medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2019-98-7-697-700medlit-356Research ArticleПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИPROBLEM-SOLVING ARTICLESПроблемы установления зависимости доза – эффект для оценки риска от воздействия ионизирующего излучения и вредных химических веществProblems of the establishment of the dose-effect relationship for risk assessment under exposure to ionizing radiation and harmful chemical substancesКоренковИгорь ПетровичKorenkovIgor P.

Доктор биол. наук, канд. тех. наук, профессор, гл. науч. сотр. ФГБУ «ГНЦ «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА России, 123182, Москва.

e-mail: korenkovip@yandex.ru

Ph.D., DSci., Prof., Head of the Department of the A.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical Centre, Moscow, 123182, Russian Federation.

e-mail: korenkovip@yandex.ru

korenkovip@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4652-1250ДёминВ. Ф.DeminV. F.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4466-6616СоловьёвВ. Ю.SolovievV. Yu.noemail@neicon.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный научный центр «Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна» ФМБА РоссииA.I. Burnazyan Federal Medical Biophysical CentreФедеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»National Research Center “Kurchatov Institute”201914102020987697700Copyright © Коренков И.П., Дёмин В.Ф., Соловьёв В.Ю., 20202020Коренков И.П., Дёмин В.Ф., Соловьёв В.Ю.Korenkov I.P., Demin V.F., Soloviev V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/356Введение

Введение. Анализ проблем разработки зависимостей доза – эффект (ЗДЭ) в оценке риска воздействия ионизирующего излучения (ИИ) и вредных химических веществ (ВХВ) на здоровье человека и предложения по совершенствованию этих зависимостей.

Материал и методы

Материал и методы. Проблемы развития и применения методологии оценки риска воздействия ИИ и ВХВ лежат в области разработки ЗДЭ по результатам биологических экспериментов и эпидемиологических исследований (ЭИ). Эти проблемы связаны с такими свойствами эффектов воздействия ИИ и ВХВ, как неспецифичность и латентность, малая статистическая мощность, фрагментарность имеющейся фактической информации по изучаемым эффектам, возможная зависимость от уровня соответствующих спонтанных заболеваний или смертности. Национальными и международными организациями разработан ряд моделей ЗДЭ. Однако между этими моделями имеются существенные различия как в выборе параметров моделей, так и в выборе соотношения между мультипликативными и аддитивными зависимостями от спонтанных эффектов. Сохраняется актуальность совершенствования моделей ЗДЭ, пригодных для надёжных прогнозных оценок риска воздействия ИИ и ВХВ.

Результаты

Результаты. В современных моделях ЗДЭ соотношение между мультипликативной и аддитивной зависимостями от спонтанных эффектов выбрано экспертным путём на основе имеющихся результатов биологических экспериментов и ЭИ без достаточно строгого обоснования. Это отразилось в различающемся выборе этого соотношения разными разработчиками. Для более обоснованного выбора соотношения предлагается рассмотреть две возможности: 1) проведение дополнительных целенаправленных биологических исследований на молекулярно-клеточном и организменном уровнях; 2) совместный анализ результатов двух независимых ЭИ на разных когортах, пострадавших от воздействия ИИ или ВХВ. Для ИИ имеется реальная возможность решения задачи по второму варианту. Описан конкретный возможный способ действия по второму направлению.

Заключение

Заключение. Современные модели ЗДЭ для ИИ и ВХВ нуждаются в дальнейшем развитии, в особенности в части соотношения между мультипликативной и аддитивной зависимостями в ЗДЭ. Предлагается способ обоснования выбора этого соотношения и описан алгоритм его реализации для ИИ.

The aim of the study

The aim of the study. An analysis of the problems of the development of the dose-effect relationship (DER) in the assessment of the risk under exposure to ionizing radiation (IR) and harmful chemicals (HC) on human health and proposals for improving them.

Material and methods

Material and methods. Problems of the development and application of the methodology for assessing the risk of exposure to IR and HC are in the area of delivering DER based on the results of biological experiments and epidemiological studies (ES). These problems are associated with such properties of the effects of exposure to IR and HCh as nonspecificity and latency, low statistical power, fragmentation of the actual information available on the studied effects, possible dependence on the level of the associated spontaneous morbidity or mortality rate. A number of DER models have been developed by national and international organizations. However, between these models, there are significant differences in the choice both of model parameters and the ratio between the multiplicative and additive dependencies on spontaneous effects. The relevance of improving DER models suitable for reliable predictive risk assessments of exposure to IR and HC remains.

Results

Results. In modern DER models, the ratio between the multiplicative and additive dependencies on spontaneous effects was chosen by an expert way on the basis of the available results of biological experiments and ESs without sufficient rigorous justification. This was reflected in the different choice of this ratio by different developers. For a more reasonable choice of the ratio, it is proposed to consider two possibilities: 1) implementing additional targeted biological research on the molecular-cellular and organismic levels; 2) a joint analysis of the results of two independent ESs on different cohorts affected by exposure to IR or HC. For IR there is a real opportunity to solve the problem according to the second option. A specific possible method of action in the second direction and an algorithm for its implementation are proposed.

Conclusion

Conclusion. Current models of DER for IR and HC require further development, in particular, in terms of the relationship between multiplicative and additive dependencies in DER. A method of justifying the choice of this ratio is proposed and an algorithm for its implementation for IR is described.

эпидемиологическое исследованиеионизирующее излучениевредное химическое веществорискмультипликативная зависимостьаддитивная зависимостьдозапротяжённое воздействиезависимость доза - эффектepidemiological studyionizing radiationharmful chemical substanceriskdose-effect relationshipmultiplicative dependenceadditive dependencedoseextended exposureReferencesРахманин Ю.А., Демин В.Ф., Иванов С.И. Общий подход к оценке, сравнению и нормированию риска здоровью человека от разных источников вреда. Вестник РАМН. 2006; 4: 5-8Rakhmanin Yu.A., Demin V.F., Ivanov S.I. General approach to the assessment, comparison and normalization of the risk to human health from various sources of harm. Vestnik RAMN. 2006; 4: 5-8. (in Russian).Demin V.F. Common approach to comparison and standardisation of health risk from different sources of harm. Int. J. Low Radiation. 2006; 2 (¾): 172-8Demin V.F. Common approach to comparison and standardisation of health risk from different sources of harm. Int. J. Low Radiation. 2006; 2 (¾): 172–8.Демин В.Ф., Захарченко И.Е. Риск воздействия ионизирующего излучения и других вредных факторов на здоровье человека: методы оценки и практическое применение. Радиационная биология. Радиоэкология. 2012; 52(1): 77-89.Demin V.F., Zakharchenko I.E. The risk of exposure to ionizing radiation and other harmful factors on human health: assessment methods and practical application. Radiacionnaya biologiya. Radioehkologiya. 2012; 52 (1): 77-89. (in Russian).Анциферова А.А., Демин В.А., Демин В.Ф., Соловьев В.Ю. Концепция управления техногенным риском. Гигиена и санитария. 2017; 96 (8): 780-5.Antsiferova A.A., Demin V.A., Demin V.F., Soloviev V.Yu. Concept of technogenic risk’ management. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2017; 96 (8): 780-5 (in Russian).Demin V.F. Complex health risk assessment and analysis from exposure to ionizing radiation, chemical contaminants and other sources of harm. In “Environmental Security in Harbors and Coastal Areas”. Ed. Linkov, I., Springer, 2007; 317-327.Demin V.F. Complex health risk assessment and analysis from exposure to ionizing radiation, chemical contaminants and other sources of harm. In “Environmental Security in Harbors and Coastal Areas”. Ed. Linkov, I., Springer, 2007; 317–327.United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2006 Report. NY: United Nations. 2008; I(A): 322 p.United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2006 Report. NY: United Nations. 2008; I(A): 322 p.Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation (BEIR VII). National Academy Press; Washington DC. 2005.Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation (BEIR VII). National Academy Press; Washington DC. 2005.Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP. 2007; 37 (2-4).Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103. Ann. ICRP. 2007; 37 (2-4).EPA Radiogenic Cancer Risk Models and Projections for the U.S. Population. April 2011, U.S. EPA, Washington DC. 2011.EPA Radiogenic Cancer Risk Models and Projections for the U.S. Population. April 2011, U.S. EPA, Washington DC. 2011.Framework for Human Health Risk Assessment to Inform Decision Making. U.S. Environmental Protection Agency, April 5, 2014; 63 p.Framework for Human Health Risk Assessment to Inform Decision Making. U.S. Environmental Protection Agency, April 5, 2014; 63 p.Health effects of Exposure to Radon, BEIR VI. National Academy Press, Washington DC; 1999.Health effects of Exposure to Radon, BEIR VI. National Academy Press, Washington DC; 1999.Авалиани С.Л., Безпалько Л.Е., Бобкова Т.Е., Мишина А.Л. Перспективные направления развития методологии анализа риска в России. Гигиена и санитария. 2013; 1: 33-5.Avaliani S.L., Bespalko L.E., Bobkova T.E., Mishina A.L. Perspective directions of development of risk analysis methodology in Russia. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2013; 1: 33-5. (in Russian).Демин В.Ф., Жуковский М.В., Киселев С.М. Методика оценки риска от воздействия радона на здоровье человека. Гигиена и санитария. 2014; 5: 64-9.Demin V.F., Zhukovsky M.V., Kiselev S.M. Method of health risk assessment from radon’ impact. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2014; (5):64–9 (in Russian).Демин В.Ф., Жуковский М.В., Киселев С.М. Риск от воздействия радона на здоровье человека: методы оценки и практическое применение. Атомная энергия. 2015; 118(1): 42-6.Demin V.F., Zhukovsky M.V., Kiselev S.M. The risk of the impact of radon on human health: assessment methods and practical application. Atomic Energy. 2015; 118 (1): 42–6 (in Russian).Zhukovsky M., Demin V.and Yarmoshenko I. The modified model of radiation risk at radon exposure. Radiation Protection Dosimetry. 2014; April 9: 1-4.Zhukovsky M., Demin V.and Yarmoshenko I. The modified model of radiation risk at radon exposure. Radiation Protection Dosimetry. 2014; April 9: 1–4.Grosche B., Kreuzer M., Kreisheimer M. Lung cancer risk among German male uranium miners: a cohort study, 1946-1998. British Journal of Cancer. 2006, 95: 1280 - 7.Grosche B., Kreuzer M., Kreisheimer M. Lung cancer risk among German male uranium miners: a cohort study, 1946–1998. British Journal of Cancer. 2006, 95: 1280 – 7.Tomasek, L. Lung cancer mortality among Czech uranium miners-60 years since exposure. J Radiol Prot. 2012; 32 (3): 301-14.Tomasek, L. Lung cancer mortality among Czech uranium miners-60 years since exposure. J Radiol Prot. 2012; 32 (3): 301-14.EPA Assessment of Risks from Radon in Homes. US EPA, EPA 402-R-03-003; June 2003: 88.EPA Assessment of Risks from Radon in Homes. US EPA, EPA 402-R-03-003; June 2003: 88.Демин В.Ф., Бирюков А.П., Забелин M.В., Соловьев В.Ю. Проблемы установления зависимости доза - эффект для ионизирующего излучения. Мед. радиол. и радиац. безопасность. 2018; 63(3): 19-27Demin V.F., Biryukov A.P., Zabelin M.V., Soloviev V.Yu. Problems of identifying dose - effect dependence for ionizing radiation. Med. radiol. i radiac. bezopasnost’. 2018; 63 (3): 25–33 (in Russian).Kotaro Ozasa, Yukiko Shimizu, Akihiko Suyama, Fumiyoshi Kasagi, Midori Soda, Eric J. Grant, Ritsu Sakata, Hiromi Sugiyama and Kazunori Kodama. Studies of the Mortality of Atomic Bomb Survivors, Report 14, 1950-2003: An Overview of Cancer and Noncancer Diseases. Radiation research. 2012; 177: 229-43.Kotaro Ozasa, Yukiko Shimizu, Akihiko Suyama, Fumiyoshi Kasagi, Midori Soda, Eric J. Grant, Ritsu Sakata, Hiromi Sugiyama and Kazunori Kodama. Studies of the Mortality of Atomic Bomb Survivors, Report 14, 1950–2003: An Overview of Cancer and Noncancer Diseases. Radiation research. 2012; 177: 229–43.Sokolnikov M, Preston D, Gilbert E, Schonfeld S, Koshurnikova N (2015) Radiation Effects on Mortality from Solid Cancers Other than Lung, Liver, and Bone Cancer in the Mayak Worker Cohort: 1948-2008. PLoS ONE. 10 (2): e0117784. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117784Sokolnikov M, Preston D, Gilbert E, Schonfeld S, Koshurnikova N (2015) Radiation Effects on Mortality from Solid Cancers Other than Lung, Liver, and Bone Cancer in the Mayak Worker Cohort: 1948–2008. PLoS ONE. 10 (2): e0117784. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117784

The authors declare that there are no conflicts of interest present.