5 - Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle

Critical
Review
Christophe de Brouwer, MD, MIH, PhD
Ecole de Santé publique
Université libre de Bruxelles
http://www.ulb.ac.be/esp/lsttm
FANC, mei 2009
De lineaire veronderstelling zonder drempel in kwestie
André Aurengo1 (Rapporteur), Dietrich Averbeck, André Bonnin (†) , Bernard Le Guen,
Roland Masse, Roger Monier, Maurice Tubiana (Chairman), Alain-Jacques Valleron,
Florent de Vathaire. Dose-effect relationships and estimation of the carcinogenic effects of low
doses of ionizing radiation. Académie des Sciences - Académie nationale de Médecine
(Frankrijk). 30/3/2005
Het antwoord van EPA
Radiogenic cancer risk models and projections for the U.S.
Population. Environmental Protection Agency (EPA). Draft.
December 2008 (USA).
Conclusie ... ?
Wat is een lineair model zonder drempel ?
Gevolgen
« Norm » = aantal gevolgen / blootstellingseenheid
EPA normblootst = 10-5 kankers
0
Blootstelling
Effective dosis Sv (physio-pathologishe eenheid)
Som van [equivalente dosis per weefsel x
weefselweegfactor Wt]
Weefsel of orgaan
Geslachtsorgaan
Beendermerg
Dikke darm
Long
Maag
Blaas
Borsten
Lever
Slokdarm
Schildklier
Huid
Been opervlakte
Hersenen
Speekselklieren
Anderen
Oud Wt
0,20
0,12
0,12
0,12
0,12
0,5
0,05
0,05
0,05
0,05
0,01
0,01
0,05
Nieuwe Wt
0,08
idem
idem
idem
idem
0,04
0,12
0,04
0,04
0,04
idem
idem
0,01
0,01
0,12
De lineaire veronderstelling zonder drempel
Collectieve dosis = M-Sv = som van individuele dosis
Gevolgen
Gevolgen
+
+
Gevolgen
Gevolgen
Blootstelling
Blootstelling
Blootstelling
+
Blootstelling
+
Gevolgen
+
Blootstelling
+
Totaal stochastisch risico
(bijvoorbeeld het aantal verwachte kankers )
=
Collective dosis (M-Sv) x schatting van het risico (aantal gevallen / Sv)
! Deze logica is niet aanvaardbaar door ICRP 103 !
De collectieve effectieve dosis wordt alleen gebruikt
voor het optimaliseren.
Effectieve dosis en weegfactoren.
De blootstelling (Bq & eV)
De geabsorbeerde dosis (Gy)
De equivalente dosis (Sv) : Stralingsweegfactor Wr
De effectieve dosis (Sv) : weefselweegfactor Wt
De collectieve dosis (M-Sv)
De schatting van het bevolkingsrisico (kankers aantal, ... / bevolking)
De lineaire veronderstelling zonder drempel (NTLH)
en
het DDREF <0,2 Gy ? 1990
Gevolgen
DDREF=2
ICRP 60 (1960)
0,2 Gy
Dosis
USA (1990)
BEIR5: DDREF =1
behalve leukemia DDREF =4
DDREF=dose/dose rate effectiveness factor
« Norm x2 » = aant. gevolgen / blootst. eenheid
De lineaire veronderstelling zonder drempel (NTLH)
en
het DDREF <0,2 Gy ... nu ( 2007 )?
Gevolgen
DDREF=2
ICRP 103 (2007)
0,2 Gy
DDREF=dose/dose rate effectiveness factor
Dosis
USA
BEIR7 (2006): DDREF
=1,5
Nominaal risico : 10-2 Sv-1
of 10 000 man-Sv
Bron
BEIR (1972)
UNSCEAR (1977)
ICRP (1977)
BEIR (1980)
Charles et al. (1983)
Preston + Pearce (1987)
UNSCEAR (1988)
BEIR V (1990)
Nussbaum + Köhnlein (1990)
1,17 - 6,2
0,7 - 1,7
1,25
1,5 - 5
1,0 - 4,4
5,8 - 18
4,2 - 11
5,4 – 12,4
25
Kanker
Absoluut (of additief) model …. ?
Herediteit
Totaal
Blootgestelde
bevolking
ICRP103
ICRP60
ICRP103
ICRP60
ICRP
Iedereen
5,5
6,0
0,2
1,3
5,7
7,3
Volwassenen
4,1
4,8
0,1
0,8
4,2
5,6
103
ICRP
60
Welke realiteit?
Ten nadele van ...
Momenteel geobserveerd « drempels » :
200 mSv: niet betwist
20 mSv: RERF (Brenner et al, 2003)
10 mSv: In utero blootstelling (Stewart et al, 1952) en bepaalde
waarnemingen van leukemie-risico bij kernenergie werknemers
(Wilkinson et al, 1991).
1,5 mSv/jaar : Radon blottstellingsgemiddelde: veronderstelling
van 10% longkankers en verenigbaarheid met NTLH ?
? 0,1 à 0,2 mSv /jaar : gevolgen van Chernobyl op Berlijn en
Schotland ( Down syndroom ) of Beieren (perinataal sterftecijfer)
...
Heeft het onderzoek van dergelijke drempels een nut?
LSS : 105 427 bestraalden
17 448 primaire kankers.
(LIFE span study: overlevenden van de Japanse nucleaire bommen)
Preston et al. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998. Rad Res 2007
Preston et al. Solid cancer incidence in atomic bomb survivors: 1958-1998. Rad Res 2007
Estimated excess relative risk (±1 SE) of mortality (1950–97) from solid cancers among groups of
survivors in the Life-Span Study cohort of atomic-bomb survivors, who were exposed to low doses (<500
mSv) of radiation (2). The groups, correspond to progressively larger maximum doses, with the mean
doses in each group indicated above each data point. The first two data points (in blue) are not
statistically significant (p=0.15 and 0.3, respectively) compared to the comparison population who were
exposed to less than 5 mSv, while the remaining 4 higher-dose points (in red) are statistically significant
(p<0.05). The dashed straight line represents the results of a linear fit (2) to all the data from 5 to 4,000
mSv (higher dose points not shown). David J. Brenner et al, 2003.
Alice Stewart: A-bomb data: detection of bias in the Live Span
Study Cohort. Env Health Persp 1997;105:1519-21.
Zou er een probleem van onderschatting
van de gevolgen in LSS bestaan?
Waarom een D/DREF ?
Impliciet een heroverweging van LSS („Japanse“ Bommen)

Overdracht Japanse gegevens ⤇ andere bevolkingen?
Kanker maag
/
Jap:
31
USA
3
Gebruik ∋jap: ERR
borsten
34
/100 000 mensen
90
EAR ⟹ Jap > USA !!!

Chromosomen studies, cellulair, diertesten.

Andere epidemiologische studies…

Eenmalige dosis ↔ herhaalde dosissen
UNSCEAR 2006 report vol1
Waarom een D/DREF (2) ?
Bron
Schattingbasis
ICRP (1960, 2007)
UNSCEAR (1993)
BEIR VII (2006)
D/DREF
LSS en andere epidemiologishe data
Dieren data en andere biologishe data
Dieren data, aberraties op menselijke
lymphocyten en incidencie LSS data
2
<3
1,5 (1,1 - 2,3)
Pierce en Veith (1991)
LSS leukemie en sterftecijfers data
LSS massieve tumoren
1,8 (1,0 – 6,0)
1,2 (<1 – 3,1)
Little en Muirhead (2000)* LSS leukemie, incidencie: 0-4 Gy
LSS leukemie, incidencie: 0-2 Gy
LSS massieve tumoren, incidencie: 0-4 Gy
LSS massieve tumoren, incidencie: 0-4 Gy
2,47 (1,21 - >1000)
1,73 (<1 – 117,67)
1,06 (<1 – 1,62)
1,21 (<1 – 2,15)
* Gebruikt een ratio tussen een lineair model en een kwadratisch model.
UNSCEAR 2006 report vol1
Waarom een D/DREF (3) ?
⇔
Eenmalige dosis
herhaalde dosissen
B.v. borstkanker
Studie
Blootstelling aard
Gemid. Dosis
Overleden
ERR schat.
LSS ERR schat
Storm et al (1986) Herhaalde borst RX
0,27 (0-2,74
Tuberculosis (Dan) (90Kv; dose ~10mGy /Rx)
89
0,00 (-0,43-0,94)
0,90 (0,47-1,48)
Griem et al (1994) Rx therapie
Ulcere therapie
200-250 Kv opgesplitst
16
6,07 (-3,7-39,29)
0,74 (0,08-1,87)
Howe et al(1994) Herhaalde borst RX
0,89 (0-18,4)
Tuberculosis(Can) (90Kv; dose ~10mGy /Rx)
688
0,90 (0,55-1,39)
1,56 (0,41-3,53)
Doody et al(2000) Herhaalde Rx dosissen
Scoliosis(USA)
<10mGy/Rx
77
2,7 (-0,2-9,3)
2,62 (1,09-3,53)
? (0-0,17)
0,11 (0-1,7)
UNSCEAR 2006 report vol1
Eugenio Picano. Sustainability of medical imaging. BMJ 2004;328:578-580
UNSCEAR 2006 : 1,88 mSv (Rx ) + 0,13 mSv (nucleaire geneesk.)
BMJ 2004;328:1-5
Het gaat om Rx of beta behandelingen voor aangezichts-hemangiomes
Verhouding degenen die „High School“ in Zweden bereiken :
CT scan telt voor ongeveer 75% van de bestraling door Rx (Picano, 2004) en gaat
van 100 mSv (CT kind hoofd) tot 2000 mSv (CT neonat buik ) - dosis equivalent -
Results The proportion of boys who attended high school
decreased with increasing doses of radiation to both the frontal and
the posterior parts of the brain from about 32% among those not
exposed to around 17% in those who received > 250 mGy. For the
frontal dose, the multivariate odds ratio was 0.47 (95% confidence
interval 0.26 to 0.85, P for trend 0.0003) and for the posterior dose
it was 0.59 (0.23 to 1.47, 0.0005). A negative dose-response
relation was also evident for the three cognitive tests for learning
ability and logical reasoning but not for the test of spatial
recognition.
Conclusions Low doses of ionising radiation to the brain in infancy
influence cognitive abilities in adulthood.
Per Hall, Hans-Olov Adami, Dimitrios Trichopoulos, Nancy L Pedersen, Pagona
Lagiou, Anders Ekbom, Martin Ingvar, Marie Lundell, Fredrik Granath; 2004
Modellering van medische beeldvorming door RX
Our results indicate that in the UK about 0.6% of the cumulative risk
of cancer to age 75 years could be attributable to diagnostic X-rays.
This percentage is equivalent to about 700 cases of cancer per year.
In 13 other developed countries, estimates of the attributable risk
ranged from 0.6% to 1.8%, whereas in Japan, which had the highest
estimated annual exposure frequency in the world, it was more than
3%.
Berrington de Gonzalez A, Darby S. Risk of cancer from diagnostic
X-rays: estimates for the UK and 14 other countries. Lancet 2004;
363: 345-351.
% bijdrage = 49%
Cardis et al,
BMJ,
2005;331:77
Solid cancer incidence: Techa River
Krestinina LY, Davis F, Ostroumova EV et al. Solid cancer incidence and low-doserate radiation exposures in the Techa River cohort: 1956-2002. Int J Epidemiol
2007;36:1038-46. Commentary: E Cardis.
ERR / Sv : herhaalde dosissen
Estimates of excess relative risk per Sv (95% confidence interval) for all cancers
(solid cancers) excluding leukaemia.
15 country study
No.Ccancers Risk
4700
0,87 (0,03 - 1,88)
0,50)
Techa river
No.Cancers
Risk
1836
1,00 (0,3 - 1,9)
Atomic bomb survivors
No.Cancers
Risk
3246
0,32 (0,01 -
NB:
• « Strong healthy worker survivor effect » (Cardis 2007) als het selectief gevolg voor de
N-H overlevenden ?
• Techa river en borst kanker: ERR 5,00 /Sv (0,80 - 12,76) (Ostroumova E et al, Br J
Cancer 2008)
• Canadian nuclear power, solid cancer: ERR 2,80 (-0,038 – 7,13) (mean cumul equiv.
dose: 13,5 mSv). Zablotska LB et al, Radiat Res 2004)
15 countries study
10-2
103
10-4
105
Clarke R. Control of low-level radiation exposure: time for a change ? J Radiol
Prot 1999;19:107-15.
Mortality from diseases other than cancer
Vreiheid, Cardis et al
following low doses of ionizing radiation:
2007.
results from the 15-Country Study of nuclear
industry workers
Table 5 Comparison of ERR estimates per Sv between nuclear workers and atomic bomb survivors
15-Country Study
Cause of death
Non-cancer diseases
Circulatory diseases
Respiratory diseases
Digestive diseases
Liver cirrhosis
N
11 255
8412
792
620
263
Atomic bomb survivors (men exposed between the
ages of 20 and 60)a
ERR/Sv (95% CI)
N
ERR/Sv (95% CI)
0.24 (–0.23, 0.78)
4563
0.12 (0.01, 0.24)
0.09 (–0.43, 0.70)
2571b
0.16 (0.02, 0.32)
1.16 (–0.53, 3.84)
911
0.04 (–0.17, 0.30)
0.96 (<0, 4.52)
370
–0.03 (–0.35, 0.40)
1.54 (<0, 9.67)
167
0.02 (<0, 0.73)
aAnalyses of non-cancer disease mortality of A-bomb survivor data carried-out at IARC, using an excess relative risk
model stratified for attained age, calendar period and city. Analyses were restricted to men, exposed between the ages
of 20 and 60, the group most comparable to the nuclear workers in the 15-Country study. Analyses were restricted to
follow-up data 1968–97 and to survivors proximal to the hypocenter (<3 km) as described in Report 13 by Preston et
al11.
bCategories heart disease and stroke from Report 1311 combined.
Blootstelling door kerncentrales in
Duitsland <0,3 mSv/jaar
Spix et al. EJC 2008;44:275-84
Is het gebruik van D/DREF in de realiteit belangkrijk ?
Het voorbeeld van opsporing van borstkanker ...
Heyes GJ, Mill AJ Charles MW. Enhanced biological effectiveness of low energy Xrays and implications for the UK breast screening programme. Br J Radiol
2006;79:195-200.
Correspondance. (Br J Radiol 2007;80:141-142).
« The discussions presented in the october edition of the BJR,
although scientifically relevant, are obviously somewhat esoteric
in relation to the existing practicalities of radiation protection
within the UKBSP. However, the points raised above are, I
believe, of direct practical relevance and concern to over 50% of
the patient population who undergo radiological procedures as
well as the scientific community that supports these activities. »
BM Moores.
D/DREF = 1 for breast cancer risk (EPA: Puskin JS, Nelson CB.
Estimation radiogenic cancer risks, report 402-R-93-076. EPA 1994.
RBE 1 – 6 mean 4,42 mammography compared with N-H
atomic bomb spectrum (Heyes Gj, Mill AJ. Rad Res 2004;162:120-7.)
Two-view screening:
Normal dose = 4,5 mGy
High dose = 21,4 mGy
*(a) and (b) Patient index = mother, sister, daughter with family history
and
*age of the screened woman
Welke norm voor A-T heterozygotes ?
(AT = ataxia telangiectasia)
of hoe het voorzorgsprincipe toepassen

0,6 à 1% van de bevolking

Anti-tumor gen

5-6x meer gevoelig aan ioniserende stralingen ?
(Swift M et al. NEJM 1991;325:1831-6.)
* heterozygotie voor A-T, borstkanker en cigaretten :
Jaarlijkse incidencie:
AT+ 1,4%
Gecumuleerde incidencie (80 j. oud) : AT+ 43%
Gecumuleerde incidencie (80 j. oud): AT+&Cig 80%
AT- 0,20%
AT- 17%
AT+ 21%
(Swift M & Lukin JL, Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2008;17:1-4.)
Wat is de onderliggende inzet?
Arbeidsgezondheid ?
Publieke gezondheid ?
Risico analyse
&
Onzekerheden
Justificatie Optimisatie
Het voorzorg principe
Beginsel 15 (Conferentie van Rio van 1992)
« Teneinde het milieu te beschermen zullen staten naar hun
vermogen op grote schaal de voorzorgsbenadering moeten
toepassen. Daar waar ernstige of onomkeerbare schade dreigt, dient
het ontbreken van volledige wetenschappelijke zekerheid niet als
argument te worden gebruikt voor het uitstellen van kosteneffectieve maatregelen om milieuaantasting te voorkomen. »
« Het beleid van de Gemmeschap beoogt een hoog niveau van bescherming.
Zij is gebaseerd op het principe van voorzorg en preventieve actie, op het
principe van correctie prioritair aan de bron van de aanslagen op het milieu
en het principe van de vervuiler betaalt. » Verdrag van Maastricht 1992.
Dank U voor uw geduld …