| 低線量影響と保健物理 京大放生研センター 丹羽太貫 |
１．保健物理学領域に対する素朴な認識と低線量問題 保健物理学は、放射線生物学者にとってなかなかに理解が難しい研究領域である。Health Physicsという領域は放射線研究の歴史を考えるとそれなりに理解できるが、我が国の保健物理学領域がこれと重なるものであるかどうかは門外漢であるため判然としない。その一方で放射線防護領域があり、これはより明かな輪郭をもった研究分野のようである。保健物理学領域の輪郭がいま一つ判然としない理由に、これが基礎研究から応用研究までを包含するという理由の外に、社会的な意味合いが強いことにも由来するように思われる。 基礎生物学の一つの分野である放射線生物学は、生物の存在のある様とその機構を解析する研究領域である。しかしながら人間の社会は、人間の主体と客体が渾然一体となったものから構成されているため、単なる学問研究の対象とするには、非常にやっかいな存在である。放射線生物学者にとってわかりにくい保健物理学領域は、この社会との関わりが大きく、行政面までを見通さざるを得ないことに起因すると考えられる。 低線量放射線の生物影響、とりわけヒトに対する影響が何で、それがどのような程度に生じるかは、放射線生物学領域だけではなく、ヒトとの関わりの比重がより大きい保健物理学領域にとって重要な課題である。そして低線量影響は、単なる学問領域にとっての問題にとどまらず、社会にとっても大きい意味をもっている。そしてこれが問題になっていることは、現在の文明・社会におかれた人間の状況と深く関係している。 ２．日常生活におけるリスクと社会進化 5000年前に日本列島に住んでいた縄文人が非常な飢餓におそわれる日常をおくっていたことは、発掘された骨に見られる飢餓線から明かである。飢餓はもっとも激烈な外的ストレスであり、当然ながらこの時代には平均寿命は非常に短かったことが知られている。翻って現代の先進国での平均寿命は、70〜80才になっており、飢餓線などは見られようもない。この長寿化は、疾病構造の激的な変化をもたらした。すなわち先史時代の疾病と死因は飢餓が大きく作用しており、ついで農業経済によりこれがある程度の解決された時代になると寄生虫や病原菌による感染症といった外因により引き起こされる疾病が問題となった。実際にエジプトのミイラなどは、寄生虫感染をうけていたことを示すものが多い。そして現代文明のもとで感染が制御されるようになった結果、中高年で発症する生活習慣病やがんが問題になるにいたった。これらの現代病は、いずれも我々自身の遺伝的背景、すなわち内因が大きい役割をはたしている。これから明かであるが、古代から、さらについ５０年前まで、問題とされていた外的ストレスは、いずれも強い作用をもつものであった。これに対して現在では、中高年まで寿命がのぴた結果、人々のストレス抵抗性が低下した段階で発症する疾病が問題となるにいたっている。この状況での疾病の発症には、低レベルストレスでも大きく作用する。すなわち現代は、さまざまな環境汚染物質のしかも低い濃度・量が問題となる所以である。低線量影響は、数ある低レベル環境影響の中で、もっとも長い研究の歴史をもっている。 低レベルストレス影響の研究が困難を困難をきわめることは、影響自身が少ないことを考えると、論をまたない。大きい影響をもたらすものであれば、そもそも「低」の言葉を冠することはないからである。低線量放射線については、世界の各国で安全基準が定められている。その安全基準を定めるについて、基礎になっているものが国際放射線防護委員会（ICRP）の勧告である。 ３．現在の放射線防護体系 ICRPがよりどころにしている考え方は、放射線影響が線量の１乗で増加する、といういわゆるLNT仮説である。これを根拠にするにはそれなりの理由があり、それにはまず広島・長崎における被爆者での発がん頻度が線量に対して直線的に増加するという事実がある。さらに放射線はどのような低い線量であっても、そのエネルギーが量子化されているため、一定以上の損傷を与える。この量子化された最小線量を素線量と呼ぶが、素線量によってでも生物学的に重篤な損傷であるDNA 2重鎮切断を与えることは、放射線物理過程の研究から知られている。このため、ICRPのよって立つ基盤、放射線はどのように低いものでも障害をもたらすという考えは、科学的に万全の基礎を持つように思える。 さらにICRPの考え方に代表されるLNT仮説は、単純明快であるため、非常に強力であり、放射線の生物影響のほとんどの面に援用されている。またその明快さ故に、安全基準を設定するにおいてこの上なく使いやすい。例をあげると、LNT仮説に立てば、低線量の放射線も低線量率の放射線も、多少の修飾因子を用いることによりほぽ同様に扱うことが出来る。そしてこれにより、自然放射線などの蓄積で与えられる年間集積線量や生涯集積線量からも、それがもたらすリスクの推定値を出すことが可能になる。 ４．放射線発がん機構が未だに明かではないこと 素線量がある一定の損傷をもたらすことについては、これが物理過程であることを勘案すれば、疑い無い。生物といえども物理過程を凌駕する驚天動地の機構があるわけは無いから、素線量のもたらす損傷が何らかの生物影響をもつことは、これまた疑いないと思われる。 低線量放射線の影響でもっとも大きい問題とされる生物影響は、発がんであり、放射線リスク算定では発がんリスクがもっとも重視されている（遺伝リスクが冷や飯をくっている点は、演者が興味をもって行っているのが遺伝的影響も含むところから、少々不満ではある）。ともあれ、この重要な発がんは、まことに複雑な生物的過程である。実際に原爆投下から数えて５６年を経た今日においても、被爆者の方々における発がんリスクは非被爆者のそれに比べて高い。放射線物理過程がナノ秒の単位で生じることと対照させると、発がんがいかにも生物学的な過程であるかは、明白である この発がんは、複数の突然変異が集積して生じることが明らかにされている。放射線は、もちろんのことこの突然変異を誘発する能力をもっている。そのため、放射線が線量に応じた突然変異を誘発し、これががん化をもたらすという点は、間違い無いかに思われる。しかしながら被爆者が50年以上を経た今日まで少し高い発がん頻度を示す理由は未だに明かではなく、放射線発がんの機構そのものが現在でも議論の対象になっている。例をあげるなら、一瞬の放射線被曝が、最終的にがん細胞になってしまったものが有する複数の突然変異の全てを与える確率は、非常に低い。そのため、現在世界的に受け入れられている放射線発がん機構仮説では、最初の被曝によって１個の突然変異が生じ、この細胞がさらに複数の突然変異を集積することにより、がん化にいたるとされている。そしてこのさらなる突然変異は、体内で作られる酸化損傷やさまざまな環境変異原によるものとされている。放射線発がん機構について演者の考えは、かならずしもこの現在受け入れられているものと同じではないが、その詳細についての議論は、別の機会にゆずる。ここでは、次項にのべる細胞の交代時間にかかわる議論のみにとどめる。 ５．低線量・低線量率影響に生物学的な考察が重要なこと 我々の成人の組織は、定常的な細胞の交代により維持されている。物理的な存在にも変遷するものは多くある。しかしながら、変遷が恒常性の維持に必須である点は、が、生物的存在の一番の特徴である。これを理解しなかったノーベル物理学賞受賞者のE. Schrodingerは、その著書である¨What is life8¨の中で「生物にはエントロピーを減少させるという機構をもつと考えざるをえない」と結論付け、物理学にはない法則の存在を予測したほどである。ともあれ、定常的な動態は生物の特徴であり、これはがん化の標的となる細胞についても同様である。 低線量の放射線により発がん性突然変異の一つを生じた細胞が、さらに突然変異を集積する時間経過のなかで、常に交代を続けていることは言うまでもない。これは、低線量率放射線の影響を考える上で、大きな意味をもっている。すなわち、素線量により発がん性突然変異をもつにいたった細胞も、一定の生物学的な半減期をもって体内から失われる。低線量率放射線影響で用いられる年間線量や生涯線量の考えには、この生物学的半減期が全く考慮されていない。例えば、ある組織におけるがんの標的細胞の交代時間が数ケ月である場合には、年間線量という考えかたはあまり意味を持たないことになる。すなわち現行のリスク推定の基盤となる生物に対する考察には、動的な視点が欠落しており、多分に静的な、いささか古典物理学的ともいえる思考が見られる。 ６．一次研究情報をつくる領域としての保健物理学 上で考察したように、放射線発がん機構は未だに明かではなく、それをどのように考えるか、そしてそれをどのように証明あるいは否定するか、によって現行のリスク推定や安全基準は大きく変わる可能性を秘めている。このように、保健物理学において重要な問題である低線量率放射線の発がんリスク推定の現状は、未だに確固たる科学的な基盤、とりわけ生物学的な基盤を持つものでは無いと言える。「保健」というものが人間を対象し、「物理」がそれを構成する因子を対象にする以上、これら両者をあわせた学問である保健物理学においても生物過程の研究は、領領域自身の問題として重要である。低線量・低線量率の放射線影響は、未だに不明な部分が多いゆえ、生物学の世紀とされる２１世紀の初頭にあたって、取り組むべき重要課題である。そしてこのような研究は、基礎生物学として稔り多いものをもたらすのみならず、応用面での影響ははかりしれない。 保健物理学領域が、科学的に重要であり、かつ社会的なインパクトも大きい基礎研究情報の一次生産者として、放射線生物学領域や関連する研究分野と連携し、自らの視点で低線量影響研究を推進することは、今後ますます重要になるものと思われる。 |