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        ICRP 第148 號(hào)出版物《參考動(dòng)物和植物的輻射權(quán)重》內(nèi)容簡(jiǎn)介及中國(guó)學(xué)者的貢獻(xiàn)

        2024-01-21 08:12:10劉玉龍王冰崔鳳梅
        關(guān)鍵詞:劑量率卵母細(xì)胞射線

        劉玉龍 王冰 崔鳳梅

        1 蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院腫瘤職業(yè)病科,蘇州 215004;2 日本國(guó)立研究開發(fā)法人量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機(jī)構(gòu),放射線醫(yī)學(xué)研究所,千葉 263-8555;3 蘇州大學(xué)蘇州醫(yī)學(xué)院放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)學(xué)院,放射醫(yī)學(xué)與輻射防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘇州 215123

        國(guó) 際 放 射 防 護(hù) 委 員 會(huì)(International Commission on Radiological Protection, ICRP) 第148 號(hào) 出 版 物( ICRP Publication 148:Radiation Weighting for Reference Animals and Plants)[1]于2021 年正式發(fā)布,其授權(quán)的中文譯本《參考動(dòng)物和植物的輻射權(quán)重》[2]也于2023 年4 月由中國(guó)原子能出版社出版。該出版物的要點(diǎn)有以下5 個(gè)部分:(1)綜述了相對(duì)生物效能(relative biological effectiveness,RBE)的研究數(shù)據(jù),如低能氚β 粒子和α 粒子的RBE 值。(2)物種間的RBE值沒有顯示明顯的差異,與X 射線和γ 射線相比,氚β 粒子的RBE 值分別為1.5~2 和2~2.5。通常α 粒子的RBE 值更高,約為10。(3)出于輻射防護(hù)目的,根據(jù)現(xiàn)有知識(shí),將生物種群吸收劑量的RBE 權(quán)重因子指定為所有參考動(dòng)物和植物(reference animals and plants,RAPs)的單一值,以適用于所有與種群相關(guān)的生物終點(diǎn)。(4)RBE 對(duì)RAPs 的RBE權(quán)重因子吸收劑量率應(yīng)采用所有低傳能線密度(linear energy transfer,LET)的值為1 的射線和LET 的值為10 的α 粒子計(jì)算,以便與導(dǎo)出考慮參考水平(derived consideration reference level,DCRL)進(jìn)行比較。(5)如果暴露于氚β 粒子或其他低能量、低LET 輻射的劑量在 DCRL 范圍內(nèi)或接近DCRL,則可能需要進(jìn)行額外審查并修改RBE 權(quán)重因子。ICRP 第148 號(hào)出版物收集了1957~2021 年64 年間世界各國(guó)有關(guān)氚β 粒子所致生物效應(yīng)RBE值的研究成果,其中降低生殖功能率的RBE 值等資料均來自中國(guó)學(xué)者的貢獻(xiàn)。該出版物涵蓋內(nèi)容豐富,本文作者在獲得ICRP 授權(quán)后,組織該領(lǐng)域的學(xué)者將其翻譯成了中文。本文重點(diǎn)介紹低能氚β 粒子對(duì)不同生物終點(diǎn)影響的RBE 值。

        1 ICRP 第148 號(hào)出版物的主要組成部分及氚相關(guān)內(nèi)容的概括性介紹

        ICRP 第148 號(hào)出版物的主要組成部分包括總論、氚β 粒子的RBE 值、α 粒子的RBE 值、總體結(jié)論和建議、參考文獻(xiàn)、3 個(gè)附錄、詞匯表及致謝。ICRP 第148 號(hào)出版物指出,RBE 值是產(chǎn)生相同水平效應(yīng)的輻射和低LET 參考射線的劑量比值,其是通過實(shí)驗(yàn)確定的。在包括人類和動(dòng)物細(xì)胞系在內(nèi)的體外實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,研究者對(duì)各種生物終點(diǎn)的RBE 值進(jìn)行測(cè)量,得出生物效能的大小不僅取決于輻射的劑量、類型和能量,還取決于劑量率,最重要的是取決于被研究的生物終點(diǎn)的結(jié)論。將上述結(jié)論應(yīng)用于人類的輻射防護(hù),需要對(duì)RBE 數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總與分析。盡管人類輻射防護(hù)的重點(diǎn)是避免確定性效應(yīng)和限制隨機(jī)性效應(yīng)(癌癥或遺傳)的發(fā)生,但對(duì)生物種群的輻射防護(hù)主要側(cè)重于與生物種群生存能力相關(guān)的終點(diǎn)。ICRP 第148 號(hào)出版物綜合報(bào)道了低能氚β 粒子對(duì)不同生物終點(diǎn)影響的RBE值。與X 射線相比,氚β 粒子的RBE 值為1.5~2;與γ 射線相比,氚β 粒子的RBE 值為2~2.5。鑒于輻射防護(hù)目的,建議使用RBE加權(quán)吸收劑量,所有受低LET 輻射照射生物種群的RBE 權(quán)重因子為1。然而,如果估算暴露于氚β 粒子或其他低能量、低LET 輻射的劑量在DCRL 范圍內(nèi)或接近DCRL,則可能需要采用更高的RBE 值進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)估。

        氚原子核包含1 個(gè)質(zhì)子和2 個(gè)中子,其通過發(fā)射β 粒子進(jìn)行衰變,物理半衰期為12.3 年,β 粒子在空氣中的傳播距離約為6.0 mm,無法穿透皮膚的角質(zhì)層。因此,與氚相關(guān)的主要危害是氚進(jìn)入生物體內(nèi)(食入、吸入和通過皮膚吸收)并在生物體內(nèi)釋放β 粒子。在活的生物組織中,氚β 粒子的傳播距離僅約6 μm(典型動(dòng)物細(xì)胞的直徑為10~20 μm,細(xì)胞核的直徑為6~15 μm;植物細(xì)胞的直徑為10~100 μm),由于氚β 粒子初始能量低且射程短,因此發(fā)射的β 粒子產(chǎn)生的平均電離密度高于高能量β 粒子或光子產(chǎn)生的電離密度; LET 也是前者高于后者。

        氚作為氚水在環(huán)境中最常見,其具有與水相同的化學(xué)性質(zhì),一旦進(jìn)入生物體內(nèi),它就會(huì)迅速與生物體內(nèi)的水分達(dá)到平衡,并均勻分布在所有軟組織中。有機(jī)結(jié)合氚(organically bound tritium,OBT)是指氚結(jié)合到碳水化合物、脂肪或蛋白質(zhì)等有機(jī)分子中的一種形式,包括可交換和不可交換OBT。當(dāng)氚原子與氧、硫、氮或磷原子發(fā)生鍵合時(shí),氚很容易與水中的氫交換,因此被認(rèn)為是可交換OBT。OBT 中的可交換氚表現(xiàn)出與氚水相似的動(dòng)力學(xué)行為。當(dāng)氚原子與有機(jī)分子中的碳原子鍵合時(shí),只能通過酶反應(yīng)釋放,被認(rèn)為是不可交換OBT。OBT 中只有不可交換態(tài)氚才表現(xiàn)出有關(guān)OBT 分子的動(dòng)力學(xué)特征及其在生物體內(nèi)組織中的循環(huán)。在有機(jī)分子的合成過程中,少部分OBT 被非交換性地?fù)饺肫渲校ǔ蔀椴豢山粨QOBT)。氚也可以作為食物中的OBT 被動(dòng)物攝入。氚在成年人體內(nèi)的生物半排期(核素在機(jī)體中的總量減少到一半時(shí)所需的時(shí)間):可交換性氚水為10 d,不可交換性O(shè)BT 為40 d[3]。ICRP 的一系列出版物建立了不同年齡階段人體的生物動(dòng)力學(xué)和劑量學(xué)模型,并用于計(jì)算氚水、OBT 和氚化氣體攝入量系數(shù)[3-7]。當(dāng)氚摻入DNA 中,如氚標(biāo)記的胸腺嘧啶核苷(3H-thymidine,3H-TdR),細(xì)胞接受的β 粒子的輻射劑量將取決于其分裂周期的長(zhǎng)短,增殖速率較大的細(xì)胞結(jié)合3H-TdR 的概率更大,但它們也會(huì)更迅速地清除3H-TdR;增殖速率較小的細(xì)胞結(jié)合3H-TdR 的概率會(huì)小得多,但其滯留時(shí)間較長(zhǎng)。源自O(shè)BT的β 粒子輻射劑量的估算比氚水的劑量的估算具有更多的不確定性[8-9]。

        2 氚β 粒子RBE 相關(guān)內(nèi)容的詳細(xì)介紹

        2008 年的ICRP 出版物將氚β 粒子RBE 值的生物終點(diǎn)分為早期死亡率、生殖功能率、發(fā)病率、染色體損傷或基因突變,其中只有前3 個(gè)生物終點(diǎn)被認(rèn)為與生存能力有關(guān)[10]。

        2.1 以早期死亡率為生物終點(diǎn)的RBE 值

        Yamada 等[11]研究了氚β 粒子和γ 射線外照射對(duì)小鼠胚胎[BC3F1(C3H/C57BL)]存活率的影響。他們首先對(duì)原核期和兩細(xì)胞期小鼠胚胎進(jìn)行體外培養(yǎng),在培養(yǎng)液中加入氚水,使其劑量率為0.2~4.1 Gy/d(3 d 后累積劑量為0.6~16.3 Gy);然后,以60Co γ 射線作為參考射線,劑量率為0.48 Gy/d(3 d后累積劑量為19.2 Gy),根據(jù)LD50值(殺死半數(shù)受試群體所需的劑量)計(jì)算RBE 值,原核期、早期兩細(xì)胞期和晚期兩細(xì)胞期胚胎的RBE 值分別為1.0、1.7 和1.3。

        總之,所有估算氚β 粒子RBE 值的相關(guān)研究都使用氚水作為輻射源,研究對(duì)象為BC3F1 小鼠胚胎和CF1 成年小鼠,每項(xiàng)類似的研究都采用高劑量率和高累積劑量的慢性照射,提高死亡率的RBE 值為1.0~1.7。

        2.2 以降低生殖功能率為生物終點(diǎn)的RBE 值

        有研究者使用250 kVp 的X 射線作為參考射線,研究了氚β 粒子對(duì)成年小鼠(CBA/H)睪丸質(zhì)量的影響。小鼠單次腹腔注射氚水(劑量率為0.14~0.43 Gy/d,累積劑量為1.43~4.34 Gy),10 d 后測(cè)定睪丸質(zhì)量;X 射線持續(xù)照射10 d(劑量率為0.13~0.33 Gy/d,累積劑量為1.33~3.36 Gy),照射結(jié)束后測(cè)定睪丸質(zhì)量。結(jié)果顯示,小鼠睪丸質(zhì)量降低的RBE 值為1.07~1.40[12]。

        Carr 和Nolan[13]研究了氚水和3H-TdR 對(duì)成年小鼠(CBA/H)睪丸質(zhì)量的影響,并將這些影響與60Co γ 射線產(chǎn)生的影響進(jìn)行了比較。他們采用γ 射線分割照射15 次,以模擬氚暴露(總劑量為0.578 Gy)。成年小鼠單次腹腔注射氚水或3H-TdR,平均累積劑量分別為0.145~0.58 Gy 和0.03~0.50 Gy。每個(gè)實(shí)驗(yàn)組小鼠在照射開始后24 周測(cè)定睪丸質(zhì)量。根據(jù)相應(yīng)的劑量-反應(yīng)曲線的斜率計(jì)算氚β 粒子的RBE 值(積分分?jǐn)?shù)質(zhì)量損失作為計(jì)算照射后10 周睪丸內(nèi)平均吸收劑量的函數(shù)),并獲得氚水的RBE 值為1.43±0.19,3H-TdR 的RBE 值為2.07±0.25。值得注意的是,研究中只使用了單一劑量的60Co γ 射線,因此研究得出的RBE 值僅適用于該劑量。

        Lambert[14]研究了氚β 粒子(氚水和3H-TdR)與X 射線相比殺死成年小鼠(DBA2)靜息初級(jí)精母細(xì)胞的RBE 值。一組小鼠單次腹腔注射氚水,劑量率為0.04~0.06 Gy/d(累 積 劑 量 為0.05~0.12 Gy);3H-TdR 的 劑 量 率 為0.06~0.11 Gy/d (累積劑量為0.084~0.19 Gy)。同時(shí),另一組小鼠在0.02 ~0.16 Gy/d 的劑量率范圍內(nèi),以遞減劑量率的X 射線慢性照射72 h(累積劑量為0.05~0.50 Gy)。在氚注射(氚水或3H-TdR)或X 射線照射后19、72 h,對(duì)小鼠靜息初級(jí)精母細(xì)胞的RBE 值進(jìn)行定量,氚β 粒子的RBE 值分別為2.3和2.4,而3H-TdR 的RBE 值分別為1.3 和1.6。

        Zhou 等[15]研究了氚β 粒子和γ 射線對(duì)幼年小鼠(LACA系)初級(jí)卵母細(xì)胞和精原細(xì)胞存活率的影響。研究者采用2 種不同的方法處理小鼠:(1)單次腹腔注射氚水(指數(shù)遞減劑量率);(2)單次腹腔注射氚水后,在小鼠飲水中氚給藥(恒定劑量率)。上述細(xì)胞10 d 內(nèi)從氚水β 粒子中接受的累積劑量為0.2~1.0 Gy。另一組小鼠用60Co γ 射線以指數(shù)遞減劑量率或恒定劑量率連續(xù)照射10 d(累積劑量為0.7~2.8 Gy)。在劑量率呈指數(shù)下降的情況下,根據(jù)劑量-反應(yīng)曲線的斜率計(jì)算出氚β 粒子的RBE 值,初級(jí)卵母細(xì)胞存活率的RBE 值為1.4~2.0,精原細(xì)胞存活率的RBE 值為2.1~2.8。輻射以恒定劑量率進(jìn)行時(shí),初級(jí)卵母細(xì)胞存活的RBE 值為1.65,精原細(xì)胞存活的RBE 值為2.3~2.5。

        Dobson 和Kwan[16]將60Co γ 射線作為參考射線,計(jì)算氚β 粒子的RBE 值,研究了氚對(duì)降低瑞士-Webster 小鼠初級(jí)卵母細(xì)胞存活率的影響。一組小鼠以2.20~19.80 mGy/d的劑量率(累積劑量為0.07~0.65 Gy)暴露于氚水中(暴露33 d,從受孕至出生后14 d)。另一組小鼠以10.08~31.92 mGy/d的劑量率(累積劑量為0.33~1.05 Gy)的60Co γ 射線慢性照射(照射33 d,從受孕至出生后14 d)。在出生后14 d,對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)組小鼠的雌性后代進(jìn)行初級(jí)卵母細(xì)胞數(shù)量的量化。氚β 粒子的RBE 值隨劑量的減小而增大,在參考60Co γ 射線劑量為0.4、 0.2 Gy 時(shí),RBE 值分別為1.8、2.5。此后,Dobson 和Kwan[17]發(fā)表了一份更完整的后續(xù)研究報(bào)告。他們使用相同的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(非近交的瑞士-Webster 小鼠)和方法(從小鼠受孕到出生后14 d,接觸氚水或60Co γ 射線33 d),但劑量率不同。氚水的劑量率為24.96~51.52 mGy/d(累積劑量為0.57~0.83 Gy),60Co γ 射線的劑量率為8.0~38.0 mGy/d(累積劑量為0.26~1.25 Gy)。經(jīng)估算,在低輻射劑量條件下,卵母細(xì)胞存活的氚β 粒子的RBE 值為2.5。

        Satow 等[18]研究了氚β 粒子對(duì)小鼠卵母細(xì)胞存活率影響的RBE 值。他們給予14 日齡幼鼠(ICR)單次腹腔注射氚水(累積劑量為0.04~0.25 Gy,連續(xù)14 d)或137Cs γ 射線以逐漸降低的劑量率慢性照射以模擬氚水暴露(劑量率為0.03~0.09 Gy/d,連續(xù)14 d,累積劑量為0.06~0.2 Gy)。由單靶模型的生存曲線計(jì)算得到氚β 粒子的RBE 值為1.1~3.5。這與文獻(xiàn)[16-17]報(bào)道一致,即RBE 值隨氚β 粒子劑量的減少而增加;但在低劑量(0.04 Gy)時(shí)RBE 值最高,為3.5[18]。

        Satow 等[19]研究了氚β 粒子和137Cs γ 射線對(duì)成熟大鼠(Donryu)的致畸作用。在實(shí)驗(yàn)中,注入組大鼠于妊娠第8 天或第9 天單次腹腔注射氚水(劑量率為0.14~1.06 Gy/d,累積劑量為1.75~6.80 Gy)。對(duì)照組大鼠于妊娠第9~18 d 接受137Cs γ 射線慢性照射(劑量率與氚水相同,累積劑量為1.75~6.80 Gy)。計(jì)算并統(tǒng)計(jì)2 組大鼠胎兒存活的百分比和胎兒畸形的發(fā)生頻率。氚β 粒子注入組中產(chǎn)生50%和20%異常的RBE 值分別為1.8 和2.4。50%和20%存活胎兒產(chǎn)生異常的RBE 值分別為2.0 和2.6。

        Zhou 等[20]研究了氚β 粒子和γ 射線對(duì)成年雌性小鼠(LACA)卵母細(xì)胞顯性致死突變頻率的影響。一組小鼠單次腹腔注射氚水(累積劑量為39~912 mGy)。另一組小鼠用60Co γ 射線以逐漸降低的劑量率慢性照射10 d(累積劑量為0.53~2.70 Gy)。照射后21 d,雌性小鼠與未照射的雄性小鼠交配,交配后再飼養(yǎng)18 d,檢查雌性小鼠卵巢中的黃體數(shù)量、活胚胎數(shù)以及早期和晚期胚胎死亡數(shù),以估計(jì)誘發(fā)顯性致死突變頻率的劑量,最終由劑量-反應(yīng)曲線斜率計(jì)算得到氚β 粒子的RBE 值為2.5。

        此后,Zhou 等[15]進(jìn)行了一項(xiàng)更完整的研究,分析了氚β 粒子和γ 射線對(duì)幼年小鼠的遺傳效應(yīng)(卵母細(xì)胞、精母細(xì)胞的顯性致死突變,精原細(xì)胞的顯性致死突變)。一組小鼠單次腹腔注射氚水,劑量率呈指數(shù)遞減,氚β 粒子10 d 的累積劑量為0.2~1.0 Gy。另一組小鼠用60Co γ 射線以指數(shù)遞減或恒定劑量率慢性照射10 d,累積劑量為0.7~2.8 Gy。根據(jù)劑量-反應(yīng)曲線斜率計(jì)算氚β 粒子的RBE 值,卵母細(xì)胞顯性致死突變的RBE 值為2.8~3.4,精原細(xì)胞顯性致死突變的RBE 值為3.5~3.9,精母細(xì)胞顯性致死突變的RBE 值為1.6~3.9。

        綜上,大多數(shù)關(guān)于降低生殖功能率的氚β 粒子RBE 值研究的對(duì)象均為小型哺乳動(dòng)物,研究人員分析了與降低生殖功能有關(guān)的幾個(gè)生物終點(diǎn):生殖能力和性能、睪丸質(zhì)量減輕、生殖細(xì)胞(雌性和雄性)存活和顯性致死突變。

        絕大多數(shù)關(guān)于降低生殖功能率的氚β 粒子的RBE 值研究都使用γ 射線作為參考射線。在所有研究中,氚和參考射線均以2~1 700 mGy/d 的劑量率長(zhǎng)期照射。降低生殖功能率的氚β 粒子(氚作為氚水或3H-TdR 進(jìn)入體內(nèi))的RBE 值為1.0~3.9。23 個(gè)氚β 粒子的RBE 值中只有5 個(gè)大于3.0。

        2.3 以發(fā)病率為生物終點(diǎn)的RBE 值

        有研究者估算了氚β 粒子在大鼠和小鼠體內(nèi)誘發(fā)癌癥的RBE 值。Gragtmans 等[21]研究了氚β 粒子和X 射線對(duì)誘導(dǎo)雌性大鼠(Sprague Dawley)乳腺腫瘤的影響。他們給大鼠腹腔注射氚水(間隔2 d 注射1 次,共注射4 次),以維持恒定劑量率(累積劑量為0.49~4.10 Gy)。通過劑量-反應(yīng)曲線的初始斜率(最佳擬合線性關(guān)系)計(jì)算氚β 粒子的RBE 值。在接觸氚水所有劑量的大鼠中,每100 只大鼠累積乳腺腫瘤發(fā)病率對(duì)應(yīng)的RBE 值為1.02±0.13;當(dāng)排除最高劑量3.85 Gy 時(shí),RBE 值為1.17±0.18。

        Johnson 等[22]研究了氚β 粒子和X 射線誘導(dǎo)小鼠(CBA/H)髓系白血病的效能。一組小鼠單次腹腔注射氚水(累積劑量為0.85~3.04 Gy)。另一組小鼠用150~200 kVp 的X 射線慢性照射10 d,劑量率為0.24~0.72 Gy/d(累積劑量為1.06~2.64 Gy)。計(jì)算氚β 粒子的RBE 值時(shí),考慮到每1 萬只處于風(fēng)險(xiǎn)中的小鼠發(fā)生髓系白血病的劑量反應(yīng)的不同擬合度,其RBE 值為1.1~1.24,最佳RBE 值為1.2±0.3。

        Seyama 等[23]研究了氚β 粒子和137Cs γ 射線對(duì)成年雌性小鼠(C57BL/6N 和BCF1)不同器官腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響。一組小鼠單次腹腔注射氚水(累積劑量為0.27 Gy 或2.7 Gy)。另一組小鼠接受137Cs γ 射線慢性照射(累積劑量為0.27 Gy或2.7 Gy,劑量率分別為0.08 Gy/d 和0.76 Gy/d)。根據(jù)2.7 Gy照射后500 d 的腫瘤發(fā)病率計(jì)算,氚β 粒子的RBE 值為2.5。

        總之,在小型哺乳動(dòng)物系統(tǒng)中,無論是在體內(nèi)(小鼠和大鼠)還是在體外(轉(zhuǎn)化細(xì)胞系,如小鼠淋巴細(xì)胞白血病、細(xì)胞系L5178Y 或中國(guó)倉(cāng)鼠V79B)研究氚水的氚β 粒子照射產(chǎn)生致病效應(yīng)的RBE 值,均選用137Cs、60Co 或226Ra γ 射線作為參考射線。在RBE 值研究中,分析了與發(fā)病率相關(guān)的幾個(gè)終點(diǎn):誘導(dǎo)的乳腺腫瘤、髓系白血病、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物組織損傷(如脾臟和胸腺萎縮)、降結(jié)腸和腸細(xì)胞存活率、59Fe 攝取抑制和轉(zhuǎn)化細(xì)胞系中的細(xì)胞存活率。綜上,用氚水處理時(shí),大多數(shù)氚β 粒子產(chǎn)生致病效應(yīng)的RBE 值為1.0~2.5。當(dāng)選用細(xì)胞系研究生物終點(diǎn)時(shí),估算的RBE 值為1.7~4.4,具體RBE 值取決于研究中的溫度、照射細(xì)胞系的時(shí)間和選用的細(xì)胞類型。

        2.4 以染色體損傷或基因突變?yōu)樯锝K點(diǎn)的RBE 值

        Kozlowski 等[24]評(píng)估了氚β 粒子和X 射線誘導(dǎo)小鼠骨髓細(xì)胞染色體畸變的情況。一組小鼠從受孕后第1 天到第20 天分娩期間給予氚水或氚化水芹,估算孕期累積劑量分別為0.6 Gy 和0.3 Gy。分娩后4 周內(nèi),氚水和氚化水芹組小鼠的總氚累積劑量均為0.1 Gy。另一組小鼠于妊娠第7 天或第14 天用250 kVp 的X 射線急性照射,總劑量為0.5 Gy。分別對(duì)氚水、氚化水芹組和X 射線照射組小鼠的母代及其子代的骨髓染色體畸變進(jìn)行定量分析。他們沒有準(zhǔn)確計(jì)算氚β 粒子的RBE 值,其估算RBE 值為1.0~2.0。

        Zhou 等[15]以誘導(dǎo)小鼠精母細(xì)胞染色體畸變?yōu)樯锝K點(diǎn)研究了氚β 粒子的RBE 值。一組小鼠單次腹腔注射氚水,然后在飲用水中加入氚以保持劑量率恒定,β 射線的累積劑量為0.2~1.0 Gy(劑量率為0.005~0.05 Gy/d)。另一組小鼠以恒定劑量率的60Co γ 射線慢性照射10 d,累積劑量為0.43~2.04 Gy(劑量率為0.04~0.20 mGy/d),計(jì)算得出RBE 值為2.9~3.8。

        Tanaka 等[25]研究了以人外周血淋巴細(xì)胞和骨髓細(xì)胞染色體畸變?yōu)樯锝K點(diǎn)的氚β 粒子的RBE 值。他們?cè)谑覝叵掠秒八幚硗庵苎凸撬铇颖?,劑量率?.8 Gy/d,累積劑量為0.13~1.11 Gy;分別以60Co γ 射線(劑量率為28.8 Gy/d,累積劑量為0.25~2.0 Gy)和137Cs γ 射線(劑量率為0.29 Gy/d,累積劑量為2.0 Gy)作為參考射線。當(dāng)以60Co γ 射線作為參考射線時(shí),引發(fā)人外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變和雙著絲點(diǎn)畸變的氚β 粒子的RBE 值分別為2.2~2.7 和2.1~2.3;當(dāng)以137Cs γ 射線作為參考射線時(shí),引發(fā)染色體畸變的RBE 值為2.0。在人類骨髓細(xì)胞中,當(dāng)以60Co γ 射線作為參考射線時(shí),引發(fā)染色體畸變和染色單體畸變的RBE 值分別為1.13 和3.10。

        3 中國(guó)學(xué)者貢獻(xiàn)的簡(jiǎn)要介紹

        氚的RBE 值變化較大,其與不同組織的輻射敏感性及其對(duì)低能氚β 粒子的敏感性有關(guān),隨選擇參考射線的能量、劑量、劑量率以及生物終點(diǎn)的不同而不同。在任何情況下確定RBE 值時(shí),所有這些因素都需要盡可能保持恒定,但是在比較RBE 值時(shí),很難確定哪個(gè)決定因素更重要。

        從2021 年ICRP 第148 號(hào)出版物[1]介紹的研究氚RBE值的大量成果可以看出,氚是放射毒理學(xué)研究領(lǐng)域中很重要的一個(gè)組成部分。隨著核能的發(fā)展,氚生物效應(yīng)的研究與核聚變反應(yīng)堆的開發(fā)這一重大課題有著密切關(guān)系,這是當(dāng)今它在輻射防護(hù)研究中占據(jù)重要位置的主要原因。在俄羅斯、美國(guó)和日本,氚的研究開始得比較早。我國(guó)氚的研究雖然起步相對(duì)較晚,但也有40 多年的歷史,在氚通過不同途徑進(jìn)入體內(nèi)的分布、代謝、轉(zhuǎn)移規(guī)律及內(nèi)劑量估算[26-28]、氚對(duì)發(fā)育中的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響及機(jī)制探討[29-38]等諸多方面的研究都有中國(guó)學(xué)者的貢獻(xiàn)。

        利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

        作者貢獻(xiàn)聲明 劉玉龍負(fù)責(zé)綜述的撰寫;王冰、崔鳳梅負(fù)責(zé)綜述的修改

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