晏雪婷,程蘇琴,朱美財,孫紹權(quán)
飛行員作為特殊群體,受到了飛行環(huán)境中多種有害因素的影響,如精神緊張、缺氧、加速度以及來源于宇宙射線的電離輻射等[1-3]。國家標準《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871-2002)也將噴氣飛機機組人員列為宇宙輻射受照職業(yè)人群[4]。為了研究飛行環(huán)境下飛行員免疫功能的改變,以及飛行時間對其的影響,我們對部分運輸機飛行人員與地勤工作人員的免疫球蛋白和補體水平進行了檢測分析。
1.1 研究對象 為2013-2015年來我院體檢的運輸機飛行員和地勤工作人員,所有研究對象均無自身免疫病、腎病綜合征等病史,亦無免疫抑制劑治療史。其中觀察組為120例運輸機現(xiàn)役飛行員,年齡為(36.37±8.24)歲。按飛行時間將觀察組分為4個亞組,<1000 h組35例;1000~1999 h組30例;2000~3000 h組15例以及>3000 h組40例,各亞組之間年齡和飛行時間相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組為100例現(xiàn)役地勤工作人員,年齡為(33.52±2.28)歲,觀察組與對照組的年齡相比差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表1。
表1 各組的一般情況比較(±s)
注:與<1000 h組比較,*P<0.05
組別 n 年齡(歲) 飛行時間(h)對照組100 33.52 ±2.28觀察組 120 36.37 ±8.24<1000 h 組 35 28.26 ±3.16 511.43 ±225.45 1000 ~1999 h 組 30 33.87 ±4.32*1497.00 ±332.83*2000 ~3000 h 組 15 39.53 ±3.48*2213.33 ±247.46*>3000 h 組 40 44.15 ±7.09*4598.25 ±1257.74*
1.2 方法 晨起空腹經(jīng)肘靜脈抽血5 mL,離心半徑14.5 cm,3000 r/min 離心 5 min,吸取血清,檢測其外周血免疫球蛋白和補體。
1.3 儀器與試劑 IMMAGE800雙光徑免疫濁度分析儀、免疫球蛋白與補體試劑由貝克曼庫爾特有限公司提供。
1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(±s)表示,多組之間的比較采用方差分析Dunnett法;不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用中位數(shù)(四分位數(shù)差)[M(Qd)]表示,組間比較采用非參數(shù)檢驗Kruskal-Wallis H法分析。飛行時間與各免疫指標之間分別進行雙變量相關(guān)分析,符合正態(tài)分布的使用Pearson相關(guān),不符合的使用Kendall相關(guān);再通過曲線估計選擇出合適的函數(shù),進一步擬合曲線。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 各組免疫球蛋白和補體的比較 各組IgA、IgM、C3與C4水平數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,用中位數(shù)[M(Qd)]表示。與對照組相比,觀察組的IgG、IgM水平降低,補體C3、C4水平增高(P<0.05)。按照飛行時間進一步分組,與對照組相比,飛行時間<1000 h組的 C3、C4水平增高;1000~1999 h組的IgG水平降低,C3、C4增高;2000~3000 h組的IgG降低;>3000 h的觀察組IgM降低,C3、C4增高(P<0.05,見表 2、表 3)。
表2 各組與對照組IgG水平比較(±s)
表2 各組與對照組IgG水平比較(±s)
注:與對照組比較,*P<0.05
組別 n IgG(g/L)100 12.81 ±2.22觀察組 120 11.87 ±2.44*<1000 h 組 35 12.15 ±2.41 1000 ~1999 h 組 30 11.64 ±2.23*2000 ~3000 h 組 15 11.35 ±2.49*>3000 h組對照組40 11.99 ±2.63
2.2 觀察組飛行時間與各指標之間的相關(guān)性分析飛行時間與IgM水平間呈負相關(guān),相關(guān)系數(shù)(r)為-0.154(P<0.05);與其余檢測指標無相關(guān)性(P均>0.05)。
2.3 觀察組IgM水平與飛行時間的曲線估計 對IgM水平與飛行時間進行曲線估計,選擇P<0.05,相關(guān)程度最高的一個函數(shù)模型即Power(冪模型),模擬出冪函數(shù)方程Y=1.904(X-0.094)。模擬曲線見圖1。
圖1 IgM與飛行時間的冪模型模擬圖
本研究發(fā)現(xiàn):與地勤組人員相比,運輸機飛行員的IgG和IgM水平降低,C3和C4水平增高。缺乏IgG易患化膿性感染[5]。IgM是在體液免疫應答中最先產(chǎn)生的抗體。C3、C4是補體系統(tǒng)的主要成分,尤其是C3,補體激活的經(jīng)典途徑和旁路途經(jīng)都要通過激活C3來進一步激活補體末端成分[6]。運輸機飛行員是從事飛行工作的特殊群體,他們相對身體健康、生活規(guī)律、營養(yǎng)豐富,還擁有健全的醫(yī)療保障系統(tǒng),本文亦顯示運輸機飛行員的免疫球蛋白和補體水平的改變與健康和營養(yǎng)因素關(guān)系不大。有研究發(fā)現(xiàn)緊張會導致C3輕微增高[7-8]。飛行時間越長,受到的緊張因素的影響應該越多,但本文中飛行時間在2000~3000 h的飛行員的補體水平并未發(fā)生增高,而飛行時間小于1999 h及大于3000 h的飛行員的補體水平增高,所以緊張因素似乎不是本文中補體變化的主要原因。飛行員在飛行環(huán)境中受到最常見的影響因素是加速度和電磁輻射。有研究表明高正加速度(+Gz)對飛行員唾液分泌型免疫球蛋白(secretory immu-noglobulin A,sIgA)濃度無影響[9],說明加速度對免疫球蛋白的改變影響不大。飛行員也是宇宙輻射的職業(yè)受照人員,有研究表明,極地航線組空勤人員宇宙輻射的年平均有效劑量可達到(5.79±0.92)mSv/年,非極地航線空乘人員的宇宙輻射年平均有效劑量可達到(2.14 ±0.64)mSv/年[10]。并且飛行員在飛行過程中長時間處于飛機頭部,暴露在玻璃窗下的時間較長,得不到有效的保護。有研究發(fā)現(xiàn),電磁輻射暴露組與對照組比較,IgG和IgM水平均明顯降低(P<0.01),C3和C4水平顯著增加(P<0.01)[11]。在低輻射劑量的環(huán)境下,輻射組的IgG、IgA與IgM含量降低[12]。綜上所述,本文認為,飛行員免疫球蛋白與補體改變的主要原因可能是來自于飛行環(huán)境中的高空電磁輻射。
表3 各組與對照組IgA、IgM、C3與C4水平比較[M(Qd)]
天然的輻射主要是宇宙射線、地球原生核素,人工的主要是機載雷達、激光武器和大功率的機械電子設(shè)備[13]。有研究表明,電磁輻射可以引起免疫組織細胞出現(xiàn)大量凋亡,其凋亡可能與活性氧的增高有關(guān)[14]。因此,本文認為IgG和IgM水平的降低可能是輻射導致的免疫損傷。C3、C4性狀不穩(wěn)定,易受理化損傷、震蕩、紫外線、溫度的影響。我們認為補體的升高一方面可能是因為震蕩、輻射導致的免疫損傷后的代償反應,另一方面可能是由于飛行時心理因素對機體產(chǎn)生的刺激作用。具體變化的機制有待于進一步研究。
在不同飛行時間分組研究以及相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn),IgG的降低出現(xiàn)在飛行時間較長的觀察組。IgG在早期無變化可能是因為機體產(chǎn)生免疫損傷后的代償作用。隨著飛行時間的增加,電磁輻射造成免疫損傷的累積,損傷累積大于機體的代償作用,進而引起IgG水平降低。而C3、C4在早期的增高可能是由于心理的刺激作用以及損傷后的代償作用;先升高后降低的趨勢表現(xiàn)為機體的適應性過程,以及機體的自身免疫修復功能;而在晚期的增高則可能是因為長期的電磁輻射對補體系統(tǒng)造成的影響,有待于進一步研究。IgM水平在飛行>3000 h的時候顯著降低,并隨著飛行時間的增加逐漸降低,可能是由于低電磁輻射造成免疫損傷的長期累積效應。
綜上所述,IgG、IgM水平降低以及C3、C4水平增高均是免疫損傷的反映,是對飛行員健康的不利因素。應該及時監(jiān)測飛行員早期補體的變化以及飛行后期的免疫球蛋白的變化,定時的療養(yǎng)[15]以及加強飛行環(huán)境中電磁輻射的防護也很有必要。
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