2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室, 北京 100088;
3. 河南省第三人民医院 河南省职业病医院河南省辐射生物与流行病学医学重点实验室, 河南 郑州 450052
2. China CDC Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088 China;
3. Henan Key Laboratory of Medicine on Radiobiology and Epidemiology, Third People’s Hospital of Henan Province, Henan Province Occupational Disease Hospital, Zhengzhou 450052 China
低水平电离辐射（包括低剂量和低剂量率电离辐射）在我们的环境中无处不在，主要见于天然高本底辐射、高空辐射、核能应用、放射性同位素的生产和应用、医用辐照诊疗等领域。依据联合国原子辐射效应科学委员会、国际辐射防护委员会等组织报道及文献所述，将低剂量电离辐射（Low-dose ionizing radiation，LDIR）定义为：≤ 100 mSv的辐射剂量，将低剂量率电离辐射（Low-dose-rate ionizing radiation，LDRIR）定义为：每小时6 mSv或更低的辐射暴露率（ < 6 mSv/h）[1-3]。近年来，随着核技术的广泛应用，医用诊疗技术的普及，放射工作从业人员日益增多，使得持续接触LDIR/LDRIR造成的健康隐患研究比以往任何时候都更加紧迫。众所周知，低剂量电离辐射诱导产生的染色体损伤与肿瘤发生存在一定的联系[4]。微核作为染色体损伤的生物标志物，与其损伤程度成正比，一直被用作监测放射工作人员在岗期间职业健康较为可靠的评价指标[5-6]，对放射工作人员职业健康评估发挥着十分重要的作用。当前国内研究多使用传统的常规培养微核法对放射工作人员职业健康进行评估，该法容易受非分裂细胞的影响，从而降低异常结果的检出率[7-12]。因此，本研究采用了胞质分裂阻断微核法（Cytokinesis-block micronucleus method，CB微核法）对394名放射工作人员的微核率进行了分析，以期为长期接受低水平电离辐射的放射工作人员提供更加准确的职业健康评估，为从事放射工作的人员提供职业监护的理论依据。
1 对象与方法 1.1 对象以2022年来北京核工业医院体检中心参加放射工作人员职业健康检查人员为研究对象。放射组为在岗期间接触射线的353名工作人员，放射工龄平均为（11.9 ± 9.4） 年，包括放射诊断学（2A）73人、核医学（2C）20人、介入放射学（2E）31人、工业探伤（3B）50人、科研（5C）180人，其中男性放射工作人员为252 人，女性放射工作人员为101 人；平均年龄（39.0 ± 9.6） 岁。对照组为上岗前尚未接触射线的41名工作人员，其中男性放射工作人员为 23人，女性放射工作人员为18人；平均年龄（35.7 ± 11.5） 岁。放射组与对照组年龄相比，差异无统计学意义（P > 0.05）。
1.2 试剂与仪器含青链霉素及植物凝集素的人外周血淋巴细胞保存液、浓度为500 μg/mL松胞素、Giemsa染液均购自上海乐辰生物科技有限公司，氯化钾、甲醇、冰醋酸均购自国药集团化学试剂有限公司，细胞恒温培养箱购自常州市申光有限公司，CP-Ⅱ-64型自动收获仪、CP-AS-M-05型自动制片机购自上海乐辰生物科技有限公司，Imager.Z2自动扫片仪购自德国蔡司。
1.3 细胞培养移液器吸取0.5 mL的肝素抗凝外周血样本在超净工作台内接种于淋巴细胞保存液，混匀后放入37℃培养箱中培养，24 h后加入终浓度为4 μg/mL的松胞素，混匀后放入37℃培养箱中继续培养。
1.4 收获、制片及染片待样本培养至72 h后，将其取出后放入自动收获仪进行收获。收获程序如下：使用0.075 mol/L低渗处理1次。2 mL固定液（甲醇∶冰醋酸 = 3∶1，v/v）预固定5 min，4 mL固定液固定2次，每次5 min。将得到的细胞悬液移至自动滴片仪进行滴片，滴片条件：加样量25 μL，滴片温度为（30 ± 2）℃，滴片湿度为68 %。以5%的Giemsa染液进行染色，冲洗晾干。
1.5 扫片分析使用Imager.Z2自动扫片仪（100 × 倍镜）将含有双核的淋巴细胞扫描至Metafer4图像分析软件（MetaSystems有限公司）。人工选取细胞胞浆边界完整，两个细胞核形态及染色深浅度相近且尽量完全分离的双核细胞进行分析，如果两个细胞核发生部分重叠时，应确保可以清晰看到各自的核膜。微核判定标准：游离于胞质中小的圆形或椭圆形核，与主核不重叠，不相连，其大小应大于主核的1/16，并小于主核的1/3，边界清晰，颜色深浅与主核相同或略浅。每个样本分析1000个双核细胞，对于含有2个及以上的微核细胞采用双人阅片复核进行确认，计算微核率（‰）。
1.6 统计分析采用SPSS 28.0统计学软件，数据描述采用均值 ± 标准差。计量资料经检验符合正态分布者，多组间均数比较采用t检验或单因素方差分析；不符合正态分布者，如不同工龄组间的微核率，多组间差异比较采用Kruskal-Wallis H检验。Bonferroni校正用于多组间的事后两两比较。以统计值P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结 果 2.1 放射组与对照组外周血淋巴细胞微核率分析从表1可以看出，放射组平均微核率（13.15 ± 5.27）‰高于对照组平均微核率（10.61 ± 4.71）‰，差异具有统计学意义（t = −2.95，P < 0.05）。
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表 1 放射工作人员不同组间细胞微核率结果 Table 1 Micronucleus rate among different groups of radiation workers |
按照年龄段将放射组及对照组划分为4组，从表2可以看出，不同年龄段组中的放射组微核率总体高于同一年龄段对照组的微核率，其中50～岁年龄段放射组平均微核率（14.90 ± 5.33）‰显著高于同一年龄段对照组平均微核率（10.14 ± 3.49）‰，差异具有统计学意义（t = −2.30，P < 0.05）。放射组中，随着年龄的增加，微核率逐渐增加，而且差异具有统计学意义（F = 8.36，P < 0.05）。
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表 2 不同年龄段放射组与对照组外周血淋巴细胞微核率结果 Table 2 Micronucleus rate in the radiation group and the control group at different ages |
按照工龄将全部人员划分为4组，从表3可以看出，不同工龄组间微核率的差异具有统计学意义（H = 16.96，P < 0.05）。10～年、20～年、30～年工龄组人员的微核率总体上高于 < 10年工龄组人员，且10～年和30～年工龄组人员微核率高于 < 10年工龄组人员的微核率，差异均具有统计学意义（χ2 = −44.79，−60.47，P < 0.05）。
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表 3 不同工龄放射工作人员微核率分析 Table 3 Micronucleus rate of radiation workers of different service years |
从表4可以看出，女性微核率（14.45 ± 5.62）‰高于男性微核率（12.21 ± 4.97）‰，差异具有统计学意义（F = 3.93，P < 0.05）。而且，不同年龄段组中的女性微核率均高于同一年龄段男性微核率，除20～岁年龄段差异没有统计学意义，其他年龄段中差异均具有统计学意义（t = 2.43、2.50、2.10，P < 0.05）。
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表 4 不同年龄段男性与女性外周血淋巴细胞微核率 Table 4 Micronucleus rate in males and females of different ages |
按照工种将放射工作人员划分为6组，从表5可以看出，各放射工种微核率均高于对照组，不同工种间的微核率差异具有统计学意义（F = 3.31，P < 0.05）。经Bonferroni矫正后两两比较，发现放射诊断学组和工业探伤组的微核率明显高于对照组（t = 3.51、3.65，P < 0.05）。
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表 5 不同工种放射工作人员微核率分析 Table 5 Micronucleus rates of radiation workers in different types of work |
近年来，随着核技术应用的迅猛发展，放射工作人员群体大大增加。长期接触低剂量电离辐射而产生的健康风险是首要考虑因素。中国疾病预防控制中心辐射安全所监测数据显示，由于辐射防护水平的提高，从2010年到2016年，医疗放射工作者的年平均有效剂量呈稳步下降趋势。2016年，所有医疗放射工作者的平均年有效剂量为0.35 mSv，远低于中国1996—2000年的1.2 mSv，更远远低于辐射防护的剂量限值（5年平均有效剂量 ≤ 20 mSv）[13]。但是，从事核技术应用的放射工作人员仍然是外照射水平较高的职业人群。辐射防护的剂量限值是基于流行病学研究得出的辐射致癌风险理论，除了癌症风险外，越来越多的证据表明非癌症疾病的风险与其密切相关，包括循环系统疾病、白内障等[14-15]。迫切需要进一步研究低水平电离辐射对机体的影响。低剂量效应可以部分归因于DNA损伤，正如一些研究表明的那样，低剂量辐射后的DNA损伤可能会逃避细胞监视和修复，并在后期发展为诱变灾难性事件[16]。低剂量辐射诱导DNA损伤产生的健康问题值得进一步研究[17]。CB微核法已成为评估放射工作人员职业暴露产生的DNA损伤最有效和应用最广泛的方法。与传统的微核技术相比，CB微核法可以消除由核分裂抑制剂或衰老（降低淋巴细胞对有丝分裂原反应性）等因素引起的假阴性结果，使得结果更加稳健[18]。与辐射高度特异性的双着丝粒染色体分析相比，虽然CB微核法的辐射特异性较低，但更容易操作分析，易于实现自动化。现有研究表明，通过CB微核法测定的淋巴细胞中的微核率是癌症、心血管疾病死亡率、妊娠并发症、糖尿病、自身免疫性疾病和神经退行性疾病潜在风险增加的有效标志[18]。
本研究采用CB微核法对394名放射工作人员的微核率进行了分析，结果显示放射组平均微核率显著高于对照组平均微核率，且两组平均微核率相差达2.5‰，这与Angelini等[19]研究采用CB微核法得出的结果相近。现有研究显示，在CB微核法中，放射组比对照组的平均微核率高出范围维持在2.0‰～10.0‰间[19-22]。而在采用传统微核培养法中，放射组比对照组的平均微核率高出范围维持在0.1‰～1‰间[8-9, 11]。与传统微核培养法相比，CB微核法中放射组和对照组之间平均微核率的差距更加明显，从而使得该法可能更易于发现放射工作人员接触低剂量辐射所导致的遗传不稳定性。
将放射组及对照组微核率按照年龄段进行比较，结果显示，放射组中，随着年龄的增加，微核率逐渐增加，而且差异具有统计学意义；对照组中，30～岁到50～岁年龄段的微核率均高于20～岁年龄段，但差异无统计学意义。这与部分已有研究报道的结果相符合[8-9, 11, 19，23]。还有部分研究显示微核的形成与年龄的增加存在显著相关性[24-25]。大多数研究数据支持老年群体的微核率要高于年轻群体，可能由于不同研究分析对象不同，同时受到一些可以影响微核形成的内在、外在因素的影响，从而造成对照组中不同年龄段中的微核率差异程度略有不同，未来还需扩大研究对象进一步分析，以排除其他因素造成的干扰。也有研究指出，年龄与放射组的微核率增加更为相关，这可能是由于随着年龄的增长，对电离辐射诱导产生的遗传不稳定性修复减慢，从而造成DNA损伤在机体内累积导致的[26]。进一步将放射组按照不同工龄组进行分析发现，10～年、20～年和30～年工龄人员的微核率总体均高于低工龄组（ < 10年）人员，该结果与王静等[11]的报道一致。工龄与辐射暴露时间密切相关，这些结果提示放射工作人员微核率随着工龄逐渐升高可能与电离辐射累积效应有关[26]。
本研究显示女性微核率总体高于男性微核率，而且不同年龄段组中的女性微核率均高于同一年龄段男性微核率，与当前众多研究结果一致[12，19，23，27]。研究显示，机体对辐射诱导的生物效应具有性别特异性，女性职业辐射暴露发生后囊下、皮质性和核性白内障及肿瘤的风险均要高于男性[28-29]。有研究揭示，Ｘ性染色体遗失可能是造成微核率在男女性别间不同的原因[30]。但是，对于低水平电离辐射暴露，女性是否较男性更为敏感，还需要更为深入的调查研究来进一步证实。本研究及当前研究结果揭示，在从事放射相关工作时，应该更加重视对女性放射从业人员的职业健康检查和辐射防护。
最后，本研究将放射工作人员按照工种分类进行分析，各放射工种微核率均高于对照组，不同工种间的微核率差异具有统计学意义，其中以放射诊断学组和探伤组的微核率最高。叶淑敏[8]利用常规培养微核法对735名放射工作人员进行了分析，该研究发现，医疗诊断组的微核率同样是最高的。但是，工业探伤组在该项研究中是最低的。还有一些研究结果显示，介入放射组中的微核率最高[9, 12]。这可能是由于不同分析对象所在的工作环境中的放射防护条件不同造成的，遗憾的是，包括本研究在内的众多研究由于缺乏人均年有效剂量，无法分析微核率与人均年有效剂量之间的关系，无法证明不同研究得出的结论不尽相同是否与分析对象不同人均年有效剂量相关，后续需要补充相关数据，进一步探讨。
综上所述，无论是常规培养法还是CB微核法，长期接触低水平电离辐射放射工作人员的微核率确实会有不同程度的增加。考虑到微核率是癌症、心血管等疾病潜在风险增加的有效标志及不利影响。提示低水平电离辐射诱发的遗传不稳定性不容忽视，有必要进一步加强对放射工作人员特别是最大的辐射暴露工作者群体医务人员的职业健康监护和辐射防护教育。此外，本研究发现CB微核法中放射组和对照组之间平均微核率的差距更加明显，从而使得该法可能更易于发现放射工作人员接触低水平电离辐射所导致的遗传不稳定性，建议尽量使用CB微核法分析放射工作人员的DNA损伤程度。
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