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陈德清 戴连连 刘青杰 袁镛龄 魏履新 菅原努
摘要 目的 本研究是为了探讨阳江天然高本底辐射是否能引起人体淋巴细胞的适应性反应。方法 从阳江高本底辐射地区(HBRA)采集居民外周血，离体照射1.5 Gy 60Co γ射线，然后分析染色体畸变率。结果 HBRA居民的染色体畸变率显著地低于在相同条件下离体照射的对照地区居民的畸变率。结论 在人体内受到天然高本底辐射照射的淋巴细胞同样能产生适应性反应。
关键词 高本底辐射 淋巴细胞 适应性反应
Exposure to natural high background radiation in Yangjiang induces adaptive response in human lymphocytes.
CHEN Deqing,DAI Lianlian,LIU Qingjie,et al.
Laboratory of Industrial Hygiene,Ministry of Health,Beijing 100088,China
Abstract Objective The aim of the study was to learn whether an adaptive response in human lymphocytes could be induced by natural high background radiation in Yangjiang. Methods The lymphocytes from inhabitants in the high background radiation areas (HBRA) in Yangjiang were irradiated in vitro with 1.5 Gy Co-60 γ-rays,and then the chromosome aberrations were analyzed. Results The chromosome aberration frequencies in lymphocytes of people in HBRA were lower than those in control areas (CA) irradiated in the same conditions. Conclusion An adaptive response can also be induced in lymphocytes in vivo by high background radiation.
Key words High background radiation Lymphocytes Adaptive response
自从1984年Olivieri等［1］首次报道低浓度氚化胸腺嘧啶预先处理人体离体淋巴细胞，使得这些细胞对随后大剂量X射线急性照射诱发细胞遗传学损伤产生抗性以来，这种低剂量辐射使离体细胞产生适应性反应的现象，已被许多学者进行了深入的研究，并已取得了一些规律性的认识［2，3］。现在人们的兴趣正在转向研究直接受到低剂量照射的人群是否也存在这种适应性反应［4，5］。
以往的研究已经证实相当于对照地区4倍的阳江高本底辐射能够导致居民外周血淋巴细胞染色体畸变升高，尽管观察到的染色体畸变率很低，尤其是双着丝粒，但在人群组中这种差别还是显示出统计学意义［6］。Pohl-Ruling等［7］曾假设增加30%～40%持续的环境照射剂量可能激发修复机制增强。在中国阳江高本底辐射地区(HBRA)的居民也确实检测出免疫功能的增强［8］。本研究的目的是为了检测这个人群的淋巴细胞是否对电离辐射产生了适应性。
材料和方法
1.研究对象：选择HBRA北惯镇和乐村和沙新村以及对照地区(CA)横陂镇胜住里和新岗村12～13岁儿童为研究对象(HBRA和CA各10人)，分别在同一时间采集外周血。
2.本底辐射剂量：通过对居民室内(厨房、厅、卧室)和室外(巷道、庭院、池塘、水井、道路和田野)的γ辐射水平测量，参考对当地居民(不同性别、年龄)居留因子的调查资料，估算居民平均年吸收剂量。HBRA的和乐村和沙新村分别为262.52×10-5 Gy/a、244.91×10-5 Gy/a；CA的胜住里和新岗村分别为63.56×10-5 Gy/a、63.49×10-5 Gy/a。
3.照射：利用阳江市人民医院钴源治疗机进行照射。HBRA和CA的全部血液样品相间排列在照射野下，一次开机完成照射，照射剂量为1.5 Gy，剂量率为40.54 cGy/min。
4.培养及标本制作：照射后温育2小时，然后按文献中［6］的方法进行培养和制备染色体标本。
5.染色体分析：选择分散良好的中期分裂相(着丝粒为46±1)，记录双着丝粒(dic)、环(r)及断片(f)。双着丝粒和着丝粒环伴随的断片不另作记录。无着丝粒断片(ace)和染色体断裂(csb)合并分析。
6.统计分析：HBRA和CA的结果用泊松分布两均数的差异显著性检验方法处理。
结果和讨论
照射1.5 Gy后dic在细胞中的分布如表1所示。无论HBRA还是CA，每个细胞中最多观察到3个dic，符合泊松分布规律。断片的结果与dic一致，见表2。
表1 照射1.5 Gy后HBRA和CA儿童外周血淋巴细胞
的双着丝粒(dic)分布
| 对象 |
细胞数 |
dic |
细胞数 |
| 0 dic |
1 dic |
2 dic |
3 dic |
| CA：1 |
400 |
136 |
264 |
103 |
15 |
1 |
| 2 |
400 |
98 |
302 |
78 |
10 |
0 |
| 3 |
400 |
99 |
301 |
78 |
9 |
1 |
| 4 |
400 |
101 |
299 |
80 |
9 |
1 |
| 5 |
400 |
87 |
313 |
69 |
9 |
0 |
| 7 |
400 |
84 |
316 |
69 |
6 |
1 |
| 8 |
400 |
96 |
304 |
78 |
9 |
0 |
| 9 |
400 |
115 |
285 |
87 |
11 |
2 |
| 10 |
400 |
96 |
304 |
87 |
3 |
1 |
| 11 |
400 |
110 |
290 |
94 |
8 |
0 |
| 合计 |
4 000 |
1 022 |
2 978 |
823 |
89 |
7 |
| HBRA：21 |
400 |
92 |
308 |
70 |
11 |
0 |
| 22 |
400 |
96 |
304 |
66 |
15 |
0 |
| 23 |
400 |
73 |
327 |
55 |
9 |
0 |
| 24 |
400 |
101 |
299 |
74 |
12 |
1 |
| 26 |
400 |
73 |
327 |
69 |
2 |
0 |
| 27 |
400 |
69 |
331 |
60 |
3 |
1 |
| 29 |
400 |
83 |
317 |
73 |
5 |
0 |
| 30 |
400 |
119 |
281 |
96 |
10 |
1 |
| 31 |
400 |
97 |
303 |
67 |
12 |
2 |
| 32 |
400 |
69 |
331 |
59 |
5 |
0 |
| 合计 |
4 000 |
870 |
3 128 |
689 |
84 |
5 |
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表2 照射1.5 Gy后HBRA和CA儿童外周血淋巴细胞
的断片(f)分布 |
| 对象 |
细胞数 |
f |
细胞数 |
| 0 f |
1 f |
2 f |
3 f |
| CA：1 |
400 |
70 |
330 |
58 |
6 |
0 |
| 2 |
400 |
64 |
336 |
62 |
1 |
0 |
| 3 |
400 |
85 |
315 |
65 |
7 |
2 |
| 4 |
400 |
51 |
349 |
45 |
3 |
0 |
| 5 |
400 |
51 |
349 |
45 |
3 |
0 |
| 7 |
400 |
68 |
332 |
54 |
7 |
0 |
| 8 |
400 |
68 |
332 |
51 |
4 |
3 |
| 9 |
400 |
63 |
337 |
53 |
5 |
0 |
| 10 |
400 |
65 |
335 |
43 |
11 |
0 |
| 11 |
400 |
64 |
336 |
59 |
1 |
1 |
| 合计 |
4000 |
649 |
3351 |
535 |
48 |
6 |
| HBRA：21 |
400 |
58 |
342 |
45 |
5 |
1 |
| 22 |
400 |
58 |
342 |
48 |
5 |
0 |
| 23 |
400 |
51 |
349 |
49 |
1 |
0 |
| 24 |
400 |
51 |
349 |
47 |
2 |
0 |
| 26 |
400 |
34 |
366 |
32 |
1 |
0 |
| 27 |
400 |
53 |
347 |
47 |
3 |
0 |
| 29 |
400 |
43 |
357 |
39 |
2 |
0 |
| 30 |
400 |
58 |
342 |
50 |
4 |
0 |
| 31 |
400 |
48 |
352 |
44 |
2 |
0 |
| 32 |
400 |
62 |
338 |
45 |
7 |
1 |
| 合计 |
4 000 |
516 |
3 484 |
446 |
32 |
2 |
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表3列出了1.5 Gy照射前后HBRA和CA儿童外周血淋巴细胞的总染色体畸变率。由表3可以看出照射前两地区儿童的染色体畸变率无明显差异。血样照射1.5 Gy γ射线后，HBRA儿童淋巴细胞dic畸变率(dic/100细胞)显著低于CA(P＜0.01)。同样，HBRA比CA儿童淋巴细胞的ace+csb也显示出显著的降低，结果表明阳江天然高本底辐射能诱导居民外周血淋巴细胞对电离辐射产生适应性。这与Barquinero等［4］对受到X射线和γ射线职业照射的医院中的工作人员的研究结果相一致，证实在活体内受到低剂量电离辐射照射的人体淋巴细胞与离体照射一样［1］，也能诱导出细胞遗传学适应性反应。
表3 照射1.5 Gy前后HBRA和CA儿童外周血淋巴细胞的染色体畸变 |
| 组别 |
细胞数 |
dic |
dic/100
细胞 |
ace+csb |
ace+csb/
100细胞 |
| 0 Gy： |
CA |
19800 |
4 |
0.0202 |
60 |
0.303 |
| HBRA |
24400 |
5 |
0.0205 |
99 |
0.406 |
| 1.5 Gy： |
CA |
4000 |
1 022 |
25.55* |
649 |
16.23* |
| HBRA |
4000 |
872 |
21.80* |
516 |
12.90* |
| 注：*CA vs HBRA,P＜0.01
阳江天然高本底辐射诱导的这种适应性反应对降低大剂量照射诱发的染色体畸变率的量值大约在20%左右。由此可见，当用离体照射条件下建立的剂量与畸变关系的标准刻度估算职业照射人员受到的急性事故照射剂量时，应当考虑到适应性反应的因素，否则可能低估了职业照射人员的事故剂量。
另外，从表1和表2还可以见到每个个体对1.5 Gy 60Co γ射线照射诱发染色体畸变的反应性也是存在个体差异的。已有文献报道关于适应性反应的个体间的变异［9］。然而将HBRA的居民作为一个群体受到天然高本底辐射的照射能够检测出细胞遗传学适应性反应。
在本研究中显示的天然高本底辐射诱导的适应性反应对青少年可能是有益的。因为天然高本底辐射并未导致当地儿童的染色体畸变率显著升高。但是，却能显著地降低随后的致突变因子诱发染色体畸变。
参考文献
1 Olivieri G,Bodycote J,Wolff S.Adaptive response of human lymphocytes to low concentration of radioactive thymidine.Science,1984,223:594-597.
2 Bai YL,Chen DQ.Accumulative effect of two low doses of irradiation in inducing an adaptive response in human lymphocytes.Mutat Res,1993,302:191-196.
3 Wang ZQ,Saigusa S,Sasaki MS.Adaptive response to chromosome damage in cultured human lymphocytes primed with low doses of X-rays.Mutat Res,1991,246:179-186.
4 Barquinero TF,Barrios L,Caballin MR,et al.Occupational exposure to radiation induces an adaptive response in human lymphocytes.Int J Radiat Biol,1995,67:187-191.
5 Padovani L,Appolloni M,Anzidei P,et al.Do human lymphocytes exposed to the fallout of the Chernobyl accident exhibit an adaptive response I.Challenge with ionizing radiation.Mutat Res,1995,332:33-38.
6 姜涛，王春燕，陈德清，等.阳江高本底辐射地区家庭成员外周血淋巴细胞非稳定性染色体畸变的剂量效应关系初探.中华放射医学与防护杂志，1997，17：390-394.
7 Pohl\|Ruling J,Haas Q,Brogger A,et al.the effect on lymphocyte chromosomes of additional radiation burden due to fallout in Salzburg(Austria)from the Chernobyl accident.Mutat Res, 1991,262:209-217.
8 邹剑明，姚军，陈念光，等.阳江高本底地区居民中免疫水平与对病毒免疫反应的研究.中华放射医学与防护杂志，1997，17：399-403.
9 Bosi A,Olivieri G.Variability of the adaptive response to ionizing radiation in humans.Mutat Res,1989,211:3-17.
作者单位：陈德清、戴连连、刘青杰、魏履新：100088 北京，卫生部工业卫生实验所
袁镛龄：湖南省劳动卫生研究所
菅原努：日本体质研究会 |
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