低水平辐射致癌效应的阈值问题_刘树铮

　第28卷　第6期　2008年　11月

辐射防护

Radiation Protection

V ol 128　N o 16　N ov. 　2008　

低水平辐射致癌效应的阈值问题

刘树铮

Ξ

(, 摘　要　, 重) 。　线性无阈假说　剂量阈值

1　前言

辐射致癌是各界关注的重要问题, 它涉及

科学研究、政府立法、经济发展、社会心理等各个层面。这一问题的核心是辐射致癌的剂量效应关系。放射生物学研究实际上是在100多年前发现高剂量电离辐射可以引起癌症和其它健康效应的基础上开始发展起来的。由此而引起了学界的关注并引发了大量的调查研究。可以说人们对高剂量辐射健康效应的理解要远远深于对其它任何环境因子健康效应的理解。但对于低剂量辐射的健康效应仍然是科学家面临的一大挑战。人们在日常生活中不断受到低水平的天然和人工辐射的影响, 但一直没有任何科学资料证实低水平辐射足以增加癌症的发生率。上世纪50年代以来, 根据日本原子弹爆炸幸存者癌症发生率的剂量效应关系外推, 提出了线性无阈模式(LNT m odel ) , 推测任何微小剂量的辐射都将增加癌症发生的几率。加以“集体剂量”的提出和套用, 就更加夸大了低剂量辐射的致癌效应。这种假说和推论的不断重复逐渐被一些人奉为不可逾越的真理, 特别是被“反核”力量利用, 造成了社会上流传的“辐射恐怖”(radiophobia ) , 在一部分人中“谈核色变”, 不利于核和辐射技术的合理应用, 以及社会经济发展和环境保护。

近十余年来积累的资料, 包括人群流行病学调查和实验研究, 对上述线性无阈模式估计低剂量辐射致癌发生几率的合理性提出了质疑。本文从辐射流行病学调查和放射生物学研究的近期资料分析当前学术界对这一问题的论述。

2　辐射流行病学调查

2. 1　辐射高本底地区人群健康调查未发现低

水平辐射增加癌症发生率反而可能降低癌症发生率

近年来报道的许多辐射高本底地区人群调查, 未发现低水平辐射增加癌症发生率。例如, 中国阳江辐射高本底地区人群健康调查, 持续36年、累积20万以上人年的资料, 发现2倍于对照地区的辐射水平未引起癌症发生率增高,

[1]

而甚至有所降低。印度天然辐射高本底地区克拉拉邦, 其年辐射水平高达70mSv , 但癌症发生率却低于对照, 而且与天然辐射水平呈负相

-1[2]

关趋势, 每1μSv ・a 减少0. 3例。中国阳江辐射高本底地区人群的外周血检查发现, 淋巴细胞对PH A 的反应性增高, 受大剂量紫外线损伤后DNA 修复合成加强, 其染色体非稳定性

[1]

畸变增多, 而稳定性畸变无显著改变。伊朗Ramsar 辐射高本底地区人群检查发现, 外周血

[3]

Ξ作者简介:刘树铮, 男,1925年11月出生,1945年毕业于湘雅医学院临床医学专业, 教授。

・350・

+

辐射防护　　　　　　　　　　　　　　第28卷　第6期　

[4]

。

这一地区的年辐射剂量高达260mSv , 对世代居住的居民的外周血淋巴细胞的实验观察发现, 1. 5G y 的γ射线照射后其染色体畸变发生率为对照地区居民外周血淋巴细胞受同样剂量照射C D4T 细胞C D69表达和IgE 含量显著增高

后染色体畸变率的56%, 表明辐射高本底地区居民长期接受的低水平照射诱导了适应性反[5]

应。2. 2　核工厂下风向居民甲状腺癌未见增多而肺癌发生率显著低于对照

美国Hanford 纪的观察结果显示, , [6]

, 。Han ford 略低于对照(RR 0. 95; 95%CI 0. 93～0. 97) , 主要是由于肺癌发生率的显著降低(RR 0. 89; 95%CI 0. 85～0. 93) , 而甲状腺癌未见增加(RR 0. 84; 95%CI 0. 56～1. 26) , 白血病(慢性淋巴细胞性白血病除外) 亦未增多(RR 0. 95; 95%

CI 0. 85～1. 06) 。上述甲状腺癌流行病学调查

发现率增高, 也是应考虑的因素。因为甲状腺肿瘤往往在生前未被诊断, 而只在死后尸检时被发现。而在辐射水平为40mSv 的地区, 癌症发生率较对照地区降低17%, 更是线性无阈模

[10]

式无法解释的。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCE AR ) 的结论是该地区居民总的前途光明, 。Jaw orowski 指出, ; 主要。K ovalchuk silvestris ) 对辐射的适应, 表现为基因组甲基化增高(hypermethylation ) , 具有防止基因组不稳定性, 增强机体在极端环境下生存力的作用, 表明低水平辐射对生物圈可能产生一些有益的影响。

邻近前苏联地区的居民也曾对事故的影响持有恐惧心理, 由于一些不必要的措施, 如堕胎和食物运输和处理等, 欧共体国家损失达1000

[12]

亿欧元以上, 就是典型的反应。最近的报道证实, 瑞典北部居民的白血病和甲状腺癌发生率并未受其影响。2. 4　日本原子弹爆炸所致的辐射效应并不完全支持线性无阈模式

在日本原子弹爆炸幸存者的剂量效应分析中也见到低剂量辐射与高剂量辐射的相反效

[13]

应, 一是受低剂量照射者寿命较长, 二是受照剂量在0. 2Sv 以内者白血病发生率低于对[14]

照。只是有些分析者不愿接受这一事实。从图1可以看出不同的分析方法可得出截然不同的结论。

这就是有的研究者所指出的处理流行病学调查数据的“计谋”之一, 即将不同剂量组的效应数据加以平均, 从而消除实际存在的阈值或

[16]

兴奋效应。因此对某些类似的报道有必要加以仔细的分析。

[14,15][11]

结果与美国疾病预防控制中心(C DC ) 于2002年完成的关于儿童期居住于Han ford 核工厂下风向各县的居民甲状腺癌未见增加的报告结论

[7]

一致。

2. 3　核事故现场低水平辐射未使白血病和实

体瘤发生率增加

切尔诺贝利事故后受低水平辐射影响地区的居民20年的观察证实, 除甲状腺癌(约4000例,15例死亡) 外实体瘤和白血病发生率均未增加。而甲状腺癌的增加是由于甲状腺局部浓集放射性碘而受到大剂量辐射所致, 并非低剂量辐射的后果。前述美国Hanford 核工厂下风向地区居民的长达半个多世纪的观察已经说明, 微量放射性碘所致低水平辐射不致引起甲状腺癌的增加。同时在切尔诺贝利事故影响地区, 筛查效应(screening effect ) 使甲状腺癌的

[8,9]

刘树铮:低水平辐射致癌效应的阈值问题・351・

图1　对日本原爆幸存者白血病资料的两种分析

Fig. 1　Analysis of leukemia data from atomic bomb surviv ors in Japan with different methods

左侧图取自UNSCE AR 1994年报告, 在200mSv 以下可见明显的兴奋效应; 而右侧图取自NCRP 136号报告对同一资料的分析, 横坐标被高度压缩, 以致阈值和兴奋效应被掩盖。该报告认为“, 在0～3Sv 范围内出现有统计学意义的上升性曲线”。

2. 5　美国核船坞工人受低水平照射群体癌症

发生率降低

对美国核船坞工人的健康调查(NSWS ) 资料的分析也存在类似情况。最近发表的论文表明,28000名受照剂量≥5mSv 的职工和10462名受照剂量

[17]

师相比没有显著差别, 但其癌症SMR 与男性居

民或男性医师相比则显著降低(p

[21]

义) 。

对近期文献中支持低剂量辐射增加癌症发生率的报道也应作进一步的分析。例如, 英国核工业职工队列包括1946～1997年51367名职工, 其中10249名已死亡, 全因死亡率和全癌死亡率均显著低于对照增高的结论

[25]

[23,24]

。Matanoski 是这一耗资巨大的调查项目

[18,19]

的负责人, 对她的含糊的论述

[20]

,Cameron 等

曾提出质疑。Cameron 是NSWS 项目技术顾问委员会(T AP ) 8名成员之一, 每年两次评估该项目的进展。这一项目挑选的受照职工和对照职工年龄匹配、工作岗位匹配, 而且厂内对照可排除“健康职工效应”。28000名受照剂量≥5mSv 者癌症死亡率较对照低15%(p

。而Cardis 等人

则从15国核从业人员的资料得出癌症发生率

。最近漆波等人采用Meta 分析

的方法, 对国内外20个长期暴露于低剂量电离辐射的核工厂职业人群癌症队列进行综合研究, 结果表明其全因死亡和全癌症死亡均明显低于一般人群

[26]

者百年调查十分相似(见下文216节) 亡率低于对照

[21,22]

。

2. 6　医用放射线工作者和核工业职工癌症死

1920年以后(1921～1979年) 登记的放射

。

最近Brenner 和Hall 关于CT 扫描的临床应用将使美国居民的癌症死亡率增加2%的论述

[27]

线工作者的癌症标准化死亡比(SMR ) 与其他医引起了强烈的反响, 受到学界和媒体的广

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泛质疑。例如, AAPM (American Ass ociation of

Physicists in Medicine ) 声明以及其它学术团体指出, 这两位著名的学者竟然根据62年前日本广岛和长崎原子弹爆炸幸存者的资料和一些统计学推论, 而不是根据接受CT 扫描者实际癌症死亡率的观察得出结论, 并且忽视了CT 扫描在救治病人和挽回生命中所发挥的巨大作用和

[28,29]

积极贡献, 是很不负责任的。有研究者指出,CT 扫描的临床使用所致的辐射剂量不致造

[30]

成危害; 实际上CT 扫描不但未增加癌症发生率, 而且使之降低。2. 7　, 无阈假说,30年癌症发生%。近来报道,28000名喷气式飞机驾驶员癌症发生率较对照低1Π3。欧洲8国44000名机组人员的调查也未见癌症发生率增加。当然大部分驾驶员正处中年, 还需进

[32,33]

一步观察。2. 8　低水平氡与肺癌发生率的关系关于居室氡与肺癌发生率的关系, 美国1600个县(涉及全国90%的人口) 的调查资料显示, 居室氡平均水平高者肺癌发生率较氡水平低者低30%。在检测的范围内这种趋势呈连续性, 并具有统计学意义。在排除各州吸烟频率、年龄分布、社会经济状态、气候条件、环境

[34～38]

因素等的影响后, 上述结论仍然不变。欧洲13项调查资料表明, 无氡时吸烟者75岁前肺癌发生率为9. 69%, 吸烟者氡浓度每增加

33

100Bq Πm (至800Bq Πm ) , 肺癌发生率增加

3

115%, 非吸烟者氡浓度每增加100Bq Πm (至

3

800Bq Πm ) , 肺癌发生率增加0. 06%(相差25

3

倍) 。在200Bq Πm 的条件下吸烟者的氡致肺癌危险率为非吸烟者的106倍。因此主要的危险来自吸烟, 而不是来自室内氡, 确切地说是来自吸烟与氡的协同作用。这一报告认为, 不吸

[39]

烟时氡的效应小到可以不计。此问题的争

[40～42]

论仍然存在针锋相对的论点。2. 9　三种辐射致癌剂量效应曲线

当前的争论并不限于低水平的氡, 还涉及到各种低水平辐射的致癌问题。由于近年来新的研究资料的积累, 许多学者质疑LNT 假说估

[31]

计低水平辐射致癌的合理性, 但持相反意

[25,48,49]

见者近来也有报道。从上述资料看来, 有的仍坚持LNT 假说, 有的认为辐射致癌存在剂量阈值, 第三种观点则强调低水平辐射可降低癌症发生率。因此归纳起来, 有三种剂量效应曲线供选择。图2示出了这三种辐射致癌剂量效应曲线

。

[50]

[43～47]

图2　辐射致癌的三种剂量效应曲线

Fig. 2　Three dose 2effect m odels of

radiation carcinogenesis

(a ) 线性无阈模式; (b ) 有阈模式; (c ) 兴奋效应模式。

2. 10　分析辐射致癌剂量效应关系的新尝试

最近有研究者提出分析辐射致癌剂量效应

刘树铮:低水平辐射致癌效应的阈值问题・353・

关系的一种新尝试, 即以每日剂量为横坐标, 以超额相对危险(ERR ) 为纵坐标, 分析几种不同的受照射人群, 得出如图3的结果。从上述资料可以估计, 在10～100mSv Πd 的条件下, 对健康有害和有益的效应达到平衡。超过这一剂量率水平, 癌症的ERR 随剂量率增加而增高。作者指出, 可能有人强调某些类型的癌症可在较低剂量率条件下增加, 但从公共卫生的角度

[51]

衡量, 不应忽略潜在的有益效应。因此, 依据全盘危害的分析似乎更具理性。作者认为, 以每日剂量限值替代总剂量限值, 需要一种辐射防护的新哲学。这一研究的目的在于引起对这一概念的讨论, 并对今后的流行病学研究提供建议。资料来源为5种人群, 即天然本底辐射、放射性同位素摄入、放疗外照射、航空飞行员

。

图3　G reg oure 与Cleland 尝试性致癌剂量效应模型[51](2006)

Fig. 3　T entative dose 2effect m odel of carcinogenesis suggested by G reg oure and Cleland (2006)

■天然本底辐射; ◇放射性同位素摄入; ◆放疗外照射; □原子弹幸存者;

△航空飞行员(图中误差为两倍标准差,95%CI ) 。

3　实验研究

3. 1　电离辐射诱导DNA 双链断裂及其修复

DNA 损伤及由此产生的基因组不稳定性

照射者10%的细胞含有DS B 。当细胞连续10

日每日受1. 2或5mG y 照射, 最后一次照射后24小时有10%的细胞含有DS B , 也就是说, 只有第一次照射后24小时含有DS B 的细胞数增多, 而继后的照射未产生效应。第二种情况是使受低剂量照射的静止细胞转入生长状态,7天内则含有DS B 的细胞比例恢复到基础水平(5%) , 同时凋亡细胞的比例增高, 细胞存活减少, 但其程度低于线性无阈模型的估计值。这一实验结果提示, 低剂量辐射作用后DS B 的修复依赖于细胞的积极代谢活动, 而且在这种状态下细胞凋亡有利于清除带有损伤的细胞。在以上离体实验的基础上, 人体观察发现低剂量辐射(胸部Π腹部CT 扫描) 使淋巴细胞γ2H2AX 局灶增加, 与剂量成比例, 但在24小时内恢复到原初水平, 而且在3～30mG y 的剂量范围内

和突变是癌症发生的重要分子基础。电离辐射可直接或通过活性氧引起DNA 损伤, 其中以双链断裂(DS B ) 最为重要。近年的研究证实低剂量辐射可激活体内一系列防卫机制, 包括DNA 修复。对于低剂量辐射作用后DNA 2DS B 的修复特点,R othkamm 和L brich 的报道很有参考价值

。观察人成纤维细胞在两种状态下受低剂量照射后DS B 数的变化规律, 采用γ2H2AX 局灶作为评价指标, 发现在静止状态下照射后3min DS B 数与剂量成比例增加,24小时内DS B

[52]

数未降到照射前的0. 05DS B Π细胞, 而是在14天内, 不论剂量多大, 稳定于0. 1DS B Π细胞。也就是说, 未受照射的细胞有5%含有DS B , 而受

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完全修复DS B 的能力基本一致。而对放疗特

别敏感的病人, 则在CT 扫描后γ2H2AX 局灶增加的幅度大于正常数倍。从辐射敏感病人获取的成纤维细胞的体外实验进一步证实, 其修复DS B 的能力下降。这一结果提示DS B 修复存在个体差异, 也说明γ2H2AX 局灶检测可用于评价细胞的辐射敏感性。3. 2　低剂量辐射减少细胞突变并降低细胞恶性转化

受低剂量照射的细胞可以修复其DNA 2DS B , 已于上述。但DS B [53]

有十分重要的作用。例如, 在乳腺上皮细胞的三维培养中完整的上皮结构抑制c 2Myc 基因的致癌作用, 而完整上皮结构的保持与LK B1基因有关, 当LK B1缺失时, 上皮结构的完整性遭

[66]

到破坏, 出现类似癌症的细胞。因此可以认为, 正常细胞“联合起来对抗癌症”, 而癌细胞一旦形成就会“劫持”正常细胞(、免疫细胞等。大剂量电, 、细胞间的物。大剂量辐射引起这些微环

β的持续作TG F 2

[67]

用等。3. 4　低剂量辐射增强免疫监视功能

大剂量辐射抑制全身抗癌免疫, 降低机体的免疫监视功能。而低剂量辐射则可激活这种防御机制, 抗癌免疫功能对不同剂量电离辐射的反应呈双相的非线性关系, 已有较系统的报[68,69]道。近来有研究指出, 低剂量辐射可能通过诱导谷胱苷肽激活免疫功能而延缓肿瘤生长。荷瘤小鼠受低剂量全身照射后, 肿瘤坏死面积增大、肿瘤侵润淋巴细胞(TI L ,tum or in 2filtrating lym phocyte ) 增多, 同时伴有免疫功能增

[71]

强和S OD 活性升高。3. 5　电离辐射诱导淋巴瘤存在剂量阈值

γ射线诱导正常小鼠胸腺实验研究发现, 淋巴瘤的阈剂量小于1G y , 因为1G y 以内的剂

量照射后胸腺淋巴瘤发生率与本底水平相等,5G y 照射后其发生率达最高, 为12. 5%。SCI D 小鼠修复DNA 双链断裂的功能低下, 并有免疫缺陷, 胸腺淋巴瘤的自发率为31. 7%, 诱导胸腺淋巴瘤增多的阈剂量0. 1G y 照射后胸腺淋巴瘤发生率仍处于这一水平, 照射剂量为0. 25G y 和2G y 时, 胸腺淋巴瘤发生率分别升至5114%和80. 6%。这一结果说明, 即使在DNA 修复缺陷的SCI D 小鼠, 电离辐射诱导肿瘤也存

[72,73]

在剂量阈值。3. 6　低剂量辐射既能防癌又能治癌

实验研究证实, 低剂量辐射可以抑制大剂量辐射的致癌作用,1. 75G y 全身照射C57BL Π6J 小鼠, 每周一次, 连续4周(总剂量7G y ) , 照射结束后6个月内胸腺淋巴瘤发生率为43. 3%。

[70]

着DNA 修复完全无误, 视。, 即低剂量辐射可减轻继后大剂量辐射所致染色

[14,54]

体损伤, 是公认的事实。近期的研究进一步证实, 低剂量辐射可降低大剂量辐射引起的突变, 即使在大剂量照射之后也可使大剂量辐

[55～57]

射引起的染色体倒位减少。更有实验研究证实, 低剂量辐射可将恶性

[58]

转化率降至自发水平以下。乳腺造影的低能量(28kVp ) 、低剂量射线,0. 05～22cG y 不增加恶性转化率,0. 05～1. 1cG y 可使恶性转化率

[59]

降至自发水平以下。甚至高能质子诱导恶性转化的剂量效应曲线也具有阈值, 而且在剂

[60]

量

辐射致癌的LNT 假说的重要生物学理论依据之一是癌症为单个细胞疾病。而新近的研究表明, 癌症的发生和发展并非单个细胞变化的后果, 它取决于组织内的细胞间反应, 并受制于复杂机体内的防御适应机制。局部组织内的细胞间反应涉及成纤维细胞、免疫细胞和炎症

β、反应以及与之相关的细胞因子, 特别是TG F 2

黏附分子(各种整合素) 等在促进癌症发生和发展中起着重要的作用。最近的研究揭示, 组织结构完整性在抑制癌基因的致癌效应中具

[62～65]

[61]

刘树铮:低水平辐射致癌效应的阈值问题・355・

若在每次1. 75G y 照射前6～24小时给予75mG y 全身照射, 胸腺淋巴瘤发生率明显降低, 间隔6小时和12小时者胸腺淋巴瘤发生率降低最为显著, 由单纯大剂量照射的43. 3%分别降

[74]

至15. 1%和17. 1%。单纯受75mG y 全身照射者和正常对照一样在观察的6个月内均无胸腺淋巴瘤发生。当照射剂量增至1. 8G y ×4(总剂量7. 2G y ) , 观察时间延长至15个月时, 则有90%的C57BL Π6小鼠产生胸腺淋巴瘤, 每次1. 8G y 照射前6小时给予75mG y 照射, 可使淋巴瘤发生率降至63%。国外2005[75]]

道证实了国内1998照射(G y Π) 天, 则使淋巴瘤发43%, 而单纯低水平照射(137Cs γ射线,20μG y Πmin ) 450天(总剂量12. 96

[75]

G y ) 未引起肿瘤, 动物无脱毛, 且体重增加。低剂量辐射抑制高剂量辐射致癌的机理与两方面的因素有关:一是低剂量辐射降低大剂量辐射所致的DNA 损伤和细胞恶性转化, 二是低剂量辐射提高免疫功能并减轻大剂量辐射所致的

[74,75]

免疫抑制。

实验研究提示, 低剂量辐射用之得当, 可以优化肿瘤常规放射治疗。小鼠B16黑色素瘤和Lewis 肺癌的放疗方案中以低剂量X 射线(每次75～100mG y 全身照射) 替代2Π3的常规局部肿瘤照射(每次2或5G y ) , 在减少总剂量的同时可显著提高肿瘤控制的力度。以Lewis 肺癌细胞局部移植肿瘤模型为例, 在每周3次, 每次2G y (周一、三、五) , 两周治疗的方案中, 用75mG y 全身照射替代每周的第2、3次局部2G y

号传导:一是通过细胞间的直接交通, 即相接触

的细胞的G J IC (gap junction 2mediated intercellular communication ) 传导信息; 二是通过受照射细胞

β等。由于辐射释放信号分子, 特别是NO 、TG F 旁效应的发现, 有人提出LNT 模式可能低估了

辐射危害。但当C3H10T 1Π2细胞在α粒子微束照射前6小时预先接受20mG y γ射线照射时, , 75α, , 而], , , 降低细胞恶性转化率, 并将此种现象称为凋亡诱导的

[79,80]

保护性效应。有研究表明, 低剂量照射未转化细胞产生的信号可引起恶性转化细胞的凋[81]

亡。因此, 辐射旁效应既可产生损伤性后果, 也可产生保护性效应, 视条件不同而异。诱导旁效应存在阈值, 人皮肤细胞γ射线的阈值

[82]

为2mG y 。但在不同种系中阈剂量可有很大差别, 因此有的学者认为, 遗传背景或表观遗传

[83,84]

背景对旁效应的发生比照射剂量更重要。例如, 照射C57BL Π6小鼠可产生诱导细胞凋亡

[85]

的信号, 但照射C BA ΠCa 小鼠则没有。

4　学术团体的声明

长期以来国际上一些重要的学术团体对电离辐射致癌的剂量效应关系多次发表不同观点, 其重点是对低水平辐射致癌的意见分歧。例如,1972年BEIR Ⅰ报告建议用线性模型估计辐射危害, 同年UNSCE AR 报告即对其依据表示怀疑。2001年NCRP 报告认为LNT 模型是估计辐射危害的最佳模型, 美国核学会却强调100mSv 以内的剂量所致危害可能小到无法检出或是根本就不存在。2005年BEIR Ⅶ报告与法国科学院和医学科学院的联合报告, 在此问题上针锋相对。下面列举几个重要的实例。4. 1　美国核学会1999年立场声明

美国核学会立场声明(1999年4月于波士[86]

顿) 主要包括以下三点:1) LNT 假说估计低水平辐射对健康的影响没有足够的辐射流行病学和放射生物学依据;2) 需要对以往的研究(包括已发表和未发表的) 作全面分析, 并进行新的

照射, 使总剂量由12G y 降至4. 3G y 的同时, 治疗效果明显改善, 表现为荷瘤动物存活率增高、肿瘤重量减轻、肺转移灶减少和肿瘤内血管新

[76]

生抑制。3. 7　辐射旁效应

辐射诱导的旁效应是近十余年来放射生物学界研究的热点之一。美国哥伦比亚大学的放射生物学家首先用α粒子微束技术照射培养中的部分细胞, 观察到未受照射的细胞出现损伤, 后者被命名为辐射旁效应。以后对其发生机制进行了大量的研究, 总的看法是两个方面的信

・356・辐射防护　　　　　　　　　　　　　　第28卷　第6期　

研究, 以证实或驳斥LNT 假说;3) 应启动跨越

多学科的新研究项目探讨低水平辐射的健康效应。4. 2　法国科学院1999年关于欧盟降低辐射剂量限值的声明

法国科学院反对改变欧盟辐射防护法规, 降低剂量限值(1999年6月于巴黎) , 主要包括以下三点:1) 无流行病学和生物学依据将公众年剂量限值由5mSv 降至1mSv , 将放射性工作人员年剂量限值由50mSv 降至20mSv ;2) 法国天然本底辐射水平为1. 5～6mSv , 可达10～20mSv , 至1mSv ;3) 学会(,100mSv 以内。4. 3　美国BEIR Ⅶ报告与法国两院的对立观

的资料清楚地证明, 基因组的两个卫护者(DNA

修复和细胞凋亡) 对辐射的反应因剂量和剂量率而不同, 但后者对此持怀疑态度而不予考虑; 3) 后者假设单个细胞内积累的病变足以导致癌症发生, 而前者指出新近的资料表明癌症并非单纯的细胞疾病, 而涉及组织调控和免疫监视异常;4) 92]

“此“低剂量和极这种态度显然是不够科学的。对于文献中的一些不符合线性无阈模型的研究资料, 他们往往不予理睬。例如, 对辐射高本底地区人群健康调查报告, 没有发现受低水平天然辐射长期作用的居民癌症死亡率增高, 或甚至有所降低, 应当是受到重视的数据, 但他们却认为这些资料缺乏详细剂量检测, 而不予考虑。实际上中国阳江的调查报告包括了相当详细的辐射剂量资料, 而且是用英文发表于经过严格评审的杂志。这只是一个例子, 说明BEIR Ⅶ报告起草者对不同资料的“甄别”起到不利于科学发展的作用。

2007年ICRP 新建议书强调,LNT 假说仍然是对低剂量和低剂量率辐射防护的谨慎基础。而2007年美国能源部低剂量研究计划最新信息公告指出“, 未受照射的细胞发出的信号实际上能够清除损伤的细胞, 不能假定单个细胞为功能单位。因此, 法国科学院和医学科学院在这一问题上的观点应当得到支持”。下面简要

[93]

介绍美国能源部低剂量辐射研究计划。

点

关于辐射危害剂量效应关系的争论一直延续到新世纪初。最明显的是在2005年美国科学院发表的“低水平电离辐射对健康的危害”初稿, 即BEIR Ⅶ报告发表以后, 这方面的争论更

[87]

趋激烈。法国科学院和医学科学院同年发表的联合报告“剂量效应关系和低剂量电离辐

[88]

射致癌作用的估计”提出了截然不同的论述。不仅如此, 美国能源部科学办公室主任R. L. Orbach 于同年7月给美国科学院院长R. J. Cicerone 的一封信中也提出了对BEIR Ⅶ报告

论述的质疑, 指出“现今已知在分子、细胞和组织Π器官水平存在修复损伤、清除损伤细胞和抑制肿瘤形成的生物学机制”可被低剂量辐射激活, 认为BEIR Ⅶ报告坚持任何微小剂量的辐射均可增加癌症发生几率的观点缺乏科学依[89]

据。

M. Tubiana 等法国学者撰文对法国科学院和医学科学院联合报告与美国BEIR Ⅶ报告作了比较, 其要点有以下四个方面:1) 二者的主要分歧在于对低剂量效应的估计, 前者认为不能用线性无阈模型估计低剂量(

5　美国能源部低剂量辐射研究计划

美国能源部低剂量辐射研究计划的由来要

追溯到1997年10月31日Pete D omenici 参议员在哈佛大学的演讲。D omenici 在美国国会能源拨款方面有很大影响。他这次演讲的要点可归纳为以下三个方面:1) 以往根据所谓的线性无阈(LNT ) 模型制定低水平照射的法规, 其前提是辐射无“安全”水平;2) 在今年(指1997年) 的能源与水拨款法案中, 启动了一个10年计划, 研究辐射如何影响基因和细胞, 以便能够真正

刘树铮:低水平辐射致癌效应的阈值问题・357・

理解辐射对生物体的作用;3) 希望我们将首次根据真实的危险制定辐射防护标准。随后美国能源部于1998年制定了“低剂量辐射10年研究计划”, 其重点是:未来百年人类面临的照射主要来自医学检查、废物处理、恐怖事件以及与核武器、核能生产相关的环境因素, 主要为低剂量、低剂量率、低LET 辐射。因此, 美国能源部低剂量辐射研究计划集中于低剂量、低剂量率、低LET 辐射效应的研究。强调现今可以采用以往50年所没有的新研究手段和技术, 更加深入地探讨问题的本质亿1千多万美元, 从1999二百个项目第一个54方面的研究成果:1) 过去5到旁观者效应、适应性反应、基因表达改变、基因组不稳定性和遗传易感性;2) 上述观察促使放射生物学家对“任何一丁点辐射都会增加健康危害”的观念进行再思考;3) 低剂量辐射研究的新资讯可能在细胞Π分子研究与辐射诱导癌症之间提供连接点Π切入点;4) 放射生物学可以对开发辐射治疗的更好方法以及为辐射防护标准的科学依据提供有价值的信息。

美国能源部研究进展第6次研讨会(2006年) 的总结提示, 在研究手段方面, 探讨了基因组学、蛋白质组学、代谢组学、转录组学、信号组学、三维培养等技术的开发及其在低剂量辐射效应研究中的应用, 而且在研究思维方面, 重视了微环境细胞间相互作用在不同剂量辐射效应(特别是致癌效应) 发生机理中的意义。此次研讨会展示了某些有意义的实验结果, 其中重要的包括:1) 基因表达标记(signatures ) , 即不同剂量辐射影响特定基因群的表达;2) 基因表达的剂量依赖性, 例如, 低剂量上调约80个基因;3) 低水平辐射诱导约100个蛋白质(0. 08G y ) ;4) 揭示辐射诱导蛋白质2蛋白质反应在修复中的作用;5) 低剂量辐射激活Th 和NK 细胞, 并增

γ分泌(0. 01、强IFN 0. 05G y ) ;6) 低水平γ射线(0. 049G y ,3. 3mG y Πmin ) 与质子激活免疫, 使γ、IFN G M 2CSF 分泌增多;7) 发现辐射诱导骨髓细胞基因组不稳定性因剂量而异;8) 揭示血管形成与致癌的密切关系;9) 发现细胞恶性转化

的剂量率效应;10) 低剂量辐射延缓机体老化; 11) 低水平辐射降低高剂量辐射及化学因子的致癌效应。这些研究结果一方面确认了20世纪80～90年代已经报道的低剂量辐射激活机体防卫机制的实验研究, 另一方面采用新技术将原有认识推进到新的水平。

6　结语

, , 。线性应。已有大量的人群调查和实验研究资料说明辐射致癌存在剂量阈值, 也有不少的科学资料提示低水平辐射可能产生对机体有益的效应。但学术上的争论显然不会就此结束。36年前开始的两种观点的较量还将继续, 这必然会促进更加深入的研究。应当指出, 在学术争论尚未作出获得各方公认的结论之前, 从辐射防护的实际操作出发, 继续采用线性无阈假说作为权宜之计, 也是可以理解的。因此, 2007年ICRP 新建议书在许多方面作出修改的同时, 仍沿用线性无阈假说作为辐射防护对致癌危害估

[94]

计的“谨慎”基础。重要的问题是在实践中一方面保护居民和工作人员免遭过量辐射的危害, 另一方面应当对公众进行正确的科普教育, 以避免不必要的辐射恐怖, 以利于辐射与核技术的医学应用以及核能开发利用, 促进环境友好型社会的经济发展。

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(1月3日)

EVE L RADIATION

—ISSUE OF THRESH OLD

Liu Shuzheng

(K ey Laboratory of Radiobiology , M inistry of Health ,School of Public health , Jilin University , Changchun , 130021)

Abstract 　　The present paper reviews recent data from epidemiological surveys and radiobiological studies on dose 2effect relationship of radiation carcinogenesis with em phasis on the possible existence of threshold dose in cancer risk after radiation exposure. A brief introduction is given to the different statements from im portant in 2ternational scientific organizations on this topic and the advances gained from the US DOE Low D ose Radiation Research Program starting from 1999.

(K ey W ords :Low Level Radiation , Radiation Carcinogenesis , Linear N o 2threshold Hypothesis , Threshold D ose )