Chromosomal Aberrations Induced by in Vitro Irradiation of $^{131}I$

$^{131}I$의 체외 방사선조사에 의한 염색체이상

Recently, there are many considerations and studies on biological effects of radiations in radiation workers, as well as in accidentally or therapeutically irradiated persons. The most practical and reliable method of dosimetry for radiation accidents is the scoring of gross chromosomal aberrations in human lymphocytes (Ydr) as a biological dosimetry. By the way, although usual doses of $^{131}I$ administered therapeutically for thyroid cancer are ranging from 100 mCi to 200 mCi, there are differences of absorbed doses and Ydr, ranging from 0.004 to 0.04, on equally administered $^{131}I$ due to variations in metabolic characteristics, stage of tumors and physical status of subjects. In this study, We exert to obtain the dose-response relationships of $^{131}I$, as a good guide to evaluating acute effects of accidental irradiations and radiation induced leukemia or solid tumor, by in vitro induction of chromosomal aberrations. we studied the relationship between radiation dose (D) and the frequency of chromosomal aberrations (Ydr) obserbed in peripheral lymphocytes that were irradiated in vitro with $^{131}I$ at doses ranging from 0.05 to 6.00 Gy. By scoring cells with unstable chromosomal aberrations (dicentric chromosomes and ring chromosomes) we obtained this linear-quadratic dose response equation Ydr=0.064351 $D^2$-0.13143 D+0.045684 This dose-response relationship may be useful for evaluating acute and chronic $^{131}I$ induced biological effects.

연구배경 : 방사선치료시, 작업장에서 또는 방사선사고시의 방사선에 피폭되었을 때 피폭선량을 정확하게, 가능한한 빨리 추정해 내고 적절한 의료대책을 세우기 위해서는 선량-반응관계의 표준곡선이 요구되어지는데 생물학적 선량측정방법으로는 피폭자의 말초혈액을 배양하여 관찰한 림프구에서 얻은 염색체이상의 빈도로써 피폭선량을 추정하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이에 저자등은 갑상선기능항진증 및 갑상선암 환자에서 치료제로 투여되는 $^{131}I$을 체외에서 조사시켜 선량-반응관계의 표준곡선을 얻고 피폭시의 치료 및 추적관찰의 근거를 마련하고자 하였다. 방법 : 최근 3년간 0.01 Gy 이상의 방사선조사를 받은 적이 없는 건강한 사람의 말초혈액을 채취하여 $^{131}I$을 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.50Gy의 저선량에서 0.75, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00Gy의 고선량이 되도록 체외에서 조사시켜 PHA를 첨가하고 림프구를 배양 관찰하였다. 실험동안에는 빛을 차단하고 $37^{\circ}C$의 체온과 같은 조건을 유지시켰고, 배양된 세포는 현미경 검경하여 dicentric 염색체, ring 염색체 및 acentric fragment 쌍등 불안정 염색체이상의 빈도를 관찰하였다. 결과 방사선조사를 받지 않은 세포에서는 염색체이 상을 관찰할 수 없었다. 관찰한 세포중 dicentric 염색체와 ring 염색체의 빈도로써 나타내는 Ydr값은 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.50Gy에서 각각 0.003, 0.004, 0.004, 0.005, 0.005, 0.008이었고, 0.75, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00Gy에서는 각각 0.046, 0.057, 0.143, 0.302, 0.389, 0.842, 1.720으로써 선량이 증가함에 따라 증가하였으나, 이상염색체를 가진 림프구내에서의 이상염색체의 빈도인 Qdr값은 0.75Gy이하에서는 모두 1이었고, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00Gy에서는 각각 1.2, 1, 1.04, 1.09, 1.33, 2.53으로써 저선량에서는 차이가 없었다. 위와 같은 선량-반응관계를 비선형 회귀분석 한 결과 방사선량(D)과 염색체이상 빈도(Ydr)와의 관계는 Y=0.064351 $D^2$-0.13143 D+0.045684로 나타나 선량에 따른 염색체 이상의 빈도는 위와 같은 이차함수식으로 증가함을 알 수 있었다. 결론 : $^{131}I$의 방사선량이 증가함에 따라 이상염색체의 빈도는 이차함수식으로 증가하는 표준선량반응곡선을 얻었으므로 피폭선량을 추정하는 근거를 마련하였다.