PLoS ONE: Major Faktorer, der påvirker Forekomsten af ​​Childhood kræft i skjoldbruskkirtlen i Belarus efter Tjernobyl ulykke:? Do Nitrat i drikkevand Spil en rolle

Abstrakte

En af de store sundhedsmæssige konsekvenser af Tjernobyl-atomkraftværket ulykke i 1986 var en dramatisk stigning i forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen blandt dem, der var i alderen under 18 år på tidspunktet for ulykken. Denne stigning er direkte forbundet i flere analytiske epidemiologiske undersøgelser til jod-131 (

131I) skjoldbruskkirtlen doser modtaget fra ulykken. Der er dog stadig begrænset forståelse af faktorer, der modificerer

131I-relaterede risici. Fokus på post-Tjernobyl pædiatrisk kræft i skjoldbruskkirtlen i Hviderusland, vi revideret dokumentation for virkningerne af stråling, skjoldbruskkirtel screening, og jodmangel om regionale forskelle i forekomst af kræft i skjoldbruskkirtlen. Vi har også revideret aktuelle dokumentation vedrørende indholdet af nitrat i grundvand og kræft i skjoldbruskkirtlen risiko opmærksom på høje niveauer af nitrat i åbent brøndvand i flere forurenede områder i Hviderusland, dvs. Gomel og Brest, i forbindelse med brugen af ​​kvælstofgødning. I denne hypotese generere undersøgelse, baseret på økologiske data og biologisk plausibilitet, foreslår vi, at nitratforurening kan modificere stråling-relaterede risiko for kræft i skjoldbruskkirtlen bidrager til regionale forskelle i satserne for pædiatrisk thyreoideacancer i Belarus. Analytiske epidemiologiske undersøgelser med henblik på at vurdere fælles effekt af nitratindhold i grundvand og stråling udgør en lovende allé af forskning og kan give nyttig indsigt i ætiologi for kræft i skjoldbruskkirtlen

Henvisning:. Drozd VM, Saenko VA, Brenner AV, Drozdovitch V, Pashkevich VI, Kudelsky AV, et al. (2015) Større Faktorer, der påvirker Forekomsten af ​​Childhood kræft i skjoldbruskkirtlen i Belarus efter Tjernobyl ulykke: Do Nitrat i drikkevand Spil en rolle? PLoS ONE 10 (9): e0137226. doi: 10,1371 /journal.pone.0137226

Redaktør: Sinuhe Hahn, University Hospital Basel, Schweiz

Modtaget: Marts 4, 2015; Accepteret: 14. august 2015; Udgivet: 23 September, 2015

Dette er en åben adgang artiklen, fri for alle ophavsrettigheder, og kan frit gengives, distribueres, overføres, ændres, bygget på, eller på anden måde bruges af alle til ethvert lovligt formål. Værket gøres tilgængeligt under Creative Commons CC0 public domain dedikation

Data Tilgængelighed: Nitratkoncentrationen data ejes af Institut for naturforvaltning af National Academy of Sciences i Belarus. Anmodninger om at få adgang til disse data er underlagt etisk godkendelse og kan rettes til Dr. Anatoliy V. Kudelsky og /eller Dr. Vasilii I. Pashkevich ([email protected])

Finansiering:. Dette arbejde blev delvist understøttet af forskningsbevillinger 25257508 og 26.670.460 fra Japan Society for fremme af Science (https://www.jsps.go.jp/english/) til SY. Dette arbejde har ikke modtaget anden finansiering. Den bidragyder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

den mest betydelige sundhedsmæssige konsekvens af 1986 Tjernobyl-atomkraftværket ulykke var en dramatisk stigning i forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen blandt beboere i Hviderusland, Ukraine, og dele af den Russiske Føderation ramt af radioaktivt nedfald. Der er nu overbevisende dokumentation for en sygdomsfremkaldende sammenhæng mellem overskud af kræft i skjoldbruskkirtlen og udsættelse for jod-131 (

131I) fra ulykken blandt dem, der udsættes i barndommen eller ungdommen [1-9]. Sammen med unge alder ved eksponering, har epidemiologiske undersøgelser også foreslået en modificerende rolle jodmangel på

131I-relateret risiko for kræft i skjoldbruskkirtlen [2, 10]. I denne artikel diskuterer vi beviser for flere forstyrrende og modificerende faktorer, der kan have påvirket forekomsten af ​​pædiatriske kræft i skjoldbruskkirtlen i forskellige regioner i Hviderusland efter Tjernobyl-ulykken og foreslå en hypotese, at eksponering for nitrat i drikkevand på grund af brugen af ​​kvælstofgødning måske indflydelse på

131I-relaterede risici.

Materialer og metoder

Vi har udført søgninger i PubMed for at identificere studier af stråling-relaterede risiko for kræft i skjoldbruskkirtlen, effekten af ​​screening skjoldbruskkirtel, jodmangel og nitrat eksponering på forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen generelt og blandt befolkningerne udsættes for Tjernobyl nedfald. Vi revideret rapporter udarbejdet af de store internationale organisationer som Den Internationale Atomenergiorganisation (IAEA), De Forenede Nationers Videnskabelige Komité for virkningerne af Atomic Radiation (UNSCEAR), og World Health Organization (WHO). Vi har også påberåbt anmeldelser af belarussiske tidsskrifter og historiske anmeldelse publikationer i russisk sprog, samt materialer på tysk. I betragtning af det begrænsede antal undersøgelser af jodmangel, skjoldbruskkirtel screening, og nitrat eksponering og lidt overlap mellem disse og undersøgelser af stråling-relaterede kræft i skjoldbruskkirtlen, vi sammenfattet den videnskabelige beviser og eksisterende behov forskning. Undersøgelser blev kategoriseret som dem, der leverer estimater for stråling risiko i forbindelse med Tjernobyl-ulykken, skjoldbruskkirtel screeningsprogrammer i Belarus, jod indtag og skjoldbruskkirtel sundhed og nitrater eksponering og skjoldbruskkirtel sundhed.

Kort over forurening af Belarus med radioaktivt jod og nitrat blev genereret med ArcGIS Spatial Analyst forlængelse af ArcGIS 10.2 software (ESRI, Redlands, Californien, USA) ved hjælp af tidligere offentliggjorte data [11] eller database Laboratoriet for Hydrogeologi og Hydroecology (Institut for naturforvaltning af National Academy of Sciences i Hviderusland, Minsk, Hviderusland), hhv.

statistiske analyser blev udført ved hjælp af IBM SPSS Statistics Version 21 softwarepakke (International Business Machines Corp., Armonk, NY, USA). Satserne for kræft i skjoldbruskkirtlen blev beskrevet ved hjælp af de negative binomial regressionsmodeller med logaritmen linket funktion som implementeret i GENLIN procedure.

P

-værdier var 2-sidet og betragtes som væsentlig, hvis 0.05.

Resultater

Kræft i skjoldbruskkirtlen og bestråling

Ekstern stråle terapi modtaget i barndommen har været kendt i årtier at være forbundet med en forhøjet risiko for at udvikle kræft i skjoldbruskkirtlen. Dataene kommer fra en række kilder, men især fra radioterapi for tinea capitis [12], forstørret thymus [13] eller mandler [14]. Desuden, thyroidcancer var den første type fast cancer, der findes i overskud til de overlevende af de atomare bombardementer i Japan [15]. Det bedste skøn over risikoen for personer, der udsættes under 15 år til ekstern stråling er baseret på en samlet analyse af syv undersøgelser [16]. Den samlede overskydende relative risiko (ERR) blandt dem, der udsættes under 15 år var 7,7 pr Gy, mens den overskydende absolutte risiko (EAR) var 4,4 pr 10

4 personår pr Gy (PY Gy); linearitet bedst beskrives dosis respons ned til 100 mGy [16]. Den ERR pr Gy (ERR /Gy) signifikant varieres ved alder ved eksponering, selv inden for denne begrænsede aldersgruppe ( 15 år), med børn udsat under et år har ERR /Gy fem gange højere end børn eksponeret på 10-14 år. Den øgede risiko toppede 15-19 år efter udsættelse for stråling, så faldt, selv om et overskud var stadig tydeligt mere end 40 år senere. Lignende alder ved eksponering mønster af ERR blev observeret i opdateret samlet analyse af kræft i skjoldbruskkirtlen forekomst efter strålebehandling for kræft hos børn [17]. I en nylig analyse af kræft i skjoldbruskkirtlen forekomst 1958-2005 blandt Atombombens overlevende fra Japan ERR /Gy, modelleret for dem, der udsættes i en alder af 10 og observeret i en alder af 60, var 1,28 og EAR var 3,0 [18]. Det blev anslået, at ERR faldt med 53%, mens EAR faldt med 70% pr årti stigning i alder ved eksponering. Thyroid udsættelse for lavere doser af ekstern stråling (gennemsnit af 120-260 mGy) fra behandling til hud hemangioma i barndommen var forbundet med betydelig stigning i risikoen for kræft i skjoldbruskkirtlen i to Svensk [19-20], og en fransk kohorte [21] fulgte op til 39 år.

Økologiske studier af kræft i skjoldbruskkirtlen forekomst i Belarus og Ukraine efter Tjernobyl-ulykken anslået en lineær ERR /Gy på 18,9 og EAR /10

4 PY Gy 2,66 [6]. Case-kontrol undersøgelser med individuelle skøn over

131I dosis rapporterede ERR /Gy mellem 4,2 og 7,2 blandt udsatte børn fra Belarus og Rusland [2-3, 22]. Kohorte studier med skøn målingsbaserede individuel skjoldbruskkirtlen dosis rapporteret ERR /Gy på 5,25 og 2,15 for udbredt kræft i skjoldbruskkirtlen i Ukraine [8, 23] og Belarus [9, 24], henholdsvis; og 1,91 for hændelse kræft i skjoldbruskkirtlen i Ukraine [1]. En anden kohorte undersøgelse foretaget i Den Russiske Føderation skønnede ERR /Gy 3,22 [4]. ERR /Gy skøn i disse studier synes at være generelt sammenlignelige med hinanden samt med estimatet af stråling risiko fra pooled undersøgelse af eksterne eksponeringer [16]. Desuden ligner den samlet analyse, nogle men ikke alle post-Tjernobyl undersøgelser fundet stigende

131I skjoldbruskkirtlen kræftrisiko med faldende alder ved eksponering, som endnu en gang vidner om betydningen af ​​forholdet mellem stråling risiko og alder ved eksponering [ ,,,0],6-7, 25].

i Belarus, satserne for pædiatrisk kræft i skjoldbruskkirtlen begyndte stigende så snart som fire år efter Tjernobyl-ulykken [26]. Stigningen i incidens (tabel 1) syntes at være region specifik og generelt afhang estimat af middelværdien skjoldbruskkirtlen dosis af

131I [27]. Den højeste dosis skjoldbruskkirtlen (320 mGy) og forekomsten af ​​pædiatriske kræft i skjoldbruskkirtlen (11 per 100.000 PY) var i Gomel Oblast (en-regionen er den største administrative enhed i Belarus, der er 6 oblaster i landet), mens den laveste skjoldbruskkirtlen dosis ( 3,5 mGy) og forekomsten var i Vitebsk Oblast (0,48 pr 100.000 PY). Der var en bemærkelsesværdig undtagelse til den generelle dosis-incidensrate mønster, dvs. væsentlig forskel i satserne for pædiatrisk kræft i skjoldbruskkirtlen i Mogilev og Brest oblaster (1,50 og 5,51 pr 100.000 PY henholdsvis) givet generelt sammenlignelige estimater af

131I doser i to regioner (65 og 51 mGy henholdsvis). Dette kræver en bedre forståelse.

Kræft i skjoldbruskkirtlen og ultralyd screening

Udover strålingsdosis, bidrag ultralyd screening for tidlig påvisning af kræft i skjoldbruskkirtlen kræver overvejelser, som det kunne forvirre sammenligning af satserne mellem regioner med forskellige niveauer af stråling. Forrige post-Tjernobyl undersøgelser tyder på, at på grund af forbedret overvågning eller screening, kræft i skjoldbruskkirtlen incidensrater kan stige med en faktor 3-7 [4, 7, 25, 28].

Resultaterne af screening undersøgelser udført i Hviderusland efter Tjernobyl-ulykken er sammenfattet i tabel 2. den første screening i Gomel Oblast af International Tjernobyl Project (ICP) begyndte i begyndelsen af ​​1990’erne under tilsyn af den Internationale Atomenergiorganisation [29]. Den samlede forekomst af nodulær struma i undersøgelsen var 1,2%; forekomsten ikke variere mellem børn udsættes og ikke udsættes for stråling og ingen tilfælde af kræft i skjoldbruskkirtlen blandt 323 udsatte børn blev fundet [30].

I 1990-1991, en skjoldbruskkirtel screening af børn i flere forurenede områder i Gomel Oblast, foretaget af Research Institute of Radiation Medicine (Minsk, Hviderusland) fundet den samlede prævalens af skjoldbruskkirtlen nodulær sygdom i Khoiniki raion, en af ​​de mest forurenede raions, 1,2% og af thyroidea carcinom-0,6%. Den gentagne screening af denne population i 1993 viste, at andelen af ​​skjoldbruskkirtlen knuder var 2,1%, og andelen af ​​thyreoideakarcinom var 0,3% [31, 32, 35].

I 1990 WHO International Program om sundhed virkninger af Tjernobyl Accident (IPHECA) undersøgt omkring 8.000 børn fra Gomel, Mogilev, Vitebsk og Minsk oblaster. Forekomsten af ​​skjoldbruskkirtlen knuder og kræft i skjoldbruskkirtlen i Gomel Oblast var 1,0% og 0,2% hhv. I Vitebsk Oblast, forekomsten af ​​nodulær struma var 0,2%, mens ingen tilfælde af kræft i skjoldbruskkirtlen blev fundet. I Minsk Oblast, på samme måde, forekomsten af ​​nodulær struma var 0,4%, og der blev ikke fundet enkelt tilfælde af kræft i skjoldbruskkirtlen [33].

Siden 1990, en skjoldbruskkirtel screening af Tjernobyl Sasakawa Sundhed og Medicinsk Samarbejde Foundation (SMHF ) Projekt af mere end 19.000 børn 18 år på tidspunktet for ulykken i Tjernobyl fra Gomel Oblast og omkring 14.000 børn fra Mogilev Oblast rapporterede forekomsten af ​​nodulær struma i Gomel på 1,7%, og af kræft i skjoldbruskkirtlen på 0,2%. De respektive numre i Mogilev Oblast var væsentligt lavere, 0,1% og 0,008%, henholdsvis [34].

I 1996 en kohorte undersøgelse af kræft i skjoldbruskkirtlen og andre skjoldbruskkirtlen sygdomme i Belarus efter Tjernobyl-ulykken blev indledt af Division for Epidemiologisk Kræftforskning og Genetik, National Cancer Institute (USA) [36]. Samlet set omkring 12.000 kohorte medlemmer i alderen 18 år eller yngre på tidspunktet for ulykken i Tjernobyl fra de mest forurenede områder i Gomel, Mogilev eller fra Minsk byen blev screenet. Den samlede forekomst af kræft i skjoldbruskkirtlen i denne kohorte var 0,4% [9].

Røde Kors gennemfører en skjoldbruskkirtlen screening i Brest Oblast. Mellem 1998 og 2005 blev der i alt 50,896 forsøgspersoner i alderen under 18 år på tidspunktet for ulykken undersøgt. Den samlede forekomst af nodulær struma var 6,4% og af den af ​​thyreoideakarcinom-0,3%

Sammenfattende sammenligning af data opnået ved forskellige efterforskere i 1990-2013 viste variationer af forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen mellem 0,2%. – 0,6% i Gomel, 0,3% i Brest, og kun 0,008% i Mogilev Oblast. Dermed er resultaterne af ultralyd screeningsprogrammer tyder på, at givet sammenlignelige screening, forskellen i forekomsten af ​​kræft i skjoldbruskkirtlen mellem Brest og Mogilev oblaster fortsætter.

Thyroid og jodmangel

Jod er et kritisk element for thyroid hormon biosyntese. Den daglige indtagelse af jod anbefales af WHO og andre internationale organisationer spænder fra 90 ug for små børn til 150 ug for unge og voksne [37]. Utilstrækkelig indtagelse af kosten jod er kendt for at forårsage struma, hypothyroidisme, og mental retardering hos børn [38]. Mens dyreforsøg fundet, at jodmangel kan spille en rolle i tumorpromotion [39], rolle jodmangel i ætiologien af ​​spontan thyreoideacancer hos mennesker er ikke fastlagt entydigt [40]. Normalt, vand og mad er de vigtigste kilder til jod. Deres jod indhold afhænger af koncentrationen af ​​jod i lokal jord og kunne variere inden geografiske regioner. I landdistrikterne forbrug af lokalt producerede fødevarer er naturligvis højere end i bybefolkningen. Også forbruget af vand fra åbne såvel kilder er ret almindelig. Derfor landboere vil sandsynligvis være mere sårbare over for jodmangel.

De områder, der berøres af Tjernobyl-ulykken havde historisk været et område med mild til moderat jodmangel [41]. Selv om der var flere forsøg på at afhjælpe denne situation i årtierne forud for ulykken, i slutningen af ​​1980’erne, før opløsningen af ​​det tidligere Sovjetunionen, var der ingen systematiske, store iodering programmer på plads [41-42]. Der er to måder, hvorpå jod ernæring kan påvirke tumorigen eller onkogene risiko eksponering for radioaktivt jod: ved at påvirke strålingsdosis modtaget af kirtel og ved at ændre respons på bestråling. Dette skyldes det faktum, at jodmangel øger jod optagelse af skjoldbruskkirtlen (herunder radioiodines, hvis det findes i miljøet) og stimulerer skjoldbruskkirtlen celleaktivitet gennem øget produktion af thyroidstimulerende hormon [42]. I overensstemmelse med denne idé, to epidemiologiske undersøgelser, den ene foretaget i Hviderusland og en anden i Den Russiske Føderation, fundet, at risikoen for stråling-relaterede kræft i skjoldbruskkirtlen var to-tre gange højere i jod-mangel områder end i områder med normal jod indtag [ ,,,0],2, 10]. Generelt er det en udfordring at studere rolle jodmangel i stråling-relaterede kræft i skjoldbruskkirtlen, fordi data om jod indtag omkring tidspunktet for eksponering, de mest relevante periode, er ofte ikke tilgængelig.

Ved evaluering af jod status i Hviderusland før og umiddelbart efter Tjernobyl-ulykken, den eneste kilde til data er målinger af jod indhold i jord foretaget i 1960’erne [43]. I betragtning af at en væsentlig del af kosten i Belarus i 1986 kom fra lokalt producerede fødevarer, og at statslige iodering programmer i 1980’erne var ikke længere aktiv, kan indholdet af jod i jorden giver nyttig indsigt om geografiske forskelle i satserne for pædiatrisk kræft i skjoldbruskkirtlen. Ifølge niveau af jod indhold, kan det område af Belarus være opdelt i følgende kategorier (Fig 1): 0.56-0.64, 0,87-0,94, 1,3-1,39, 1,6-4,2, og 5,0-18,2 mg /kg. Selv blev observeret høj variation i jord jod i Gomel og Mogilev oblaster blev størstedelen af ​​området i disse oblaster præget af lavt indhold af jod på mellem 0,56 mg /kg og 1,39 mg /kg. Jord jod distribution i Brest Oblast var meget ujævn og fragmentarisk: områder med relativt højt indhold af jod (5,0 til 18,2 mg /kg) sameksisteret med områder lavt indhold (0,56-0,64 mg /kg), men højere indhold af jod i jord blev observeret generelt i større områder af Brest Oblast end i Gomel eller Mogilev oblaster (figur 1)

i:. 0,56-0,64; II: 0,87-0,94; III: 1,3-1,39; IV: 1,6-4,2; V: 5,0-18,2. Den oprindelige kort er afledt af ref. [43] og præsenteres med mindre ændringer.

Flere populationsbaserede undersøgelser af urin jod-koncentration blev gennemført i Hviderusland i 1990’erne. Jod ernæring i en pædiatrisk population anses passende, hvis median jod koncentrationen er mere end 100 pg /l, mildt jod mangelfuld, hvis det er 50 til 99 mg /l, moderat mangelfuld hvis 20-49 mg /l, og alvorligt mangel, hvis mindre end 20 ug /L [44]. Fem år efter ulykken, den SMHF projektet målte urin jod koncentration i 5.710 børn [45] fra Tjernobyl forurenede områder og rapporterede, at median jod koncentrationer i børn fra Gomel og Mogilev oblaster var høje og sammenlignelige med hinanden (169 og 177 mg /l , henholdsvis). En anden undersøgelse, en 1995-1998 undersøgelse af 11,562 børn, rapporterede median urin jod koncentrationer af 79,8, 49,0 og 27,3 mg /l i Gomel, Mogilev og Brest oblaster henholdsvis [46]. Målinger af urin jod koncentration i hviderussisk-amerikanske kohorte gennemført i 1997-2001 er i overensstemmelse med dem, der rapporteres af Arinchin et al. Den mediane iodkoncentration i Gomel (69 ug /L) var højere end i Mogilev (39 ug /L) [47]. Ingen børn fra Brest Oblast blev undersøgt enten af ​​SMHF eller hviderussisk-amerikansk undersøgelse. I tolkning af urin jod data, dog bør man huske på, at målinger af urin jod koncentrationer udført i 1990’erne kan ikke nødvendigvis afspejler situationen med jod indtag på tidspunktet for Tjernobyl-ulykken, som nogle stabile jod kosttilskud programmer blev gennemført i forurenede områder i Belarus, især i Gomel Oblast.

sammenfattende hjælp jord indhold af jod som et surrogat indikator for regional jod status omkring tidspunktet for Tjernobyl-ulykken, Brest Oblast synes ikke at være mere jod mangelfuld end enten Gomel eller Mogilev Oblast. Dette kombineret med lidt lavere betyde skjoldbruskkirtlen doser fra

131I kan ikke forklare højere forekomst af pædiatriske kræft i skjoldbruskkirtlen i Brest i forhold til Mogilev Oblast (tabel 1), men ikke kan udelukkes rolle individuelle jod indtag.

skjoldbruskkirtlen sygdomme og nitratforurening

nitrat er en fælles forurenende stof i drikkevand, især i landbrugsområder, på grund af brugen af ​​nitrogenholdige gødningsstoffer indført i 1950’erne, forurening fra lossepladser, oxidation af ammoniak fra menneske og animalsk affald, og behandling af drikkevand med kloraminer. Høje mængder af nitrat kan også være til stede i nogle frugter og grøntsager som følge af dyrkning i væksthuse, og saltet og forarbejdet kød på grund af deres tillæg som konserveringsmidler eller farve forstærkere. Medicin, herunder mod diarre, diuretika, og vasodilatorer, bidrager også til nitrat eksponering i mennesker [48].

Nitrat er kendt for at påvirke metabolismen af ​​jod i skjoldbruskkirtlen. Indtages nitrat kan virke som hormonforstyrrende ved binding til natrium-iodid symporter på den apikale overflade af skjoldbruskkirtlen follikelceller og således interferere med thyroidal optagelse af iodid. Som følge heraf niveauerne af triiodothyronin (T3) og thyroxin (T4) falder, mens niveauerne af thyroidstimulerende hormon (TSH), gennem en negativ feedback-sløjfe, forøges. Kronisk stimulering af skjoldbruskkirtlen ved TSH kan føre til proliferative ændringer, herunder hypertrofi og hyperplasi samt neoplasi [49-50]. I overensstemmelse med denne idé, en eksperimentel undersøgelse af Eskiocak et al. viste, at efter en periode med overudbud af nitrat 30 uger til rotter, optagelse af jod af rotter ‘skjoldbruskkirtlen steget i 250 mg /l og 500 mg /l nitrat grupper, mens den faldt i 50 mg /l gruppen sammenlignet til kontroller [51]. Den tilsvarende skjoldbruskkirtlen vægt steg i alle nitrat-fodret dyregrupper. Disse resultater antyder, at kronisk eksponering for høje niveauer af nitrat i lighed med virkningen af ​​jodmangel, kan resultere i udvikling af struma gennem TSH stimulering. Der er andre mekanismer, som indtages nitrat kan producere skadelige virkninger på sundheden [52]. Den ene er gennem dannelse af methæmoglobin, der hæmmer ilt-bæreevne af blod, og en anden er gennem endogen dannelse af

N

-nitroso forbindelser, der kan virke som de kræftfremkaldende stoffer [53].

Drinking vand vil sandsynligvis være en primær kilde til nitrat eksponering, når nitratkoncentrationen er 50 mg /l [53]. Flere undersøgelser fra Slovakiet, Bulgarien, Tyskland og USA rapporterede associationer mellem nitrat eksponering og skjoldbruskkirtel funktion samt kræft i skjoldbruskkirtlen hos mennesker [54-59]. Risikoen for struma i bulgarske skolebørn [54] og gravide kvinder [55] udsat for en høj grad af nitrat i drikkevand (75 mg /l) var betydeligt højere end i skolebørn og gravide kvinder udsat for lave niveauer af nitrat (8 mg /L). Hertil kommer, at risikoen for skjoldbruskkirtlen lidelser hos gravide kvinder, der bor i landsbyen med høje nitratindhold i drikkevandet var fem gange højere end for ‘ikke-eksponerede’ kvinder [55]. Studier af slovakiske skolebørn [57-58] tilsvarende fundet, at skjoldbruskkirtlen volumen estimeres ved ultralyd var signifikant højere hos børn fra høj nitrat område (51-274 mg /l) end hos børn af sammenlignelig alder fra lav nitrat område ( 2 mg /L). Mens ingen forskelle i niveauerne af T4 eller T3 blev fundet, hyppigheden af ​​TSH-niveau i intervallet subklinisk hypothyroidisme ( 4,0 mIU /L), og at positive antistoffer mod skjoldbruskkirtlen peroxidase var højere hos børn fra høj nitrat område [57 ]. Baseret på en stikprøve af voksne mellem 18 og 70 år fra hele Tyskland, Hampel på al. fundet en svag, men signifikant sammenhæng mellem nitratindhold i urin og skjoldbruskkirtel størrelse blandt personer med et nitraturia af 60 mg NO

3

– /g kreatinin [56]. Sammen resultaterne af disse undersøgelser bekræfter betydningen af ​​højt nitrat niveau i drikkevand som en risikofaktor for skjoldbruskkirtlen dysfunktion i sårbare befolkningsgrupper. Langvarig udsættelse for nitrat i drikkevandet er også vurderet i forhold til flere kræft sites og positive associationer blev rapporteret for kræft i spiserør, mavesæk, blære, og kolon [53]. Med hensyn til kræft i skjoldbruskkirtlen, Ward et al. fundet en øget risiko for højere gennemsnitlige nitratindhold i offentlige vandforsyning og længere forbrug af vand over 5 mg /l nitrat (for ≥5 år på 5 mg /l), OR = 2,6 (95% CI, 1,1-6,2 ) [59]. Forfatterne observerede ingen sammenhæng med forekomsten af ​​hypothyreoidisme eller hyperthyreoidisme. Højere indtag af kosten nitrat var også forbundet med en øget risiko for kræft i skjoldbruskkirtlen (

P

-værdi for trend = 0,046), og med udbredelsen af ​​hypothyroidisme (

P

-værdi for trend = 0,001 ), men ikke af hyperthyroidisme [59].

i Belarus, mellem 1960 og 1990, brugen af ​​kvælstofgødning steget 20-25 gange fra 4 til 92 kg /ha, mens det gennemsnitlige niveau af nitrat i jorden vand steget fra 1,1 til 41,6 mg /l [60]. Ifølge belarussiske sundhedsministerium, at andelen af ​​pipeline vandprøver med nitratindhold overstiger WHO-anbefalede Maximum forureningsniveau (MCL) på 45 mg /L er ca. 1% [61]. I modsætning hertil omkring 40% af vandprøver fra åbne brønde har nitrat koncentration over MCL. I Brest og Gomel oblaster, at andelen af ​​sådanne prøver når 40-60%, mens den i Mogilev Oblast er det omkring 20% ​​[61]. Koncentration af nitrat i grundvandet i begyndelsen af ​​1990’erne var 112 mg /l i Gomel, 40 mg /l i Mogilev, og 185 mg /l i Brest Oblast (tabel 1), der overstiger MCL med 2,5 og 4,0 gange i Gomel og Brest, henholdsvis . Grundvand fra åbne brønde er den vigtigste kilde til drikkevand i landdistrikterne i Hviderusland.

Sammenligningen af ​​to kort, dvs.

131I deposition densitet (figur 2) og nitrat i grundvand brøndvand (fig 3 ), med skøn over forekomsten af ​​pædiatriske kræft i skjoldbruskkirtlen (tabel 1) tyder på, at forskellene i incidensrater blandt Gomel, Brest og Mogilev oblaster kan være relateret ikke blot at være udsat for

131I men også til nitratindholdet i grundvandet.

Grænser og administrative centre oblaster fremhæves i violet.

Kanter og oblast administrative centre er fremhævet i violet.

Vi vurderede den enkelte og fælles effekt af gennemsnitlig skjoldbruskkirtel dosis på grund af

131I og betyde nitratkoncentrationen i grundvand for alle oblaster i Belarus anvender negative binomial regressionsmodeller (tabel 3). Vores analyser viste, at i univariate modeller blev strålingsdosis signifikant associeret med kræft i skjoldbruskkirtlen forekomst (

P

= 0,029), mens nitratindholdet ikke var (

P

= 0,301). Når strålingsdosis og nitrat blev inkluderet i modellen samtidig, ændret hverken størrelsen af ​​effekterne eller deres statistiske signifikans meningsfuldt forhold til univariate modeller. Dette indebærer strålingsdosis og nitratforurening ikke counfound hinanden. Samtidig fandt vi, at effekten af ​​stråling væsentligt varieres efter nitratkoncentration (

P

= 0,004). En plausibel fortolkning er, at der på regionalt plan, kan stråling effekt modificeres af eller afhænger af niveauet af nitrat i drikkevand (sammenfattet i figur 4). Dette resultat skal betragtes som foreløbige, men på grund af iboende begrænsninger af økologiske undersøgelser og brugen af ​​aggregerede snarere end individuelle data. Yderligere analytiske epidemiologiske undersøgelser er at kvantificere effekten af ​​nitratforurening på risikoen for at udvikle kræft i skjoldbruskkirtlen efter stråling.

Der foreslås Udsættelse for både stråling og høje niveauer af nitrat til at øge risikoen for at udvikle kræft i skjoldbruskkirtlen.

Konklusion og Forskning Needs

den verdensomspændende forekomst af kræft i skjoldbruskkirtlen steget støt i løbet af de sidste 30-40 år [62-63], hovedsageligt tilskrives den stigende forekomst af papillær skjoldbruskkirtlen carcinom (PTC). PTC er den mest almindelige histologiske form for kræft i skjoldbruskkirtlen, som satser i USA ændret fra 4,3 pr 100.000 PY i 1973-1974 til 11,4 pr 100.000 PY i 2005-2006 [64]. De vigtigste faktorer, der bidrager til denne stigning fortsat blive drøftet. En af disse er relateret til den omfattende brug af ultralyd (først indført i 1980’erne) til diagnose af strukturelle skjoldbruskkirtel sygdomme. I overensstemmelse med denne idé, har forekomsten af ​​små skjoldbruskkirtelkræft bedst opdaget med nye teknologier såsom ultralyd og fin-nål aspiration biopsi, steget særligt kraftigt. Men øget lægelig overvågning og mere følsomme diagnostiske procedurer ikke helt forklare stigningen i satserne for PTC da en betydelig stigning også er observeret for større tumorer ( 10 mm) [65]. Således er yderligere undersøgelse for at afgøre yderligere faktorer, der bidrager til den stigende forekomst af PTC samt hvorvidt disse kan være forbundet med bestemte typer af somatiske mutationer (f.eks

BRAF

eller

RAS

punkt mutationer, kromosomale omlejringer,

clip2

forstærkning).

Vores hypotese generere arbejde fokuseret på evaluering af forekomst af pædiatriske kræft i skjoldbruskkirtlen i Belarus i forhold til niveauer af stråling eksponering, kræft i skjoldbruskkirtlen screening, jod mangel og nitrat i grundvandet. De belarussiske data på regionalt niveau tyder på, at nitratindholdet i drikkevand kan påvirke satserne for kræft i skjoldbruskkirtlen i bestrålede populationer. Vi er klar over, at i lighed med andre økologiske undersøgelser, der kombinerer demografiske og geografisk information, manglen på individuelle data er en væsentlig begrænsning af denne evaluering. Andre hormonforstyrrende og kræftfremkaldende stoffer som tungmetaller, pesticider, perchlorat, thiocyanat og opløsningsmidler kan også forekomme i drikkevand som følge af menneskelige aktiviteter og naturlige hydrogeokemiske processer, men kunne ikke blive evalueret i vores undersøgelse. Vi fokuserede på nitrat forurening af drikkevandet, fordi Belarus er det et vigtigere problem, især i landdistrikterne, hvor størstedelen af ​​befolkningen er udsat for radioiodines fra Tjernobyl-ulykken fortsat bor.

Som konklusion på grund af den stigende satser for kræft i skjoldbruskkirtlen og stigende brug af medicinsk stråling til diagnostiske og terapeutiske formål, kombineret med biologisk plausibilitet af virkningerne af nitrater på skjoldbruskkirtlen, er der behov for analytiske epidemiologiske undersøgelser med henblik på at evaluere en fælles effekt af nitrat eksponering og stråling på risiko af kræft i skjoldbruskkirtlen på individniveau. Ideelt set bør epidemiologi, patologi, genetiske og molekylære data kombineres. Sådanne integrative undersøgelser kan give nyttig indsigt i ætiologien og molekylære mekanismer i kræft i skjoldbruskkirtlen.

Tak

Vi sætter stor pris nyttige forslag og teknisk bistand til forberedelse kort over forurening af Belarus med radioaktivt iod og nitrat fra AV Baklanov, LLC “Kurator-bløde”. Vi takker også D. Williams (University of Cambridge, UK) for nyttig diskussion, og A.V. Nikitski (Nagasaki University, Japan) for at hjælpe med grafiske objekter.