Радиационная катаракта (Radiation Cataract)

Ключевые моменты с первого взгляда

Радиационная катаракта — это катаракта, вызванная воздействием ионизирующего излучения (рентгеновского, гамма-излучения), характеризующаяся задней субкапсулярной катарактой.
МКРЗ в 2012 году снизила пороговую дозу до 0,5 Гр (старый стандарт: 5 Зв при однократном остром облучении для катаракты, вызывающей снижение зрения).
Верхний предел профессионального облучения также был пересмотрен с 150 мЗв в год до среднего 20 мЗв/год за 5 лет (максимум 50 мЗв в год) (рекомендация МКРЗ 2011 г.).
Группы риска включают медицинских работников (интервенции, катетерное лечение и т.д.), пациентов лучевой терапии, работников атомных объектов и космонавтов.
Помутнение начинается с полихромных точечных помутнений и вакуолей в центре задней капсулы, затем прогрессирует до помутнения в форме пончика, а затем в форме тарелки.
Защитные очки (щитки для глаз) из свинцового стекла или акрила являются наиболее надежной мерой профилактики, однако частота их использования в клинической практике низка.
Показанием к операции является диаметр заднекапсульного помутнения более 2 мм с нарушением зрительной функции. Прогноз благоприятный после факоэмульсификации (ФЭК) с имплантацией ИОЛ.

1. Что такое радиационная катаракта?

Радиационная катаракта — это катаракта, вызванная воздействием ионизирующего излучения, такого как рентгеновские и гамма-лучи. Характерна задняя субкапсулярная катаракта, но также сообщается о возникновении кортикальной катаракты. Известно, что облучение глаз вызывает катаракту, и стало очевидно, что даже низкие дозы облучения повышают долгосрочный риск катаракты. Ионизирующее излучение, как в низких, так и в высоких дозах, является установленным фактором риска (доказанной причиной) кортикальной, задней субкапсулярной и смешанной катаракты ¹⁾.

Воздействие низких доз радиации, например, у аварийных работников на атомных электростанциях, профессиональное облучение медицинских работников, а также медицинское облучение при КТ, в долгосрочной перспективе также представляет риск развития катаракты.

Группы риска

Группы с высоким риском радиационной катаракты перечислены ниже.

Пациенты, прошедшие лучевую терапию: лица, получившие облучение области глаза по поводу рака головы и шеи, опухоли глаза или внутричерепной опухоли.
Медицинские работники: лица, профессионально работающие с радиацией, например, операторы катетеризации, интервенционной радиологии (IVR), КТ.
Работники атомных объектов : включая аварийных работников при авариях на АЭС
Космонавты: воздействие космического излучения (высокоэнергетического корпускулярного излучения) при пребывании на Международной космической станции (МКС) и т.д.

Риск катаракты у интервенционных кардиологов и персонала катетеризационных лабораторий значительно повышен, согласно систематическому обзору и мета-анализу³⁾. Крупное когортное исследование американских радиологов также показало повышение риска катаракты при профессиональном облучении относительно низкими дозами^5,6).

Исторический пересмотр пороговой дозы

Пороговая доза для радиационной катаракты была значительно снижена благодаря накоплению недавних эпидемиологических исследований. Ниже приведены старые и новые стандарты.

Стандарт	Условия облучения	Катаракта, вызывающая снижение зрения	Легкая катаракта
Старый стандарт (до 2007 г.)	Однократное острое	5 Зв	0,5–2 Зв
Старый стандарт (до 2007 г.)	Многократное хроническое	8 Зв	5 Зв
Пересмотр МКРЗ 2012 г.	Единый для острого, фракционированного, пролонгированного и хронического облучения	0,5 Гр	—

МКРЗ (Международная комиссия по радиационной защите) в 2012 году определила пороговую дозу как дозу, при которой через 20 лет и более после облучения у 1% облученной популяции развивается катаракта, нарушающая зрение, и установила ее на уровне 0,5 Гр. Эта доза едина независимо от формы облучения (острое, фракционированное, пролонгированное, хроническое), и считается, что пороговая доза не связана с тяжестью.

Предел профессионального облучения глаз также был пересмотрен. С прежних 150 мЗв в год он был снижен до среднего 20 мЗв/год за 5 лет (не превышая 50 мЗв за один год) в соответствии с рекомендацией МКРЗ 2011 года.

Q Может ли развиться катаракта при низких дозах радиации?

Даже при низких дозах облучения долгосрочный риск катаракты повышается. В 2012 году МКРЗ снизила пороговую дозу до 0,5 Гр, что значительно строже старого стандарта (5 Зв однократного острого облучения для катаракты, вызывающей потерю зрения). В когортном исследовании американских рентгенолаборантов также было показано повышение риска катаракты при профессиональном облучении относительно низкими дозами ⁶⁾. Следует считать, что низкие дозы радиации ускоряют возрастные изменения хрусталика.

2. Основные симптомы и клинические признаки

Субъективные симптомы

Основные субъективные симптомы радиационной катаракты перечислены ниже.

Снижение остроты зрения: так как заднекапсулярное помутнение возникает на зрительной оси, оно относительно рано влияет на зрительную функцию.
Фотофобия (светобоязнь) : вызвана рассеиванием света из-за заднекапсулярного помутнения
Снижение контрастной чувствительности : контрастная чувствительность может быть значительно снижена даже на стадии относительно хорошего зрения
Медленное ухудшение зрения : при низких дозах и длительном течении прогрессирует незаметно

Клинические признаки (стадии прогрессирования помутнения)

Радиационное помутнение хрусталика вызывает мелкие разноцветные точечные помутнения и вакуоли в центре задней капсулы, которые постепенно расширяются и прогрессируют следующим образом.

Начальная стадия (микропомутнение)

Точечные помутнения и вакуоли : В центре задней капсулы появляются мелкие разноцветные точечные помутнения и вакуоли.

Водяные щели : Водяные щели из-за расхождения Y-образного шва. Могут появляться на этой стадии.

Прогрессирующая стадия

Пятнистые и зернистые помутнения : Точечные помутнения расширяются и сливаются, под задней капсулой распространяются пятнистые и зернистые помутнения.

Дальнейшее прогрессирование

Помутнение задней капсулы в форме пончика : Помутнение задней капсулы в форме пончика с относительно прозрачным центром.

Высокоразвитая стадия

Блюдцеобразное помутнение: Формируется блюдцеобразное помутнение, состоящее из двух слоев пленчатого помутнения (переднего и заднего). Это приводит к выраженному снижению зрительной функции.

Дифференциальная диагностика с возрастной катарактой и стероидной катарактой

Типичная радиационная катаракта при высоком облучении имеет форму помутнения, значительно отличающуюся от возрастной или стероидной катаракты, поэтому дифференциация относительно проста.

С другой стороны, радиационная катаракта при низкодозовом облучении прогрессирует крайне медленно. Чем ниже доза, тем дольше период до появления (десятилетия), и добавляются возрастные изменения, что затрудняет оценку. Поскольку возрастная катаракта также вызывает вакуоли, заднекапсулярное помутнение, водные щели и поверхностное кортикальное помутнение, непросто определить, вызвано ли помутнение в возрастном хрусталике радиационным облучением.

Q Как отличить радиационную катаракту от возрастной катаракты?

При типичных случаях после облучения в высоких дозах дифференциальная диагностика относительно проста благодаря характерной схеме прогрессирования: полихромные мелкоточечные помутнения → пончикообразное → блюдцеобразное заднекапсулярное помутнение. При облучении в низких дозах изменения медленные и перекрываются с возрастными изменениями, поэтому для дифференциации необходим детальный сбор анамнеза облучения (доза, продолжительность, причина).

3. Причины и факторы риска

Виды излучения и источники облучения

Рентгеновское и гамма-излучение : ионизирующее излучение от медицинских источников (рентгеноскопия, КТ, лучевая терапия) или атомных объектов
Профессиональное облучение (медицинский персонал) : хроническое облучение в низких дозах при катетерных вмешательствах, ИВР, работе на КТ
Медицинское облучение (пациенты) : КТ-исследования, лучевая терапия (облучение опухолей головы и шеи, глазных опухолей, внутричерепных опухолей)
Космические лучи: высокоэнергетическое корпускулярное излучение, которому подвергаются космонавты на МКС и т.д.

Связь между радиацией и типом катаракты

Ионизирующее излучение является установленным фактором риска для всех следующих типов катаракты¹⁾.

Тип катаракты	Связь с радиацией
Кортикальная катаракта	Ионизирующее излучение (низкие и высокие дозы)
Задняя субкапсулярная катаракта	Ионизирующее излучение (низкие и высокие дозы)
Смешанная катаракта	Ионизирующее излучение (низкие и высокие дозы)

Эпидемиологические данные

После трансплантации гемопоэтических стволовых клеток: был проведен мета-регрессионный анализ развития радиационной катаракты после тотального облучения тела (ТОТ), подтвердивший зависимость доза-эффект²⁾
После тотального облучения тела: Сообщается, что использование стероидов и реакция «трансплантат против хозяина» (РТПХ) участвуют в развитии катаракты после однократного облучения⁷⁾
Интервенционные кардиологи и персонал катетеризационной лаборатории: Систематический обзор и мета-анализ показывают значительное повышение риска катаракты³⁾
Когорта американских радиологов-техников: Профессиональное облучение повышает риск катаракты даже при относительно низких дозах^5,6)

4. Диагностика и методы обследования

Ключевые моменты диагностики

Диагноз радиационной катаракты ставится на основании сочетания характерного помутнения и анамнеза облучения.

Детальный сбор анамнеза облучения : наиболее важно подтвердить дозу облучения, продолжительность и причину (профессия, история лечения).
Биомикроскопия с щелевой лампой : оценить морфологию (в виде пончика или диска), протяженность и прогрессирование заднекапсулярного помутнения.
Метод прямого освещения (direct illumination) : полезен для выявления заднекапсулярных помутнений, вакуолей и водяных щелей.
Оценка зрительных функций : ранняя оценка не только остроты зрения, но и снижения контрастной чувствительности.

Классификационные критерии помутнений по ICRP

ICRP (2012) определяет радиационно-индуцированные помутнения хрусталика в следующих двух категориях, используемых для установления пороговой дозы.

Микро-помутнение: изменения, такие как вакуоли, не влияющие на зрительную функцию
Катаракта, нарушающая зрение : катаракта, влияющая на зрительную функцию (используется в определении пороговой дозы 0,5 Гр)

Дифференциальная диагностика

Возрастная катаракта (задняя субкапсулярная): Морфология сходна с радиационной катарактой, но прогрессирование от разноцветных мелкоточечных помутнений до формы пончика, а затем до формы блюдца характерно для радиационной катаракты. При низких дозах и длительном течении дифференциация затруднена.
Стероидная катаракта : проявляется как задняя субкапсулярная катаракта, но форма помутнения отличается от радиационной катаракты. Необходимо проверить как историю применения стероидов, так и историю облучения.

Q Нужно ли специальное обследование для диагностики радиационной катаракты?

Специальные методы исследования не требуются; диагноз ставится при обычном осмотре с помощью щелевой лампы (особенно методом просвечивания). Детальный сбор анамнеза облучения является наиболее важной информацией; необходимо обязательно уточнить дозу, продолжительность и причину облучения. В случаях, когда дифференциация с возрастными изменениями затруднена, сам анамнез облучения становится решающим фактором для постановки диагноза.

5. Стандартное лечение

Профилактика

При радиационной катаракте наиболее важной мерой является профилактика.

Защитные очки (щитки для глаз) из свинцового стекла или свинецсодержащего акрила очень эффективны для профилактики радиационной катаракты.
Медицинские работники должны всегда носить защитные очки при катетерных процедурах, интервенционной радиологии и КТ.
Соблюдайте рекомендации МКРЗ 2011 года (среднее 20 мЗв/год за 5 лет, максимум 50 мЗв/год) и управляйте дозами облучения.
Использование средств защиты также рекомендуется для пациентов, проходящих исследования с высокой дозой облучения глаз.

Использование защитных очков из свинцового стекла или свинцового акрила (глазной щиток) является наиболее надежной мерой профилактики. Однако частота их использования в клинической практике низка. Рекомендуется обеспечить их обязательное использование медицинскими работниками и пациентами при исследованиях с высокой дозой облучения глаз. Использование радиационных защитных экранов и свинцовых очков считается эффективным ⁸⁾. Соблюдение пределов профессионального облучения на основе рекомендаций МКРЗ 2011 года также является важной профилактической мерой для управления дозами.

Хирургическое лечение

При радиационной катаракте, вызвавшей нарушение зрения, проводится стандартная операция по удалению катаракты.

Показания к операции: Когда диаметр задней субкапсулярной помутнения превышает 2 мм, зрительная функция ухудшается, и требуется хирургическое вмешательство.
Метод операции: Факоэмульсификация и аспирация (ФЭА) + имплантация интраокулярной линзы (ИОЛ).
Послеоперационный прогноз: Ожидается хорошее восстановление зрения, аналогичное таковому после операции по поводу возрастной катаракты.

Радиационная катаракта характеризуется задним субкапсулярным помутнением, которое возникает на зрительной оси, поэтому относительно рано приводит к нарушению зрительной функции. Когда диаметр помутнения достигает 2 мм и более, контрастная чувствительность значительно снижается, поэтому важно проводить детальную оценку зрительной функции даже на стадии относительно хорошей остроты зрения. При принятии решения о показаниях к операции следует учитывать не только остроту зрения, но и контрастную чувствительность.

Q Можно ли вылечить радиационную катаракту с помощью операции?

При радиационной катаракте, вызывающей нарушение зрения, эффективна стандартная факоэмульсификация (ФЭК) с имплантацией ИОЛ, и послеоперационный прогноз так же благоприятен, как после возрастной катаракты. Показанием к операции является заднекапсулярное помутнение диаметром более 2 мм, приводящее к снижению зрительных функций. В случаях облучения в низких дозах от начала заболевания до операции часто проходит длительное время, но результаты операции не отличаются от других заднекапсулярных катаракт.

6. Патофизиология и подробный механизм развития

Повреждение эпителиальных клеток хрусталика радиацией

Хрусталик является очень радиочувствительной тканью. Механизм его развития понимается следующим образом.

Эпителиальные клетки хрусталика в экваториальной зоне (герминативной зоне) с высокой митотической активностью подвергаются радиационному облучению.
Внутри клеток образуются свободные радикалы, вызывающие повреждение ДНК.
Вызывает структурные изменения белков хрусталика (кристаллинов)
Поврежденные эпителиальные клетки и ядросодержащие волокна хрусталика дегенерируют и мигрируют кзади
Проникновение к центру задней капсулы вызывает помутнение

Радиационное облучение приводит к образованию свободных радикалов в клетках герминативной зоны и волокнистых клетках, вызывая повреждение клеток. В результате поврежденные клетки экватора хрусталика мигрируют к задней капсуле, что приводит к снижению прозрачности субкапсулярных волокон хрусталика и агрегации кристаллинов, вызывая задний субкапсулярный катаракту.

Роль герминативной зоны

Генетическое повреждение герминативной зоны вследствие радиационного облучения является необходимым условием для развития катаракты. Даже если хрусталик подвергается облучению, а герминативная зона защищена экраном, радиационная катаракта не возникает. Это является теоретическим обоснованием эффективности защиты глаз с помощью свинцовых защитных очков для профилактики.

Связь доза-эффект и латентный период

Мета-регрессионный анализ режимов трансплантации гемопоэтических стволовых клеток подтвердил зависимость доза-эффект для радиационной катаракты ²⁾. В обновленном обзоре влияния ионизирующего излучения на глаз также сообщается о последствиях низкодозового облучения, и понимание связи с дозой продолжает углубляться ⁴⁾.

Радиационная катаракта не развивается сразу после облучения. Чем ниже доза, тем длиннее латентный период до развития, который может составлять десятилетия. После развития она постепенно прогрессирует с возрастом. Воздействие низких доз радиации следует интерпретировать как ускоряющее возрастные изменения хрусталика.

7. Новейшие исследования и перспективы на будущее

Дискуссия о пороговой дозе

Продолжаются дискуссии о том, существует ли пороговая доза для радиационной катаракты или зависимость доза-эффект является линейной (модель без порога, LNT). Проводятся постоянные исследования, включая оценку обоснованности значения 0,5 Гр, предложенного МКРЗ ⁴⁾. В ходе непрерывного обзора воздействия ионизирующего излучения на глаз проводится переоценка пороговой дозы.

Долгосрочное исследование профессионального облучения

Когортное исследование радиологов США (US Radiologic Technologists study) отслеживает долгосрочную связь между профессиональным облучением и риском катаракты. Было показано, что даже относительно низкие дозы профессионального облучения повышают риск катаракты, что используется для оценки адекватности текущих пределов профессионального облучения ^5,6).

Распространение средств радиационной защиты

Несмотря на доказанную эффективность свинцовых защитных очков, уровень их использования в клинической практике остается низким. Проблемами являются программы обучения и повышения осведомленности для увеличения использования, а также разработка более удобных средств защиты.

Исследование биомаркеров для дифференциации радиационной катаракты и возрастной катаракты

Поиск биомаркеров и методов лучевой диагностики для дифференциации радиационной катаракты после низкодозового облучения и возрастной катаракты находится на стадии исследования. Если будут идентифицированы специфические биомаркеры, ожидается их применение для дифференциации в случаях с неизвестным анамнезом облучения.

8. Список литературы

Ainsbury EA, Bouffler SD, Dörr W, et al. Radiation cataractogenesis: A review of recent studies. Radiat Res. 2009;172:1-9.
Hall MD, Schultheiss TE, Smith DD, et al. Dose response for radiation cataractogenesis: A meta-regression of hematopoietic stem cell transplantation regimens. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2015;91:22-29.
Elmaraezy A, Ebraheem Morra M, Tarek Mohammed A, et al. Risk of cataract among interventional cardiologists and catheterization lab staff: A systematic review and meta-analysis. Catheter Cardiovasc Interv. 2017;90:1-9.
Hamada N, Azizova TV, Little MP. An update on effects of ionizing radiation exposure on the eye. Br J Radiol. 2019:20190829.
Little MP, Kitahara CM, Cahoon EK, et al. Occupational radiation exposure and risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Eur J Epidemiol. 2018;33:1179-1191.
Little MP, Cahoon EK, Kitahara CM, et al. Occupational radiation exposure and excess additive risk of cataract incidence in a cohort of US radiologic technologists. Occup Environ Med. 2020;77:1-8.
Hamon MD, Gale RF, Macdonald ID, et al. Incidence of cataracts after single fraction total body irradiation: The role of steroids and graft versus host disease. Bone Marrow Transplant. 1993;12:233-236.
AAO Cataract and Anterior Segment Panel. Cataract in the Adult Eye PPP 2021. American Academy of Ophthalmology. November 2021.