48° CORSO DELLA SCUOLA SUPERIORE DI RADIOPROTEZIONE “CARLO PIOVANI”
La gestione delle emergenze radiologiche e nucleari: aspetti di radiobiologia
Linee Guida Per La Gestione Delle Emergenze Nucleari e
Radiologiche
ENEA, Centro Ricerche Casaccia Roma 5-7 Novembre
Centro Studi e Ricerche di Sanità e Veterinaria (CSRSV)
TERRORISMO NUCLEARE E RADIOLOGICO
Radiological Dispersal
Device (RDD)
Radiological Exposure Device (RED)
CORRETTA GESTIONE EMERGENZE NUCLEARI E RADIOLOGICHE
OTTIMIZZARE RISORSE MEDICHE DISPONIBILI
TRIAGE
Stabilire priorità di trattamento e mettere
in atto procedure per la salvaguardia della
salute
Stabilire priorità di trasporto e destinazione adeguata del paziente
CRITICITA’ GESTIONE EMERGENZE RADIOLOGICHE E NUCLEARI
• Ridotta frequenza di accadimento (Eventi Rari)• Scarsa dimestichezza del personale di soccorso e sanitario nella gestione di questi eventi• Necessità di assicurare il possesso di un adeguato background di conoscenze sulle problematiche specifiche del soccorso da parte del personale coinvolto (Informazione e formazione)• Disponibilità di strumentazione specifica per misurazioni radiometriche • Necessità di una accurata pianificazione della risposta sanitaria in emergenza a tutti i livelli
PRIORITA’ PIANIFICAZIONE RISPOSTA SANITARIA
1) Informazione e Formazione del personale sanitario
4) Costituzione di team di esperti nel settore radiologico (Fisici sanitari, medici specializzati, biologi, ecc.)
5) Costituzione di laboratori con elevata esperienza nel settore della biodosimetria (citogenetica, citologica,ecc.)
6) Rete strutture sanitarie in grado di affrontare tali emergenze
2) Gestione paziente
3) Sorveglianza
LINEE GUIDA NAZIONALI PER LA GESTIONE DI EMERGENZE NUCLEARI E RADIOLOGICHE
D.lgs 17 marzo 1995 n.230 ha istituito presso l’Agenzia Nazionale per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) il Centro di Elaborazione e di Valutazione Dati (CEVaD) con i seguenti compiti:•Valutare la situazione incidentale in atto•Valutare l’andamento nel tempo e nello spazio dei livelli di radioattivitànell’ambiente•Stimare il presumibile impatto radiologico dell’evento incidentale
LINEE GUIDA INTERNAZIONALI PER LA GESTIONE DI EMERGENZE NUCLEARI E
RADIOLOGICHE
IAEA(International Atomic Energy Agency)
WHO(World Health Organization)
AFRRI(Armed Force Radiobiology
Research Institute)
LINEE GUIDA PER LA GESTIONE DI EMERGENZE NUCLEARI E RADIOLOGICHE
•Sistemi di gestione capaci di far fronte a tutti I tipi di incidenti a differenti scale, dal contesto locale a quello nazionale o internazionale.
LINEE GUIDA INTERNAZIONALI (WHO, 2007)
• Fornire precise indicazioni sui sistemi di gestione di emergenze radiologiche e nucleari nei diversi paesi che siano condivise e di facile comprensione
EVENT OF A RADIOLOGICAL MASS-CASUALTY INCIDENT
LOCALRESOURCES
INTERNATIONALRESOURSES
NATIONALRESOURSES
EMERGENZAFASI TEMPORALI E RELATIVE PROCEDURE
OPERATIVE
I FASE “EARLY PHASE”
II FASE “INTERMEDIATE RECOVERY PHASE”
III FASE “RECOVERY PHASE”
(Manuale per le Valutazioni Dosimetriche e Misure Ambientali)
I FASE “EARLY PHASE”: Parte dall’inizio dell’evento e si conclude quando il rilascio di sostanze radioattive è terminato. Può estendersi da alcune ore ad alcuni giorni
OBIETTIVO: Minimizzare l’estensione della contaminazione e l’irradiazione di persone ed ambiente
AZIONI DA INTRAPRENDERE: a) Soccorso alle persone contaminate b) Controllo degli accessi alle zone contaminate c) Evacuazione e riparo al chiusod) Iodoprofilassi
II FASE “INTERMEDIATE RECOVERY PHASE”: Inizia una volta conclusa la fase di rilascio incontrollato di radiazione e contaminazione e terminati i primi soccorsi sul posto
OBIETTIVO: Proteggere le persone contro irradiazioni secondarie da materiale radioattivo depositato nell’ambiente
AZIONI DA INTRAPRENDERE:a) Restrizioni sulla produzione, distribuzione e consumo di alimenti contaminatib) Allontanamento di gruppi di popolazione dalle aree che presentano livelli di contaminazione significativi per le esposizioni prolungate
III FASE “RECOVERY PHASE”: Può estendersi per lunghi periodi di tempo ed èfinalizzata al recupero delle condizioni di normalità
AZIONI DA INTRAPRENDERE: a)Definizione e attuazione interventi di bonifica del territorio b) Prosecuzione programmi sorveglianza radiologica dell’ambiente e catena alimentarec) Gestione dei rifiuti radioattivi prodotti.
MODALITA’ DI ESPOSIZIONE ALLE RADIAZIONI IONIZZANTI
ESPOSIZIONE ESTERNA
• LOCALIZZATA
• A CORPO INTERO
CONTAMINAZIONE
SUPERFICIALE O ESTERNA
INTERNA
DI FERITE E USTIONI
Irradiazione esterna del corpo con raggi o particelle limitata a determinate porzioni dell’organismo
Se il campo di irradiazione investe l’organismo in toto.
AZIONI DA INTRAPRENDERE NELLA GESTIONE DELLE VITTIME DI UN INCIDENTE RADIOLOGICO/NUCLEARE
PRIMO SOCCORSO SUL LUOGO
Protezione soccorritori e predisposizione strumentazione idonea a radiomonitoraggio
PRIORITÀ Stabilizzare funzioni vitali e trattare le ferite più gravi
Contaminazione Esterna
Allontanare vittime da zona di rischio e Rimozione vestiti
Prelevare campioni di sangue
Effettuare tamponi nasale, faringeo e alle ferite
Decontaminare le vittime
OBIETTIVO: evitare attraverso tempestiva decontaminazione che contaminazione superficiale si trasformi in interna
Valutare se i livelli di contaminazione risultano accettabili
Sospetta irradiazione esterna o contaminazione interna
Prelievi ematici (emocromo ogni 6-12 h per le prime 24-48h) raccolta
campioni di urine e feci
Valutare eventuale gravità di irradiazione
mediante osservazione segni e sintomi periodo
Prodromico
TRASFERIMENTO IN STRUTTURA MEDICA SPECIALIZZATA
Monitorare cinetica della deplezione
linfocitariaBiodosimetria citogenetica
MULTIPARAMETER AND EARLY-RESPONSE APPROACH
Observing and recording Prodromal
sign/syntoms and erythema
Obtaining complete blood
counts with white-blood-cell
differential
Sampling blood for the chromosome- aberration
cytogenetic bioassay using the “gold standard” dicentric assay
for dose assessment
Bioassay sampling, to determine radioactive
contamination Using other
available dosimetry approaches
Clinical Dosimetry
Biological Dosimetry
Physical Dosimetry
DOSIMETRIA MULTIPARAMETRICA DI URGENZA
Ai fini del Triage di “mass casualties” in emergenze radiologiche e nucleari, fonti internazionali autorevoli hanno proposto schemi biodosimetrici multiparametrici di adeguata significatività e allo stesso tempo di più agevole acquisizione (Waselenko et al., 2004; REMM 2007)
• Registrazione tempo di inizio del vomito dopo l’irradiazione
• Misura della cinetica della deplezione linfocitaria mediante ilconteggio delle cellule (numero assoluto)
• Test citogenetici mediante il conteggio dei dicentrici linfocitari su 50 metafasi e/o 200 cellule binucleate
TEMPO DI INSORGENZA DEL VOMITO
Tempo di insorgenza del
vomitoStima della dose Status clinico
NO < 1 Gy Preclinico
> 2-3 ore 1-2 Gy Medio
> 1-2 ore 2-4 Gy Moderato
> 1 ora 4-5 Gy Severo
< 30 min > 6 Gy Molto severo
TEST CITOGENETICO DEI CROMOSOMI DICENTRICI
L’analisi dei cromosomi dicentrici da linfociti di sangue periferico, èconsiderata il “gold standard” nel caso di esposizione recente a radiazioni ionizzanti per l’elevata specificità e sensibilità.La strategia Triage per i dicentrici prevede l’analisi di 50 metafasi oppure 30 dicentrici per campione, invece delle 1000 metafasi previste dall’analisi convenzionale,ottenendo una stima preliminare con un limite di incertezza di ±0.5GySCOPO: suddividere rapidamente i pazienti in 4 classi
<1Gy 1-2Gy 2-5Gy >5Gy
Nessuna o bassa exp Sopravvivenza a lungo termine
Trattamenti urgenti bassa mortalità con
trattamento adeguato
Alta mortalità
Biodosimetric Assay Acronym Illustration
Dicentric assay Dic assay
Fluorescence in situ hybridisation FISH assay
Micronucleus assay MN assay
METODI BIODOSIMETRICI IN USO
DOSIMETRIA MULTIPARAMETRICA DI URGENZA
REMM “ RADIATION EVENT MEDICAL MANAGEMENT”
Sistema Biodosimetrico disponibile in rete istituito dal Department of Health and Human Services (HHS)
BAT (BIODOSIMETRY ASSESSMENT TOOL)
Realizzato dall’AFRRI (Armed Force Radiobiology Research Institute)
Programma software che integra e interpreta segni e sintomi diagnostici dose-correlati, registra conte linfocitarie seriali e altri segni di esposizione parziale al fine di una condotta terapeutica ottimale
STRATEGIE PROPOSTE PER UNA RAPIDA STIMA DELLA DOSE NELLE EMERGENZE
NUCLEARI E RADIOLOGICHE
• Realizzazione di Network di laboratori di Biodosimetria
• Ridotto Numero di metafasi o cellule binucleate da analizzare (Analisi citogenetica con metodo triage)
• Automatizzazione della lettura al microscopio dei preparati citogenetici
NETWORK DI BIODOSIMETRIAIAEA (RANET Response Assistance Network)
WHO (BioDoseNet)
RENEB (Realising the European Network in Biological Dosimetry)
Canadian Cytogenetic Emergency Network (CEN)
NATO
Latin American Biological Dosimetry Network (LBDNET)
PERCHE’ REALIZZARE NETWORK DI BIODOSIMETRIA?
La realizzazione di Network Biodosimetrici, sia a livello nazionale che internazionale, ha l’obiettivo di migliorare la capacità di risposta in situazioni di emergenza che si possono verificare in seguito ad incidenti radiologici/nucleari
Armonizzazione dei protocolli
Standardizzazione e validazione di metodiche emergenti
Risultati confrontabili tra laboratori
Per mantenere e incrementare le Standard Operating Procedures (SOP) ed identificare i punti critici a livello dei Network o di singoli laboratori
Organizzazione di esercitazioni periodiche tra laboratori partner Istruzione e formazione (garanzia di qualità)
METODO STANDARD vs TRIAGE
STANDARD TRIAGE MODE Biodosimetric Assay
1000 metafasi 50 metafasi o 30 dicentrici
Dic assay
2000 Cellule bincleate 200 cellule binucleate
MN assay
AUTOMATIZZAZIONE DELLA LETTURA AL MICROSCOPIO DEI PREPARATI
CITOGENETICIStrategia più promettente per aumentare la rapidità delle analisi citogenetiche (Dicentrici e Micronuclei).
Risultati in tempi più brevi
Riduce la variabilità legata all’operatore
Analisi altamente riproducibile e stime delle dosi sovrapponibili al metodo manuale
L’analisi automatica in TRIAGE: dicentrici e micronuclei (IAEA ,2011)
ESPERIENZA DEL NOSTRO LABORATORIO
NATO Exercise 2011
Obiettivi
Confrontare tecniche ben consolidate come DCA e
CBMN con metodiche emergenti quali γ-H�AX e
gene expression
Testare le Competenze biodosimetriche dei
laboratori partecipanti
Institutiondicentric
assayCB micronucl.
AssayH2AX DNA repair foci
gene expression
Ghent University, Department of Basic Medical Sciences, Research group: ‘Radiation and DNA repair’, Ghent, Belgium X
Institut de Recherche Biomédical des Armées/ CRSSA, Grenoble, France X X
Life Technologies, Company, Frankfurt, Germany X
Bundeswehr Institute of Radiobiology, Munich, Germany X X X X
Bundesamt für Strahlenschutz, Munich, Germany X X X
Qiagen, Company, Hilden X
Health Protection Agency, Centre for Radiation, Chemical and Environmental Hazards, Chilton, Didcot, Oxon, UK X X X X
Basic Medical Sciences, Center for Applied Nanobioscience and Medicine, College of Medicine Phoenix, University of Arizona, USA X
DxTerity Diagnostics, Company, Rancho Dominguez, California, USA X
Sezione di Istologia e Biologia e Molecolare, Centro Studie Ricerche di Sanita´e Veterinaria, Roma, Italy
X X X X
Defence Research and Development, Ottawa ON, Canada X X
6 6 4 8
2° FASE ESERCITAZIONE:
Stima 10 BLIND SAMPLES (0-6.4Gy)
1° FASE ESERCITAZIONE:
Costruzione curve di calibrazione (Dose Range 0-4 Gy)
Manuale DCA
Automatica DCA
Manuale CBMN
Automatica CNMN
Semiautomatica γ-H�AXGene-expression
E’ stato valutato:• Tempo di arrivo risposta (0.3 giorni γ-H�AX e Gene expression; 2.4 DCA; 4 CBMN)•Accuratezza stima (varianza stima della dose DCA<CBMN<gene expression< γ-H�AX)
ESPERIENZA DEL NOSTRO LABORATORIO
Confronto Intralaboratorio DCA• 3 curve di calibrazione manuale• 1 curva di calibrazione Automatica• Validazione mediante stima di 5 campioni in cieco
Acquisizione di buone
competenze tecniche ed esperienza
Confronto InterAssay DCA/CBMN (manuale e automatico in triage mode)• Validazione mediante stima di 5 campioni in cieco
Confronto Interlaboratorio CBMN(CSRSV e l’Unità di Cancerogenesi Ambientale, Genova)• Stima della dose 5 campioni in cieco• Scoring di 200 cellule per il triage mode
buon livello accuratezza della
dose per entrambi i laboratori;
stime in triage mode abbastanza accurate
a tutte le dosi
Scoring manuale: 30 metafasi o 100 cellule binucleate sufficienti per il
triage in caso di un evento di massa.Scoring automatico: ↓ tempo di risposta↑ capacità di analisi
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