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辐射致癌:来自人类的经验
2015-12-02 | 编辑: | 【 】【打印】【关闭

   

  诱发癌症是低剂量电离辐射最重要的体细胞效应。与辐射诱发的遗传效应明显不同的是,发生白血病(leukemia)和致癌的危险估计不是依赖于动物数据,而是基于人类的经验。辐射暴露与癌症发病率增高之间的关联已有悠久的历史。
    

  居里夫人(坐位)与她的女儿Irene在工作
   她们均被认为死于做放射性实验期间辐射暴露诱发的白血病(由奥地利镭研究所和国际原子能机构公报惠赠) 

      

  一名牙医的手,35年来在患者口腔适当位置手持X线胶片拍摄牙部病变
   部分拇指截肢,损伤的多个手指皮肤被移植物替代。手指上的损伤是皮肤癌,随后被切除(由布鲁克海文国家实验室的Victor Bond 博士惠赠) 

  辐射诱发癌症的定量数据来源于受到医疗性照射或有意无意中受到核武器袭击的人群。接受治疗性照射的人群受到相当高的剂量,其对辐射效应的易感性可能会受治疗时自身身体状况的影响。暴露于核武器产生的γ射线和中子的人群涵盖更宽的年龄范围和较大的健康情况差异,同时还包括一部分低剂量暴露者。这两个人群受到的照射均为高剂量率和短时间照射。 

  这些一般化的概括不适用于以下几种辐射暴露人群:长期吸入放射性气体氡及其子体的沥青铀矿工和铀矿工,出于医疗目的注射了氯化镭或二氧化钍造影剂(thorotrast)的患者以及因用含镭的涂料描绘钟表刻度盘而摄入放射性核素(radionuclides)的工人。成千上万的核工业工作人员受到职业性照射,近年来,已经有了可用于癌症危险估计的资料。铀矿中暴露于氡的矿工是氡致肺癌的极好资料来源。 

  辐射诱发人类癌症的早期经验可总结如下: 

  1.早期的X射线工编辑中常见皮肤癌(skin cancer)和白血病,这些工编辑主要是辐射安全标准引入前在加速器周围工作的物理学家和工程师。 

  2.萨克森(Saxony)沥青铀矿的矿工患肺癌是常见的问题,放射性元素镭就是从他们挖掘的矿石中提取的。第二次世界大战后也注意到在美国中部科罗拉多高原的铀矿工多患肺癌。两个案例中的矿井通风都很差,氡气(radon gas)在矿井空气中累积,矿工吸入氡及其子体(radon and its daughters),致使这些放射性物质的原子沉积在肺内。局部强烈的α粒子辐射导致肺部肿瘤。 

  3.在使用含镭涂料描绘表刻度盘的工人中观察到骨肿瘤。这些描绘工人大多数是年轻的女性,她们在工厂里用含镭的专用涂料,在钟表上描绘荧光刻度盘。工人将毛刷蘸含镭涂料,然后用舌头舔毛刷,使毛刷尖锋利便于描绘表盘上的小刻度。工人因为这样的操作而摄入一些镭,镭与钙在元素周期表上属于同一族的元素,也被沉积于生长骨骼的顶部。因强烈的α粒子辐射引起骨骼肿瘤。在20世纪20~30年代历史记载中,还有患者因治疗结核病和强直性脊柱炎注射镭盐而发生骨肿瘤。 

  4.在使用过造影剂二氧化钍制剂(thorotrast)的患者中,曾报道出现超额肝癌发生。thorotrast含有放射性钍,当它沉积在肝时由于α粒子辐射引起肝肿瘤发病率小幅度升高。 

  以上这些事例,尽管它们的确提醒了科学家过量辐射暴露的危险,但大多仅是传闻,并且这些例子均不涉及现在的能构成公共卫生危害的情况。现在这些问题不会再发生,每一例患者的剂量是如此的不确定,以致不太可能推断出所涉及的辐射剂量和肿瘤的发病率之间的定量关系。 

  近来有关辐射诱发人类癌症和白血病的实例列举如下: 

  1.日本广岛和长崎受到原子弹袭击的幸存者(theJapanese survivors of the atomic bomb attacks on Hiroshima and Nagasaki,简称原爆幸存者),因其人群基数大、随访细致、涵盖了所有的年龄和性别且人群接受的剂量范围宽,已成为研究辐射诱发人类肿瘤的一个最重要的独立群体。细致地随访了大约12万人,其中50 000接受的剂量超过0.005 Sv。截至1998年观察到17 000多例癌症患者,其中853例被考虑是辐射引起的癌症。袭击两个城市的核武器是不同的。袭击长崎的核武器是之前试验过的,预估它只发射γ射线而没有中子,所以剂量学上可以部分地根据测量值确定。而袭击广岛的核武器是从未试验过的一种类型,因此大部分剂量估算是根据计算机模拟得出的。这种核武器释出的辐射是中子和γ射线的混合辐射。几年间对其所释放射线的有关剂量进行过几次修改,使得对癌症危险的评估也进行多次相应的改变。最新修正的估计值发表于电离辐射生物效应(Biologic Effects of Ionizing Radiation, BEIR)Ⅶ报告中(2006)。 

  2.英国在1935~1944年间有14000名强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis)的患者接受放射治疗,通过照射脊柱的不同区域以缓解疼痛。有报道患者中白血病死亡率有小幅度升高。尽管这些强直性脊柱炎系列研究提供的数据是人类接受X射线或γ射线照射发生白血病的最大样本数据之一,而且剂量资料也相当完好,但由于缺少患相同疾病、未用X线治疗而其他治疗方法相同的患者组成的对照组,使得该大样本数据并不十分理想。另外,这项研究还提出了致癌性药物可能对肿瘤的发生也有作用。 

  3.有文献报道大约在1922年辐射安全标准引入之前,参加学术团体的放射线工编辑的白血病发病率升高。 

  4.被诊断患有胸腺肥大的儿童,接受放射治疗后观察到甲状腺癌的发生。放射治疗时甲状腺是在照射野内,在这些儿童中良性和恶性的甲状腺肿瘤均被观察到,同时也观察到乳腺癌增多。 

  5.在20世纪50年代使用X射线为患头皮癣儿童脱发还是常用的方法。以色列的Modan及其同事首次报道了使用X射线脱发会导致甲状腺癌的发病率增高。北非移民过来的儿童中头皮癣流行,他们用X线治疗了20 000多名儿童,发现除了甲状腺癌,脑部肿瘤(主要是脑膜瘤)、唾液腺瘤、皮肤癌和白血病的死亡率也明显增高。美国纽约也进行了一项类似研究,在对儿童头皮癣治疗前先用X射线进行脱发,使用的样本人群与上述具有可比性,但试验结果却大相径庭。除了一些良性肿瘤外,仅出现两例恶性甲状腺癌。然而部分儿童在暴露于阳光的面部和头皮周围出现了皮肤癌,并且皮肤癌仅发现于白种人儿童,在黑种人儿童中并没有出现。 

  6.用人工气胸治疗结核患者需进行多次X线透视检查,已观察到患者中乳腺癌(breastcancer)发病率的上升。该结果由NovaScotia最先报道,随后被新英格兰类似的研究报告所证实。这些患者接受的剂量是不确定的,但一定是达到了0.8~0.9 Gy,因为一些经常用X线透视检查的女性,其受到透视的那侧胸部皮肤已出现了改变。接受放射治疗的产后乳腺炎患者后期乳腺癌发病率也明显增高。 

  本文摘编自美国哥伦比亚大学Eric J. Hall教授和斯坦福大学Amato J. Giaccia教授合著的Radiobiology for the Radiologist7 版的中译本《放射生物学:放射与放疗学者读本》中的第10章,内容有删减。 

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