微波辐射对大鼠血液细胞和免疫系统的影响

朱美财，晏雪婷，程苏琴，任 力

电子干扰机、预警机、雷达等装备所发出的微波使部队官兵暴露在微波辐射中[1-2]，虽然没有超过我国规定的安全限值，但是无防护、长时间微波辐射对人体造成的影响需要引起重视[3]。笔者在前期工作中发现，飞行员的血象、免疫球蛋白及补体水平发生了改变，为了阐明微波辐射对机体免疫功能的影响机制，本研究探讨了不同微波辐射功率密度及辐射时间对大鼠血液细胞和免疫系统的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组 雄性SD大鼠48只，SPF级，体重（200±20）g，由军事医学研究院实验动物中心提供，动物合格证号：SCXK(京)2016-0006。在室温20～24℃条件下饲养。随机分为4组，各12只，分别给予 0 mW/cm2（对照组）、5 mW/cm2（5 mW 组）、10 mW/cm2（10 mW 组）和 20 mW/cm2（20 mW 组）微波辐射。

1.2 仪器与试剂 大鼠免补体和疫球蛋白酶联免疫试剂盒（南京建成生物工程研究所），ADVIA120血液学检测仪（西门子），其他耗材均由笔者所在中心提供。

1.3 微波辐射方法 微波辐射源由军事医学研究院放射医学研究所提供，微波中心频率2.856 GHz。将大鼠以俯卧位在照射中旋转，使全身均匀照射。辐射15 min/d，5 d/w；对照组关闭辐射源，其他操作相同。

1.4 标本取材 辐射2 w后，每组取6只大鼠，称重后，5%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠后取腹腔静脉血，然后处死，取胸腺和脾脏。辐射3 w后，剩余6只与上相同处理。

1.5 检测指标

1.5.1 血液常规指标 取2 ml血液标本，EDTA抗凝管，用西门子ADVIA120血液学检查仪器检测血常规指标。

1.5.2 免疫指标 取3 ml血液标本，放于含凝血酶的促凝管中，室温2 h凝固后，离心分离血清，于-80℃冻存，采用生物素双抗体夹心酶联免疫法检测 IgG、IgA、IgM、C3、C4 水平。

1.5.3 体重、胸腺和脾脏指标 测量大鼠体重，将胸腺和脾脏组织标本用甲醛固定、切片、石蜡包埋HE染色后，显微镜下观察病理学改变。

1.6 统计学方法 应用SPSS17.0统计软件分析，计量数据以±s表示，多组比较行方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组体重比较 微波辐射2 w后，5 mW组和20 mW组体重显著降低（P＜0.05）。见表1。

表1 各组不同时间体重比较（g，n=6）

2.2 各组血常规指标比较 辐射2 w后，NEUT%在10 mW组增高（P＜0.05）。辐射3 w后，WBC在10 mW 组显著降低（P＜0.05），NEUT%在 20 mW组增高（P＜0.05），LYMPH计数在10 mW组显著降低（P＜0.05），RBC计数在10 mW组和20 mW组均显著增高（P＜0.05），血PLT计数在5 mW组显著增高（P＜ 0.05）。见表 2。

表2 各组不同时间血常规指标比较（n=6）

2.3 各组免疫指标比较 辐射2 w后，10 mW组与20 mW组的IgA水平显著增高（P＜0.05）；辐射2 w后，辐射组的IgG水平增高（P＜0.05）；辐射 3 w后，10 mW组的IgM水平显著增高（P＜0.05）。见表3。

2.4 各组胸腺和脾脏组织形态学变化比较

2.4.1 胸腺 对照组胸腺组织小叶结构正常，皮质髓质分界清晰，可见胸腺小体（图1A）；辐射2 w后，20 mW组可见小梁间隔消失，部分淋巴细胞核碎裂(图 1B)；辐射 3 w 后，10 mw 组可见核碎裂（图 2A），20 mW组可见核碎裂、上皮细胞水肿、小梁间隔消失(图 2B)。

表3 各组免疫指标比较（n=6）

2.4.2 脾脏 对照组脾脏组织切片染色显示红髓无充血，红髓与白髓分界清晰(图3A和图4A)。辐射2 w后，20 mW组脾脏组织切片染色显示红髓充血，部分淋巴鞘紊乱，脾小体萎缩（图3B）。辐射3 w后，5 mW组红髓充血和脾小体减少（图4B）；10 mW组红髓充血，红髓与白髓之间分界模糊，淋巴鞘部分紊乱，脾小体减少(图4C）；20 mW组红髓明显充血，红髓与白髓之间分界模糊，淋巴鞘紊乱，脾小体数量减少且萎缩（图4D)。

3 讨论

本研究结果显示，微波辐射后大鼠的体重降低，与文献报道一致[4-5]。实验中观察到辐射后，大鼠会出现轻微腹泻和排尿现象，而后有所减轻。所以，早期体重的减少是由腹泻导致的电解质和水分流失引起的。

图1 微波辐射2 w后各组胸腺组织切片（HE染色，×100）

图2 微波辐射3 w后各组胸腺组织切片（HE染色，×400）

图3 微波辐射2 w后各组脾脏组织切片（HE染色，×100）

图4 微波辐射3 w后各组脾脏组织切片（HE染色，×100）

本研究结果显示，大鼠白细胞计数在微波辐射后降低。大鼠的白细胞总数中，淋巴细胞占了绝大的一部分比例，所以白细胞的减少，可能是由于淋巴细胞的减少造成的。因为辐射后淋巴细胞计数显著降低，单核细胞计数较对照组降低。这可能因为微波辐射破坏机体氧化平衡，使IL-2活性增强以及诱导淋巴细胞凋亡[6-7]。本研究在辐射后，红细胞计数增高，血小板计数也增高。田卓等[8]观察到微波辐射大鼠的血小板显著低于对照组；宋薇等[9]报道，5 mW/cm2微波辐射后60 d，血红细胞、血小板数显著增加；10 mW/cm2微波辐射后180 d，血小板数显著下降。表明血红细胞和血小板数随着微波辐射剂量和辐射时间发生变化，本研究中大鼠红细胞与血小板数的增高是由于辐射时间较短，机体对辐射损伤的刺激作用引起。

本研究结果显示，微波辐射后免疫球蛋白水平增高，随着功率密度的增加，胸腺和脾脏的病理损伤加重。郭瑛等[10]报道，高功率微波辐射会诱导大鼠免疫组织内活性氧水平升高，并与辐射剂量和时间相关。早期免疫球蛋白的增高是由于脾脏结构破坏，细胞凋亡导致免疫损伤后机体的应激反用。本研究结果表明，微波辐射对机体免疫系统产生损害，而淋巴细胞计数及免疫球蛋白是微波辐射影响的敏感指标。