中国辐射卫生  1997, Vol. 6 Issue (2): 65-68  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1997.02.001

引用本文 

曹珍山, 涂开成, 樊飞跃, 谢国良, 杨素霞, 李煜, 刘国廉, 叶常青. 131I 132I致大鼠甲状腺损伤远期效应的形态计量学研究(腺体水平研究)[J]. 中国辐射卫生, 1997, 6(2): 65-68. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1997.02.001.
Cao Zhenshan, et al. Morphometric study on late effect of I131、132I on rat thyroid gland (Study on gland level)[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 1997, 6(2): 65-68. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.1997.02.001.

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收稿日期：1996-12-03
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131I 132I致大鼠甲状腺损伤远期效应的形态计量学研究(腺体水平研究)
曹珍山 , 涂开成 , 樊飞跃 , 谢国良 , 杨素霞 , 李煜 , 刘国廉 , 叶常青     
北京放射医学研究所, 北京 100850
收稿日期：1996-12-03
摘要：应用图像分析技术和形态计量学方法, 测量了131I、132I致大鼠甲状腺损伤后(20个月后)甲状腺三维体视学参数的变化。结果表明, 各剂量组胶体和滤泡的体积密度及表面积密度均明显小于0剂量组, 且随着吸收剂量的增大逐渐减小(P < 0.01);间质的体积密度则随着剂量的增大而明显增大(P < 0.01);各剂量组胶体和滤泡的比表面均明显大于0剂量组的值(P < 0.01), 说明胶体或滤泡的体积变小; 由体积密度和表面积密度与吸收剂量的回归方程式计算的半增或半减剂量D50, 而推算出132I相当于131I的相对生物效应(RBE)为10~25。即在相同的剂量照射条件下, 132I对甲状腺的损伤程度要比131I大10~25倍。
关键词：形态计量学    131I    132I    甲状腺    远期效应    
Morphometric study on late effect of I131、132I on rat thyroid gland (Study on gland level)
Cao Zhenshan , et al     
Institute of Radiation Medicine, Beijing 100850
Abstract: Changes are reported here in three dimensional stereologic parameters of rat thyroid glands at 20 months after injury induced by I131、132I with image analysis and morphometric methods.The results showed that colloid and follicular volume density and surface area density of various dosage groups were all significautly smaller than those of the control (0 dose) group, and were dose-dependent (P < 0.01).However the volume density of interstitial tissue was negatively dose-dependent (P < 0.01).The colloid and follicular specific surface area of various dosage groups were all significantly larger than those of the control group (P < 0.01), indicating colloid and follicular volumes were decreased.It is confirmed that by the semi-increase or semi-reduction dose D50 calculated from the regression equation of volume density, surface area density, and absorbed dose that the relative biological effectiveness (RBE) of I132 was 10~25-fold of I131, i.e., with same irradiation dose, the extent of injury induced by I132 would be 10~25 times larger than that by I131.
Key words: Morphometry    131I    132I    Thyroid gland    Late effect    

放射性碘是核工业正常运行或核事故漏出时的主要核素之一, 它可直接或间接进入机体, 从而给机体造成危害或损伤。有关放射性碘对机体的损伤效应及其量效关系, 在以往的研究中, 许多学者采用不同方法对放射性碘的生物危害、分布特点、代谢规律以及致肿瘤效应方面作了大量的工作, 获得了较丰富的资料〔1〕。近十年来, 叶常青、涂开成等, 将先进的图像分析技术和形态计量学方法引入到放射性碘的研究中去, 拓宽了研究领域〔2~5〕。但该方法的引入多集中在131I致甲状腺损伤近期效应(1~2月)的研究, 对131I、132I的远期损伤效应, 尤其是应用形态计量学方法进行两核素损伤效应间的比较研究, 尚未见有报道。

文是放射性碘损伤效应研究的完善和补充, 主要采用图像分析技术和体视学定量分析方法, 观测大鼠在中毒20个月后不同剂量组甲状腺体视学参数的改变, 分析比较131 I、132I损伤效应的异同点, 为放射性碘危害与医学防护的研究提供资料。本文仅报告腺体水平研究结果, 细胞水平的研究报告待续。

1 材料与方法 1.1 大鼠分组及中毒方法

选用军事医学科学院动物中心纯种Wistar断乳大鼠42只, 体重50~70克, 中毒前一周喂低碘饲料, 随机分为7组, 每组6只大鼠。131I、132I由中国科学院原子能所提供。各实验组一次腹腔注入已经过活度刻度的131I或132I溶液, 对照组(即O剂量组)注入等容量的灭菌生理盐水。动物分组、注入量及甲状腺吸收剂量等情况见表 1。动物于中毒后20个月活杀, 取出两侧甲状腺, 常规固定、包埋, 间断连续5μm厚切片, H.E染色, 脱水、封片备测。

表 1 各组大鼠131I、132I注入量及甲状腺吸收剂量
1.2 图像分析及数据处理

应用MIAS- 300型图像分析系统, 配备Olympus显微镜, 通过日产Burle摄像头对显示于图像监视器上的图像进行分析, 装置的放大倍数为40×32.5(物镜放大倍数×电路放大倍数), 测定时, 在每只大鼠甲状腺切片上随机测试8个视场, 每组测量6只大鼠。测算的三维体视学参数有:滤泡、胶体及间质占腺体的体积密度, 以及胶体、滤泡的表面积密度和比表面等参数。对各剂量组各参数均值组间进行显著性检验, 比较两种碘核素损伤效应的差别, 对各参数与吸收剂量的关系进行定量分析。文中各表所列参数值, 均为平均值±标准差(x±s)。

2 结果与讨论 2.1 甲状腺体积密度的改变

甲状腺胶体、滤泡及间质占腺体的体积密度列在表 2。由表 2知, 各剂量组胶体和滤泡的体积密度均明显小于O剂量组的值, 且随着吸收剂量的增大逐渐减小, 而间质的体积密度则随着剂量的增大而明显增大。统计检验显示(见表 3):各剂量组上述参数与O剂量组均有非常显著的差别(P < 0.01), 其它各剂量组间大多有显著或非常显著差别(P < 0.05或P < 0. 01)。

表 2 大鼠甲状腺胶体、滤泡和间质的体积密度与剂量的关系

表 3 各剂量组间甲状腺体积密度显著性检验差异
2.2 表面积密度的改变

甲状腺胶体和滤泡的表面积密度列在表 4。由表知, 各剂量组胶体和滤泡的表面积密度均小于O剂量组的值, 且随着吸收剂量的增大, 逐渐减小。统计学检验(表 5)显示, 各剂量组与O剂量组间差别非常显著(P < 0.01), 其它各剂量组间有的也有显著或非常显著差别(P < 0.05或P < 0.01)。说明甲状腺表面积密度亦随剂量的增大而逐渐减小。

表 4 大鼠甲状腺表面积密度与剂量的关系

表 5 胶体和滤泡表面积密度各剂量组间相差显著性检验
2.3 甲状腺比表面积的改变

比表面是形态计量学方法研究甲状腺形态结构的一个重要参数, 它与甲状腺胶体或滤泡的体积呈反线性关系。甲状腺胶体和滤泡的比表面列在表 6。由表 6知, 甲状腺胶体、滤泡各剂量组的比表面均明显大于O剂量组的值(P < 0.01)。但各剂量组间除个别组间(胶体: 321Gy组与4Gy组, 4Gy组与13Gy组; 滤泡: 44Gy组与13Gy组)有差别(P < 0.05或P < 0. 01)外, 其余剂量组间无显著差别(P > 0. 05)。产生这一现象的内在因果关系尚不清楚, 有待进一步研究。

表 6 大鼠甲状腺比表面积与剂量的关系

I132的g组(35Gy)甲状腺萎缩, 镜下观察组织严重破坏, 滤泡极度萎缩, 纤维组织大量增生, 几乎见不到完整的胶体, 故本实验组未作测量。

2.4 131I与132I对大鼠甲状腺损伤效应的定量比较

将前面表 2和表 4中各剂量组甲状腺胶体、滤泡和间质的体积密度以及胶体和滤泡的表面积密度, 均以O剂量组的值为100%进行归一, 以甲状腺吸收剂量为自变量, 归一值作为因变量进行回归分析, 获得其回归方程式, 并由此方程式计算出半增或半减剂量D50, 即某项体视学参数值增大或减小50%所需的剂量。结果见表 7。表中所列132I的相对生物效应(RBE), 即以131I与132I D50的比值, 作为132I相当于131I的相对生物效应。

表 7 甲状腺有关体视学参数的D50值132I的相对生物效应

由表 7可见, 在相同剂量照射下, 132I对甲状腺的损伤程度要比131I严重得多, 其相对生物效应(RBE)是131I的10~25倍。这与国外文献报道的采用其它方法估算131I、132I的损伤效应的结果是一致的(10~25倍)〔6〕, 由此可见, 形态计量学方法同样可作为估算放射性核素损伤效应的重要指标之一。本实验室的另一项研究表明, 132I致甲状腺的损伤效应要大于致肿瘤效应, 132I致甲状腺的肿瘤效应为131I的5.5~6.4倍〔7〕。

参考文献
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刘国廉, 谢国良. 放射性碘的生物危害及医学防护[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 1989: 91-173.
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叶常青, 涂开成, 李洪新, 等. 八种动物甲状腺组织几何学参数的定量分析(一)[J]. 军事医学科学院院刊, 1987, 11(6): 428.
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涂开成, 谢国良, 叶常青, 等. 大鼠摄入131I后甲状腺组织学参数的定量分析[J]. 军事医学科学院院刊, 1986, 10(3): 169.
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Zhang X uefeng, Guo Lisheng, Tu Kaicheng, et al. The ster ological study of age-related effects in rat thy roids after γ-ray irradiation[J]. ACTA STEREOL, 1994, 13(1): 9-12.
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安艳, 陈如松, 涂开成, 等.放射性碘致大鼠甲状腺损伤的形态计量学研究.第三届全国生物医学体视学学术会议论文集, 1996.11.杭州P101~106.
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А.Классовский等(阎效珊译).人和实验动物甲状腺受碘的各种放射性同位素及其混合物照射时等效剂量的估算方法和结果.国外军事医学资料第二分册.1972.(2期): 26.
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谢国良, 马柳肪, 曹珍山, 等. 131I及132I对大鼠甲状腺致肿瘤效应[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1985, 5(5): 309.