Derleme

Nükleer ve Radyolojik Acillerde Dozimetri

10.4274/nts.027

  • Bengül Günalp

Nucl Med Semin 2017;3(3):221-224

Nükleer ve radyolojik acillerde, özellikle çok sayıda kazazedenin olduğu durumlarda, absorbe edilen dozun belirlenmesi hastaların sınıflanmasında (triyaj) ve tıbbi müdahalenin planlanmasında kritik öneme sahiptir. Doz hesaplaması kabaca bulantı ve kusmanın başlangıç zamanı, bilinç durumu ve nörolojik bozukluk olup olmadığının bilinmesi ile yapılabilir. Periferal kan hücre sayımı, özellikle tüm vücut ışınlanmasından sonraki ilk 48 saatte yapılan lenfosit sayımı başlangıçtaki doz hesabında çok yararlıdır. Daha doğru doz hesaplamaları sitogenetik dozimetri metotları, elektron paramanyetik rezonans kullanarak, diğer biyodozimetri indikatörleri ile ve eksternal ve internal dozimetri teknikleri ile yapılabilir. Bu derlemede farklı nükleer ve radyolojik kaza senaryolarında kullanılabilecek güncel dozimetri tekniklerinin avantaj ve limitasyonları gözden geçirilecektir.

Anahtar Kelimeler: Doz hesaplaması,akut dozimetri,radyolojik triyaj,sitogenetik dozimetri,elektron paramanyetik rezonans,biyodozimetri göstergeleri

Giriş

Nükleer ve radyolojik acillerde çoğunlukla çok sayıda kişinin radyasyondan etkilenmesinin yanı sıra birlikte yanık ve travma gibi kombine yaralanmalar da olabilir. Sağlık tesisleri ve çalışanlar da etkilenmiş olabileceğinden kısıtlı imkanların en iyi şekilde kullanılmaları söz konusudur. Kazazedelerin bulunmuş oldukları yere göre ve almış olabilecekleri doz klinik bulgulara göre değerlendirilerek “triyaj” olarak isimlendirilen sınıflanmaları yapılmalı ve uygun sağlık tesislerine yönlendirilmeleri sağlanmalıdır. Daha sonra sitogenetik dozimetri (SD) gibi daha çok zaman, iş gücü gerektiren biyodozimetri teknikleri ile daha doğru doz hesaplamaları yapılarak tedavileri planlanmalıdır (1).

Klinik Dozimetri ve Triyaj

Triyaj, klinik bakımı hızlandırıp kolaylaştırmak ve mevcut klinik servis ve olanakların kullanımını maksimuma çıkarmak için hastaların yaraları ve/veya hastalık durumları esas alınarak sınıflara ayrılmasıdır. Triyajın esas amaçlarından birisi gerekli acil bakım seviyesini belirlemektir. Eğer kazazede sayısı az ise, tıbbi yönetim açısından bu durum pek çok ülkede büyük bir problem yaratmaz. Ancak, onlarca veya yüzlerce kişinin ışınlandığı ya da ışınlandığından şüphelenildiği bir kaza durumunda özellikle bu hastaların hastaneye yatırılmaları söz konusu olduğunda büyük zorluklarla karşılaşılabilir.

Erken klinik belirtiler radyasyona maruz kalan kişilerin sınıflandırılması ve kişisel seviyede uygun olan tıbbi bakıma karar vermede temel teşkil eder. En önemli prodromal (erken) klinik bulgular bulantı, kusma, diyare ve deri ve mukoza eritemidir. Tüm vücut ışınlaması veya lokal ışınlanma durumlarında hastanın almış olabileceği dozun yaklaşık olarak belirlenmesi ve hastaneye yatırma kararı, Tablo 1’de gösterilen erken klinik bulguların varlığına göre yapılır.

Klinik doz belirlemeleri genellikle alınan sonuçlara bakılarak yeniden değerlendirme yapılarak tayin edilir.

- Çok erken bir sınıflandırma, bulantı, kusma, diyare, eritem ve ateş gibi klinik semptomlara dayanır. Bu bulgular ve bunların ortaya çıkış zamanları, sıklıkları ve şiddeti dikkatlice kayıt edilmelidir. Bu kazazedeleri, absorbe edilen doz 2 Gy’den az veya çok olmak üzere iki kategoride sınıflandırılmasını sağlar.

- Doğrulama ve daha doğru bir sınıflandırma özellikle ilk 2 gün içinde lenfositlerdeki azalmanın izlemesini içeren hematolojik sayımlara dayanır (Şekil 1).

- Hastanede, klinik ve laboratuvar bulgularının gelişimine, hematolojik tetkikler ve biyolojik (sitogenetik) ve fiziksel dozimetri gibi daha özel yöntemlerden alınan sonuçlara göre, hastanın durumunun daha ayrıntılı ve doğru olarak değerlendirilmesi mümkün olur.

Sitogenetik Dozimetri

SD kemik iliği ve internal organların akut ışınlanmasından sonra doz belirlenmesinde yaygın olarak kabul edilen metottur. Bununla birlikte SD’nin önemli limitasyonları vardır. Tipik olarak SD ile doz hesabı yaklaşık 4-5 günlük bir zaman ve önemli iş gücü gerektirir. Mikronükleus testi daha az zaman gerektirir (1-2 gün) ancak duyarlılığı ve özgüllüğü düşüktür. Lenfositlerin metafaz yaymalarında disentrik kromozom sayımı doz hesaplanmasında en güçlü tekniktir.

Disentrik Testi

Disentrik sayımı ile doz belirlenmesi uzun yıllardır kaza radyasyon dozimetresinde kullanılmaktadır. Bu tetkikte proliferasyonu aktive edilmiş lenfositler metafazda durdurulur, slayt preparatları üzerinde fikse edilerek disentrik ve ring kromozom varlığı analiz edilir. Her bir birey için en az 50 metafaz skorlanmalıdır. Saptanan disentrik ve ring sayıları in vitro oluşturulmuş kalibrasyon eğrilerine göre doz hesabında kullanılır. Disentrik kromozom içeren hücrelerde iki adet sentromer olduğundan bölünemezler (unstable) ve hücre yaşam süresinin sonunda periferal kandan temizlenirler. Bu nedenle disentrik sayımı ile doz hesabı genellikle yakın zamanda (günler içerisinde, ~6 ay) iyonize radyasyona maruz kalmış kişilerde doz belirlenmesinde kullanılır ve günümüzde radyasyon kazalarında doz belirlenmesinde kullanılan en duyarlı ve özgül test olarak kabul edilir (2,3). Kullanım doz aralığı 0,2-5 Gy’dir. Akut tüm vücut ışınlanması ve lokal vücut ışınlanması paternleri ayırt edilebilir (Tablo 2).

Floresan İn Situ Hibridizasyon Testi

Disentrik assayın dezavantajı oluşan hasarın hücre çoğalmasına izin vermemesi ve hücre bölünmeye girdiği sırada peripheral kandan uzaklaştırılmasıdır. Floresan in situ hibridizasyon (FISH) tekniği ile kolaylıkla saptanan translokasyonlar ise daha kalıcıdır ve retrospektif dozimetri yapılmasına olanak sağlar (4). FISH metodu 23 farklı floresan işaretleyici ile tüm kromozomların işaretlenmesini sağlayarak translokasyonların çok daha duyarlı olarak saptanmasına olanak sağlamıştır (Şekil 2, 3) (5). FISH tekniğinin dezavantajı tetkikin pahalı olması ve analiz zamanının uzun olmasıdır. Bu nedenle çok sayıda kazazedenin olduğu durumlarda uygulanamaz.

Mikronükleus Testi

Mikronükleus testi disentrik testine alternatif bir testtir. Mikronükleuslar hücre bölünmesi sırasında tüm kromozom veya asentrik kromozom fragmanı yeni hücre çekirdeğine entegre olamaz ise ortaya çıkar. Sitokinezis inhibe edilir ise ilk mitotik bölünme sonrasında iki nükleuslu hücre oluşur. Bu binükleer hücrelerde mikronükleus varlığı skorlanır (Şekil 4) (6,7). Mikronükleus testi disentrik testinden daha az teknik beceri ve analiz için daha az zaman gerektirir. Ancak translokasyonlarda olduğu gibi radyasyondan başka nedenler ile de oluşabilir ve duyarlılık ve özgüllüğü düşüktür (8). Ancak yine de çok sayıda kazazedenin olduğu durumlarda uygulaması kolaydır (9).

Prematür Kromozom Kondensasyon Testi

Lenfosit stimülasyonu gerektiren önceki tekniklerin limitasyonu, 5 Gy ve üzerinde radyasyon dozu almış bireylerin lenfositlerinin mitoza girmesinde gecikme olması veya hiç mitoza girmemeleridir. Bu durum dozun olduğundan düşük hesaplanmasına neden olur. Bununla birlikte insan lenfositleri Çin Hamster Over hücreleri ile birleştirilirler ise prematüre kondensasyona zorlanırlar (10). Bu test kromazomal aberasyonların hasar görmüş hücre mitoza girmeden saptanmasını sağlayarak hayatı tehdit eden yüksek radyasyon dozlarının hesaplanmasını sağlar. Bu teknik aynı zamanda kısmi vücut ışınlanmasını sağlamada da başarılıdır (Tablo 2) (11).

Elektron Paramanyetik Rezonans, Elektron Spin Rezonans

Bu teknik radyasyon sonrası oluşan çiftleşmemiş elektron çiftlerini saptar. Oluşan çiftleşmemiş elektron sayısı absorbe edilen doz ile orantılıdır. Ancak yaşam süreleri sıvı ortamlarda çok kısadır (nanosaniye). Diş, kemik, tırnak ve saçta daha uzun ömürlüdürler. Teknik ilk olarak 1968 yılında tanıtılmış (12) ve eski Sovyetler Birliği’nde ve Japonya’da dökülen dişlerden retrospektif dozimetrik analizlerde kullanılmıştır.


Sonuç

Görüldüğü gibi tek başına hiç bir tetkik kitlesel ışınlanmalarda yönetimi de içeren tüm potansiyel ışınlanma senaryolarında erken tıbbi tedavinin başlanması için doz hesaplanmasında yeterli güvenceyi verememektedir. Bu durumda klinik dozimetri dahil, her tetkikin avantaj ve dezavantajları bilinerek multiparametrik biyodozimetri stratejileri kullanılmalıdır.

Finansal Destek: Yazar tarafından finansal destek almadıkları bildirilmiştir.


Resimler

1. International Atomic Energy Agency, Safety Report Series No. 2. Diagnosis and Treatment of Radiation Injuries. 1998, IAEA, Vienna. http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P040_scr.pdf
2. Bender, MA, Awa, AA, Brooks AL, et al. Current status of cytogenetic procedures to detect and quantify previous exposures to radiation. Mutat Res 1988;196:103-159.
3. Voisin P, Barquinero F, Blakely B, et al. Towards a standardization of biological dosimetry by cytogenetics. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand) 2002;48:501-504.
4. Pinkel D, Gray JW, Trask B, van den Engh G, Fuscoe J, van Dekken H. Cytogenetic analysis by in situ hybridization with fluorescently labeled nucleic acid probes. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 1986;51:151-157.
5. Szeles A, Joussineau S, Lewensohn R, Lagercrantz S, Larsson C. Evaluation of spectral karyotyping (SKY) in biodosimetry for the triage situation following gamma irradiation. Int J Radiat Biol 2006;82:87-96.
6. Fenech M, Morley AA. Cytokinesis-block micronucleus method in human lymphocytes: effect of in vivo ageing and low dose X-irradiation. Mutat Res 1986;161:193-198.
7. Fenech M, Crott J, Turner J, Brown S. Necrosis, apoptosis, cytostasis and DNA damage in human lymphocytes measured simultaneously within the cytokinesis-block micronucleus assay: description of the method and results for hydrogen peroxide. Mutagenesis 1999;14:605-612.
8. Thierens H, Vral A, de Ridder, L. Biological dosimetry using the micronucleus assay for lymphocytes: interindividual differences in dose response. Health Phys 1991;61:623-630.
9. Thierens H, De Ruyck K, Vral A, et al. Cytogenetic biodosimetry of an accidental exposure of a radiological worker using multiple assays. Radiat Prot Dosimetry 2005;113:408-14.
10. Johnson RT, Rao PN. Mammalian cell fusion: induction of premature chromosome condensation in interphase nuclei. Nature 1970;226:717-722.
11. Darroudi F, Fomina J, Meijers M, Natarajan AT. Kinetics of the formation of chromosome aberrations in X-irradiated human lymphocytes, using PCC and FISH. Mutat Res 1998;404:55-65.
12. Brady JM, Aarestad NO, Swartz HM. In vivo dosimetry by electron spin resonance spectroscopy. Health Phys 1968;15:43-47.