电离辐射对淋巴细胞的效应

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第790页（3944字）

机体遭受电离辐射作用后引起免疫功能降低，严重时可并发感染导致死亡。

淋巴细胞是免疫系统中最重要的也是对电离辐射高度敏感的细胞，它可以反映辐射损伤时机体免疫和造血功能的异常，而且容易采自活体。因此，淋巴细胞的变化可作为早期判断受照剂量的客观而灵敏的指标，并可据此随时观察病情。早期的临床和实验研究工作是关于电离辐射对整群淋巴细胞的数量和形态的影响。急性放射病时，外周血中淋巴细胞数辐照后迅速下降，并持续减少，可以根据其数量变化判断伤情。

例如根据外周血淋巴细胞绝对值估算受照剂量：当600个／mm³时推算剂量为4～6Gy；300个／mm³则剂量超过6Gy。淋巴细胞存活率以及集落形成均随辐射剂量增加而减少，并显示含有两个辐射敏感性不同的亚群。

花环试验观察淋巴细胞表面膜受体的辐射效应，还有研究浆膜表面电荷和细胞膜的通透性，认为淋巴细胞膜是辐射的敏感靶子。电子显微镜观察淋巴细胞核的分叶和空泡，胞浆自溶。辐射对淋巴细胞增生动力学的影响：淋巴细胞的染色体畸变作为粗估受照剂量的“生物剂量计”，后来还应用分带技术、姐妹染色单体互换和早期染色体凝聚等指标研究辐射效应。

1983年，阿克亚马(M．Akiyama)对原子弹爆炸后的幸存者外周血淋巴细胞的变化做了大量观察，在接受2Gy照射后植物血凝素(PHA)诱导的外周血淋巴细胞转化的百分数降低随年龄增加而更加明显，因为部分淋巴细胞是长寿命的，因而其辐射效应是持续的，癌的发生率高，而且易于感染。关于B淋巴细胞的辐射效应：对抗体的生成研究较多，有实验资料提示，照后12～72h给予抗原时，严重地抑制抗体生成，如在照前给予抗原，则免疫活性细胞已受到激活，辐射的影响就小，从而得出免疫活性细胞的敏感性顺序是：潜在性免疫活性细胞＞激活免疫活性细胞＞成熟效应细胞。

淋巴细胞也是一个很好的模型，可提供研究各种射线的效应及其相对生物效应。

苏燎原曾用³H－胸腺嘧啶核苷掺入PHA激活的T淋巴细胞的指标测定快中子和⁶⁰Coγ线的相对生物效应为1．98，与其他作者研究结果近似。1986年，衣德华(A．A．Edwards)比较了质子和氦－3离子对人淋巴细胞染色体畸变的相对生物效应。亦有用淋巴母细胞株的遗传性作为研究辐射敏感性的模型的。

许多人是应用各种丝裂原激活不同的淋巴细胞群体，进而研究其辐射效应的。

PHA激活T淋巴细胞，必须指出PHA能提高淋巴细胞辐射抗性。1984年卧德斯(G．M．Woods)认为，可能与其激活后DNA聚合酶和连接酶活性增加，修复断裂的DNA及染色体功能增强等有关。

其他丝裂原亦有类似作用。刀豆球蛋白(ConA)激活CD₈细胞，亦有认为它可激活CD₄细胞。

美洲商陆(PWM)激活CD₄细胞和B淋巴细胞，使之产生免疫球蛋白。脂多糖(LPS)激活B淋巴细胞，许多作者认为它只激活脾脏B淋巴细胞。苏燎原成功地用LPS激活人血B淋巴细胞，察觉⁶⁰Coγ线1～40Gy作用后，PWM激活的人血淋巴细胞转化受到显着抑制，并失去辅助B淋巴细胞转化的作用，LPS激活的B淋巴细胞受相同剂量照射则变化不明显。肿瘤病人接受一个疗程的⁶⁰Coγ线治疗后亦有类似变化。

ConA激活的淋巴细胞受照后的变化和PWM激活的细胞类似。⁶⁰Coγ治疗后的肿瘤病人被PHA激活的T淋巴细胞转化明显受抑制，而B淋巴细胞转化却显着增强，后者可能由于T抑制细胞受抑。实验结果反映了人血T淋巴细胞比B淋巴细胞的辐射敏感性高。在细胞集落生成的实验中，表明ConA细胞比LPS细胞的辐射敏感性高。但有些学者认为B淋巴细胞比T淋巴细胞敏感。

淋巴细胞中含有各种不同的亚群，互相调节和制约。苏燎原应用淋巴细胞单克隆抗体的盘尼法或亲和层析法分离CD₄、CD₈、B淋巴细胞和非CD₄细胞等，并结合应用各种丝裂原激活，然后用³H－TdR掺入探讨其相互调节及辐射效应，进一步察觉PWM除了激活CD₄和B细胞外，还能激活非CD₄细胞与T细胞。CD₄与B细胞在PWM作用下其DNA合成均有协同作用，其中一种细胞受10Gy⁶⁰Coγ线照射后，协同作用即消失，ConA CD₈细胞比ConA CD₄细胞敏感性高。但PHA CD₄细胞和PHA CD₈细胞敏感性无明显差别。

CD₄、CD₈和B淋巴细胞受0．1Gy照后，结合各自单抗的能力均非常显着地降低，CD₈、B细胞变化比CD₄细胞更敏感，有学者认为淋巴细胞结合单抗能力下降与细胞接受器的基因缺失有关。

1991年，模勒(W．U．Muller)认为淋巴细胞染色体的辐射效应仍然是估算接受辐射剂量的生物指示计的重要指征。非对称性染色体畸变是敏感的生物效应指标。

早期染色体凝聚的变化可以快速反映辐射效应，不需要等待淋巴细胞分裂。利用松胞素B技术产生双核细胞，用细胞萤光计检查，辐射导致微核发生率比未经处理的淋巴细胞高几倍。1988年，普洛色(J．S．Prosser)认为如果已知个体在照前的微核率，则0．05Gy照射引起的变化可以察觉，否则只能判定0．1Gy的辐射损伤。有些作者认为淋巴细胞微核是由发生畸变的染色体部分于胞质中在不同状态、不同条件下融合的结果；还认为与染色体畸变有高度密切相关性。

另外还认为不是全部染色体断裂都能形成微核，有些断片经几次分裂仍保留在胞核内，有些微核在几次分裂后仍不丢失。部分微核可能是由整条染色体而不是断片形成的。

然而，如果全部染色体断裂都能形成微核，染色体畸变率有可能接近微核率的上限值。

从分子水平研究淋巴细胞的辐射效应有很大进展。

苏燎原的实验提资料提示，PHA、ConA和PWM激活的3种淋巴细胞受1～30Gy照后，DNA单链断裂与辐射剂量呈线性关系，三者无显着差异。但受15Gy照后，以PWM细胞30分钟的重接修复率最高。此外，用流量细胞计分析，辐射损伤后淋巴细胞基因突变的发生率提高。1990年，塔其巴拿(A．Tachibana)用Southern印迹方法发现HPRT的基因缺失，电离辐射引起大量突变，紫外线导致特征性点突变，点突变可以表现在碱基对的错误转换。

1991年，质夫托夫斯基(B．D．Zhivotovsky)发现辐射损伤淋巴细胞的过程中出现某些基因组激活的产物才能导致细胞死亡。辐射引起不规则DNA降解，核内出现DNA碎片，增加外膜的通透性，亦有用凝胶电泳检测DNA双链断裂的。

低剂量电离辐射导致的适应性效应引起人们的重视，如1991年沃尔夫(S．Wolff)发现淋巴细胞受0．02Gy X线照射后再受氡作用，其染色体缺失相当于单独受氡作用的一半。

淋巴细胞各个亚群的辐射敏感性不同，了解哪一亚群细胞对辐射最敏感，从而影响其他亚群或对免疫系统产生效应，这是深入研究淋巴细胞辐射效应的一个重要方面。

单克隆抗体问世，为医学研究揭开了新的一页，为深入研究淋巴细胞亚群提供了条件。各淋巴细胞亚群的功能及其相互调节是值得探讨的问题。

低剂量电离辐射的刺激效应，表现在延长寿命、刺激生长、促进DNA修复、减少染色体损伤、降低癌的发病率等，这些已逐渐被人们所证实，一个可能的重要机制是通过免疫系统介导了这些效应，而淋巴细胞是免疫系统中最重要的细胞，因此研究低剂量电离辐射对淋巴细胞的效应对阐明辐射刺激效应的机制是非常重要的。有些学者研究了各种病人的淋巴细胞的辐射敏感性与正常人相比可帮助了解疾病时免疫方面存在的缺陷，有助于阐明发病机制，辐射敏感性高则肿瘤的发病率高。研究辐射对淋巴细胞的效应还可帮助制定辐射治疗某些白血病的方案。

。【参考文献】：

1 Akiyama M，et al．Radiat Res，1983，93∶572～580

2 刘树铮，主编．医学放射生物学．北京：原子能出版社，1986．165

3 苏燎原，等．苏州医学院学报，1987，7(1)∶17～20

4 苏燎原，等．辐射研究与辐射工艺学报，1988，6(3)∶29～33

5 苏燎原．辐射研究与辐射工艺学报，1988，6(3)∶1～5

6 Prosser J S，et al．Mutat Res，1988，199∶37～45

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8 Tachibana A,et al. MutatRes,1990,230:159～160

9 MullerWU,et al. Int J Radiat Biol, 1991,59(4) :863～873

10 Zhivotovsky B D, et al. Radiat Res, Toronto: Academic Press,1991,1:216

(苏州医学院博士生导师苏燎原教授撰)