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

2020 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, 古生物学・年代学研究センター, 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) ; 野宗 義博 広島国際大学, 健康科学部, 教授 (50164695)
• 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 / 残留放射能 / ラドン

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ICRPなどでの議論を経て決定され、放射線業務従事者や一般人の被曝の限度を定めた放射線障害防止法などに取り入れられてきた。しかしながら、このリスクに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、世界ではじめて放射性微粒子を使った内部被ばくの実験を行い、その影響が大きいことを発見した。そこで本研究では、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外部と内部被曝線量評価と約30万人のデータベースを使った放射線のリスク評価を目的とした。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、2020年度からナザルバエフ大学をカウンターパートとして研究を開始した。しかしながら、コロナウィルスの問題で現地に行けなかったので、照射装置を製作した。今後、現地に行けるようになり次第、実験を開始する事とした。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。また、ヌルスルタン市の装置をウラン鉱山のあるステプノゴルスク市に移動した。今後、ウラン残土などからの埃への影響を調べる。③については、線量評価の基礎データを得るために、現地スタッフが被ばくした村々を訪れ、当時の村人の行動などの聞取り調査をした。また、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を集積した。これらを使って被ばく線量評価を進める。
さらに、分担者や研究協力者と打ち合わせのため研究会を開催した。また、現地の若手のための講義や演習を行った。

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。初年度の2019年度のスタートアップは順調に進んだが、2020年度はコロナウィルスの世界的な流行により、カザフスタンに入国が出来なかった。そのため、メールやZoomなどにより打ち合わせを行い、現地の研究協力者だけで可能な研究の準備や調査を行った。まだコロナの収束については見通せないが、引き続き現地と連絡を取り研究を進める。
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、前年度(2019年)にマウスとラットの照射実験を行い無事完了した。2020年度には、ナザルバエフ大学との共同研究を開始するためスタートアップのための打ち合わせを行った。しかしながら、コロナウィルスの問題が発生し、現地に行けなくなったので、メールなどで打ち合わせを行った。また照射システムの改良のため、新たな装置の開発を行い製作した。②の大気中の微粒子の捕集実験については、エアサンプラーを新たにセメイ市のシャカリム大学に持ち込んだ。ヌルスルタン市のユーラアン大学の1台と合わせて2台を使って、大気中のPb-210やBe-7を捕集した試料を日本に送って測定した。そのほか、重金属についても測定した。2020年からはウラン鉱山のあるステプノゴルスク市に移動し捕集と測定を開始した。③の被ばく者データベースの解析では、前年度(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打ち合わせを行い、2020年度には、被ばく線量評価のため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。その結果に基づいた線量評価を開始した。被ばく線量の評価の後、リスク解析を行う。また、それぞれの研究について、学会や論文発表を行っている。

Strategy for Future Research Activity

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。しかしながら、2020年度はコロナウィルスの流行でカザフスタンに行くことが出来なかった。そのため、ウェブなどにより打ち合わせを実施し、現地の研究協力者による準備や調査を行った。引き続き現地と密接に連絡を取り研究を進める。
今後については、①の動物実験ではナザルバエフ大学をカウンターパートとして研究を実施する。ただ、動物実験の実施の際には、日本の研究分担者が現地に行く必用があるが、コロナのために行けない場合は、新たに製作した照射箱を使って現地のスタッフが準備をする。実験を実施する際は、ラットを原子炉にて照射し、約2ヶ月間観察を行う。また、その際は、微粒子の成分をマンガンからケイ素に変える。そして、その違いから作用のメカニズムを考察する。また、照射システムについては予備実験を行い、実験が可能である事を確認する。さらに、動物実験においては、ラットやマウスの歯と、ガラス線量計を使って外部被曝線量測定を行う。②の大気中の埃の収集と測定については、セメイ市とステプノゴルスク市で捕集し、その試料を日本に送り測定する。③の放射線のリスク評価については、さらに現地の研究協力者が村々に行って聞取り調査を行う。また、線量評価のため、被ばく当時の空間線量のデータやCs-137など測定結果の収集を行う。今後、これらのデータを使って、研究協力者のセルゲイ・シンカレフが中心となって、被ばく線量評価の方式を作成し計算を行う。その結果を、30万人の被ばく者データベースに線量の計算結果を入力し、リスク評価を進める。そのほか、心理学的な影響を調査しリスクへの影響を考察する。また、研究分担者や協力者との情報交換などのため、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] National Cancer Institute/NASA(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: National Cancer Institute/NASA
• [Int'l Joint Research] Medical Radiological Research Center/Burnasyan Fed. Med. Biophys. Cent.(ロシア連邦)
  • Country Name: RUSSIA FEDERATION
  • Counterpart Institution: Medical Radiological Research Center/Burnasyan Fed. Med. Biophys. Cent.
• [Int'l Joint Research] SRI Radiation Medicine and Ecology/Semey Medical University/Nazarbayev University(カザフスタン)
  • Country Name: KAZAKHSTAN
  • Counterpart Institution: SRI Radiation Medicine and Ecology/Semey Medical University/Nazarbayev University
  • # of Other Institutions: 4
• [Int'l Joint Research] IARC(フランス)
  • Country Name: FRANCE
  • Counterpart Institution: IARC
• [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] Temporal variation of atomospharic Be-7 and Pb-210 cocentrations and their activity size distributions at Astana, Kazakhstan in central Asia (2020)
  • Author(s): Y. K. Sambayev, A.G. Zhumalina, K.Sh. Zhumadilov, A. Sakaguchi, T. Kajimoto, K. Tanaka, S. Endo, N. Kawano, M. Hoshi, M. Yamamoto
  • Journal Title: J. Radioanalytical Nuclear Chemistry Volume: 323 Pages: 663-674
  • DOI: 10.1007/s10967-019-06968-x
  • 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] 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
• [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): Kazuko Shichijo, Toshihiro Takatsuji, Zhaslan Abishev, Darkhan Uzbekov, Nailya Chaizhunusova, Dariya Shabdarbaeva, Daisuke Niino, Minako Kurisu, Yoshio Takahashi, Valeriy Stepanenko, Almas Azhimkhanov, Masaharu Hoshi
  • Journal Title: Biomedicines Volume: 8 Pages: 171
  • DOI: 10.3390/biomedicines8060171
  • 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): N Fujimoto, G Amantayeva, N Chaizhunussova, D Shabdarbayeva, Z Abishev, B Ruslanova, Y Zhunussov, A Azhimkhanov, K Zhumadilov, A Petukhov, V Stepanenko, M Hoshi
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 21 Pages: 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): V Stepanenko, A Kaprin, S Ivanov, P Shegay, K Zhumadilov, A Petukhov, T Kolyzhenkov, V Bogacheva, E Zharova, E Iaskova, N Chaizhunusova, D Shabdarbayeva, G Amantayeva, A Baurzhan, B Ruslanova, N Fujimoto, H Sato, K Shichijo, M Nakashima, A Sakaguchi, S Toyoda, N Kawano, M Ohtaki, K Otani, S Endo, M Hoshi 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): Masaharu Hoshi
  • 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 (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: 297
  • DOI: 10.5603/IMH.2020.0051
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Adequate measures to prevent medical personnel from contracting COVID-19 should be promptly implemented: support from numerous agencies is needed (2020)
  • Author(s): Ken Inoue, Nursultan Seksenbayev, Timur Moldagaliyev, Yoshihiro Noso, Nobuo Takeichi, Yoshiyuki Ohira, Zhannat Sarsembina, Nargul Ospanova, Noriyuki Kawano, Haruo Takeshita, Masaharu Hoshi
  • Journal Title: Int Marit Health Volume: 71 Pages: 296
  • DOI: 10.5603/IMH.2020.0050
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Drug offenses in the Tokyo Metropolitan Area: Trends for 2016-2018 (2020)
  • Author(s): Ken Inoue, Sadayuki Hashioka, Haruo Takeshita, Yasuyuki Fujita, Shigeto Moriwaki, Yuri Murayama, Yoshitsugu Fujita, Hidehiko Matsumoto, Nobuo Takeichi, Masaharu Hoshi, Yoshihiro Noso, Yuji Okazaki
  • Journal Title: Legal Medicine Volume: 47 Pages: 101739
  • DOI: 10.1016/j.legalmed.2020.101739
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [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 (2020)
  • 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 (2020)
  • 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 (2020)
  • 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
• [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 (online) “ ~ New topic for laparoscopic surgery and experimental model of radiation~
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Consideration of care from the preventive side in the medical field due to COVID-19 infection based on epidemiological content and viewpoint (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Takeichi N, Noso Y, Hoshi M, Sarsembina Z, Ospanova N
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Importance of public health center: the viewpoint based on our social medicineand epidemiological study (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Noso Y, Hoshi M, Sarsembina Z, Ospanova N, Takeichi N
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [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] The methods used to commit suicide in Japan: aiming to further decrease of the number of suicide (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Hoshi M, Noso Y, Sarsembina Z, Ospanova N, Takeichi N
  • 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] Major changes about the method of education in the world including Kazakhstan and Japan due to the influence of COVID-19 infection (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Hoshi M, Takeichi N, Noso Y, Sarsembina Z, Ospanova N
  • Organizer: The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Suffering from various fields and contents of COVID-19 infection in university students (2020)
  • Author(s): Inoue K, Seksenbayev N, Moldagaliyev T, Sarsembina Z, Hoshi M, Takeichi N, Ospanova N, Noso Y
  • 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
• [Remarks] 広島大学学術情報リポジトリ
  • URL: https://ir.lib.hiroshima-u.ac.jp/ja/list/creator/Masaharu,Hoshi,%E6%98%9F,%E6%AD%A3%E6%B2%BB
• [Funded Workshop] The 3rd Zoom meeting of JST (and Kaken-hi) project (2021)
• [Funded Workshop] Dosimetry meeting. France, Germany, Russia, Kazakhstan, Japan (2021)
• [Funded Workshop] Internship JST program for Kazakh Ph.D. students (2021)
• [Funded Workshop] The 4th JST and Kaken-hi A Zoom meeting (2021)
• [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] The 2nd Hiroshima & Kazakhstan Medical Symposium in Kochi (2020)
• [Funded Workshop] The 2nd Hiroshima Kazakhstan International Medical Conference ( online ) ~ New topic for laparoscopic surgery and experimental model of radiation~ (2020)
• [Funded Workshop] International Winter school -Approaches to Radioecology from Different Study Field- (2020)