放射線ホルミシス

　ラドン坑夫の放射線による肺がんリスク評価では普通は吸入ラドンの生成物のみが考慮されるが、肺がんリスクの増加は吸入したラドンの崩壊生成物(Rn²²²DP)のみではなく、その臓器が受ける総線量によるものである。Rn²²²DP以外の線源から肺に受ける線量は、総実効線量当量あるいは吸収線量や線量当量の25-75％を占めるかもしれないし、それはRn²²²DPからの線量と相関があり、またその大きさはウラン坑ごとに異なる。

　したがって、これらのことを見過ごすとRn²²²DPによるリスクを過大評価することになる。これらの補正を行うとRn²²²によるリスクは1/2-1/3に減少するだろうし、全体の線量-効果の関係を作用なしという帰無仮説に近いものにするだろう。そして現在のウラン坑や室内でのラドン被ばくにおける肺がんリスクのしきい値の可能性を高めるだろう。

　地下で働く坑夫、11のコホートのRn²²²DPによる肺がんリスクに関する包括的な分析がLubinらによって公表された⁽¹⁾。そのうち8つはオーストラリア、カナダ、チェコ、フランス、合衆国のものである^(2-9)。Lubin はRn²²²の測定と砒素、ニッケル、シリカなどのRn²²²以外の坑内の物質影響も報告している。記録から他の鉱山での非放射性物質への曝露や、他のウラン鉱での仕事の経験年数に照らして補正したERR/WLM(月作業量当たりの過剰リスク)を報告しているが⁽¹⁰⁾、吸入ラドン以外の被ばくについては検討していない。BEIR(米国電離放射線の生物影響に関する委員会)IV報告書ではタバコや砒素の影響に触れているが、Rn²²²以外の線源からの被ばくについては考慮していない。

　歴史的にはウラン鉱での肺がんリスクは吸入されたRn²²²DPが原因であるとされ、他の線源によるものは無視できるとされた⁽¹¹⁾。ウラン鉱では鉱石は砕かれて引きずられたりするので、Rn²²²DPだけに被ばくし他の線源には被ばくしないということは不可能だ。もしトリウムが鉱石中に含まれていたらトロンの崩壊生成物(Rn²²⁰DP)はかなりの量含まれることになる。

　1993年のUNSCEAR報告書⁽¹²⁾では、それぞれの線源からの被ばくはそれぞれの国や施設で計測されてはいないし、ウラン坑夫の疫学調査^(2-9)ではRn²²²DP以外の線源から受ける線量についての検討がなされていないということが明らかにされた。例えばカナダのエリオット湖鉱山では、1981年以前には個人のγ線計測は行われなかったし⁽¹³⁾、Rn²²²DPや空気中の長寿命放射性の塵(LLRD)などは計測されなかった。Harleyら⁽¹⁴⁾が合衆国の2つのウラン鉱でのLLRDとRn²²²DPからの年間吸収線量は同等のレベルかも知れないと指摘した際にも、1993年のUNSCEAR報告書では合衆国でのウラン坑夫が受ける総実効線量当量は吸入Rn²²²DPによるものとしている。フランスのウラン鉱では例外的にすべての線源からの個人被ばく線量が計測されたが、疫学ではRn²²²DP以外の線源からの被ばくは調査されなかった。

　このように疫学における肺がんリスク評価では吸入Rn²²²DP以外の線源からの寄与は考慮されることがなかったのだが、どれくらいこの見過ごした線量の影響が大きいのかを検討することは重要なことである。

　Rn²²²DPが唯一の線源であるような場合には、坑内の水に溶存するRa²²⁶と長寿命のRn²²²DPが、水の蒸発によって超微粒子として吸入されるというような状況でない限りはこのような考慮は必要ない。そのような空気中の長寿命α線源は日常的に行われるWL測定では計測されない。というのはフィルターに付着したα線量としては、サンプル採取後の2-3分間ではほとんど測れないからだ。これについては検討されたことがないように思う。

　報告書のなかで何人かはリスク評価の誤差について議論したが⁽¹⁵⁾、見過ごされていたRn以外のガンマ線源やLLRDのことは可能性のある誤差のひとつとしては考慮されなかった。さらに肺はRn²²²DPに被ばくした坑夫に発生するがんの唯一の臓器のようだ(表1)、^{(3、6-8、10、16-18)}。肺がん以外ではフランスのウラン坑夫の肝がん⁽⁸⁾やチェコのウラン坑夫の口や口腔のがん⁽⁷⁾はおそらくその生活様式(アルコール摂取や喫煙または両方)によるものだろう。

	Reference	SMR or RR for all cancers other than lung cancer	SMR or RR for lung cancer
Uranium miners	miners Tirmarche et al.⁽⁸⁾	0.80(no confidence interval)	1.84
	Tomaekset al.⁽¹⁶⁾	1.11(0.98-1.24)^a	5.08
	Howe et al.⁽³⁾ 　　0-4WLM 　　≧5WLM 　　Total	RR=0.72(no confidence interval) RR=0.92(no confidence interval) RR=0.82(no confidence interval)	1.22 3.37 2.30
	Samet at al.⁽⁶⁾	1.1(0.8-1.4)	4.0
	Muller et al.⁽¹⁷⁾	0.91(no confidence interval)	1.72
	BEIR Ⅳ (pooled data)⁽¹⁰⁾	1.01(0.95-1.07)
Fluorspar miners	Morrison et al.⁽¹⁸⁾	1.13^b(P>0.05)	5.25

表1	Rn²²²DPに被ばくした坑夫の肺以外の全てのがんに関する標準化死亡率(SMR)または相対リスク(RR)

　放射線によるがんリスクは理論的にはその臓器が受けた線量に直線的に比例する⁽¹⁹⁾。したがって、ウラン坑夫の肺がんリスクはRn²²²DPのみの線量ではなく肺が受けた総線量に比例する。しかし、疫学データと計測による推定との食い違いのためにICRPは計測による方法をやめ、Rn²²²DPによる被ばくと肺がんリスクを関連づけるために疫学的な考察に基づいた「conversion convention係数」を用いることを奨励するようになった⁽¹¹⁾。しかし、リスクの計算に使う線量の定義が何であろうと、Rn²²²DP以外の線源を考慮しなければ、ERR/WLMは過大評価されることになるだろう。

　材料と方法

　異なる線源からの肺の被ばく線量推定に用いられた計測データにについてそれぞれの線源からの総線量当量への寄与の割合を肺の吸収線量や線量当量と比較するために使われた計測データは、ウラン坑で個人がそれぞれの線源から被ばくする線量測定のために開発された個人α線線量計(PAD)で計算された⁽²⁰⁾。PADはγ線計測用の熱ルミネセンス線量計でできており、坑夫のベルトの位置で持続的にRn²²²DP、Rn²²²DPとLLRDとγ線の時間積分値を計測する。それは1976年からフランスでウラン坑夫に用いられ、1982年にはフランスすべての坑夫に使われるようになった⁽²¹⁾。

　エリオット湖鉱山ではこの同じPADがRn²²²DP、空気中の放射性物質の塵、Rn²²⁰DPの測定⁽²²⁾に使われたが、ガンマ線は同じく熱ルミネセンス線量計で別個に測定された^(13、22)。上記のRn²²²DP、Rn²²⁰DPとLLRDとγ線の計測は流量の変動やカウント数の統計的不確実さなどの誤差が伴う。また、計測はベルトの位置であり呼吸する位置ではない、という批判もあるが、Rn²²²DPを運ぶ微粒子が落ちてくる速度は10^-7m/sであり、吸入される鉱石の塵では10^-3m/s以下で⁽²³⁾、1m/sもの速度で⁽²⁴⁾空気が舞い上がっているような作業場では不均一さは問題にならないので当を得ていない。反対に普通鉱山での計測に使われるサンプリング計測では、通常の誤差や問題以外にも2-3分間という短時間の資料サンプリングと、1週間または1ヶ月に1回という少ない測定頻度のために測定値は実測値というよりは代表値でしかない。初期のPAD計測では瞬間のWL値は5倍もの変動がみられた⁽²⁵⁾。 PiechowskiらはRn²²⁰の毎日のサンプリング計測によるRn²²²DPの個人被ばく線量は、持続的に計測された値とはかなり異なり、時には全く関連がないことを示した⁽²⁶⁾。

　Pradelらはフランスのウラン鉱ではサンプリング計測によって17種類の誤差のできることを示した⁽²⁷⁾。そのうち4種類は個人被ばくの標準偏差が増加するような誤差で、13種類はRn²²²DP被ばくの見積もりを小さくしてしまうような誤差だ。

肺の線量当量へのそれぞれの線源の寄与、H_T
ICRPの定義によれば19線量当量はRn²²²DP

で表される。

E_i は線源i (i =Rn²²²の崩壊生成物、Rn²²²DP、LLRD、γ線)からの実効線量当量。

H_T,i は臓器Tの中の線源iからの肺への線量当量。

w_T は組織の荷重係数(肺の場合はw_T =0.12)。

E は総実効線量当量で

肺への総線量当量は

吸入Rn²²²からの肺の線量当量、H_T、 Rn²²²
　Rn²²²DPからの肺の線量当量は対象となる群の実効線量当量から計算された。エリオット湖でのデータが取られた頃はRn²²²DPの年間許容線量は4WLMで、これは50mSvに相当する。フランスのウラン鉱では限度は20mJでこれは50mSvまたは4.7WLMに相当する。これらの値はBirchallとJamesの報告にある15mSv/WLMに近い⁽²⁸⁾。フランスやエリオット湖でのデータは標準化はされなかったが、したところでそれぞれの国でのmSv/WLM変換係数の違いということにしかならなかっただろう。

ICRPの実効線量当量のconversion convention係数はE =5.06mSv/WLM⁽¹¹⁾または

mSv/WLMで表される。このconversion convention係数は計測ではなく傷害を基準にしてあり、すべての線源の寄与を含んでいる。

吸入Rn²²⁰からの肺の線量当量H_T 、Rn²²⁰
　Rn²²⁰DPからの線量当量は吸入Rn²²²DPからの線量当量の1/3とされた⁽²⁹⁾。

HLLRDからの肺の線量当量HLLRD
　これは実効線量を肺の荷重係数(w_T =0.12)で割ったもの

γ線からの肺の線量当量H_T,γ
　個人γ線計測(カナダでは熱ルミネセンス線量計、フランスでは初期は写真式、1980年代になって熱ルミネセンス線量計になる)による肺の被ばくが計測された。

　異なるα線荷重係数を用いて計算されたウラン坑夫の肺における
　吸収線量と線量当量w_R

肺の吸収線量におけるそれぞれのα線源の寄与、D_T は

で計算された。実効線量当量H_T は

　ICRPによって推奨された20という荷重係数とは異なる値も用いられたというのは文献では低線量・低線量率では20より小さくなると示唆していたからである。例えば、ヒトではトロトラスト⁽³⁰⁾の2Gyというしきい値がAnderssonらによって示されたし、Evans⁽³¹⁾とRowlands^(32、33)はダイアル塗装工での内部蓄積のRa²²⁶の"現実的な"しきい値は10Gyとした。

　動物ではSandersはラットで吸入されたPuO₂²³⁹⁽³⁴⁾のしきい値を見いだし、MonchauxらはRn²²²の場合高線量率(10WLの濃度で25WLM)ではラットでの肺がんリスクを増加させるが、低線量率(2WL)では増加はせず、減少させるかも知れないことを示した⁽³⁵⁾。

　BirchallとJames28はin vitroでRn²²²に被ばくした細胞の変異率からＸ線に比較してα線のRBEを12とし、w_R は異なる組織の異なるがんではこの値は違ってくると示唆した。細胞の生存率からはRBEは2.2-3.8の間の値となりICRPの値の1/7である^(36、37)。

　これらのデータは内部蓄積α線源による発がんの率は低線量・低線量率では減少することを示しているように思える。組織荷重係数w_T は全体の放射線傷害におけるそれぞれの組織の割合から計算されるので⁽¹⁹⁾、低線量α線で値が低下することは放射線荷重係数w_R で表される。したがってH_T 値は従来の20に加えて、3、7というw_R を使って計算された。肺の吸収線量・線量当量は式(1)、(2)、(3)を用いて計算された。

　エリオット湖鉱山でのそれぞれの線源の実効線量当量と線量当量への寄与

　エリオット湖ではPADは約10％の坑夫に適用された⁽²²⁾。それぞれの線源からの年間線量として37件、四半期線量として148件のデータが集められた。これらからRn²²²DPはこれらの坑夫の総実効線量当量の55％を占め、Rn²²²DP、LLRD、γ線はそれぞれ10、10、26％を占めることが判った。Rn²²²DPは肺の吸収線量の40％、w_R 値によるが線量当量の55-70％を占めることも明らかになった(表2)。

　
Ratio Rn D.P. dose/Total dose

Effective dose

Absorbed dose

Equivalent dose

w_R=3

w_R=7

w_R=12

w_R=20

ERn²²²
(mSv) ERn²²⁰
(mSv) ELLRD
(mSv) Eg
(mSv) Etot
(mSv)
　

　

　

　

　

　

13.2

2.4

2.40

6.20

24.20

0.55

0.40

0.57

0.66

0.69

0.70

表2 エリオット湖ウラン鉱山でのそれぞれの線源からの実効線量当量とRn²²²DPの実効線量当量、吸収線量そして線量当量に占める割合

　エリオット湖鉱山での線源間の線量の相関

それぞれの線源からの線量の相関は以下のようである。(R：相関係数)

より最近の報告では1983年のエリオット湖の鉱山の一つでのγ線/Rn²²²由来核種の相関係数は0.58とされている⁽³⁸⁾。

　強制排気が行われる前のラドンと鉱石塵による被ばく

　
　それまでは掘削機などの機械類から放出される圧縮空気を吸入していた。そのような圧縮空気による坑内の空気の攪拌は、全く排気がない場合よりRn²²²DPレベルをいくらか低くしていたようだがLLRDを除去するような効果はなかった⁽³⁹⁾。強制排気の前はRn²²²DPは約2倍、LLRDは4.5-7.5倍であった。したがってRn²²²DPに対してLLRDの実効線量当量における寄与は2-3倍高かっただろう。エリオット湖鉱山では鉱石の分布は均一で、γ線の線量分布も坑内でかなり均一だった。強制換気のもとではRn²²DP、Rn²²⁰ DP、LLRD、γ線が総実効線量当量に占める割合はそれぞれ54、10，10，25％だった(表2)。強制排気前は45、10，20，25％だった。

フランスの鉱山での線源の実効線量当量と線量当量への寄与

　表3のようにRn²²²DPの寄与は鉱山や荷重係数w_T によるが、実効線量当量の34-67％、肺の吸収線量の25-57％、肺の線量当量の36-74％位だった。これらの場合にはRn²²²DP被ばくからは実際の被ばく線量は見積もることができない。

　
Ratio Rn D.P. dose/Total dose

Effective
dose

Absorbed
dose

Equivalent
dose

w_R=3

w_R=7

w_R=12

w_R=20

Mine#

ERn²²²
(mSv)

ELLRD
(mSv)

Eg
(mSv)

Etot
mSv)

　

　

　

　

　

　

1

13.75

7.80

3.14

24.69

0.56

0.47

0.57

0.61

0.62

0.63

2

15.00

11.41

3.76

30.17

0.50

0.42

0.51

0.54

0.55

0.56

3

13.00

6.20

2.47

21.67

0.60

0.52

0.61

0.65

0.66

0.67

4

12.75

6.88

3.26

22.89

0.56

0.46

0.57

0.61

0.63

0.64

5

17.75

11.26

4.45

33.46

0.53

0.45

0.54

0.58

0.59

0.60

6

15.00

9.15

3.95

28.10

0.53

0.45

0.55

0.59

0.60

0.61

7

12.75

8.29

3.54

24.58

0.52

0.43

0.53

0.57

0.59

0.59

8

23.25

7.62

4.02

34.89

0.67

0.57

0.68

0.72

0.73

0.74

9

14.25

8.41

2.17

24.83

0.57

0.51

0.58

0.61

0.62

0.62

10

7.00

8.03

5.62

20.65

0.34

0.25

0.36

0.41

0.43

0.45

Maximum neglected dose

(1-(Rn²²² dose/total dose))

0.66

0.75

0.64

0.59

0.57

0.55

表3 フランスのウラン鉱山でのそれぞれの線源からの実効線量当量とRn²²²DPの実効線量当量、吸収線量そして線量当量に占める割合

フランス鉱山でのそれぞれの線源からの線量の相関

　
　フランスの3つのウラン採掘地域⁽⁴⁰⁾での約950人の坑夫の1年(1988年)にわたる個人被ばくデータの分析からはRn²²² DPとγ線、吸入ウラン鉱石塵(例として図1。Rn²²² DP/LLRD、Rn²²² DP/γ線に関しても同様の相関が得られる)によい相関が得られている。年間Rn²²² DP線量と他の線源からの線量の相関の傾きと相関係数を表4に示した。地域3が地域1、2より約10倍高い傾きを示している。　年間個人γ線線量とRn²²² DPの分散プロットからも(図2) Rn²²² DPに比して他の線源からの線量は地域によって異なること、そして年間個人線量は地域によって分布が非常に異なる、ことを示している。

図1 フランスウラン採掘地＃3での個人年間γ線量とRn²²²DP線量の相関の例

　　
1

2

3

Mining district

q

R

q

R

q

R

Gamma doses vs Rn²²²DP

0.09

0.57

0.14

0.57

1.24

0.76

LLRD vs Rn²²²DP

0.22

0.58

0.39

0.59

2.24

0.78

表4 フランスの3ウラン採掘地でのRn²²²DP実効線量当量とγ線およびLLRD由来の線量の間の相関(回帰直線の傾きqと相関係数R)

図2 フランス3ウラン採掘地での個人年間γ線とRn²²²DP線量の分散プロット

　ウラン鉱山での肺線量計測の不確実さ

　
　ラドン被ばくと肺がんリスクの相関を議論するに際して、ラドン計測に関わる誤差の原因と大きさを簡単に見てみよう。線量当量はたった1つの計測値、つまり空気中のポテンシャルαエネルギー(WL )と測定の状況に関する一連の推定パラメーターによって決められる。WL計測の不確実さは20％に達し、一方推定パラメーターに存在する不確実さの複合によって全体的な不確実さは何倍にもなるかも知れない^(28、29)。これは計測よらずにConversion convention係数を用いた方がいいというICRPの根拠となる⁽¹¹⁾。

　ウラン坑夫がRn²²²DPのみに被ばくすることは困難だ。また鉱石や採掘技術、防護技術は発展していくものだ。初期は乾燥採掘が行われ、空気中の濃度は高くなった。強制排気は1950年代から盛んに行われた。ウラン採掘の初期の頃にはウランを大量に含んだピッチブレンドは手で処理され、高いγ線被ばくにつながった。

　エリオット湖鉱山では、強制排気後にはPADデータではRn²²²DPはw_R 値により総実効線量の55％、肺吸収線量の40％、肺線量当量の57-70％を占め、見過ごされた線源からの線量は30-60％にも達する。フランスの10のウラン鉱山でのRn²²²DPの寄与はそれぞれ34-67％、25-57％、36-74％となった。したがってPADで計測された期間ラドンリスクにおいて見過ごされた線量はそれぞれの総線量の33-75％にも達する。

　不確実さは見過ごされた線量に由来する。この不確実さは個人計測のデータがあって初めて検討できる。これは少ない人数の群では不可能で、実測の肺被ばく線量は何倍にも変動し、信頼性のある推測は不可能だ。さらにすべてではなくとも多くの坑夫は、発がん物質である珪素⁽⁴¹⁾の塵にさらされており問題を難しくしている。

　吸入した珪素とα線源の相乗的な作用については情報がないが、フランスの鉄鉱山⁽⁴²⁾での肺がん相対リスクが5で、チェコの鉄鉱山⁽⁴³⁾でのそれが15であることから、珪素の塵はウラン鉱山での空気中のα線源より大きな肺がんリスクがあることがわかる(表1)。

見過ごされた線量のERR/WLM計算値への影響

見過ごされた線量のリスク評価をもっと厳密に行うには呼吸器系での線量計算が必要で、肺に被ばくをもたらす放射性エアゾルについての知識が必要となる。大抵の坑夫たちにおいてそのような情報は今のところないのだが、ここで行った推算はそのおおよそのレベルを与えるだろう。ウラン鉱での調査はRn²²²DP以外の線源の寄与は無視できないこと、場合によってはRn²²²DPより大きな線量となることが示された。そのような場合にはRn²²²DPの線量で本当の被ばく線量を推定することはできない。

誤差の原因としてERR/WLM値の過大評価および線量群の分類の間違いがある。これらを補正すると、これまでの文献のERR/WLM値はかなり小さくなるだろうし、今日のウラン鉱山や家屋での低レベルラドン被ばくのしきい値は高くなるだろう。

それぞれの線源からの寄与は施設によって異なる。したがってことなるウラン坑夫群の間での比較は難しい。

ウラン鉱山での放射線環境は非常に異なるが、様々な不確定さの補正を行うことができれば現在知られているERR/WLM値は1/2-1/3に減少するだろうということも正当に評価できるようになる。

ここでのもうひとつの結論は、ウラン坑夫のラドンのリスクを室内ラドンのリスクに適用する場合には、ウラン鉱山での調査では見過ごされていたような(他の線源からの)線量の作用を考慮すべきである。

(1)	LubinJ.H., Boice, J.D.Jr., Edling,C., Hornung, R.W., Howe, G., Kunz, E., Kusiak, R.A., Morrisson, H.I., Radford, E.P., Samet, J.M., Tirmarche, M., Woodward, A., Xiang, Y.S., Pierce, D.A.Radon and lung cancer risk: A Joint anaysis of 11 underground miners studies. U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, National Institutes of Health, NIH Publication No.94-3644(1994).
(2)	Howe G.R., Nair R.C., Newcombe H.B., Miller A.B., Abbatt J.D.Lung cancer ortality(1950-80) in relation to radon daughter exposure in a cohort of workers at the Eldorado Beaverlodge uranium mine. J Natl Cancer Inst. 77:357-362 (1986).
(3)	Howe G.R., Nair R.C., Newcombe H.B., Miller A.B., Burch J.D., Abbatt J.D. Lung cancer mortality(1950-80) in relation to radon daughter exposure in a cohort of workers at the Eldorado Port Radium uranium mine: Possible modification of risk by exposure rate. J Natl Cancer Inst. 79:1255-1260(1987).
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