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低剂量氚相对生物效能的实验研究与建议

2024-01-21崔凤梅王冰赵骅湘艳

国际放射医学核医学杂志 2023年10期
关键词:微核突变率剂量率

崔凤梅 王冰 赵骅 周 湘艳

1 苏州大学苏州医学院放射医学与防护学院,放射医学与辐射防护国家重点实验室,苏州 215123;2 日本国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构,放射线医学研究所,千叶 263-8555;3 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所放射毒理研究室,北京 100088

近年来,国际放射防护委员会 (International Commission on Radiological Protection, ICRP)和联合国原子辐射效应科学委员会(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation,UNSCEAR)等国际重要组织[1-4]及国内外研究者[5-13]对氚的毒理学研究进行了大量报道。特别是氚的相对生物效能 (relative biological effectiveness, RBE)的研究引起了辐射防护研究领域学者的极大关注。

放射生物学中的RBE 值与辐射防护研究领域中的品质因数(Q 值)是对应量。虽然RBE 值与Q 值是有区别的,但是,通常仍然假定Q 值近似地等于RBE 值。关于氚的Q 值一直是有争议的。1964 年ICRP 6 号出版物中给出的Q 值为1.7[14],1968 年 将Q 值 降 到1[15]。UNSCEAR 的2016 年报告书以及绿色和平(Greenpeace)组织等重要刊物与机构都报道了以γ 射线作为参考射线进行的体内氚研究的RBE值[4,16-18]。2021 年ICRP 148 号出版物中推荐氚的RBE 值为2[19]。国际机构给出的氚Q 值不同的原因主要与所依据的实验资料有关。考虑到在辐射防护研究中主要涉及氚的低水平、长期、慢性照射,以及其在体内与DNA 结合并参与代谢的特点,选用指数递减剂量率和恒定剂量率照射,以生殖细胞和遗传效应等生物指标作为观察终点,对确定辐射防护标准中氚的Q 值更有意义。因此,自20 世纪80 年代以来,国内研究者以多项生物终点进行了RBE 值的研究,建议低剂量氚照射下的RBE 值为3.0~3.5,这些宝贵的研究结果与国际相关报道有所不同,但也突出了国内在辐射防护领域对氚系统性及长期性的研究特点[7-10,20-22]。

本文以原卫生部工业卫生实验所(现中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所)周湘艳研究员的氚生物效应研究团队从20 世纪80 年代至今的研究成果为主线,概述了低剂量氚RBE 的实验研究结果,研究中选择了指数递减剂量率和恒定剂量率2 种氚照射方式,观察研究了以卵母细胞显性致死突变率等8 项指标为生物终点的RBE 值,以γ 射线作为参考射线,计算了在累积剂量为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 的条件下,指数递减剂量率和恒定剂量率2 种氚照射方式下的氚RBE 值。

1 研究过程

1.1 氚内照射剂量估算

将氚水稀释成适当的浓度,以每克体重1.65×106Bq 的剂量注入动物体内。实验动物被注射氚水后于不同时间予以安乐死,取出不同的组织,采用HCLO4-H2O2法消化生物样品。消化得到的均相样品在FJ-353G1 型双道液闪计数器上采用内标法进行测量。按实验推荐程序求得平均回收率为93.0%±5.7%。

研究中采用了具有指数递减剂量率照射的单次腹腔注入和模拟恒定剂量率照射的连续饮入氚水2 种照射方式。

1.1.1 具有指数递减剂量率照射的单次腹腔注入氚水[23-24]

给予雄性和雌性小鼠的氚水量为每克体重(3~16)×106Bq,分别测定小鼠的血液、心、脾、肝、肺、肾、睾丸(或卵巢)和脂肪等湿组织中的总氚(即体液中氚水和组织中结合氚的总和)和干组织中的组织结合氚,还测定了染毒后10 d内,实验小鼠尿中氚的含量。结果显示,除脂肪因含水量很低,测量的结果比较特殊外,其余组织的结果大致相同[23]。

1.1.2 模拟恒定剂量率照射的氚水染毒[23-24]

对于单纯的饮入氚水,从体水氚浓度(I)除以饮水氚浓度(W)之比值(P)随时间的变化趋势可以看出,单纯饮入氚水时,体水氚有明显的积累过程,历时约4 d 后,P 值基本上保持在0.49 的恒定水平。为了清除这段累积过程,模拟恒定剂量率照射,采用了先腹腔注入氚水,随即给予持续摄饮恒定浓度的氚水,在整个实验期间,P 值都保持在0.49 的恒定水平。

上述I 值采用的是实验期间实测的尿中氚浓度。指数递减剂量率和恒定剂量率的2 种照射方式都是在染毒后第10 天结束实验,并对所有小鼠处以安乐死后取血样,结果P 值均为0.49。

根据体水占体重的62%,组织结合氚的比活度为体水氚浓度的30%,体水氚浓度(I)保持恒定,且与体内有效氚浓度(C)确立关系如下:

C=(0.62+0.38×0.30)×I=0.734I

由Q=qt 和C=q/m(其中,Q 表示时间-活度乘积,单位为Bq·d;q 表示氚摄入量,单位为Bq;t 表示时间,单位为d;C 表示体内有效氚浓度,单位为Bq/g;m 表示体重,单位为g)得出:D=7.89×10-8Ct=5.79×10-8It,或改用剂量率表示为:D剂量率=5.79×10-8I,单位为Gy/d,当I=3.7×104Bq/ml 时,D剂量率=0.002 1 Gy/d。

实验中的体水氚浓度(I)与饮水氚浓度(W)之比值(P)的计算结果如下:P=I/W=0.49,于是剂量估算公式如下:D剂量率=2.84×10-8W,实验得出的各组织剂量结果:睾丸为0.34×10-10Gy/d,卵巢为0.31×10-10Gy/d,肝、脾、心、肾、肺、睾丸(或卵巢)和血液7 种样品均值为0.32×10-10Gy/d,脂肪为0.16×10-10Gy/d,全身为0.28×10-10Gy/d。

1.2 60Co γ 射线外照射剂量测定

选用60Co γ 射线作为参考射线,模拟氚在体内以指数递减剂量率或恒定剂量率2 种照射方式进行了γ 射线的外照射。

1.2.1 照射源强度测定[7-8]

选用中国科学院生物物理研究所的钴源作为外照射源。用Gamma 剂量仪和热释光剂量仪分别测定了钴源强度为2.53~3.56 Ci(测定日期为1982 年4 月至1985 年4 月)。实验结果与理论计算结果基本一致。

1.2.2 吸收剂量的测定[7-8]

(1)空间照射量的测定。把LiF 剂量元件和胶片剂量仪布放在离照射源分别为1.5、2.0、3.0 及4.0 m 4 个不同距离的水平面上,测得的60Co γ 辐射场空间照射量相对标准偏差<5.4%。Gamma 剂量仪与LiF 热释光剂量仪的测量结果,相对标准偏差均在5%以内,符合要求。

(2)照射架上笼内照射量的测定。研究中,设计制作了32 cm×10 cm×8 cm 的鼠笼,并且每隔8 cm 分隔成一个小笼,即每2 只小鼠活动在8 cm×10 cm×8 cm 的空间内,以便让小鼠在笼内受到较均匀的照射。结果表明,笼内空间剂量不均匀度<1.16。虽然剂量减弱8.6%,但笼子对小鼠的散射可被忽略。墙角处由于散射存在,使胶片测量值有较大离散,相对标准偏差达13%,因此,该处没有布放动物。

(3)小鼠体模内吸收剂量的测量和计算。用石蜡制成简易小鼠体模。以LiF 剂量元件测量了小鼠体模内的剂量分布。结果表明无论横向或竖向,小鼠体模内剂量减弱情况基本一致,因此,实验动物在接受照射时,动物之间的散射影响不大。体模中心照射剂量的均值为无模型时中心照射剂量的82%。由于笼子小,小鼠在笼内不断活动,可以认为各向照射的概率是相等的。所以取纵向、横向的平均值。体模内不均匀度为1.13。体模中心吸收剂量公式如下:

式中,D体模中心表示体模中心吸收剂量,单位为Gy;f 表示60Co 源照射剂量与吸收剂量的转换系数,单位为Gy/R;k 表示体模中心照射剂量与无模型时中心空间照射剂量之比,k=0.83;R 表示无模型时中心空间照射剂量,单位为R;M 表示60Co 源强度,单位为毫克镭当量;r 表示小鼠离源的距离,单位为cm。

实验结果表明:8 cm×10 cm×8 cm 鼠笼内空间剂量不均匀度为1.16,体模内不均匀度为1.13,可以认为小鼠在这样的鼠笼内受照射,体内的剂量分布是均匀的。

(4)外照射的方式。为了模拟氚水在体内的2 种照射方式,对60Co γ 射线照射的小鼠同样给予指数递减剂量率和恒定剂量率的外照射,主要是通过移动(或固定)鼠笼与钴源之间的距离,确定每次的照射剂量,每天照射22 h,连续照射10 d。

1.3 氚RBE 值生物终点的选择

研究中选择了60Co γ 射线作为参考射线,以指数递减剂量率和恒定剂量率2 种照射方式进行照射。在指数递减剂量率照射中,选择的生物终点包括:卵母细胞显性致死突变率、精母细胞显性致死突变率、显性骨骼突变率、初级卵母细胞存活率、精原细胞存活率。在恒定剂量率照射中,选择的生物终点包括:精原细胞存活率、外周血淋巴细胞微核细胞率、胎肝嗜多染红细胞微核细胞率。在以上2 种照射方式中分别计算氚RBE 值。

2 结果分析

2.1 以60Co γ 射线作为参考射线指数递减剂量率照射的氚RBE 值

2.1.1 以卵母细胞显性致死突变率为生物终点的RBE 值[25]

显性致死实验检测方法:雌性小鼠停照后第10~15 天,将各实验组中受照射的每2 只雌鼠与正常的同周龄同品系的1 只雄鼠合笼交配,5 d 后分开。雌鼠继续喂养到18 d,然后处以安乐死,检查子宫内容物及卵巢黄体。根据胚胎发育状态,检查早期死亡胎(ED)数、晚期死亡胎(LD)数、正常活胎(VIA)数及黄体(CL)数的变化,计算出显性致死突变数[植入前丢失(preimplantation,PRE)]:PRE=CL-(ED+LD+VIA)。实验结果:雌鼠一次性腹腔注入体内氚水10 d 后,卵巢氚的累积剂量分别为0、0.04、0.14、0.31、0.62、0.91 Gy 时,诱发的卵母细胞显性致死突变率分别为2.7%、4.6%、1.3%、15.3%、11.4%、24.6%。

实验结果表明,卵巢内氚的累积剂量在0.04~0.91 Gy时,诱发卵母细胞显性致死突变率为4.6%~24.6%,波动性增加,尤其是在小剂量情况下波动较为明显。

60Co γ 射 线 照 射 的 累 积 剂 量 分 别 为0、0.53、0.71、1.08、1.62、1.94、2.70 Gy 时诱发的卵母细胞显性致死突变率分别为2.7%、6.8%、12.2%、6.7%、14.6%、16.2%、28.3%。

根据氚β 粒子和60Co γ 射线不同剂量诱发卵母细胞显性致死突变率的实验结果,计算出氚RBE 值为2.74、2.78、2.82、2.85,基本上是一个常数。

2.1.2 以精母细胞显性致死突变率为生物终点的RBE 值[25]

研究选用LACA 成年雄鼠,分别接受0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 的氚水β 粒子连续照射10 d。雌、雄鼠交配比例为2∶1,雌鼠继续喂养到19 d,处以安乐死,检查子宫内的早期死亡胎数、晚期死亡胎数、正常活胎数及黄体数,计算显性致死突变率。结果显示:当氚累积剂量分别为0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 时,诱发的精母细胞显性致死突变率分别为0%、8.6%、5.1%、11.4%、14.9%。

60Co γ 射线分别连续照射LACA 成年雄鼠10 d,累积剂量分别为0.74、1.59、2.07 Gy,停照后21 d 将受照雄鼠与正常雌鼠交配。计算的60Co γ 射线诱发的精母细胞显性致死突变率分别为4.36%、27.09%和30.30%。根据上述研究结果,氚β 粒子累积剂量为0.19~1.01 Gy 和60Co γ 射线累积剂量为0.74~2.07 Gy 时,诱发的精母细胞显性致死突变的剂量-效应关系分别符合下列方程式:

式中,Y 代表突变率,D 代表累积剂量,r 代表相关系数。当氚累积剂量在0.2~0.6 Gy 时,测出氚RBE 值为1.6~3.9,且随着剂量降低,RBE 值升高。

2.1.3 以显性骨骼突变率为生物终点的RBE 值[26]

给各组雄性小鼠腹腔一次性注射不同浓度的氚水,10 d 内的累积剂量分别为0.19~1.01 Gy。同时以指数递减剂量率的60Co γ 射线连续照射10 d,每天照射22 h,累积剂量为0.74~2.87 Gy,停照后25 d,让其与正常雌鼠交配。分娩前1 d,对雌鼠处以安乐死并剖腹取出仔鼠,采用茜素红染色法检查仔鼠(F1 代)的骨骼变化。当氚的累积剂量为0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 时,诱发的小鼠显性骨骼突变率分别为0.10%、0.51%、0.30%、0.45%、1.32%。当60Co γ 射线累积剂量为0、0.74、1.59、2.07、2.87 Gy 时,诱发的小鼠显性骨骼突变率分别为0.1%、0.4%、0.4%、0.6%、0.9%。

根据上述研究结果,测算出2 种射线剂量比值,即RBE 值。当氚的累积剂量为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy时,氚RBE 值为2.99、2.73、2.61、2.54、2.51,且随着剂量降低,RBE 值升高。

2.1.4 以初级卵母细胞存活率为生物终点的RBE 值[27]

雌性小鼠腹腔一次性注入氚水后10 d 内,卵巢氚β 粒子累积剂量依次为0、3.9、14.1、30.7、62.2、91.2 rad时,诱发的初级卵母细胞存活率分别为100%、29.8%、13.4%、6.4%、2.8%、0%。

60Co γ 射线外照射大致是模拟氚在卵巢内以指数递减剂量率的方式连续照射10 d,每天照射22 h,10 d 内各照射组小鼠全身的累积剂量分别为0、52.60、77.18、108.22、161.87、194.25、269.88 rad,60Co γ 射线诱发的小鼠初级卵母细胞存活率分别为100%、11.4%、2.9%、0.6%、0%、0%、0%。

研究结果表明:当卵巢氚累积剂量为3.9~91.2 rad 时,诱发的初级卵母细胞存活率随氚剂量的增加而降低,经统计学处理,回归方程为:

式中,ŷ为初级卵母细胞存活率;D 为吸收剂量,单位为rad;r 为相关系数。

60Co γ 射 线 连 续 照 射10 d 的 全 身 累 积 剂 量 为52.60~269.88 rad 时,诱发的初级卵母细胞存活率随60Co γ 射线剂量的增加而降低,经统计学处理,回归方程为:

式中,ŷ为初级卵母细胞存活率;D 为吸收剂量,单位为rad;r 为相关系数。

氚β 粒子和60Co γ 射线诱发的小鼠卵母细胞存活率比较,当氚的累积剂量为0.16、0.22、0.30、0.47 Gy,计算得出氚RBE 值为2.28、1.95、1.70、1.40。且随剂量的降低,RBE 值升高。

2.1.5 以精原细胞存活率为生物终点的RBE 值[28]

成年雄性小鼠腹腔注射氚水10 d 内,当睾丸累积剂量为0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 时,诱发的小鼠精原细胞存活率分别为100%、85.99%、88.43%、84.69%、66.95%。

成年雄性小鼠接受60Co γ 射线照射10 d 后,当60Co γ 射线的累积剂量分别为0、0.74、1.59、2.02、2.87 Gy 时,诱发的小鼠精原细胞存活率分别为100%、87.30%、87.59%、76.14%、75.12%。

氚β 粒子和60Co γ 射线诱发的小鼠精原细胞存活率比较,当氚的累积剂量分别为0.25、0.52、0.70 Gy 时,计算得出的RBE 值为3.6~3.7。

2.2 以60Co γ 射线作为参考射线恒定剂量率照射的氚RBE 值

2.2.1 以精原细胞存活率为生物终点的RBE 值[29]

比较雄性小鼠接受氚β 粒子和60Co γ 射线连续照射10 d 的累积剂量与精原细胞存活率之间的生物效应。当氚β 粒子的累积剂量分别为0、0.05、0.10、0.16、0.47、0.69 Gy时,诱发的精原细胞存活率分别为100%、90.15%、82.71%、72.07%、41.95%、33.69%。

当60Co γ 射线照射剂量为0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 时,诱发的精原细胞存活率分别为100%、73.88%、66.64%、47.76%、33.64%、22.35%、22.31%。

依据上述研究结果,当氚的累积剂量为0.10、0.17、0.26、0.37、0.53、0.68 Gy 时,测出的氚RBE 值分别为2.70、2.53、2.42、2.41、2.32、2.21。且随着剂量的增加,RBE 值下降。

2.2.2 以外周血淋巴细胞微核细胞率为生物终点的RBE 值[30]

雄性小鼠连续接受氚β 粒子照射10 d 后,当实验小鼠接受氚β 粒子内照射的累积剂量分别为0、0.06、0.10、0.15、0.46、0.68 Gy 时,诱发的外周血淋巴细胞微核细胞率分别为0.91%、2.68%、3.80%、5.44%、7.92%、7.74%。

氚β 粒子诱发的外周血淋巴细胞微核细胞率随着剂量的增加而升高,剂量-效应关系符合下列方程:

式中,Yβ为微核细胞率;D 为累积剂量,单位为Gy。上述结果表明,当氚β 粒子的累积剂量为0.06~0.68 Gy时,外周血淋巴细胞微核细胞率随累积剂量的增加而升高,符合二次项方程。

雄性小鼠接受60Co γ 射线照射10 d 后,当60Co γ 射线外照射的累积剂量分别为0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 时,诱发的外周血淋巴细胞微核细胞率分别为0.91%、1.57%、1.13%、4.56%、5.25%、7.74%、8.72%。

60Co γ 射线在不同累积剂量下诱发的外周血淋巴细胞微核细胞率符合下列方程:

式中,Yγ为微核细胞率;D 为累积剂量,单位为Gy。上述结果表明,外周血淋巴细胞微核细胞率随着60Co γ 射线累积剂量的增加而升高。氚β 粒子累积剂量为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy 时,与60Co γ 射线诱发的外周血淋巴细胞微核细胞率比较计算,得出的RBE 值为3.7、3.8、3.8、4.1、3.9,即氚RBE 值约为4,是一个常数。

2.2.3 以胎肝嗜多染红细胞微核细胞率为生物终点的RBE 值[31]

选用10~12 周龄NIH 小鼠,小鼠妊娠10 d 时,每天以恒定剂量率分别接受氚水和60Co γ 射线照射,连续照射3 d。停照后12 h 对孕鼠处以安乐死,制备胎肝涂片,计数嗜多染红细胞微核细胞率。实验结果表明:当氚的累积剂量分别为0、0.047、0.093、0.282、0.564、0.086、1.270 Gy时,诱发的胎肝嗜多染红细胞微核细胞率分别为1.65%、2.23%、 6.79%、 8.43%、 12.28%、 14.45%、 18.49%。 氚β 粒子诱发的胎肝嗜多染红细胞微核细胞率随着剂量的升高而升高,拟合方程为:

式中,Yβ为微核细胞率;D 为照射剂量,单位为Gy;r 为相关系数。

当60Co γ 射线照射的累积剂量分别为0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 Gy 时,诱发的胎肝嗜多染红细胞微核细胞率分别为1.65%、4.70%、5.50%、6.40%、6.90%、6.70%、8.30%。60Co γ 射线诱发的胎肝嗜多染红细胞微核细胞率变化的拟合公式为:

式中,Yγ为微核细胞率;D 为照射剂量,单位为Gy;r 为相关系数。

当氚的累积剂量为0.10~0.39 Gy 时,计算得出的氚RBE 值为3.87~5.55,且随着剂量的降低,RBE 值升高。

2.3 选择2 种不同照射方式的氚RBE 值的对比研究

综上所述,在氚RBE 值研究中[8-13],选用了与实际氚照射比较接近的2 种照射方式,即指数递减剂量率、恒定剂量率照射,选择了上述8 项生物终点进行了氚RBE 值的研究。为了便于比较不同照射方式和不同生物终点的RBE 值,避免人为任意取值的误差,分别以氚的累积剂量0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 Gy/10 d 为取值标准,再得出与氚产生相等效应情况下的60Co γ 射线(参考射线)的剂量,通过2 种射线的剂量比值得出氚的RBE 值。下面将不同氚照射方式下的各项生物终点所测得的RBE 值进行比较。

2.3.160Co γ 射线作为参考射线以指数递减剂量率氚照射的RBE 值比较

以60Co γ 射线作为参考射线,氚以指数递减剂量率照射的累积剂量分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 时,以卵母细胞显性致死突变率、精母细胞显性致死突变率、显性骨骼突变率、初级卵母细胞存活率及精原细胞存活率作为生物终点,计算得出氚的平均RBE 值分别为2.99、2.73、2.61、2.54、2.51。RBE 值波动范围为2.51~2.99。

2.3.260Co γ 射 线 作 为 参 考 射 线 以 恒 定 剂 量 率 氚 照 射 的RBE 值比较

以60Co γ 射线作为参考射线,氚以恒定剂量率照射的累积剂量分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 时,以精原细胞存活率、外周血淋巴细胞微核细胞率、胎肝嗜多染红细胞微核细胞率作为生物终点,计算得出氚的平均RBE 值分别为5.44、4.92、4.42、3.91、3.35。RBE 值波动范围为3.35~5.44。

2.3.3 2 种不同氚照射方式下的RBE 值检测结果

以氚的累积剂量0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 为标准,检测指数递减剂量率和恒定剂量剂量率氚照射的RBE值分别为4.2、3.8、3.5、3.2、2.9,可见氚RBE 值的波动范围为2.9~4.2。

3 讨论与建议

3.1 影响氚RBE 值的因素

通过前文所述结果可以看出,氚RBE 值的变化范围较大,与不同组织对辐射的敏感性及对低能β 粒子的敏感性有关;同时也与所选择的参考射线的能量、剂量、剂量率以及生物终点有关。在确定RBE 值时,上述这些因素都需要尽可能保持恒定,但是在比较RBE 值时,很难确定哪个因素更重要。以下对影响RBE 值的因素略加讨论。

3.1.1 参考射线

要确定特定类型辐射的RBE 值,必须选择合适的参考射线。如60Co γ 射线、137Cs γ 射线或X 射线。选择的参考射线不同,RBE 值也不同。

3.1.2 剂量学

RBE 值的测定需要估计吸收剂量。吸收剂量的定义是每单位质量的吸收材料所沉积的辐射能量,国际单位制是Gy。直接估算氚水的吸收剂量是合理的,因为已确定氚水的代谢行为与水相似,均匀分布在全身和体内细胞中。了解细胞水中氚的浓度可以确定在一定体积内释放的能量。

3.1.3 生物终点

通过上述氚RBE 值研究可以看出:氚以指数递减剂量率照射,以卵母细胞显性致死突变率为生物终点,氚RBE 值为2.74~2.85,基本上是一个常数;以精母细胞显性致死突变率为生物终点,氚RBE 值为1.6~3.9,随着剂量降低,RBE 值升高;以显性骨骼突变率为生物终点, RBE 值为2.51~2.99,随着剂量降低,RBE 值升高。氚以恒定剂量率照射,以精原细胞存活率为生物终点,RBE 值为2.21~2.70,随着剂量降低,RBE 值升高。以外周血淋巴细胞微核细胞率为生物终点的RBE 值为3.7~4.1,RBE 值约为4,是一个常数。可见,RBE 值因所选择的生物终点不同而有所波动。

3.1.4 实验环境

一般来说,体内和体外研究都各有优缺点,但体内研究是首选,因为体内研究时,染毒物与组织和器官反应有密切关系,更可能改善或加重组织、细胞与环境之间的相互作用和结局。

3.2 ICRP-148 号出版物中报道的氚RBE 值[19]

2021 年发表的ICRP-148 号出版物中指出:人类辐射防护的重点是避免确定性和限制随机(癌症/遗传性)效应,但非人类物种防护的关键是集中保护与种群生存能力相关的生物终点。ICRP-148 号出版物审查了低能β 放射性核素氚对不同生物指标影响的RBE 值。文中指出,物种之间的RBE 值没有显示出明显的差异,对于氚β 粒子而言,与X 射线相比集中在1.5~2.0,与γ 射线相比集中在2.0~2.5。

3.3 建议

综上所述,氚RBE 值的研究是放射毒理学研究领域中的一个重要组成部分。特别是随着核能事业的发展,氚生物效应的研究与核聚变反应堆的开发这一重大课题之间有着密切关系,这也是其能在辐射防护研究中占有重要位置的主要原因。

为了辐射防护的目的,建议将低LET 辐射对生物群的RBE 值设定为3.0~3.5。如果估计暴露于氚β 粒子或其他低LET 辐射或接近导出考虑参考水平(DCRL)下,则可能需要较高RBE 值进行评估,以更为准确地估计辐射的危险度。

利益冲突 所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明 崔凤梅负责文章的起草及最终版本的修订;王冰负责文章主体的撰写、资料的收集;赵骅负责文章部分内容的修改;周湘艳负责研究命题的提出和设计、文章最终版本的修订

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