym-olyckan i den plutoniumproducerande upparbetningsanläggningen Mayak orsakades av att kylningen av cisterner med radioaktivt avfall upphörde att fungera och inte ersattes. Värmeutvecklingen till följd av radioaktivt sönderfall i avfallet ledde till en kemisk explosion som spred 74 PBq över ett 300 km * 50 km stort område. Olyckan, som länge hemlighölls av sovjetiska myndigheter, har sedermera klassats som INES 6 (det näst högsta steget på INES-skalan och därmed den tredje värsta olyckan någonsin i termer av antal evakuerade (10 000) och det näst största utsläppet någonsin. Vi har tidigare kommenterat olyckan i en notis. Mer information finns i en artikel av A Akleyev m fl.

Windscale-olyckan (INES-5) i den likaledes plutoniumproducerande kärnreaktorn Windscale Pile 1 bestod i en brand i det stora grafitblock som utgjorde moderator. Branden orsakade utsläpp av radioaktivt material i Storbritannien och Europa, främst 740 TBq I-131 men även t ex Po-210. Detta var den första olyckan i väst med nämnvärda omgivningskonsekvenser, och under det att den inte ledde till direkt evakueringar fick den stor betydelse genom att livsmedels- och betesrestriktioner utvecklades och tillämpades och numera ingår i all beredskapsplanering för kärntekniska olyckor. Vi berörde flyktigt denna olycka i notisen om Kyshtym. Mer information om olyckans medicinska konsekvenser ges av S Jones.

Harrisburg-olyckan var den första betydande civila kärnkraftsolyckan. En ventil som hängde sig ledde till förlust av kylvatten, och då personalen initialt misstolkade situationen och hindrade den automatiska nödkylningen utvecklades en partiell härdsmälta. På arbetsplatsen var det naturligtvis en stor olycka med svår kontaminering av byggnaden, men utsläppen till omgivningen var små (560 GBq radioaktiv jod) och inga mätbara medicinska effekter har kunnat påvisas. Olyckan har dock klassats som INES-5, samma som den ur hälsosynpunkt betydligt värre Windscale-olyckan, vilket enligt vår uppfattning visar att den endimensionella INES-skalan inte ger en särskilt god bild av olyckors svårighetsgrad. Vi berörde denna olycka bl a i en notis 2018. En artikel med närmare information om de medicinska konsekvenserna har skrivits av Y Han m fl.

Tjernobyl-olyckan (INES-7) i reaktor 4 i Tjernobyl-stationen orsakades av att ett planerat test av en säkerhetsfunktion utfördes med fel förutsättningar och på fel sätt vilket ledde till en okontrollerad kärnreaktion som orsakade en ångexplosion som lyfte reaktorlocket och följdes av en brand i reaktorn. Detta ledde till stora utsläpp,  ca 1760 PBq I-131 och ca 80 PBq Cs-137, och kontaminering av ca 200 000 km2 mark varav hälften ”svårt” kontaminerad. Några tiotal dödsfall i akut strålsjuka (acute radiation syndrome)  noterades, och olyckan bedöms enligt FN-organisationen UNSCEAR ha orsakat minst 4000 cancerdödsfall. Det har dock varit svårt att epidemiologiskt i efterförloppet kunna påvisa en ökning av inträffade cancerfall. Undantaget är en säkerställd ökad incidens av tyroideacancer hos barn som bodde i närområdet och som drack mjölk kontaminerad med radioaktivt jod från kärnkraftshaveriet. Eftersom de sovjetiska myndigheterna först försökte dölja olyckan så kände varken barnen, deras föräldrar eller allmänheten till att mjölken var kontaminerad. KcRN har tidigare publicerat flera notiser om Tjernobyl, se t ex här, här och här. Innan KcRN hade skapats formellt tog KcRN:s föregångare också fram en s k KAMEDO-rapport om olyckan. Utförlig information om olyckan finns hos IAEA, och de medicinska konsekvenserna är väl redovisade av UNSCEAR.

ukushima-olyckan slutligen orsakades av att tsunamin översvämmade kärnkraftsstationen, där reaktor 1-3 snabbstoppats av jordskalvet och reaktor 4 var avställd för revision, och slog ut reservkraftdieslarna för reaktor 1-5 vilka behövdes för kylvattenpumpning. Reservdieseln för reaktor 6 förblev oskadd och kunde förse de avställda reaktorerna 5 och 6 med kylvatten. Successiva vätgasexplosioner i reaktor 1-4 ledde till radioaktiva utsläpp (130 PBq I-131, 35 PBq Cs-137) och evakuering av 160 000 personer i området runt Fukushima. KcRN har publicerat ett flertal notiser om Fukushima, varit medförfattare i en rapport i Socialstyrelsens KAMEDO-serie. samt även medverkat (som kapitelansvariga för strålskyddsfrågot) i IAEAs omfattande Fukushima Daiichi Accident report. En aktuell kort översikt av olycksförloppet och åtgärder som vidtagits ges av Energiforsk. OECD:s kärnenergibyrå har tagit fram en mer omfattande men ändå lättillgänglig rapport. En rykande färsk rapport från UNSCEAR behandlar de medicinska effekterna och bekräftar den tidigare bedömningen att inga akuta dödsfall orsakats av strålning samt att inga påvisbara (discernible) sena effekter är att vänta. Den ökning av antalet detekterade tumörförändringar i sköldkörteln hos barn som har rapporterats i närområdet i Japan åren efter olyckan kan enligt UNSCEAR helt förklaras av en kraftigt ökad screening med bl a frekventa ultraljudsundersökningar, och inte av en reell cancerincidensökning. Ett tänkvärt uttalande av ICRP påminner oss om att Fukushima ändå var en allvarlig och tragisk händelse som kommer att ge lärdomar länge än. Vi rekommenderar också gärna till läsning en tänkvärd artikel/editorial av Richard Wakeford i senaste numret av J Radiological Protection.

Vi tar också tillfället i akt att här informera om ett webinarium via Microsoft Teams om Tjernobyl och Fukushima som Nordiska Sällskapet för Strålskydd anordnar i samarbete med Kgl Vetenskapsakademiens Nationalkommitté för strålskyddsforskning och Swe-Rays (Swedish Radiation Research Association for young scientists). Webinariet äger rum måndag 26 april kl 10-12 och ska belysa vad som hände i Tjernobyl (Robert Finck), i Fukushima (Imre Pazsit) och skillnader och likheter mellan händelserna (Sören Mattsson). Click here to join the meeting

Vår bedömning: De refererade artiklarna ger en god sammanfattande och tankeväckande inblick i hur strålningsolyckor inträffar och deras konsekvenser. En viktig lärdom som först på senare år har fått full uppmärksamhet är att alla strålskyddsåtgärder som vidtas måste vara berättigade, även de som säkert minskar stråldoser – men ibland kan medföra andra påtagliga, ibland livshotande hälsoproblem. En annan viktig iakttagelse är att långsiktiga psykosociala effekter och sjukdomsbelastningar kan utgöra mycket allvarliga hälsokonsekvenser av en strålningsolycka.

Nanopartiklar kan göra strålbehandling effektivare

Man har länge arbetat med olika metoder att göra tumörvävnad extra strålkänslig, t ex med att söka påverka syrsättningen, för att med strålbehandling kunna döda tumörceller utan att otillbörligt skada närliggande organ. Freeman (2020) redovisar från den senaste ESTRO-kongressen om intressanta framsteg med användning av radiosensibiliserande nanopartiklar.

I en fransk fas-1-studie på 15 patienter med metastaser i hjärnan användes gadoliniumbaserade AGuIX-partiklar. Dessa runt 4 nm stora partiklar är synliga i magnetkamera så man kan kontrollera att de når målvävnaden. Efter injektion kunde man se att AGuIX-partiklarna inom två timmar hade ansamlats i metastaserna, oberoende ac vilken sorts primär tunör patienten hade haft, och utan att några av partiklarna hamnade i frisk hjärnvävnad. Patienterna fick därefter en ekvivalent dos på 30 Gy, i 10 fraktioner, till hjärnan. Hos 12 av patienterna minskade tumörvolymen genom behandlingen. Ett par fallstudier med goda resultat redovisades också. En fas—2-studie med ca 100 patienter har nu inletts.

I en annan fransk fas-1-studie med 19 patienter med skivepitelcancer användes hafniumoxidbaserade NBTXR3-partiklar för att öka effekten av intensitetsmodulerad strålbehandling (IMRT). Partiklarna avger elektroner när de bestrålas och ökar därmed den lokala stråldosen i cellen med 9 gånger jämfört med celler utan dessa nanopartiklar. Efter injektion av NBTXR3 gavs patienterna 35 fraktioner om 2 Gy vardera. Hos 9 patienter visade den behandlade tumören ”komplett respons”. Man är nu på väg att inleda en fas-3-studie.

Vår kommentar: Studierna utgör exempel på användning av nya typer av ”radiosensitizers” för göra cancerceller selektivt mer strålkänsliga än normalvävnad. Andra medel inom denna grupp siktar bl a på att parallellt med strålningen interagera mot nyckelproteiner som ger tumörcellerna speciella överlevnadsfördelar. I våra sammanhang, då skydd mot oavsiktlig bestrålning efterfrågas, är det kanske mer intressant med radioprotektiva ämnen, som istället minskar strålningens effekter. Studier av ovan redovisat slag är ändå tänkvärda, då de visar vilken potential det finns för att ändra cellers respons på strålning, och för att de kan belysa vidare mekanismer för strålskador.

Medicinska perspektiv kring radionukleära händelser – en strålningsmedicinsk lägesrapport från KcRN

Vi har nöjet att här presentera en strålningsmedicinsk rapport, skapad på initiativ av Strålsäkerhetsmyndigheten och framtagen av exporter knutna till Kunskapscentrum för strålningsmedicin vid katastrofer samt till universitetet i Manchester.

Rapporten är tillgänglig för kostnadsfri nedladdning här: Strålningsmed rapport KcRN dec2020

Avsikten med rapporten, som har skrivits på initiativ av och med ekonomiskt stöd från Strålsäkerhetsmyndigheten, är att beskriva det aktuella  internationella kunskapsläget inom området medicinska konsekvenser av radionukleära händelser. Utifrån medicinska implikationer vill författarna ge en bild både av aktuella strålningshändelser och av nya rön kring tidigare inträffade händelser. Rapporten vill också belysa intressanta trender inom medicinsk forskning/utveckling när det gäller handläggning och uppföljning av strålexponerade individer samt uppmärksamma nya fynd i den stora flora av publikationer som handlar om långtidsrisker, s k stokastiska hälsoeffekter, relaterade till exponering för lägre doser joniserande strålning. Rapporten lämnar också rekommendationer kring fortsatt uppföljning och beredskap inom området. Dessa rekommendationer utgår sålunda från författarna och representerar inte nödvändigtvis  några ståndpunkter från Strålsäkerhetsmyndigheten eller övriga berörda myndigheter (KcRN:s huvudmän: Socialstyrelsen, Karolinska Institutet).

Rapportens primära målgrupp är främst läkare, fysiker och andra experter involverade i beredskapsplanering och som väntas bli inblandade i hantering av händelser som innefattar joniserande strålning. Författarnas förhoppning är dock att även bredare grupper inom t ex media och allmänhet kan finna rapporten läsvärd.

Ladda ner rapporten här!

Om rapportens innehåll:
Rapporten inleds med ett antal rekommendationer kring fortsatt uppföljning och beredskap. Författarna framhåller bland annat att den medicinska utbildningen behöver förbättras, att forskning kring ”molekylära signaturer” är väsentlig (och att Socialstyrelsen och Strålsäkerhetsmyndigheten har viktiga roller både som forskningsfinansiärer och som influerare som kan påverka andra finansiärer), att myndigheterna behöver förbereda sig inför Internationella Strålskyddskommissionens nästa omgång grundläggande  rekommendationer som väntas år 2028, att informationsmaterial bör tas fram inför kommande strålningshändelser, samt att den medicinska strålningsberedskapen behöver stärkas.

Bland mer långsiktiga medicinska konsekvenser av strålexponering har expertgruppen bakom rapporten valt att särskilt lyfta fram tre områden: cancer i sköldkörteln (tyreoidea), gråstarr (katarakt) samt psykiatriska, icke-somatiska hälsoeffekter.

I en översikt över kunskapsläget fokuserar rapporten i fråga om tidiga, deterministiska skador på akut strålsjuka, därefter behandlas det på senare tid mycket uppmärksammade problemet med kararakt (gtumling av ögats lins) efter bestrålning, samt vissa aspekter av intern kontaminering (intag av radioaktuva ämnen).  Ett längre avsnitt avfattat på engelska behandlar sena, stokastiska skador och de olika studier som belyser risken (sannolikheten) för sådana skador och dess relation till stråldosen. Översikten avslutas med ett avsnitt om psykiatriska, icke-somatiska effekter av strålning.

Rapporten tar också upp frågan om strålningsinducerade hjärt-kärlsjukdomar. Det finns där indikationer på att även lågdosstrålning kan öka risken, men olika studier är motsägelsefulla. Därutöver ägnas uppmärksamhet åt nyupptäckta ”molekylära signaturer” hos strålexponerade personer, något som kan göra det möjligt att i framtiden identifiera strålinducerad cancer på individbasis.

Rapporten redovisar även nyheter kring medicinsk handläggning av akuta, s k deterministiska strålskador där nya internationella riktlinjer är under utarbetande. Den redovisar också översiktligt det internationella samarbetet i övrigt rörande strålningsmedicin och medicinsk beredskap.

Översikten följs av en återblick på några radionukleåra händelser med medicinska implikationer, kompletterad med uppgifter om nyligen inträffade sådana händelser.  Internationella samarbeten kring medicinsk handläggning av strålskadade personer belyses i ett avslutande avsnitt.

Den expertgrupp som sammanställt rapporten består av:
Christel Hedman, överläkare, med.dr. KI
Marita Lagergren Lindberg, överläkare, med.dr. KI
Karin Lindberg, specialistläkare Karolinska Univsjh, med.dr. KI
Leif Stenke, överläkare Karolinska Univsjh, professor i hematologi, KI (sammankallande)
Jack Valentin, docent Stockholms Universitet, anknuten till KI
Richard Wakeford, Professor in Epidemiology, University of Manchester, UK

Klicka här för att ladda ner KcRN:s rapport!

Kommentarer: Vi brukar ju avsluta våra notiser om nya rapporter med en egen kommentar. Den här gången har vi ingen kommentar eftersom notisen behandlar en rapport från oss själva – men vi mottar gärna kommentarer från er läsare! Använd kommentarfältet nedan!

Strålinducerad katarakt IV: Köns- och åldersskillnader

I tidigare inlägg om strålinducerad katarakt har vi refererat studier av epidemiologi, yrkesexponerade grupper samt biologiska uppkomstmekanismer. I detta avslutande inlägg redovisar vi att utveckling av strålinducerad katarakt synes kunna påverkas av såväl kön som ålder.

En könsskillnad antyddes i epidemiologiska data från Mayakkohorten (ca 25% kvinnor), där risken för katarakt noterades vara 2-4 gånger högre (p<0,02) (3,8 gånger högre för PSC) hos kvinnor jämfört med män (Azizova 2018). I prekliniska djurförsök har man vidare undersökt östrogenets roll och noterat att tidpunkt vid östrogentillförsel i anslutning till strålexponering kan ha betydelse för kataraktuppkomsten. I råttmodeller har man då sett att östrogen verkat skyddande mot katarakt om östrogentillförseln påbörjades efter strålning (Dynlacht 2008), men däremot ökade uppkomsten av katarakt och latenstiden minskade om den påbörjades före strålning (Dynlacht 2006). Könshormoner skulle därmed åtminstone till del kunna förklara skillnaden mellan män och kvinnor.

Ålder är en annan faktor av betydelse där naturligt åldrande leder till en ökad stelhet i linsen, med bristande ackommodationsförmåga som följd. I en review från 2013 har Dynlacht sammanställt både epidemiologiska och prekliniska data om bl a ålderns inverkan på strålinducerad katarakt. I denna framgår att man i djurexperiment har noterat att såväl hög som låg ålder kan ge ökad risk för strålinducerad katarakt och att olika stråldoser kan ha olika betydelse för uppkomsten, latenstiden och allvarlighetsgraden. Känsligheten har delvis berott på vilken dos som givits. Till exempel  noterades att doser på 2-3 Gy hos råtta ledde till ökad linsgrumling med snabbare progress hos yngre individer, medan doser på ungefär 3-9 Gy ledde till kortare latenstid hos unga djur, men snabbare progress och utveckling av svår katarakt hos äldre djur. Doser kring 9 Gy ledde till snabbare och allvarliga utveckling hos unga djur (dessa experiment utförda med låg LET-strålning) (Dynlacht 2013). Vad gäller människa talar vissa epidemiologiska studier (t ex av atombombsöverlevare) för att yngre personer har högre risk att utveckla katarakt efter strålexponering, medan andra studier inte har kunnat påvisa en sådan skillnad (Dynlacht 2013).

Vår kommentar: Kön och ålder som riskfaktorer för strålinducerad katarakt synes vara en komplex fråga, där graden av allvarlighet är beroende av vilket utfallsmått som använts (exempelvis latenstid eller progression till en viss allvarlighetsgrad av katarakt). Den fysiologiska orsaken till skillnaden i risk för katarakt könen emellan är ännu inte helt klarlagd och den till synes högre risken för strålinducerad katarakt vid såväl låg som hög ålder är heller inte intuitivt självklar. Dessutom tarvar tolkning av fynd i epidemiologiska studier alltid en viss försiktighet.

Strålinducerad katarakt III: Biologiska mekanismer

I ett par tidigare inlägg har vi redovisat epidemiologiska studier av risken för katarakt efter lågdosstrålning och studier av katarakt vid yrkesrelaterad bestrålning. Här följer något om hur katarakt uppkommer. I ett avslutande inlägg kommer vi sedan att granska köns- och åldersvariationer i strålningsinducerad katarakt.

Joniserande strålning bidrar på flera sätt till uppkomst av katarakt och de exakta mekanismerna är inte klarlagda. Ur normalfysiologisk synvinkel är linsen uppbyggd av linskapseln som är en tunn hinna runt linsen, i linsens främre ända ett encelligt lager av linsepitelceller och där bakom linsfiberceller. De sistnämnda bildas genom att linsepitelceller migrerar bakåt mot linsens bakre pol. En överskådlig bild finns här. Linsfibercellerna är högtransparanta; en mogen linsfibercell har inga organeller och hög koncentration av kristallina proteiner. Linsen är dessutom ett slutet system i vilket proteiner och lipider som finns från födseln finns kvar till döden. Skador på t. ex proteiner kommer därmed att ackumuleras i linsen över tid.

Ainsbury et al 2016 ger en mycket bra sammantagen översikt över uppkomstmekanismer för katarakt, och deras fig. 2 sammanfattar olika sätt på vilka joniserande strålning kan tänkas orsaka katarakt. Sedan dess har ett par intressanta nya tänkbara modeller för kataraktbildning presenterats.

Uwineza et al. (2019) föreslår begreppet ”cataractogenic load” för uppkomst av katarakt. I definitionen av det begreppet har man tagit hänsyn till samtliga faktorer (genetiska faktorer, omgivningsfaktorer samt livsstilsfaktorer) som ger skador på linsens makromolekyler, vilka ackumuleras över tid och ger upphov till katarakt. Skador från joniserande strålning adderas därmed till de övriga ackumulerade skador som uppkommer genom den naturliga åldrandeprocessen med förändringar i lipider och proteiner. Vid exponering för joniserande strålning kommer linsens åldrandeprocess därmed att accelerera, det vill säga hastigheten av ”cataractogenic load” ökar och klinisk katarakt uppkommer tidigare i den exponerade individen jämfört med den oexponerade individen. Artikeln har flera bra och övergripande illustrationer över detta.

I en artikel från 2019 (digitalt) / 2020 (tryckt) publicerade Hamada och kolleger en modell för uppkomst av katarakt vid akut respektive kronisk/utdragen exponering för joniserande strålning. I denna artikel föreslår man att den akuta exponeringen förutom DNA-skador, avdödande av celler, inflammation, oxidativ stress mm, även leder till excessiv cellproliferation vilket i sin tur leder till tidig uppkomst av posterior subkapsulär katarakt (PSC). Olika typer av exponering (akut/kronisk) skulle därmed teoretiskt kunna leda till olika subtyper av katarakt. Detta är av intresse då tidigare refererade epidemiologiska studier ffa har visat på sambandet mellan PSC och joniserande strålning, men där senare data antyder att det även kan finnas ett samband mellan joniserande strålning och kortikal katarakt och även kärnkatarakt (Azizova 2018).

Vår kommentar: De bakomliggande uppkomstmekanismerna är således inte helt klarlagda och de tre refererade artiklarna (Ainsbury 2016, Uwineza 2019 och Hamada 2019/20) ger en mycket bra överblick över komplexiteten i uppkomsten av strålinducerad katarakt.

 

Katarakt II – rapporter om katarakt i olika yrkesgrupper

Vi har tidigare rapporterat från epidemiologiska studier om risk för katarakt vid exponering för låga doser joniserande strålning givna med låg dosrat. Givet dessa data, kan även personal som genomför medicinska radiologiska undersökningar och interventioner inom sjukvården över tid komma att erhålla doser till linsen som leder till katarakt; t. ex urologer och hjärtläkare. Flera studier har visat på samband mellan katarakt och yrkesrelaterad exponering för strålning, men dessa lider dessvärre ofta av vetenskapliga begränsningar (t ex osäkra dosuppskattningar).

EURALOC-projektet (Domienik-Andrzejewska 2018) är ett europeiskt samarbete mellan 10 länder där man tittat på >400 hjärtläkare som utfört kardiologiska interventioner t ex kranskärlsröntgen och inläggning av pacemaker. Datainsamlingen skedde under 2014-2016 med hjälp av ett utskickat frågeformulär. Man kunde här notera att en hjärtläkare som utförde ett ”typiskt antal” interventioner av typen som utförs på ett ”hemodynamiskt rum” (t ex kranskärlsröntgen och perkutan transluminal koronar angioplastik) löpte risk att överskrida den årliga rekommenderade dosgränsen till linsen (20 mSv) om inga skyddsåtgärder vidtogs. För att kunna hålla dosgränsen vid dessa ”hemodynamiska åtgärder” krävdes antingen transparent, blyskyddad skärm eller blyglasögon. Åtgärder på ett ”elektrofysiologisk rum” (t. ex inläggning av pacemaker) medförde, generellt sett, substantiellt lägre exponering för joniserande strålning.

I en polsk analys (Domienik-Andrzejewska 2019) där man utvärderade användning av radioprotektiv skyddsutrustning vid medicinska ingrepp kunde man notera att fortfarande (dvs efter år 2010) utfördes 7% av de hemodynamiska interventionerna (t ex kranskärlsröntgen) utan skyddsutrustning i den undersökta populationen.

Vår kommentar: Dessa studier pekar på risken att överskrida rådande dosgränser till linsen för kardiologer som genomför dessa interventioner och betonar vikten av att använda rätt skyddsutrustning.

Individuell variation i strålkänslighet

Detta var temat för ett antal artiklar i marsnumret av International Journal of Radiation Biology. En Editorial av Salomaa och Jung presenterar de berörda artiklarna som en ”roadmap” som sammanfattar det forskningsbehov på området som forskningskonsortiet MELODI ser. Fokus ligger i hög grad på patienter i radioterapi där känslighetsvariationer kan orsaka svåra biverkningar av behandlingen. Man väljer, inte helt okontroversiellt, att skilja mellan ”radiosensitivity” = jämfört med normalpopulationen förhöjda vävnads- och cellreaktioner på joniserande strålning, och ”radiosusceptibility” = jämfört med normalpopulationen förhöjd risk för strålningsinducerad cancer.

Seibold m fl sammanfattar kliniska och epidemiologiska observationer av ”sensitivity” och ”susceptibility” i en rad olika strålningsscenarier och analyserar kriterier, påverkande faktorer, klinisk relevans och konsekvenser av individuella variationer. De bedömer identifiering av lämpliga kohorter och biobanker att studera som viktigt för framtiden.

Averbeck m fl diskuterar mekanismer bakom känslighetsvariationer med särskilt fokus på genetiska skillnader. Personer med mutationer i kända reparationsmekanismer har tydligt förhöjd strålkänslighet, men de utgör bara en liten del av de patienter som får allvarliga biverkningar vid strålbehandling.

Gomolka m fl går igenom tänkbara screeningmetoder för att identifiera individer med förhöjd risk för olika slags strålskador. De föreslår ett ”beslutsträd” för bedömning av individuell patientrisk inför strålbehandling, och finner det väsentligt att skilja mellan deterministiska vävnadsskador och stokastiska sena skador när olika testsystem valideras.

Kalman och Oughton belyser några etiska problem med att identifiera variationer i strålkänslighet och att använda denna information. Den Internationella strålskyddskommissionens, ICRP:s, fyra basala etiska värden: Välgärning/oskadlighet, värdighet, rättvisa, samt aktsamhet, presenteras som väsentliga att beakta, men inga ”färdiga svar” ges om hur etiska målkonflikter ska lösas.

Vår bedömning: Artiklarna utgör en utförlig sammanfattning av ”the state of the art” med många hundra referenser till studier av variationer i strålkänslighet. Panoramat av olika variationer är stort och många exempel är kända, men tyvärr är det uppenbarligen långt kvar innan kunskapen faktiskt kan tillämpas praktiskt och rutinmässigt vid strålbehandling av patienter. Andra tillämpningar, t ex vid rymdfart eller i samband med vårt specialområde, strålningsolyckor, behandlas knappast alls och är ännu längre från praktisk användning. Den forskning som föreslås är säkerligen nödvändig.

Strålinducerad katarakt (gråstarr) I – översikt nya epidemiologiska data

Linsen är ett av kroppens mest strålkänsliga organ och man uppmärksammade redan på 1800-talet att joniserade strålning kunde orsaka katarakt (linsgrumling, gråstarr). Under 1900-talet följde studier på överlevande efter atombomberna i Japan och olyckan i Tjernobyl varvid man noterade en riskökning för katarakt. Framför allt subtyperna posterior subkapsulär katarakt (PSC) och kortikal katarakt har associerats med joniserande strålning. ICRP ändrade år 2012 sin rekommenderade gräns för yrkesrelaterad exponering från 150 mSv/år till 100 mSv/5 år (inget år får överstiga 50 mSv), vilket syftar till att undvika synnedsättande katarakt. Under de senaste åren har strålinducerad katarakt uppmärksammats i flera epidemiologiska studier där man analyserat katarakt i relation till kronisk lågdosexponering för joniserande strålning. Flera översiktsartiklar har uppmärksammat ämnet och de bakomliggande biologiska mekanismerna har diskuterats.

Vi kommer i tre inlägg att summera resultaten från nyligen publicerade studier. I detta första inlägg är fokus på epidemiologiska data; i ett andra kommer vi att titta på rapporter på yrkesrelaterad exposition och ett tredje inlägg ge en översikt över patogenes/biologiska mekanismer.

Azizova m fl har i en serie artiklar analyserat en kohort av arbetare från Mayak – Rysslands första kärntekniska etablissemang. Kohorten består av anställda vid verksamheten mellan 1948-1982 med ca 21 000 individer i kohorten och 4000 fall av katarakt. Dessa arbetare genomgick dels en hälsoundersökning i samband med sin anställning och därefter årliga hälsokontroller inklusive en standardiserad ögonundersökning. Doser till ögats lins var inte specifikt uppmätta, utan absorberad dos i studien baserades på värden från kroppsdosimetrar med vilka man skattade dosekvivalenten på 10 mm djup i kroppen, Hp(10). Medelvärdet av den kumulativa dosen från extern gammastrålning var 0,54 ± 0,76 Gy för män och 0,44 ± 0,65 Gy för kvinnor. 44% av personalen hade arbetat i mer än 10 år på anläggningen.

I den första analysen (Azizova 2016) hade individerna följts till 2008 och man noterade en riskökning för katarakt för individer med helkroppsdoser >0,25 Sv. I en uppföljande analys (Azizova 2018) med fokus på de olika subtyperna av katarakt sågs störst riskökning för PSC och kortikal katarakt, men man noterade även ökad risk för utveckling kärnkatarakt vilket är ett nytt fynd. I den senast publicerade analysen från denna kohort (Azizova 2019) där man undersökt stråldos i relation till kataraktkirurgi, har man dock inte kunnat fastställa något samband mellan stråldos och denna åtgärd.

Ytterligare data har publicerats från en kohort från USA – the US Radiologic Technologist study. Denna kohort består av ca 146 000 individer som varit anställda (certifierade) på olika röntgenavdelningar i USA någon gång mellan 1926-1982. Denna studie (Little 2018) grundar sig på frågeformulär som skickades ut i fyra omgångar. Individer som erhållit strålbehandling mot cancer exkluderades ur analysen. Sammantaget inkluderades ca 67 000 individer i analysen (uppföljning 12-13 år, ca 12 000 fall med katarakt). Den kumulativa absorberade dosen till ögats lins var 55,7 mGy (medelvärde). Här kunde man notera en linjär riskökning för katarakt över hela dosspannet, vilken förblev signifikant även vid doser <100 mGy. I en uppföljande analys (Little 2020) kunde man även notera en absolut riskökning (excess absolut risk (EAR), 94/104 personår Gy) som förblev signifikant vid doser < 100 mGy (dock ej <50 mGy).

I en subanalys från samma kohort (ca 35 000 individer, ca 9 000 fall med katarakt)  (Velasques-Kronen) har man tittat specifikt på risk för katarakt hos personal som deltagit vid fluoroskopiguidade interventioner (t ex angiografier) och noterat en ökad risk jämfört med individer som aldrig assisterat vid ett sådant ingrepp (kumulativ riskökning med antalet assisteringar som genomförts noterades).

Vår kommentar: Sammantaget pekar dessa studier på att exponering med låg dosrat innebär ökad risk för katarakt även vid lägre doser än man tidigare antagit. Vidare intressanta forskningsfrågor innefattar att utvärdera relationen mellan exponering och kataraktkirurgi, att utvärdera om det finns en tröskeldos samt att ytterligare utvärdera de olika subtyperna av katarakt och sambandet med exponering.