随着电磁技术的快速发展和各类电子设备的大量应用，人类暴露于电磁辐射的时间和强度不断增加，受电磁辐射的影响也不断加大。机体器官和组织存在微弱的电磁场，它们是稳定有序的，一旦受到外界电磁场的影响，处于平衡状态的微弱电磁场就会遭到破坏。长期处于电磁辐射环境，会造成辐射损伤的累积，久而久之会危及生命，因此长期电磁辐射的健康问题越来越受到关注^[1]。微波是频率300 MHz～3000 GHz范围的电磁波，在军用、商用和民用领域都广泛使用，其中L波段 (1～2 GHz)^[2]、S波段 (2～4 GHz)^[3]和 X波段 (8～12 GHz)^[4]常用于雷达通信系统；900 MHz^[5]和1800 MHz^[6]主要用于全球移动通信信号系统（Global System For Mobile Communication, GSM），GSM辐射范围覆盖到850～1900 MHz^[7]；2450 MHz主要用于微波炉和WiFi设备^[8]，这些波段是微波应用中最为广泛的。目前有关微波辐射短期暴露健康危害的研究比较详尽，而长期暴露危害研究相对缺乏^[9]。本文综述了微波辐射长期暴露对机体多个系统的危害特点及其损伤机制，为微波辐射长期暴露的危害评估和安全防护提供理论基础。

1 长期微波辐射对健康的危害 1.1 长期微波辐射对神经系统的影响

中枢神经系统以生物电活动为基础，易受到微波辐射影响，长期暴露在微波辐射中，不但可致神经衰弱、认知失常、学习记忆能力下降，还会损害听力系统，影响腺体正常分泌。在对大量微波职业暴露人群进行的长期流行病学调查中发现，大多数工人出现了头痛、疲劳和失眠等症状，且离开微波辐射源后会恢复^[10]；Schoeni A等^[11]对439名青少年进行了一项为期1年的前瞻性队列研究，调查结果显示手机通话网络GSM产生的微波辐射累积会对青少年的记忆能力产生影响。实验研究发现将大鼠暴露在2.856 GHz的微波辐射12个月后，大鼠空间学习和记忆能力下降，脑电图异常，认知功能发生障碍^[12]；çeliker M等^[13]将雄性Wistar白化病大鼠暴露在2100 MHz的微波辐射中30 d，显示长期的微波辐射暴露会引起大鼠耳蜗核的变性和耳蜗核中凋亡指数的增加及听力系统受损；同样也有实验研究证实，大鼠连续暴露在1966.1 MHz的微波辐射中16周，会导致氧化应激、炎症反应和下丘脑-垂体-肾上腺轴失衡^[14]。流行病学调查和实验室机制研究证明，微波辐射长期暴露不仅会影响神经行为和功能，而且损伤神经系统的组织结构。

1.2 长期微波辐射对心血管系统的影响

微波辐射长期暴露是心血管系统损伤的重要原因之一，可增加心肌脂质过氧化水平、诱导线粒体变性和肌原纤维减少等，诱导心肌细胞损伤以及心血管功能性改变。一项流行病学调查显示，无系统性疾病人群暴露于手机微波辐射10年，会导致24 h动态心电图心率变异性发生变化^[15]；研究人员对110名电台和电视工作者（平均工作年限为25年）展开心血管风险评估显示，长期微波辐射暴露会增加罹患高血压和血脂异常的风险^[16]；Yin Y等^[17]使用平均功率密度为5和10 mW/cm ²的S波段（2.856 GHz）和X波段（9.375 GHz）辐射源对Wistar大鼠辐照28 d后发现，大鼠心率增加，心电图P波幅度减小、R波幅度增大，血清心肌酶含量升高，心肌组织中Cx43蛋白表达减少、分布异常，心脏组织结构和超微结构改变，并且其损伤存在剂量依赖性和频率依赖性；Ozer C等^[18]将雄性Wistar白化病大鼠暴露于900 MHz的微波辐射3周后，大鼠心脏组织中的丙二醛（Malonaldehyde, MDA）和一氧化氮（Nitric Oxide, NO）水平显著升高，谷胱甘肽（Glutathione, GSH）水平显著降低，造成大鼠心脏组织氧化损伤；另有研究将雏鸡胚胎在孵育过程中暴露于900 MHz的手机微波辐射中1周，发现胚胎动脉血管壁增厚^[19]。以上研究均显示，长期微波辐射可引起心血管系统发生一系列不良反应，造成心率和心脏电生理异常、心肌结构和功能异常等，影响心血管系统功能。

1.3 长期微波辐射对血液系统的影响

长期暴露于微波辐射影响血细胞的数目、形态和血液生化指标等。科研人员通过调查手机微波辐射对产后脐带血生化指标的影响发现，孕期使用手机超过60 min/d的孕妇，其胎儿平均血小板体积值低于正常值，C反应蛋白、降钙素、肌钙蛋白和乳酸水平高于正常值，生化水平也发生改变^[20]；研究人员通过抽取居住在GSM基站收发器天线附近居民的静脉血样本发现，居民的红细胞数量，平均体积以及平均血红蛋白浓度均明显高于正常值^[21]；Ebrahim RH等^[22]将大鼠暴露于手机微波辐射中5个月，会增加大鼠血清铁调素水平以及对不饱和铁结合能力和总铁结合能力产生负面影响；Shojaeifard MB等^[23]将成熟大鼠放置在与GSM具有相同频率的无线电波的干扰器中40 d，发现干扰器引起血细胞因子（包括红细胞、血小板和血红蛋白等）频繁变化，与正常鼠存在显著差异。流行病学调查和实验室研究均显示，微波辐射长期暴露会对人体血液系统造成不良影响。

1.4 长期微波辐射对生殖系统的影响

微波辐射长期暴露可降低生殖细胞质量，造成精子功能障碍，抑制生育能力以及造成胎儿畸形和性别比失调等。科研人员通过对32名捐献者的精液展开前瞻性研究及评估，发现暴露于微波电磁辐射后精子活力显著降低，活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）水平升高，发生氧化应激^[24]；另有研究显示900 MHz的手机电磁辐射以时间依赖性方式破坏雄性大鼠睾丸的超微结构并增加其生精细胞的凋亡^[25]；Pandey N等^[26]将白化病小鼠暴露于900 MHz的电磁场中35 d，发现辐射暴露引起的氧化应激诱导生殖细胞DNA损伤，改变细胞周期，导致小鼠精子数量减少；Almasiova V等^[27]将怀孕的Wistar大鼠整个孕期暴露于频率为2.45 GHz的脉冲微波辐射下，出生后不再接触微波辐射，雄性后代成年后（75 d）曲细精管形态不规则，生殖细胞退化，结果证实了孕期微波暴露可致子代睾丸发生实质退行性变化；Turedi S等^[28]在大鼠妊娠期第13～25 d，将其暴露在900 MHz的电磁场中，发现雌性子代的初级卵泡和三级卵泡数减少，凋亡指数上升。因此，微波长期暴露会引起生殖细胞氧化应激，损伤DNA、影响细胞周期、破坏生殖器官的超微结构，从而损伤生殖系统功能。

1.5 长期微波辐射对内分泌系统的影响

长期微波辐射还会影响内分泌系统，影响机体甲状腺、胰腺、垂体、性腺等腺体激素分泌，造成内分泌系统功能紊乱。Meo S等^[29]对发射塔基站（925 MHz）附近大约200 m的159名学生展开调查，结果显示微波辐射使学生的糖化血红蛋白（Glycosylated Hemoglobin，GHB）HbA1c的水平显著高于正常值，从而增加罹患二型糖尿病的风险；科学研究员通过抽取暴露于8～18 GHz微波辐射雷达官兵（服役时间≥10年）的静脉血样本发现，暴露官兵的褪黑激素浓度显著降低，5-羟色胺水平显著增加^[30]。实验研究发现，雄性SD大鼠暴露在Wi-Fi辐射（2.4 GHz）中45 d后血糖升高、氧化应激增加，胰岛素分泌受损^[31]；Koyu A等^[32]将成年雄性SD大鼠暴露在900 MHz的电磁场4周，结果显示微波辐射会降低血清甲状腺刺激激素、三碘甲状腺原氨酸T3和四碘甲状腺原氨酸T4的水平；将健康雄性C57小鼠暴露于1800 MHz微波辐射32 d，小鼠血清睾酮水平降低，而血清雌二醇水平升高且雌二醇的昼夜节律消失^[33]。上述研究表明，微波辐射的长期暴露会扰乱机体的内分泌系统，使机体出现病理性损伤。

1.6 长期微波辐射对免疫系统的影响

长期微波辐射会损伤机体的免疫系统，造成免疫器官、免疫细胞的损伤，影响免疫应答，从而损伤机体健康。Rubik B等^[34]进行了5G无线通信辐射（Wireless Communication Radiation,WCR）暴露工人的职业研究，发现WCR长期暴露会导致机体免疫系统功能障碍，包括免疫抑制、自身免疫和过度炎症，这可能是WCR作为有毒环境辅助因子导致 COVID-19 大流行的机制之一；Gara-vrhovac V等^[35]通过彗星实验评估暴露于915 MHz微波辐射2周大鼠的外周血白细胞，检测到暴露大鼠血液白细胞中DNA损伤增加；Baranski S^[36]将豚鼠和兔子暴露在平均功率密度为3.5 mW/cm²的3000 MHz微波中超过3个月，发现淋巴细胞数目以及核结构异常，并且淋巴结和脾脏中的淋巴样细胞中出现有丝分裂；El-gohary OA等^[37]将大鼠持续暴露在手机微波辐射30 d，大鼠免疫球蛋白（IgA、IgE、IgM和IgG）水平降低，嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞和单核细胞计数显著增加。上述研究均表明长期微波辐射会影响细胞炎性因子表达、免疫球蛋白及相应受体的活性以及免疫细胞数量等，从而破坏机体的免疫功能。

1.7 长期微波辐射促进肿瘤发生

国内外大量研究表明长期微波辐射暴露会增加罹患癌症的风险，国家癌症机构将电磁辐射归类为可能的人类致癌物（2B组）^[38]。军方数据显示，朝鲜战争期间服役的电磁辐射高暴露的美国海军雷达人员癌症的发病率是对照组的2倍；挪威航天无线电人员患乳腺癌的风险更高；巴西海军雷达从业人员中显示出更多的原发性脑瘤；丹麦喷气机飞行员急性髓系白血病、皮肤癌和其他癌症的风险显著增加。Hardell L等^[39]根据Hill的标准，证实神经胶质瘤和听神经瘤可由来自移动电话和其他设备的微波辐射（30 KHz～300 GHz）引起；科研人员采用病例对照研究对211例乳腺癌患者展开问卷调查，结果显示过度使用GSM智能手机会显著增加患乳腺癌的风险^[40]。Eşmekaya MA等^[41]将2个月大的雄性大鼠暴露在900 MHz射频下3周，发现甲状腺激素的分泌被抑制、腺体结构改变、甲状腺中凋亡小体形成，患甲状腺肿瘤的风险增加；Falcioni L等^[42]研究指出，将SD大鼠从产前直至自然死亡暴露于1.8 GHz的射频磁场，SD大鼠脑和心脏肿瘤的发生率增加。机制研究提示长期处于微波辐射会影响蛋白质活性表达，造成细胞凋亡等，增加患肿瘤的风险。

2 微波辐射长期暴露的损伤机制

微波辐射的生物效应与辐射功率和暴露持续时间有关^[2]，已有很多证据表明长期低剂量辐射暴露可对各个系统造成伤害，并且其长期暴露的生物效应以时间依赖性方式累积^[25]。微波辐射长期暴露可通过多种机制损害人体健康，包括氨基酸和酶活性的改变、氧化应激、DNA和RNA损伤、离子通道改变等。氨基酸和酶为人体基础代谢提供能量，微波辐射长期暴露会影响氨基酸和酶的活性，降低γ-氨基丁酸、天冬氨酸和谷氨酸的水平^[3]，降低乙酰胆碱酯酶活性，增加其mRNA表达，诱导神经退行性疾病^[43]；微波辐射能够增加自由基的产生，使机体发生氧化应激反应^[14,24]，微波辐射长期暴露会上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPAR-γ）mRNA和蛋白质水平^[11]，可诱导线粒体ROS连续生成并降低了抗氧化剂GSH的含量^[44]；微波辐射会引起DNA和核糖核酸RNA损伤，导致miRNA表达改变和组织中DNA断裂等^[45]；微波辐射还能攻击细胞膜的离子通道和信号受体，影响Ca²⁺信号的转导而破坏血脑屏障，或增加细胞中Ca²⁺的浓度，诱导凋亡^[46]。长期处于微波辐射环境，机体不断地进行损伤与修复，损伤不断累积，终至组织功能和结构的改变及各系统的损伤。

3 总结与展望

长期暴露于微波辐射会对机体多个系统产生影响，造成生殖系统、心血管系统、神经系统、血液系统、内分泌系统和免疫系统等的结构和功能的损伤，并且诱导肿瘤发生。目前对微波辐射的研究重视程度和研究深度已经有了很大提升，但是关于微波辐射长期暴露方面的研究相对较少且不够系统和全面^[47]，尤其在肿瘤方面，现有的研究暂时还无法提供微波辐射长期暴露致癌的直接证据。另外流行病学研究也同样受到较多的不确定性影响，其中包括统计或剂量学的不确定性，以及无法充分控制的混杂因素^[48]。且关于微波辐射长期暴露的发生机制研究也尚不清楚，仍需要进一步阐明。因此我们还需要在不违背医学伦理的前提下，将动物实验、分子生物学实验以及流行病学调查等多研究元素结合在一起，更合理的设计并充分考虑遗传背景、器官特异性风险和其他混杂因素的影响，全面并深入地开展微波辐射长期暴露的研究，以更好维护公众健康以及对长期接触微波辐射的人群开展健康风险评估，为我国辐射卫生防护法规与标准体系的建立提供重要参考。