小剂量电离辐射对放射性作业人员细胞遗传物质造成一定损伤, 可引起外周血淋巴细胞染色体畸变^[1]; 微核是染色体损伤的断片在细胞浆中形成的小核, 含微核细胞的多少与染色体损伤程度相一致。现就人体对辐射敏感指标外周血淋巴细胞染色体畸变、微核率进行分析。

1 对象与方法 1.1 对象

放射组:南京地区从事X射线作业人员432人、男性315人, 女性117人, 年龄21~78岁, 平均年龄49.5岁, 放射工龄1~55年; 南京地区从事工业探伤作业人员244人, 男性235人, 女性9人, 年龄18~60岁, 平均年龄39岁, 放射工龄1~45a。对照组:不接触射线等有害因素且其他条件基本相似人员195人。

1.2 实验方法 1.2.1 淋巴细胞微核测定

采用微量全血培养法进行常规分析, 培养液为RPMI-1640组合培养液, 其中含新生牛血清20%, 青、链霉素各100μg/ml, 肝素6 μg, 植物血凝素100 μg/ ml, pH值7.2~7.4。取静脉血0.3~0.5 ml加入到含4.5ml培养基瓶中, 37℃恒温培养72h, 按标准法制片, Giemsa染色, 油镜下每例计数2 000个胞浆完整已转化的淋巴细胞。微核判断标准:游离于胞浆中与主核完全分离或相切, 相切时则以看到核膜线为准, 圆形或椭圆形小体, 边缘光滑, 嗜色性与主核一致或略浅, 直径小于主核的1/3。计数淋巴细胞微核率。微核率>1‰作为评价长期小剂量、低剂量率辐射危害的参考依据。

1.2.2 染色体畸变分析

培养方法基本同上, 在血样培养68h, 用6.5号针头水平状态下滴入秋水仙素2滴(浓度约为0.07μg/ml), 混匀, 继续培养至72h, 收获细胞, 按常规制备染色体标本, 在光学显微镜下选择完整、分散良好、形态清晰中期细胞进行分析, 每例分析200个细胞, 凡出现环状染色体、双着丝粒体、无着丝粒断片、易位和微小体且细胞畸变率>0.5%者均视为染色体异常。

1.3 统计学处理

用χ²检验进行统计分析

2 结果 2.1 X射线、工业探伤人员与对照组染色体畸变检测结果(表 1)

经统计学分析, 染色体畸变率、异常率X射线人员、工业探伤人员, 对照组三者差异有统计学意义, χ²=15.00, P＜0.05。X射线人员与对照组染色体畸变率差异有统计学意义, χ²= 14.52, P＜0.05、染色体异常率差异有统计学意义, χ²=7.41, P＜0.05;工业探伤人员与对照组染色体畸变率差异有统计学意义, χ²=6.57, P＜0.05、染色体异常率差异无统计学意义, χ²=3.43, P>0.05。X射线、工业探伤两类人员染色体畸变类型均以无着丝粒断片为主, 分别占总畸变的0.049%和0.031%。其次, X射线人员染色体畸变类型为易位和双着丝粒体, 分别占总畸变的0.017%和0.007%。工业探伤人员染色体畸变类型为双着丝粒体和易位, 分别占总畸变的0.012%和0.008%。

2.2 X射线人员不同放射工龄的淋巴细胞染色体畸变率、微核率检测结果

见表 2。X射线人员不同放射工龄的淋巴细胞染色体畸变率、微核率差异无统计学意义。X射线人员染色体畸变率χ²=3.72(P>0.05)、染色体异常率χ²=2.18(P> 0.05)。微核率χ²=6.39(P>0.05), 微核异常率χ²=2.36(P >0.05)。但从表 2可见, 放射工龄为21~35a组染色体畸变率、异常率高于放射工龄为1~5a组、6~20a组和36~55a组。放射工龄为6~20a组微核率、异常率高于放射工龄为1~5a组、21~35a组, ,而均低于36~55a组。X射线人员染色体畸变率和异常率随放射工龄的增加有上升趋势, 至21~35a工龄后则有下降趋势; 微核率和异常率随放射工龄的增加有上升趋势, 至6~20a工龄后则有下降趋势, 但在36~55a期间微核率又增高为0.118‰, 异常率又增高为5.88%, 这可能与此期间受检人数偏少所致, 实际意义不大。

2.3 工业探伤人员不同放射工龄的淋巴细胞染色体畸变率、微核率检测结果(表 3)

工业探伤人员不同放射工龄的淋巴细胞染色体畸变率、微核率差异无统计学意义。工业探伤人员染色体畸变率χ²=5.38(P>0.05)、染色体异常率χ²=2.67(P >0.05)。微核率χ²=6.34(P>0.05), 微核异常率χ²=2.46 (P>0.05)。但从表 3可见, 放射工龄为6~20a组染色体畸变率、异常率均高于放射工龄为1~5a组、21~35a组和36~45 a组。放射工龄为6~20a组微核率高于放射工龄为1~5a组、21~35a, 1~5a组微核异常率高于6~20a、21~35a组。

2.4 X射线人员不同性别染色体畸变率、微核率检测结果(表 4)

X射线人员不同性别染色体畸变率、微核率差异无统计学意义, 染色体畸变率χ²=0.320, P>0.05。染色体异常率χ²= 0.054, P>0.5。

工业探伤人员9例女性中染色体未显示畸变, 微核率均小于1‰。

3 讨论

人体对电离辐射具有高度敏感性。电离辐射是引起人体外周淋巴细胞染色体畸变、微核数量增加的重要因素, 主要引起靶细胞DNA损伤, 有些DNA损伤可以自我修复, 未修复和错误修复的损伤将导致点突变和染色体畸变。电离辐射剂量越大, DNA损伤或错误修复及未修复的机会越多^[2]。微核来源于染色体的无着丝粒断片, 微核的多少直接反映染色体损伤程度。外周血淋巴细胞微核测定常与染色体畸变分析联合应用, 分析评价放射工作者的辐射损伤情况^{[3, 4]}。本文结果显示, X射线人员淋巴细胞染色体畸变率、异常率均显著高于对照组, 差异有统计学意义。工业探伤人员淋巴细胞染色体畸变率显著高于对照组, 差异有统计学意义, 染色体异常率与对照组差异无统计学意义。

按工龄分析, X射线人员随放射工龄的增加, 淋巴细胞染色体畸变率和异常在1~35a期间均呈上升趋势率, 35a后均呈下降趋势, 但差异无统计学意义。微核率和异常率在1~ 20a期间均呈上升趋势, 20a后均呈下降趋势, 但差异无统计学意义; 工业探伤人员随放射工龄的增加, 淋巴细胞染色体畸变率和异常率在1~20a期间均呈上升趋势率, 20a后均呈下降趋势, 但差异无统计学意义。从表 2、3可见, X射线人员染色体畸变率、异常率较高的放射工龄为21~35a组, 微核率、微核异常率较高的放射工龄为6~20a组。工业探伤人员染色体畸变率、异常率较高放射工龄为6~20a组, 微核率较高的放射工龄为6~ 20a组, 微核异常率较高的放射工龄为1~5a组。结果显示, 两类人员微核异常率升高工龄早于染色体畸变升高工龄。

两类放射工作人员的微核异常率比染色体畸变出现早, 且微核率和异常率、染色体畸变率和异常率都有随放射工龄的增加呈现先升高后降低趋势, 显现曲线回归关系, 与报道一致^{[5, 6]}。其原因可能为染色体是遗传物质DNA主要载体, 有些DNA损伤可以自我修复, 未修复的DNA损伤导致染色体畸变, 因而导致染色体畸变率与放射工龄间的斜率下降; 人体淋巴细胞微核形成机制导致微核率与放射工龄间的斜率下降。资料报道, 动物全身照射后, 微核率会立即升高, 1个半月后急剧下降^[7]。辐射诱发的微核主要为非稳定型染色体断片, 无着丝粒形成, 不能长时间留存。当一定水平受照剂量维持一段时间后, 染色体损伤与机体修复达到平衡, 微核率不再表现进一步增加。当放射人员随放射工龄的增加, 累积受照剂量相对增加减慢, 同时, 机体不断地修复所受损伤, 导致微核率与放射工龄间的斜率逐渐下降; 实际工作中, 工龄长的放射人员因多种原因直接接触射线机会减少, 导致染色体畸变率、微核率与放射工龄间的斜率下降。

本研究结果表明, 在射线损伤效应中, 微核率异常先于染色体畸变异常出现, 敏感性较高。但要说明一点, 就个体而言, 检出淋巴细胞微核率升高并不意味着一定伴有染色体畸变异常。

结果还显示, X射线人员不同性别染色体畸变率、微核率无显著差异。工业探伤人员9例女性中染色体未显示畸变, 微核率均小于1‰。

评价放射人员辐射损伤情况应联合对外周血淋巴细胞微核和染色体畸变进行分析, 因长期接触小剂量辐射人员在未出现临床症状或检验结果未出现异常前, 染色体结构变化可较早出现, 用二者分析方法可观察辐射生物效应的早期变化。应指出, 本次结果显示, 放射组染色体畸变率高于对照组, 提示应进一步加强辐射防护以确保放射人员身体健康。

(本文承南京医科大学教研室帮助, 致谢!)