Jodiumprofylaxe bij nucleaire rampen ter voorkoming van stralingsschade
Open

Richtlijnen
26-08-2003
S.V. Frankfort, J.C. Roos en E.J.F. Franssen

- Sinds de aanslagen op de Twin Towers in New York van 11 september 2001 wordt, voornamelijk buiten Nederland, de aandacht gevestigd op eventuele terroristische aanslagen op nucleaire doelen.

- Jodium is een eenvoudig en effectief middel ter voorkoming van een gedeelte van de stralingsschade na een nucleaire ramp.

- Niet-radioactief (stabiel) jodium speelt een belangrijke rol in het blokkeren van de opname van radioactief jodium door de schildklier, indien dit zo spoedig mogelijk na het nucleaire ongeval wordt toegediend.

- Profylaxe met 100 mg niet-radioactief jodide heeft een minimale toxiciteit.

- Voorwaarde voor een goede jodiumprofylaxe is een goede regulering van de distributie door de overheid. In ziekenhuizen en bij de overheid dienen deugdelijke en voldoende bekende protocollen aanwezig te zijn.

Na de aanslagen op de Twin Towers in New York van 11 september 2001 wordt, voornamelijk buiten Nederland, de aandacht gevestigd op eventuele terroristische aanslagen op nucleaire doelen. Ter illustratie: op het 49e congres van de Society of Nuclear Medicine werd een dag gewijd aan het onderwerp ‘Hospital preparedness for events involving radioactive materials’.1 In het kader van aanslagen op ‘nucleaire doelen’ is het belangrijk om het beleid omtrent en de achtergronden van jodiumprofylaxe te kennen.

Er is in de afgelopen tijd een aantal artikelen verschenen die gewijd zijn aan de incidentie van schildklierkanker ten gevolge van de nucleaire ramp bij Tsjernobyl op 26 april 1986,2-4 en aan mogelijke nucleaire rampscenario's en de handelswijze in geval van een nucleaire ramp.5 Het profylactisch toedienen van jodium kort vóór of na een nucleaire ramp speelt een belangrijke rol ter voorkoming van een gedeelte van de nucleaire schade.6

Bij een kernongeval komen diverse radioactieve verbindingen, waaronder jodium, vrij.3 5 Maatregelen dienen te worden getroffen, opdat radioactief jodium niet in de schildklier wordt opgenomen. Jodiumprofylaxe, bijvoorbeeld in de vorm van druppels, is daarbij van groot belang. Indien kort vóór of binnen een aantal uren na de nucleaire ramp niet-radioactief (stabiel) jodium wordt toegediend, kan grotendeels of gedeeltelijk worden voorkomen dat het radioactieve jodium wordt opgenomen en dat er (blijvende) schade ontstaat.6

In dit artikel beschrijven wij de effecten van radioactief jodium op de schildklier en de bijbehorende profylactische maatregelen.

inwendige besmetting met radioactief jodium

Naar aanleiding van de nucleaire ramp in april 1986 is in de wijde omgeving van Tsjernobyl onderzoek uitgevoerd naar de stralingsschade ten gevolge van deze ramp. In het algemeen komt een wolk van radioactieve verbindingen vrij, waaronder jodium-131, caesium-134, caesium-137 en strontium-90.2 Bij de Tsjernobyl-ramp kwam een wolk vrij die voor ongeveer eenderde bestond uit jodium.3 Zo'n wolk zorgt voor externe straling en slaat op een gegeven moment neer op de grond, de kleding en de huid. Daarnaast zorgt jodium voor interne straling, indien het opgenomen wordt door het lichaam en in de schildklier wordt verwerkt. Opname vindt plaats door inhalatie van gecontamineerde lucht of ingestie van gecontamineerd(e) voedsel en melk.

In de directe nabijheid van de plek van de ramp kunnen grote doses straling door de schildklier worden opgenomen. Deze grote doses, > 5 Gy, kunnen deterministische effecten zoals hypothyreoïdie of acute thyreoiditis tot gevolg hebben. Dit zijn effecten waarbij er een drempelwaarde is waarboven de ernst van het effect evenredig is met de dosis. Daarnaast kunnen stochastische effecten, zoals schildklierkanker, ook tot op grote afstand van de plek van de ramp voorkomen. Dit zijn effecten waarbij er geen drempelwaarde is en de ernst van het effect onafhankelijk van de dosis is. De ervaring van Tsjernobyl leert dat tot op een afstand van 500 km de incidentie van schildklierkanker kan stijgen.7

epidemiologie

Geslacht en leeftijd vormen twee belangrijke variabelen met betrekking tot stralingsgeïnduceerde schildklierkanker. Bij vrouwen is de incidentie hoger en een omgekeerd evenredige relatie met leeftijd lijkt evident. Het weefsel van de schildklier bij jongeren kan een grotere hoeveelheid radioactief jodium opnemen. Daarnaast is de metabole snelheid van schildklierhormoon bij jongeren kleiner dan bij ouderen, waardoor het radioactieve jodium langer in de schildklier verblijft.8

In de Oekraïne is een 5-voudige toename beschreven van het aantal kinderen met schildklierkanker in 1992 ten opzichte van het aantal in 1986.9 Tot 1998 bleef de incidentie van schildklierkanker bij kinderen stijgen in de regio rondom Tsjernobyl.10 Duidelijk werd dat de tumoren agressief zijn en een ongewoon korte latentietijd hebben. Ze komen voornamelijk voor bij jongeren die niet ouder zijn dan 15 jaar en vooral bij kinderen die op het moment van de ramp jonger dan 5 jaar oud waren.2 Naar aanleiding van beschrijvende en analytische epidemiologische studies is er bewijs voor de relatie tussen blootstelling aan straling en schildklierkanker bij kinderen.2 3 De kans op schildklierkanker is voor jongeren 1,3 per Gy.11 Voor volwassenen is deze relatie niet eenduidig vast te stellen, mogelijk omdat de schildklier van volwassenen minder gevoelig is voor straling.2

kinetiek, effectiviteit en toxiciteit

Indien radioactief jodium via ingestie in het lichaam wordt opgenomen, is binnen een periode van maximaal 2 uur de opname compleet.6 Inhalatie is in het geval van een nucleair ongeval de belangrijkste primaire blootstelling. Opname in de bloedstroom duurt slechts enkele seconden. Opname in de schildklier is afhankelijk van de plasmajodideconcentratie en de thyreoïdklaring. De thyreoïdklaring wordt bepaald door het volume en de activiteit van de schildklier.6 Bij een lage reguliere inname van jodium is de thyreoïddosis gedurende blootstelling aan radioactief jodium verhoogd.6

In het algemeen is de opname in de schildklier hoger bij adolescenten dan bij volwassenen.6 Vanaf de 22e week van de zwangerschap wordt jodideopname in het foetale thyreoïd tevens belangrijk. Indien de moeder wordt blootgesteld aan radioactief jodium, neemt de concentratie van radioactief jodium voornamelijk in het foetale thyreoïd toe.6

De werking van stabiel jodium berust op saturatie en isotopenverdunning op het niveau van het actieve jodidetransportsysteem in het thyreoïd. Daarnaast vinden inhibitie van jodideorganificatie (inbouw van jodide in thyreoglobuline) en hormoonsynthese plaats.6

Blokkade van opname van radioactief jodium in de schildklier is ten eerste gerelateerd aan de hoeveelheid stabiel jodium die wordt toegediend. Ten tweede is het tijdstip van toedienen in relatie tot het tijdstip van de ramp of het in aanraking komen met de wolk van groot belang.6 Een dosis van 100 mg jodide leidt tot voldoende blokkade van de opname. Hogere doses bleken geen verbetering ten aanzien van de ‘afgewende’ radioactieve dosis te geven.6 Het optimale tijdstip van toedienen is één uur vóór blootstelling aan radioactief jodium. Inname van stabiel jodium, in de vorm van een eenmalige dosering kaliumjodide, tegelijkertijd met blootstelling aan radioactief jodium leidt tot een blokkade van 98 van de thyreoïddosis, terwijl inname 3 uur na de blootstelling leidt tot een blokkade van 60.6 Bij een te vroege toediening van slechts één gift stabiel jodium kan het profylactische effect onvoldoende zijn. Zo is het beschermende effect van een eenmalige dosis van 100 mg kaliumjodide verminderd tot 78 wanneer de blootstelling 48 uur na inname plaatsvindt en dit daalt zelfs tot 25 wanneer de blootstelling 72 uur na inname plaatsvindt. In deze gevallen kan aanvullend gedurende een aantal dagen 20 mg kaliumjodide per dag ter preventie van opname worden gedoseerd.6

Toxiciteit.

Bijwerkingen als gevolg van kaliumjodide kunnen zijn een geïnduceerde hypo- of hyperthyreoïdie, en niet-thyreoïdale effecten. Hyperthyreoïdie kan voorkomen bij patiënten met normaliter een lage jodide-inname, als gevolg van de plotselinge overdosering met jodide. Bij patiënten met hartfalen of coronaire insufficiëntie kan hyperthyreoïdie ernstige cardiale consequenties teweegbrengen.

Bij een overschot jodide treedt het Wolff-Chaikoff-effect op: bij toenemende doses jodide is er een afnemende opbrengst van georganificeerd jodium.12 Er ontstaat een jodidegeïnduceerde hypothyreoïdie als 24-48 uur na het jodideoverschot de jodideorganificatie niet opnieuw in werking treedt. Dit wordt voornamelijk gezien bij neonaten en bovendien zijn zij extra gevoelig voor dit effect vanwege lage jodidespiegels in het thyreoïd en doordat bij hen het jodideopnamereguleringssysteem nog niet volledig is ontwikkeld.

Daarnaast kunnen allergische en anafylactische reacties optreden.6

Ten tijde van de Tsjernobyl-ramp vond in Polen profylaxe met stabiel jodium plaats. Bij 3214 pasgeborenen werd onderzoek gedaan naar de gevolgen van jodiumprofylaxe, in de vorm van 15 mg kaliumjodide. Bij 12 (0,37) van hen werd een aantoonbare hypothyreoïdie geconstateerd. Deze abnormaliteit verdween spontaan na 16-20 dagen na de geboorte.13 Tevens bleek dat 2 van de 5061 volwassenen een allergische reactie hadden, die tot uiting kwam in de vorm van bronchospasmen.6

preparaten en doseringen

Jodium ter preventie van opname van radioactief jodium kan in de vorm van een aantal substanties worden toegediend: kaliumjodide, kaliumjodaat en natriumjodide. In het Verenigd Koninkrijk wordt kaliumjodaat gebruikt, in tegenstelling tot de overige gedeelten van Europa, waar voornamelijk van kaliumjodide gebruik wordt gemaakt.11 Daarnaast interfereert perchloraat met de opname van radioactief jodium in de schildklier en heeft het daardoor een profylactische werking.12

Een aantal verschillende jodiumpreparaten kan onderscheiden worden. Er zijn gestandaardiseerde preparaten volgens het Formularium der Nederlandse Apothekers (FNA) beschikbaar, waaronder kaliumjodidebevattende solutio Lugoli fortior (sterke waterige jooddruppels) en de natriumjodidebevattende alcoholische 1-joodoplossing (pagina 255-6 respectievelijk 81-4).14 In het verleden was tevens een gestandaardiseerd voorschrift voor kaliumjodidecapsules 100 mg aanwezig.15 Voordelen van gestandaardiseerde preparaten zijn een bekende houdbaarheidstermijn, een bekende en nauwkeurige concentratie van werkzame stof en de beantwoording aan kwaliteitseisen zoals die gesteld worden in de diverse farmacopees.

Solutio Lugoli fortior heeft een concentratie van 132 mg kaliumjodide per ml. Een hoeveelheid van 1 ml van deze oplossing komt overeen met de eenmalige dosering voor een volwassene. Tevens heeft deze oplossing een groot voordeel bij het doseren van kinderen en neonaten. Het delen van tabletten leidt bij deze populaties tot onnauwkeurigheid in de dosering. Het nadeel van dit preparaat schuilt in de beperkte houdbaarheid van 6 maanden.14

De alcoholische joodoplossing is gedurende 36 maanden houdbaar. Deze wordt echter voornamelijk gebruikt als desinfectans op de huid.14 Kaliumjodide als vaste stof is een hygroscopische substantie en trekt vocht uit de omgeving aan.16

Kaliumjodide is in Nederland geen officieel geregistreerd geneesmiddel voor de indicatie ‘profylaxe bij nucleaire ongevallen’. In de Verenigde Staten is, door onder andere de Food and Drug Administration (FDA), het gebruik van kaliumjodide tijdens noodsituaties toegelaten en is dit verkrijgbaar via internet.5 In de United States pharmacopoeia (USP) zijn kaliumjodidetabletten opgenomen.17 Via internet zijn kaliumjodidetabletten verkrijgbaar waarvan geclaimd wordt dat deze een houdbaarheid van ongeveer 11 jaar na productie bezitten, net als de tabletten die zijn beschreven in de USP. Via internet zijn tevens kaliumjodaattabletten verkrijgbaar (Long term stability of stocked potassium iodide (KI)?: www.ki4u.com/FAQ-part-2.htm). De eisen die aan deze tabletten moeten worden gesteld, zijn eenduidig in de British pharmacopoeia beschreven.18 In Nederland zijn kaliumjodide- en kaliumjodaattabletten niet verkrijgbaar via de reguliere kanalen. Een van de nadelen van deze via internet aangekochte tabletten is dat de kwaliteit en houdbaarheid niet zijn gegarandeerd. In tabel 1 worden voor de diverse middelen de voor- en nadelen met betrekking tot werking, logistiek, houdbaarheid en doseerbaarheid weergegeven.12 19

In tabel 2 zijn de eenmalige doseringen en interventieniveaus weergegeven voor meerdere leeftijds- en populatiegroepen.7 Het interventieniveau wordt gedefinieerd als de dosis aan radioactieve straling die gespaard wordt door het toedienen van kaliumjodide. In de praktijk wordt echter tevens gebruikgemaakt van leeftijd; indien ouder dan 1 jaar wordt 100 mg jodide geadviseerd en indien jonger 50 mg.1 Ten tijde van de Tsjernobyl-ramp werd in Polen aan kinderen jonger dan 5 jaar 50 mg kaliumjodide geadviseerd, overeenkomend met 38 mg jodide.13 Voor ouderen wegen de voordelen van jodiumprofylaxe alleen op tegen de nadelen indien de stralingsbelasting groter dan 5 Gy is. Deze hoge stralingsdosis wordt normaliter alleen in de directe nabijheid van het ongeval bereikt. Op grotere afstand van de bron wordt in het algemeen geen profylaxe aan personen ouder dan 40 jaar geadviseerd.7

Omdat jongeren onder de 18 jaar en de ongeboren vrucht gevoelig zijn voor radioactief jodium, wegen de nadelen in de vorm van jodiumtoxiciteit niet op tegen de voordelen. Daarom wordt bij hen jodiumprofylaxe geadviseerd bij een relatief kleine stralingsbelasting.7

rol van ziekenhuizen

Ziekenhuizen spelen een belangrijke rol bij de opvang en de behandeling van slachtoffers, zeker indien het een traumacentrum betreft. Het is noodzakelijk dat de ziekenhuisapotheek kan voorzien in de jodiumprofylaxe van binnengebrachte slachtoffers, eventuele familieleden en de eigen medewerkers die op het moment van de ramp in het ziekenhuis werkzaam zijn. In het kader van de Arbo-wetgeving dient het ziekenhuis zorg te dragen voor de veiligheid van het personeel, ook indien het naar de directe omgeving van de ramp toegaat.

Het is belangrijk dat elk ziekenhuis zorgdraagt voor een adequate voorraad kaliumjodide of -jodaat. Daarnaast dient er een deugdelijk en voldoende bekend protocol in het ziekenhuis aanwezig te zijn. Dit protocol dient up-to-date gehouden te worden volgens de geldende normen en regelgeving.

conclusie

De ervaring van Tsjernobyl heeft meer duidelijkheid gebracht in de relatie tussen schildklierkanker en blootstelling aan radioactief jodium bij diverse populaties. Evident is de relatie tussen stralingsdosis en de gevolgen bij jongeren, terwijl deze relatie bij volwassenen niet bewezen lijkt.

De gemakkelijke weg van radioactief jodium, opgenomen via inhalatie, naar de schildklier is een grote zorg met betrekking tot de interne radiatie die hiervan het gevolg is. In dat opzicht is jodiumprofylaxe ter bescherming van de schildklier bij personen tot 40 jaar van groot belang. Optimaal is een dosis van 100 mg jodide één uur voor het plaatsvinden van de ramp of het óverkomen van de wolk. Tot drie uur na het ongeval heeft inname van stabiel jodium een (gedeeltelijk) beschermende werking. Profylaxe met stabiel jodium kan eenderde van de stralingsgevolgen voorkomen, terwijl de toxiciteit ervan minimaal is.

Het is van groot belang om paniek te voorkomen. De voorraad jodiumprofylactica in de vorm van kaliumjodide of -jodaat in de ziekenhuisapotheek moet voldoende zijn om binnengebrachte slachtoffers en de medewerkers van het ziekenhuis te kunnen voorzien.

De overheid is verantwoordelijk voor de jodiumdistributie en jodiumprofylaxe van de Nederlandse bevolking.20 Zij beschikt over ongeveer 43 miljoen tabletten kaliumjodaat, die op een centrale opslagplaats op voorraad worden gehouden. De tabletten zijn verpakt in doordrukstrips van 10 tabletten met een sterkte van 170 mg en hebben een houdbaarheid van 5 jaar, die daarna eventueel verlengd kan worden op basis van hertesten. Op dit moment wordt door de overheid een distributieplan voor de kaliumjodaattabletten ontwikkeld. Vervolgens kan de voorgenomen decentrale opslag van de tabletten worden gestart en kan de toediening ervan in de rampenplannen worden opgenomen.

Kortom, jodiumprofylaxe is een eenvoudig en effectief middel ter voorkoming van een gedeelte van de nucleaire schade. Voorwaarde is echter een goede regulering van de distributie van de jodiumprofylactica door de overheid, de aanwezigheid van voldoende jodiumprofylactica in de ziekenhuisapotheek en goede protocollen, zowel in het ziekenhuis als bij de overheid.

Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld.

Literatuur

  1. Royal HD. Hospital preparedness for events involvingradioactive materials. 49th annual meeting, Los Angeles, 2002. Los Angeles:Society of Nuclear Medicine; 2002. p. 254-73.

  2. Moysich KB, Menezes RJ, Michalek AM. Chernobyl-relatedionising radiation exposure and cancer risk. Lancet Oncol2002;3:269-79.

  3. Shibata Y, Yamashita S, Masyakin VB, Panasyuk GD, NagatakiS. 15 years after Chernobyl. Lancet 2001;358:1965-6.

  4. Hindie E, Leenhardt L, Vitaux F, Colas-Linhart N,Grosclaude P, Galle P, et al. Non-medical exposure to radioiodines andthyroid cancer. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2002;29 Suppl2:S497-512.

  5. Mettler jr FA, Voelz GL. Major radiation exposure –what to expect and how to respond. N Engl J Med 2002;346:1554-61.

  6. Verger P, Aurengo A, Geoffroy B, le Guen B. Iodinekinetics and effectiveness of stable iodine prophylaxis after intake ofradioactive iodine: a review. Thyroid 2001;11:353-60.

  7. World Health Organization (WHO). Guidelines foriodineprophylaxis following nuclear accidents; update 1999. Genève:WHO; 1999.

  8. Baverstock KF. Thyroid cancer in children in Belarus afterChernobyl. World Health Stat Q 1993;46:204-8.

  9. Likhtarev IA, Sobolev BG, Kairo IA, Tronko ND, BogdanovaTI, Oleinic VA, et al. Thyroid cancer in the Ukraine. Nature1995;375:365.

  10. United Nations Scientific Committee on the effects ofatomic radiation. Sources, effects and risks of ionizing radiation, 2000.Report to the General Assembly. New York: United Nations; 2000.

  11. 2nd UK Working Group on stable iodine prophylaxis. Stableiodine prophylaxis. Eur J Nucl Med 2001;28:1880.

  12. Wetenschappelijk Instituut Nederlandse Apothekers(WINAp). Informatorium medicamentorum. Den Haag: WINAp; 2000. p.909-11.

  13. Nauman J, Wolff J. Iodide prophylaxis in Poland after theChernobyl reactor accident: benefits and risks. Am J Med1993;94:524-32.

  14. Koninklijke Nederlandse Maatschappij ter Bevordering derPharmacie (KNMP). Formularium der Nederlandse Apothekers. Den Haag: KNMP;1999.

  15. Koninklijke Nederlandse Maatschappij ter Bevordering derPharmacie (KNMP). Formularium der Nederlandse Apothekers. Den Haag: KNMP;1971. G15.

  16. Reynolds JEF, editor. Martindale. The extrapharmacopoeia. 31th ed. Londen: Pharmaceutical Press; 1996. p.1603.

  17. United States Pharmacopoeial Convention. United StatesPharmacopoeia. 24th ed. Philadephia: National Publishing; 2000. p.1368-9.

  18. British Pharmacopoeia Commission. British Pharmacopoeia.addendum 1996. Londen: HMSO; 1996. p. 1907.

  19. Wolff J. Perchlorate and the thyroid gland. Pharmacol Rev1998; 50:89-105.

  20. Gezondheidsraad. Commissie Inwerking van ioniserendestraling op de schildklier. Jodiumprofylaxe bij nucleaire ongevallen.Publicatienr 1995/09. Den Haag: Gezondheidsraad; 1995.