慢性持续高剂量电磁辐射对小鼠外周血象的长期影响

张怡堃，李 慧，黄根山，董 波，苏振涛(第二炮兵总医院血液科，北京 00088;总装司令部黄寺门诊部;军事医学科学院放射与辐射医学研究所;通讯作者，E-mail:yikunzhang07@6.com)

现代社会，随着电磁微波技术的广泛应用，普通人群接触电磁辐射的时间越来越长，现代人的生活中离不开手机、电脑等电子设备，而这些电子设备带来的慢性低剂量形式的电磁辐射对人体可能的健康影响及其相关剂量学问题已经引起全世界的广泛关注，发表了许多研究报道，并取得了一些有意义的结果［1-4］。但是对于高剂量电磁辐射对生物体健康的影响却鲜有研究，并且高剂量电磁辐射对人体外周血血象的影响及进而产生的远期效应尚且没有研究清楚。因此，本研究高度模拟人体在正常生活中所接触到的电磁辐射的强度和时间，拟建立高剂量电磁辐射(10 mW/cm2)小鼠模型，目的在于最终为研究高剂量电磁辐射对人体的影响提供帮助。本实验为研究电磁辐射对外周血液免疫各项指标的影响，设立环磷腺胺(CTX，免疫抑制剂)小鼠模型组作为免疫损伤阳性对照组，以加入CTX小鼠各项指标变化为阳性参照，通过检测辐照组小鼠外周血中红细胞及淋巴细胞等的数量及比例的改变，对小鼠辐照后各项指标进行严格监控、检测、计算和比较，初步探讨高剂量电磁辐射对外周血象的损伤情况以及损伤程度与辐照剂量的关系，为深入研究电磁辐射免疫损伤提供研究数据。

1 材料与方法

1.1 主要仪器及试剂

辐射源由军事医学科学院放射与辐射医学研究所提供，MEK-7222K全自动血细胞分析仪 (日本光电工业株式会社，日本)，高速冷冻离心机(德国Heraeus贺力氏)，台式高速离心机(上海安亭科学仪器厂)，肝素(BioLegend公司，美国)。

1.2 实验动物及分组

30只雄性Balb/c小鼠，6-8周龄，体重(20±2)g，由军事医学科学院动物实验中心提供(BASK-(军)(2007-004))，30只小鼠随机分为正常对照组、环磷酰胺(CTX)、辐射组，每组10只。

1.3 照射及给药处理

小鼠供试前在清洁动物房中适应性喂养一周，动物基本状态良好即开始实验。小鼠接受高剂量电磁辐照，照射组剂量为10 mW/cm2，每天照射30 min，每周连续照射5个工作日，连续4周;给药组动物于辐照开始时给药，每次每只给药 CTX 30 mg/kg，每天一次，一周共7次，持续4周;正常对照组放置于电磁辐射室外未接受照射。

1.4 小鼠外周血象指标检测

各组均于辐照结束后 30 d，45 d，60 d，75 d，90 d，105 d和120 d于尾静脉采静脉血上机进行血常规检测。

1.5 统计学分析

应用CHISS 2005统计学软件进行统计学分析，采用方差分析方法，数据以±s表示。

2 结果

2.1 电磁辐射对小鼠体温的影响

为排除电磁辐射的热效应而检测其生物效应，于辐照前后检测辐射组小鼠肛温的变化(见表1)，对电磁辐照前后肛温变化≤1℃的小鼠进行后续生物效应的检测。

表1 电磁辐射对小鼠体温的影响Table 1 Effect of irradiation on the temperature of mice

2.2 慢性高剂量电磁辐射作用下小鼠外周血白细胞总数的变化

慢性持续高剂量的电磁辐射后，与正常对照组及环磷酰胺组比较，辐射组小鼠外周血白细胞数量在检测期间均有明显下降(P＜0.05，见表2)，这与环磷酰胺组小鼠外周血白细胞数量的下降趋势一致。

表2 电磁辐射对小鼠外周血白细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 2Effect of electromagnetic radiation on the number of white blood cells in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表2 电磁辐射对小鼠外周血白细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 2Effect of electromagnetic radiation on the number of white blood cells in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

与对照组比较，*P＜0.05;与CTX组比较，#P＜0.05

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 14.00±2.84 17.68±2.31 10.26±2.00 16.48±5.00 4.30±0.97 25.61±6.69 28.59±7.17 CTX组 15.07±2.65 13.13±3.30* 10.43±3.07 19.91±6.32 7.58±1.29 20.04±5.06* 25.82±4.67辐射组 5.84±3.35*# 13.44±2.60* 10.81±3.29 13.5 ±2.49# 4.54±1.46*# 14.78±3.14*#24.84±5.21

2.3 慢性高剂量电磁辐射诱导小鼠外周血血小板总数的增高

电磁辐射后，与正常对照组及环磷酰胺组相比，辐射组小鼠外周血血小板数量呈上升趋势，且照射后30-45 d及105 d血小板计数明显增高，差异具有统计学意义(P＜0.05)。而与正常对照组相比，环磷酰胺组小鼠的外周血血小板数量在给药45 d时明显降低(见表3)，提示慢性高剂量电磁辐射诱导小鼠外周血血小板总数增高。

表3 电磁辐射对小鼠外周血血小板总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 3Effect of electromagnetic radiation on the number of platelets in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表3 电磁辐射对小鼠外周血血小板总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 3Effect of electromagnetic radiation on the number of platelets in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

与对照组比较，*P＜0.05;与CTX组比较，#P＜0.05

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 550.3±125.1 3 422±1 247 826.5±157.8 1 026±243.0 385.8±39.18 965.8±205.3 1 005±333.4 CTX组 613.2±185.5 1 130±184.7* 844.3±221.6 1 009±189.6 399.0±54.09 1 002±115.4 1 017±125.7辐射组 1 608±504.9*#1 011±124.6* 887.9±162.4 916.4±118.4 481.6±103.8 1 191±149.0*#1 066±159.5

2.4 慢性高剂量电磁辐射对外周血红细胞总数的影响

电磁辐射后，与正常对照组及环磷酰胺组比较，辐射组红细胞总数呈上升趋势，照射后60-90 d辐射组的红细胞总数明显增多，差异均具有统计学意义(P ＜0.05，见表4)。

表4 电磁辐射对外周血红细胞总数的影响(n=10，±s，×1012/L)Table 4Effect of electromagnetic radiation on the amount of erythrocytes in peripheral blood of mice(n=10，±s，×1012/L)

表4 电磁辐射对外周血红细胞总数的影响(n=10，±s，×1012/L)Table 4Effect of electromagnetic radiation on the amount of erythrocytes in peripheral blood of mice(n=10，±s，×1012/L)

与对照组比较，*P＜0.05;与CTX组比较，#P＜0.05

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 9.26±1.21 9.92±1.43 7.35±0.73 10.92±2.77 3.66±0.43 7.56±1.37 8.47±1.7 CTX组 9.38±0.99 10.24±1.65 6.53±1.90 10.16±0.78 4.17±0.35 8.58±1.47 9.68±1.54辐射组 8.52±0.72 10.07±0.83 7.47±1.48 12.90±1.61# 4.68±0.96*7.43±1.34 8.27±1.45

2.5 慢性高剂量电磁辐射对外周血血红蛋白总数的影响

电磁辐射后，与正常组及环磷酰胺组相比，辐射组血红蛋白总数在照射后30-45 d内呈现微弱下降趋势，照射后60-90 d照射组血红蛋白总数逐渐增加，但其差异没有统计学意义(P＞0.05，见表5)。

2.6 慢性高剂量电磁辐射对小鼠外周血淋巴细胞总数的影响

电磁辐射后，与正常对照组及环磷酰胺组相比，辐射组淋巴细胞的总数显著下降(P＜0.05)。与正常对照组相比，环磷酰胺组也同样呈现下降的趋势，其差异具有统计学意义(P＜0.05，见表6)。

2.7 慢性高剂量电磁辐射对小鼠外周血中性粒细胞总数的影响

电磁辐射后，与正常组相比，照射组小鼠外周血中性粒细胞总数在45 d及120 d时呈减少趋势。与环磷酰胺组相比，则是在30 d及105 d时中性粒细胞总数明显降低(P＜0.05)。而对于环磷酰胺组，与正常组相比，在30 d、90 d及105 d检测到中性粒细胞总数明显低于对照组(P＜0.05，见表7)。

表5 电磁辐射对小鼠外周血血红蛋白总数的影响(n=10，±s，g/L)Table 5Effect of electromagnetic radiation on the number of murine HGB in peripheral blood of mice(n=10，±s，g/L)

表5 电磁辐射对小鼠外周血血红蛋白总数的影响(n=10，±s，g/L)Table 5Effect of electromagnetic radiation on the number of murine HGB in peripheral blood of mice(n=10，±s，g/L)

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 132.0±15.22 152.1±22.60 106.6±12.61 167.3±44.92 56.6±5.34 112.9±20.29 122.8±22.81 CTX组 132.6±16.59 152.7±25.35 96.4±26.26 159.4±20.06 57.8±5.67 120.6±22.32 131.2±20.42辐照组 125.6±10.49 149.1±11.69 120.6±21.65 188.1±26.21 61.2±12.31 126.3±20.42 124.4±23.11

表6 电磁辐射对小鼠外周血淋巴细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 6Effect of electromagnetic radiation on the number of murine lymphocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表6 电磁辐射对小鼠外周血淋巴细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 6Effect of electromagnetic radiation on the number of murine lymphocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

与正常对照组比较，*P＜0.05;与CTX组比较，#P＜0.05

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 10.74±2.40 10.89±2.04 8.35±1.52 9.18±2.41 3.10±0.83 8.42±1.00 9.07±5.20 CTX组 8.77±3.22* 8.36±2.40 8.81±1.84 10.19±1.82 4.77±1.37 7.04±2.00 7.36±2.00辐射组 3.47±1.24*# 9.53±1.93 7.50±1.00 9.57±1.65 2.74±0.45*# 6.14±1.68*12.22±2.92

表7 电磁辐射对小鼠外周血中性粒细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 7 Effect of electromagnetic radiation on the number of murine neutrophilic granulocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

表7 电磁辐射对小鼠外周血中性粒细胞总数的影响(n=10，±s，×109/L)Table 7 Effect of electromagnetic radiation on the number of murine neutrophilic granulocyte in peripheral blood of mice(n=10，±s，×109/L)

与正常对照组比较，*P＜0.05;与CTX组比较，#P＜0.05

组别30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 105 d 120 d正常对照组 2.78±1.37 6.57±2.59 1.71±1.00 7.25±3.90 1.14±0.42 16.99±6.14 19.36±5.8 CTX组 5.56±2.26* 4.97±3.37 1.28±1.41 9.59±6.30 2.69±0.82* 12.82±3.49* 18.26±4.39辐射组 2.03±2.06 3.07±1.49* 2.88±2.43 3.87±1.44# 1.69±1.19 8.47±2.80 12.50±3.75*#

3 讨论

随着多种通讯电器、微波电器的广泛应用及这些电子设备功率频率的增高，它们所形成的电磁辐射也逐渐成为损害人类健康的重要因素之一。国内外已有多项研究表明，电磁辐射可引起生物损伤效应［5］。但是大功率电磁辐射对外周血象的影响还没有定论。

本研究采用随机、平行的动物试验方法，系统建立了高剂量电磁辐射小鼠模型，检测高剂量电磁辐射10 mW/cm2大功率对小鼠外周血象各项指标的影响。电磁辐射的非热效应是指在较低强度电磁辐射作用下，不引起生物体组织温度升高所产生的生物效应，目前通常以照射后动物体温升高不超过1℃为界。本实验为排除热效应的干扰，采用间断暴露的方法，并测定小鼠肛温在辐照实验开始前结束后基本无变化，保证研究的非热效应。

研究表明，10 mW/cm2高剂量电磁辐射长期照射可导致小鼠外周血红细胞数量上升，外周血白细胞降低等血象指标的变化。首先，电磁辐射后照射各组外周血红细胞数量均高于正常对照组，差异有统计学意义，并且其变化趋势与CTX组相同。其次，电磁辐射后照射组白细胞数量与对照组相比明显下降，在照射后60-90 d照射各组的白细胞总数显著下降，其差异有统计学意义。并且电磁辐射后照射组外周淋巴细胞、中性粒细胞数量明显低于正常对照组。最后，电磁辐射后与正常对照组相比外周血血小板总数明显升高。并且这些参数的变化情况与CTX组变化情况一致。这些结果提示，慢性高剂量电磁辐射可导致小鼠外周血淋巴细胞及中性粒细胞数量降低，白血细胞数量减少，在检测周期结束时小鼠外周血淋巴细胞数有恢复的趋势，并且这些结果与实验建立的CTX小鼠模型所得到的免疫损伤各项指标的变化趋势一致，说明高剂量辐射对小鼠的免疫功能造成损伤，并且导致小鼠机体的炎症反应。但此类研究目前还处于探索阶段，需要与辐射后小鼠的病理损伤切片及造血干细胞等指标的变化情况结合分析，从而得到更准确、深刻、系统的结论。

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［3］ 康刚，祝西里.移动通信手机天线对人体作用的剂量学研究进展［J］.微波学报，1998，14(4):347-355.

［4］ Furse CM，Gandhi OP.Calculation of electric fields and currents induced in a millimeter resolution human model at 60 Hz using the FDTD method［J］.Bioeletromagnetics，1998，19:293-299.

［5］ Levitt BB，Lai H.Biological effects from exposure to electromagnetic radiation emitted by cell tower base stations and other antenna arrays［J］.Envir Rev，2010，18(NA):369-395.