用非稳定性染色体畸变估算事故受照人员的剂量已经在国内开展了二十多年, 并制定和颁布了国家标准《染色体畸变分析估计生物剂量》(GB/T12715 -91), 在国内历次事故处理过程中生物剂量资料起到非常重要的作用[1, 2]。近年来国际上加紧对核恐怖事件的防范, 我国政府也非常重视核事故医学应急体系的建立, 生物剂量估算是非常重要的部分, 国内放射生物剂量队伍的能力是影响我国放射医学与防护领域处置核突发事件的重要因素。为了了解全国辐射生物剂量工作的现状, 检验生物剂量估算队伍的能力, 推动全国生物剂量估算工作的顺利开展, 笔者在2007年组织了全国生物剂量比对, 以便在应对核突发事件时充分利用全国的资源, 同时便于发现生物剂量估算中的问题, 及时找出应对措施, 提高我国生物剂量估算水平。
1 材料与方法 1.1 比对单位的确定由中国CDC辐射防护与核安全医学所(以下简称辐射安全所)质量管理办公室对全国CDC系统和相关大学进行辐射生物剂量估算比对需求调查, 对回馈的调查表进行分析, 确定全国13个单位参加本次全国辐射生物剂量比对。13个比对单位包括(按拼音排序):复旦大学放射医学研究所、甘肃省疾病预防控制中心、广东省职业病防治院、贵州省疾病预防控制中心、河北省疾病预防控制中心、江苏省疾病预防控制中心、内蒙古自治区疾病预防控制中心、山东省医学科学院放射医学研究所、苏州大学放射医学与公共卫生学院、新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心、云南省疾病预防控制中心、浙江大学医学院附属第一医院和中国CDC辐射安全所。
1.2 比对标本的制备外周血样品取自正常男性, 非放射工作者、近期内无急慢性疾病, 半年内无射线和化学毒物接触史。取外周静脉血10mL, 无菌条件下分装到两个肝素抗凝管中。在北京市辐照中心钴源室进行样品照射, 照射剂量为1.5Gy, 剂量率分别为1Gy/min、0.5Gy/min, 样品分为L1和L2。在辐射安全所放射生物学研究室按照常规方法[3]进行照射后样品的培养、中期染色体标本的制备, 每份标本制备若干染色体标本, Giemsa染色。
1.3 比对标本的发放和分析要求将所有标本进行预览, 确定分裂指数高、形态良好的标本, 进行编号并标记; 然后用特快专递将标记好的标本发放到各单位, 要求每个标本均分析200和400个细胞, 分别计数双着丝粒+着丝粒环(dic+r)的数目, 建议每个标本应由两人以上核对。根据各单位的条件, 只报告dic+r畸变率的有7个单位, 另外的单位要报告dic+r畸变率和估算剂量范围(其中辐射安全所有2名分析人员采取盲法单独检测和估算剂量)。
1.4 统计分析各单位的dic+r畸变分析结果合并后获得总dic+r畸变平均值和相应的95%可信区间; 总体估算剂量范围是用总dic+r畸变平均值和相应的95%可信区间参考辐射安全所建立的剂量-效应曲线[4]进行计算。各单位dic+r畸变结果的比较用秩和检验, 人员之间结果比较用泊松分布的两均数比较U检验
2 结果 2.1 各单位之间结果的比对从表 1中可以看出, 每个单位分析200个细胞和400个细胞, dic+r畸变率变化不大(P> 0.05)。对不同单位之间观察到的dic+r畸变率, 从表 1的L1标本中可发现, 观察200个细胞dic+r畸变率的变动范围在15 ~ 39.5(单位为dic+r/100细胞, 以下同)之间, 观察400个细胞dic+r畸变率的变动范围在15 ~ 30之间(P < 0.05)。从L2标本中结果可发现, 观察200个细胞dic+r畸变率的变动范围在12.5 ~ 35之间, 观察400个细胞dic+r畸变率的变动范围在12 ~ 36之间(P < 0.05)。
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表 1 各单位分析两份标本的dic+r畸变(dic+r/100细胞) |
在比对的结果中有2家单位有人员比对, 从表 2中可看出:对同一种标本, 不同人员的分析结果是有所差别的, 可能与判断标准和分析经验有关。
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表 2 同一单位不同人员之间的分析2份标本的dic+r畸变率(dic+r/100细胞) |
将所有单位分L1或L2标本的200个细胞的dic+r畸变数相加, 与总细胞数计算总dic+r畸变率平均值, 并计算95%可信区间; 同样的方法计算2个标本各单位分析400个细胞的总dic+r畸变率平均值和95%可信区间。结果见表 3, 可见各标本观察细胞数对总dic+r畸变率影响不大; 随着分析细胞数的增加95%可信区间缩小。各单位的dic+r畸变率与总dic+r畸变率平均值95%可信区间相比, 各标本的200个细胞和400个细胞检测结果均有几家单位高于和低于相应可信区间, 具体见表 4。
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表 3 2份标本的总平均dic+r畸变率(dic+r/100细胞) |
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表 4 各单位分析的结果与总dic+r平均值95%可信区间的符合情况 |
从表 5中各估算剂量单位所估算的剂量与总体估算剂量范围(95%可信区间)比较, 均是上限值高或高于可信区间上限。
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表 5 对分析的dic+r畸变(dic+r)进行的剂量估算(Gy) |
用非稳定性染色体畸变进行电离辐射剂量估算是放射生物剂量学的主要技术[5], 也是“金标准”, 在事故人员受照剂量估算中起到非常重要的作用, 但是该技术需要分析人员有丰富的经验, 分析经验的丰富程度影响到分析结果的准确率, 一般有经验的分析人员dic+r畸变的准确率要高于新参加人员, 此次比对中人员比对结果可以很清楚地显示该规律。在对每个标本的分析结果看, 无论是分析200个细胞, 还是分析400个细胞, 单位之间观察到的dic+r畸变差别非常大, 说明各单位对dic+r畸变的判断标准不统一。
对于进行剂量估算的各单位之间也有差别, 分析原因:①原则上刻度曲线建立时分析人和剂量估算分析人应是同一人, 这样保证判断标准的统一, 但实际情况一般不能满足该条件, 这就需要实验室内部和实验室之间判断标准尽量一致。②各单位的刻度曲线不统一:虽然有些单位之间染色体畸变率差别不大, 但是参考的标准曲线不同, 可造成估算剂量差异较大。
鉴于上述的问题和造成的原因, 为了提高我国生物剂量估算水准, 并能在应对突发事件时充分利用全国的资源, 今后非稳定染色体畸变生物剂量工作拟通过集中学习和培训, 提高相关技术人员判断和识别dic+r畸变的能力, 以及熟练掌握染色体标本制备技术。尽管用于生物剂量估算的染色体标本制备技术已有国家标准, 对于畸变的描述也很清楚, 但是这项技术完全是手工操作, 尤其是畸变的判断全凭个人的经验。这就造成各实验室的结果难免存在差异。因此, 曾有学者提出各实验室应建立自己的剂量-效应刻度曲线。本次比对结果差异较大, 这也是预料之中的事。各实验室用自己建立的刻度曲线估算剂量应当是相对准确的, 不失为国际上一致公认的染色体畸变是估算个人事故剂量的“黄金”指标。
本次比对工作已达到预期的目的。通过这次比对弄清了全国辐射生物剂量估算工作的现状, 例如各参加单位的技术力量情况, 以dic+r估算生物剂量各参加单位之间的误差情况等; 通过总结统一了各参加单位的认识, 为最大限度地统一畸变分析标准, 并建立共同的剂量―效应曲线奠定了思想基础。
(致谢: 在开展本次全国生物剂量比对工作过程中, 辐射安全所张伟军和参与比对的13个单位给予了大力支持和帮助, 在此表示感谢。)
| [1] |
陈英, 刘秀林, 姚波, 等. 山东济宁辐射事故受照人员生物剂量估算及彗星电泳检测分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2007, 27(1): 22-25. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2007.01.006 |
| [2] |
刘建香, 黄敏燕, 阮健磊, 等. 哈尔滨事故受照者的生物剂量估算[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2006, 26(5): 460-462. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2006.05.010 |
| [3] |
CHEN D, ZHANG C. A simple and convenient method for gaining pure populations of lymphocytes at the first mitotic division in vitro[J]. Mutat Res, 1992, 282(3): 227-229. DOI:10.1016/0165-7992(92)90100-V |
| [4] |
白玉书, 陈德清. 人类辐射细胞遗传学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2006: 71-76.
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| [5] |
International Atomic Energy Agency.Cytogenetic analysis for radiation dose assessment[M].A manual Technical report series No. 405. Vienna: IAEA, 2001.
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