放射線ホルミシス

放射線ホルミシス効果とは、1980年にミズーリ大学生化学教授のトーマス・D・ラッキーが、一時的な低線量の放射線による生物の各種刺激効果に関する20世紀初頭からの研究者達の研究原著論文をCRC Pressから出版された本^[10] の中で紹介、整理することによって使用した言葉であり、アメリカ保健物理学会誌1982年12月号に掲載された総説によって提唱された仮説である^[11]。この仮説では、一時的な低線量の放射線照射は、体のさまざまな活動を活性化するとされる^[11]。ラッキーは小論文『原爆の健康効用』を発表し、原爆は健康を促進した面があると主張している^[12]。

従来、放射線の生物への影響に関する研究は、「放射線はすべて、どんな低い線量でも生物に対して障害作用をもつ」との考えに沿って行われてきた。これは、どのような量でも生物学的に有害でプラスの効果がなく、有害な効果が量と共に増大するとする「しきい値なしの直線モデル（LNT仮説）（英語版）」によるものである^[1]。

ホルミシス理論では、少量で極大のプラス効果を持つ刺激が生じ、さらに用量を上げていくと、効果がないゼロ相当点（ZEP：zero equivalent point）に達し、これが「しきい値」とされ、その値を超える場合に有害なマイナス効果が増大する、とされる^[1]。

国際放射線防護委員会（ICRP）は、ICRP1990年勧告では「今日、ホルミシスと呼ばれるこのような影響に関するほとんどの実験データは、主として低線量における統計解析が困難なため、結論が出ていない」「現在入手しうるホルミシスに関するデータは、放射線防護において考慮に加えるに十分でない」と述べている^[13]。

核戦争防止国際医師会議のオーストラリア支部メンバーで、核兵器廃絶国際キャンペーンのSue Warehamは、「原子力産業では放射線の危険性を控えめに扱い、ホルミシス概念の普及を続けている」としている^[14]。

ロシア科学アカデミーのアレクセイ・ヤブロコフらは、「ホルミシスの提唱者達は、放射線関連の疾病の増加が隠すことのできない事として明らかとなってきてからは、その放射線由来の疾病は全国的な恐怖の結果であるとの言い逃れを試みるようになり、同時にしきい値なしモデルに基づく放射能の影響を否定するキャンペーンが始まり、チェルノブイリ原子力発電所事故以後、ある科学者達は人以外の系における低線量効果に基づいてチェルノブイリのような線量は人間や全ての生物にとってためになるとの主張を始めて、LNTモデルなど現代の放射線生物学のいくつかの概念の改訂を試みる活動が続けられている」としている^[15]。

米国科学アカデミー「電離放射線の生物学的影響に関する委員会（BEIR）」によるBEIR VII報告^[16]は、生物学的基礎研究（動物実験や細胞レベルの実験）と人間集団の疫学データをあわせて考慮した上で、低線量域でも放射線の被曝線量と影響の間には、しきい値がなく直線的な関係が成り立つとするLNT仮説は科学的に正しいと結論し、「LNTモデルは低線量放射線の健康影響を過大に考えているという見解も委員会は入手している。リスクはLNTから推計できるものより小さいか存在しないかであり、あるいはむしろ低線量被曝は人体によい影響をもたらすこともある、という考えである。我々はこうした仮説も受け入れることはできない。たとえ低線量であっても何らかのリスクがあるらしいことを示す情報の方が優勢なのである。」と述べている^[17][18]。

日本の電力中央研究所で研究が行われていたが^[19][20]、2014年に「人に対する低線量放射線の影響として一般化し、放射線リスクの評価に取り入れることは難しい」との見解を示している^[21]。

明石真言によると、動物の実験ではホルミシスは認められるが、人間のような高等動物について確かな科学的なエビデンスはない^[22]。児玉龍彦によると、（放射線などを当てると）p38というMAPKとか、NF-κBというシグナル系の分子が動き、これは短期的には様々な効果をもたらすが、それが健康にいいとか悪いとかいう議論は様々ある^[22]。

低線量被ばくについて科学的な結論は得られていないが、放射線防護の原則としてはLNTモデルが採用されている^[23]。

放射線による発ガンの機構は十分に解明されているとはいえないが、現時点では「DNA 損傷→染色体異常→突然変異→細胞ガン化」と進む経路（発ガンの突然変異説）が受入れられている^[24]。原爆被爆者の調査から一気に被曝した場合100ミリシーベルトで発ガンのリスクが1%高まることがわかっている^[25]。電離放射線によるDNA分子の電離が直接にDNAの化学結合を切断するような作用が「直接作用」である^[26]。一方「間接作用」とは、電離放射線によって水から反応性の高い・OH（ヒドロキシラジカル）などの活性種（水和ラジカル、Hラジカル、過酸化水素）が生成され、これらがDNAと化学反応することで損傷を引き起こすことである^[26]。X線照射の場合、生物学的損傷の約1/3は直接作用、約2/3は間接作用の結果と考えられている^[26]。活性酸素は日常において運動・呼吸・食事からでも1日に細胞1個あたり約10億個発生している^[27]。放射線ホルミシス仮説では、放射線を被曝するとヒドロキシラジカルを消去するグルタチオン (GSH) とスーパーオキシドを消去するスーパーオキシドディスムターゼ (SOD) が増加することで活性酸素処理能力(抗酸化機能)が高まることは細胞レベルの動物実験で証明されたと主張している^[28]。

DNA損傷の数は普段でも細胞1個当たり1日数万から数十万個であり、運動、食べ過ぎ、飲みすぎ、紫外線、タバコ、ストレス、炎症などがあれば活性酸素が増加し、DNA 損傷はさらに増える^[29]。放射線を100ミリシーベルト被曝した場合のDNA損傷の数はおよそ200個であり、被曝線量が100ミリシーベルト以下の場合のDNA損傷は自然の変動幅に埋没してしまう程度であるが、放射線だけで生体の防御能力を超えなくてもタバコ＋ストレス＋放射線というように発ガンの原因が重複して生体の防御能力を越えることもある^[30]。

放射線ホルミシス研究委員会は、放射線によりDNA修復活動が活性化されることを確認したと主張している^[31]。

DNA損傷が多いために修復できなかったり、修復にミスが起きたりして異常な遺伝子が残ることで突然変異を持つようになった細胞は自殺させられるが（アポトーシス）、これはp53というガン抑制遺伝子の働きによるものである。中村は、この遺伝子は低線量放射線によって活性化すると主張している^[30][32]。人間には2万5千の遺伝子があるが、一定の数のDNA修復に関係する遺伝子、DNAの保護に関わる遺伝子があり、普通はこれがやられないと低線量の傷害はだいたい問題なく修復される。しかし、p53のような、DNAを守っていたり、そういうところに関わる遺伝子が壊れるとガンになるということがわかっている。2万5千の遺伝子の中でどこがやられるかということは、極めて確率論的である^[22]。放射線は腫瘍抑制遺伝子の不活性化因子として有効に働き、発ガンの後期で進行因子の役割を果たすとする説がある^[33]。

それでも遺伝子異常をもったまま自爆できない細胞が残って突然変異が蓄積されると発ガンのリスクが増える^[30]。突然変異からガン細胞が生まれるためには突然変異が10 数個蓄積されることが必要であるが^[30]、突然変異ではない経路で発生するガン細胞もある^[34]。ガン細胞は通常でも毎日数千個発生するが免疫細胞は体内を巡り、ガン細胞を見つけては処分しているため（免疫学的監視機構）ガンの発症がない^[25]。ホルミシス仮説では、このように働くキラーT細胞などの免疫系細胞が低線量放射線で活性化されることは多くの実験・調査で確かめられている、と主張している^[34]。

電力中央研究所の服部禎男は1984年、アメリカ合衆国の生化学者トーマス・ラッキーの唱えた放射線ホルミシス論を知った^[35]。1993年、電力中央研究所は、東京大学、放射線医学総合研究所、京都大学、東北大学、大阪大学、広島大学、長崎大学、東邦大学など14の大学などの研究機関に研究費の提供を開始して研究を依頼し、放射線ホルミシス効果検証プロジェクトを立ちあげた^[19]。電力中央研究所は、1990年代から2000年代前半にかけて、放射線ホルミシス効果検証のための研究を行ったが、2014年に「ホルミシス効果を低線量放射線の影響として一般化し、放射線リスクの評価に取り入れることは難しい」とする見解を示した^[21]。

自然放射線または環境放射線の積極的な利用は、放射能泉であるラドン泉やラジウム温泉で行われてきた。ラドン222の濃度が74ベクレル/リットル以上含まれるのがラドン泉であり、ラジウムが1億分の1グラム/リットル以上含まれるのがラジウム泉である。

ヨーロッパのオーストリアでは、インスブルック大学医学部が、1950年代からザルツブルク大学理学部と共同研究を行い、ヨーロッパアルプス山脈の中にあるバート・ガスタインのラドン坑道を活用して、年間約1万人の強直性脊椎炎（ベヒテレフ病）、リウマチ性慢性多発性関節炎、変形性関節症、喘息、アトピー性皮膚炎などの患者に対してラドン吸入療法を行っている。ここでの空気中ラドン222濃度は110ベクレル/リットル以上で放射能療養坑道と呼ばれている。

オーストリアや日本、ロシアなどではこの放射線ホルミシス理論を根拠に、ラドン泉（ラジウム泉）の効用がうたわれ、療養のために活用されるラドン泉やラドン洞窟が存在する。

原爆放射線被曝を例とすると、その被害および研究者によってはその効用について報告されているが^[39]、このような統計手法に関しての問題点には「稀な事例を確認するために必要な集団サイズの増大による統計的確認の困難」と「原因を放射線のみとすることができない」ことがある。

稀な事例を確認するために必要な集団サイズの増大

統計的確認のためには多くの実例にあたることが必要である^[40]。確認しようとする事象の発生頻度が少なくなるとより多くの実例にあたる必要が生じることで実際は統計的確認が不可能になる^[40]。原爆放射線を被曝した人に見られるガンの過剰な発生は、その放射線の量の少ない集団ほどまれになるため、低量の放射線に被曝した場合の確認は不可能であり、その限界は一般的に0.5グレイ、あるいは0.1グレイとされる^[40]。

対照実験と異なり、統計では原因を放射線のみとすることができない

放射線を原因とするものより、それ以外を原因とするガンの方がはるかに多いというガンの原因分布の実態があり、さらに人間の生活環境に存在する多様な各種の有害物質の影響を受けながらも、このような物質の一部についてしか確かな情報がなく、放射線が原因とされるガンも他の環境要因から独立させることができない^[41]。

癌の発症など長期間を要する晩発性の影響を調べる場合には、原爆被爆者に対する放射線影響研究所による寿命調査（Life Span Study, LSS）のように、生涯にわたって被曝者の追跡調査をすることで全容を解明することができる。しかし、実際は予算の制約などから、原爆被爆者以外で長期にわたる追跡調査が行われている例は皆無に等しい。ホルミシス効果には、癌死の予防効果や長生き効果など様々な事例が報告されているが、追跡期間が短すぎたために見かけ上ホルミシス効果が観測されることがあり、追跡期間がより長期で行われた場合、ホルミシス効果が確認されなくなった調査結果もある。下記にその一例を示す。

トーマス・D・ラッキーは自然放射線レベルから年間10 Gyの間の全身照射であればホルミシスは生じるとし、被曝線量の許容値としては保守的な値として年間1 Gyを主張している^[55]。電中研の服部禎男は、「自然放射線の100倍を自由に被ばくできる健康センター施設を全国につくりたい」とし、そのためにはリミットをトーマス・ラッキーの示した年間1 Gyが適当であるとし^[56]、放射線量率が毎時100 mSvあるいは毎時1 Sv以下では癌にならないとの学者の研究発表があると主張している^[57]。 2003年に米国DOEの低線量放射線研究プログラムによる支援等を受けて^[58]、PNASに発表された論文によれば、人の癌リスクの増加の十分な証拠が存在するエックス線やガンマ線の最低線量は、疫学データに基づくと、瞬間的な被曝では、10-50 mSv、長期被曝では50-100 mSvであることが示唆されている^[59][60]。さらに低線量における癌リスクを推定する最適な方法は、中間から極低線量まで線形外挿が最適な方法のようであるとしている^[61]。瞬間的な被曝の研究として原爆の被曝影響における調査では、5-125 mSv（平均34 mSv）で固形癌死亡率の有意な増加、5-100 mSv（平均29 mSv）で癌罹患率の有意な増加を示している^[62]。

また、同論文では「いくつかの動物実験は、低レベルおよび中レベルの放射線被ばく量が寿命を向上させ得ることを示唆するが、すなわち潜在的なホルミシス反応を示唆する。低線量被ばくのケースにおいてしばしばあることだが、当該データはいくつもの意味に取れる曖昧なものである。すなわち、たとえば、Maisinらは500 mGyのX線急性被ばく後に138匹のC57BLマウスが比較群よりも平均50日長生きしたことを報告する。対照的に、Storerらは同じ被ばくを受けた1390匹のRFMマウスが平均で75日短命であったことを報告している」と述べている^[59][63]。

財団法人環境科学技術研究所ではマウスを使った寿命試験を行い、低線量率の放射線でも連続照射によって高線量を照射すると白血病を誘発する作用を持つことが明らかになった、と報告している。なお、ここでいう低線量率とは1日20 mGyである^[64]。

財団法人放射線影響協会「原子力発電施設等 放射線業務従事者等に係る疫学的調査 平成17年度～平成21年度（第IV調査）」では、放射線業務従事者（平均被曝線量は累積で13.3 mSv）の白血病を除く全悪性新生物のSMR（標準化死亡比 95%信頼区間） は1.04（1.01-1.07）で、全日本人男性死亡率（20歳以上85歳未満）に比べ有意に高かった。生活習慣等による影響の可能性を否定できないものの、肝臓、肺の悪性新生物のSMRが有意に高いことが寄与しているものと考えられるとしている^[65]。

カリフォルニア大学の生物学者レスリー・レッドパースは、「低用量時にある種の防御メカニズムを刺激するもので概念的にはワクチンに似ている」としている^[66]。

ロチェスター大学医科歯科校のバーナード・ワイスは、「高用量での測定に基づく低用量での有害性の推定は間違いのもとになる」と指摘している^[66]。

米国立環境健康科学研究所（NIEHS）のクリスチーナ・サイヤーは、エドワード・キャラブレスの主張を支えるために用いられている論理とデータの論文について評価し、その根拠の欠陥を指摘している^[66][67]。

ジョーン・ピータソン・マイヤーズは、「ホルミシスは欠陥のある理論」と指摘している^[68]。

疫学の専門家・医師アリス・スチュワートの調査結果は、放射線に無害な量はないことを示しており、バックグラウンド放射線や低線量条件下において引き起こされた癌の数が放射線防護委員会によって軽視されていたことを示した^[69]。