Assessment of Radiation Risks of Cataract Morbidity Among Liquidators of the Consequences of the Accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant, Allowing for Impact of Concomitant Diseases

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose: To assess the radiation risk of cataracts among the Chernobyl clean-up workers (liquidators), considering the impact of concomitant diseases on this risk and to determine the dose threshold for the development of cataracts.

Material and methods: Radiation risks of cataract incidence were studied in the cohort of liquidators of the consequences of the accident at the Chernobyl nuclear power plant, observed in the system of the National Radiation and Epidemiological Register (NRER) from 1986 to 2021. Among the 62,828 male liquidators, 9,461 new cases of cataracts were detected. The average age of the liquidators at the beginning of exposure was 34 years, the average absorbed dose of external gamma exposure of the whole body was 0.132 Gy, the maximum dose was 1.5 Gy, and the average duration of exposure was 2.5 months. To analyze the relationships of cataract incidence with other diseases and with the dose, a statistical method of link analysis, free from the type of distribution, as well as logistic regression models, were used.

Results: The radiation risk of cataracts in the cohort of liquidators who did not have diagnoses of diabetes mellitus, hypoparathyroidism, malnutrition and myotonic disorders depends on the presence of concomitant diseases in the patient: glaucoma (ICD-10 H40–H42), hyperopia (H52.0), myopia (H52.1) or presbyopia (H52.4). For liquidators with comorbidities, radiation risk is statistically significant only 15 years after exposure, with an excess relative risk of ERR/Gy=0.46 with 90 % CI (0.06; 0.90). For liquidators without comorbidities, ERR/Gy decrease over time: from 4.42 with 90 % CI (0.72; 13.41) in the first 5 years, to zero risk 15 years after exposure. Nonparametric estimates of the relative risk (RR) of cataracts for the dose groups of liquidators are consistent with the estimates of ERR/Gy in the linear non-threshold (LNT) model. The determination of the dose threshold for cataracts according to the LNT model, in accordance with the recommendations of the ICRP, leads to estimates from 1.2 Gy to 13.3 Gy, depending on the presence or absence of cataract concomitant diseases in the liquidators.

Conclusions: At present, there are no epidemiological evidence for reducing the equivalent dose limit for the lens of the eye for occupational exposure in planned exposure situations at the level of 150 mSv per year, previously established by the recommendations of the ICRP in 2007 and the current Russian radiation safety standards NRB-99/2009.

About the authors

S. Yu. Chekin

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

A. I. Gorski

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

M. A. Maksioutov

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

S. V. Karpenko

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

N. V. Shchukina

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

E. V. Kochergina

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

O. E. Lashkova

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

N. S. Zelenskaya

A.F. Tsyb Medical Radiological Research Centre - branch of the National Medical Research Radiological Centre

Email: chekin@nrer.ru
Obninsk, Russia

References

  1. ICRP. Statement on Tissue Reactions. ICRP ref 4825-3093-1464. Approved by the Commission on April 21, 2011. URL: https://www.icrp.org/docs/2011%20Seoul.pdf (Accessed 19.04.2023).
  2. ICRP Publication 103. Ed. Kiselev M.F., Shandala N.K. Moscow, Alana Publ., 2009. 312 p. URL: http://www.icrp.org/docs/P103_Russian.pdf. (Accessed 19.04.2023) (In Russ.).
  3. ICRP Statement on Tissue Reactions and Early and Late Effects of Radiation in Normal Tissues and Organs – Threshold Doses for Tissue Reactions in a Radiation Protection Context. ICRP Publication 118. Ed. Akleyev A.V., Kiselev M.F.. Chelyabinsk, Kniga Publ., 2012. 384 p. URL: https://www.icrp.org/docs/P118_Russian.pdf. (Accessed 19.04.2023) (In Russ.).
  4. Minamoto A., Taniguchi H., Yoshitani N., Mukai S., Yokoyama T., Kumagami T., Tsuda Y., Mishima H.K., Amemiya T., Nakashima E., Neriishi K., Hida A., Fujiwara S., Suzuki G., Akahoshi M. Cataract in Atomic Bomb Survivors. Int. J. Radiat. Biol. 2004;80;5:339–345. doi: 10.1080/09553000410001680332.
  5. Neriishi K., Nakashima E., Minamoto A., Fujiwara S., Akahoshi M., Mishima H.K., Kitaoka T., Shore R.E. Postoperative Cataract Cases among Atomic Bomb Survivors: Radiation Dose Response and Threshold. Radiat. Res. 2007;168;4:404–408. doi: 10.1667/RR0928.1.
  6. Azizova T.V., Bragin E.V., Hamada N., Bannikova M.V. Risk of Cataract Incidence in a Cohort of Mayak PA Workers Following Chronic Occupational Radiation Exposure. PLoS One. 2016;11;10:e0164357. doi: 10.1371/journal.pone.0164357.
  7. Mukesh B.N., Le A., Dimitrov P.N., Ahmed S., Taylor H.R., McCarty C.A. Development of Cataract and Associated Risk Factors: the Visual Impairment Project. Arch. Ophthalmol. 2006;124;1:79–85. doi: 10.1001/archopht.124.1.79.
  8. Fernández J., Rodríguez-Vallejo M., Martínez J., Tauste A., Piñero D.P. From Presbyopia to Cataracts: a Critical Review on Dysfunctional Lens Syndrome. J. Ophthalmol. 2018;2018:4318405. doi: 10.1155/2018/4318405.
  9. Kiuchi Y., Yanagi M., Itakura K., Takahashi I., Hida A., Ohishi W., Furukawa R. Association between Radiation, Glaucoma Subtype, and Retinal Vessel Diameter in Atomic Bomb Survivors. Sci. Rep. 2019;9:8642. doi: 10.1038/s41598-019-45049-7.
  10. Hamada N., Azizova T.V., Little M.P. An Update on Effects of Ionizing Radiation Exposure on the Eye. Br. J. Radiol. 2020;93;1115:20190829. doi: 10.1259/bjr.20190829.
  11. Katarakta Starcheskaya = Senile Cataract. Clinical Guidelines. Moscow Publ., 2020. 51 p. URL: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/284_1. (Accessed 19.04.2023) (In Russ.).
  12. Ivanov V.K., Maksyutov M.A., Tumanov K.A., Kochergina E.V., Vlasov O.K., Chekin S.Yu., Gorskiy A.I., Korelo A.M., Shchukina N.V., Zelenskaya N.S., Lashkova O. E., Ivanov S.A., Kaprin A.D. 35-Year Experience in the Functioning of the National Radiation and Epidemiological Registry as a State Information System for Monitoring the Radiological Consequences of the Chernobyl Accident. Radiatsiya i Risk = Radiation and Risk. 2021;30;1:7–39 (In Russ.).
  13. International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems, 10th Revision (ICD-10). V.1 (Part 1). Geneva, WHO, 1995. 698 p. (In Russ.).
  14. Package of Statistical Programs Statistics. URL: http://www.statsoft.ru. (Accessed 19.04.2023) (In Russ.).
  15. Gorskiy A.I., Maksyutov M.A., Tumanov K.A., Vlasov O.K., Kochergina E.V., Zelenskaya N.S., Chekin S.Yu., Ivanov S.A., Kaprin A.D., Ivanov V.K. Analysis of Statistical Correlation between Radiation Dose and Cancer Mortality among the Population Residing in Areas Contaminated with Radionuclides after the Chernobyl Nuclear Power Station. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost = Medical Radiology and Radiation Safety. 2019;64;6:5–11 (In Russ.).
  16. Gorskiy A.I., Chekin S.Yu., Maksyutov M.A., Shchukina N.V., Kochergina E.V., Zelenskaya N.S., Lashkova O.E. Method for Assessing the Radiation Risks of the Solid Cancer Incidence Accounting for Possible Diagnostic Errors. Radiatsiya i Risk = Radiation and Risk. 2022;31;4:53–63 (In Russ.).
  17. Breslow N.E., Day N.E. Statistical Methods in Cancer Research. V. II. The Design and Analysis of Cohort Studies. IARC Scientific Publication No 82. IARC, Lyon, 1987. 406 p.
  18. Gorskiy A.I., Chekin S.Yu., Maksyutov M.A., Karpenko S.V., Tumanov K.A., Zelenskaya N.S., Lashkova O.E. Statistical Relationship between Radiation Dose and Radiation Risks Estimates for Non-Cancer Endocrine Diseases in Liquidators of the Chernobyl Accident with Account of Possible Wrong Diagnoses Established and Registered. Radiatsiya i Risk = Radiation and Risk. 2023;31;1:21–35 (In Russ.).
  19. Nakashima E., Neriishi K., Minamoto A. A Reanalysis of Atomic-Bomb Cataract Data, 2000-2002: a Threshold Analysis. Health Phys. 2006;90;2:154–160. doi: 10.1097/01.hp.0000175442.03596.63.
  20. Worgul B.V., Kundiyev Y.I., Sergiyenko N.M., Chumak V.V., Vitte P.M., Medvedovsky C., Bakhanova E.V., Junk A.K., Kyrychenko O.Y., Musijachenko N.V., Shylo S.A., Vitte O.P., Xu S., Xue X., Shore R.E. Cataracts among Chernobyl Clean-Up Workers: Implications Regarding Permissible Eye Exposures. Radiat. Res. 2007;167;2:233–243. doi: 10.1667/rr0298.1
  21. Tukov A.R., Shafranskiy I.L., Prokhorova O.N., Ziyatdinov M.N. The Incidence of Cataracts and the Radiation Risk of Their Occurrence in Liquidators of the Chernobyl Accident, Workers in the Nuclear Industry. Radiatsiya i Risk = Radiation and Risk. 2019;28;1:37–46(In Russ.).
  22. Chodick G., Bekiroglu N., Hauptmann M., Alexander B.H., Freedman D.M., Doody M.M., Cheung L.C., Simon S.L., Weinstock R.M., Bouville A., Sigurdson AJ. Risk of Cataract after Exposure to Low Doses of Ionizing Radiation: a 20-Year Prospective Cohort Study among US Radiologic Technologists. Am. J. Epidemiol. 2008;168;6:620–631. doi: 10.1093/aje/kwn171.
  23. Bushmanov A.Yu., Biryukov A.P., Korovkina E.P., KretovA.S. The Analysis of Documentary Regulatory Base and Results Of Activity of Interdepartmental Advisory Councils on Establishment of the Causal Relationship of Diseases, Disability and Death of the Citizens of Russia Affected by Radiation Factors Owing to the Chernobyl Accident. Meditsinskaya Radiologiya i Radiatsionnaya Bezopasnost = Medical Radiology and Radiation Safety. 2016;61;3:103–108 (In Russ.).
  24. Radiation Safety Standards (NRB-99/2009). Sanitary Rules and Regulations. SanPin 2.6.1.2523-09 Moscow Publ., 2009. 100 p. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».