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Tab. 5.2: RBW_M-Werte für Mutationen am HPRT-Lokus in V79 chinesischen Hamsterzellen (BEL 981. Als Referenzstrahlung wurden 200 kV-Röntgenstrahlung benutzt

5.2.4 Neoplastische Transformationen

Die neoplastische Transformation durch Protonen ist nur von einer Arbeitsgruppe untersucht worden [BET 85]. Da keine Parallelexperimente mit locker ionisierender Strahlung durchgeführt wurden, wurde die RBW nicht direkt ermittelt. Die Autoren geben an, dass bei den verwendeten 31 MeV-Protonen keine erhöhte Transformationswahrscheinlichkeit im Vergleich zur Röntgenstrahlung vorliegt.

5.2.5 Tierexperimente

In den Jahren 1964-1969 wurden in den USa mehr als 2000 Rhesus-Affen mit Protonen verschiedener Energie und zum Vergleich auch mit schnellen Elektronen und Röntgenstrahlung bestrahlt. Die Versuche sind noch nicht abgeschlossen, aber erste Ergebnisse über Langzeitwirkungen wurden im Jahre 1991 berichtet [WOO 91]. In den bestrahlten Gruppen traten signifikant mehr maligne Tumoren auf, allerdings nur ein Fall von Leukämie, obwohl die Tiere in jugendlichem Alter (entsprechend 8-10 Jahre bei Menschen) exponiert wurden. Die relativ geringen Fallzahlen aller malignen Tumoren erlauben keine genaue statistische Analyse. Es ergibt sich allerdings eine deutliche Abhängigkeit von der Protonenenergie: für 55 MeV wird für die Tumorinzidenz eine Verdopplungsdosis von 2,26 Gy abgeschätzt, der entsprechende Wert für den Bereich 138-2300 MeV liegt bei 10,1 Gy. Vergleichsdaten für locker ionisierende Strahlung sind nicht angegeben. Bei den mit Protonen bestrahlten Tieren wurde ein hoher Anteil von Hirntumoren beobachtet, was nach den Autoren möglicherweise darauf zurückzuführen ist, dass durch im Gehirn zur Ruhe kommende Protonen dort lokal hohe Energiedepositionen stattfinden. In der angesprochenen Studie gibt es keine Vergleichsgruppe, die nur mit Photonenstrahlung exponiert wurde, so dass sich RBWWerte nicht direkt ermitteln lassen. Die Autoren ziehen Beobachtungen an Tinea capitis-Patienten, welche im Kindesalter mit 100 kV-Röntgenstrahlung bestrahlt wurden, zum Vergleich heran. Die Resultate einer solchen Gegenüberstellung sind in Tab. 5.3 zusammengefasst. Die geringe Fallzahl (9 bzw. 10 Tumoren in den beiden Affengruppen) erlaubt jedoch keine fundierte Aussage, jedoch ist eine Tendenz zu höherem Tumorrisiko nach Protonenexposition erkennbar. Zudem steigt bei gleicher Dosis das Risiko mit abnehmender Teilchenenergie.

Tab. 5.3: Abschätzung des absoluten Risikos für Kopf-Hals-Tumoren in menschlichen Patienten und protonenbestrahlten Rhesus-Affen [WOO 91]

5.2.6 Katarakt des Auges

In der im vorigen Abschnitt beschriebenen Gruppe von Rhesus-Affen wurde auch das Auftreten von Augenkatarakten untersucht. Die Daten reichen nicht aus, um eine Aussage über Schwellendosen zu machen. Es muss noch eine längere Beobachtungszeit abgewartet werden. RBW-Werte können daher auch nur sehr ungenau abgeschätzt werden, nach den vorliegenden Beobachtungen liegen sie unter 2 [LET 91].

5.2.7 Weitere Wirkungen

Eine ausführliche Übersicht der Protonenwirkung in Bezug auf verschiedene biologische Endpunkte findet man bei [YAN 99]. Hochenergetische Protonen weisen für alle untersuchten biologischen Endpunkte RBW-Werte um 1 auf, manchmal sogar deutlich darunter.

5.2.8 Zusammenfassende Wertung

In den Abb. 5.4 und 5.5 sind die vorliegenden RBW-Daten für die Endpunkte "Chromosomenaberrationen" und "Mutationen" zusammengefasst. Man erkennt daraus, dass - mit Ausnahme der relativ hohen Werte für die Induktion dizentrischer Chromosomen bei 8 keV/µm und 19 keV/µm, für die wegen der geringen Reichweite der Teilchen die Dosimetrie schwierig ist und die mit großen Fehlern behaftet sind - sich Maximalwerte von ca. 5 ergeben. Die Krebsinduktionsraten bei Rhesus-Affen sind wegen der geringen Fallzahl und des Fehlens einer Referenzpopulation statistisch nicht belastbar, allerdings muss die besondere Häufigkeit von Hirntumoren kritisch beachtet werden.

Abb. 5.4: RBW_M-Werte für dizentrische Chromosomenaberrationen nach Protonenbestrahlung (Daten aus Tab. 5.1)