Biologische Dosimetrie am BfS

Am Bundesamt für Strahlenschutz in München/Neuherberg ist das nationale Referenzlabor für biologische Dosimetrie in Deutschland angesiedelt. Hier kann eine Dosisabschätzung bei überexponierten oder vermutlich überexponierten Personen mittels biologischer Indikatoren vorgenommen werden.

Methode: Analyse von Chromosomenaberrationen an Lymphozyten des peripheren Blutes

Als Methode wird die Analyse von Chromosomenaberrationen an Lymphozyten des peripheren Blutes eingesetzt. Das dizentrische Chromosom hat sich in vielen Studien als der derzeit zuverlässigste und empfindlichste biologische Indikator für eine Exposition mit ionisierender Strahlung erwiesen. Das dizentrische Chromosom ist als Indikator für eine Strahlenexposition am besten geeignet, weil es eine niedrige spontane Häufigkeit aufweist und für ionisierende Strahlung charakteristisch ist. Die Nachweisgrenze für eine homogene Ganzkörperbestrahlung liegt bei 0,1 Gray (Gy) für locker ionisierende Strahlung.

Im BfS existieren Dosiseffektkurven für verschiedene Strahlenqualitäten. Aus umfangreichen Untersuchungen an gesunden, nicht strahlenexponierten Personen steht für die spontane Häufigkeit von verschiedenen Chromosomenaberrationen eine umfangreiche Kontrollgruppe zur Verfügung.

Zum Nachweis einer akuten Strahlenbelastung wird routinemäßig die Häufigkeit von dizentrischen Chromosomen bestimmt und anhand der Kalibrierkurven eine Dosisabschätzung vorgenommen, falls eine statistisch abgesicherte (signifikante) Erhöhung der zytogenetischen Schäden im Vergleich zur spontanen Häufigkeit festgestellt wird.

Gründe für eine Chromosomenanalyse

Gründe für eine Chromosomenanalyse liegen vor, wenn

• bei einer Strahlenexposition oder einer vermutlichen Strahlenexposition kein Dosimeter getragen wurde,
• aufgrund der Überwachung eine Überschreitung der Ganzkörperdosis von 100 Millisievert (0,1 Sievert) abgeschätzt wurde,
• sich bei der Auswertung der physikalischen Strahlenschutzüberwachung Unstimmigkeiten ergeben und eine unabhängige Informationsquelle benötigt wird,
• eine vermutliche Dosisbelastung ausgeschlossen werden soll, zum Beispiel, wenn eine Dosis auf dem Dosimeter aufgezeichnet wurde, aber der Träger gar nicht exponiert war.

Ablauf einer Analyse

Dizentrisches Chromosom (dic) mit begleitendem Fragment (ace) in menschlichem Lymphozyt

Vor einer Blutentnahme sollte mit dem BfS Kontakt aufgenommen werden, um vorab die Art der vermuteten Strahlenexposition zu besprechen und zu klären, ob eine Chromosomenanalyse mit dem Ziel der Dosisabschätzung durchführbar ist. Ist dies der Fall sendet das Bundesamt für Strahlenschutz der Person bzw. dem behandelnden Arzt ein Blutentnahmesystem zusammen mit einem Fragebogen zu. Darin enthalten sind Fragen zur Person und zum Unfallhergang.

Nach Blutentnahme und Versand der Blutprobe legen Mitarbeiter des Labors Lymphozytenkulturen an. Nach zwei Tagen stellen sie aus den Lymphozytenkulturen die Chromosomenpräparate her. Alternativ können nach 3 Tagen Mikrokernpräparate erstellt werden.

Anschließend werden Struktur und Form der Chromosomen analysiert bzw. die Mikrokerne erfasst. Die Mitarbeiter untersuchen, wie häufig dizentrische Chromosomen vorkommen und/oder bestimmen die Anzahl an Mikrokernen. Im Falle einer länger zurückliegenden Exposition erfassen sie die Anzahl an symmetrischen Translokationen. Anhand der entsprechenden Dosiswirkungskurven schätzen sie die Dosis ab, falls eine statistisch deutlich erkennbare (signifikante) Erhöhung der Schäden vorliegt.

Kosten der Chromosomenanalyse

Chromosomenanalysen sind in Abhängigkeit vom Analyseaufwand gebührenpflichtig. Die Vergütung der Nutzleistung wird mit einem Vertrag geltend gemacht. Die Bundesländer können die Dienstleistung kostenfrei in Anspruch nehmen.