防护措施对雷达作业人员血细胞、免疫细胞的影响

胡海翔，高雅静，徐少强，丁浩浩，罗少波，魏利召，董 静，宋晓琳，于 欣

随着电子技术的发展，微波已在军事、航海、航天、通信等领域得到了广泛的应用，微波给人类带来极大益处的同时，对周围环境的污染和对人体健康的危害已引起人们的关注。其中微波对从业人员身体健康的影响虽已引起高度重视，但有关危害的机制、安全防护标准的制定仍需深入研究。为观察雷达微波对雷达作业人员血液、免疫系统的影响，评估相关防护措施的防护作用，并为制定平战时相关人员防护标准提供依据，我们对雷达从业人员进行了体格检查，现将检测结果报告分析如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料 选择华北某军区有雷达防护措施(防护组)和无防护措施(暴露组)的基层雷达部队各1支。每支部队分别随机选择30名男性战士，防护组入伍时间 1～2(1.5±0.3)年，年龄 18～23(20.4 ±3.3)岁;暴露组入伍时间1 ～2(1.5 ±0.5)年，年龄18～24(21.2±2.4)岁。两组人员均身体健康，手机使用情况一致，无其他特殊病史及手术史，无物理及化学制剂接触史;体格检查无明显异常;专科体检第二性征发育正常，双侧睾丸、附睾及输精管无异常，无明显精索静脉曲张及其他异常。同期选择正常男性30例作为对照组，以未接触雷达微波辐射为标准，年龄19～24(21.3±1.8)岁。3组人员在从业时间、年龄、民族、地域等一般人口学资料上无明显差异(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 血常规:同一分组所有人员同一天完成检查，被检人员晨起空腹抽血。检测项目为血红蛋白(Hb)、红细胞(RBC)、白细胞(WBC)、血小板(PLT)和 WBC分类:中性粒细胞(G)、淋巴细胞(L)。血细胞采用纽巴氏计数板计数，Hb采用沙利氏色柱比色法测定，G和L采用瑞氏染色法染色后分类计数，由两名检验技师分别检测，取平均值作为检测结果。

1.2.2 T淋巴细胞亚群:采用微量全血直接荧光法，无菌抽取各组人员的外周新鲜抗凝血2 ml，取标记CD3+、CD4+、CD8+荧光标记小鼠抗人单克隆抗体及同型对照抗体，经孵育、裂解、固定、离心等步骤提取细胞，用流式细胞仪检测，数据经ELITE软件处理，进行百分率统计，分析各T淋巴细胞亚群占相应主群T细胞的比例。

1.3 雷达微波场强测定

1.3.1 测量仪器:H-2A全向智能宽带电场磁场场强仪(湖北武汉)，频率范围:0.3～10 000 MHz，量程 0.1 ～1999 μW/cm2。

1.3.2 测量地点:分别测量两支部队战士经常活动区域，包括宿舍(100 m)、阵地下(50 m)、阵地岗哨(20 m)、场站一层(0 m)、场站二层(0 m);宿舍一层阴面(100 m)、宿舍二层阳面(100 m)、宿舍二层阴面(100 m)、操场岗哨(50 m)、雷达方舱(0 m)。

1.3.3 测量方法:测量时，测量探头距地面2 m左右，避开金属构筑物，每个读数测量时间＞15 s，连续测量5次，读取稳定状态下最大值。

1.4 防护措施 采用新型屏蔽材料，对官兵宿舍、办公、机房及公共活动房间的门窗与墙体进行无缝连接处理。

1.5 统计学分析 采用SPSS 17.0软件进行统计学处理，所有计量资料结果以均数±标准差(±s)表示，对计量资料的多个组间比较采用单因素方差分析，计数资料以率(%)表示，组间比较采用卡方检验(理论频数＜1时，用Fisher确切概率法)，α=0.05为检验水准。

2 结果

2.1 血常规结果比较 对照组、防护组、暴露组的WBC、RBC、Hb、PLT、G 百分比、L 百分比的均数进行统计学分析，发现各个组间均无统计学差异(P＞0.05)。见表1。

表1 3组男性血常规的比较(±s)

表1 3组男性血常规的比较(±s)

注:对照组:未接触雷达微波辐射的正常男性，防护组:采用雷达防护措施的基层雷达部队战士，暴露组:未采用雷达防护措施的基层雷达部队战士

组别 例数 白细胞(×109/L)红细胞(×1012/L)血红蛋白(g/L)血小板(×109/L)中性粒细胞百分比(%)淋巴细胞百分比(%)对照组 30 6.00 ±1.38 5.10 ±0.20 159.57 ±3.31 191.86 ±3 2.35 54.20 ±9.88 38.31 ±8.41 2.60 51.49 ±7.58 38.61 ±8.10防护组 30 6.06 ±1.08 5.15 ±0.36 159.87 ±10.23 215.52 ±56.05 56.94 ±4.01 34.38 ±4.55暴露组 30 6.59 ±1.47 5.11 ±0.30 158.95 ±9.89 212.00 ±4

2.2 血常规异常情况发生率比较 各组WBC、RBC计数异常发生率无统计学意义(P＞0.05);防护组的Hb升高率高于暴露组差异有统计学意义(P=0.035)，同时高于对照组差异有统计学意义(P=0.004)，暴露组的Hb升高率高于对照组但无统计学意义(P=0.432);各组的PLT异常发生率的比较差异无统计学意义(P＞0.05);对照组和防护组的G百分比异常(降低)率均低于暴露组且差异有统计学意义(P=0.031);暴露组L百分比异常(升高)率高于防护组(P=0.010)，且高于对照组(P=0.015)。见表2。

2.3 T细胞亚群比较 暴露组CD8+百分比显著低于对照组(P=0.024)，且略低于防护组(P＞0.05);防护组、暴露组的CD3+略低于对照组(P＞0.05);暴露组CD4+略高于对照组与防护组(P＞0.05)。见表3。

表2 3组男性血常规异常发生率的比较

表3 3组男性T细胞亚群的比较(±s，%)

表3 3组男性T细胞亚群的比较(±s，%)

注:对照组:未接触雷达微波辐射的正常男性，防护组:采用雷达防护措施的基层雷达部队战士，暴露组:未采用雷达防护措施的基层雷达部队战士;与对照组比较，aP＜0.05

组别 例数CD3+ CD4+ CD8+对照组30 68.02 ±8.74 32.69 ±3.75 32.88 ±7.81防护组 30 64.73 ±8.56 32.92 ±5.95 29.14 ±6.90暴露组 30 65.06 ±5.38 34.90 ±5.29 26.15 ±5.66a

2.4 雷达辐射测量结果 有防护措施区域(防护组)的雷达辐射强度均低于国家标准7.5 v/m，无防护措施区域(暴露组)的雷达辐射强度均高于国家标准(中华人民共和国卫生部《微波辐射伤害与防护作业场所微波辐射卫生标准》，GB10436-89)［1］，防护组与暴露组比较有显著性差异(P＜0.05)。

3 讨论

微波是一种电磁波，频率在300 MHz～300 GHz(波长为1 mm～1 m)，由交变的电场和磁场组成。微波是一种电磁辐射，它所产生的光能不足以使物质分子离析，因而又称为非电离辐射。有间断性和连续性2种，雷达一般属于前者。微波辐射到生物体后，部分能量被反射回来，部分能量被生物体吸收，被吸收的微波能量对生物体所引起的生物学改变称之为微波的生物学效应。微波的生物学效应可分为热效应和非热效应两种。微波辐射引起的损伤，可累及全身各脏器，本文主要研究雷达的微波辐射对人体血液和免疫系统的影响。

3.1 对外周血的影响 由于外周血常规是临床上最容易检验的可反应造血系统损伤的指标，人们从很早就开始研究微波辐射对于人体血液系统的影响。但是研究的结果并不一致，甚至是矛盾的。由于受干扰的因素很多，研究者所用的微波频率、功率密度、辐射位置、辐射时间、动物种类不同，所以得到的结果也不同。本研究对雷达辐射的暴露组和防护组日常活动区域分别进行了雷达微波辐射场强的测定，并明确了测定的准确地点和方位，确定了本次研究的微波功率密度、辐射位置，同时也明确了入组人员的辐射时间。这些基本的参数都便于后续研究与本研究进行对照，有一定的现实意义。

大部分研究显示受到微波辐射后血液中RBC、WBC、PLT会降低［2-5］，且骨髓涂片G系统中成熟细胞数量减少，染色体畸形发生率未见增高［6］。在WBC减少的情况中，有学者发现微波辐射后G百分比增加及 L百分比减少，这可能是存在炎症反应［4］;相反，有研究发现微波组嗜 G下降、L增加，并伴有Hb显著增加［7］。这与本次研究结果类似。黄昌亮等［8］发现，微波从业人员(受到的微波强度2.5～115.25 mW/cm2)的外周血 WBC 数、RBC 数、Hb含量与正常对照人群间的差异无显著性意义(P＞0.05)，但高强度微波从业人员的外周血WBC和Hb低于低强度组(P＜0.05)，提示外周血象的变化可能与辐射强度有关。本次研究中，可能由于暴露组、防护组所受的辐射强度均属于较低水平，故而未见到外周血WBC数、RBC数、PLT数量显著变化，而仅仅表现出WBC中各类细胞比例的变化，即G下降及L的增加。而暴露组的Hb低于防护组和对照组，也提示采取防护措施在防止Hb减少方面也许发挥了一定的作用。

更多的动物实验结果显示，不同频率、功率密度、作用时间、动物种类微波辐射导致的血常规变化也有所不同［2］。有文献报道［9］，微波可导致骨髓各类细胞不同程度损伤，且损伤程度随功率密度的升高而加重。为了观察不同作用时间对于造血系统的影响，有研究［10］用 2450 MHz、10 mW/cm2微波短期全身辐照小鼠，发现随着微波辐照时间的延长，外周血WBC数先升高后降低(6 d组高于对照组，12 d组与对照组无差异，15 d组明显低于对照组)，总体表现出外周血WBC数随着辐射时间的延长呈持续性下降(P＜0.01);微波辐照后骨髓有核细胞数呈持续性降低，至15 d时已降至正常值的50%左右，而对照组各时间点骨髓有核细胞数无差异。提示低功率密度的2450 MHz微波短期辐照对粒系造血具有明显刺激作用，随辐照时间的延长，有核细胞数减少。而小鼠受微波辐照后外周血WBC数的减少，可能是骨髓有核细胞变性、坏死，数量减少，导致细胞来源减少所致。马迪［11］用30 mW/cm2微波辐射大鼠15 min后，发现辐射组大鼠外周血WBC和L呈降低趋势。王炜等［12］用S波段、X波段高功率微波辐射 SD 大鼠20 min，在6 h、3 d、7 d、14 d、28 d 时研究发现:与对照组比，微波辐射未对外周血WBC及其淋巴细胞亚型数量产生影响，但辐射后晚期(28 d)G明显增多。王亚男［13］等用50 mW/cm2微波照射Wistar大鼠15 min，分别在照射后3 h、6 h、24 h、7 d后观测，发现微波辐射后3 h辐射组WBC显著升高，6 h以后随即恢复至正常水平。辐射后6 h大鼠PLT、RBC显著降低，其他时间点未见显著差异。Wu等［14］用50 mW/cm2照射 BALB/c小鼠30 min，发现随着时间的延长外周血G和L计数增加。李昌吉等［15］早期曾报道采用 2450 MHz、30 mW/cm2微波辐照家兔，发现WBC总数未见明显改变，但G减少，L增多，RBC总数增加，Hb增高，与本研究结果类似。为了进一步研究不同功率密度下血象变化情况，李昌吉等［16］采用频率2450 MHz，强度分别为10、50、100和200 mW/cm2的微波辐照大白兔，结果发现:不同强度微波对血细胞影响较复杂，影响的特点各异，未见明显的剂量－反应关系。50 mW/cm2对WBC、RBC及其参数的影响最大。总剂量相同时对血细胞影响主要取决于微波辐照强度:200 mW/cm2主要对 WBC产生明显影响，使WBC总数显著增高，G明显增加，L显著降低，并出现明显的细胞形态异常改变;100 mW/cm2对WBC的作用则相反，即表现出G显著降低，而L却显著提高，而对RBC参数的影响较突出，使RBC平均体积和RBC平均Hb量显著增高，致RBC平均Hb浓度明显降低。仅10 mW/cm2致PLT明显增高。有研究人员针对小功率(功率分别为2.5、5、10 mW/cm2，6 min/次，每周5次，持续辐射30 d)微波辐射大鼠造血系统的影响进行了研究，发现5 mW/cm2辐射后6 h，大鼠外周血WBC、G及RBC均较对照组有不同程度的下降，辐射后60 d外周RBC、PLT与对照组比较显著增加(P ＜0.05)［17］。5、10 mW/cm2组辐射后180 d大鼠外周血WBC、L及PLT显著下降(P＜0.01)。提示5～10 mW/cm2微波长期(30～180 d)辐射可导致大鼠造血系统形态和功能改变，且与辐射剂量有关。张怡堃等［18］使用频率2856 MHz功率0.625、1.25 mW/cm2的微波辐照小鼠(辐照2 次，每次30 min)，发现0.625 mW/cm2和1.25 mW/cm2在辐照后 3 d，7 d，15 d 导致小鼠 G增高，同时引起L降低，而对小鼠RBC、PLT影响较小，提示低剂量功率密度的电磁辐照可造成机体WBC、G增高、L的降低。

综合以上研究结果，微波辐射对于血象的影响表现出一定的复杂性。随着辐射时间、辐射功率密度的不同，血象也呈现出动态改变。较低的功率密度，在短时间内，对外周血不会产生明显的变化;稍大的功率，可能会刺激某些血细胞的生长以致其数量增加;但在功率较大且多次重复或连续辐射生物体时，会出现外周血细胞的减少［19］，无明显剂量－反应关系。采取防护措施后，除了Hb仍明显增高外，防护组的其余血常规基本都趋于正常，说明防护措施在减少微波对血液系统影响方面是有效的。但还需要进一步的研究以获得更好的防护效果。

3.2 对免疫功能的影响 微波辐射导致外周血液中L增加，提示微波对生物的免疫系统也产生了影响。已有研究表明，免疫系统对微波较为敏感，是研究微波辐射损伤效应的重要内容［20-22］。而外周血T淋巴细胞亚群的检测是观察机体细胞免疫水平的重要方法［23］。T细胞执行细胞免疫功能，且对机体免疫应答的调节起关键作用。T细胞表面有多种膜表面分子，这是T细胞识别抗原、与其他免疫细胞相互作用、接受信号刺激等的物质基础，也是鉴别和分离T细胞及T细胞亚群的重要依据。CD3分子表达在全部T细胞上，是鉴定T细胞的重要标记［24］。CD4+为辅助性T细胞，分布在T细胞的辅助细胞诱导亚群和抑制细胞诱导亚群表面(存在于Ti/Th、TDTH表面)，对于机体的特异性和非特异性免疫以及对细胞和体液免疫均有重要的调节作用，在T细胞亚群的鉴别中具有重要意义;CD8+分子分布在抑制性T淋巴细胞(Ts)和杀伤性T淋巴细胞(Tc)表面，具有辅助、诱导和抑制、杀伤等功能，在鉴别T细胞亚群中有重要作用;体内免疫平衡是通过辅助性T细胞(CD4+)和抑制性T细胞(CD8+)形成的T细胞网络来维持的，二者的升高与降低，均可导致机体免疫功能的异常或紊乱而发病。CD4+/CD8+在正常人外周血和周围组织的比值(CD4+/CD8+)约为2，其比值＜1.0或＞2.0时视为调节细胞比例异常。CD4+/CD8+比值是反映机体免疫状态的重要敏感指标［25-26］。

研究表明，长期微波辐射可抑制机体的免疫功能［27］。但也有引起免疫刺激的报道［28-29］，这些研究多以动物实验和离体细胞实验为主，关于人体的流行病学资料尚未见报道。

微波对作业人员的免疫疫功能影响的研究结果不尽相同，可能与各工作场所使用的微波性质、频率、辐射功率密度及辐射时间、防护措施等不同有关。某研究［30］显示雷达微波辐射组CD4+分类、绝对计数降低，CD4/CD8降低;类似的，有研究发现，雷达作业组CD3+、CD4+均较对照组低，表明免疫功能降低［31］;尹金玲等［32-34］对 38 名某研究所雷达科研人员(接触组)和39名非微波作业人员(对照组)进行外周血WBC计数和L百分率，以及T淋巴细胞亚群CD3、CD4、CD8和CD4/CD8比值的测定，发现与对照组相比，接触组WBC计数和L百分比均降低，但差异不显著，接触组CD3、CD4、CD8均升高，CD4/CD8比值降低，差异显著;Dmoch等［28］调查微波辐射对职业暴露工作人员的影响，结果发现，电视转播和卫星通信中心人员L和T淋巴细胞亚群CD8减少，雷达操作人员血清中CD8减少，但是以上效应均未引起相应的临床症状。而FesenKo等［29］在从事微波治疗的医生中，未发现其L亚群与对照组有差异。本次研究中，T细胞亚群中，仅有CD8+表现出下降，有明显差异，其余无差异，可能是与微波暴露组所在的微波场场强没有达到一定的强度，及现有的一些轮换制度等可能使微波对T细胞亚群的影响较小，故未像其他研究中提示的那样，有明显的免疫抑制。

在动物实验中，各实验一般采用不同的功率、辐照时间设计不同的分组来观察微波辐射对动物的L尤其是对T淋巴细胞亚群的影响，结果仍不一致。辐射后短期的观察实验显示，用不同功率的微波辐照大鼠后1、7、14、28 d，各辐射组会有CD3 T 细胞降低，或 CD4 T细胞降低，或 CD8 T细胞降低，而CD4/CD8比值或者较对照组降低［35］，或者先升高(1 d，5 mW/cm2组)再降低(14 d，5 ～30 mW/cm2组)［36］;一项实验［37］采用高功率雷达微波单次辐照大鼠1 d后取外周血，发现与对照组相比，辐照组CD3+T细胞百分比显著升高，CD4+T细胞百分比显著升高，CD8+T细胞百分比显著降低;CD4+/CD8+显著升高。另有研究［38-39］观察辐射后较长时间(180 d)的效应，他们采用平均功率密度为2.5、5、10 mW/cm2的微波连续辐照大鼠，1个月(6 min/d，5 d/周)，发现辐照后 1、30、60 d，各组大鼠脾脏 T细胞亚群均无明显改变;辐照后180 d各辐照组大鼠脾脏T细胞亚群明显降低，2.5 mW/cm2组CD3 T细胞明显减少，5 mW/cm2组 CD3、CD4、CD8 T 细胞亚群显著降低，10 mW/cm2组CD4和CD8 T细胞亚群明显减少、CD4/CD8比值明显降低，提示大鼠经长期低剂量微波辐照后早期脾脏淋巴细胞亚群改变不明显，晚期(辐照后180 d)脾脏T淋巴细胞各亚群均显著降低，表现为明显的免疫抑制。可能是由于慢性长期微波辐照对免疫系统的影响在早期可以通过机体代偿，但随着辐照后时间和年龄增加，机体的代偿能力减弱，使免疫系统的损伤效应逐渐显现，导致机体免疫功能明显受抑。另一方面，也有文献报道［40］，与高剂量微波辐照相反，低剂量微波辐照可能对机体产生免疫刺激效应。如陈忠民等［41］的研究显示，0～20 mW/cm2功率密度的S波段微波(主要是指频率在2～4 GHz、波长在7.5～15 cm内的电磁波)辐照后，除2.5 mW/cm2组外，其余各辐照组大鼠外周血CD3、CD4和CD8 T淋巴细胞均呈现先增高后降低的不对称U形曲线，即所有辐照组在辐照后1周T细胞及其亚群均明显高于对照组，而在辐照后28 d，除2.5 mW/cm2组外，其他各组CD3、CD4和CD8 T细胞均低于对照组，以20 mW/cm2组降低最明显，这表明，S波段微波对成熟T淋巴细胞影响较为一致，为滞后的刺激效应及随后的损伤效应，其表现因剂量大小而不同。以上的动物实验对于研究微波辐射对人体T淋巴细胞亚群的影响有一定的参考价值，但相关理论和实验依据尚需进一步的实验验证。

本次研究发现，雷达微波对雷达区的工作人员的血液系统和免疫细胞有一定的影响。总后勤部进行的防护改造试点建设，采取在基层部队营房区安装雷达微波辐射电磁屏蔽等防护措施，在一定程度上减少了微波辐射对工作人员的损害。目前，微波辐照的非热生物效应经确认是存在的，但其作用机制仍需进一步深入研究。

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