由電離輻射所致的急性,遲發(fā)性或慢性的機體組織損害

2008/12/16 10:32:00

　　電離輻射(如X線(xiàn),中子,質(zhì)子,α或β粒子,γ射線(xiàn))可直接或通過(guò)繼發(fā)反應損害組織.大劑量輻射可在數天內產(chǎn)生可見(jiàn)的身體效應.小劑量所致的DNA變化可使被照射者產(chǎn)生慢性疾病,使他們的后代發(fā)生遺傳學(xué)缺陷.損傷程度與細胞的愈合或死亡之間的關(guān)系十分復雜.

　　有害的電離輻射源包括用于診斷和治療的高能X線(xiàn),鐳和其他天然放射性物質(zhì)(如氡),核反應堆,回旋加速器,直線(xiàn)加速器,可變梯度同步加速器,用于治療癌腫的密封的鈷和銫以及大量用于醫學(xué)和工業(yè)的人工產(chǎn)生的放射性物質(zhì).

　　從反應堆意外地泄漏大量輻射的事故已有數次,例如,最廣為人知的1979年發(fā)生于賓夕法尼亞州三里島的事故和1986年發(fā)生在烏克蘭切爾諾貝利事故.后者導致30多人死亡和很多放射損傷；大部分東歐及部分西歐地區,亞洲和美國都能測到顯著(zhù)的放射性.

　　常用的測量單位是倫琴,戈瑞(Gy)和希沃特(Sv).倫琴(R)是空氣中x或γ電離輻射的計量單位,戈瑞是被各組織或物質(zhì)吸收的能量計量單位,它可應用于各類(lèi)輻射.R和厘戈瑞(cGy)基本上是相等的.在說(shuō)明生物學(xué)效應時(shí),Sv與經(jīng)質(zhì)量因子校正的Gy相等.因為對一定量的能量而言,不同類(lèi)型的輻射可產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應；例如,中子有較大的效應.對X和γ輻射,Sv與Gy相等.在現代術(shù)語(yǔ)中Gy和Sv已替代拉德(rad)和雷姆(rem),Gy＝100rad,Sv＝100rem.在非專(zhuān)業(yè)刊物中常常將輻射分為低水平輻射(0.2~0.3Gy)和高水平輻射(＞0.3Gy).而醫學(xué)劑量一般為＜0.05Gy,而且常常＜0.01Gy.地球及其大氣的本底放射活性水平很低,而不能測知其效應(表278-1).

　　身體或遺傳的效應取決于幾種因素,包括總劑量和劑量率(放射劑量/單位時(shí)間).隨著(zhù)總劑量或劑量率的增加,可測到效應的可能性也增加.單劑快速照射幾個(gè)Gy后很容易觀(guān)察到明顯的生物效應；但若在數周或數月內給相同劑量的Gy,則可被機體耐受而且可測到的急性效應很小.

　　放射效應還取決于被照射的身體面積,全身1次吸收2Gy不致死；但當整體劑量達到4.5Gy時(shí),死亡率約為50%(LD50)；而在很短時(shí)間內所給整體劑量＞6Gy時(shí),幾乎肯定致死.相反,若長(cháng)時(shí)間內給小區域組織(如癌腫治療)照射數10Gy,則仍可耐受.

　　在機體內的劑量分布也很重要,一般細胞轉化越快,對輻射的敏感性越大.淋巴細胞最敏感,其他依次為性腺,增殖的骨髓細胞,腸上皮細胞,表皮,肝細胞,肺泡和膽道上皮細胞,腎上皮細胞,內皮細胞(胸膜和腹膜),神經(jīng)細胞,骨細胞和肌肉及結締組織.放射治療時(shí),敏感區域(如腸,骨髓)加以防護,而可接受高整體劑量,否則可致死.

病理生理學(xué)

　　給足夠高的劑量照射后,可發(fā)生細胞壞死.高的亞致死劑量可通過(guò)降低有絲分裂率,減緩DNA合成或使細胞變成息肉狀,而干擾細胞的增殖.連續進(jìn)行更新的組織(如腸上皮,骨髓,性腺)經(jīng)輻射后可產(chǎn)生劑量依賴(lài)的進(jìn)行性再生不良,萎縮,最終纖維化.某些受損但仍能進(jìn)行有絲分裂的細胞,在其死亡前還可經(jīng)1或2個(gè)生殖周期,產(chǎn)生異常的后代(如巨大晚幼粒細胞,分葉過(guò)度的嗜中性白細胞).

　�。�100mGy劑量的身體和遺傳學(xué)效應,通常用高劑量研究結果的線(xiàn)性外推法來(lái)估計,因為很低劑量的生物學(xué)效應的客觀(guān)資料很少.某些學(xué)者假設了閾值效應,但尚未充分闡明.有報道稱(chēng),另加極低劑量照射的動(dòng)物存活時(shí)間比僅僅接受本底照射的動(dòng)物的存活時(shí)間長(cháng).

癥狀和體征

　　急性輻射綜合征　根據劑量,劑量率,身體部位和照射后時(shí)間,該綜合征可分為大腦,胃腸道和造血系統三種類(lèi)型.

　　大腦綜合征由極高整體劑量(＞30Gy)輻射所致,幾乎都是致死的.該綜合征有3個(gè)階段：表現為惡心和嘔吐的前驅期；倦怠和嗜睡,程度上從淡漠到虛脫(可能因腦內非細菌性炎癥灶或輻射產(chǎn)生的毒性產(chǎn)物所致)；震顫,抽搐,共濟失調,最后在數小時(shí)至數天內死亡.

　　胃腸道綜合征由整體劑量≥4Gy輻射所致,其特征為惡心,嘔吐和可導致嚴重脫水,血容量降低和血管虛脫的腹瀉.胃腸道綜合征由組織壞死引起,并且可因進(jìn)行性胃腸道粘膜萎縮而持續不愈.也可因腸道壞死而發(fā)生菌血癥.最后腸絨毛脫落,大量血漿流失于腸腔.若補充大量血漿,4~6天后胃腸道上皮細胞可再生；在該期用抗生素可使病人保持存活.但2或3周內可發(fā)生造血衰竭而通常致死.

　　造血系統綜合征由整體劑量為2~10Gy的輻射所致,其最初的表現為厭食,冷漠,惡心和嘔吐.這些癥狀可在6~12小時(shí)內達高峰,在照射后24~36小時(shí)完全消退.但在這相對緩解期內,淋巴結,脾和骨髓開(kāi)始萎縮,導致全血減少.萎縮可因直接殺死放射敏感細胞和新細胞的產(chǎn)生受抑制所致.外周血中,淋巴細胞減少立即發(fā)生,24~36小時(shí)內達高峰.嗜中性的細胞減少的發(fā)生較緩慢.3~4周內血小板減少明顯.

　　造血系統綜合征時(shí),容易被感染(腐生菌或致病菌),因為劑量相關(guān)的循環(huán)中的粒細胞和淋巴細胞減少,劑量相關(guān)的抗體產(chǎn)生受損,粒細胞移行和吞噬作用受損,網(wǎng)狀內皮系統殺滅被吞噬細菌的能力減弱,皮下組織抵抗細菌擴散的能力降低,皮膚和腸道發(fā)生出血區(主要由血小板減少所致)有利于細菌的入侵和生長(cháng).

　　急性放射病　本病發(fā)生于放射治療(特別是腹部)后的少數病人,其原因尚未闡明.典型的癥狀有惡心,嘔吐,腹瀉,厭食,頭痛,不適和不同程度的心動(dòng)過(guò)速,然后在數小時(shí)或數日內消退.

　　中期遲發(fā)效應　長(cháng)期或反復的內置或外源性低劑量率照射,可使女性閉經(jīng)和性欲降低,男女兩性的生育能力降低,貧血,白細胞減少,血小板減少和白內障.更高劑量或更局限的照射可引起脫發(fā),皮膚萎縮和潰瘍,角化病和毛細血管擴張,最終可發(fā)生鱗狀細胞癌.攝入放射性親骨核素(如鐳鹽)數年后可發(fā)生骨癌.

　　對癌腫的廣泛放射治療,有時(shí)可供被照射器官?lài)乐負p傷.若腎臟被照射則降低腎小球濾過(guò)率和腎小管功能.極高劑量照射,經(jīng)6個(gè)月至1年潛伏期后可引起急性臨床癥狀(如蛋白尿,不同程度的腎功能不全,貧血,低血壓).若在5周內腎臟累積照射劑量＞20Gy,約37%的病人可發(fā)生放射性纖維化和少尿性腎衰竭.其余病人可在一個(gè)長(cháng)時(shí)期內出現各種異常變化.肌肉的大量累積劑量可引起伴有肌萎縮和鈣化的疼痛性肌病,極少數人隨之可發(fā)生惡性變(如肉瘤).肺癌放射治療后可產(chǎn)生嚴重的放射性肺炎和其后發(fā)生的肺纖維化,若在不太長(cháng)的治療期間內累積劑量超過(guò)30Gy則可能致死.縱隔部位的廣泛放射治療可引起放射性心包炎和心肌炎.一段脊柱的累積劑量超過(guò)50Gy時(shí),可產(chǎn)生災難性的骨髓病.但若劑量率限止在2Gy/d內,可減少這種危險性.若劑量率為8Gy/d,則當累積劑量到達16Gy(2天治療后)時(shí),就可發(fā)生骨髓病.廣泛照射腹部淋巴結(如精原細胞瘤,淋巴瘤或卵巢癌)后,可發(fā)生腸的慢性潰瘍,纖維化和穿孔.中電壓X線(xiàn)治療時(shí)可發(fā)生皮膚紅斑和潰瘍,應用60鈷裝置和直線(xiàn)加速器產(chǎn)生的能透入深部組織的高能光子,可避免發(fā)生上述皮膚并發(fā)癥.

　　晚期身體和遺傳效應　對體細胞的照射可引起癌(如白血��；甲狀腺,皮膚或骨癌)和白內障,在動(dòng)物模型中可見(jiàn)非特異性的壽命縮短.用X線(xiàn)治療增殖體和扁桃體增生后20~30年可發(fā)生甲狀腺癌.外照射的生物學(xué)效應似乎比放射性碘的生物學(xué)效應大.

　　對生殖細胞的照射累及基因,突變增加.生殖可使突變持續,進(jìn)而使下一代的遺傳缺陷增多.對某些個(gè)體的觀(guān)察表明10-2/Gy可產(chǎn)生能測到的長(cháng)期遺傳或身體的生物學(xué)效應.