Abstract
En av de store helsemessige konsekvensene av Tsjernobyl kjernekraftverk ulykken i 1986 var en dramatisk økning i forekomsten av skjoldbruskkjertelkreft blant dem som var i alderen under 18 år på tidspunktet for ulykken. Denne økningen har vært direkte knyttet i flere analytiske epidemiologiske studier til jod-131 (
131I) skjoldbrusk doser mottatt fra ulykken. Men det er fortsatt begrenset forståelse av faktorer som modifiserer
131I relatert risiko. Med fokus på post-Tsjernobyl pediatrisk tyreoideakreft i Hviterussland, vi anmeldt bevis for effekten av stråling, skjoldbruskkjertelen screening, og jod mangel på regionale forskjeller i forekomst av skjoldbruskkjertelkreft. Vi har også anmeldt nåværende bevis på innholdet av nitrat i grunnvann og skjoldbruskkreftrisiko trekke oppmerksomhet til høye nivåer av nitrater i åpen godt vann i flere forurensede områdene i Hviterussland, dvs. Gomel og Brest, knyttet til bruk av nitrogengjødsel. I denne hypotesen genererer studien, basert på økologiske data og biologisk plausibilitet, foreslår vi at nitratforurensning kan endre strålerelatert risiko for skjoldbruskkjertelkreft bidra til regionale forskjeller i forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft i Hviterussland. Analytiske epidemiologiske studier designet for å vurdere felles effekten av nitratinnhold i grunnvann og stråling presentere en lovende avenue av forskning og kan gi nyttig innsikt i etiologien av skjoldbruskkjertelkreft
Citation. Drozd VM, Saenko VA, Brenner AV, Drozdovitch V, VI Pashkevich, Kudelsky AV, et al. (2015) Store Faktorer som påvirker forekomst av barndommen skjoldbrusk kreft i Hviterussland etter Tsjernobyl-ulykken: Do Nitrater i drikkevann spiller en rolle? PLoS ONE 10 (9): e0137226. doi: 10,1371 /journal.pone.0137226
Redaktør: Sinuhe Hahn, Universitetssykehuset Basel, Sveits
mottatt: 04.03.2015; Godkjent: 14 august 2015; Publisert: 23.09.2015
Dette er en åpen tilgang artikkel, fri for all opphavsrett, og kan bli fritt reproduseres, distribueres, overføres, endres, bygd på, eller brukes av alle for ethvert lovlig formål. Arbeidet er gjort tilgjengelig under Creative Commons CC0 public domain engasjement
Data Tilgjengelighet: Nitratkonsentrasjonsdata eies av Institutt for naturforvaltning av National Academy of Sciences i Hviterussland. Forespørsler om å få tilgang til disse dataene er underlagt etisk godkjenning og kan rettes til Dr. Anatolij V. Kudelsky og /eller Dr. Vasilii I. Pashkevich ([email protected])
Finansiering:. Dette arbeidet ble støttet delvis av forskningsmidler 25257508 og 26670460 fra Japan Society for Promotion of Science (https://www.jsps.go.jp/english/) til SY. Dette arbeidet har fått noen annen finansiering. Den Funder hadde ingen rolle i studiedesign, datainnsamling og analyse, beslutning om å publisere, eller utarbeidelse av manuskriptet
Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
den mest betydelige helse konsekvens av 1986 Tsjernobyl kjernekraftverk ulykken var en dramatisk økning i forekomsten av skjoldbruskkjertelkreft blant innbyggerne i Hviterussland, Ukraina og deler av Russland rammet av radioaktivt nedfall. Det er nå overbevisende bevis for en kausal sammenheng mellom overkant av skjoldbruskkjertelkreft og eksponering for jod-131 (
131I) fra ulykken blant de som utsettes i barndommen eller ungdomsårene [1-9]. Sammen med unge alder eksponering, har epidemiologiske studier også foreslått et modifiserende rolle jod mangel på
131I relatert risiko for skjoldbruskkjertelkreft [2, 10]. I denne artikkelen diskuterer vi bevis for flere konfunderende og modifiserende faktorer som kan ha påvirket forekomsten av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft i ulike regioner av Hviterussland etter Tsjernobyl-ulykken og foreslå en hypotese om at eksponering for nitrater i drikkevannet på grunn av bruk av nitrogengjødsel kanskje innflytelse på
131I relatert risiko.
Materialer og metoder
Vi utførte søk i PubMed for å identifisere studier av strålingsrelatert risiko for skjoldbrusk kreft, effekten av skjoldbruskkjertelen screening, jod mangel og nitrat eksponering på forekomst av skjoldbrusk kreft generelt og blant befolkninger utsatt for Tsjernobyl-nedfall. Vi vurderte rapporter utarbeidet av store internasjonale organer som Det internasjonale atomenergibyrået (IAEA), FNs vitenskapelige komité for effekten av Atomic Radiation (UNSCEAR), og Verdens helseorganisasjon (WHO). Vi har også basert på vurderinger av hviterussiske tidsskrifter og historiske gjennomgang publikasjoner i russisk språk, samt materialer i tysk. Gitt begrenset antall studier av jod mangel, skjoldbruskkjertelen screening, og nitrat eksponering og lite overlapping mellom disse og studier av stråling-relaterte skjoldbruskkjertelkreft, oppsummerte vi staten vitenskapelige bevis og eksisterende forskningsbehov. Studiene ble kategorisert som de som gir anslag for stråling risiko i forbindelse med Tsjernobyl-ulykken, skjoldbruskkjertelen screening-programmer i Hviterussland, jod inntak og skjoldbrusk helse og nitrater eksponering og skjoldbrusk helse.
Kart av forurensning av Hviterussland med radiojod og nitrat ble generert med ArcGIS Spatial Analyst utvidelse av ArcGIS 10.2 programvare (ESRI, Redlands, CA, USA) ved hjelp av tidligere publiserte data [11] eller databasen av Laboratorium for hydrogeologi og Hydroecology (institutt for naturforvaltning av National Academy of Sciences i Hviterussland, Minsk, Hviterussland), henholdsvis.
Statistiske analyser ble utført ved bruk av IBM SPSS statistikk versjon 21 programvarepakke (International Business Machines Corp., Armonk, NY, USA). Satsene for skjoldbruskkjertelkreft beskrevet ved bruk av negative binomiske regresjonsmodellene med logaritmen som kobling funksjon som implementert i GENLIN prosedyre.
P
-verdier var to-sidig og anses vesentlig dersom 0,05.
Resultater
Thyroid kreft og stråling
Ekstern stråle terapi fikk i barndommen har vært kjent i flere tiår for å bli assosiert med en forhøyet risiko for å utvikle skjoldbruskkjertelkreft. De data som kommer fra en rekke kilder, men spesielt fra stråleterapi for tinea capitis [12], forstørret thymus [13] eller mandlene [14]. I tillegg skjoldbruskkjertelkreft var den første typen solid kreft som finnes i overkant blant de overlevende fra atombombing i Japan [15]. Beste estimat av risiko for personer som er utsatt under 15 år til ekstern strålebehandling er basert på en samlet analyse av syv studier [16]. Den samlede overskudd relativ risiko (ERR) blant de som utsettes under 15 år var 7,7 per Gy, mens det overskytende absolutt risiko (EAR) var 4,4 per 10
4 årsverk per Gy (PY Gy); linearitet kan best beskrives doseresponsen ned til 100 mGy [16]. ERR per Gy (ERR /Gy) betydelig varierte etter alder ved eksponering selv innenfor dette begrensede aldersgruppe ( 15 år), med barn eksponert under ett års alder ha ERR /Gy fem ganger høyere enn barn utsatt på 10-14 år. Den økte risikoen toppet seg 15-19 år etter stråling, deretter falt, selv om et overskudd var fortsatt tydelig mer enn 40 år senere. Tilsvarende alder ved eksponering mønster av ERR ble observert i oppdatert samleanalyse av skjoldbruskkjertelkreft forekomst følgende strålebehandling for kreft hos barn [17]. I en fersk analyse av skjoldbruskkjertelkreft forekomst 1958-2005 blant atombombens overlevende fra Japan ERR /Gy, modellert for de som utsettes i en alder av 10 og observert i en alder av 60, var 1,28 og EAR var 3,0 [18]. Det ble anslått at ERR redusert med 53%, mens EAR redusert med 70% per tiår økning i alder ved eksponering. Thyroid eksponering for lavere doser av ekstern stråling (gjennomsnitt på 120-260 mGy) fra behandling for hud hemangioma i barndom var assosiert med signifikant økning i risiko for skjoldbruskkjertelkreft i to svenske [19-20] og en fransk kohort [21] fulgt opp til 39 år.
Økologiske studier av skjoldbruskkjertelkreft forekomst i Hviterussland og Ukraina etter Tsjernobyl-ulykken estimert en lineær ERR /Gy på 18,9 og EAR /10
4 PY Gy på 2,66 [6]. Kasus-kontrollstudier med enkeltdose estimater av
131I rapportert ERR /Gy mellom 4,2 og 7,2 blant utsatte barn fra Hviterussland og Russland [2-3, 22]. Kohortstudier med målebasert individuell thyroid dose estimatene rapportert ERR /Gy på 5,25 og 2,15 for utbredt skjoldbruskkjertelkreft i Ukraina [8, 23] og Hviterussland [9, 24], henholdsvis; og 1,91 for hendelsen skjoldbruskkjertelkreft i Ukraina [1]. En annen kohort studie utført i Russland anslått ERR /Gy av 3,22 [4]. ERR /Gy estimatene i disse studiene synes å være sammenlignbar med hverandre så vel som med estimatet av stråling risiko fra samlestudie av eksterne eksponeringer [16]. I tillegg ligner på samleanalyse, noen men ikke alle etter Tsjernobyl studier funnet økt
131I skjoldbruskkjertelkreft risiko med synkende alder eksponering, som igjen vitner om viktigheten av forholdet mellom stråling risiko og alder ved eksponering [ ,,,0],6-7, 25].
i Hviterussland, satsene for pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft begynte å øke så snart som fire år etter Tsjernobyl-ulykken [26]. Økningen i forekomsten (tabell 1) så ut til å være spesifikk region og generelt avhengig estimat av gjennomsnitts thyroid dose på
131I [27]. Den høyeste thyroid dose (320 mGy) og forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelen (11 per 100 000 PY) var i Gomel Oblast (en oblast er den største administrativ enhet i Hviterussland, er det 6 oblasts i landet), mens den laveste thyroid dose ( 3,5 mGy) og forekomsten var i Vitebsk Oblast (0,48 per 100.000 PY). Det var en bemerkelsesverdig unntak fra den generelle dose insidensraten mønster, dvs. betydelig forskjell i forekomsten av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft i Mogilev og Brest oblasts (1,50 og 5,51 per 100.000 PY, henholdsvis) gitt generelt sammenlignbare estimater for
131I doser i to regioner (65 og 51 mGY, henholdsvis). Dette krever bedre forståelse.
Thyroid cancer og ultralydscreening
I tillegg til stråledose, bidrag av ultralyd screening for tidlig deteksjon av skjoldbruskkjertelkreft krever vederlag som det kunne forvirre sammenligning av priser mellom regioner med ulike nivåer av stråling. Forrige post-Tsjernobyl studier tyder på at på grunn av utvidet overvåking eller screening, skjoldbrusk kreft forekomst kan øke med en faktor på 3-7 [4, 7, 25, 28].
Resultatene av screeningstudier utført i Hviterussland etter Tsjernobyl-ulykken er oppsummert i tabell 2. den første screening i Gomel Oblast av International Tsjernobyl Project (ICP) startet i begynnelsen av 1990 under oppsyn av det internasjonale atomenergibyrået [29]. Den totale forekomsten av nodulær struma i studien var 1,2%; utbredelsen varierte ikke mellom barn utsatt og ikke utsatt for stråling og ingen tilfeller av skjoldbruskkjertelkreft blant 323 utsatte barn ble funnet [30].
I 1990-1991, en skjoldbrusk screening av barn i flere forurensede områder i Gomel Oblast, utført av Research Institute of Radiation Medicine (Minsk, Hviterussland) fant generelle forekomsten av skjoldbrusk knutesykdom i Khoiniki Raion, en av de mest forurensede raions, på 1,2% og av skjoldbruskkjertelen carcinoma-0,6%. Den gjentatte screening av befolkningen i 1993 viste at andelen av skjoldbrusk nodules var 2,1% og andelen thyroideakarsinom var 0,3% [31, 32, 35].
I 1990 WHOs internasjonale Program for helse- effekter av Tsjernobyl-ulykken (IPHECA) undersøkt ca 8000 barn fra Gomel, Mogilev, Vitebsk og Minsk oblasts. Forekomsten av skjoldbrusk nodules og skjoldbruskkjertelkreft i Gomel Oblast var henholdsvis 1,0% og 0,2%. I Vitebsk Oblast, utbredelsen av nodulær struma var 0,2%, mens ingen tilfeller av skjoldbruskkjertelkreft ble funnet. I Minsk Oblast, på samme måte, utbredelsen av nodulær struma var 0,4% og ingen enkelt tilfelle av skjoldbruskkjertelen ble funnet [33].
Siden 1990, en skjoldbrusk screening av Tsjernobyl Sasakawa Helse og medisin Cooperation Foundation (SMHF ) Prosjekt av mer enn 19.000 barn 18 år på tidspunktet for Tsjernobyl-ulykken fra Gomel Oblast og ca 14 000 barn fra Mogilev Oblast rapporterte forekomsten av nodulær struma i Gomel på 1,7%, og at av skjoldbrusk kreft på 0,2%. De respektive tallene i Mogilev Oblast var vesentlig lavere, 0,1% og 0,008%, henholdsvis [34].
I 1996, en kohortstudie av skjoldbruskkjertelkreft og andre skjoldbrusk sykdommer i Hviterussland etter Tsjernobyl-ulykken ble initiert av Division of Cancer Epidemiology og genetikk, National Cancer Institute (USA) [36]. Totalt sett, rundt 12.000 kohort medlemmer i alderen 18 år eller yngre ved Tsjernobyl-ulykken fra de mest forurensede områdene i Gomel, Mogilev eller fra Minsk byen ble undersøkt. Den totale forekomsten av skjoldbruskkjertelkreft i denne gruppen var 0,4% [9].
Røde Kors gjennomfører en skjoldbruskkjertelen screening i Brest Oblast. Mellom 1998 og 2005 ble det totalt 50,896 personer i alderen under 18 år på tidspunktet for ulykken undersøkt. Den totale forekomsten av nodulær struma var 6,4% og at av thyroideakarsinom-0,3%
I sammendraget, sammenligning av data innhentet av forskjellige etterforskere i 1990-2013 viste variasjoner i utbredelsen skjoldbruskkjertelkreft mellom 0,2%. – 0,6% i Gomel, 0,3% i Brest, og bare 0,008% i Mogilev Oblast. Dermed resultatene av ultralyd screeningprogrammer foreslår at gitt sammenlign screening, forskjellen i forekomsten av skjoldbruskkjertelkreft mellom Brest og Mogilev oblasts vedvarer.
Thyroid og jod mangel
Jod er et kritisk element for thyroid hormon biosyntese. Det daglige inntak av jod anbefalt av WHO og andre internasjonale organisasjoner varierer fra 90 mikrogram for små barn til 150 mikrogram for ungdom og voksne [37]. Utilstrekkelig inntak av kosttilskudd jod er kjent for å forårsake struma, hypotyreose, og mental retardasjon hos barn [38]. Mens dyreforsøk funnet at jod mangel kan spille en rolle i tumorvekst [39], rollen av jod mangel i etiologi av spontan skjoldbruskkjertelkreft hos mennesker har ikke blitt etablert utvetydig [40]. Normalt, vann og mat er de viktigste kildene til jod. Deres jodinnhold avhenger av konsentrasjonen jod i lokal jord og kan variere innen geografiske områder. På landsbygda, forbruk av lokalprodusert mat er naturlig høyere enn i urbane befolkninger. Dessuten er forbruket av vann fra åpne brønn kilder ganske vanlig. Derfor distriktene innbyggerne vil trolig være mer utsatt for jod-mangel.
De som er berørt av Tsjernobyl-ulykken territorier hadde historisk vært et område med mild til moderat jodmangel [41]. Selv om det var flere forsøk på å rette opp denne situasjonen i tiårene forut for ulykken, i slutten av 1980 før oppløsningen av det tidligere Sovjetunionen, var det ingen systematiske, store JODISERING programmer på plass [41-42]. Det er to måter som ernæring jod kan påvirke tumorigen eller onkogene utsatt for eksponering for radioaktivt jod: ved å påvirke strålingsdose mottatt av kjertelen og ved å endre respons på bestråling. Dette skyldes det faktum at jodmangel øker jod opptak av skjoldbrusk (inkludert radioiodines, dersom de er tilstede i miljøet) og stimulerer skjoldbruskcelleaktivitet ved økt produksjon av thyroid-stimulerende hormon [42]. I samsvar med denne ideen, to epidemiologiske studier, en utført i Hviterussland og en annen i den russiske føderasjonen, fant at risikoen for stråling-relaterte skjoldbruskkjertelkreft var to-tre ganger høyere i jod-mangel områder enn i områder med normal inntak jod [ ,,,0],2, 10]. Generelt er det utfordrende å studere rollen av jod mangel i strålingsrelaterte skjoldbruskkjertelkreft fordi data på jod inntak rundt tidspunktet for eksponering, den mest relevante tidsperioden, er ofte utilgjengelig.
For vurdering av jod status i Hviterussland før og umiddelbart etter Tsjernobyl-ulykken, den eneste kilden til data er målinger av jod innhold i jord laget i 1960 [43]. Gitt at en betydelig del av kostholdet i Hviterussland i 1986 kom fra lokalprodusert mat, og at statlige JODISERING programmer på 1980-tallet var ikke lenger aktiv, kan innholdet av jod i jord gi nyttig innsikt på geografiske forskjeller i forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft. Ifølge nivå av jod innhold, kan territorium Hviterussland være delt inn i følgende kategorier (fig 1): 0.56-0.64, 0.87-0.94, 1,3 til 1,39, 01.06 til 04.02, og 5,0 til 18,2 mg /kg. Selv om det ble observert høy variasjon i jord jod i Gomel og Mogilev oblasts, ble størstedelen av distrikt i disse oblasts kjennetegnet ved lavt jodinnhold som strekker seg mellom 0,56 mg /kg og 1,39 mg /kg. Jord jod distribusjon i Brest Oblast var veldig ujevn og usammenhengende: områder med relativt høyt innhold av jod (5,0 til 18,2 mg /kg) side om side med lave innholdsområder (0,56 til 0,64 mg /kg), men innhold høyere jod i jord ble observert generelt i større deler av Brest Oblast enn i Gomel eller Mogilev oblasts (fig 1)
i:. 0,56 til 0,64; II: 0,87 til 0,94; III: 1,3 til 1,39; IV: 01.06 til 04.02; V: 5,0 til 18,2. Den opprinnelige kart er avledet fra ref. [43] og er presentert med mindre modifikasjoner.
Flere populasjonsbaserte studier av urin jod konsentrasjon ble gjennomført i Hviterussland i 1990-årene. Jod ernæring til pediatriske pasienter som er tilstrekkelig hvis midlere jodkonsentrasjon er mer enn 100 ug /l, mildt jod mangelfull hvis den er 50 til 99 ug /l, moderat mangelfull hvis 20-49 ug /l, og alvorlig mangel hvis mindre enn 20 ug /L [44]. Fem år etter ulykken, den SMHF prosjektet målt urin jod konsentrasjon i 5,710 barn [45] fra Tsjernobyl forurenset territorier og rapporterte at median jod konsentrasjoner i barn fra Gomel og Mogilev oblasts var høy, og kan sammenlignes med hverandre (169 og 177 mikrogram /L , henholdsvis). En annen studie, en 1995-1998 undersøkelse av 11,562 barn, rapporterte median urin jod konsentrasjoner av 79,8, 49,0 og 27,3 mg /L i Gomel, Mogilev og Brest oblasts henholdsvis [46]. Målinger av urinkonsentrasjonen jod i den hviterussiske-amerikanske kohort gjennomført i 1997-2001 er konsistente med de som er rapportert ved Arinchin et al. Median jodkonsentrasjon i Gomel (69 ug /l) var høyere enn i Mogilev (39 ug /l) [47]. Ingen barn fra Brest Oblast ble undersøkt enten av SMHF eller hviterussisk-amerikansk studie. I tolkningen av urin jod data, men bør man huske på at målinger av urin jod konsentrasjoner utført i 1990-årene ikke nødvendigvis gjenspeiler situasjonen med jod inntak på tidspunktet for Tsjernobyl-ulykken, som noen stabil jod tilskudd programmer ble gjennomført i forurensede områder i Hviterussland, spesielt i Gomel Oblast.
i sammendraget, ved hjelp av jord innhold av jod som et surrogat indikator på regional jod status i tiden rundt Tsjernobyl-ulykken, Brest Oblast ser ikke ut til å være mer jod mangel enn både Gomel eller Mogilev Oblast. Dette kombinert med noe lavere bety skjoldbrusk doser fra
131I kan ikke forklare høyere forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft i Brest i forhold til Mogilev Oblast (tabell 1), selv om rollen av individuelle inntak jod ikke kan utelukkes.
Stoffskiftesykdommer sykdommer~~POS=HEADCOMP og nitratforurensning
nitrat er en vanlig forurensning av drikkevann, særlig i jordbruksområder, på grunn av bruk av nitrogenholdig gjødsel innført i 1950, forurensning fra avfallet dumper, oksidasjon av ammoniakk fra menneske og animalsk avfall, og behandling av drikkevann med kloraminer. Høye mengder av nitrat kan også være til stede i noen frukter og grønnsaker som følge av dyrking i veksthus, og i herdede og bearbeidet kjøtt på grunn av deres tilsetning som konserveringsmidler eller fargeforsterkere. Medisiner, inkludert midler mot diaré, diuretika, og vasodilatorer, også bidra til nitrat eksponering hos mennesker [48].
Nitrat er kjent for å påvirke metabolismen av jod i skjoldbruskkjertelen. Inge nitrat kan virke som en endokrin disruptor ved binding til natrium-jodid symporter på den apikale overflate av skjoldbruskkjertelen follikulære celler og dermed forstyrre tyreoidea opptak av jodid. Som et resultat, er nivået av trijodtyronin (T3) og tyroksin (T4) avta, mens nivåene av tyroidstimulerende hormon (TSH), gjennom en negativ tilbakekoblingssløyfe, øker. Kronisk stimulering av skjoldbruskkjertelen av TSH kan føre til proliferative endringer, herunder hypertrofi og hyperplasi samt neoplasi [49-50]. I samsvar med denne ideen, en eksperimentell studie av Eskiocak et al. viste at, etter en 30-ukers periode med overproduksjon av nitrat til rotter, opptaket av jod av rottenes thyroid økes i 250 mg /l og 500 mg /l nitratgrupper, mens den ble redusert i 50 mg /l gruppe sammenlignet med kontroller [51]. Den tilsvarende skjoldbruskkjertelen vektøkning i alle nitrat-matet dyregrupper. Disse resultater tyder på at kronisk eksponering for høye nivåer av nitrat, i likhet med virkningen av jod-mangel, kan resultere i utvikling av struma gjennom TSH stimulering. Det er andre mekanismer som inge nitrat kan gi skadelige effekter på helse [52]. Den ene er gjennom dannelse av methemoglobin som hemmer oksygenbærende kapasitet av blod, og en annen er gjennom endogen dannelse av
N
-nitroso forbindelser som kan fungere som kreftfremkallende [53].
Drikkevann vann er sannsynlig å være en primær kilde til nitrat eksponering når nitratkonsentrasjoner er 50 mg /L [53]. Flere studier fra Slovakia, Bulgaria, Tyskland og USA rapportert sammenhenger mellom nitrat eksponering og skjoldbrusk funksjon samt skjoldbruskkjertelkreft hos mennesker [54-59]. Risikoen for struma i bulgarsk skolebarn [54] og gravide kvinner [55] utsettes for et høyt nivå av nitrat i drikkevann (75 mg /L) var betydelig høyere enn i skolebarn og gravide kvinner som utsettes for lave nivåer av nitrat (8 mg /L). I tillegg er risikoen for skjoldbrusk lidelser hos gravide kvinner som bor i landsbyen med høye nitratnivåer i drikkevann var fem ganger høyere enn for «ikke-eksponerte» kvinner [55]. Studier av slovakiske skolebarn [57-58] på samme måte funnet ut at skjoldbruskkjertelen volumet estimert ved ultralyd var signifikant høyere hos barn fra høye nitratområdet (51-274 mg /l) enn hos barn av sammenlignbar alder fra lav nitrat område ( 2 mg /L). Selv om ingen forskjeller i nivåene av T4 eller T3 ble funnet, hyppigheten av TSH nivå i området av subklinisk hypothyroidisme ( 4,0 mlU /l) og det positive antistoffer mot thyroid peroxidase var høyere hos barn fra høy nitrat området [57 ]. Basert på et tilfeldig utvalg av voksne mellom 18 og 70 år fra hele Tyskland, Hampel på al. funnet en svak, men signifikant korrelasjon mellom nitratinnhold i urinen og skjoldbrusk størrelse blant personer med nitraturia av 60 mg NO
3
– /g kreatinin [56]. Sammen resultatene av disse studier bekrefter rollen til høy-nitrat nivå i drikkevann som en risikofaktor for tyreoideadysfunksjon i utsatte befolkningsgrupper. Langvarig eksponering til nitrat i drikkevannet er også vurdert i forhold til flere kreftformer og positive assosiasjoner ble rapportert for kreft i spiserør, magesekk, blære og tykktarm [53]. Med hensyn til skjoldbruskkjertelen, Ward et al. funnet økt risiko for høyere gjennomsnitts nitrat nivåer i offentlig vannforsyning og for lengre forbruk av vann over 5 mg /l nitrat (for ≥ 5 år på 5 mg /L), OR = 2,6 (95% KI, 01.01 til 06.02 ) [59]. Forfatterne observerte ingen sammenheng med utbredelsen av hypotyreose eller hypertyreose. Høyere inntak av kosttilskudd nitrat ble også assosiert med en økt risiko for skjoldbruskkjertelen (
P
-verdi for trend = 0,046) og med utbredelsen av hypotyreose (
P
-verdi for trend = 0,001 ), men ikke av hypertyreose [59].
i Hviterussland, mellom 1960 og 1990, bruk av nitrogengjødsel økte 20-25 ganger fra 4 til 92 kg /hektar, mens det gjennomsnittlige nivået av nitrat i bakken vann økes 1,1 til 41,6 mg /L [60]. Ifølge den hviterussiske Helsedepartementet, andelen av rørledningsvannprøver med nitratkonsentrasjon som overstiger WHOs anbefalte Maximum forurensningsnivå (MCL) på 45 mg /L er ca 1% [61]. I motsetning til ca 40% av vannprøver fra åpne brønner har nitratkonsentrasjon som overstiger den MCL. I Brest og Gomel oblasts, andelen av slike prøver når 40-60%, mens i Mogilev Oblast er det ca 20% [61]. Konsentrasjon av nitrat i grunnvann i begynnelsen av 1990-tallet var 112 mg /L i Gomel, 40 mg /L i Mogilev, og 185 mg /L i Brest Oblast (tabell 1) overstiger MCL med 2,5 og 4,0 ganger i Gomel og Brest, henholdsvis . Grunnvann fra åpne brønner er den viktigste kilden til drikkevann i distriktene i Hviterussland.
Sammenligningen av to kartene, dvs.
131I nedfall tetthet (figur 2) og nitrat konsentrasjon i grunnvannsbrønnen vann (fig 3 ), med anslag over forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelen (tabell 1) tyder på at forskjellene i forekomst mellom Gomel, Brest og Mogilev oblasts kan være relatert ikke bare til eksponering for
131I men også til nitrat nivåer i grunnvannet.
Borders og administrative sentre for oblasts er uthevet i fiolett.
border og oblast administrative sentre er uthevet i fiolett.
Vi har vurdert enkeltvis og samlet effekten av gjennomsnitts thyroid dose på grunn av
131I og mener nitratkonsentrasjonen i grunnvann for alle oblasts av Hviterussland bruker negative binomiske regresjonsmodeller (Tabell 3). Våre analyser indikerte at i univariate modeller, ble stråledose signifikant assosiert med skjoldbruskkjertelen kreftforekomst (
P
= 0,029), mens nitratkonsentrasjonen var ikke (
P
= 0,301). Når strålingsdose og nitratkonsentrasjonen ble inkludert i modellen samtidig, endret hverken størrelsen av effekten heller ikke deres statistiske signifikans meningsfull måte i forhold til univariable modeller. Dette innebærer strålingsdose og nitratforurensning ikke counfound hverandre. Samtidig, har vi funnet at effekten av stråling i betydelig grad varieres i henhold til nitratkonsentrasjon (
P
= 0,004). En plausibel tolkning er at, på et regionalt nivå, kan strålingseffekten bli modifisert ved eller være avhengig av nivået av nitrater i drikkevann (rekapitulert i figur 4). Dette funn må betraktes foreløpige, men på grunn av iboende begrensninger i økologiske studier og bruken av samlede snarere enn individuelle data. Videre analytiske epidemiologiske studier er nødvendig for å kvantifisere effekten av nitratforurensning på risiko for å utvikle skjoldbruskkjertelkreft etter stråling.
Eksponering for både stråling og høye nivåer av nitrater er foreslått å øke risikoen for å utvikle skjoldbruskkjertelkreft.
Konklusjon og forskningsbehov
den verdensomspennende forekomsten av skjoldbruskkjertelkreft økt jevnt og trutt i løpet av de siste 30-40 årene [62-63], hovedsakelig tilskrives den økende forekomsten av papillær skjoldbrusk karsinom (PTC). PTC er den vanligste histologiske type skjoldbruskkjertelen, som priser i USA endret fra 4,3 per 100 000 PY i 1973-1974 til 11,4 per 100 000 PY i 2005-2006 [64]. De viktigste faktorene som bidrar til denne økningen fortsetter å bli debattert. En av disse er knyttet til utstrakt bruk av ultralyd (først introdusert i 1980-årene) for påvisning av strukturelle skjoldbrusk sykdommer. I samsvar med denne ideen, forekomsten av små skjoldbrusk kreft beste oppdaget med ny teknologi som ultralyd og fin-nål aspirasjon biopsi, har økt særlig kraftig. Men ikke økt medisinsk overvåkning og mer sensitive diagnostiske prosedyrer ikke helt forklare økningen i forekomsten av PTC siden en betydelig økning er også observert for større svulster ( 10 mm) [65]. Dermed er ytterligere undersøkelser for å fastslå flere faktorer som bidrar til den økende forekomsten av PTC samt om disse kan være forbundet med bestemte typer somatiske mutasjoner (f.eks
BRAF
eller
RAS
punkt mutasjoner, kromosomale rearrangements,
CLIP2
forsterkning).
Vår hypotese givende arbeid fokusert på evaluering av forekomst av pediatrisk skjoldbruskkjertelkreft i Hviterussland i forhold til nivåer av stråling, skjoldbruskkjertelkreft screening, jod mangel og nitrater i grunnvannet. Den hviterussiske data på regionalt nivå tyder på at nitratinnhold i drikkevannet kan påvirke utbredelsen av skjoldbruskkjertelkreft i bestrålte populasjoner. Vi innser at, i likhet med andre økologiske studier, som kombinerer demografisk og geografisk informasjon, mangel på individdata er en viktig begrensning av denne evalueringen. Andre hormonforstyrrende og kreftfremkallende som tungmetaller, pesticider, perklorat, tiocyanatgrupper og løsemidler kan også forekomme i drikkevann som følge av menneskelig aktivitet og naturlige hydrogeochemical prosesser, men kunne ikke bli vurdert i vår studie. Vi fokuserte på nitrat forurensning av drikkevann fordi for Hviterussland det er en viktigere problem, spesielt på landsbygda der flertallet av befolkningen utsatt for radioiodines fra Tsjernobyl-ulykken fortsetter å oppholde seg.
I konklusjonen, på grunn av den økende forekomst av skjoldbruskkjertelkreft og økende bruk av medisinsk stråling for diagnostiske og terapeutiske formål, kombinert med biologisk plausibilitet av effekten av nitrater på skjoldbruskkjertelen, er det behov for analytiske epidemiologiske studier designet for å vurdere en felles effekt av nitrat eksponering og stråling på risiko av skjoldbruskkjertelkreft på individnivå. Ideelt sett bør epidemiologi, patologi, genetiske og molekylære data kombineres. Slike integrerende studier kan gi nyttig innsikt i etiologien og molekylære mekanismer av skjoldbruskkjertelkreft.
Takk
Vi setter stor pris på nyttige forslag og teknisk bistand i utarbeidelse kart over forurensning av Hviterussland med radiojod og nitrat fra AV Baklanov, LLC «Kurator-soft». Vi takker også D. Williams (University of Cambridge, UK) for nyttig diskusjon, og A.V. Nikitski (Nagasaki University, Japan) etter bistå med grafiske objekter.
