1、电离辐射及其所致损伤电 离 辐 射 是 一 切 能 引 起 物 质 电 离 的 辐 射 总 称 ， 其 种 类 很 多 ， 高 速 带 电 粒子 有 粒 子 、 粒 子 、 质 子 ， 不 带 电 粒 子 有 中 子 以 及 X射 线 、 射 线 。电离辐射存在于自然界，但目前人工辐射已遍及各个领域，专门从事生产、使用及研究电离辐射工作的，称为放射工作人员。与放射有关的职业有： 核工业系统的和原料勘探、开采、冶 炼 与精加工，核燃料及反应堆的生产、使用及研究；农业的照射培育新品种，蔬菜水果保险，粮食贮存；医药的X 射线透视、照相诊断、放射性核素对人体脏器测定，对肿瘤 的照射治疗等；工业部门的各
2、种加速器、射 线 发生器及电 子 显 微 镜 、电子速焊机、彩电显 像 管 、高压电 子 管 等。天然辐射：人类主要接收来自于自然界的天然辐射。它来源于太 阳 ，宇 宙 射 线 和在地壳中存在的放射性核 素 。从地下溢出的氡 是自然界辐射的另一种重要来源。从太空来的宇宙射线包括能量化的光量子，电子，射线和X射线。在地壳中发现的主要放射性核素有铀 ，钍 和钋 ,及其他放射性物质。它们释放出，或射线。 人 造 辐 射辐 射 广 泛 用 于 医 学 ， 工 业 等 领 域 。 人 造 辐 射 主 要 用 于 ： 医 用 设 备 (例 如 医学 及 影 像 设 备 )； 研 究 及 教 学 机 构 ；
3、 核 反 应 堆 及 其 辅 助 设 施 ， 如 铀 矿 以 及 核燃 料 厂 。 诸 如 上 述 设 施 必 将 产 生 放 射 性 废 物 ， 其 中 一 些 向 环 境 中 泄 漏 出 一定 剂 量 的 辐 射 。 放 射 性 材 料 也 广 泛 用 于 人 们 日 常 的 消 费 ， 如 夜 光 手 表 ， 釉 料陶 瓷 ， 人 造 假 牙 ， 烟 雾 探 测 器 等 。 相 关 职 业 还 有 锅 炉 及 压 力 容 器 无 损 检 测 ， 常 用 的 指 令 源 以 源 为 为 信 号 源 ，射 线 拍 片 机 发 射 X射 线 ， 以 上 两 种 是 无 损 检 测 行 业 常
4、用 的 方 式 ， 现 在 还 同 时使 用 磁 粉 和 渗 透 及 超 声 波 ， 但 射 线 机 和 源 也 是 无 法 替 代 的 工 作 必 需电离辐射对人体造成的损伤主要有：1.急性核辐射性损伤随着照射剂量的增加，对机体是损伤部位及患者的临床表现各异。当吸收剂量低于 1Gy 时，可出现头晕、乏力、食欲下降等轻微症状；剂量在 1-10Gy 时，主要损伤造血系统；剂量在 10-50Gy 时，消化道为主症状，若不经治疗，在两周内 100%死亡；50Gy 以上出现脑损伤为主症状，可在 2 天死亡。急性损伤多见于核辐射事故。2、慢性核辐射损伤在少量剂量下，它并不能 造成伤害。在某些情况下，细胞
5、并不死亡，但是变成非正常细胞，有些为暂时，有些为永久的，那些非正常细胞甚至发展为癌变细胞。大剂量的照射将引起大范围的细胞死亡。在小剂量的照射下，人体或部分被照器官能存活下来，但是最终导致癌症发病率大大增加。受低剂量或中等剂量的照射的伤害并不能在几个月甚至是一年中显示出来。机体长期接受超低剂量的照射时，可导致出现慢性放射性病。当局部长期接受超低剂量照射后，可以导致局部慢性损伤，如慢性皮肤损伤、造血障碍、白内障等。慢性损伤常见于核辐射工作的职业人群。3、胚胎与胎儿的损伤增殖活跃组织对辐射损伤最为敏感，胚胎和胎儿正处于发育高峰，对辐射比较敏感，在胚胎植入前接触辐射可使死胎率升高；在器官形成期接触，可
6、使胎儿畸形率升高，新生儿死亡率也相应升高。据流行病学调查显示，在胎儿期受照射的儿童中，白血病和某些癌症的发生率较对照组为高。4、远期效应调查研究证实，受到急慢性照射的人群中，白细胞严重下降，肺癌、甲状腺癌、乳腺癌和骨癌等各种癌症的发生率随照射剂量增加而增高。5、受核辐射污染后的后遗症问题机体接受照射 6 个月后，仍会出现一些损伤，包括晶体浑浊、白内障、男性睾丸和女性卵巢受影响导致永久不育、骨髓受损出现造血功能障碍，以及出现各种癌症。如果导致生殖细胞基因或染色体发生变异，可以出现畸胎等问题。上面提到低剂量的电离辐射不一定引起疾病，甚至在一些情况下可以产生有利作用。小剂量电离辐射能减少肿瘤的转化、
7、发生及生长；小剂量电离辐射全身照射能杀灭肿瘤。在目前，电离辐射预照射能降低随后大剂量攻击照射诱发染色体损伤，推测是消灭肿瘤细胞的机制之一。但是在当前研究进展中，小剂量电离辐射上调应激反应基因表达及提高前列腺素水平，与消灭肿瘤有何关系尚不清楚。电离辐射对细胞的作用：一、细胞的辐射敏感性机体各类细胞对辐射的敏感性不一致。Bergonie 和 Tribondeau 提出细胞的辐射敏感性同细胞的分化的程度成反比，同细胞的增殖能力成正比。从总体上说，不断生长、增殖、自我更新的细胞群对辐射敏感，稳定状态的分裂后细胞对辐射有高度抗力。而多能性结缔组织，包括血管内皮细胞，血窦壁细胞，成纤维细胞和各种间胚叶细胞
8、也较敏感。二、细胞周期的变化辐射可延长的细胞周期，但不同阶段的辐射敏感性不同。处于 M 期的细胞受照很敏感，可引起细胞即刻死亡或染色体畸变（断裂、粘连、碎片等）；可不立刻影响分裂过程，而使下一周期推迟，或在下一次分裂时子代细胞夭折。C 1期的早期对辐射不敏感，后期则较为敏感，RNA、蛋白质和酶合成抑制，延迟进入 S 期。S 前期亦较为敏感，直接阻止 DNA 合成，而在 S 期的后期敏感性降低，是则于此时已完成 DNA 合成，即使 DNA 受损亦可修复之故。G 2期是对辐射极敏感的阶段，分裂所需特异蛋白质和 RNA 合成障碍，因而细胞在 G2期停留下来，称“G 2阻断”（G 2block），是照
9、射后即刻发生细胞分裂延迟主要原因。三、染色体畸变细胞在分裂过程中染色体的数量和结构发生变化称为染色体畸变（chromosome aberration）。畸变可以自然发生，称自发畸变(spontaneous aberration)。许多物理、化学因素和病毒感染可使畸变率增高。电离辐射是畸变诱发因素，其原因是电离粒子穿透染色体或其附近时，使染色体分子电离发生化学变化而断裂。四、细胞死亡1间期死亡（intermitotic death）：细胞受照射后不经分裂，在几小时内就开始死亡，称间期死亡，又称即刻死亡。体内发生间期死亡的细胞分为二类：一类是不分裂或分裂能力有限的细胞，如淋巴细胞和胸腺细胞，受几百
10、 mGy 照射后即发生死亡；另一类是不分裂和可逆性分裂的细胞，如成熟神经细胞、肌细胞和肝、肾细胞等，需要照射几十至几百 Gy 才发生死亡。细胞间期死亡发生率随照射剂量增加而增加，但达到一定峰值后，再增加照射剂量，死亡率也不再增加。间期死亡的原因是核细胞的破坏，其机理主要是由于 DNA 分子损伤和核酸、蛋白质水解酶被活化，导致染色质降解，组蛋白外溢，发生细胞核固缩、裂解。照射后膜结构的破坏、细胞能量代谢障碍，也是促成间期死亡的因素。2增殖死亡（reproductive death）：细胞受照射后经过 1 个或几个分裂周期以后，丧失了继续增殖的能力而死亡，称增殖死亡，也称延迟死亡。体内快速分裂的细
11、胞，如骨髓细胞受数 Gy 射线照射后数小时至数天内即发生增殖死亡。分裂细胞在受到很大剂量照射后也可发生间期死亡。增殖死亡的机理主要是由于 DNA 分子损伤后错误修复和染色体畸变等原因导致有丝分裂的障碍。五、细胞损用力的修复 （一）亚致死损伤修复亚致死损伤是指细胞接受辐射能量后所引起的损伤不足以使细胞致死，如果损伤积累起来，就可以引起细胞死亡。但若给予足够的时间，则细胞有可能对这种损伤进行修复，称亚致死损伤修复（sublethal damage repair，SLDR）。所以将一定剂量进行分次照射，每次照射中间给予一定间隔，细胞的死亡率比同等剂量一次照射明显减少。（二）潜在致死损伤修复潜在致死损
12、伤是指照射后细胞暂未死亡，但如不进行干预，细胞将会发生死亡。假如改变受照射细胞所处状态。例如置于不利于细胞分裂的环境中，则受损伤细胞可得到修复而免于死亡，称潜在致死损伤修复（potentially lethal damage repair，PLD）电离辐射损伤机制主要有：在电离辐射造成的损伤当中重点有导致 DNA 损伤和诱发肿瘤，其中主要涉及遗传物质的改变，有括 DNA 甲基化、及 miRNA 的调节作用、以及组蛋白修饰，其中对 DNA 甲基化研究得最早也最深入。DNA 甲基化通常是指发生在复制后由和 DNA 甲基转移酶(DNMT)介导的 DNA 胞嘧啶的 C-5 位与甲基的共价结合。在哺乳动
13、物细胞中 5。甲基胞嘧啶是最常见的形式，也是研究最深入，最清楚。DNA 甲基化多发生在 CpG 二核苷酸对的胞嘧啶上，CpG 二核苷酸对多聚集成CpG 岛，而基因组中有一半的基因 5 7 非编码区有 CpG 岛。DNA 甲基化主要由一系列 DNMT 来完成，NMTl 的主要功能是在 DNA 复制时，按照亲本链的甲基化模式对新合成的 DNA 单链进行甲基化，使新合成的 DNA 链具有与亲代 DNA 链相同的甲基化模式，从而使这种表观遗传信息得以在细胞和个体世代间传递；DNMT3a 和 DNMT3b 的主要作用是在胚胎发育和细胞分化时，将未甲基化或者被去甲基化的 DNA 甲基化；DNMT2 的功能
14、仍不清楚。电离辐射诱导 DNA 甲基化模式改变的可能机制：（1）电离辐射诱导的 DNA 损伤修复DNA 链断裂是电离辐射导致的 DNA 损伤的主要形式，它可以通过重组修复或长片段切除修复而被有效修复，而在这两种修复过程中都存在 DNA 聚合酶将原本的甲基胞嘧啶替换成胞嘧啶的可能，从而使基因组甲基数量降低，导致 DNA 低甲基化。（2）电离辐射诱导的 DNMT 表达量和(或)活性下降电离辐射可以导致多种 DNA 损伤，而 DNA 损伤产物(如：DNA 加合物 8羟基一 2脱氧甘氨酸)会影响 DNMT 甲基化的能力，柳，DNMT 活性的异常又会导致 DNA 甲基化的紊乱。除此之外还有一些其他机制，
15、但是都还没有被证实。DNA甲基化改变在肿瘤发生发展过程中起重要作用，DNA低甲基化在癌变前期的组织和肿瘤中经常被发现。基因组DNA低甲基化已经被证明与基因组不稳定性增加有关阻捌，并常常被认为是基因组不稳定的标志嗍。研究发现，慢性小剂量间断电离辐射能导致DNA低甲基化而慢性大剂量则不能闯。因此，DNA甲基化模式改变对于解释慢性小剂量电离辐射更易导致基因组不稳定进而导致癌症的机制具有重要意义。同时miRNA也在遗传当中有重要作用，它掌握真核细胞许多功能，影响基因表达、细胞周期调控和个体发育等多种行为。大量研究表明，miRNA与肿瘤的形成有密切的关系。细胞中miRNA的表达受多种环境因素的影响，电离
16、辐射作为一种外界的损伤因素，能直接穿透组织细胞，将能量沉积在细胞中，对细胞造成损伤，是诱发肿瘤的重要因素。miRNA序列上，无论在物种间还是单个物种的进化过程中，都具有高度的保守性；表达上，具有时序特异性和组织特异性。 miRNA的这些特性提示它在生命活动的基本层面发挥作用，影响基因表达、细胞周期调控和个体发育等多种行为。研究显示，超过50的miRNA基因位于或靠近肿瘤相关的基因组区或脆性位点，提示miRNA在人类肿瘤形成机制中起重要作用。有些miRNA起到类似原癌基冈的作用，其突变或者错误表达可引发多种人类肿瘤。但也有研究报道。一些miRNA具有肿瘤抑制因子的功能。miRNA与电离辐射：（1
17、）.造血组织接受电离辐射后miRNA表达的改变：人类及动物骨髓造血系统对电离辐射非常敏感，是辐射致癌主要的靶器官。（2）成纤维细胞接受电离辐射后miRNA表达的改变：成纤维细胞及其分泌的胶原蛋白是参与器官纤维化的主要成分。近几年来有低LET射线照射后细胞内分子水平上(DNA、mRNA及miRNA等)的表达变化及诱导细胞凋亡的相关报道。其中，miRNA在成纤维细胞中的表达变化与。辐射剂最以及照射后的时间有关，离辐射后表达是多样化的，其调控功能随着时间的变化也发生了改变。（3）前列腺癌细胞接受电离辐射后miRNA表达的改变：经过一定的实验证实一些miRNA在前列腺癌细胞接受电离辐射后有明显的改变，
18、提示这些miRNAs可能对前列腺癌放射治疗效果起到一定的预测作用。此外电离辐射还会导致另外一些组织的miRNA的表达改变。既然电离辐射会对人体造成不小的损伤，所以如何做好辐射防护是必须考略的问题。而今，医院成为日常生活当中普通人群接受辐射相对较多，相对集中的地方。因为在各级医院的大批医疗设备中，包含了许多价格不菲而属于 x 射线诊断、介入放射学、临床核医学和放射肿瘤学等各类放射诊疗使用的高新技术设备。这些放射诊疗设备均必须借助各种密封放射源、开放型放射性药物或者各种各样射线装置等所发射的各类型电离辐射，才能够在临床医学实践中达到施行健康查体、疾病诊断和肿瘤治疗的目的。因此，各种医疗设备的应用安
19、全和全面质量管理，离不开很重要的电离辐射防护与安全因素。这既关系到医学放射工作人员所受职业照射的防护；叉关系到众多受检者与患者所受医疗照射的防护；还涉及到环境和公众照射的防护；以及很重要的防范发生放射事故等，其影响面非常之广。 因此，放射诊疗的防护与安全颇为需要加以突出地强调，藉此可引起各地各级医院、有关医务人员、管理人员和社会各界的普遍高度重视。这样，“全面提高医疗质量，保证医疗安全”才能得以真正的落实。防 护 的 三 大 原 则 时 间 防 护 、 距 离 防 护 、 屏 蔽 防 护（ 1） 时 间 防 护 ： 不 论 何 种 照 射 ， 人 体 受 照 累 计 剂 量 的 大 小 与 受
20、 照 时 间 成 正比 。 接 触 射 线 时 间 越 长 ， 放 射 危 害 越 严 重 。 尽 量 缩 短 从 事 放 射 性 工 作 时 间 ，以 达 到 减 少 受 照 剂 量 的 目 的 。 （ 2） 距 离 防 护 ： 某 处 的 辐 射 剂 量 率 与 距 放 射 源 距 离 的 平 方 成 反 比 ， 与 放 射源 的 距 离 越 大 ， 该 处 的 剂 量 率 越 小 。 所 以 在 工 作 中 要 尽 量 远 离 放 射 源 。 来 达到 防 护 目 的 。 （ 3） 屏 蔽 防 护 ： 就 是 在 人 与 放 射 源 之 间 设 置 一 道 防 护 屏 障 。 因 为 射 线 穿 过原 子 序 数 大 的 物 质 ， 会 被 吸 收 很 多 ， 这 样 达 到 人 身 体 部 分 的 辐 射 剂 量 就 减 弱了 。 常 用 的 屏 蔽 材 料 有 铅 、 钢 筋 水 泥 、 铅 玻 璃 等 。 参考文献：1郑钧正必须重视医疗设备应用安全中的电离辐射因素2石大伟，赵永成.电离辐射诱导的 DNA 甲基化模式改变及其在辐射致癌机制研究中的意义3何庆嘉，冉新泽. 小剂量电离辐射可消灭部分肿瘤4孙秀锦，崔凤梅，涂或. 电离辐射诱发的非编码小分子 RNA 改变5夏景光，李文建，王菊芳，郭传玲，杨建设，高清祥. 低剂量电离辐射预处理对不同肿瘤细胞周期的影响6http:/
