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1.はじめに
 法令によって、一般人の人工放射線被ばく量は、一年間に1mSv以下になるように規定されている 1)。このため、1mSv以上の放射線の被ばくは危険であると一般には思われている。国際放射線防護委員会(ICRP)は、致死がん頻度Fは放射線の被ばく量D(Sv)に直線比例し、しきい値はない(LNT:linear no threshold )という仮説(次式)を放射線の障害を推定する基本原理に採用している。
F=a+bD (1)
 ここに、aはがんの自然頻度、bは比例係数である。ICRPの1990年勧告では、b(名目確率係数)は一般人の場合は0.05(/Sv)となるとしている 2)。このb値は、原爆放射線被ばく者に発生した各種臓器・組織のがんの頻度Fと線量Dの関係が(1) 式にほぼ従うという疫学的調査結果の実測値に基づいている。但し、上述のb値の算定では、原爆放射線は高線量率被ばくであるので、原爆のF値を2で割って、低線量率被ばくの場合に適合するように補正されている。上述のb値と式け)から、1mSvの放射線被ばくによる致死がん誘発頻度は、つぎのようになる:
 1mSv被ばくのがん誘発頻度=5×10-5 (2)
式(2)を、一億の日本人全員が1mSv被ばくした場合に適用すると、5千人のがん死亡が発生することになり、大問題になる。
原爆被ばくの資料では、D<0.05Svでは式 (1)の直線関係は成立しない 3)。すなわち、式(1)に基づいてD=1mSVのときのbDを算定した式(2)は、実際には妥当性が保証されないのである。このような結論になったのは、どんなに小さいDでも式 (1)は成立するという仮定が実際は正しくないからである。
自然放射線の年問被ばく線量率の世界平均は、ラドン曝露を除外すると,約1mSvである 1)。中国広東省陽江県には、自然放射線線量率が世界平均より約3倍高い地区(HBRA:High Background Radiation Area )がある 4)。この地区のがん死亡率は、隣県の普通レベルの自然放射線の地区のがん死亡率より高くない 4)。この事実からも、1mSv程度の低線量放射線は発がんの危険はないことが示唆される。しかし、本当に1mSv/年の放射線による発がんの危険はゼロかといえば、疫学的調査結果だけから結論をだすことは容易ではない。次節以降では、放射線による発がんの危険がゼロになる確証がえられた実例を紹介する。

2.放射線誘発白血病におけるしきい値

  2.1 はじめに
 放射線で誘発されるがんに於いて、線量が一定の値Dthより小さい領域では、放射線を俗びてもがん頻度Fが被ばくしない場合の自然のがん頻度a以上にならない場合には、Dthをしきい値という。このようなしきい値が存在する確実な証拠を示す実例を述べるのがこの総説の主要な目的である。この目的を満たしてくれる実例が、白血病の場合には存在するので、本章で、放射線誘発白血病の例から紹介を始める。

  2.2 原爆放射線誘発小児白血病
 放射線で誘発される各種臓器・組織のがんの中で、同じ被ばく量で一番高頻度で誘発されるがんは白血病である。白血病の中で、小児期(年齢15歳末満)の被ばくで誘発される急性リンパ性白血病 ALL(acute lymphoblastic leukemia )は、被ばく後数年の短期間内から発病しその頻度も高いので、放射線発がんでは一番注目されている。図1は、小児期の原爆被ばく後6〜10年に発生したALLの頻度Fと原爆放射線被ばく量Dの関係を示す。
                  


図1の最低線量の3個のデータ点は、D=0のときF=0.25×10-5; D=2.5cGyのときF=1×10。;D=25cGyのときF=1.3×10-5である。これらはしきい値の存在を支持しない。図1は、線量が100cGy(1Gy)以上に増えると白血病頻度が急増することを示す。

  2.3 チェルノブイリ放射性降下物の高濃度汚染地帯の小児の白血病頻度
 チェルノブイリの原子力発電所の原子炉の炉心崩壊大事故では、大量の放射性セシウム137と134が放出され,周辺の地域は高濃度放射能汚染をこうむった。例えば、ベラルーシ国のゴメリでは、Cs-137の汚染濃度は約4×105Bq/m2であった。ベラルーシ国では小児の白血病は登録制になっているので、小児の白血病の年間発病率は正確に記録されている。図2は、ゴメリの男の子の白血病の年問発病率を1982〜94年にわたって示す。チェルノブイリ享故が起こった1986年の前に比べて、事故後の白血病発病率は増加していない。ゴメリーにおける放射能汚染での被ばく線量は、5年問で約5cGyと椎定される 4)。従って、5cGy程度のγ線は白血病を誘発しない確実な証拠を図2は示す。

           

  2.4 放射線による白血病誘発機構
 図1によれば、原爆放射線による小児の白血病では、誘発が起こらないしきい値の存在は支持されないが、図2によれば、放射能汚染によるγ線被ばくによる小児の白血病では、誘発が起こらないしきい値の存在が明確である。このような予盾は、疫学的調査だけからは、どちらが正しいか結論をだせない。この点に関しては、白血病が放射線でどうやって誘発されるかという因果関係を、マウスを使って研究した実験結果が特段に重要になる。
Nomura 7)は、マウスの野生型株57BL/5JJとこれにscid変異遺伝子を導入したC57BL/6Jscid株に、それぞれ週1回1.7Gyまたは0.5GyづつCo-60γ線を4週にわたって照射し、このときの線量率を570mGy/minと0.2mGy/minと2区にわけた。実験結果は表1に示す。
 表1によれば、野生型マウスでは、白血病誘発頻度が、高線量率で60%であるが低線量率では2%に激減し、低線量率効果(放射線の影響[今の例では白血病頻度コが線量率を下げると低下する現象)が劇的だが、scid型マウスでは、線量率を下げても白血病誘発頻度は不変で低線量率効果はなかった。scid型マウスでは、DNAの2本鎖切断(dsb )の非相同再結合修復が欠損しているため、γ線誘発dsbは低線量率照射でも再結合修復されないが、野生型マウスの低線量率照射ではdsb の修復は顕著に起こる。従って、γ線誘発白血病に対する低線量率効果が、野生型マウスで顕著で、scid マウスでは欠損している事実(表1)は、γ線誘発白血病の主因はγ線誘発dsb であるとすれば説明がつく。

           
             表1 マウスの野生型とsci型におけるγ線誘発白血病頻度の線量率依存性の比較 7)

 γ線誘発dsb の被ばく細胞に対する作用には、突然変異作用と致死作用がある。ヒトのリンパ球系培養細胞株をγ線照射した場合、遺伝子Hprt(ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ)の欠損変異頻度Fと線量Dは次の関係になる 8)

  

 この式の右辺は低線量率のときβD2の項が消失するが、低線量率効果は劇的ではなく限定的である 8)。他方、この細胞に3Gy照射のときの致死率は、30Gy/hでは90%と高いが、低線量率の6mGy/hではゼロに激減する 8)。この実験結果は、γ線誘発のDNA損傷の細胞作用が、突然変異経由であれば、低線量率効果は限定的であり、殺細胞作用経由なら劇的に顕著であることを意味する。この結果は、野生型マウスのγ線誘発白血病では低線量率効果が顕著である(表1)から、γ線の殺細胞作用がγ線誘発白血病の主因であることを意味する。
 白血病は骨髄内で生産される血液幹細胞の異常に起因する。小児に多発するALL(図1参照)の病因は融合遣伝子(2個の遺伝子が部分的に結合して1個の遺伝子になったもの) 4)で、その中で最高頻度のものは、第12染色体と第21染色体の相互転座によってできるTEL−AML1融合遺伝予である 9)。この融合遺伝子は、ALLをまだ発病していない胎児期に発生していて、その発生頻度は、白血病の発病頻度より100倍高い 9)。従って、TEL−AML1融合遺伝子を保有する小児が誕生した後に、小児は2次的発がん要因に曝露されて、TEL−AML1遺伝子を持つ前白血病細胞が悪性白血病細砲へ進展するものと思われる 9)
小児期にγ線を浴びて、骨髄細胞の一部が死ぬと、骨髄組織内に死亡紬胞の欠損を補充するため、細胞増殖を促進する内部環境が形成される。この増殖環境に刺激されて、TEL−AML1遺伝子を持つ前白血病糸細胞のクローン拡大が起こり、その際に遺伝的変異が追加され、前白血病細胞は悪性白血病へ進展するものと思われる。被ばくγ線量が小さいなら、骨髄幹細胞は1個も殺されないような低線量域が存在することは間違いない。従って、このような低線量域のγ線被ばくでは、小児白血病は起こりえない。すなわち、放射線を浴びても、白血病が誘発されない低線量域が存在すると結論できる。すなわち、図2の疫学的調査結果の妥当性が、放射線誘発白血病機構の研究結果からも支持される。

  3.固形腫瘍に対する放射線低線量率効果
 固形腫瘍、例えば、肺がんは、原爆被ばく後約20年以降になって、やっと自然頻度以上の頻度で被ばく者に出現した 4)。固形腫瘍の発がんまでの潜伏期は長い。このことは、固形腫瘍の発病までは、多数の発がん性要因の累積が必要であることを示唆する。事実、大腸がんが発病するまでには、少なくとも6種の遺伝的変化が標的細胞に素積するという証拠がある 4)
固形腫瘍頻度Fと原爆被ばく量Dの関係は、D>0.2Gy ではFはほぼDに直線比例して増加する。他方、全部の種類の白血病の頻度yは原爆線量xの2次関数(αx+βx2)に比例して増加する。この違いの反映であろうか、マウスの実験では、固形腫瘍のγ線誘発の場合は、線量を週1回に0.5Gyづつ、4週にわたって照射したとき、低線量率照射効果がわずか(卵巣腫瘍の場合、高線量率の頻度の1/4に低下)出現するが、総線量が多いと低線量率効果は全く現れない 7)。従って、固形腫瘍の放射線誘発において、しきい値があるかどうかは、疫学的調査資料に重点をおいて議論するほかない。

  4.低線量放射線によるがん抑制の実例
 
  4.1 はじめに
 白血病と固形腫瘍をわけないで、全部のがんによる死亡率を調べてみると、放射線を少し浴びた場合に、被ばくゼロの場合よりがん死亡率が少し低い場合(放射線ホルミシス効果)が少なくない。ここでは、これらを紹介し、低線量放射線によるがん抑制のメカニズムに一言ふれる。

  4.2 英国放射線科医のがん死亡率
 放射線医の死亡率を参照集団の死亡率と比較するとき、SMR(standardized mortality tatio :標準化死亡比)を次式で求めて使用する:
SMR=O/E (3)
E=n1P1+n2P2+・・・nkPk  (4)
ここに、Oは放射線医の死亡数で、Eは参照葉団の期待死亡数で、njは放射線医集団のi番目の年齢階級の人数、Piは参照集団のi番目の年齢階級の死亡率、kは集団の階級数である。参照集団に一般臨床医をえらび、放射線医で1955〜1979年に最初に登録した人たちのがん死亡率のSMR値をもとめると表2のようになる 10)
           


表2から、年間約5mGryを浴び続けた放射線科医のがん死亡率は被ばくしなかった一般臨床医の71%で、29%の減少である。但し、この減少は統計的には有意でない。

  4.3 胸部診断X線被ばくと乳がん死亡率
 カナダでは、1930〜1952年間に31,710人の女性肺結核患者が、治療のため胸部透視診断のためX線を頻繁に浴びた。その被ばく線量と患者の乳がん死亡率の関係を表3(Nova Scotia 州の資料を除外)に示す。

          

表3は、胸部にX線を10-30cGy浴びると、乳がん死亡率が抑制されることを示す。

  4.4 定期航空パイロットの宇宙線被ばく量とがん死亡率の関係
 定期航空便のパイロットは、飛行中に年間平均2〜5mSvの宇宙線を地上にいる場合より余分に浴びている。この被ぱく量の累積値とがん死亡率の関係が、欧州7ケ国の男性パイロット19,18 人について、1960〜1997年間にわたって調査された。表4に調査結果の概要を示す 12)

         

表4では、パイロットと比較した参照棄団は各国の一般人である。表4によれば、宇宙線を25mSv以上被ばくしたパイロットのがん死亡率は、余分の宇宙線を浴びない一般人のがん死亡率の60%で、このがん死の減少は統計的に有意である。

  4.5 放射性コバルト汚染鉄筋アパートの住民におけるがん死亡の減少
 1983年ころ台北市内と周辺に建設された鉄筋ビルの鉄骨に、放射性Co-60(半減期5.3年)が混在していることが分り大騷ぎになった。被ばく者は約1万人で、1983〜2003年間の累積被ばく量の平均値は0.4Gyである。表5にこの被ばく集団のがん死亡率と台湾一般人のがん死亡率の比較を示す。
        


 表5によれば、台湾の一般人のがん死亡率は1983年以降毎年増加の傾向を示すのに、Co-60γ線を低線量率で被ばくし続けた汚染アパートの住民祥では、がん死亡率は1983年以降滅少の傾向をたどった。最近では、一般人に比べ γ線被ばく群のがん死亡率は数%以下である。表5の通りであるなら、γ線の低線量率慢性被ばくは、がん死亡を劇的に予防すること意味する。この調査は、厳密な疫学的調査法に基づいていないので、問題が残っているが、台湾のコバルト‐60汚染事故は極めて重要で、厳密な調査がなされることを切望する。

  4.6 低線量放射線のがん抑制の機構
 本章で、低線量放射線はがんを抑制する実例を4例紹介した。低線量放射線を照射すると、大量照射の場合と違って、マウスの免疫機能が亢進されることが Kojima et al 14)によって報告されている。その他にも、低線量放射線による免疫亢進の報告がかなりある。これらの研究が進展すれば、低線量放射線によるがん抑制のメカニズがかなり解明されるものと思われる。



参考文献

1) 日本保健物理学会・日本アイノトープ協会編:新・放射線の人体への影響(改訂版)、丸善、東京(2001).
2) 日本アイノトーブ協会編:国際放射線防護委員会の1990年勧告、丸善、東京(1991).
3) Pierce,DA et al.:Studies of the mortaly of atomic bomb survivors.Report12,part 1.Cancer:1950-1990,Radiat Res 146:1-27(1996)
4) 近藤宗平:人は放射線になぜ弱いか。ブルーバックス、講談社、東京(1998),
5) Tomonaga,M.et al.Differential Effects of Atomic Bomb Irradiation in Inducing Major Leukemia Types:Analysis of Open-city Cases Including the Life Span Cohort Based on Updated Diagnostic Systems and the Dosimetry System 1986 (DS86)(RERF TR-9-91)RERF,Hiroshima(1993)
6) Ivanov,EP et al. Childhood leukemia in Belarus before and after the Cholnobyl accident.Radiant Environ Biphys 35:75-80(1996)
7) Nomura,T:Dose and dose rate effect in mutagenesis,teratogenesis and carcinogonesis. In,Radiation and Hormeostasis(Edited by T.Sugahara,O.Nikaido and O.Niwa) Elsevier Science B.V.,Amsterdam,105-110(2002)
8) Furuno-Fukushi,K et al:Quantitative and qualitative effect of γ-ray dose rate on mutangenesis in human lymphoblastoid cells.Int J Radiat Biol 70:209-217(1996)
9) Mori,H et al :Chromosome translocations and covert leukemic clones are generated during normal fetal development.Proc Natl Acad Sci USA 99:8242-8247 (2002)
10) Berrington,A et al : 100years of observation on British radiologists : mortality from cancer and other causes 1897-1997.Br J Radiol 74:507-519(2001)
11) Miller,AB et al Mortality from breast cancer after irradition during fluoscopic examination in patients being treated for tuberculosis.N Engl J Med 321:1285-1289 (1989)
12) Langner,I et al :Cosmic radiation and cancer mortality among airline pilots:reults from a European cohort study (ESCAPE).Radiat Environ Biophys 42:247-256(2004)
13) Chen,WL et al: Is chronic radiation an effective prophylaxis against cancer? J Am Phys Surg 9:6-10(2004)
14) Kojima,S et al :Low dose γ-rays activate immune functions via induction of glutathione and delay tumor growth. J Radiat Res 45:33-40(2004)




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