The Frequency of Chromosomal Aberrations of Peripheral Lymphocytes according to Radiation Dose and Dose Rate

선량 및 선량률 변화에 따른 말초혈액 임파구의 염색체 이상의 빈도

Purpose : It was studied that the relationship between radiation dose, dose rate and the frequency of chromosomal aberrations in peripheral lymphocytes. Methods and Materials : Peripheral lymphocytes were irradiated in vitro with 6 MeV X-ray at dose ranges from 50 cGy to 800 cGy. The variations of the frequency of chromosomal aberrations were observed according to different radiation dose rate from 20 cGy/min to 400 cGy/min at constant total dose of 400 cGy which it was considered as factor to correct biological radiation dose measurement. Results : The yields of lymphocytes with chromosomal aberrations (dicentric chromosome, ring chromosome, acentric fragment pairs) are 0% at 50 cGy, 9% at 100 cGy, 20% at 200 cGy, 27% at 300 cGy, 55% at 400 cGy, 88% at 600 cGy, and 100% at 800 cGy. The value of Ydr is 0.000 at 50 cGy, 0.093 at 100 cGy, 0.200 at 200 cGy, 0.354 at 300 cGy, 0.612 at 400 cGy, 2.040 at 600 cGy, and 2.846 at 800 cGy. The relationship between radiation (D) and the frequency of dicentrlc chromosomes and ring Chromosomes (Ydr) can be expressed as Ydr=0.188${\times}$10$^{-2}$ D/Gy+0.422${\times}$10$^{-4}$/Gy$^{2}$${\times}$D$^{2}$ The Value of Qdr is 0.000 at 50 cGy, 1.000 at 100 cGy, 1.000 at 200 cGy, 1.333 at 300 cGy, 1.118 at 400 cGy, 2.318 at 600 cGy, and 2.846 at 800 cGy. When 400 cGy is irradiated with different dose rate each of 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, and 400 cGy/min, Ydr is each of 0.982, 0.837, 0.860, 0.732, 0.763, 0.966, 0.909, 1.006, and 0.806, and Qdr is each of 1.839, 1.555, 1.654, 1.333, 1.381, 1.750, 1.6000, 1.710, and 1.318. Conclusion : There are not the significant variations of Ydr and Qdr values according to different dose rate. And so radiation damage is influenced by total exposed radiation doses and is influenced least of all by different dose rate when it is acute single exposure.

목적 : X-선 조사 후 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도가 피폭 선량과 비례하는지를 확인하고, X-선 조사시 선량률의 변화가 생물학적 선량 측정에 영향을 주는지를 찾아서 보정인자로 작용하는지를 알아보았다. 대상 및 방법 : 28세의 건강한 성인남자에서 2회에 걸쳐 각각 16 ml와 18 ml의 전혈을 정맥으로부터 무균채취하여 이미 해파린(heprin) 처리되어 있는 10 ml의 vacutainer (삼화공사, 한국)에 2 ml씩 분주하였다. 분주한 혈액 시료를 1개는 정상대조 군으로 16개는 실험 군으로 총 17개를 실험에 사용하였으며, 방사선 조사는 조사야 10${\times}$10 cm$^{2}$로 분당 240 cGy 의 일정한 선량률로 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy의 선량을 각 1회 조사하였다. 나머지 9개의 실험 군은 동일한 선량(400 cGy)에서 선량률 변화만 주어 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min의 각 선량률로 1회 조사하였다. 관찰 시 염색체의 개수가 46${\times}$2개 되는지 여부를 확인하고 또한 염색체의 밀도나 염색체 형태가 염색체 이상 빈도 확인에 적합한지 확인한 후 해당되는 경우에 한해서만 계측하였다. 각 표본에서 최소 50개의 림프구를 관찰하려고 하였다. 통계처리는 SPSS를 이용하여 평균값 비교와 회귀곡선의 기울기 값을 구하였다. 결과 : 방사선 조사된 림프구의 관찰된 총 수에 대한 염색체 이상을 가진 림프구의 비율(yield)은 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800 cGy일 때 각각 0, 9, 20, 27, 55, 88, 100%이었다. 선량변화에 따른 염색체 이상(이동원 및 환형 염색체)의 평균빈도는 50, 100, 200, 300, 400, 500, 800 cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.354, 0.612, 2.040, 2.846이었다. 관찰된 총림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Ydr)는 선량이 50, 100, 200, 300, 400, 600, m cGy일 때 각각 0.000, 0.093, 0.200, 0.364, 0.613, 2.040, 2.846이었다. 방사선량과 Ydr의 관계는 Ydr=$\alpha$D+$\beta$D$^{2}$에 의한 Liner-quadratic model을 따를 때 Ydr=0.188${\times}$10$^{-2}$ D/Gy+0.422${\times}$10$^{-4}$/Gy$^{2}$${\times}$D$^{2}$로 나타났다. 이동원 염색체와 환형 염색체 이상을 가지는 림프구에서 이동원 염색체와 환형 염색체의 빈도(Qdr)는 50, 100, 200, 300, 400, 600, 800의 선량일 때 각각 0.000, 1.000, 1.000, 1.333, 1.118, 2.318, 2.846 이었으며 이는 앞의 Ydr값으로부터 구한 값과 거의 일치하였다. 선량율을 각각 20, 40, 60, 80, 100, 160, 240, 320, 400 cGy/min으로 달리하여 총 선량을 400 cGy를 각각 조사했을 때 임파구에서 나타난 염색체이상(이동원, 환형, 무동원체단편 염색체)의 빈도의 차는 없었다. 결론 : 방사선의 급성 피폭에 의한 손상은 선량률에 의한 영향은 미미하며 대부분 피폭된 총 선량에 의해 좌우된다. 염색체 이상을 이용한 생물학적 선량측정방법은 피폭 선량이 증가함에 따라 비교적 규칙적으로 증가하므로 피폭 선량 측정을 위한 유용한 방법이라고 생각한다. 그러나 일회 피폭인 급성 피폭 시는 선량률 변화가 보정인자로써 작용하지는 않았다.