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一.研究背景低剂量电离辐射(Low dose ionizing radiation,LDIR)是指剂量低于200 mGy或剂量率低于0.1 mGy·min-1(1 h以内或1 h以上的平均剂量率)的X或γ射线外照射剂量。电离辐射领域的研究主要集中于较大剂量或者高剂量率的电离辐射和急性核辐照事件对健康的影响。对较大剂量(率)或高剂量(率)的电离辐射所引起生物学效应,例如对血液系统的影响、染色体结构的影响、远后效应以及细胞命运改变等已有了充分的认识,而对LDIR所引起的生物学效应的认识则大多从较大剂量或高剂量率的辐射效应外推而来。随着科学技术的发展,放射技术被广泛应用于工业和医疗领域。重庆市的医疗放射工作人员和工业探伤人员人数增长迅速,已成为LDIR职业接触人群的两大类工种。LDIR引起的生物学效应一直存有争议,而近年来国内对LDIR职业接触人群的放射职业体检发现,LDIR对职业接触人群有一定的健康影响。因此,在医疗放射人员和工业探伤人员中开展遗传损伤等指标的监测,探讨LDIR职业接触潜在的健康风险,是一个具有现实意义的研究课题。二.研究目的明确当前职业防护状况下LDIR对放射工作人员的遗传损伤和氧化-抗氧化系统的影响,寻找反映LDIR损害效应的生物学指标,为放射工作人员的职业防护提供科学依据。三.研究内容1.对重庆市医疗和工业探伤两类放射工作人员开展个体剂量监测,对工业探伤工作场所的辐射水平进行检测。2.对所有研究对象进行基本信息调查,采集外周静脉血作为生物样本,并对医疗放射工作人员进行放射职业史信息问卷调查。3.检测研究对象的染色体损伤、DNA链断裂及线粒体DNA(Mitochondrial DNA,mt DNA)损伤。4.检测研究对象的氧化-抗氧化系统的变化。四.研究方法1.采用热释光剂量计(thermoluminescentdosimeter,tld)对放射工作人员进行个体剂量监测,采用巡检仪对工业探伤工作场所中6个操作位点的辐射水平进行检测。2.采用胞质分裂阻滞微核试验(cytokinesis-blockmicronucleustest,cbmnt)和单细胞凝胶电泳试验(singlecellgelelectrophoresis,scge)分别检测研究对象的染色体和dna链的损伤。3.采用real-timepcr对工业探伤人员mtdna的拷贝数和超螺旋构象进行分析,采用长链pcr分析mtdna的完整性,qrt-pcr检测tfam、pgc-1α、nrf1和nrf2的表达水平。4.采用硫代巴比妥比色法检测mda水平,采用黄嘌呤氧化酶法检测cuzn-sod活力,采用二硫代二硝基苯甲酸法检测gsh-px的活力,采用钼氨酸比色法检测cat活力。五.研究结果1.本研究分别收集重庆市某医院253名医疗放射工作人员和某企业31名工业探伤工人为ldir职业接触人群,以年龄、性别构成和吸烟率无显著差异纳入118名餐饮服务业从业人员为医疗放射工作人员的对照人群,进一步从对照人员中以年龄、性别构成和吸烟率无显著性差异为依据选取49名人员作为工业探伤人员的对照人群。所有研究对象均身体健康,近期未接受药物治疗;放射工作人员未接受工作辐照以外其它形式的辐照,对照人群近期未接受医疗辐照。2.采集分析个体剂量数据,医疗放射工作人员2011~2013年的人均年有效剂量为0.52±0.29msv/a,范围为0.12~4.76msv/a。医疗放射人员2013年的人均年有效剂量为0.58±0.25msv/a;按工种分类比较,核医学工种(0.72±0.59vs.0.48±0.32msv/a,p=0.007)和诊断放射工种(0.60±0.33vs.0.48±0.32msv/a,p=0.038)的人均年有效剂量显著高于其它放射类型工种。工业探伤人员2013年的人均年有效剂量为0.15±0.03msv/a,范围为0.12~0.21msv/a。两类放射工作人员的人均年有效剂量均低于国家放射职业接触标准。工业探伤工作场所的空气比释动能率均值为0.105±0.01μgy/h,也未超过工业x射线探伤卫生防护标准限值。3.分析医疗放射工作人员的放射职业史发现,医疗放射工作人员的平均放射工龄为10.18±9.39年,其中核医学工种的平均放射工龄最长,为14.49±11.79年。医疗放射工作人员的平均每日工作时间为6.83±2.88小时,其中诊断放射学工种的每日工作时间最长,为8.46±1.31小时。医疗放射工作人员中接触x射线的人数最多,占总收集人数的75.16%。4.cbmnt检测发现,医疗放射工作人员的微核(micronucleus,mn)率(3.40±2.95‰vs.2.49±2.74‰,p=0.004)、核芽(nuclearbud,nbud)率(4.02±2.74‰vs.1.89±1.31‰,p<0.001)和核质桥(nucleoplasmicbridge,npb)率(0.20±0.53‰vs.0.07±0.25‰,p=0.001)均显著高于对照组。按工种分类分析,与对照组相比,诊断放射学工种的mn率、nbud率及npb率均显著升高,放射治疗学工种的nbud率呈显著升高。放射职业史分析发现,年有效剂量为0.38~0.54msv/a剂量组及>0.54msv/a剂量组的mn率均显著高于≤0.38msv/a剂量组(p<0.001),0.38~0.54msv/a剂量组的nbud率显著高于≤0.38msv/a剂量组(p=0.027)。放射工龄≥7年组的mn率显著高于<7年组(p<0.001)。5.医疗放射工作人员cbmnt实验与放射职业史相关性分析,mn率与年有效剂量和放射工龄有明显的正相关关系(p<0.001);nbud率与每日工作时间有明显的正相关关系(p=0.035);npb与放射工龄呈明显的正相关关系(p=0.011);ndi与放射工龄有明显负相关关系(p=0.001)。6.cbmnt检测发现,工业探伤人员的mn率(5.93±4.00‰vs.3.02±2.66‰,p=0.001)、nbud率(3.60±2.24‰vs.1.98±1.31‰,p=0.001)均显著高于对照组。7.采用scge检测个体dna链的断裂,结果发现医疗放射工作人员的尾部dna含量的百分数(taildna%)(19.26±6.04vs.16.74±6.44,p=0.01)、尾部长度(taillength)(60.97±14.24vs.45.29±18.69μm,p<0.001)、尾矩(tailmoment)(15.23±7.41vs.11.04±7.69,p<0.001)、olive尾矩(olivetailmoment)(11.28±4.43vs.8.33±4.49,p<0.001)四项指标均显著增加。8.对工业探伤人员进行mtdna损伤检测,结果发现探伤人员的mtdna拷贝数(40.04±24.99vs.24.86±19.14,p=0.015)显著增加,探伤人员的mtdna超螺旋构象值(4.48±2.68vs.3.07±2.78,p=0.03)显著性增加。探伤人员的mtdna完整性(95.10±9.54vs.313.51±14.58,p<0.001)显著降低。探伤人员的tfam、pgc-1α和nrf2的表达水平均显著升高(p<0.001),探伤人员的nrf1表达水平显著性升高(p=0.011)。9.医疗放射人员的mda水平(4.14±2.97vs.2.03±1.34nmol/ml,p<0.001)和cat活力(9.36±4.67vs.6.68±3.19u/mghb,p<0.001)均显著高于对照组。医疗放射人员的cuzn-sod和gsh-px指标变化不显著。工业探伤人员的mda水平(13.12±8.69vs.1.96±1.60nmol/ml,p<0.001)和cat活力(8.02±2.25vs.6.48±3.29u/mghb,p=0.032)显著升高,cuzn-sod活力(26.27±4.99vs.29.17±3.95u/ml,p=0.009)显著降低。两类LDIR职业接触人群均出现氧化-抗氧化的失衡。六.结论本研究对医疗放射工作人员和工业探伤人员进行个体剂量监测和工业探伤工作场所辐射水平检测,并围绕放射工作人员的遗传损伤和氧化-抗氧化效应进行研究,发现重庆市LDIR职业接触人员的个体剂量和工业探伤工作场所的辐射水平均未超过国家放射职业接触标准,但LDIR职业接触人员体内存在明显的染色体损伤,DNA断裂和mt DNA损伤,并且表现出机体的氧化-抗氧化失衡。