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核能在军事上的广泛应用,对核辐射的防护及专业军事人员的身体健康情况检测提出了现实的要求。用生物学指标检测核辐射剂量,在近几年的研究已取得了长足的发展。对接触核设施的特勤人员核辐射损伤的剂量检测,最好的办法是联用多种分析方法,取各自之长。如:染色体分析具有高灵敏性,剂量可小至0.5 Gy;检测毛发直径判定身体局部照射的具体部位;辐射诱变分子化学技术检测的剂量宽度在0.510 0 Gy之间。目前作为生物剂量检测的方法有:细胞检测技术,细胞遗传学检测技术,辐射诱变分子检测技术[1]。
测定人体各种生物学指标的多种技术已被用来确定核辐射照射强度和人体吸收剂量的关系。这些技术中大多数是以核辐射引起的人体生物学效应为基础,反应的程度与辐射剂量成正比例。因此,这些生物学反应被为“生物学剂量计”或称作“生物学指标”。辐射损伤理想的生物学指标应是特异性的、敏感的,适于测定小剂量的辐射量,并能在照后最短的时间内确定损伤的程度,其方法学应该是简单的,适用大量人员的筛选和甄别。本文介绍具有以上特点的几种测定技术。
1细胞检测技术
核辐射损伤引起的血细胞质与量的改变,是生物学效应的主要特征之一。其次是生殖细胞(精子),毛发等。
1.1血细胞检测血细胞是机体对辐射射线反应较敏感的细胞之一。核辐射损伤可使造血干细胞有丝分裂受到一定程度的抑制,使外周血细胞发生间期死亡。凡是超出允许剂量的照射,依据照射量的大小,各种血细胞均有不同程度的减少。外周血细胞数减少的首先是淋巴细胞,其次是粒细胞、血小板,红细胞反应迟钝。淋巴细胞减少对早期诊断有重要意义。中性粒细胞和血小板对辐射的预后有判定意义。血细胞计数是常规方法,一般较熟练的检验人员都能正确进行检测。人体受超允许剂量的核辐射后,外周血细胞数首先下降,效应出现早,分析方法简单。
1.2精子细胞检测精子细胞在发生发育的几个阶段对辐射都十分敏感。可用流式细胞仪检测处于3期各阶段的细胞辐射效应。同时结合显微镜下精子形态学方面的改变,可以精确判断受照射的程度。检验速度快,灵敏度高(0.1 Gy)。
1.3毛发检测检测毛发也是判定受辐射损伤程度的简便、精确的方法之一。从受核辐射照射的患者中发现,出现最早的躯体效应是白细胞减少和毛发脱落。核辐射可导致毛囊细胞死亡和减少。毛发上皮细胞的染色体畸变率高,检测全身各部位的毛发可确定受照射部位。
2细胞遗传检测技术
体细胞的遗传对核辐射有极灵敏的感受剂量,可小至0.05 Gy。细胞遗传检测技术有微核检测、染色体畸变检测等。
2.1微核检测微核可在各类受照射细胞中检出,但最适合的是淋巴细胞。计数微核简便快速,能检测不同个体对辐射的敏感性。微核检测技术在不断改进,使用松胞素B以后,使其灵敏度显著提高,可预知人体受照射前的微核率水平,能检测0.05 Gy的剂量。如无照射前的对照指标,可检测0.1 Gy的剂量则更为可靠。用微核检测作为生物剂量计,需要建立各自不同条件下的剂量-效应曲线鉴别微核的条件有三:①微核的染色体必须与主核完全一致。②微核必须与主核完全脱离,不能有丝状相连。③微核必须为核的1/3以下。
2.2染色体检测染色体畸变对核辐射有较强的特异性,其灵敏度很高。对低LET的急性照射,可检测的最低剂量为0.05～0.1 Gy,直至到4 Gy时还有明显的剂量依赖性。染色体畸变的双着丝粒体的自然发生率很低(0.05%～0.1%),受照射后的变化可维持数周甚至数十年,仍可检测到双着丝粒体。染色体畸变检测是目前生物剂量中最先进的技术。
采用染色体畸变作为生物剂量计,各实验室都要对不同辐射品质和不同照射条件建立各自的剂量-效应曲线。染色体分析技术在实际应用上已十分成熟,高分辨率的分带技术也已应用于实践中。染色体分析技术要具有经验和熟练的技术,不足的是比较费时。
3辐射诱变分子化学检测技术
一定剂量的核辐射,可使体内大分子蛋白质化学性状发生改变。
3.1生物化学检测人体受超量辐射后,体内某些酶释放入血液。部分DNA和核酸发生降解。可以用许多体液如:唾液、血液、尿液的化学成分的改变来估算辐射损伤的剂量。常用的检测项目有淀粉酶、牛磺酸、胸腺嘧啶核苷和脱氧细胞嘧啶核苷等测定方法。这些材料易获得,定量方法简单、实验时间短。
3.2其他检测技术用于估算辐射剂量的其他技术有电子自旋共振技术。它可测定由辐射造成体内自由基产生的数目。检测材料多用牙齿和指甲。血型糖蛋白A位点突变检测,细胞电泳速率等均可用于估算辐射对人体的效应关系。
4小结
核能的应用造成的辐射环境与人的健康关系越来越密切。尤其是接触核装备的专业技术人员,除了采取有效的防护措施外,必须定期对接触核设施的专业人员进行以上几种技术的检测,并制定各种设施中不同辐射品质和不同照射条件下的剂量-效应曲线,与制定的正常人组的本底剂量-效应曲线进行比较,经统计处理,分析估算出专业接触人员的受照射剂量程度,以便监督防护措施的落实情况和为进行有效治疗提供依据。
参考文献
[1]国际原子能机构,世界卫生组织,合编.辐射血液学手册[M].北京:原子能出版社,1975.
