毛发辐射生物剂量计的研究与应用
作者：陈铁河 鲁永杰 朱炳钗
单位：(海军医学研究所,上海 200433)
关键词：生物剂量计；毛发；电离辐射；剂量估算
海军医学杂志000235 摘要 辐射生物剂量计在核事故受害者受照剂量估算及辐射效 应研究中具有重要的应用价值。比较成熟的辐射生物剂量计有染色体畸变率、微核率、GPA 突变率等,毛发则是正在研究的新一代辐射生物剂量计。此文主要概述了毛发的生物学特性 、毛发辐射生物剂量计的研究指标及其应用,并对主要指标进行了比较,指出了它们所适用的 剂量范围、最佳分析时间等重要参数。
中图分类号 TL818.5；R144.1 文献标 识码 A 文章编号 1009-0754(2000)02-0170-03
辐射生物剂量计的研究已有近四十年的历史,曾被筛选过的研究指标有近百种，但是经 实践检验证实有实用价值者却不过4～5种。理想的辐射生物剂量计应具备下列功能:(1)能对 电离辐射作用产生应答效应,而且具有良好的量-效关系;(2)能将效应记忆较长时间;(3)效应 内容易被定量检测;(4)取样方便,并易被受检者接受。由于人体是一个多系统、多层次 、多功能、不断更新的动态平衡体系,因此具有极强的应急修复功能;此外,人类在漫长的进 化过 程中产生了广泛的遗传变异,使个体之间的差异非常明显。就辐射损伤而言,相应的组织细胞 可表现出清除、代偿、转移、放大、丢失、修复等多种反应,从而使辐射生物效应形式多样, 效应量多变,缺乏专一性和稳定性[1～7]，所以迄今尚未建立一种十分理想的辐 射生物剂量计。毛发辐射生物剂量计是辐射生物剂量计的一种,与其它辐射生物剂量计相比, 虽然其研究起步较晚,但是由于毛发自身独特的生物学特性,使它作为辐射生物剂量计具有许 多优点,如毛发根部代谢旺盛,对辐射高度敏感;毛干成份稳定,对辐射的记忆性强;毛发分布 范围广,可反映全身的受照剂量分布情况等等。所以,毛发辐射生物剂量计的研究和应用具 有广阔的前景。Potten及其同事分别对毛发髓质细胞、皮质细胞、毛囊细胞等成份的变化与 辐射剂量之间的关系进行了研究,发现毛发成份的变化能够较好地反映辐射剂量。国内相关 研究较少,我们在Potten研究的基础上,对毛根细胞DNA断裂与辐射剂量之间的关系进行了探 讨,结果也证实毛发作为辐射生物剂量计具有极大的潜在可能性。本文仅对Potten等人以 及我们自己所做的相关工作,做一简要的概述。
, 百拇医药
1 毛发的基本生物学特性
毛发是人体皮肤的附属部分,生长于表皮凹陷处(即毛囊),是皮肤细胞定向分化的一种终末形 式 。毛发的颜色、粗细和分布依种族、性别、年龄、以及身体的部位而异。人体表面几乎到处 都长有毛发(除手足掌外),但是疏密程度不同。成人皮肤约有五百万个毛囊,约五分之一分布 在 头部,但实际上仅约十分之一的头皮毛囊最终能生长出头发,因此一个人约有十万根头发。年 轻人头皮毛囊密度较大,约600～900个/cm2,随年龄的增大密度逐渐减小。腹肢部毛囊密 度较低,约40～100个/cm2。不同体位的毛发其生长期和休止期的长短也不相同。人头发 的生长期可持续几年,休止期平均仅有3个月。毛发的生长与季节有关,春夏两季生长较快。 正常情况下,人的头发约有80%～90%处于生长状态,每天生长约0.34～0.38 mm,其它部位的毛 发 每天生长约0.16～0.40 mm。毛囊胚基细胞是机体内分裂最旺盛的细胞之一,并能多向分化形 成毛发的不同成分。人毛囊细胞的分裂周期约39h[8]。
, 百拇医药
毛发分为毛干和毛根两部分,由内向外依次为髓质、皮质、毛小皮及内外根鞘。毛发的中轴 部分为髓质,染色较淡,由2～3列立方形细胞组成,内含少量黑色素颗粒,核呈退化状态。皮质 为毛发的主要部分,由数层梭状角化细胞组成,核呈线状,细胞内外分布有黑色素颗粒。年老 时黑色素颗粒减少,出现白发,细胞间有空气存在时毛发呈灰白色。毛小皮由一层无规则的角 化扁平细胞构成,无胞核,状如覆瓦。毛根球部各层细胞形态完整,但随着毛根的生长和不断 向外移出,细胞逐渐退化,形态消失,最终形成毛干。
毛根部的组成与皮肤相似,毛干则主要由纤维状的角蛋白组成,其肽链几乎全部呈α-螺旋结 构,α-螺旋肽链以3×37×n的形式构成毛干。由于α-角蛋白含大量苯丙氨酸、异亮氨 酸、 缬氨酸、蛋氨酸、丙氨酸等疏水氨基酸,且疏水侧链暴露于螺旋肽链表面,故毛发极难溶于水 。
2 毛发辐射生物剂量计的研究指标
毛发辐射生物剂量计最早观察的指标是毛发中微量元素的含量。实验发现,虽然毛发受电离 辐射作用后某些元素含量有改变,但剂量-效应关系不佳。后来有人观察了毛发电子自旋 共振(ESR)与电离辐射作用的关系,发现毛发本身的ESR信号较强,照射剂量必需达到100 Gy以 上,才能获得大于本底水平的信号,所以也无法用作辐射生物剂量计。
, 百拇医药
Potten认为电离辐射作用会导致毛囊细胞受损,增殖速度降低,影响毛根的正常生长,最终导 致毛发髓质细胞、皮质细胞以及毛干的异常。他以小鼠为研究对象,观察了小鼠毛发宽度与 电离辐射作用的关系,发现在1.5～6 Gy剂量范围内,照后12～14 d,毛发宽度随剂量增加呈线 性 减小,递减系数大约为5%～8%/Gy[9]。根据毛发宽度改变来估算受照剂量虽具有一 定的实用价值,但不能用于辐射早期或小剂量辐射(<1.5 Gy)的剂量估算。
Potten还发现小鼠经整体照射后5～12 h,背部毛囊细胞经HE染色可见凋亡小体出现,凋亡小 体的数量随受照剂量的增加而增多,发生率约为2.92个凋亡小体/Gy/毛囊切片,凋亡小 体的自发 率仅为0.13±0.06个/毛囊切片。辐照后,不仅凋亡小体总量增加,而且单位凋亡细胞形成 的 凋亡小体的数量也相应增加。对照组每个凋亡细胞平均形成1.37个凋亡小体,而受照组 每个 凋亡细胞平均可形成1.8～2.0个凋亡小体。细胞凋亡的最大值出现在照后12 h。在0.5 ～5.0 G y剂量范围内,单位毛囊切片的凋亡小体数量与受照剂量之间存在线性关系[9]。
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细胞凋亡是毛发细胞退化消失的主要途径,但是经电离辐射作用后,毛发细胞凋亡速度和数量 增大,并使正常的细胞增殖受阻,结果导致毛发细胞数量减少。实验表明,在2.0～5.0 Gy剂量 范围内,7～8周龄小鼠受电离辐射后,毛髓细胞数量与受照剂量成负相关[8]。 毛髓 细胞数量的最低值出现在照后第3天,毛髓细胞凋亡小体及微核率此时也达到最大值(每个细 胞约为0.06个/Gy),而且在0.5～3.0 Gy范围内存在剂量-效应关系。
此外,毛髓细胞数量变化与中子照射剂量之间也存在一定的相关性,而且中子照射后毛髓细胞 数量最低值仍出现在照后第3天。但是中子的相对生物效应(RBE)较强,剂量-效应范围较 窄(0～2.0 Gy)[10]。
Potten(1993)还对小鼠(7～8周)毛发皮质细胞数量的变化情况进行了观察,结果发现对照组 小鼠毛发在一个聚焦平面上(140 μm)皮质细胞核的数量平均为27.4±1.6,分布范围为 1 5～45个,但多数集中在20～34个之间。新生毛第10天经2.0 Gy γ-线照射后第3天，皮 质细胞数量 减少到最低值,此后逐渐恢复正常。皮质细胞数量在一定剂量范围内(1～4.0 Gy)随受照 剂量 增加而降低,超过4.0 Gy后出现效应饱和现象[11]。与髓质细胞计数相比,皮质细 胞的剂量-效应曲线斜率的绝对值更大。
, 百拇医药
除上述指标外,还有人观察了毛根细胞的染色体畸变、微核率及UDS等,也得到了有参考价 值的结果。但由于分析技术或样品量的限制,使得这些观察指标与实际应用还存在一定的距 离[12]。
我们近两年对毛发辐射生物剂量计也作了一些探讨,研究的指标有毛发膨胀率、毛根细胞DNA 断裂RPS分析、毛根凋亡细胞荧光染色、毛根单细胞电泳等。实验结果显示，毛发膨胀率有 希 望适用于核事故超大剂量受照者的早期剂量估算,DNA断裂RPS分析则可能适用于0～10 Gy剂 量 范围受照者的早期剂量估算。但是,这些指标要达到实际应用的程度,还有许多工作要完成, 如对分析技术的进一步优化,以及剂量-效应标准曲线的绘制等。表1、2是我们采用随 机引物合成分析(RPSA)检测毛根细胞DNA断裂的部分实验结果。
表1 照后0.5 h毛根细胞DNA断裂 组别
照射剂量(Gy)
, 百拇医药
RPSA(cpm)
1
0
184±13
2
2.0
1 267±114
3
4.0
2 320±141
4
6.0
3 201±108
, 百拇医药
表2 4.0 Gy照后不同时间毛发细胞DNA断裂 组别
照后时间(h)
RPSA(cpm)
1
0.5
2 357±273
2
3.0
2 400±101
3
8.0
4 242±230
, 百拇医药
3 毛发剂量计的应用与展望
毛发作为辐射生物剂量计研究对象具有许多独特的优点[8～11，13]:(1)分布 范围广,可多点取样,能准确判断身体各部位的剂量分布;(2)取样几乎无痛苦、无创伤,易被 受检者接受;(3)辐射损伤的位置固定性强,受损成份不被稀释和转移,能真实反映辐射效应;( 4)毛根细胞增殖快,对电离辐射作用敏感性较高;(5)不同指标适当组合使用,不仅可估算的受 照剂量范围较大(约0～50 Gy),而且可用于照后不同时间的剂量估算;(6)毛发辐射生物剂量 计 除能估算γ-线照射外,对中子照射也能在一定剂量范围内显示相关性效应量。但是毛发作为 分析样品也有它的局限性,如个体间差异较大,样品量小等。
关于毛发辐射生物剂量计测量指标的选择和应用,不仅要考虑受照剂量、照后分析时间,还应 兼顾受检对象的种类。例如,人的毛发多数缺乏髓质,故不宜用作毛发髓质细胞计数样品; 小鼠毛发多数较细,其膨胀量有限,膨胀率分析用于小鼠试验就不太合适,等等。所以，根据 各自的不同目的，应选择不同的观察指标(表3)。
, 百拇医药
表3 毛发辐射生物剂量计不同指标的特性 分析指标
技术类型
适应剂量(Gy)
照后分析时间(d)
凋亡小体
组织学
0.5～5.0
0.5
髓质细胞计数
组织学
2.0～5.0
3
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皮质细胞计数
组织学
1.0～4.0
3
毛干宽度
物理学
1.5～6.0
10～30
毛干膨胀率
物理学
10～?
0～?
DNA断裂率
, 百拇医药
化 学
0～10
0～?
细胞凋亡率
细胞学
0.5～?
0.5～?
毛囊胚基区细胞分裂旺盛,是生发中心,对辐射作用极为敏感,用组织学方法观察其辐射 效应,灵敏度较高,但拔毛取样时不能将其带出,只能通过创伤性取样才能获得,所以用此作为 检测样品不够方便。皮质细胞和髓质细胞计数虽可通过拔毛取样获得,但灵敏度较低,这一矛 盾若能得到合理解决,将有利于进一步提高毛发辐射生物剂量计的适用价值。
总之,毛发作为辐射生物剂量计的研究对象具有很多优点,尤其在早期辐射生物剂量估算方面 更具优势,值得进一步深入研究。随着各种分析检测新技术的不断涌现,如果能及时将其引入 辐射生物剂量计的研究中,那么,毛发辐射生物剂量计就有可能成为估算早期辐射生物剂量理 想的剂量计。 参考文献
, http://www.100md.com
1，陈铁河.辐射生物剂量计的研究进展和发展趋势.海军军事医学,1998, 19(4):43
2，Durante M, George K, Yang TC. Biological dosimetry by interph ase chromosome painting. Radiation Research, 1996, 145:53
3，William LB, Jensen RH, Tooms V et al. Biodosimetry of c hernobyl cleanu p workers from Estnia and Latvia using the glycophorin： a in vivo somatic cell mutation assay. Radiation Research, 1997, 147:215
4，Loon AA, Groenendijk RH, Timmerman AJ et al. Quantitati ve detection of DNA damage in cells after exposure to ionizing radiation by means of an improve d immunochemical assay. Mutation Research, 1992,274:19
, 百拇医药
5，李 进(编译).辐射生物剂量计.国外医学-放射医学核医学分册,1995, 19:276
6，Basnakian AG and James SJ. A rapid and sensitive assay for the detec tion of DNA fragmentation during early phase of apoptosis. Nucleic Acids Resea rch, 1994, 22:2714
7，Gong JP, Traganos F, Darzynkiewicz Z. A sensitive procedure for DNA extraction from apoptotic cells applicable for gel electrophoresis and flow cyt ometry. Analytical Biochemistry, 1994, 218:314
, 百拇医药
8，Potten CS, Gang L, Taylor P. Hair medullary cell counts: a sample a nd sensitive indicator of radiation exposure. Int J Radiat Biol, 1990, 57(1):13
9，Potten CS. Cell death (apoptosis) in hair follicles and consequent cha nges in the width of hair after irradiation of growing follicles. Int J Radiat B iol, 1985, 48(3):349
10，Potten CS. Hair medullary cell counts following low-dose-r ate γ -and high energy neutron irradiation. Int J Radiat Biol, 1993, 63(1):97
, 百拇医药
11，Potten CS. Hair cortical cell counts (HCCC), a new sensitive i n vivo assay with possible applications for biological dosimetry. Int J Radiat Biol, 19 93, 63(1):91
12，Yvette HM Van Erp, Marion Je Koopmans, Petra R et al. Unscheduled DN A synthesis in human hair follicles after in vitro exposure to 11 chemicals comp arison with unscheduled DNA synthesis in rat hepatocytes. Mutation Research, 1992, 271:201
13，刘旭平，王知权.毛发细胞计数作为辐射生物剂量计的可行性.国外医学.放射医 学核医学分册，1994， 18(6)：254
(收稿：1999-08-22), http://www.100md.com
单位：(海军医学研究所,上海 200433)
关键词：生物剂量计；毛发；电离辐射；剂量估算
海军医学杂志000235 摘要 辐射生物剂量计在核事故受害者受照剂量估算及辐射效 应研究中具有重要的应用价值。比较成熟的辐射生物剂量计有染色体畸变率、微核率、GPA 突变率等,毛发则是正在研究的新一代辐射生物剂量计。此文主要概述了毛发的生物学特性 、毛发辐射生物剂量计的研究指标及其应用,并对主要指标进行了比较,指出了它们所适用的 剂量范围、最佳分析时间等重要参数。
中图分类号 TL818.5；R144.1 文献标 识码 A 文章编号 1009-0754(2000)02-0170-03
辐射生物剂量计的研究已有近四十年的历史,曾被筛选过的研究指标有近百种，但是经 实践检验证实有实用价值者却不过4～5种。理想的辐射生物剂量计应具备下列功能:(1)能对 电离辐射作用产生应答效应,而且具有良好的量-效关系;(2)能将效应记忆较长时间;(3)效应 内容易被定量检测;(4)取样方便,并易被受检者接受。由于人体是一个多系统、多层次 、多功能、不断更新的动态平衡体系,因此具有极强的应急修复功能;此外,人类在漫长的进 化过 程中产生了广泛的遗传变异,使个体之间的差异非常明显。就辐射损伤而言,相应的组织细胞 可表现出清除、代偿、转移、放大、丢失、修复等多种反应,从而使辐射生物效应形式多样, 效应量多变,缺乏专一性和稳定性[1～7]，所以迄今尚未建立一种十分理想的辐 射生物剂量计。毛发辐射生物剂量计是辐射生物剂量计的一种,与其它辐射生物剂量计相比, 虽然其研究起步较晚,但是由于毛发自身独特的生物学特性,使它作为辐射生物剂量计具有许 多优点,如毛发根部代谢旺盛,对辐射高度敏感;毛干成份稳定,对辐射的记忆性强;毛发分布 范围广,可反映全身的受照剂量分布情况等等。所以,毛发辐射生物剂量计的研究和应用具 有广阔的前景。Potten及其同事分别对毛发髓质细胞、皮质细胞、毛囊细胞等成份的变化与 辐射剂量之间的关系进行了研究,发现毛发成份的变化能够较好地反映辐射剂量。国内相关 研究较少,我们在Potten研究的基础上,对毛根细胞DNA断裂与辐射剂量之间的关系进行了探 讨,结果也证实毛发作为辐射生物剂量计具有极大的潜在可能性。本文仅对Potten等人以 及我们自己所做的相关工作,做一简要的概述。
, 百拇医药
1 毛发的基本生物学特性
毛发是人体皮肤的附属部分,生长于表皮凹陷处(即毛囊),是皮肤细胞定向分化的一种终末形 式 。毛发的颜色、粗细和分布依种族、性别、年龄、以及身体的部位而异。人体表面几乎到处 都长有毛发(除手足掌外),但是疏密程度不同。成人皮肤约有五百万个毛囊,约五分之一分布 在 头部,但实际上仅约十分之一的头皮毛囊最终能生长出头发,因此一个人约有十万根头发。年 轻人头皮毛囊密度较大,约600～900个/cm2,随年龄的增大密度逐渐减小。腹肢部毛囊密 度较低,约40～100个/cm2。不同体位的毛发其生长期和休止期的长短也不相同。人头发 的生长期可持续几年,休止期平均仅有3个月。毛发的生长与季节有关,春夏两季生长较快。 正常情况下,人的头发约有80%～90%处于生长状态,每天生长约0.34～0.38 mm,其它部位的毛 发 每天生长约0.16～0.40 mm。毛囊胚基细胞是机体内分裂最旺盛的细胞之一,并能多向分化形 成毛发的不同成分。人毛囊细胞的分裂周期约39h[8]。
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毛发分为毛干和毛根两部分,由内向外依次为髓质、皮质、毛小皮及内外根鞘。毛发的中轴 部分为髓质,染色较淡,由2～3列立方形细胞组成,内含少量黑色素颗粒,核呈退化状态。皮质 为毛发的主要部分,由数层梭状角化细胞组成,核呈线状,细胞内外分布有黑色素颗粒。年老 时黑色素颗粒减少,出现白发,细胞间有空气存在时毛发呈灰白色。毛小皮由一层无规则的角 化扁平细胞构成,无胞核,状如覆瓦。毛根球部各层细胞形态完整,但随着毛根的生长和不断 向外移出,细胞逐渐退化,形态消失,最终形成毛干。
毛根部的组成与皮肤相似,毛干则主要由纤维状的角蛋白组成,其肽链几乎全部呈α-螺旋结 构,α-螺旋肽链以3×37×n的形式构成毛干。由于α-角蛋白含大量苯丙氨酸、异亮氨 酸、 缬氨酸、蛋氨酸、丙氨酸等疏水氨基酸,且疏水侧链暴露于螺旋肽链表面,故毛发极难溶于水 。
2 毛发辐射生物剂量计的研究指标
毛发辐射生物剂量计最早观察的指标是毛发中微量元素的含量。实验发现,虽然毛发受电离 辐射作用后某些元素含量有改变,但剂量-效应关系不佳。后来有人观察了毛发电子自旋 共振(ESR)与电离辐射作用的关系,发现毛发本身的ESR信号较强,照射剂量必需达到100 Gy以 上,才能获得大于本底水平的信号,所以也无法用作辐射生物剂量计。
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Potten认为电离辐射作用会导致毛囊细胞受损,增殖速度降低,影响毛根的正常生长,最终导 致毛发髓质细胞、皮质细胞以及毛干的异常。他以小鼠为研究对象,观察了小鼠毛发宽度与 电离辐射作用的关系,发现在1.5～6 Gy剂量范围内,照后12～14 d,毛发宽度随剂量增加呈线 性 减小,递减系数大约为5%～8%/Gy[9]。根据毛发宽度改变来估算受照剂量虽具有一 定的实用价值,但不能用于辐射早期或小剂量辐射(<1.5 Gy)的剂量估算。
Potten还发现小鼠经整体照射后5～12 h,背部毛囊细胞经HE染色可见凋亡小体出现,凋亡小 体的数量随受照剂量的增加而增多,发生率约为2.92个凋亡小体/Gy/毛囊切片,凋亡小 体的自发 率仅为0.13±0.06个/毛囊切片。辐照后,不仅凋亡小体总量增加,而且单位凋亡细胞形成 的 凋亡小体的数量也相应增加。对照组每个凋亡细胞平均形成1.37个凋亡小体,而受照组 每个 凋亡细胞平均可形成1.8～2.0个凋亡小体。细胞凋亡的最大值出现在照后12 h。在0.5 ～5.0 G y剂量范围内,单位毛囊切片的凋亡小体数量与受照剂量之间存在线性关系[9]。
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细胞凋亡是毛发细胞退化消失的主要途径,但是经电离辐射作用后,毛发细胞凋亡速度和数量 增大,并使正常的细胞增殖受阻,结果导致毛发细胞数量减少。实验表明,在2.0～5.0 Gy剂量 范围内,7～8周龄小鼠受电离辐射后,毛髓细胞数量与受照剂量成负相关[8]。 毛髓 细胞数量的最低值出现在照后第3天,毛髓细胞凋亡小体及微核率此时也达到最大值(每个细 胞约为0.06个/Gy),而且在0.5～3.0 Gy范围内存在剂量-效应关系。
此外,毛髓细胞数量变化与中子照射剂量之间也存在一定的相关性,而且中子照射后毛髓细胞 数量最低值仍出现在照后第3天。但是中子的相对生物效应(RBE)较强,剂量-效应范围较 窄(0～2.0 Gy)[10]。
Potten(1993)还对小鼠(7～8周)毛发皮质细胞数量的变化情况进行了观察,结果发现对照组 小鼠毛发在一个聚焦平面上(140 μm)皮质细胞核的数量平均为27.4±1.6,分布范围为 1 5～45个,但多数集中在20～34个之间。新生毛第10天经2.0 Gy γ-线照射后第3天，皮 质细胞数量 减少到最低值,此后逐渐恢复正常。皮质细胞数量在一定剂量范围内(1～4.0 Gy)随受照 剂量 增加而降低,超过4.0 Gy后出现效应饱和现象[11]。与髓质细胞计数相比,皮质细 胞的剂量-效应曲线斜率的绝对值更大。
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除上述指标外,还有人观察了毛根细胞的染色体畸变、微核率及UDS等,也得到了有参考价 值的结果。但由于分析技术或样品量的限制,使得这些观察指标与实际应用还存在一定的距 离[12]。
我们近两年对毛发辐射生物剂量计也作了一些探讨,研究的指标有毛发膨胀率、毛根细胞DNA 断裂RPS分析、毛根凋亡细胞荧光染色、毛根单细胞电泳等。实验结果显示，毛发膨胀率有 希 望适用于核事故超大剂量受照者的早期剂量估算,DNA断裂RPS分析则可能适用于0～10 Gy剂 量 范围受照者的早期剂量估算。但是,这些指标要达到实际应用的程度,还有许多工作要完成, 如对分析技术的进一步优化,以及剂量-效应标准曲线的绘制等。表1、2是我们采用随 机引物合成分析(RPSA)检测毛根细胞DNA断裂的部分实验结果。
表1 照后0.5 h毛根细胞DNA断裂 组别
照射剂量(Gy)
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RPSA(cpm)
1
0
184±13
2
2.0
1 267±114
3
4.0
2 320±141
4
6.0
3 201±108
, 百拇医药
表2 4.0 Gy照后不同时间毛发细胞DNA断裂 组别
照后时间(h)
RPSA(cpm)
1
0.5
2 357±273
2
3.0
2 400±101
3
8.0
4 242±230
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3 毛发剂量计的应用与展望
毛发作为辐射生物剂量计研究对象具有许多独特的优点[8～11，13]:(1)分布 范围广,可多点取样,能准确判断身体各部位的剂量分布;(2)取样几乎无痛苦、无创伤,易被 受检者接受;(3)辐射损伤的位置固定性强,受损成份不被稀释和转移,能真实反映辐射效应;( 4)毛根细胞增殖快,对电离辐射作用敏感性较高;(5)不同指标适当组合使用,不仅可估算的受 照剂量范围较大(约0～50 Gy),而且可用于照后不同时间的剂量估算;(6)毛发辐射生物剂量 计 除能估算γ-线照射外,对中子照射也能在一定剂量范围内显示相关性效应量。但是毛发作为 分析样品也有它的局限性,如个体间差异较大,样品量小等。
关于毛发辐射生物剂量计测量指标的选择和应用,不仅要考虑受照剂量、照后分析时间,还应 兼顾受检对象的种类。例如,人的毛发多数缺乏髓质,故不宜用作毛发髓质细胞计数样品; 小鼠毛发多数较细,其膨胀量有限,膨胀率分析用于小鼠试验就不太合适,等等。所以，根据 各自的不同目的，应选择不同的观察指标(表3)。
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表3 毛发辐射生物剂量计不同指标的特性 分析指标
技术类型
适应剂量(Gy)
照后分析时间(d)
凋亡小体
组织学
0.5～5.0
0.5
髓质细胞计数
组织学
2.0～5.0
3
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皮质细胞计数
组织学
1.0～4.0
3
毛干宽度
物理学
1.5～6.0
10～30
毛干膨胀率
物理学
10～?
0～?
DNA断裂率
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化 学
0～10
0～?
细胞凋亡率
细胞学
0.5～?
0.5～?
毛囊胚基区细胞分裂旺盛,是生发中心,对辐射作用极为敏感,用组织学方法观察其辐射 效应,灵敏度较高,但拔毛取样时不能将其带出,只能通过创伤性取样才能获得,所以用此作为 检测样品不够方便。皮质细胞和髓质细胞计数虽可通过拔毛取样获得,但灵敏度较低,这一矛 盾若能得到合理解决,将有利于进一步提高毛发辐射生物剂量计的适用价值。
总之,毛发作为辐射生物剂量计的研究对象具有很多优点,尤其在早期辐射生物剂量估算方面 更具优势,值得进一步深入研究。随着各种分析检测新技术的不断涌现,如果能及时将其引入 辐射生物剂量计的研究中,那么,毛发辐射生物剂量计就有可能成为估算早期辐射生物剂量理 想的剂量计。 参考文献
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1，陈铁河.辐射生物剂量计的研究进展和发展趋势.海军军事医学,1998, 19(4):43
2，Durante M, George K, Yang TC. Biological dosimetry by interph ase chromosome painting. Radiation Research, 1996, 145:53
3，William LB, Jensen RH, Tooms V et al. Biodosimetry of c hernobyl cleanu p workers from Estnia and Latvia using the glycophorin： a in vivo somatic cell mutation assay. Radiation Research, 1997, 147:215
4，Loon AA, Groenendijk RH, Timmerman AJ et al. Quantitati ve detection of DNA damage in cells after exposure to ionizing radiation by means of an improve d immunochemical assay. Mutation Research, 1992,274:19
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(收稿：1999-08-22), http://www.100md.com