저선량방사선에 의한 염색체이상 빈도

이춘자(Chun Ja Yi),하성환(Sung Whan Ha) 대한방사선종양학회 1993 Radiation Oncology Journal Vol.11 No.2

방사선에 의하여 발생하는 인체 말초 혈액 임파구의 불안정 염색체 이상(unstable chromosomal aberration)을 이용한 생물학적 선량측정 법(biological dosimetry)의 기본자료에 필요한 150 cGy이하의 저선량 영역에서의 방사선량-염색체 이상 빈도의 표준곡선을 작성하기 위하여 본 실험을 실행하였다. 불안정 염색체 이상 중 dicentric 또는 ring 염색체 이상을 가진 세포의 빈도는 0, 5, 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100 및 150 cGy에서 각각 0, 0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.8, 5.5, 8.0, 18.5%이었고 임파구내 dicentric및 ring 염색체 이상의 빈도(Ydr)는 각각 0, 0, 0.004, 0.005, 0.006, 0.009, 0.018, 0.055, 0.084 및 0.207이었다. 염색체 이상을 가진 임파구내의 염색체 이상의 빈도(Qdr)는 75 cGy 이하에서는 1.00 이었고 100 cGy와 150 cGy에서는 각각 1.05및 1.11이었다. 이상의 결과로 보아 1인당 500개의 염색체를 검사할 경우 25 cGy이상의 전신 피폭시 비교적 정확한 선량 측정이 가능함을 알 수 있었으며 15내지 20 cGy의 피폭시에는 피폭여부를 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 월간1 mSv 미만의 방사선을 받은 방사선작업 종사자에서의 불안정염색체 이상빈도는 0.0020내지 0.0057로서 허용선량 이하의 저선량에 피폭되는 경우에도 염색체 이상이 있을 수 있음을 알 수 있었다. Chromosomal aberration analysis, as a basis for biological radiation dosimetry, was performed for radiation dose ranges below 150 cGy. The yield, ratio of lymphocytes with dicentric and/or ring chromosomes, was 0, 0, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.8, 5.5, 8.0, and 18.5% for 0,5, 10, 15, 20, 25, 50, 75, 100 and 150 cGy, respectively. The Qdr, ratio of dicentric and ring chromosomes in total lymphocytes, was 0, 0, 0.004, 0.005, 0.006, 0.009, 0.018, 0.055, 0.084 and 0.207, respectively. The Qdr, ratio of dicentric and ring chromosomes in lymphocytes with aberration, was 1.0 for the radiation doses up to 75 cGy and 1.05 and 1.11 for 100 and 150 cGy, respectively. From the results, it seems possible to estimate radiation dose from Ydr when the exposure is 25 cGy or more. All the 5 radiation workers studied, with exposure much less than 1 mSv per month, had chromosomal aberrations. And acentric fragment pairs, in addition to dicentric and ring chromosomes, showed good dose response relationship and so may be useful for biological dosimetry for low dose radiation exposure, accidental or occupational.

Gingko Biloba Extract가 C3H 마우스 섬유육종의 저산소세포 분획에 미치는 영향

조철구(Chul Koo Cho),이춘자(Chun Ja Yi),하성환(Sung Whan Ha),박찬일(Charn Il Park) 대한방사선종양학회 1995 Radiation Oncology Journal Vol.13 No.3

목적 : C3H 마우스의 섬유육종에 있어서 저산소 분획 및 대사상태에 미치는 Ginkgo biloba extraact (GBE)의 영향을 알아보기 위해 본 실험을 시행하였다. 방법 : C3H 마우스의 우측 대퇴부에 이식한 섬유육종이 6mm가 되었을때 TCD50를 이용하여 저산소 세포 분획을 계산하였다. 방사선은 GBE(100mg/kg) 1회 투여시는 1시간 후에, 2회 투여시는 24시간 간격으로 2회 투여후 1시간 경과후 방사선을 조사하였으며, 산소공급이 충분한 상태와 결찰에 의한 저산소 상태에서 각각 조사하였다. 종양의 대사 상태 변화르를 알아보기 위해 GBE 투여 전과 투여 후 1시간에 각각 31P핵자기 공명 분광분석법을 시행하였다. 결과 : 종양 치료방사선량은 결찰에 의한 저산소 상태시 81.7(77.7-86.0)Gy, 정상 혈류상태시는 69.6(66.8-72.5)Gy 였으며, GBE 1회 투여한 경우에는 67.5(64.1-71.1)Gy, GBE 2회 투여시는 62.2(59.1-65.5) Gy로서, 2회 투여시 현저히 감소하였다. 이로부터 계산한 저산소 세포 분획은 정상 혈류 상태에서는 10.6%, GBE 1회 투여시는 7.2%로 다소 감소하였고, GBE 2회 투여시는 2.7%로 현저히 감소하였다. 31P 핵자기공명분광분석결과 PCr/Pi 비는 대조군 0.27±0.04, GBE 1회 투여시는 0.40±0.04, 2회 투여시는 0.71±0.04로 GBE 2회 투여시 종양의 대사상태가 현저히 호전되었다. 결론 : 이상의 결과를 종합해 볼 때, GBE의 투여에 의해 혈류량과 산소 및 영양분의 공급이 증가함에 따라, 저산소세포분획이 감소하였고, 종양의 대사 상태가 호전되어, 종양의 방사선에 대한 감수성이 높아졌다고 판단되었다. Purpose : To investigate the effect of Ginkgo biloba extract (GBE) on hypoxic cell fraction and metabolic status in fibrosarcoma (FSa Ⅱ) of C3H mouse. Materials and Methods : Fibrosarcoma (FSa Ⅱ), 6mm in diameter, growing in the right hindleg muscle of C3H mouse was used for estimation of hypoxic cell fraction using comparison of TCD50. Radiation was given one hour after administration of GBE (100 mg/Kg, i.p.) with or without priming dose of GBE (100mg/Kg, i.p.) given 24hours earlier. Radiation was also given under air breathing condition or clamp hypoxia without GBE as controls. 31P NMR spectroscopy was performed before and one hour after administration of GBE with or without priming dose of GBE. Results : TCD50/120's were 81.7 (77.7-86.0) Gy when irradiated under clamped hypoxia. 69.6 (66.8-72.5) Gy under air breathing condition, 67.5 (64.1-71.1) Gy with a single dose of GBE (100mg/kg) given one hour before irradiation, and 62.2(59.1-65.5) Gy with two doses of GBE given at 24 hours and one hour before irradiation. The hypoxic cell fractions, estimated from TCD50/120's, were 10.6% under air breathing condition, 7.2% after a single dose of GBE, and 2.7% after two doses of GBE. The results af 31P NMR spectroscopy were as follows. PCr/Pi ratio was 0.27±0.04, respectively, with priming dose (p<0.01). These findings indicate that the metabolic status is slightly improved after a single dose and markedly after repeated administrations. Conclusion : GBE decreases the hypoxic cell fraction and improves the metabolic status of tumor, probably by increasing the blood flow and delivery of oxygen and nutrients, resulting in increased radiosensitivity of tumor.

방사선 치료후 시간경과에 따른 염색체이상 빈도의 변화

송명재,하성환,이춘자,김희근,김미숙 대한방사선 방어학회 1994 방사선방어학회지 Vol.19 No.1

임파구의 염색체이상 빈도로부터 피폭자의 흡수선량을 구하는 방법은 사고로 인해 급성피폭을 받는 경우 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 방사선 피폭 후 시간이 경과함에 따라 불안정 염색체이상을 가진 임파구는 감소하게 된다. 이에 방사선 치료후 시간 경과에 따른 불안정 염색체이상 빈도의 변화를 규명하고자 한다. 전골반에 50.4 Gy의 방사선 치료를 받은 총 20명의 자궁경부암 또는 자궁내막암 환자를 대상으로 41개의 검체를 얻었다. 채혈의 시기는 방사선 치료후 1일 3주, 6주, 12주, 24주, 52주, 104주, 156주, 208주, 520주로 하였다. 이들 말초혈액의 임파구에 대해 전혈미세배양을 실시한 후 임파구의 불안정 염색체이상을 관찰하여 Ydr, Qdr, Qdra를 얻었다. Ydr 값은 방사선 치료가 끝난 직후부터 3주까지 plateau를 보였고 이후 감소하는 경향이었다. Ydr의 평균값은 치료후 3주에 0.29에서 급격히 감소하여 2년후 0.05로 감소하였으며 이후 5년까지 서서히 감소하였다. 회귀분석을 실시한바 Ydr = 0.259×exp(-0.0429T)+0.0560×exp(-0.00106T)(time in weeks)로 나타났다. Qdr값은 치료 직후부터 24주까지 1.51 전후로 거의 변화가 없었으며 이후 감소하여 52주 이후에는 1.17 전후로 거의 일정하였다. Qdra 값은 치료 직후부터 12주까지 1.10 전후이며 이후 감소하여 52주 이후에는 0.81 전후였다. 피폭 후 시간경과에 따른 Ydr 값의 감소는 두 component exponential 모델을 잘 맞고 이 식을 이용하여 생물학적 선량측정이 가능하다. Qdr 값 및 Qdra 값은 피폭후 시간경과가 짧은 경우 피폭선량을 추정하는 지료로 사용할 수 있다. It is good method to use frequency of chromosome aberration in lymphocytes for a biological dosimetry in cases of accidental exposure to radiation. But in cases of past edposure, biological dosimetry is limited because the friquency of aberration decreases by time after exposure. To provide a basic data for estimationof past radiation exposure, the changing pattern of frequency of unstable chromosome aberration by time interbal after exposure was studied. Observation was made on peripheral lymphocytes of 41 blood samples from 20 patients treated for uterine cervical carcinoma and endometrial caricinoma. The patients received 50.4 Gy radiation to whole pelvis. Elapsed times after the completion of radiation therapy were 1 day, 3, 6, 9, 12, 24, 52, 104, 156, 208, 260 and 520 weeks. All the blood sample were microcultured. The Ydr, Qdr and Qdra were calculated form frequency of unstable aberration. Ydr did not decrease for 3 weeks after radiation therapy, and thereafter, decreased very rapidly and reached 0.05 at two years after radiation therapy and decreased very slowly until 5 years after radiation therapy. Relationship between unstable chromosome aberration and time interval after radiation therapy was described as Ydr = 0.2590.259×exp(-0.0429T)+0.0560×exp(-0.00106T)(time in weeks) Qdr remained constant at 1.51 until 24 weeks after radiation therapy and then decreased to 1.17 at 52 weeks. Therafter, it did not change. Qdra remained constant at 1.10 for 12 weeks after radiation therapy and decreased to 0.81 at 52 weeks. Thereafter, it remanined constant. Two superimposed exponential Ydr disappearance rate wuggests that it is possible to calculate the past exposure dose. When the elapsed time after exposure is short, Qdr and Qdra are useful papameters for biological dosimetry for past radiation exposure.

Chromosome Aberration in Peripheral Lymphocyte of Radiation Workers in Hospital

Yi, Chun-Ja,Ha, Sung-Whan,Jung, Hae-Won 대한방사선 방어학회 1997 방사선방어학회지 Vol.22 No.4

병원내 방사선 작업 종사자 51명(진단방사선과 18명, 치료방사선과 17명, 핵의학과 16명)에서 림프구의 염색체이상 빈도를 대조군 49명과 비교하여 저선량 만성피폭시 인체에 미치는 영향을 조사하였다. 종사자의 축적선량은 0.30-40.07 mSv 였으며 총축적선량 5 mSv 이하가 46%로 가장 많았다. 염색체 이상이 있는 세포수는 종사자군에서 1.275%로, 대조군에서의 0.677%에 비해 더 높았다(p<0.001). 염색분체형 이상은 종사자군이 약간 높은 경향은 있지만 통계적인 유의성은 없었으며, 염색체형 이상은 대조군 0.344×10??/cell 에 비해 종사자군이 0.706×10??/cell 로 2.1배 높았다(p<0.05). 이중 교환은 대조군 0.083×10??/cell에 비해 종사자군 0.245×10??/cell로 3.0배 높았다(p<0.05). 총축적선량, 최근 5년 및 최근 2년간의 선량은 염색체이상과 선량-반응 관계가 없었으나, 최근 1년간 피폭선량과 염색체형 교환 빈도사이에 유의한 상관관계가 있었다(p<0.05). 근무년수와 염색체 이상빈도와 선량-반응관계는 없었으며, 각 작업부서별 염색체이상 빈도 및 대조군과의 비교시, 염색체형 교환이 핵의 학과 0.313×10??/cell 로 가장 높았으며 (p<0.05), 치료방사선과 근무자 0.265×10??/cell(p=0.0622), 진단방사선과 근무자 0.167×10??/cell (p=0.117)순이었다. 이상과 같이 병원내 만성적 저선량 방사선 피폭자인 진단방사선과와 치료방사선과, 핵의학과 종사자의 염색체이상 빈도를 대조군과 비교한 결과 허용선량이하의 저선량 피폭에도 염색체이상이 유발될 수 있음을 확인하였으며, 따라서 림프구 염색체이상은 매우 낮은 양의 방사선 피폭에 의하여도 발생함을 알 수 있었다. Cytogenetic studies were performed in peripheral blood lymphocytes from hospital workers occupationally exposed to low doses of radiation (0.30 - 40.07mSv). The workers were divided into three groups according to their job area : 18 diagnostic radiology, 17 therapeutic radiology, and 16 nuclear medicine. The control group consisted of 49 non-radiation workers with no history of exposure to radiation. A higher percentage of cells with aberration(1.275%) was observed in the workers compared to the controls(0.677%) and the difference was statistically significant(p<0.001). The frequency of chromosomal aberration was 0.706×10??/cell in the exposed and 0.344×10??/cell in the control(p<0.05). Chromosomal exchange frequency was 0.083×10??/cell in the control vs 0.245×10??/cell in the workers. There was no evidence of significant increase of chromosome aberration related to age or to the duration of employment. The frequency of chromosomal exchange in workers of nuclear medicine was 0.313×10??/cell, which was significantly higher than in the control(0.083×10??/cell) or other working groups: therapeutic radiology(0.265×10??/cell), and diagnostic radiology(0.167×10??/cell). No dose-effect relation was found between chromosome aberration and total cumulative doses, recent 5 yr, recent 2 yr cumulative dose. But in case of last 1 yr cumulative dose, dose-dependant increase was observed when controls were considered(p<0.05). The radiation dose which workers have received was much lower than the maximum permissible dose, but there eas a significant difference in the frequency of chromosome aberration between occupationally exposed workers and control. So it is clear that chromosome aberration is a quite sensitie indicator of radiation exposure and it can be detected at very low dose level of occupational exposure.