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低劑量氚相對生物效能的實驗研究與建議

2024-01-21 08:12崔鳳梅王冰趙驊湘艷
國際放射醫學核醫學雜志 2023年10期
關鍵詞:微核突變率劑量率

崔鳳梅 王冰 趙驊 周 湘艷

1 蘇州大學蘇州醫學院放射醫學與防護學院,放射醫學與輻射防護國家重點實驗室,蘇州 215123;2 日本國立研究開發法人量子科學技術研究開發機構,放射線醫學研究所,千葉 263-8555;3 中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所放射毒理研究室,北京 100088

近年來,國際放射防護委員會 (International Commission on Radiological Protection, ICRP)和聯合國原子輻射效應科學委員會(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation,UNSCEAR)等國際重要組織[1-4]及國內外研究者[5-13]對氚的毒理學研究進行了大量報道。特別是氚的相對生物效能 (relative biological effectiveness, RBE)的研究引起了輻射防護研究領域學者的極大關注。

放射生物學中的RBE 值與輻射防護研究領域中的品質因數(Q 值)是對應量。雖然RBE 值與Q 值是有區別的,但是,通常仍然假定Q 值近似地等于RBE 值。關于氚的Q 值一直是有爭議的。1964 年ICRP 6 號出版物中給出的Q 值為1.7[14],1968 年 將Q 值 降 到1[15]。UNSCEAR 的2016 年報告書以及綠色和平(Greenpeace)組織等重要刊物與機構都報道了以γ 射線作為參考射線進行的體內氚研究的RBE值[4,16-18]。2021 年ICRP 148 號出版物中推薦氚的RBE 值為2[19]。國際機構給出的氚Q 值不同的原因主要與所依據的實驗資料有關??紤]到在輻射防護研究中主要涉及氚的低水平、長期、慢性照射,以及其在體內與DNA 結合并參與代謝的特點,選用指數遞減劑量率和恒定劑量率照射,以生殖細胞和遺傳效應等生物指標作為觀察終點,對確定輻射防護標準中氚的Q 值更有意義。因此,自20 世紀80 年代以來,國內研究者以多項生物終點進行了RBE 值的研究,建議低劑量氚照射下的RBE 值為3.0~3.5,這些寶貴的研究結果與國際相關報道有所不同,但也突出了國內在輻射防護領域對氚系統性及長期性的研究特點[7-10,20-22]。

本文以原衛生部工業衛生實驗所(現中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫學所)周湘艷研究員的氚生物效應研究團隊從20 世紀80 年代至今的研究成果為主線,概述了低劑量氚RBE 的實驗研究結果,研究中選擇了指數遞減劑量率和恒定劑量率2 種氚照射方式,觀察研究了以卵母細胞顯性致死突變率等8 項指標為生物終點的RBE 值,以γ 射線作為參考射線,計算了在累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 的條件下,指數遞減劑量率和恒定劑量率2 種氚照射方式下的氚RBE 值。

1 研究過程

1.1 氚內照射劑量估算

將氚水稀釋成適當的濃度,以每克體重1.65×106Bq 的劑量注入動物體內。實驗動物被注射氚水后于不同時間予以安樂死,取出不同的組織,采用HCLO4-H2O2法消化生物樣品。消化得到的均相樣品在FJ-353G1 型雙道液閃計數器上采用內標法進行測量。按實驗推薦程序求得平均回收率為93.0%±5.7%。

研究中采用了具有指數遞減劑量率照射的單次腹腔注入和模擬恒定劑量率照射的連續飲入氚水2 種照射方式。

1.1.1 具有指數遞減劑量率照射的單次腹腔注入氚水[23-24]

給予雄性和雌性小鼠的氚水量為每克體重(3~16)×106Bq,分別測定小鼠的血液、心、脾、肝、肺、腎、睪丸(或卵巢)和脂肪等濕組織中的總氚(即體液中氚水和組織中結合氚的總和)和干組織中的組織結合氚,還測定了染毒后10 d內,實驗小鼠尿中氚的含量。結果顯示,除脂肪因含水量很低,測量的結果比較特殊外,其余組織的結果大致相同[23]。

1.1.2 模擬恒定劑量率照射的氚水染毒[23-24]

對于單純的飲入氚水,從體水氚濃度(I)除以飲水氚濃度(W)之比值(P)隨時間的變化趨勢可以看出,單純飲入氚水時,體水氚有明顯的積累過程,歷時約4 d 后,P 值基本上保持在0.49 的恒定水平。為了清除這段累積過程,模擬恒定劑量率照射,采用了先腹腔注入氚水,隨即給予持續攝飲恒定濃度的氚水,在整個實驗期間,P 值都保持在0.49 的恒定水平。

上述I 值采用的是實驗期間實測的尿中氚濃度。指數遞減劑量率和恒定劑量率的2 種照射方式都是在染毒后第10 天結束實驗,并對所有小鼠處以安樂死后取血樣,結果P 值均為0.49。

根據體水占體重的62%,組織結合氚的比活度為體水氚濃度的30%,體水氚濃度(I)保持恒定,且與體內有效氚濃度(C)確立關系如下:

C=(0.62+0.38×0.30)×I=0.734I

由Q=qt 和C=q/m(其中,Q 表示時間-活度乘積,單位為Bq·d;q 表示氚攝入量,單位為Bq;t 表示時間,單位為d;C 表示體內有效氚濃度,單位為Bq/g;m 表示體重,單位為g)得出:D=7.89×10-8Ct=5.79×10-8It,或改用劑量率表示為:D劑量率=5.79×10-8I,單位為Gy/d,當I=3.7×104Bq/ml 時,D劑量率=0.002 1 Gy/d。

實驗中的體水氚濃度(I)與飲水氚濃度(W)之比值(P)的計算結果如下:P=I/W=0.49,于是劑量估算公式如下:D劑量率=2.84×10-8W,實驗得出的各組織劑量結果:睪丸為0.34×10-10Gy/d,卵巢為0.31×10-10Gy/d,肝、脾、心、腎、肺、睪丸(或卵巢)和血液7 種樣品均值為0.32×10-10Gy/d,脂肪為0.16×10-10Gy/d,全身為0.28×10-10Gy/d。

1.2 60Co γ 射線外照射劑量測定

選用60Co γ 射線作為參考射線,模擬氚在體內以指數遞減劑量率或恒定劑量率2 種照射方式進行了γ 射線的外照射。

1.2.1 照射源強度測定[7-8]

選用中國科學院生物物理研究所的鈷源作為外照射源。用Gamma 劑量儀和熱釋光劑量儀分別測定了鈷源強度為2.53~3.56 Ci(測定日期為1982 年4 月至1985 年4 月)。實驗結果與理論計算結果基本一致。

1.2.2 吸收劑量的測定[7-8]

(1)空間照射量的測定。把LiF 劑量元件和膠片劑量儀布放在離照射源分別為1.5、2.0、3.0 及4.0 m 4 個不同距離的水平面上,測得的60Co γ 輻射場空間照射量相對標準偏差<5.4%。Gamma 劑量儀與LiF 熱釋光劑量儀的測量結果,相對標準偏差均在5%以內,符合要求。

(2)照射架上籠內照射量的測定。研究中,設計制作了32 cm×10 cm×8 cm 的鼠籠,并且每隔8 cm 分隔成一個小籠,即每2 只小鼠活動在8 cm×10 cm×8 cm 的空間內,以便讓小鼠在籠內受到較均勻的照射。結果表明,籠內空間劑量不均勻度<1.16。雖然劑量減弱8.6%,但籠子對小鼠的散射可被忽略。墻角處由于散射存在,使膠片測量值有較大離散,相對標準偏差達13%,因此,該處沒有布放動物。

(3)小鼠體模內吸收劑量的測量和計算。用石蠟制成簡易小鼠體模。以LiF 劑量元件測量了小鼠體模內的劑量分布。結果表明無論橫向或豎向,小鼠體模內劑量減弱情況基本一致,因此,實驗動物在接受照射時,動物之間的散射影響不大。體模中心照射劑量的均值為無模型時中心照射劑量的82%。由于籠子小,小鼠在籠內不斷活動,可以認為各向照射的概率是相等的。所以取縱向、橫向的平均值。體模內不均勻度為1.13。體模中心吸收劑量公式如下:

式中,D體模中心表示體模中心吸收劑量,單位為Gy;f 表示60Co 源照射劑量與吸收劑量的轉換系數,單位為Gy/R;k 表示體模中心照射劑量與無模型時中心空間照射劑量之比,k=0.83;R 表示無模型時中心空間照射劑量,單位為R;M 表示60Co 源強度,單位為毫克鐳當量;r 表示小鼠離源的距離,單位為cm。

實驗結果表明:8 cm×10 cm×8 cm 鼠籠內空間劑量不均勻度為1.16,體模內不均勻度為1.13,可以認為小鼠在這樣的鼠籠內受照射,體內的劑量分布是均勻的。

(4)外照射的方式。為了模擬氚水在體內的2 種照射方式,對60Co γ 射線照射的小鼠同樣給予指數遞減劑量率和恒定劑量率的外照射,主要是通過移動(或固定)鼠籠與鈷源之間的距離,確定每次的照射劑量,每天照射22 h,連續照射10 d。

1.3 氚RBE 值生物終點的選擇

研究中選擇了60Co γ 射線作為參考射線,以指數遞減劑量率和恒定劑量率2 種照射方式進行照射。在指數遞減劑量率照射中,選擇的生物終點包括:卵母細胞顯性致死突變率、精母細胞顯性致死突變率、顯性骨骼突變率、初級卵母細胞存活率、精原細胞存活率。在恒定劑量率照射中,選擇的生物終點包括:精原細胞存活率、外周血淋巴細胞微核細胞率、胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率。在以上2 種照射方式中分別計算氚RBE 值。

2 結果分析

2.1 以60Co γ 射線作為參考射線指數遞減劑量率照射的氚RBE 值

2.1.1 以卵母細胞顯性致死突變率為生物終點的RBE 值[25]

顯性致死實驗檢測方法:雌性小鼠停照后第10~15 天,將各實驗組中受照射的每2 只雌鼠與正常的同周齡同品系的1 只雄鼠合籠交配,5 d 后分開。雌鼠繼續喂養到18 d,然后處以安樂死,檢查子宮內容物及卵巢黃體。根據胚胎發育狀態,檢查早期死亡胎(ED)數、晚期死亡胎(LD)數、正?;钐ィ╒IA)數及黃體(CL)數的變化,計算出顯性致死突變數[植入前丟失(preimplantation,PRE)]:PRE=CL-(ED+LD+VIA)。實驗結果:雌鼠一次性腹腔注入體內氚水10 d 后,卵巢氚的累積劑量分別為0、0.04、0.14、0.31、0.62、0.91 Gy 時,誘發的卵母細胞顯性致死突變率分別為2.7%、4.6%、1.3%、15.3%、11.4%、24.6%。

實驗結果表明,卵巢內氚的累積劑量在0.04~0.91 Gy時,誘發卵母細胞顯性致死突變率為4.6%~24.6%,波動性增加,尤其是在小劑量情況下波動較為明顯。

60Co γ 射 線 照 射 的 累 積 劑 量 分 別 為0、0.53、0.71、1.08、1.62、1.94、2.70 Gy 時誘發的卵母細胞顯性致死突變率分別為2.7%、6.8%、12.2%、6.7%、14.6%、16.2%、28.3%。

根據氚β 粒子和60Co γ 射線不同劑量誘發卵母細胞顯性致死突變率的實驗結果,計算出氚RBE 值為2.74、2.78、2.82、2.85,基本上是一個常數。

2.1.2 以精母細胞顯性致死突變率為生物終點的RBE 值[25]

研究選用LACA 成年雄鼠,分別接受0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 的氚水β 粒子連續照射10 d。雌、雄鼠交配比例為2∶1,雌鼠繼續喂養到19 d,處以安樂死,檢查子宮內的早期死亡胎數、晚期死亡胎數、正?;钐导包S體數,計算顯性致死突變率。結果顯示:當氚累積劑量分別為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時,誘發的精母細胞顯性致死突變率分別為0%、8.6%、5.1%、11.4%、14.9%。

60Co γ 射線分別連續照射LACA 成年雄鼠10 d,累積劑量分別為0.74、1.59、2.07 Gy,停照后21 d 將受照雄鼠與正常雌鼠交配。計算的60Co γ 射線誘發的精母細胞顯性致死突變率分別為4.36%、27.09%和30.30%。根據上述研究結果,氚β 粒子累積劑量為0.19~1.01 Gy 和60Co γ 射線累積劑量為0.74~2.07 Gy 時,誘發的精母細胞顯性致死突變的劑量-效應關系分別符合下列方程式:

式中,Y 代表突變率,D 代表累積劑量,r 代表相關系數。當氚累積劑量在0.2~0.6 Gy 時,測出氚RBE 值為1.6~3.9,且隨著劑量降低,RBE 值升高。

2.1.3 以顯性骨骼突變率為生物終點的RBE 值[26]

給各組雄性小鼠腹腔一次性注射不同濃度的氚水,10 d 內的累積劑量分別為0.19~1.01 Gy。同時以指數遞減劑量率的60Co γ 射線連續照射10 d,每天照射22 h,累積劑量為0.74~2.87 Gy,停照后25 d,讓其與正常雌鼠交配。分娩前1 d,對雌鼠處以安樂死并剖腹取出仔鼠,采用茜素紅染色法檢查仔鼠(F1 代)的骨骼變化。當氚的累積劑量為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時,誘發的小鼠顯性骨骼突變率分別為0.10%、0.51%、0.30%、0.45%、1.32%。當60Co γ 射線累積劑量為0、0.74、1.59、2.07、2.87 Gy 時,誘發的小鼠顯性骨骼突變率分別為0.1%、0.4%、0.4%、0.6%、0.9%。

根據上述研究結果,測算出2 種射線劑量比值,即RBE 值。當氚的累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy時,氚RBE 值為2.99、2.73、2.61、2.54、2.51,且隨著劑量降低,RBE 值升高。

2.1.4 以初級卵母細胞存活率為生物終點的RBE 值[27]

雌性小鼠腹腔一次性注入氚水后10 d 內,卵巢氚β 粒子累積劑量依次為0、3.9、14.1、30.7、62.2、91.2 rad時,誘發的初級卵母細胞存活率分別為100%、29.8%、13.4%、6.4%、2.8%、0%。

60Co γ 射線外照射大致是模擬氚在卵巢內以指數遞減劑量率的方式連續照射10 d,每天照射22 h,10 d 內各照射組小鼠全身的累積劑量分別為0、52.60、77.18、108.22、161.87、194.25、269.88 rad,60Co γ 射線誘發的小鼠初級卵母細胞存活率分別為100%、11.4%、2.9%、0.6%、0%、0%、0%。

研究結果表明:當卵巢氚累積劑量為3.9~91.2 rad 時,誘發的初級卵母細胞存活率隨氚劑量的增加而降低,經統計學處理,回歸方程為:

式中,?為初級卵母細胞存活率;D 為吸收劑量,單位為rad;r 為相關系數。

60Co γ 射 線 連 續 照 射10 d 的 全 身 累 積 劑 量 為52.60~269.88 rad 時,誘發的初級卵母細胞存活率隨60Co γ 射線劑量的增加而降低,經統計學處理,回歸方程為:

式中,?為初級卵母細胞存活率;D 為吸收劑量,單位為rad;r 為相關系數。

氚β 粒子和60Co γ 射線誘發的小鼠卵母細胞存活率比較,當氚的累積劑量為0.16、0.22、0.30、0.47 Gy,計算得出氚RBE 值為2.28、1.95、1.70、1.40。且隨劑量的降低,RBE 值升高。

2.1.5 以精原細胞存活率為生物終點的RBE 值[28]

成年雄性小鼠腹腔注射氚水10 d 內,當睪丸累積劑量為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時,誘發的小鼠精原細胞存活率分別為100%、85.99%、88.43%、84.69%、66.95%。

成年雄性小鼠接受60Co γ 射線照射10 d 后,當60Co γ 射線的累積劑量分別為0、0.74、1.59、2.02、2.87 Gy 時,誘發的小鼠精原細胞存活率分別為100%、87.30%、87.59%、76.14%、75.12%。

氚β 粒子和60Co γ 射線誘發的小鼠精原細胞存活率比較,當氚的累積劑量分別為0.25、0.52、0.70 Gy 時,計算得出的RBE 值為3.6~3.7。

2.2 以60Co γ 射線作為參考射線恒定劑量率照射的氚RBE 值

2.2.1 以精原細胞存活率為生物終點的RBE 值[29]

比較雄性小鼠接受氚β 粒子和60Co γ 射線連續照射10 d 的累積劑量與精原細胞存活率之間的生物效應。當氚β 粒子的累積劑量分別為0、0.05、0.10、0.16、0.47、0.69 Gy時,誘發的精原細胞存活率分別為100%、90.15%、82.71%、72.07%、41.95%、33.69%。

當60Co γ 射線照射劑量為0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 時,誘發的精原細胞存活率分別為100%、73.88%、66.64%、47.76%、33.64%、22.35%、22.31%。

依據上述研究結果,當氚的累積劑量為0.10、0.17、0.26、0.37、0.53、0.68 Gy 時,測出的氚RBE 值分別為2.70、2.53、2.42、2.41、2.32、2.21。且隨著劑量的增加,RBE 值下降。

2.2.2 以外周血淋巴細胞微核細胞率為生物終點的RBE 值[30]

雄性小鼠連續接受氚β 粒子照射10 d 后,當實驗小鼠接受氚β 粒子內照射的累積劑量分別為0、0.06、0.10、0.15、0.46、0.68 Gy 時,誘發的外周血淋巴細胞微核細胞率分別為0.91%、2.68%、3.80%、5.44%、7.92%、7.74%。

氚β 粒子誘發的外周血淋巴細胞微核細胞率隨著劑量的增加而升高,劑量-效應關系符合下列方程:

式中,Yβ為微核細胞率;D 為累積劑量,單位為Gy。上述結果表明,當氚β 粒子的累積劑量為0.06~0.68 Gy時,外周血淋巴細胞微核細胞率隨累積劑量的增加而升高,符合二次項方程。

雄性小鼠接受60Co γ 射線照射10 d 后,當60Co γ 射線外照射的累積劑量分別為0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 時,誘發的外周血淋巴細胞微核細胞率分別為0.91%、1.57%、1.13%、4.56%、5.25%、7.74%、8.72%。

60Co γ 射線在不同累積劑量下誘發的外周血淋巴細胞微核細胞率符合下列方程:

式中,Yγ為微核細胞率;D 為累積劑量,單位為Gy。上述結果表明,外周血淋巴細胞微核細胞率隨著60Co γ 射線累積劑量的增加而升高。氚β 粒子累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy 時,與60Co γ 射線誘發的外周血淋巴細胞微核細胞率比較計算,得出的RBE 值為3.7、3.8、3.8、4.1、3.9,即氚RBE 值約為4,是一個常數。

2.2.3 以胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率為生物終點的RBE 值[31]

選用10~12 周齡NIH 小鼠,小鼠妊娠10 d 時,每天以恒定劑量率分別接受氚水和60Co γ 射線照射,連續照射3 d。停照后12 h 對孕鼠處以安樂死,制備胎肝涂片,計數嗜多染紅細胞微核細胞率。實驗結果表明:當氚的累積劑量分別為0、0.047、0.093、0.282、0.564、0.086、1.270 Gy時,誘發的胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率分別為1.65%、2.23%、 6.79%、 8.43%、 12.28%、 14.45%、 18.49%。 氚β 粒子誘發的胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率隨著劑量的升高而升高,擬合方程為:

式中,Yβ為微核細胞率;D 為照射劑量,單位為Gy;r 為相關系數。

當60Co γ 射線照射的累積劑量分別為0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 Gy 時,誘發的胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率分別為1.65%、4.70%、5.50%、6.40%、6.90%、6.70%、8.30%。60Co γ 射線誘發的胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率變化的擬合公式為:

式中,Yγ為微核細胞率;D 為照射劑量,單位為Gy;r 為相關系數。

當氚的累積劑量為0.10~0.39 Gy 時,計算得出的氚RBE 值為3.87~5.55,且隨著劑量的降低,RBE 值升高。

2.3 選擇2 種不同照射方式的氚RBE 值的對比研究

綜上所述,在氚RBE 值研究中[8-13],選用了與實際氚照射比較接近的2 種照射方式,即指數遞減劑量率、恒定劑量率照射,選擇了上述8 項生物終點進行了氚RBE 值的研究。為了便于比較不同照射方式和不同生物終點的RBE 值,避免人為任意取值的誤差,分別以氚的累積劑量0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 Gy/10 d 為取值標準,再得出與氚產生相等效應情況下的60Co γ 射線(參考射線)的劑量,通過2 種射線的劑量比值得出氚的RBE 值。下面將不同氚照射方式下的各項生物終點所測得的RBE 值進行比較。

2.3.160Co γ 射線作為參考射線以指數遞減劑量率氚照射的RBE 值比較

以60Co γ 射線作為參考射線,氚以指數遞減劑量率照射的累積劑量分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 時,以卵母細胞顯性致死突變率、精母細胞顯性致死突變率、顯性骨骼突變率、初級卵母細胞存活率及精原細胞存活率作為生物終點,計算得出氚的平均RBE 值分別為2.99、2.73、2.61、2.54、2.51。RBE 值波動范圍為2.51~2.99。

2.3.260Co γ 射 線 作 為 參 考 射 線 以 恒 定 劑 量 率 氚 照 射 的RBE 值比較

以60Co γ 射線作為參考射線,氚以恒定劑量率照射的累積劑量分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 時,以精原細胞存活率、外周血淋巴細胞微核細胞率、胎肝嗜多染紅細胞微核細胞率作為生物終點,計算得出氚的平均RBE 值分別為5.44、4.92、4.42、3.91、3.35。RBE 值波動范圍為3.35~5.44。

2.3.3 2 種不同氚照射方式下的RBE 值檢測結果

以氚的累積劑量0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 為標準,檢測指數遞減劑量率和恒定劑量劑量率氚照射的RBE值分別為4.2、3.8、3.5、3.2、2.9,可見氚RBE 值的波動范圍為2.9~4.2。

3 討論與建議

3.1 影響氚RBE 值的因素

通過前文所述結果可以看出,氚RBE 值的變化范圍較大,與不同組織對輻射的敏感性及對低能β 粒子的敏感性有關;同時也與所選擇的參考射線的能量、劑量、劑量率以及生物終點有關。在確定RBE 值時,上述這些因素都需要盡可能保持恒定,但是在比較RBE 值時,很難確定哪個因素更重要。以下對影響RBE 值的因素略加討論。

3.1.1 參考射線

要確定特定類型輻射的RBE 值,必須選擇合適的參考射線。如60Co γ 射線、137Cs γ 射線或X 射線。選擇的參考射線不同,RBE 值也不同。

3.1.2 劑量學

RBE 值的測定需要估計吸收劑量。吸收劑量的定義是每單位質量的吸收材料所沉積的輻射能量,國際單位制是Gy。直接估算氚水的吸收劑量是合理的,因為已確定氚水的代謝行為與水相似,均勻分布在全身和體內細胞中。了解細胞水中氚的濃度可以確定在一定體積內釋放的能量。

3.1.3 生物終點

通過上述氚RBE 值研究可以看出:氚以指數遞減劑量率照射,以卵母細胞顯性致死突變率為生物終點,氚RBE 值為2.74~2.85,基本上是一個常數;以精母細胞顯性致死突變率為生物終點,氚RBE 值為1.6~3.9,隨著劑量降低,RBE 值升高;以顯性骨骼突變率為生物終點, RBE 值為2.51~2.99,隨著劑量降低,RBE 值升高。氚以恒定劑量率照射,以精原細胞存活率為生物終點,RBE 值為2.21~2.70,隨著劑量降低,RBE 值升高。以外周血淋巴細胞微核細胞率為生物終點的RBE 值為3.7~4.1,RBE 值約為4,是一個常數??梢?,RBE 值因所選擇的生物終點不同而有所波動。

3.1.4 實驗環境

一般來說,體內和體外研究都各有優缺點,但體內研究是首選,因為體內研究時,染毒物與組織和器官反應有密切關系,更可能改善或加重組織、細胞與環境之間的相互作用和結局。

3.2 ICRP-148 號出版物中報道的氚RBE 值[19]

2021 年發表的ICRP-148 號出版物中指出:人類輻射防護的重點是避免確定性和限制隨機(癌癥/遺傳性)效應,但非人類物種防護的關鍵是集中保護與種群生存能力相關的生物終點。ICRP-148 號出版物審查了低能β 放射性核素氚對不同生物指標影響的RBE 值。文中指出,物種之間的RBE 值沒有顯示出明顯的差異,對于氚β 粒子而言,與X 射線相比集中在1.5~2.0,與γ 射線相比集中在2.0~2.5。

3.3 建議

綜上所述,氚RBE 值的研究是放射毒理學研究領域中的一個重要組成部分。特別是隨著核能事業的發展,氚生物效應的研究與核聚變反應堆的開發這一重大課題之間有著密切關系,這也是其能在輻射防護研究中占有重要位置的主要原因。

為了輻射防護的目的,建議將低LET 輻射對生物群的RBE 值設定為3.0~3.5。如果估計暴露于氚β 粒子或其他低LET 輻射或接近導出考慮參考水平(DCRL)下,則可能需要較高RBE 值進行評估,以更為準確地估計輻射的危險度。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 崔鳳梅負責文章的起草及最終版本的修訂;王冰負責文章主體的撰寫、資料的收集;趙驊負責文章部分內容的修改;周湘艷負責研究命題的提出和設計、文章最終版本的修訂

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