Forøget forekomst af kræft hos flypersonale
Siden 1994 har Federal Aviation Administration i USA officielt udpeget flybesætninger (FC) såsom kommercielle piloter, kabinepersonale eller stewardesser som “strålingsarbejdere” på grund af den potentielle eksponering for kosmisk ioniserende stråling (CIR) i store højder fra solaktivitet og galaktiske kilder.
Talrige undersøgelser har vist øgede forekomster af visse kræftformer hos flybesætninger, men det er stadig uklart, om det er direkte forbundet med CIR. Kosmisk ioniserende stråling og dets komponenter er kendt for at forårsage forskellige DNA-skader, som potentielt kan føre til kræft, medmindre DNA-reparationsmekanismer fjerner dem.
Et studie af Sneh M. Toprani et al. (2024) kommer også ind på muligheden for, at eksponering for ikke-ioniserende radiofrekvenser (såsom Wi-Fi under flyvning) og lavfrekvente elektromagnetiske felter på fly kan forværre de skadelige effekter af CIR ved at øge cellulært oxidativt stress.
Forskningsartiklen
‘Cosmic Ionizing Radiation: A DNA Damaging Agent That May Underly Excess Cancer in Flight Crews‘
by Sneh M. Toprani ,Christopher Scheibler ,Irina Mordukhovich, Eileen McNeely and Zachary D. Nagel. Int. J. Mol. Sci. 2024, 25(14), 7670; https://doi.org/10.3390/ijms25147670
Abstrakt
I USA har Federal Aviation Administration officielt klassificeret flybesætninger (FC) bestående af kommercielle piloter, kabinepersonale eller stewardesser som “strålingsarbejdere” siden 1994 på grund af potentialet for eksponering for kosmisk ioniserende stråling (CIR) i marchhøjder, der stammer fra solaktivitet og galaktiske kilder. Flere epidemiologiske studier har dokumenteret forhøjet forekomst og dødelighed for flere kræftformer i FC, men det har endnu ikke været muligt at fastslå, om det kan tilskrives CIR. CIR og dets bestanddele er kendt for at forårsage et utal af DNA-læsioner, som kan føre til kræftfremkaldelse, medmindre DNA-reparationsmekanismer fjerner dem. Men der er kritiske videnshuller med hensyn til dosimetri af CIR, rollen af andre genotoksiske eksponeringer blandt FC, og om der findes mulige biologiske mekanismer, der ligger til grund for højere kræftrater observeret i FC. Denne gennemgang opsummerer vores forståelse af DNA-skaders rolle og reparationsreaktioner, der er relevante for eksponering for CIR i FC. Vi sigtede mod at stimulere nye forskningsretninger og give information, der vil være nyttig til at vejlede lovgivningsmæssig, folkesundhedsmæssige og medicinske beslutningstagning for at beskytte og afbøde risiciene for dem, der rejser med fly.
Hvad med den ikke ioniserende stråling?
Har man fløjet med en flyvemaskine som turist ved man, at stort set hver eneste passager sidder foran sin indbyggede skærm og ser en eller anden film under hele flyvningen. Hertil kommer egne devices. At ikke-ioniserende stråling har en effekt inden i et lukket metal rum, kan der ikke være tvivl om, hertil kommer diverse radar funktioner. Dertil skal ligeledes overvejes effekten kombinationen af de forskellige strålingstyper, men også andre miljøgifte skal inddrages.
Toprani og hendes kolleger skriver herom i deres forskningsartikel at
“Et meget begrænset antal undersøgelser har direkte målt biomarkørerne for DNA-skader i FC [Flight Crews]. En undersøgelse af 44 mandlige piloter sammenlignet med 36 fabriksarbejdere blev udført for at afgøre, om indirekte estimater af CIR kan korrelere med niveauerne af 8oxoG i blod- og urinprøver [37]. Undersøgelsen viste, at niveauerne af 8oxoG var højere i piloter, selvom det ikke var muligt at etablere et CIR dosis-respons-forhold. Det er også blevet antaget, at interaktioner med ikke-ioniserende radiofrekvenser (f.eks. Wi-Fi under flyvning) og lavfrekvente elektromagnetiske felter ombord på fly kan forstærke de skadelige effekter af CIR ved at øge cellulær oxidativ stress [102-104]; dog er negative sundhedseffekter fra ikke-IR-eksponering inkonsekvente på tværs af litteraturen [105]. “.
Uddrag af forskningsartiklen
(Fremhævningerne er tilføjet)
1. Indledning
Lufttrafikken stiger årligt i USA og udsætter ca. 43.000 piloter (ud af ca. 351.000 globalt) og 96.900 stewardesser (ud af en global arbejdsstyrke på 400.000) for doser af kosmisk ioniserende stråling (CIR), der er meget højere end dem, der opleves ved havoverfladen [1,2,3]. Alligevel har vi endnu ikke fuldt ud forstået CIR-relaterede sundhedsrisici. National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) har formelt klassificeret flybesætninger (FC), som omfatter piloter og FA, som strålearbejdere [4], der modtager en gennemsnitlig årlig effektiv dosis på 3,07 mSv. Denne dosis svarer til cirka 30 røntgenbilleder af thorax [5] og er fem gange den gennemsnitlige dosis (0,59 mSv) for det amerikanske energiministeriums strålingsarbejdere [4]. Selvom denne eksponering er betydelig, falder den godt ind under FN’s Videnskabelige Komité for Effekterne af Atomstråling (UNSCEAR) definition af lavdosis ioniserende stråling (IR) (<100 mSv) [6]. Niveauerne og sammensætningen CIR varierer afhængigt af både højden og breddegraden [7]. Cirkumpolare flyvninger, der opererer i marchhøjder på 35,000 fod eller derover, øger eksponeringen for CIR af FC. Jordens magnetfelt og atmosfære dæmper CIR, men i mindre grad i højere højder og mere polære breddegrader [8]. Solpartikelbegivenheder (SPE’er) forekommer hyppigt og kan modulere størrelsen af eksponeringen for CIR for FC [9]. Det komplekse samspil mellem de mange faktorer, der påvirker CIR understreger et behov for detaljeret dosimetri og yderligere undersøgelse af de biologiske virkninger af denne eksponering.
Mens flere store undersøgelser har dokumenteret de sundhedsrisici, der er forbundet med at arbejde som FC [10,11,12,13], er de fortsat en underundersøgt erhvervskohorte med hensyn til at forstå de mekanismer, der ligger til grund for de biologiske virkninger af eksponering for CIR [14,15]. Øget dokumentation fra flere epidemiologiske undersøgelser har indikeret, at forhøjede forekomster af melanom hudkræft, ikke-melanom hudkræft, hjerne-/centralnervesystemkræft og brystkræft er blevet forbundet med kumulativ eksponering for CIR i FC [11,12,16,17,18], men nogle undersøgelser har ikke fundet en sammenhæng mellem kumulativ eksponering og kræftrisiko [11,19, 20]. Bestræbelserne på at forbinde overskydende kræftrisiko i FC, der er eksponeret for CIR, er blevet hæmmet af manglen på nøjagtige CIR-målinger under flyvningen og den heterogene sammensætning af CIR, som repræsenterer stråling med høj lineær energioverførsel (LET) og udelukker en direkte sammenligning med eksponeringen for stråling med lavt LET-indhold, som andre strålearbejdere oplever. Det er en udfordring at forstå effekten af eksponering for CIR alene i FC, da CIR er svært at måle præcist, og eksponeringen sker sammen med eksponering for en kompleks blanding af stressorer og kemikalier fra flymiljøet [11,12,15]. Derudover har FC generelt højere sundhedsstandarder for ansættelse (især piloter) på grund af regelmæssige “egnethed til tjeneste” eller “egnethed til at flyve”-vurderinger rettet mod at luge ud i personer med alvorlige helbredstilstande, der kan bringe sikkerhed og ydeevne i fare. Denne begrænsning eller undersøgelsesbias er kendt som “healthy worker effect” [21]. Den eksisterende teknologiske begrænsning ved at måle realtidseksponering for CIR for et individuelt medlem af FC og vanskeligheden ved at finde en næsten lignende kontrolperson til en sammenligning med landskabet af FC-eksponering under flyrejser kan bidrage til problemer med at bekræfte data med et biologisk endepunkt.
(…..)
5. Drøftelse og konklusioner
På grund af den komplekse blanding af mutagene stressorer, der opstår under flyrejser, er der mange udfordringer med nøjagtigt at vurdere eksponeringen af FC for CIR og relatere det til de tilknyttede sundhedsrisici. Eksponering for CIR ændrer sig med højde og breddegrad [11,154]. Dosimetre, der kan give eksponering i realtid for CIR-niveauer, bruges ikke regelmæssigt ombord på fly under flyvning. I betragtning af de unikke egenskaber ved CIR og dosis- og dosishastighedseksponeringen af FC er bestræbelser på at forbinde flyrelateret CIR-eksponering med sundhed udfordrende og måske forankret i forkerte antagelser baseret på vores forståelse af simpel fotonstråling. CIR i højden omfatter hovedsageligt neutronpartikler, men de biologiske effekter af neutroner i kombination med andre eksponeringer for stråling er også underundersøgt. Historisk set har det overvældende flertal af piloter været mænd, men repræsentationen af kvinder er steget drastisk i det sidste årti [155]. I betragtning af risiciene for fosterets reproduktive sundhed og udvikling i tilfælde af gravid FC [13] er der især behov for undersøgelser, der fokuserer på effekterne af CIR-induceret DNA-skade hos piloter, der kan blive gravide. Selv om administrative indgreb som f.eks. rotation af tidsplanen kan mindske eksponeringen for den enkelte, kræver strategien desuden en større pulje af arbejdstagere. Som følge heraf er denne strategi muligvis ikke økonomisk levedygtig.
Strålingsrelaterede sundhedsresultater, der følges i andre sammenhænge, har ofte været baseret på eksponering for ekstremt høje akutte doser på grund af enkeltstående hændelser såsom atomkatastrofer eller detonation af atombomber. Denne risiko for strålingseksponering i disse scenarier adskiller sig på grund af den forskellige partikelsammensætning og den kroniske lavdosis og lave dosishastighed, der er forbundet med eksponeringer, der typisk opleves under flyvning. At drage konklusioner om de risici, der er forbundet med flyrelateret eksponering for CIR baseret på undersøgelser af naturligt forekommende baggrundsstrålingskilder, er underlagt lignende forbehold. Ud fra et risikobegrænsende synspunkt finder det kontrolhierarki [156], der generelt anvendes til at beskytte arbejdstagerne mod erhvervsmæssige risici, muligvis ikke anvendelse på FC.
Flere epidemiologiske undersøgelser, der undersøger, om kræftrisiko er forbundet med eksponering for CIR, har givet forskellige resultater, der delvist kan forklares med forskellene i undersøgelsernes design og metoden til at estimere eksponering [11]. Som følge heraf er den biologiske mekanisme, der ligger til grund for overskydende kræftrisiko i FC, endnu ikke bestemt. Laboratoriebaserede undersøgelser fokuserede på de biologiske effekter af de blandede eksponeringer, der mere præcist afspejler de forhold, som FC oplever, ville være værdifulde. Fremtidige undersøgelser vil være mest virkningsfulde, hvis man nøje overvejer valget af den kontrolpopulation, der skal sammenlignes. Fordi FC skal udføre fysisk og følelsesmæssigt krævende opgaver for at forblive i arbejdsstyrken, er undersøgelser, der sammenligner FC med referencepopulationer, der udfører andre typer arbejde, sandsynligvis udsat for en form for udvælgelse, der er forudindtaget kendt som “healthy worker effect” [11,21,157]. Effekten af sunde arbejdstagere komplicerer bestræbelserne på at vurdere de sundhedsmæssige effekter af erhvervsmæssig eksponering, fordi arbejdstagernes helbredstilstand kan være højere end referencegruppens. Hvis der ikke tages tilstrækkeligt hånd om effekten af sunde arbejdstagere, kan det således forventes, at de sundhedsskadelige virkninger af erhvervsmæssig eksponering blandt FC dækkes over de sundhedsskadelige virkninger af erhvervsmæssig eksponering.
Da carcinogenese er drevet af genomisk ustabilitet, foreslår vi en testbar model, hvor den forhøjede kræftrisiko i FC i det mindste delvist kan forklares ved erhvervsmæssig eksponering for CIR og andre genotoksiske stoffer. Eksponering for CIR kan fremme genomisk ustabilitet via dets direkte DNA-skadelige virkninger, og virkningerne kan potentielt forstærkes af andre eksponeringer af FC, der enten også beskadiger DNA eller fører til undertrykkelse af DNA-reparationsaktivitet (figur 5). I betragtning af den højere forekomst af endogent producerede DNA-læsioner kan identifikation af den CIR-inducerede DNA-skade i FC kræve udvikling af nye, meget følsomme og specifikke molekylære assays. Cytogenetisk analyse har givet indirekte bevis for CIR-induceret genomisk ustabilitet og er en værdifuld tilgang, der bør inkluderes i fremtidige større undersøgelser. PBMC’er giver uvurderlig indsigt i in vivo menneskelige reaktioner på miljømæssige og erhvervsmæssige genotoksiske eksponeringer. Nye teknologier med høj kapacitet til at kvantificere DDR såsom CometChip-analysen [158], hurtig automatiseret biodosimetriteknologi (RABiT) [159], γ-H2AX [159], fluorescensbaseret multiplexed værtscellereaktivering (FM-HCR) [29,160,161] og mange andre kan hjælpe med at vurdere personlig risiko og eksponering og er kompatible med den begrænsede mængde blod, der normalt kan fås fra FC-undersøgelsesdeltagere [162]. Yderligere forbedringer af disse teknologier, der øger specificiteten af disse assays for CIR-inducerede biologiske ændringer, vil skabe nye muligheder for deres anvendelse til at besvare spørgsmål om de biologiske virkninger af CIR. Disse teknologier kan også potentielt identificere sårbare individer ved hjælp af prædiktive modeller eller DNA-reparationsbiomarkører til at vurdere risiko og informere kræftovervågningsstrategier [29,163]. Der er betydelige dokumentation for at interindividuel variation i DRC korrelerer med risikoen for sygdom og følsomhed over for stråling [57,164,165]. Yderligere biomarkører for genomisk ustabilitet såsom længden af telomerer [166] og klonal hæmatopoiese med ubestemt potentiale [167] kan yderligere afklare den mulige rolle af CIR som et miljømæssigt mutagen.
I fremtiden har integration af omics-tilgange og funktionelle assays sammen med nøjagtig CIR-dosimetri i undersøgelser af FC potentiale til at afsløre, om eksponering for CIR forårsager kræft i FC. Disse undersøgelser kan også muliggøre både globale og personlige strategier til kræftforebyggelse [162]. I sidste ende vil feltet kræve en tværfaglig tilgang, der inkorporerer epidemiologer, ingeniører og mekanistiske biologer for effektivt at måle og studere, hvordan komplekse eksponeringsinteraktioner i det virkelige flyvemiljø påvirker FC’s genomiske integritet [15].
Læs mere her:
