第17章电离辐射对人体的效应

调查结果为阳性 + 剂量-反应关系 + 得到动物试验的验 证 该化合物为人类致癌物 调查结果为阴性 不能完全确定受试物为非致癌物，可 能是接触时间短或剂量低所致
• 生物标记物流行病学调查
• 内剂量
测定细胞、组织、体液内某些致
癌物或其代谢产物的含量，衡量接触的水平
•
• 生物有效剂量 进入体内的致癌物本身或其代 谢产物与细胞内大分子相互作用的程度
• 随着电离辐射在医学应用的迅速发展，辐射对人体损伤 的研究越发受到重视。
1.机体效应
整体照射
• 人体接受阈值以上的照射引起的损伤，其 严重性随剂量增加而增加，根据所观察的 效应，其阈值变化常常大于每年几十分戈 瑞
• • 辐射效应取决的因素：照射剂量、分次
数和体积
• • 整体照射的三种情况：
• 动物一般分为三个剂量范围：
辐射剂量对人体伤害知识图
事故性照射和处理
• 过去50年，从事放射性工作的少数人全 身或局部受照而发生一些事故，大部分发 生于核事业早期。
• 照射后处理 • 已知剂量，剂量小于1.5Gy不必处理，但
应密切注意并作血细胞计数。2~5Gy，隔离 在相对无菌的环境中，口服抗生素抵抗胃 肠道的内源性细菌。大于5Gy，应该隔离做 特殊护理，无菌空气、食物和浴水，并给
•
胚胎发育可分为三个时期：第一是植入前期，第二是器官形成期；第三是
胎儿期，不同种属变化很大。
• 胚胎发育的主要时期（天）
•
植入前期
器官形成期
胎儿期
• 小鼠
0~5
• 大鼠
0~7
•人
0~8
•
6~12 8~15 9~60
13~16.5 13~21.5 60~270 （60~110天，中性母细胞增殖）
• 辐射效应 子宫内死亡
降，但某些小的过量危险可持续几十年 ④辐射致癌在照射后出现的时间可以比肿瘤生长期
更晚 ⑤照射时的年龄是最重要的宿主易感因素
危险系数：估计等于或大于1Gy剂量的危险度
• 器官或组织 • 性腺 • 乳腺 • 红骨髓 •肺 • 甲状腺 •骨 • 其他组织 • 总和
• 1Sv剂量的危险度
病理效应
危险系数
头两代的遗传效应 0.40×10-2
① 很大剂量（100—150Gy)。由于神经症状（定向障碍，共 济失调，呼吸困难，惊厥，昏迷）所致，在48小时内死亡
② 12—20Gy剂量。由于小肠的损伤，并在照后4~7天该损伤 最明显时导致死亡
③ 10Gy的剂量。肠综合征不明显，由于造血组织的功能障碍 引起感染和出血，大约在照后15天死亡
④ 对人体照射引起的急性放射病，骨髓型为1~8Gy，胃肠 型8~45Gy，脑型50Gy以上。
动物致癌试验
• 优点 • 人类接触受试物后往往需要20年左右的潜伏期，
动物试验一般进行1-2年可获阳性结果 • 能严格控制试验条件，排除流行病学不易控制
的许多混杂因素的影响
• 缺点 • 动物试验结果外推至人存在不肯定性
哺乳动物长期致癌试验
长期试验期限依据不同种属寿命而定，一般小鼠1.5-2 年，大鼠2-2.5年
子宫内死亡
•
Leabharlann Baidu（器官形成期开始时）
•
•
畸形
•
产后存活和生长正常
新生儿和产后死亡
中枢神经系统畸形 和精神迟钝（60~110天） 生长缺陷 产后衰弱
童年癌
畸形和发育缺陷
流行病学研究
3.辐射致癌
肿瘤流行病学调查
以肿瘤的发病率或病死率作为观察终点 多采用分析流行病学的方法（回顾性定群调查、病例 对照调查的方法）
转癌基因或前癌基因小鼠 一种有望代替长期动物致癌的试验系统 可观察致癌物与基因相互作用以及不同致癌阶段所起 的作用
这类方法对确认致癌物以及理解致癌机制很有帮助 不适于作危险性评估
•
• 主要有细胞色素P450(I相反应)和谷胱甘肽硫转移酶 (Ⅱ 相反应)，这些酶系的个体差异可达十至数百倍，同样的 接触水平所产生的生物有效剂量以及相应的生物效应会有 很大差异，可以从无反应到严重反应(肿瘤形成)
• 辐射对人体的效应：
①剂量够大，无论一次或慢性照射都能够致癌 ②没有对辐射致癌独特易感的细胞类型 ③某些恶性病在短的潜伏期后快速出现高峰然后下
第17章 电离辐射对人体的效应
第17章电离辐射对人体的效应
目录
1
机体效应
2 辐射对胚胎和胎儿的致畸形效应
3
辐射致癌
4
辐射对遗传的危险度
5 辐射防护的生物学基础
研究背景
• • 1986年4月26日， 切尔诺贝利核电站的第4号核反应堆爆
炸，大量放射性物质泄漏，成为核电时代以来最大的事故 。辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31人死亡，之 后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾 病折磨，俄罗斯、白俄罗斯和乌克兰许多地区遭到核辐射 的污染。
癌死亡
0.25×10-2
白血病死亡
0.20×10-2
癌死亡
0.20×10-2
癌死亡
0.05×10-2
癌死亡
0.05×10-2
癌死亡
0.50×10-2
1.65×10-2
WT 0.25 0.15 0.12 0.12 0.03 0.03 0.30 1.00
•数据分析
辐射致癌是随机的晚期效应，没有阈值， 是一种全或无效应，其生物反应的严重 性与剂量无关，但反应发生的概率则 与剂量有关。
致癌机制研究
• 启动阶段/引发阶段 • 致癌物直接作用于DNA的初级序列，引
起基因突变，使单个细胞或少量细胞发生 永久性的、不可逆的遗传性改变，此种细 胞称为“启动细胞”，诱发细胞突变的因素称 为启动剂。 • 促进阶段/促长阶段 • 细胞在致癌作用的第一阶段变成启动细 胞后，在某些因素作用下，以相对于周围 正常细胞的选择优势进行克隆扩增，形成
慢性照射和危象器官
• • 低剂量率的事故照射。受照射时间较分散
从几天到几个月，这些病例由于不可逆的 骨髓衰竭而死。
• 危象器官 • 皮肤，在只用低能射线照射时，容易看到
损伤。 • 眼，邻近部位病变的照射可引起白内障导
致失明，发生的频率随剂量增加而增加。
2.辐射对胚胎和胎儿的致畸形效应
胚胎发育时间和辐射效应的关系
•
• 测定致癌物-DNA加合物 / 致癌物-蛋白质加合物 ，反映这些物质在体内作用于靶分子的水平
• 生物效应标记
反映致癌物对靶器官所造成的可能
和肿瘤形成有关的损伤
• 常见的损伤
SCE、微核、染色体畸变、肿瘤基
因突变、癌基因活化等
• 敏感性标记
衡量致癌物作用个体差异的指标
• 参与致癌物活化与灭活的酶系多态性