Optimization of semi-automatic dicentric assay for triage dose estimation in case of large-scale radiation emergencies

Autor: Jreije, Antonio
Přispěvatelé: Adlienė, Diana
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Popis: In case of large scale radiation accident, the absorbed dose of potentially exposed individuals should be estimatet as quickly as possible to differentiate individuals with low exposure dose from those requiring urgent medical intervention. Even though the manual dicentric assay is the most validated and widely used assay in biological dosimetry for individual dose estimation, it is laborious and time consuming. Therefore, to increase the throughput of the dicentric assay, the automatic dicentric assay was developed and validated as an accurate method for preliminary dose estimation in recent years. The automatic dicentric assay involve 3 steps: the automatic metaphase finding (Msearch) which is performed using a 10x objective, capturing images of high resolution at 63x magnification (Autocap) and automatic detection of dicentric chromosomes which is validated by a human scorer. In this study, the automatic dicentrics scoring with 63x objective was compared to scoring with 40x in an attempt to increase the throughput of the automatic dicentric assay. Whole blood samples were irradiated with low LET X-Ray at doses between 0 and 5 Gy. After slides preparation, dicentric scoring was performed both automatically (with 63x and 40x objective) and manually (only for doses of 1 and 4 Gy). The time taken to perform each step of the automatic scoring was recorded for analysis of both possibilities. The results indicate that analysis using the 40x objectives lead to a 45% reduction in the total time needed for dicentrics scoring. In addition, the dose effect curves established in the case of the usage of both objectives merge at low doses; however, the dose effect curve for the 40x objective is significantly lower than for the 63x magnification at doses higher than 2 Gy. In addition, the rate of false positive and false negative evaluations was comparable in both cases. The mean false negative rate was 47.7% for scoring with the 40 x objective as compared to 55% for scoring with the 63x objective. Moreover, the same mean false - positve rate was obtained for both objectives (0.11% with 40x objective and 0.1% with 63x objective). In summary, our results show that automatic scoring with 40x objective can support a large-scale sample analysis and decrease the turnaround time of the dicentric assay while maintaining comparable dicentric detection efficiency to the scoring done with the 63x objective.
Įvykus didelei spindulinei avarijai, reikia kiek galima greičiau įvertinti potencialiai apšvitintų asmenų dozę, kad būtų galima atskirti asmenis, kurių apšvita nedidelė, nuo tų, kuriems reikia skubios medicininės pagalbos. Rankinis chromosomų dicentrikų tyrimo metodas yra labiausiai patikimas ir plačiausiai naudojama biologinės dozimetrijos metodas, leidžiantis įvertinti nedideles (mažiausia galima dozė - 0,1 Gy) dozes ir vertinti tiek dalinę, tiek viso kūno apšvitą. Tačiau auksiniu standartu vadinams tyrimas yra sudėtingas ir laikui imlus, todėl nėra efektyvus masinės spindulinės avarijos atveju. Siekiant padidinti dicentrikų tyrimo metodo našumą, buvo sukurtas automatinis dicentrikų tyrimo medodas, kuris pastaraisiais metais buvo patvirtintas tinkamu preliminariam dozės įvertinimui. Be to, atlikus palyginamuosius dozių nustatymo metodų tyrimus tarp skirtingų laboratorijų buvo nustatyta, kad automatinis dicentrikų tyrimo metodas yra priimtinas daugeliui laboratorijų, kas leidžia sukurti laboratorijų tinklą, kurios galėtų teikti viena kitai pagalbą ekstremalių situacijų atveju. Automatinis dicentrinis tyrimas apima 3 etapus: automatinį metafazės nustatymą (Msearch), kuris atliekamas naudojant 10x mikroskopo objektyvą; didelės skiriamosios gebos vaizdų gavimą, naudojant 63x objektyvą (Autocap) ir automatinį dicentrinių chromosomų aptikimą, kurį galutinai patvirtina žmogus. Šiame tyrime automatinis dicentrikų vertinimas naudojant 63x objektyvą buvo lyginamas su dicentrikų vertinimu naudojant 40x objektyvą, siekiant įvertinti pastarojo našumą. Kraujo mėginiai buvo apšvitinti mažo LET (ilginis energijos perdavimas=low energy tranfer) rentgeno spinduliuotės dozėmis nuo 0 iki 5 Gy. Parengtuose bandiniuose dicentrikų skaičiavimas buvo atliktas tiek automatiškai (naudojant 63x ir 40x didinimą), tiek ir rankiniu būdu (tik 1 ir 4 Gy dozėms). Skaičiuojant dicentrikus automatiškai, buvo registruojama vertinimo trukmė, esant 63x ir 40x didinimui. Rezultatai rodo, kad naudojant 40x didinimą vietoje 63x, galima 45% sutrumpinti laiką, reikalingą dicentrikams suskaičiuoti. Be to, dozės atsako kreivės mažų dozių intervale sutapo, o esant dozėms, didesnėms už 2 Gy, dozės atsakas buvo gerokai mažesnis 40x didinimo atveju, lyginant su 63x didinimu. Klaidingų teigiamų ir klaidingų neigiamų vertinimų skaičius buvo panašus abiem atvejais. Vidutinis klaidingų neigiamų vertinimų skaičius naudojant 40x objektyvą sudarė 47,7%, o 63x objektyvo atveju - 55%. Abiejų didinimų atveju gautas toks pats klaidingų teigiamų vertinimų rodiklis: 0,11%, esant 40x didinimui, ir 0,1% - esant 63x didinimui. Apibendrinant galima teigti, jog gauti rezultatai patvirtina galimybę didelės avarijos atveju dicentrikų skaičiavimui panaudoti 40x didinantį objektyvą, ženkliai sutrumpinant vieno bandinio tyrimo laiką ir išlaikant palyginamą su 63x didinimo atveju dicentrikų aptikimo efektyvumą. Tikėtina, kad atlikus visus reikalingus testavimus, šis naujasis automatinis dicentrikų skaičiavimo metodas taps veiksmingu įrankiu vertinant dozes didelės apimties spindulinių avarijų metu.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: