Radiation exposure and health effects of the residents around the former Soviet Union nuclear test site in Kazakhstan -A new perspective: radioactive microparticles-

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H01149
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 星 正治 広島大学, 平和センター, 名誉教授 (50099090)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 綾 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00526254) ; 川野 徳幸 広島大学, 平和センター, 教授 (30304463) ; 豊田 新 岡山理科大学, 理学部, 教授 (40207650) ; 藤本 成明 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (40243612) ; 井上 顕 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (40469036) ; 七條 和子 長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (90136656) ; 遠藤 暁 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (90243609) ; 佐藤 斉 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (90285057)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 放射性微粒子 / 内部被ばく / 健康影響 / Mn-56 / セミパラチンスク

Outline of Annual Research Achievements

放射線の人体への危険度(リスク)は、これまでほぼ広島・長崎の被ばく者の疫学調査を基に決定され、放射線業務従事者や一般人の被曝の限度が定められてきた。このリスク評価では、ガンマ線などによる外部被曝だけが考慮され、内部被曝は含まれていない。
一方、本研究グループは、カザフスタンで研究を実施し、世界ではじめて動物実験により放射性微粒子による内部被ばくの影響が大きいことを発見した。この影響はこれまでのリスク評価には考慮されていない。
そこで本研究の目的は、①動物実験による放射性微粒子の影響研究、②大気中の微粒子の飛散状況の調査、③セミパラチンスク旧ソ連核実験場周辺住民の外部と内部被曝線量を評価し、約30万人のデータベースを使い放射線のリスクを評価することとした。特に①、②、③を総合して放射性微粒子に特異的な影響を明らかにする事は重要である。
①については、クルチャトフの原子炉とセメイ医科大学の施設を使って、ラットとマウスにMn-56を含む放射性微粒子の照射する実験を行った。そして各臓器の病理学的な変化、DNA/RNAの発現などを調べた。今後、ナザルバエフ大学を中心として研究を開始するので、その課題など検討した。②については、セメイ市やヌルスルタン市で大気中の微粒子をエアサンプラーで捕集し、Pb-210,Be-7,Cs-137などを測定した。同時に重金属などについても測定した。今後、ウラン鉱山地帯での放射性微粒子の収集と測定をする。場所としてはステプノゴルスク市を選定し、現地を訪れ場所を決定した。③については、人々への被ばく線量評価のための方法について打ち合わせた。まず、線量評価のため当時の被ばく者の行動などの聞取り調査を行うこととし、過去の土壌汚染のデータや当時の空間線量の実測データの収集についても検討した。
また、研究分担者や研究協力者との情報交換のため研究会を開催した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的は、カザフスタンで実験や調査を実施し、放射線の影響、特に放射性微粒子の影響を調査研究することである。2019年度のスタートアップは順調に進んだが、年度末に発生したコロナウィルスの流行によりカザフスタンに入国が出来なかった。そのため、調査費の一部を次年度に繰り越した。
それぞれの進捗状況は、①のセメイでの動物実験に関しては、2019年4月と6月にマウスとラットの照射実験を行った。また、新たにナザルバエフ大学との共同研究を開始するための打ち合わせを行った。さらに照射装置の改良のため、新たな照射装置の開発を行い設計した。また、アルマティでの原子炉の利用について、その課題を検討した。そして、動物舎も含め、どのように共同研究を進めるかについても検討した。②の大気中の微粒子の捕集実験については、新たなエアサンプラーをセメイ市のシャカリム大学に持ち込んだ。その結果、すでに設置しているユーラアン大学の1台と合わせて、計2台を使って大気中の微粒子を捕集した。そして、Pb-210やBe-7、重金属を測定した。2020年から、新たにウラン鉱山のあるステプノゴルスク市で捕集することにした。そのため、現地を訪問し、設置場所を2カ所決めた。はじめにステプノゴルスク市内で収集する。③の被ばく者データベースの解析では、2019年10月にセメイ市でドイツ、フランス、ロシアの研究者と現地のメンバーとでスタートアップのための打ち合わせを行った。その際、被ばく線量評価のための現地の被ばく者の聞取り調査を進める事で一致し、その進め方について話し合った。その後、コロナウィルスの問題で現地に行けなくなったので予算の繰越しを申請した。そして、2020年度に現地スタッフが被ばくした村々を訪れて当時の生活状況について聞取り調査を行った。また、それぞれの研究について、学会や論文発表を行った。

Strategy for Future Research Activity

本研究はカザフスタンで実験や調査を実施し、放射線の影響、特に放射性微粒子の影響を調査研究することである。それらは、①動物実験により放射性微粒子の影響を明らかにし、②大気中の微粒子を捕集して測定し、③約30万人の東カザフスタン州の健康影響のデータベースに被ばく線量を入力しリスクを求める事、である。
①では、今後はナザルバエフ大学をカウンターパートとして実施する事とした。この実験ではラットやマウスに放射性微粒子を照射しその影響を調べる。これは、セメイ医科大学との共同研究と同様であるが、装置を改良し、異なる放射能の照射も考える事とした。また、原子炉は新たにアルマティのNational Nuclear Centerの施設を使用し、動物舎も選定する。得られた動物の臓器などの試料はNazarbayev大学で解析するが、必要に応じて日本に持ち帰り分析する。②については、セメイ市とステプナゴルスク市で大気中の微粒子をエアサンプラーで捕集し、どの程度大気中に放射性微粒子が存在し拡散するかを調べる。同時に重金属などについても測定を行い、健康への影響について検討する。③については、人々への被ばく線量評価のため、核実験場周辺でのCs-137などの土壌汚染のデータや核実験当時の放射線の測定データを収集する。さらに、当時の住民の行動を調べるための聞取り調査を実施したが、これらを総合して被ばく線量を評価し、約30万人の被ばく者データベースに入力する。これらによりリスク解析の準備をする。
さらに、動物実験においてはラットやマウスの歯を使った被曝線量測定を行う。それに加えて、ガラス線量計を使った精度の高いガンマ線線量測定も行う。また、心理学的な影響を調査しリスクへの影響を考察する。
さらに、分担者や研究協力者との情報交換のため、研究会を開催し、今後の方針や実験の詳細について検討する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Eurasian University/Nazarbayev University/Semey Medical University(カザフスタン)
  • Country Name: KAZAKHSTAN
  • Counterpart Institution: Eurasian University/Nazarbayev University/Semey Medical University
  • # of Other Institutions: 3
• [Int'l Joint Research] IARC(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: IARC
• [Int'l Joint Research] MRRC/BFMBC(ロシア連邦)
  • Country Name: RUSSIA FEDERATION
  • Counterpart Institution: MRRC/BFMBC
• [Int'l Joint Research] Consultant(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: Consultant
• [Journal Article] Comparison of aluminum and manganum concentration in Akmola region, Kazakhstan (2020)
  • Author(s): A.G. Zhumalina, E.K. Sambayev, A. Sakaguchi, S. Endo, K. Tanaka, T. Kajimoto, N. Kawano,T.B. Suleimenov, K.Sh. Zhumadilov, M. Hoshi
  • Journal Title: Eurasian Journal of Physics and Functional Materials Volume: 4 Pages: 29-37
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of internal exposure to 56MnO2 powder on blood parameters in rats (2020)
  • Author(s): N Fujimoto, A Baurzhan, N Chaizhunusova, G Amantayeva, Y Kairkhanova, D Shabdarbaeva, Y Zhunussov, K Zhumadilov, V Stepanenko, V Gnyrya, A Azhimkhanov, A Kolbayenkov, M Hoshi
  • Journal Title: Eurasian J Med Volume: 52 Pages: 52-56
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Health problems need to be studied by a wider range of fields and new areas, such as psychiatry and social medicine: In light of the association between nuclear disasters and radiation (2020)
  • Author(s): K Inoue, S Hashioka, Y Murayama, N Chaizhunusova, M Apbassova, D Shabdarbayeva, N Seksenbaev, M Timur, O Nurgul, Y Zhunussov, Y Fujita, N Kanki, Z Mendygazyeva, H Takeshita, Y Fujita, Y Okazaki, Y Noso, M Hoshi, N Takeichi
  • Journal Title: Journal of St. Marianna Medical Institute Volume: 95 Pages: 27-30
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Summary of suicide prevention measures and future suicide prevention approaches in Japan, Kazakhstan, and the world (2020)
  • Author(s): K Inoue, S Hashioka, N Takeichi, Y Noso, M Hoshi, N Chaizhunusova, M Apbassova, D Shabdarbayeva, N Seksenbaev, M Timur, O Nurgul, Y Zhunussov, Y Fujita, Y Murayama, N Kanki, Z Mendygazyeva, H Takeshita, Y Okazaki, Y Fujita
  • Journal Title: Journal of St. Marianna Medical Institute Volume: 95 Pages: 31-34
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Childhood thyroid examinations in the Kanto hotspot: A report (study period: October 2013 to December 2017) (2020)
  • Author(s): Yoshihiro Noso, Nobuo Takeichi, Tsunetaka Kijima, Yuko Yanagisawa, Motomi Ushiyama, Takashi Sawada, Yumiko Oishi Tanaka, Nobuko Eguchi, Masamichi Nishio, Mitsunobu Oishi, Yutaka Ishibashi, Ken Inoue, Masaharu Hoshi
  • Journal Title: Shimane Journal of Medical Science Volume: 37 Pages: 31-41
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Impact of Local High Doses of Radiation by Neutron Activated Mn Dioxide Powder in Rat Lungs: Protracted Pathologic Damage Initiated by Internal Exposure (2020)
  • Author(s): Shichijo Kazuko、Takatsuji Toshihiro、Abishev Zhaslan、Uzbekov Darkhan、Chaizhunusova Nailya、Shabdarbaeva Dariya、Niino Daisuke、Kurisu Minako、Takahashi Yoshio、Stepanenko Valeriy、Azhimkhanov Almas、Hoshi Masaharu
  • Journal Title: Biomedicines Volume: 8 Pages: 171～171
  • DOI: 10.3390/biomedicines8060171
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Quantitative Analysis of Effects of a Single 60Co Gamma Ray Point Exposure on Time-Dependent Change in Locomotor Activity in Rats (2020)
  • Author(s): Otani Keiko、Ohtaki Megu、Fujimoto Nariaki、Saimova Aisulu、Chaizhunusova Nailya、Rakhypbekov Tolebay、Sato Hitoshi、Kawano Noriyuki、Hoshi Masaharu
  • Journal Title: International Journal of Environmental Research and Public Health Volume: 17 Pages: 5638～5638
  • DOI: 10.3390/ijerph17165638
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Low-Dose Radiation Exposure with 56MnO2 Powder Changes Gene Expressions in the Testes and the Prostate in Rats (2020)
  • Author(s): Fujimoto Nariaki、Amantayeva Gaukhar、Chaizhunussova Nailya、Shabdarbayeva Dariya、Abishev Zhaslan、Ruslanova Bakhyt、Zhunussov Yersin、Azhimkhanov Almas、Zhumadilov Kassym、Petukhov Aleksey、Stepanenko Valeriy、Hoshi Masaharu
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Pages: 4989～4989
  • DOI: 10.3390/ijms21144989
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Internal doses in experimental mice and rats following exposure to neutron-activated 56MnO2 powder: results of an international, multicenter study (2020)
  • Author(s): Stepanenko V, Ivanov S, Zhumadilov K, Petukhov A, Kolyzhenkov T, Bogacheva V, Chaizhunusova N, Baurzhan A, Ruslanova B, Abishev Z, Fujimoto N, Sato H, Shichijo K, Sakaguchi A, Toyoda S, Kawano N, Otani K, Endo S, Hoshi M, et al.
  • Journal Title: Radiation and Environmental Biophysics Volume: 59 Pages: 683～692
  • DOI: 10.1007/s00411-020-00870-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Radiation exposure and health effects of the residents around the former Soviet Union nuclear test site in Kazakhstan -A new perspective: radioactive microparticles (2020)
  • Author(s): Hoshi Masaharu
  • Journal Title: Impact Volume: 2020 Pages: 70～72
  • DOI: 10.21820/23987073.2020.3.70
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Changes in university classes as COVID-19 continues and new findings regarding future university instruction methods: from the perspective of Japan and Semey, Republic of Kazakhstan (2020)
  • Author(s): Ken Inoue, Nursultan Seksenbayev, Timur Moldagaliyev, Nobuo Takeichi, Yoshihiro Noso, Zhannat Sarsembina, Nargul Ospanova, Haruo Takeshita, Yoshiyuki Ohira, Noriyuki Kawano, Masaharu Hoshi
  • Journal Title: Int Marit Health Volume: 71 Pages: -
  • DOI: 10.5603/IMH.2020.0051
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A proposal of 4 criteria for future collaborative research between Kazakhsta and Japan: Focusing on Semey, Koch, Hiroshima and Nagasaki (2019)
  • Author(s): Ken Inoue, Nailya Zh. Chaizhunussova, Yoshihiro Noso, Nobuo Takeichi, Sadayuki Hashioka, Haruo Takeshita, Yasuyuki Fujita, Madina М. Apbassova, Dariya М. Shabdarbayeva, Gulnar А. Berekenova, Masaharu Hoshi, Shotai Kobayashi, Yersin T. Zhunussov
  • Journal Title: Science & Healthcare Volume: 21 Pages: 106-112
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Preliminary assessment of dose distribution on the spatial micro level for internal exposure of alveolar epithelium of rats by 56Mn (2019)
  • Author(s): V.F. Stepanenko, K. Sh. Zhumadilov, M. Hoshi, Y.T. Zhunussov, S. Endo, M. Ohtaki, K. Otani, N. Fujimoto, K. Shichijo, N. Kawano, A. Sakaguchi, N.Z. Chaizhunusova, D.M. Shabdarbaeva, A. Baurzhan, V.S. Gnyrya, A.S. Аzimkhanov, A.D. Kaprin, S.A. Ivanov, E. Yaskova, I. Belukha, T. Kolyzhenkov, A.D. Petukhov, V. Bogachev
  • Journal Title: Bulletin of Karaganda University The Series of Physics Volume: 95 Pages: 59-63
  • DOI: 10.31489/2019Ph 3/59-63
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] More effective sucide prevention measures are needed for young Japanes: A comparion of Japanes and Hungarian suicide rates (2019)
  • Author(s): K. Inoue, S. Hashioka, N. Takeichi, Y. Noso, M. Hoshi, H. Takeshita, Y. Fujita, Y. T. Zhunusov, M.Apbassova, D. Shabdarbayeva, N. Chaizhnussova
  • Journal Title: Int. Medical J. Volume: 26 Pages: 453-454
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Temporal variation of atmospheric 7Be and 210Pb concentrations and their activity size distributions at Astana, Kazakhstan in Central Asia (2019)
  • Author(s): Sambayev Y. K.、Zhumalina A. G.、Zhumadilov K. Sh.、Sakaguchi A.、Kajimoto T.、Tanaka K.、Endo S.、Kawano N.、Hoshi M.、Yamamoto M.
  • Journal Title: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Volume: 323 Pages: 663～674
  • DOI: 10.1007/s10967-019-06968-x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Case report of advanced recurrent papillary thyroid cancer with deep fistula formation in the neck and exposed trachea and carotid artery due to tumor necrosis (2020)
  • Author(s): Noso Y, Takeichi N, Kirihara Y, Inoue K, Hoshi M
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Description of cancer from multiple aspects: for important to further prevention (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Noso Y, Sarsembina Z, Ospanova N, Takeichi N, Hoshi M
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Major risk issue among the elderly in the new year (2020)
  • Author(s): Inoue K, Noso Y, Takeichi N, Hoshi M, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Sarsembina Z, Ospanova N
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Discussion of rework programs in Japan for leaves of absence for psychiatric disorders aiming to strengthen Japan and Kazakhstan about this item in the future (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Sarsembina Z, Takeichi N, Noso Y, Ospanova N, Hoshi M
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Current status of international exchange to Semey, Hiroshima, and Kochi: thinking to further development of cooperation since this time (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Noso Y, Moldagaliyev T, Takeichi N, Sarsembina Z, Hoshi M, Ospanova N
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Multidisciplinary treatment experience for anaplastic thyroid cancer (2020)
  • Author(s): Noso Y, Takeichi N, Itamochi T, Kirihara Y, Inoue K, Hoshi M
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Our animal experiments for the study of radiation influence - Radioactive microparticle effects- Our on going study as a collaboration with Kazakhstan team (2020)
  • Author(s): Masaharu Hoshi
  • Organizer: The 2nd Hiroshima Kazakhstan International Medical Conference ~ New topic for laparoscopic surgery and experimental model of radiation~, Supported by JST Sakura Science Exchange Program
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Internal exposure experiments using radioactive microparticles (2019)
  • Author(s): Masaharu Hoshi
  • Organizer: International Scientific and Practical Conference dedicated to the 30th Anniversary of the "Nevada-Semey" International Anti-Nuclear Movement
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Review of Our Activities on Radioactive Contamination in and Evaluation of Radiation Dose to Residents around the Semipalatinsk Nuclear Test Site (2019)
  • Author(s): M. Yamamoto, T. Imanaka, S. Endo, A. Sakaguchi, K. Zhumadilov, K. N. Apsalikov, T. Muldagaliev, M. Hoshi
  • Organizer: Semey Dosimetry meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Venous Thromboembolism in Patients with Cancer -how to prevent in Japan- (2019)
  • Author(s): Yoshihiro Noso, Yoshimasa Kirihara, Shigeru Sakano , Nobuo Takeichi, Ken Inoue, Masaharu Hoshi
  • Organizer: XIV International conference at SMU
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Background and reasons for starting this study (2019)
  • Author(s): Masaharu Hoshi
  • Organizer: Semey Dosimetry meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Japan-Kazakhstan ongoing collaboration on dose reconstruction: main results and perspectives (2019)
  • Author(s): Masaharu Hoshi
  • Organizer: International Symposium co-organised by IARC and NIIRME Low-Dose Radiation and Cancer: 70 years after the first test at Semipalatinsk nuclear test site
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 放射性粉塵の影響に関する科研費基盤Aの研究の背景と説明 (2019)
  • Author(s): 星正治
  • Organizer: The 23rd Hiroshima International Symposium International Research Meeting for Studies of Biological Effects of Radioactive Dust in Kazakh, Russia & Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Importance of discussion about psychiatric disorders in the area of thyroid and several contents from the viewpoint of radiation item (2019)
  • Author(s): 井上 顕, 武市宣雄, 野宗 義博, 星 正治
  • Organizer: The 23rd Hiroshima International Symposium International Research Meeting for Studies of Biological Effects of Radioactive Dust in Kazakh, Russia & Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Thyroid screening results in the Kanto area for eight years after the Fukushima nuclear power plant accident (2019)
  • Author(s): Yoshihiro Noso, Nobuo Takeichi, Yumiko Tanaka, Mitsunobu Oishi, Toshiko Sato, Sayuri Kimoto, Yuko Yanagisawa, Motomi Ushiyama, Masamichi Nishio, Ken Inoue, Masahiro Hoshi, Raushan Zholmyrzaeva
  • Organizer: The 23rd Hiroshima International Symposium International Research Meeting for Studies of Biological Effects of Radioactive Dust in Kazakh, Russia & Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Funded Workshop] International Winter school -Approaches to Radioecology from Different Study Field- (2020)
• [Funded Workshop] The 23rd Hiroshima International Symposium International Research Meeting for Studies of Biological Effects of Radioactive Dust in Kazakh, Russia & Japan (2020)
• [Funded Workshop] Semey Dosimetry meeting (2019)
• [Funded Workshop] International Symposium co-organised by IARC and NIIRME Low-Dose Radiation and Cancer: 70 years after the first test at Semipalatinsk nuclear test site (2019)