中国辐射卫生  2022, Vol. 31 Issue (3): 273-278  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.03.003

引用本文 

孟倩倩, 张睿凤, 张忠新, 董娟聪, 原雅艺, 王超, 张婷, 党旭红. 医疗放射工作人员淋巴细胞微核水平影响因素分析[J]. 中国辐射卫生, 2022, 31(3): 273-278. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.03.003.
MENG Qianqian, ZHANG Ruifeng, ZHANG Zhongxin, DONG Juancong, YUAN Yayi, WANG Chao, ZHANG Ting, DANG Xuhong. Influencing factors for micronucleus levels of peripheral blood lymphocytes of medical radiation workers[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2022, 31(3): 273-278. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714X.2022.03.003.

基金项目

山西社会发展重点研发项目(201903D321015)

通讯作者

张睿凤,E-mail:zrf2202362@126.com

文章历史

收稿日期:2021-11-10
医疗放射工作人员淋巴细胞微核水平影响因素分析
孟倩倩 , 张睿凤 , 张忠新 , 董娟聪 , 原雅艺 , 王超 , 张婷 , 党旭红     
中国辐射防护研究院,山西 太原 030006
摘要目的 分析医疗放射工作人员外周血淋巴细胞微核水平,为放射防护提供依据,以减少电离辐射引起的职业危害。方法 选取1 072名放射工作人员为研究对象(放射组),以岗前职业健康体检拟从事放射工作的329名健康成年人为对照组,采用微量全血法测定外周血淋巴细胞微核率并分析检测结果。结果 放射组微核细胞率和微核率与对照组比较,差异均无统计学意义(P > 0.05),放射组微核异常检出率高于对照组( P < 0.001);女性放射工作人员微核细胞率、微核率及异常检出率均高于男性( P < 0.001);不同工种间的微核细胞率和微核率比较,差异均有统计学意义( P < 0.05),微核异常检出率比较,差异无统计学意义( P > 0.05);不同工龄组微核细胞率和微核率比较,差异均有统计学意义( P < 0.05),微核异常检出率比较,差异均有统计学意义( P < 0.001);不同年龄组微核细胞率和微核率比较,差异均有统计学意义( P < 0.05),Spearman秩相关分析结果显示,放射工作人员微核细胞率和微核率与人群年龄呈正相关( P < 0.001)。结论 放射工作人员微核率与工种、工龄有关,与年龄具有一定的正相关性,应加强长期从事医疗放射的工作人员的辐射防护,尤其是高年资人员和女性放射工作人员。
关键词放射工作人员    淋巴细胞    电离辐射    微核    
Influencing factors for micronucleus levels of peripheral blood lymphocytes of medical radiation workers
MENG Qianqian , ZHANG Ruifeng , ZHANG Zhongxin , DONG Juancong , YUAN Yayi , WANG Chao , ZHANG Ting , DANG Xuhong     
China Institute for Radiation Protection, Taiyuan 030006 China
Abstract: Objective To analyze the micronucleus levels of peripheral blood lymphocytes of medical radiation workers, and to provide a basis for radiation protection to reduce occupational hazards caused by ionizing radiation. Methods A total of 1072 medical radiation workers were selected into radiation group, and 329 healthy adults who underwent pre-employment occupational physical examination and intended to be radiation workers were selected into control group. The micronucleated lymphocyte frequency was determined by whole blood micro-culture. Results There were no significant differences in micronucleated cell frequency and micronucleus frequency between the radiation group and the control group (both P > 0.05). The detection rate of micronucleus abnormalities in the radiation group was significantly higher than that in the control group ( P < 0.001). Female radiation workers had significantly higher micronucleated cell frequency, micronucleus frequency, and the detection rate of micronucleus abnormalities than male radiation workers (all P < 0.001). Between different types of work, significant differences were observed in micronucleated cell frequency and micronucleus frequency (both P < 0.05), but not in the detection rate of micronucleus abnormalities ( P > 0.05). Radiation workers with different lengths of working showed significant differences in micronucleated cell frequency ( P < 0.05), micronucleus frequency ( P < 0.05), and the detection rate of micronucleus abnormalities ( P < 0.001). Significant differences were observed in micronucleated cell frequency and micronucleus frequency between different age groups (both P < 0.05). The Spearman’s rank correlation analysis showed that micronucleated cell frequency and micronucleus frequency were positively correlated with the age of radiation workers (both P < 0.001). Conclusion The micronucleus frequency of radiation workers was related to the type and length of work, and had a positive correlation with age. Radiation protection should be enhanced for workers engaged in medical radiation for a long period, especially female workers and workers with a long length of service.
Key words: Radiation worker    Lymphocyte    Ionizing radiation    Micronucleus    

研究表明,在诊断X射线和核医学、放射治疗领域长期暴露于低剂量电离辐射会引起遗传损伤,如微核率、染色体畸变和DNA链断裂的增加、细胞凋亡、辐射致癌等[1-2]。与染色体畸变检测相比,微核检测是一种简单的、优越的、经过验证的标准技术,它可作为生物剂量计评估个体的辐射暴露[3],确定辐射暴露对DNA损伤的影响[4],因此对放射工作人员的职业健康损伤的诊断具有重要价值和意义。本研究在收集1 072名医疗行业不同工种人员基本信息的基础上,分析放射工作人员外周血淋巴细胞微核细胞率和微核率的变化及其与工种、工龄和年龄的关系,探讨影响医疗行业放射工作人员微核率的因素,为放射工作人员放射防护和职业健康监护提供参考。

1 对象与方法 1.1 对象

以2020年在山西省某医院进行职业健康体检的1 072名在岗医疗放射工作人员为放射组,并收集其基本信息,包括性别、年龄、工种、放射工龄等。按工种分为放射诊断、牙科放射学、核医学、放射治疗和介入放射学5组人员,其中男性625名,年龄中位数(M)为 38(21~74)岁,女性447名,年龄中位数为 37(22~69)岁。总体放射工龄中位数为 10(1~49)岁。以同期岗前职业健康检查拟从事放射工作的329名健康成年人为对照组,其中男性172例,年龄中位数为32(20~58)岁;女性157例,年龄中位数为30(21~50)岁。2组人员性别、年龄差异无统计学意义(P > 0.05)。

1.2 方法 1.2.1 仪器与试剂

人外周血细胞培养基(青岛莱佛生物工程研究所);二氧化碳细胞培养箱(美国Thermo公司);恒温水浴箱(天津市泰斯特仪器有限公司);冰箱(青岛海尔);离心机(湖南湘仪);显微镜(日本奥林巴斯公司);吉姆萨染液(北京雷根生物科技有限公司);甲醇、冰乙酸(分析纯,天津市致远化学试剂有限公司)。

1.2.2 检测方法

采用微量全血培养法进行常规分析。对每位受检者分别取0.4 mL肝素钠抗凝静脉血加到5 mL培养基中,培养至72 h后收获。常规制片,吉姆萨染色后使用光学显微镜进行盲法阅片,每例计数1 000个胞浆完整转化的淋巴细胞,计数微核数,发现可疑微核时由另一名经验丰富的阅片者进行共同确认。

1.2.3 淋巴细胞微核判定标准

微核形态上与主核相同,直径通常为主核平均直径的1/16~1/3,微核界限与主核界限有明显的区分,与主核不连接,可以与主核接触但二者不重叠,染色与主核深浅相同或略浅。微核细胞率和微核率以千分率(‰)表示,微核率 > 8 ‰为异常 [5-6]

1.3 统计学分析

采用SPSS 21.0 软件进行统计分析。计量资料符合正态分布时采用均数±标准差( $\bar x \pm s $ )表示,不符合正态分布的采用中位数和四分位数表示;放射组与对照组微核率与微核细胞率的比较采用Mann-Whitney U检验,微核细胞率及微核率采用率 ± 率的标准误(P ± Sp)描述;不同工种及不同工龄组间微核细胞率及微核率的比较采用Kruskal-Wallis H检验,组间比较采用Mann-Whitney U检验;相关分析采用Spearman秩相关,微核异常率的比较采用χ2检验,检验水准α = 0.05。

2 结 果 2.1 放射组与对照组外周血淋巴细胞微核细胞率、微核率和异常检出率比较

放射组工作人员的平均微核细胞率和平均微核率分别为3.12‰和3.35‰,对照组工作人员的平均微核细胞率和平均微核率分别2.74‰和2.82‰,放射组高于对照组,但差异无统计学意义(Z = −1.344、−1.679,P = 0.179、0.093,见表1)。放射组有80例超出8‰,异常率为7.46%,对照组有5例超出正常参考值范围,异常率为1.52%,对照组的异常率明显低于放射组,差异有统计学意义(χ2 = 15.771,P < 0.001,见 表2)。

表 1 医疗行业放射工作人员外周血淋巴细胞微核细胞率、微核率比较 Table 1 Comparison of micronucleated cell frequency and micronucleus frequency of peripheral blood lymphocytes of medical radiation workers

表 2 医疗行业放射工作人员外周血淋巴细胞微核异常检出率比较 Table 2 Comparison of detection rate of micronucleus abnormalities in peripheral blood lymphocytes of medical radiation workers
2.2 不同性别工作人员微核细胞率、微核率和异常检出率比较

放射组女性放射工作人员的平均微核细胞率和平均微核率分别为3.59 ‰和3.83 ‰,男性放射工作人员的平均微核细胞率和平均微核率分别2.79 ‰和3.00 ‰,女性微核细胞率和微核率均高于男性,差异有统计学意义(Z = −3.187、−1.679,P < 0.001,见 表1)。女性放射工作人员有50例微核率超出正常参考值范围,异常率为11.19%,男性有30例超过正常参考值范围,异常率为4.80%,女性工作人员微核异常检出率高于男性,差异有统计学意义(χ2 = 15.388,P < 0.001,见 表2)。

2.3 不同工种放射工作人员微核细胞率、微核率和异常检出率比较

5组放射工作人员微核细胞率及微核率见表1。不同工种间微核细胞率和微核率比较,差异有统计学意义(χ2 = 10.670、11.309,P = 0.031、0.023)。组间两两比较,放射治疗组的微核细胞率和微核率显著高于放射诊断组(P = 0.035、0.024),其他组之间差异均无统计学意义。比较不同工种间放射工作人员微核异常检出率,差异无统计学意义(χ2 = 3.607,P = 0.462,见表2)。

2.4 不同工龄放射工作人员微核细胞率、微核率和异常检出率比较

按工龄将放射工作人员分为4组,分别为年龄“ < 10年”组、“10年~”组、“20年~”组和“30年~”组。4组放射工作人员的微核细胞率和微核率比较,差异有统计学意义( χ2 = 10.463、10.406,P = 0.015、0.015,见表1),组间两两比较,工龄为“20年~”组的放射工作人员微核细胞率和微核率明显高于“ < 10年”组。比较不同工龄间放射工作人员微核异常检出率,差异有统计学意( χ2 = 20.957,P < 0.001,见 表2),两两比较发现,工龄“ < 10年”组的放射工作人员的微核异常检出率明显低于其他3组( P < 0.05)。

2.5 放射工作人员年龄对微核细胞率和微核率的影响

按年龄将放射工作人员分为4组,分别为年龄“< 30岁”组、“30岁~”组、“40岁~”组和“50岁~”组。4组放射工作人员的微核细胞率和微核率的差异有统计学意义(χ2 = 13.028、12.944,P = 0.005、0.005,见表1),组间两两比较,年龄为“40岁~”组和“50岁~”组的放射工作人员微核细胞率和微核率明显高于“ < 30年”组( P = 0.013、0.015、0.016、0.017,见表1)。

将放射工作人员微核细胞率和微核率检出结果与其年龄做Spearman秩相关分析,结果显示,微核细胞率和微核率与人群年龄呈正相关(r = 0.119、0.120,P < 0.001)。

3 讨 论

辐射照射存在潜在的职业健康危害,医疗放射工作人员长期暴露于低剂量的电离辐射中,更易受到DNA损伤[7],外周血淋巴细胞微核是评估职业暴露于低剂量电离辐射危害的一个有价值的生物标志物[48]。本调查显示,放射工作人员微核细胞率及微核率与对照组比较,差异无统计学意义,但放射工作人员微核异常检出率高于对照组且差异具有统计学意义,证明电离辐射会使医疗放射工作人员的染色体损伤显著增加。国内外学者的研究结果也表明放射工作人员微核水平明显高于对照组[28-9]

本研究中女性放射工作人员的微核细胞率、微核率及异常检出率均显著高于男性,这与Nadia Narendran等[10]的研究一致。美国国家科学院(NAS)在2006年[11]发表的关于电离辐射生物效应的报告阐明,辐射的影响是性别特异性,接受同等剂量辐射的女性的辐射敏感性高于男性,Tian-Jing Cai等[12]、Xue-Lei Tian等[13]研究也印证了这一观点。女性微核频率较高可能是女性有2条X染色体,而X染色体相对于其他染色体更容易作为微核丢失[11]

本研究中介入放射学组和核医学组放射工作人员的微核细胞率与微核率并不高于其他工种,与王秋雅等[5]、Qing-Zeng Qian等[14]研究一致;此外,介入放射学组的微核异常检出率最高,但不同工种微核异常率的差异并无统计学意义。针对此,国内文献报道并不一致:那向杰等[6]研究发现介入放射学组微核率与放射诊断、放射治疗组相比差异无统计学意义;王平等[15]研究表明介入放射学组的微核率明显高于其他工种;杨勇等[16]研究发现,核医学放射工作人员的微核率明显高于放射诊断、放射治疗及介入放射学组。分析原因可能是介入放射学及核医学的放射工作人员接触的射线照射剂量大、暴露程度高及防护困难,因此受到的辐射损伤较其他工种高[17-18],然介入工作人员和核医学工作人员个人防护意识较强并且注重合理使用防护用品,而部分放射诊断工作人员认为剂量小不注重防护,不适当的辐射防护措施可能会增加职业辐射剂量[19],导致其微核率较高,进而导致放射诊断与介入放射学及核医学工作人员的微核水平差异并不显著。

ZothanSiama等[2]、Qing-Zeng Qian等[14]研究发现,微核率与放射工作人员的辐射暴露时间有关,暴露工龄是影响放射工作人员微核细胞率和微核率的因素之一。本研究中发现微核率和异常检出率均随放射工龄的增加出现先升高后降低的趋势,但工龄对微核率的影响并无明显规律,陆雪等[20]对介入放射工作人员细胞遗传学指标进行分析,亦未观察到工龄对微核指标有影响。分析原因可能是辐射诱导的微核与辐射剂量相关[9],工龄可能并不能代表研究对象实际有效的放射工作时间,且年长的放射工作人员直接接触射线的操作机会相对减少,从而导致微核率与放射工龄间的正相关性降低。

本研究发现,在长期接触低剂量电离辐射的人群中,微核率与年龄的增长呈现一定的正相关性,这与Fenech M等[21]研究一致。人类微核项目近7000名受试者的数据也证实了微核频率的年龄效应[22]。淋巴细胞微核率在男性和女性中都是随着年龄的增长而稳步增长的,这可能是由于DNA损伤积累[12],基因组不稳定性增加和DNA修复能力的下降[23-24]引起的染色体畸变和微核率的升高。

综上,本次调查医疗行业不同工种、不同性别、不同工龄、不同年龄放射工作人员外周血淋巴细胞微核率及微核异常率有明显差异,放射工龄和年龄、性别是影响放射工作人员微核细胞率和微核率的因素,我们应加强长期从事医疗放射工作人员的辐射防护,尤其是高年资人员和女性放射工作人员。在以后的研究中,我们应多关注放射工作人员不同年龄、不同性别对辐射反应的差异,以确保男性和女性在各个年龄段都得到平等的保护。

参考文献
[1]
Da Silva-Júnior FMR, Tavella RA, Fernandes CLF, et al. Genotoxic risk in health-care professionals occupationally exposed to low doses of ionizing radiation[J]. Toxicol Ind Health, 2020, 36(5): 356-370. DOI:10.1177/0748233720932081
[2]
Siama Z, Zosang-zuali M, Vanlalruati A, et al. Chronic low dose exposure of hospital workers to ionizing radiation leads to increased micronuclei frequency and reduced antioxidants in their peripheral blood lymphocytes[J]. Int J Radit Biol, 2019, 95(6): 697-709. DOI:10.1080/09553002.2019.1571255
[3]
Lusiyanti Y, Kurnia I, Suvifan VA, et al. Evaluation of chromosomal aberrations and micronuclei in medical workers chronically exposed to low dose ionizing radiation[J]. Biosaint J Biol Biol Educ, 2017, 9(3): 585-591. DOI: 10.15294/biosaintifika.v9i3.12382.
[4]
Lusiyanti Y, Surniyantoro HNE, Rahajeng N, et al. The cytogenetic effects on peripheral blood lymphocytes in cancer patients after radiation therapy: chromosome aberrations and micronuclei[J]. Biosaint J Biol Biol Educ, 2021, 13(1): 9-15. DOI: 10.15294/biosaintifika.v13i1.25264.
[5]
王秋雅, 熊晓芸, 张恒东. 504名放射工作人员淋巴细胞微核率分析[J]. 中国辐射卫生, 2021, 30(1): 5-9.
Wang QY, Xiong XY, Zhang HD. Analysis on lymphocytes micronucleus rate of 504 radiation workers[J]. Chin J Radiol Health, 2021, 30(1): 5-9. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2021.01.002
[6]
那向杰, 付丽丽, 单铁梅, 等. 介入放射工作人员染色体畸变和微核观察[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(1): 13-16.
Na XJ, Fu LL, Shan TM, et al. Observation of chromosome aberration and micronucleus in interventional radiology workers[J]. Chin J Radiol Health, 2020, 29(1): 13-16. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2020.01.003
[7]
Basri IKH, Barnard S, Suvivan VA, et al. Correlation between γ -H2AX, micronucleus and annual occupational dose in medical radiation worker[J]. Int J Radiat Res, 2021, 19(4): 1015-1023. DOI: 10.29242/ijrr.19.4.1015.
[8]
Al-Ziyad AKA, Mutar AJ, Ouda ZA, et al. Cytogenetic and gene expression study in radiation workers occupationally exposed to low levels of ionizing radiation[J]. J US-China Med Sci, 2021, 18(1): 20-29. DOI:10.17265/1548-6648/2021.01.002
[9]
Gao JF, Dong XM, Liu TX, et al. Antioxidant status and cytogenetic damage in hospital workers occupationally exposed to low dose ionizing radiation[J]. Mutat Res/Genet Toxicol Environ Mutagen, 2020, 850-851: 503152. DOI:10.1016/j.mrgentox.2020.503152
[10]
Narendran N, Luzhna L, Kovalchuk O. Sex difference of radiation response in occupational and accidental exposure[J]. Front Genet, 2019, 10: 260. DOI:10.3389/fgene.2019.00260
[11]
National Research Council. Health risks from exposure to low levels of ionizing radiation: BEIR VII phase 2[R]. Washington: The National Academies Press, 2006. DOI: 10.17226/11340.
[12]
Cai TJ, Lu X, Tian XL, et al. Effects of age and gender on the baseline and 2 Gy60Co γ-ray-induced nucleoplasmic bridges frequencies in the peripheral blood lymphocytes of Chinese population [J]. Mutat Res/Genet Toxicol Environ Mutagen, 2018, 832-833: 29-34. DOI:10.1016/j.mrgentox.2018.06.013
[13]
Tian XL, Lu X, Cai TJ, et al. Cytogenetic monitoring of peripheral blood lymphocytes from medical radiation professionals occupationally exposed to low-dose ionizing radiation[J]. Mutat Res/Genet Toxicol Environ Mutagen, 2021, 867: 503370. DOI:10.1016/j.mrgentox.2021.503370
[14]
Qian QZ, Cao XK, Shen FH, et al. Effects of ionising radiation on micronucleus formation and chromosomal aberrations in Chinese radiation workers[J]. Radiat Prot Dosimetry, 2016, 168(2): 197-203. DOI:10.1093/rpd/ncv290
[15]
王平, 李杰, 轩月兰, 等. 淋巴细胞微核自动分析用于放射工作人员微核检测的可行性[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2020, 40(10): 746-752.
Wang P, Li J, Xuan YL, et al. The feasibility of using automatic micronucleus assay to test micronucleus in lymphocyte of radiation workers[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2020, 40(10): 746-752. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2020.10.003
[16]
杨勇, 王强, 张磊, 等. 放射工作人员淋巴细胞染色体畸变及微核检测结果分析[J]. 预防医学, 2019, 31(5): 517-519,522.
Yang Y, Wang Q, Zhang L, et al. Chromosome aberration and micronucleus frequence in peripheral blood lymphocytes in radiation workers[J]. Prev Med, 2019, 31(5): 517-519,522. DOI:10.19485/j.cnki.issn2096-5087.2019.05.023
[17]
付强, 汪国海, 王强, 等. 常州市3021例放射工作人员染色体畸变率和微核细胞率状况及影响因素分析[J]. 中华劳动卫生职业病杂志, 2018, 36(10): 759-761.
Fu Q, Wang GH, Wang Q, et al. Analysis on chromosome aberration rate, micronucleus cell rate and related factors of 3021 radiation workers in Changzhou[J]. Chin J Ind Hyg Occup Dis, 2018, 36(10): 759-761. DOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9391.2018.10.010
[18]
Diana C, Popescu IA, Cîmpeanu MM. Cytokinesis–block micronucleus (CBMN) assessment for medical personnel occupationally exposed to ionizing radiation[C]//Proceedings of 2020 International Conference on e-Health and Bioengineering (EHB). Iasi, Romania: IEEE, 2020: 1-4. DOI: 10.1109/EHB50910.2020.9280240.
[19]
Elshami W, Abuzaid M, Pekkarinen A, et al. Estimation of occupational radiation exposure for medical workers in radiology and cardiology in the United Arab Emirates: nine hospitals experience[J]. Radiat Prot Dosimetry, 2020, 189(4): 466-474. DOI:10.1093/rpd/ncaa060
[20]
陆雪, 封江彬, 田雪蕾, 等. 小剂量长期慢性照射介入放射学工作人员细胞遗传学指标分析[J]. 中国职业医学, 2021, 48(2): 208-212.
Lu X, Feng JB, Tian XL, et al. Analysis of cytogenetic indexes in interventional radiology workers exposed to low dose long - term chronic irradiation[J]. China Occup Med, 2021, 48(2): 208-212. DOI:10.11763/j.issn.2095-2619.2021.02.017
[21]
Fenech M, Holland N, Zeiger E, et al. The HUMN and HUMNxL international collaboration projects on human micronucleus assays in lymphocytes and buccal cells—past, present and future [J]. Mutagenesis, 2011, 26(1): 239-245. DOI:10.1093/mutage/geq051
[22]
Bonassi S, Fenech M, Lando C, et al. HUman MicroNucleus project: international database comparison for results with the cytokinesis-block micronucleus assay in human lymphocytes: I. Effect of laboratory protocol, scoring criteria, and host factors on the frequency of micronuclei[J]. Environ Mol Mutagen, 2001, 37(1): 31-45. DOI:10.1002/1098-2280(2001)37:1<31::AID-EM1004>3.0.CO;2-P
[23]
Laffon B, Bonassi S, Costa S, et al. Genomic instability as a main driving factor of unsuccessful ageing: potential for translating the use of micronuclei into clinical practice[J]. Mutat Res/Rev Mutat Res, 2021, 787: 108359. DOI:10.1016/j.mrrev.2020.108359
[24]
Fenech M, Holland N, Kirsch-Volders M, et al. Micronuclei and disease–Report of HUMN project workshop at Rennes 2019 EEMGS conference[J]. Mutat Res/Genet Toxicol Environ Mutagen, 2020, 850-851: 503133. DOI:10.1016/j.mrgentox.2020.503133