電離輻射對健康的危害認(rèn)識

一說到輻射，很多人都對它心存不安，在兩顆以及切爾諾貝利核電站事故和日本福島核事故的陰影在前，人們對核輻射通常談之色變，對遭受輻射的后果憂心忡忡，甚至產(chǎn)生恐慌。不過，有關(guān)電離輻射的危害細(xì)節(jié)，公眾可能了解得并不多。故此本文試圖就相關(guān)內(nèi)容做一些簡單說明。

所謂電離輻射，顧名思義是指能夠使物質(zhì)發(fā)生電離的輻射。電離輻射通常可分為兩類，一類為高頻率的電磁波，如X射線γ射線；另一類為高能粒子束，如αβ 粒子或中子束等。其實(shí)電離輻射在我們的日常生活中并不陌生，在我們生活的周圍存在很多有天然輻射的物質(zhì)，引發(fā)電離輻射的放射性物質(zhì)是人類居住環(huán)境的組成部分：比如日常生活中常見到的石頭泥土及建筑材料大部分都有天然放射性，這部分物質(zhì)產(chǎn)生的輻射占我們?nèi)粘Ｄ芙拥降降妮椛淇偭康?span lang="EN-US" style="FONT-SIZE: 12px; FONT-FAMILY: 黑體">41%左右；另外，還有28%來自巖石土壤中的放射性物質(zhì)；15%來自X射線等醫(yī)療輻射；9%來自食物和飲料中的天然放射性核素；6%來自宇宙射線；1%來自高空飛行等。

日常生活中接觸到的輻射組成

天然輻射源所致平均輻射劑量就世界范圍來看，每人每年大約為2.4mSv（毫希沃特，一個(gè)當(dāng)量劑量或有效劑量單位。當(dāng)量劑量是電離輻射的吸收劑量（單位是Gy）與不同射線生物效應(yīng)系數(shù)的乘積；對于人體來說，有效劑量是人體各種組織或器官的當(dāng)量劑量乘以相應(yīng)組織權(quán)重因子的和）。而我們所關(guān)心的“電離輻射危害”指的是人們在利用射線和核能時(shí)受到超過一定劑量的電離輻射而造成的健康影響。

電離輻射對生物體的效應(yīng)是通過電離輻射的能量作用于生物大分子和水，使得后者發(fā)生分子不穩(wěn)定分子重排產(chǎn)生自由基并造成損傷。在這其中受影響的就是 DNA分子。受損的DNA可以經(jīng)體內(nèi)酶系統(tǒng)修復(fù)，但也可能發(fā)生錯(cuò)誤修復(fù)，這是電離輻射可能誘發(fā)癌癥的原因之一。分子電離自由基產(chǎn)生化學(xué)鍵斷裂使得亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，表現(xiàn)為細(xì)胞代謝結(jié)構(gòu)功能的改變。相同輻射劑量作用下，不同細(xì)胞出現(xiàn)的損傷程度不同。一般來說，淋巴組織骨髓小腸上皮和性腺對輻射敏感；其次是角膜晶狀體內(nèi)皮細(xì)胞等；肌肉骨骼軟骨和結(jié)締組織對輻射最不敏感。

輻射影響人體的示意圖

輻射對人體健康的實(shí)際危害原理

從時(shí)限上來說，大量電離輻射造成的危害可分為早期效應(yīng)和延遲效應(yīng)。早期效應(yīng)發(fā)生在暴露后幾星期內(nèi)，如急性放射綜合征（ acute radiation syndrome，ARS），表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)生并逐漸加重的嘔吐腹瀉，同時(shí)伴隨疲乏發(fā)熱食欲下降抽搐甚至昏迷，嚴(yán)重者在幾個(gè)月內(nèi)死亡。多數(shù) ARS患者會(huì)有骨髓損傷，由于免疫和造血功能下降，發(fā)生嚴(yán)重的致病菌感染和內(nèi)出血。ARS還包括嚴(yán)重的皮膚灼傷，表現(xiàn)為皮膚發(fā)癢，刺痛，紅斑或水腫。皮膚損害可遷延數(shù)周或數(shù)月，有時(shí)會(huì)危及生命。延遲效應(yīng)則包括輻射白血病，輻射致癌，放射性白內(nèi)障，遺傳損傷等。其中輻射致癌與輻射致遺傳病又稱為電離輻射的隨機(jī)性效應(yīng)。隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生幾率與輻射劑量成正比，但嚴(yán)重程度與輻射劑量無關(guān)。根據(jù)受輻射細(xì)胞的種類，又可將電離輻射的效應(yīng)分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)，前者作用于體細(xì)胞，后者作用于生殖細(xì)胞。輻射造成的皮膚損傷骨髓損傷乳腺疾患和甲狀腺疾患，以及輻射致癌均可歸于軀體效應(yīng)；而輻射造成不育胚胎死亡或胎兒畸形遺傳病等則歸于遺傳效應(yīng)。

目前，電離輻射的危害資料絕大部分是來自高劑量輻射下的調(diào)查數(shù)據(jù)，尤其是廣島長崎兩次核爆炸若干核事故以及的資料。而人們更關(guān)心的低輻射劑量對健康的影響，很難通過流行病學(xué)調(diào)查給出確切的答案，只能通過大劑量調(diào)查的數(shù)據(jù)外推得到一個(gè)相對的結(jié)果。經(jīng)ICRP（國際輻射防護(hù)委員會(huì)）對廣島和長崎兩次爆炸后8萬名幸存者50年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，核輻射引起的超額死亡低于700例，幸存者中出現(xiàn)的癌癥約6%與輻射有關(guān)。大劑量輻射對人類健康的影響認(rèn)識已較為清楚，但對低劑量輻射效應(yīng)，還有一些爭論。盡管一些流行病學(xué)調(diào)查和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)表明小劑量的電離輻射可能對生物體起到“刺激和興奮”作用，甚至可能調(diào)節(jié)免疫功能，降低腫瘤發(fā)生率；但從安全角度出發(fā)，對電離輻射仍采取保守態(tài)度：假設(shè)小劑量輻射仍有潛在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)予以防護(hù)。資料顯示，如果每年接受電離輻射當(dāng)量劑量超過1000mSv，癌癥的發(fā)病率則會(huì)升高。故此我國《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》對職業(yè)工作者和公眾每年所接受的輻射劑量予以了嚴(yán)格限定，見下表。

注：有效劑量數(shù)值小，年當(dāng)量劑量數(shù)值大，是因?yàn)榍罢呤呛笳叱艘愿髌鞴俳M織的權(quán)重系數(shù)得到的平均值，而不是說只要某器官接受了超過5mSv的照射，就一定超過了“每年1mSv，特殊情況下，如果5個(gè)連續(xù)年不超過mSv，則某一單一年份可提高到5mSv”的限值。

2007年David J. Brenner在新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表綜述稱，每單次CT掃描將使成人受到15mSv，新生兒受到30mSv的輻射，而一次CT檢查常需進(jìn)行2-3次掃描，這個(gè)劑量大約相當(dāng)于一組25000名日本爆炸后幸存者所受到的照射量（小于50mSv）。而這組平均接受了40mSv的爆炸幸存者的研究中，癌癥的總體發(fā)生率明顯提高了；另外，他援引了一項(xiàng)對象為400000名核工業(yè)放射工作者的醫(yī)學(xué)研究，這些工作者暴露于平均20mSv的電離輻射中（相當(dāng)于一次CT掃描所接受的輻射劑量），結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著暴露劑量的提高，死于腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)也提高了。故此David J. Brenner認(rèn)為CT掃描（輻射劑量大約在30-90mSv）會(huì)增加腫瘤風(fēng)險(xiǎn)的流行病學(xué)證據(jù)是“直接”的，隨著CT掃描在臨床使用越來越廣泛（美國每年有6200萬人次進(jìn)行CT檢查），它所帶來的輻射傷害不可忽視——美國每年1.5-2%的腫瘤可能由于CT檢查所致。

這篇文章發(fā)布后引起了廣泛注意，許多媒體采用了文中說法，更以“做一次CT所接受的輻射量相當(dāng)于在爆炸中幸存”吸引眼球。不過在專業(yè)領(lǐng)域，對此文的質(zhì)疑之聲并不少。質(zhì)疑意見大概有以下幾點(diǎn)：首先，目前并無CT檢查會(huì)增加腫瘤發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的直接報(bào)告，一切結(jié)論均是從其他類型輻射推斷而來，說服力不足；其次，低劑量電離輻射致癌的“線性無閾值模型”在使用上還有爭議；根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)放療經(jīng)驗(yàn)及其他流行病學(xué)調(diào)查，輻射劑量低于100mSv時(shí)并未觀察到腫瘤發(fā)生率增高的跡象；更有人指出，美國自1980年以來估計(jì)共有5.5億人次接受了CT檢查，1990年前這個(gè)數(shù)字是7500萬，那么有如此多在1990年后接受了CT檢查的人，該有更多人罹患腫瘤才是，可是事實(shí)上這些數(shù)字驚人的“癌癥患者”并沒出現(xiàn)。低劑量電離輻射究竟對人體健康有多大影響現(xiàn)在仍處于激烈爭吵中。

對于公眾而言，正確的做法是在專業(yè)人士們吵出個(gè)一致意見之前保持冷靜，不要無端恐慌，也不要掉以輕心。對大到核燃料泄漏級別的電離輻射做好防護(hù)，嚴(yán)密關(guān)注事態(tài)動(dòng)向；對小到日常醫(yī)療照射劑量的電離輻射提高警惕，避免無意義的暴露。了解相關(guān)知識相信科學(xué)會(huì)使我們的生活更加安全。

資料整理編輯：廣州科技有限公司

文章中涉及到的人物介紹：David J. Brenner, Eric J. Hall. Computed Tomography — An Increasing Source of Radiation Exposure. N Engl J Med 2007; 357:2277-2284

參考文獻(xiàn)：《生物醫(yī)學(xué)安全與法規(guī)》北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社 2007年8月版

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