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长期电离辐射对介入放射人员造血系统和细胞遗传学的影响

Assessment of hematopoiesis and cytogenetics changes in interventional radiologists

Qihong ZHOU , ^{Huijuan YU

,
^{Fengyun FU

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Haipeng YE}}}

Qihong ZHOU

杭州市职业病防治院检验科, 浙江杭州 310014

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Huijuan YU

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Haipeng YE

杭州市职业病防治院检验科, 浙江杭州 310014 杭州市职业病防治院检验科, 浙江杭州 310014 moc.qq@495743221 第一作者：周齐红(1976-),女,学士,主管技师,主要从事临床检验工作;E-mail:; http://orcid.org/0000-0002-2148-9277 P ＜0.05）。介入放射组染色体畸变率高于对照组和普通放射组（均 P ＜0.05），染色体畸变主要为双着丝粒体、无着丝粒环、断片和微小体。微核率检测结果显示，介入放射组的微核率高于对照组和普通放射组，差异有统计学意义（ P ＜0.05或 P ＜0.01）。介入放射人员染色体畸变率和微核率异常比例随着工龄的增加而增加，但不同工龄间差异无统计学意义（ P >0.05）。

结论

长期接触电离辐射可导致人体造血系统变化和人体染色体损伤，这种异常的程度可能与接触电离辐射的剂量有关。

Abstract

Objective

To investigate hematopoiesis and cytogenetics changes in staff of interventional radiology.

Methods

A total of 121 intervention radiation workers, 245 common radiation workers and 100 medical personnel (healthy control) without exposure to radiation were enrolled in the study. The peripheral lymphocyte chromosomal aberrations and micronucleus were detected, and the result of white blood cells examination was analyzed.

Results

Compared with common radiation group and healthy control group, decreases in white blood cells count, neutrophil ratio, and increase in lymphocyte ratio were observed in intervention radiation group (all P ＜0.05). Intervention radiation group had higher chromosome aberration rate and micronuclear rate than common radiation group and healthy control group (all P ＜0.05). Most common chromosome aberrations were dicentric chromosome, acentric ring, fragments and minute chromosome. Abnormal rates in chromosome aberration and micronucleus rates were increased with the rise of length of service, but no statistically significant difference was observed ( P >0.05).

Conclusion

Long term exposure to ionizing radiation may lead to changes in the human hematopoietic system and cause human chromosome aberration, and the severity of such injuries may be associated with the dose of ionizing radiation.

Keywords: Radiation, ionizing; Lymphocytes/pathology; Micronucleus tests; Chromosomes/radiation effects; Leukocytes/radiation effects; Radiology, interventional/manpower

介入放射学是一门融医学影像、临床诊断和治疗为一体的新学科，在晚期癌症、心脑血管疾病治疗中的应用日趋广泛。由于工作人员需在X射线的照射下长时间在诊视床边操作，所以介入放射学工作人员所接受的射线剂量远高于传统X线诊断工作人员，从而可能导致工作人员的造血、内分泌、生殖等系统损害。辐射损伤细胞DNA是导致恶性肿瘤和遗传性疾病发生的主要原因。为了解电离辐射对介入放射工作人员造血系统和细胞遗传学的影响，本研究对从事介入放射工作人员进行外周血淋巴细胞染色体畸变分析、微核率检测及白细胞检查，分析结果如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2013年4月—2015年12月在杭州市职业病防治院体检的介入放射工作人员(包括心血管介入治疗、肿瘤介入治疗、脑血管介入治疗、消化内科介入治疗等)121名(介入放射组)，年龄24～55岁，其中男性98名，女性23名，接触工龄1～30年；普通放射工作人员245名(普通放射组)，其中男性165名，女性80名，年龄22～56岁；同时选择年龄、工龄相近的其他医务工作人员100名作为对照组，年龄22～55岁，男性72名，女性28名。所有研究对象近半年来无血液系统疾病临床表现，无癌症史、放疗史、化疗史，无放射线、油漆、甲醛等化学毒物接触史，无慢性病毒感染史。基础资料来源于受检者的体检表。

1.2 标本采取

采集肘正中静脉血，规范消毒，执行无菌操作，采血时不能用力过度，以免血液产生气泡造成溶血。外周血淋巴细胞染色体畸变分析和微核率检测标本均采用肝素钠抗凝,白细胞检测采用乙二胺四乙酸二钾抗凝

1.3 仪器与试剂

染色体和微核培养基试剂盒、秋水仙素(天津瑞爱金生物科技有限公司)，0.075 mol/L氯化钾、甲醇(上海凌峰化学试剂公司)，吉姆萨染液(美国Sigma公司)，冰醋酸(浙江三鹰化学试剂有限公司)，恒温培养箱(美国Thermo Fisher Scientific公司)，光学显微镜(德国Carl Zeiss公司)，血细胞分析仪XE-2100(日本希施美康公司)。

1.4 外周血白细胞分析

外周血常规检查，主要分析指标为白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等。参考范围：白细胞(4.0～10.0) ×10 ⁹ /L，中性粒细胞比值0.5～0.7，淋巴细胞比值0.2～0.4，否则视为异常

1.5 淋巴细胞染色体标本制备及畸变分析

采集外周血，在无菌条件下，每瓶接种0.3 mL抗凝血于市售配制好的5 mL RPMI-1640培养液中，轻轻摇匀，置37 ℃(37 ℃±0.5 ℃)培养箱培养24 h后，于每瓶培养液中加入10 μg/mL的秋水仙素20 μL，达到终浓度0.04 μg/mL，继续培养24～28 h后收获细胞，收获后按照低渗、固定、制片、吉姆萨染色等基本步骤，获得数量充足、着色适中、分散良好的中期相，每份标本用油镜观察至少100个中期细胞，分析所有染色体型畸变，包括无着丝粒断片、无着丝粒环、着丝粒环、双着丝粒体、微小体，以及明显的异位和倒位，记录染色体的非稳定性畸变。结果评价：无着丝粒体畸变率正常参考范围为0%～3%，畸变率>3%为异常；双着丝粒体、着丝粒环和稳定性染色体畸变每次大于或等于1为异常，观察到异常需经两人复核确认。

1.6 外周血淋巴细胞微核标本制备及微核率分析

前期步骤与染色体一样，每瓶接种0.3 mL抗凝血于市售配制好的5 mL RPMI-1640培养液中，轻轻摇匀，在培养瓶上编号并注明培养开始时间，置37 ℃(37 ℃±0.5 ℃)培养箱培养72 h后收获细胞，按照低渗、固定、涂片和吉姆萨染色。在高倍镜下选择计数1000个细胞质完整、染色清晰的细胞进行分析，观测游离于细胞质中，与主核完全分开，呈椭圆形或圆形、边缘光滑、嗜色性与主核一致或略浅、为主核1/3的小核。以微核率>8‰为异常，每次观察到异常需经两人复核确认。

1.7 统计学方法

采用SPSS 22.0统计软件分析，计量资料采用均数±标准差( )表示，计数资料采用例数(百分率)表示。计量资料比较采用单因素方差分析，各组间比较采用SNK检验；率的比较用行×列表 ² 检验，若理论频数＜1格子数超过1/4，则采用Fisher确切概率法进行统计分析。以 P ＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组血常规检查结果比较

血常规检查结果显示，介入放射组工作人员白细胞计数、中性粒细胞比例降低，淋巴细胞比例升高，与普通放射组和对照组间差异具有统计学意义(均 P ＜0.05) ；但普通放射组和对照组间差异无统计学意义(均 P ＞0.05) ，见表 1 。接触电离辐射可导致人体造血系统发生变化，且这种异常的程度可能与接触电离辐射的剂量有关。表1 三组血常规检查结果比较 Table 1 Results of routine blood test in three groups

Results of routine blood test in three groups

白细胞(×10 ⁹ /L)

中性粒细胞比例

淋巴细胞比例

介入放射组

4.81±1.21

0.54±0.09

0.38±0.08

普通放射组

6.36±1.58

0.58±0.08

0.35±0.08

6.19±1.50

0.56±0.08

0.36±0.07

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与对照组比较， P ＜0.05；与普通放射组比较， P ＜0.05.

2.2 三组外周血淋巴细胞染色体畸变率比较

外周血淋巴细胞染色体检查结果显示，介入放射组染色体畸变率高于对照组和普通放射组(均 P ＜0.01) ，染色体畸变主要为双着丝粒体、无着丝粒环、断片和微小体( 表 2 ) 。表明接触电离辐射可引起人体染色体损伤，且染色体畸变率高低可能与接触电离辐射的剂量有关。表2 三组外周血淋巴细胞染色体检查结果比较 Table 2 Results of chromosomal aberrations assessment in three groups

Results of chromosomal aberrations assessment in three groups

分析细胞数

双着丝粒体

无着丝粒环

染色体畸变数

染色体畸变率(%)

介入放射组

12 100

普通放射组

24 500

10 000

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与对照组比较， P ＜0.01；与普通放射组比较， P ＜0.01.

2.3 三组外周血淋巴细胞微核率检测结果比较

外周血淋巴细胞微核率检测结果显示，介入放射组的微核率高于对照组和普通放射组，差异有统计学意义( P ＜0.05或 P ＜0.01) ，见表 3 。提示工作人员接触电离辐射后可导致微核产生。表3 三组外周血淋巴细胞微核率检测结果比较 Table 3 Micronucleus rates in three groups

Micronucleus rates in three groups

分析细胞数

微核细胞数

微核率(%)

介入放射组

121 000

普通放射组

245 000

100 000

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与对照组比较， P ＜0.01；与普通放射组比较， P ＜0.05.

2.4 不同工龄介入放射人员染色体畸变率和微核率异常例数比较

介入放射人员染色体畸变率与微核率的异常例数随着工龄的增长而增加，但差异无统计学意义(均 P ＞0.05) ，见表 4 。提示染色体畸变率和微核率升高可能与辐射的累积剂量增加有关。表4 不同工龄介入放射人员染色体畸变率和微核率异常例数比较 Table 4 Abnormal rates in chromosome aberration and micronucleus rates in radiologists with different length of service

Abnormal rates in chromosome aberration and micronucleus rates in radiologists with different length of service

n (%)]

工龄(年)

染色体畸变率>3%

微核率>8‰

1～＜10

5(5.6)

18(20.2)

10～＜20

3(15.0)

6(30.0)

2(16.7)

4(33.3)

10(6.6)

28(23.1)

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3 讨论

电离辐射产生的生物学效应可对机体产生影响或造成损伤。鉴于辐射诱发染色体畸变的特性，人们常常将染色体畸变作为评估受小剂量照射人群辐射损伤的首选指标。微核是体内染色体断片或有丝分裂过程中丢失的整条染色体，在有丝分裂后期不能纳入子核而在细胞质中形成的单个或多个小核。微核的数量与染色体受到伤害的程度呈正相关。人体造血系统中的白细胞也是电离辐射较敏感的指标，它的异常改变是长期低剂量辐射的早期临床表现之一。介入放射人员长期接触低剂量照射，外周血象可发生以中性粒细胞减少为主的白细胞总数减少，淋巴细胞比值相对增高。因此，染色体畸变分析结合微核率和白细胞检测可用于检测和评估DNA的损伤情况。

介入放射对于诊断和治疗癌症、心血管疾病、妇科疾病等具有其他诊疗措施无法替代的作用，但是介入放射工作人员自身也在遭受电离辐射的损害。本研究结果显示，介入放射组工作人员的白细胞总数低于普通放射组和对照组，表明长期小剂量电离辐射对放射工作人员的造血系统有影响；介入放射组工作人员的染色体畸变率和微核率均高于普通放射组和对照组，表明长期小剂量电离辐射可造成细胞遗传物质损伤，这与之前相关研究报道的结果基本一致。本研究还发现，介入放射组淋巴细胞染色体畸变和微核率异常的比例随工作人员工龄增长而增加，与张素英等和李清芹等报道相符。据相关文献报道，介入放射工作人员的人均年受照剂量是同期其他放射工作人员的31.17倍，且X射线累积剂量与接触X射线的时间成正比，因此高年资的工作人员应成为重点监护对象。然而，本研究中，不同工龄介入放射工作人员染色体畸变和微核率异常比例差异无统计学意义，分析原因可能是：①随着工龄的增长，个人受照剂量叠加，机体既表现损伤，又表现出修复和适应的现象，当修复能力占优势时，在相当长的时间里可不出现损伤反应；但如果机体修复适应能力差或累积剂量达到一定程度时，就会出现慢性损伤性效应。②由于本次调查样本量较小导致差异无统计学意义，在后续实验中我们会通过增加样本量进一步分析不同工龄介入放射工作人员染色体畸变率和微核率的差异。

目前，介入放射技术已成为临床上常用的诊断和治疗方法。作为一名介入放射工作人员，要充分认识X射线的危害性，时刻做好自我防护。同时，介入放射工作人员的职业健康问题必须得到足够的重视，应按照《中华人民共和国职业病防治法》的要求做好介入放射工作人员自身的辐射防护，定期体检，建立健康档案，确保工作人员的职业健康与安全。

Funding Statement

浙江省医药卫生科技计划（2016KYB241）

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