放射線障害

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/11/25 10:08 UTC 版)

確定的影響の診療・治療

「急性放射線症候群#予後・治療」も参照

症状の緩和、腫瘍や骨髄不全等に対する治療、および体内に取り込まれた放射性物質の排泄を促す治療を行う。被曝後すぐには症状が現れないことに注意が必要である。

放射線障害軽減剤の投与による治療が研究されているが、まだ研究途上の分野であり治療法が確立していない。

放射線障害の歴史

放射線障害の歴史は以下に示す四つの時期に区分される^[45]。

急性放射線障害の発生した時期
晩発性放射線障害の発生した時期
リスクが問題とされるようになった時期
デトリメント（detriment；損害）が問題とされるようになった時期

放射線防護の概念についても上記時期に応じて変遷してきている。

(1)急性放射線障害の発生した時期

人工的に放射線が利用されるようになったのは、1895年のウィルヘルム・レントゲンによるX線を発見に始まる。放射線利用の歴史は放射線障害の歴史でもあった^{[注釈 34]}が、その初期においては、放射線によって人体に悪影響が生じる（放射線障害が発生する）という認識が存在しなかった^{[注釈 35]}。

1896年にはX線による急性の皮膚障害、目の痛み、皮膚炎を伴わない脱毛、火傷などの発生が報告された^{[注釈 36]}。その後、白血球の減少、貧血など造血臓器の障害など今でいう確定的影響が認識されるようになった^{[注釈 37]}^{[注釈 38]}。

この時期以降の放射線防護: この時期においては、そもそも放射線によって人体に障害が発生するという放射線障害の認識自体が希薄であり^{[注釈 39]}基準も存在しなかった^{[注釈 40]}。この時期以降の放射線防護とは概ね X 線などの放射線を一気に閾線量以上に浴びない（早期の確定的影響を避ける）ということであったと言える^{[注釈 41]}。

(2)晩発性放射線障害が発生した時期

急性放射線障害とまではいかなくとも、放射線診療の従事者は継続的に X 線被曝をしていたため慢性の放射線皮膚障害、あるいは再生不良貧血や白血病などの造血臓器の晩発性の障害が発生することが徐々に明らかとなった^{[注釈 42]}^{[注釈 43]}。

さらに、1927年にはハーマン・J・マラーがショウジョウバエへのX線照射による遺伝的影響を明らかにし^[46]、これ以降放射線による遺伝的影響も問題にされるようになった。

この時期以降の放射線防護: この時期以降に認知されたのが晩発影響及び遺伝的影響である。つまり、一気に閾線量を超えない線量被曝に抑えれば早期の確定的影響は防げても、その後に晩発的影響及び遺伝的影響が発生してしまうということが明らかとなった^{[注釈 44]}。すなわち、この時期以降の放射線防護とは、とりあえずその時点で判明している知見を基に、閾線量というものがないという前提で、放射線誘発ガンや遺伝的影響が現れないと思われる量^{[注釈 45]}以下の放射線被曝に抑えるというものであったと言える^{[注釈 46]}。

(3)リスクが問題とされるようになった時期

放射線被曝によって確定的影響のみならず閾線量以下でも確率的影響（放射線誘発ガンや遺伝的影響など）が発生しうるということが認識された。しかしながら、その閾線量以下の放射線被曝と障害の発生する確率（リスク）^{[注釈 47]}との間にはどのような相関関係があるのか、リスクは具体的にどの程度なのか、などについてはまとまった疫学的データが存在しなかったため不明であった。

1945年の広島・長崎への原爆投下において日本の医療機関の他にアメリカは広島と長崎にABCC（後の放射線影響研究所）を設置し、原爆被爆生存者（atomic bomb survivors）の健康調査、寿命調査などの疫学的調査^{[注釈 48]}を行った。この調査によって多くの知見が得られ放射線障害の研究が進むこととなった。

この時期以降の放射線防護: 疫学調査のデータの集積によりそれまで判明していた赤色骨髄以外の臓器における放射線誘発ガンの発生確率が明らかになった^[49]。ICRPの1977年勧告はこれを反映して、それまで主要な臓器に対してのみ定義されていた防護のための基準量に加えて、実効線量当量（現：実効線量）という被曝したすべての臓器の影響を考慮した量（個人の被曝によるリスク量）を定義することができるようになった。

(4)デトリメントが問題とされるようになった時期

ICRPは1990年勧告において、有害な健康影響を定量化するための概念としてデトリメントを導入した。それまでのリスク評価でも用いられた致死ガンと重篤な遺伝的影響の発生確率が主要な因子であるが、デトリメントにはその他の因子も考慮されている。デトリメントの定量化の方法は単一ではないが、ICRPは致死ガンと重篤な遺伝的影響の発生確率に加えて、非致死ガンの発生確率と余命損失の相対的な大きさを考慮している。デトリメントに基づき組織加重係数が導出され、実効線量の評価に用いられている。 ^[50]^[51]

脚注

[脚注の使い方]

注釈

^ ほか参考：

放射線障害の分類
影響の出現する個体に着目した分類		疾患名	しきい線量の有無に着目した分類
身体的影響	早発性（急性）障害	急性放射線症候群、不妊	確定的影響
	晩発性障害	放射線性白内障、胎児への影響（胎児の奇形など）、加齢（老化）現象	確定的影響
	晩発性障害	悪性腫瘍（癌、白血病、悪性リンパ腫）	確率的影響
遺伝的影響		染色体異常（突然変異）	確率的影響

^ 1977年のICRP勧告においては確率的影響と非確率的影響という名称であったが、1990年の勧告で、非確率的影響は確定的影響と改称された。
^ ガンマ線、X線であれば物質との相互作用は、光電効果、コンプトン散乱、電子対生成の3つが主なものである。
^ ガンマ線・X線のコンプトン効果によりはじき出された電子と周りの水分子との反応などによって生成された超酸化物やOH（ヒドロキシラジカル）のような活性種（水和ラジカル、Hラジカル、過酸化水素）が問題であり、これらがDNAと化学反応することで損傷を引き起こすとされる^[5]^[6]。
^ 低いエネルギーの放射線の場合、直接作用が発生する頻度は少ない。
^
影響自体は鎖の切断以外にも
1. 塩基の損傷（塩基：DNA情報を構成するA:アデニン、T:チミン、G:グアニン、C:シトシン）
2. 塩基のポリヌクレオチドからの遊離（DNAはヌクレオチドとそれに結合するATGC塩基からなる）
3. 架橋形成（DNA鎖間架橋、DNA鎖内架橋、DNA-蛋白間架橋）
がある^[7]。
^ DNAは遺伝子の媒体であるため、DNA鎖の損傷は、遺伝情報の損傷と同義である。
^ 以前は、放射線の影響はそのまま蓄積されるとされていた。
^ 線量率効果が顕著にみられるのは低LET放射線（エックス線やガンマ線）による生物効果であり、これは低線量率の場合は放射線による細胞の障害が照射中に回復するからと考えられている。一方、高LET放射線（中性子線、アルファ線など）では低LET放射線のような回復は生じず、線量率効果はみとめられない^[10]。また、稀に高線量率より低線量率の方が効果が大きくなる場合もあり、これを逆線量率効果と呼ぶ^[11]。
^ ただし、線量率効果については現在でも十分に解明されていないため、放射線防護の立場からは、急性被曝の場合でも慢性被曝の場合でも、線量当量が同じならば放射線被曝によって受ける人体の影響は同じであると見なされる^[12]。
^ 閾線量の存在しない直線関係（linear no threshold：LNT）仮説。閾線量が存在しないという仮定のもとでは、ガン及び遺伝的影響はどんな低い線量の被曝の場合でも発生する可能性があることになる。それに対して閾線量が存在する確定的影響は、人々の被曝線量をその閾線量以下に抑えることで障害を完全に防止できる^[14]。
^ なお、まず、東京電力福島第一原発事故の影響で公衆が受ける被曝としては、確定的影響（急性の放射線障害）のしきい線量を超える被ばく線量は確認されていない。そのため、まず事故による放射線障害として確定的影響に分類されるものについては考慮する必要はない^[18]。
^ なお、その障害発生の仕方から確定的影響は確率的影響と独立ではない。確定的影響から回復したとしても、確率的影響のリスクは抱えることになる。
^ 影響の発生する最低の線量である閾線量は、人での生涯事例を元に放射線を受けた人々の1-5%に影響が出る線量として定められている^[19]。
^ 特徴として、身体的影響は被曝時の年齢に関係なく発生する可能性があるが、遺伝的影響は生殖能力をもっているかまたは今後持つ人々（子供）が被曝したときでないと発生しない。
^ 被曝後に速やかに生じ、因果関係も明確である早発性障害とは異なり、晩発性障害は、長期間経過したあとの発癌など（被曝と関係なくとも一定頻度で生じうる）であるため、その因果関係を示すには統計的、疫学的な取り扱いを要する。
^ 一つあるいは複数の細胞が、なんらかの要因により変化し、無制限に増殖能力を獲得したものをガン（cancer；癌）または悪性腫瘍（malignant neoplasm）と呼ぶ。そのメカニズムから白血病も含まれる。
^ 広島・長崎の原爆被害者を対象に放射線影響研究所で行われている寿命調査（LSS：Life Span Study）のデータがこの種の疫学調査で最大のものであり、ICRPもこのデータを基本に計算している^[20]^[21]。
^
放射線誘発ガンについて以下のような特徴が判明している^[22]。
- 放射線誘発ガンには長い潜伏期間（latency）がある（白血病：2-40年、その他のガン：10年-生涯）
- 放射線被曝によってガンの発生率が増加する
- ガンの発生率は線量の増加に比例して増加する
- 被曝時年齢が若いほど、生涯のガン発生率が高い
- 放射線被曝によるガンの誘発率は女性の方が高い
^ 長期的・慢性的に年 100mSv を被曝した結果ではない。放射線影響研究所の資料によれば原爆被曝者の受けた被爆線量は、爆発時における外部被曝のみで算定している^[24]^[9]（線量率効果と呼ばれる効果も紹介されている）。
^ ちなみに、日本人の生涯ガン死亡リスクは約20%である（2009年データより）^[25]。放射線誘発ガンのリスクのモデルなど細かい考え方については草間(2005)^[26]を参照。
^ 生涯ガン死亡リスクではなく、発ガンのリスクとしては野菜摂取量が非常に少ないことに起因するガンのリスクの増加（1.06倍）よりやや高い程度（1.08倍）である^[27]^[28]。
^ 細胞の放射線に対する感受性は、活発に分裂している細胞ほど高くなり、造血器などの細胞再生系が最も影響を受けやすくなる。
^ 眼の水晶体への閾値を超えた被曝は放射線白内障（水晶体混濁）を引き起こすとされる。放射線白内障（radiation-induced cataract）は、放射線被曝による水晶体上皮細胞（LEC）のプログラム細胞死と、これに引き続く線維化によって生じる。0.5〜1.5Gyの被曝で水晶体混濁（opacity）が認められ、5Gy以上の被曝で、視力障害を伴う白内障（cataract）となる。混濁は後極後嚢下に現れる^[29]^[30]。
^ これら臓器に対する放射線障害を防ぐため法令においていくつかの臓器に対する等価線量限度が定められている。たとえば、電離放射線障害防止規則（第5条・第6条）^[31]など。
^ 1Gy(グレイ)以上被曝すると、一部の人に悪心、嘔吐、全身倦怠などの二日酔いに似た放射線宿酔という症状が現れる。 1.5Gy以上の被曝では、最も感受性の高い造血細胞が影響を受け、白血球と血小板の供給が途絶える。これにより出血が増加すると共に免疫力が低下し、重症の場合は30-60日程度で死亡する。皮膚は上皮基底細胞の感受性が高く、3Gy以上で脱毛や一時的紅斑、7-8Gyで水泡形成、10Gy以上で潰瘍がみられる。 5Gy以上被曝すると小腸内の幹細胞が死滅し、吸収細胞の供給が途絶する。このため、吸収力低下による下痢や細菌感染が発生し、重症の場合は20日以内に死亡する。 15Gy以上の非常に高い線量の被曝では、中枢神経に影響が現れ、意識障害、ショック症状を伴うようになる。中枢神経への影響の発現は早く、ほとんどの被曝者が5日以内に死亡する。
^ 身体的影響とは異なり、遺伝的影響は次世代以降に発現する可能性のある影響であり、ガンに比べてさらに長い期間に渡った十分にコントロールされた調査が必要となる。人でこのような調査を実施することは不可能に近いと言われる^[33]。
^ なお、長期的な研究体制については、原子力白書^[34]を参照。
^ ただし、放射線防護上はガン同様に、閾線量の存在しない直線関係仮説（LNT仮説）が取られる^[33]。
^ これは時期特異性（stage difference）と呼ばれる。ただし、時期特異性は、成長・発育している胎児の特徴であるので、放射線に限らず様々な薬剤などの科学的要因、ウイルスなどの生物学的要因に暴露した場合も同様に適用される^[38]。
^ このため、妊娠中の女子については腹部の被曝および放射性物質の摂取による内部被曝についてより厳しい防護基準が適用されている。例えば、電離放射線障害防止規則第6条^[39]。
^ 受精から8週間までは、受精卵は活発に細胞分裂しながら胎児の体を構成するさまざまな臓器に分化していくので、この時期が放射線に対する感受性が高い。この時期に100ミリシーベルト以上の被曝をすると、奇形発生、精神発達遅延が確定的に生じることが知られている^[40]。
^ これらの時期は、胎児の神経系が急激に発達する時期であるので、被曝によって神経細胞がプログラム細胞死を来すことによって障害を来すものと考えられている。発達段階によって奇形、知能障害、発育障害などの障害も発生する。
^ 人工的に放射線が使われるより以前の16世紀後半から、ウラン鉱山で働く作業者の肺がん発生率が高いことが着目されていた。しかしながら、当初は原因不明の奇病として扱われており、放射線誘発ガンと判明したのは1920年以降である。従って、実際に放射線障害が問題にされるようになったのは、人工的に放射線が使われるようになった19世紀末以降である。
^ 実際、レントゲンは X 線の発見とともに X 線照射による指の火傷を経験したが、それはオゾンによるものと考えた。
^ この時期に皮膚障害が多かったのは、初期の X 線発生装置の出力可能な X 線のエネルギーが低かったためであると言われる。
^ 原因としては、より高圧の X 線発生装置が開発されたことがあったと言われる。
^ 他には、1901年にはモルモットの死亡、動物実験での流産、1902年には慢性X線潰瘍から皮膚がんへの悪性転化、1911年には白血病の誘発、1919年には胎児へのX線照射による奇形の発生が報告された。
^ 放射線障害が認知されるまでは、多くの医者や企業が放射性物質を使ったまがい物の治療法や薬を、特効薬（en:Patent medicine、en:Radioactive quackery）として処方・販売した。例えばラジウムを使った浣腸、ラジウム入りトニックウォーターなどが販売された。これらに対し1898年にラジウムを発見したマリ・キュリーはラジウムの人体に対する影響はよく解っていないので止めるべきだと警鐘を鳴らした。彼女自身も放射線障害の再生不良性貧血で1934年に死亡した。1930年代には多くの放射性物質服用者の死亡や障害が明らかになり、放射性物質入りの薬の販売は途絶えた。しかしながら、それでも放射線の影響は完全には理解されておらず、1945年と1946年にはデーモン・コアによって科学者が死亡した。
^ 基準めいたものが出てきたのは1925年のMutschellerによるものからである。
^ 1934年のIXRP（国際エックス線ラジウム防護委員会；ICRPの前身）の初めての数値勧告も皮膚の急性障害を防ぐという目安で定められた。
^ 他にも例えば、1924年にはシュネーベルク病（シュネーベルク地域の鉱山労働者におけるラドンによる肺がん）が報告された（奇病が発生するということは16世紀後半から知られていた）。ほか、時計の文字盤にラジウムを塗っていた女子作業者（ダイアル・ペインター）においては、1923年にはラジウム顎、1926年には再生不良性貧血、1929年には骨肉腫の発生などが報告された。
^ 1927年、マリ・キュリーに師事しフランスへ渡っていた日本人物理学者の山田延男が、帰国後間もなく放射線障害と見られる症状を呈し死亡した。これは、日本人として初めての放射線障害の犠牲者となった。当時は放射線障害、ひいては放射能に対する知見がまだまだ浅く、死後相当の間は正体不明の奇病として扱われた。
^ 実際、1928年に IXRP が発足し、放射線防護に関する関心も高まり技術的に放射線被曝を軽減するためのさまざまな努力がなされたことから、1940年以降は放射線被曝との因果関係が明らかな放射線障害の発生は減少した。
^ 放射線被曝とその影響の因果関係を表すデータが存在しない時期においては推定するしかないためである。
^ 実際、IXRPからICRPに改称した際の1950年の勧告における防護基準は「現在の知識に照らして、生涯のいずれかの時期においても感知される程度の身体的生涯があらわれないであろうと思われる量」として決められたものであり、ガン、遺伝的影響を考慮して決定された^[47]。
^ 具体的には放射線によって誘発される致死ガンと重篤な遺伝的影響の発生確率を当初は意味していた^[48]。
^
広島・長崎における原爆被曝生存者集団の疫学調査の母集団としての特徴
- 調査対象が大きく、男女を含めた広い年齢範囲にわたっている
- 放射線治療患者を対象とする調査と異なり、基礎疾患をもった患者ではないこと
- 全身被曝をしていることから多くの臓器を対象としたリスク評価ができる
などの特徴を持つ^[48]。