快中子照射离体血建立淋巴细胞微核的剂量效应曲线
作者：白玉书 黄绮龙 关树荣 马剑锋
单位：100088 北京，卫生部工业卫生实验所
关键词：
中华放射医学与防护杂志980515 十年来，国内外学者们用CB微核法研究了各种辐射类型诱发微核的剂量效应关系和影响因素，并建立了多条剂量效应曲线[1～4]。国内学者已报道多例用CB法估算生物剂量的结果[5～7]。本研究目的是用快中子照射离体血建立淋巴细胞微核的剂量效应曲线，以备用于中子事故受照者的剂量估算。
1 材料和方法
1.1 血样和照射：取2名健康成人静脉血各20 ml，肝素抗凝，混匀，将每份血样分别注入灭菌的7只有机玻璃管内，1管作对照，其余6管照射，吸收剂量分别为0.1，0.5，1.0，2.5，3.5和5.0Gy。照射剂量由清华大学核能技术研究所提供，其条件是反应堆功率为25 kV，中子：γ射线为70∶1.5，中子平均能量为2.14 MeV，吸收剂量率为0.501 Gy/min。
, 百拇医药
1.2 培养、制片和观察同参考文献[4]。
1.3 统计分析方法：根据WHO(1973)[8]提出的4种数学模式进行剂量效应曲线拟合，并做回归系数显著性和拟合度检验，选出最佳回归方程式。同时，对微核在细胞间的分布进行泊松分布的u检验。
2 结果
2.1 2.14MeV快中子照射离体人血诱发的微核率：实验共观察了24 930个双核淋巴细胞。将统计结果列于表1。从表1可见，照前微核率很低，在正常本底水平，照后微核细胞率和微核率急剧增加，0.1Gy剂量点分别为161.3‰和198.7‰，并随剂量增加而增加，呈正相关。
表1 2.14 MeV快中子诱发微核率 剂量(Gy)
观察细胞(个)
, 百拇医药
微核细胞(个)
微核(个)
微核细胞率(p±sp,‰)
微核率(p±sp，‰)
0
12000
70
84
5.8±0.7
7.0±0.8
0.1
3000
, 百拇医药
484
596
161.3±6.7
198.7±8.1
0.5
3000
651
837
217.0±7.5
279.0±9.6
1.0
3000
1142
, 百拇医药
1695
380.7±8.9
565.0±13.7
2.5
1530
1050
1891
686.3±11.9
1235.9±28.4
3.5
1500
1120
, 百拇医药 2190
746.7±11.2
1460.0±31.2
5.0
900
757
1611
841.1±12.2
1790.0±44.6
2.2 剂量效应曲线拟合：2.14MeV快中子照射离体血，在0.1～5.0Gy范围内，微核细胞率和微核率剂量效应曲线拟合的最佳数学模式为幂函数(
=kDn)，其回归方程式分别为1=398.3823D0.4629和2=630.3765D0.6096[式中1为微核细胞率(‰)，为微核率(‰)，D为剂量(Gy)]。
, 百拇医药
2.3 微核在细胞间分布的u检验：将检验结果列于表2。从表2可见，1.0Gy以下照射离体人血诱发的微核在细胞间的分布u值>1.96，σ2/
大于1，表明不符合泊松分布，呈过离散分布。而2.5Gy以上剂量则u值<1.96，σ2/接近于1，表明符合泊松分布。
表2 2.14 MeV快中子照射离体血诱发微核的分布 剂量
(Gy)
观察细胞
(个)
微核
, 百拇医药 (个)
微 核 分 布
u值
σ2/
0
1
2
3
4
5
6
0.1
, 百拇医药
3000
596
2516
393
73
16
1
1
0
10.13
1.26
0.5
3000
, 百拇医药
837
2349
500
119
29
3
0
0
9.94
1.26
1.0
3000
1695
, 百拇医药
1858
747
282
82
22
4
5
13.55
1.35
2.5
1530
1891
480
, http://www.100md.com
496
338
164
37
11
4
1.58
1.06
3.5
1500
2190
380
450
, http://www.100md.com
392
191
60
19
8
0.92
1.03
5.0
900
1611
143
273
237
, 百拇医药
149
80
11
7
-1.63
0.92
3 讨论
3.1 2.14MeV快中子诱发微核的剂量效应关系：将实验结果进行曲线拟合和拟合度检验列于表3。从表3可见，微核细胞率和微核率拟合的数学模式相同，各回归方程式的回归系数显著或非常显著，表明拟合的回归方程式成立。由于直线回归方程(=a+bD)(1)和(5)及纯二次式(=a+cD2)(2)和(6)的a值(代表自发率的截距)都明显高于自发率(本底值)，二次多项式(=a+bD+CD2)(4)和(8)不仅a值高，而且剂量平方项为负值，并拟合度与幂函数(=kDn)接近，因此，在本实验条件下(0.1～5.0Gy)，最优方程为(3)和(7)，即幂函数。一般认为，在低LET辐射照射时，在0.1～5.0Gy范围内微核的剂量效应关系回归方程式多适于二次多项式或幂函数，在高LET辐照时，微核的量效关系多适于直线回归方程式。如果本实验将0.1～2.5Gy范围内进行曲线拟合，则适于直线回归方程式。Vral等[9]研究快中子和γ射线照射离体人血诱发微核的剂量效应关系，结果在0.1～5.0Gy60Coγ射线诱发微核的剂量效应关系曲线回归方程式为二次多项式和幂函数，在0.1～3.0Gy范围内快中子诱发微核的剂量效应回归方程式为直线方程式，与本实验的结果基本一致。可见，电离辐射诱发微核的剂量效应回归方程式不仅受LET的影响，而且也受剂量范围的影响。表3 回归方程式及回归系数显著性和拟合度检验 回归方程式()
, http://www.100md.com
回归系数显著性(P)
拟合度(R2)
(1)=143.0951+161.6852D
P<0.01
0.9093
(2)=247.1408+29.2430D2
P<0.05
0.7126
(3)=398.3823D0.4629
P<0.01
, 百拇医药 0.9790
(4)=69.6354+327.3308D-35.1455D2
P<0.01
0.9843
(5)=145.9598+358.2446D
P<0.01
0.9697
(6)=360.4695+67.2992D2
P<0.01
0.8199
(7)=630.3765D0.6096
, 百拇医药
P<0.01
0.9776
(8)=55.1382+563.1894D-43.4886D2
P<0.01
0.9947
注：(1)～(4)为微核细胞率回归方程，(5)～(8)为微核率回归方程，为微核细胞率(‰)或微核率(‰)，D为吸收剂量(Gy)
3.2 快中子诱发CB微核的频数分布：在低LET辐射均匀照射时，染色体畸变的双着丝粒体(或“双+环”)在细胞间呈泊松分布。在局部或不均匀照射时，则偏离泊松分布。用泊松分布的u检验可以判断是否均匀照射。当均匀照射时，双着丝粒体在细胞间呈泊松分布，即u值<1.96，方差与均值之比(σ2/)接近于1.00，而不均匀照射时，双着丝粒体在细胞间不符合泊松分布，u值>1.96，σ2/不接近1.00，σ2/<1.00时为欠离散分布，σ2/>1.00时为过离散分布。在我们以往工作中，用X和60Co γ线照射离体人血诱发微核在细胞间的分布，部分剂量点不符合泊松分布，呈过离散状态，而部分剂量点则符合泊松分布。本实验在快中子照射条件下，与X和γ射线结果相一致。造成各剂量点微核在细胞间分布不一致的原因有待进一步研究。
, http://www.100md.com
参考文献
1 Fenech M,Morley AA.Measurement of micronuclei in lymphocytes.Mutat Res,1985,147:29.
2 Kormos C,K
teles GJ.Micronuclei in X-irradiated human lymphocytes.Mutat Res,1988,199:31.
3 Prosser JS,Moquet JE,Lloyd DC,et al.Radiation induction of micronuclei in human lymphocytes. Mutat Res,1988,199:37.
4 关树荣，白玉书，黄绮龙，等.用胞质分裂阻断法建立淋巴细胞微核率的剂量效应曲线.遗传，1992，14：29.
, 百拇医药
5 蒋本荣，张海鹰，张忠银，等.上海“6.25”60Co源辐射事故病人受照生物剂量(淋巴细胞微核法)的估计.见刘本
、叶根耀主编.上海“6.25”60Co源辐射事故病人诊断与救治文集.北京：北京科技出版社，1994：33.
6 白玉书，黄绮龙，关树荣，等.CB微核法在忻州事故生物剂量估算中的应用.中华放射医学与防护杂志，1995，15：75.
7 白玉书，侯祖洪，夏明桥，等.四名60Co源辐射事故受照者的生物剂量估算.中华放射医学与防护杂志，1996，16：326.
8 WHO.Methods for the analysis of human chromosome aberrations.Geneva:WHO,1973:66.
9 Ural A,Verhaegen F,Thierens H,et al.Micronuclei induced by fast neutrons versus 60Co γ-rays in human peripheral blood lymphocytes.Int J Radiat Biol,1994,65:321.
(收稿：1997-07-08 修回：1997-10-16), http://www.100md.com
单位：100088 北京，卫生部工业卫生实验所
关键词：
中华放射医学与防护杂志980515 十年来，国内外学者们用CB微核法研究了各种辐射类型诱发微核的剂量效应关系和影响因素，并建立了多条剂量效应曲线[1～4]。国内学者已报道多例用CB法估算生物剂量的结果[5～7]。本研究目的是用快中子照射离体血建立淋巴细胞微核的剂量效应曲线，以备用于中子事故受照者的剂量估算。
1 材料和方法
1.1 血样和照射：取2名健康成人静脉血各20 ml，肝素抗凝，混匀，将每份血样分别注入灭菌的7只有机玻璃管内，1管作对照，其余6管照射，吸收剂量分别为0.1，0.5，1.0，2.5，3.5和5.0Gy。照射剂量由清华大学核能技术研究所提供，其条件是反应堆功率为25 kV，中子：γ射线为70∶1.5，中子平均能量为2.14 MeV，吸收剂量率为0.501 Gy/min。
, 百拇医药
1.2 培养、制片和观察同参考文献[4]。
1.3 统计分析方法：根据WHO(1973)[8]提出的4种数学模式进行剂量效应曲线拟合，并做回归系数显著性和拟合度检验，选出最佳回归方程式。同时，对微核在细胞间的分布进行泊松分布的u检验。
2 结果
2.1 2.14MeV快中子照射离体人血诱发的微核率：实验共观察了24 930个双核淋巴细胞。将统计结果列于表1。从表1可见，照前微核率很低，在正常本底水平，照后微核细胞率和微核率急剧增加，0.1Gy剂量点分别为161.3‰和198.7‰，并随剂量增加而增加，呈正相关。
表1 2.14 MeV快中子诱发微核率 剂量(Gy)
观察细胞(个)
, 百拇医药
微核细胞(个)
微核(个)
微核细胞率(p±sp,‰)
微核率(p±sp，‰)
0
12000
70
84
5.8±0.7
7.0±0.8
0.1
3000
, 百拇医药
484
596
161.3±6.7
198.7±8.1
0.5
3000
651
837
217.0±7.5
279.0±9.6
1.0
3000
1142
, 百拇医药
1695
380.7±8.9
565.0±13.7
2.5
1530
1050
1891
686.3±11.9
1235.9±28.4
3.5
1500
1120
, 百拇医药 2190
746.7±11.2
1460.0±31.2
5.0
900
757
1611
841.1±12.2
1790.0±44.6
2.2 剂量效应曲线拟合：2.14MeV快中子照射离体血，在0.1～5.0Gy范围内，微核细胞率和微核率剂量效应曲线拟合的最佳数学模式为幂函数(
=kDn)，其回归方程式分别为1=398.3823D0.4629和2=630.3765D0.6096[式中1为微核细胞率(‰)，为微核率(‰)，D为剂量(Gy)]。, 百拇医药
2.3 微核在细胞间分布的u检验：将检验结果列于表2。从表2可见，1.0Gy以下照射离体人血诱发的微核在细胞间的分布u值>1.96，σ2/
大于1，表明不符合泊松分布，呈过离散分布。而2.5Gy以上剂量则u值<1.96，σ2/接近于1，表明符合泊松分布。表2 2.14 MeV快中子照射离体血诱发微核的分布 剂量
(Gy)
观察细胞
(个)
微核
, 百拇医药 (个)
微 核 分 布
u值
σ2/
0
1
2
3
4
5
6
0.1
, 百拇医药
3000
596
2516
393
73
16
1
1
0
10.13
1.26
0.5
3000
, 百拇医药
837
2349
500
119
29
3
0
0
9.94
1.26
1.0
3000
1695
, 百拇医药
1858
747
282
82
22
4
5
13.55
1.35
2.5
1530
1891
480
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496
338
164
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11
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1.58
1.06
3.5
1500
2190
380
450
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392
191
60
19
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0.92
1.03
5.0
900
1611
143
273
237
, 百拇医药
149
80
11
7
-1.63
0.92
3 讨论
3.1 2.14MeV快中子诱发微核的剂量效应关系：将实验结果进行曲线拟合和拟合度检验列于表3。从表3可见，微核细胞率和微核率拟合的数学模式相同，各回归方程式的回归系数显著或非常显著，表明拟合的回归方程式成立。由于直线回归方程(
=a+bD)(1)和(5)及纯二次式(=a+cD2)(2)和(6)的a值(代表自发率的截距)都明显高于自发率(本底值)，二次多项式(=a+bD+CD2)(4)和(8)不仅a值高，而且剂量平方项为负值，并拟合度与幂函数(=kDn)接近，因此，在本实验条件下(0.1～5.0Gy)，最优方程为(3)和(7)，即幂函数。一般认为，在低LET辐射照射时，在0.1～5.0Gy范围内微核的剂量效应关系回归方程式多适于二次多项式或幂函数，在高LET辐照时，微核的量效关系多适于直线回归方程式。如果本实验将0.1～2.5Gy范围内进行曲线拟合，则适于直线回归方程式。Vral等[9]研究快中子和γ射线照射离体人血诱发微核的剂量效应关系，结果在0.1～5.0Gy60Coγ射线诱发微核的剂量效应关系曲线回归方程式为二次多项式和幂函数，在0.1～3.0Gy范围内快中子诱发微核的剂量效应回归方程式为直线方程式，与本实验的结果基本一致。可见，电离辐射诱发微核的剂量效应回归方程式不仅受LET的影响，而且也受剂量范围的影响。表3 回归方程式及回归系数显著性和拟合度检验 回归方程式(), http://www.100md.com
回归系数显著性(P)
拟合度(R2)
(1)=143.0951+161.6852D
P<0.01
0.9093
(2)=247.1408+29.2430D2
P<0.05
0.7126
(3)=398.3823D0.4629
P<0.01
, 百拇医药 0.9790
(4)=69.6354+327.3308D-35.1455D2
P<0.01
0.9843
(5)=145.9598+358.2446D
P<0.01
0.9697
(6)=360.4695+67.2992D2
P<0.01
0.8199
(7)=630.3765D0.6096
, 百拇医药
P<0.01
0.9776
(8)=55.1382+563.1894D-43.4886D2
P<0.01
0.9947
注：(1)～(4)为微核细胞率回归方程，(5)～(8)为微核率回归方程，
为微核细胞率(‰)或微核率(‰)，D为吸收剂量(Gy)3.2 快中子诱发CB微核的频数分布：在低LET辐射均匀照射时，染色体畸变的双着丝粒体(或“双+环”)在细胞间呈泊松分布。在局部或不均匀照射时，则偏离泊松分布。用泊松分布的u检验可以判断是否均匀照射。当均匀照射时，双着丝粒体在细胞间呈泊松分布，即u值<1.96，方差与均值之比(σ2/
)接近于1.00，而不均匀照射时，双着丝粒体在细胞间不符合泊松分布，u值>1.96，σ2/不接近1.00，σ2/<1.00时为欠离散分布，σ2/>1.00时为过离散分布。在我们以往工作中，用X和60Co γ线照射离体人血诱发微核在细胞间的分布，部分剂量点不符合泊松分布，呈过离散状态，而部分剂量点则符合泊松分布。本实验在快中子照射条件下，与X和γ射线结果相一致。造成各剂量点微核在细胞间分布不一致的原因有待进一步研究。, http://www.100md.com
参考文献
1 Fenech M,Morley AA.Measurement of micronuclei in lymphocytes.Mutat Res,1985,147:29.
2 Kormos C,K
teles GJ.Micronuclei in X-irradiated human lymphocytes.Mutat Res,1988,199:31.3 Prosser JS,Moquet JE,Lloyd DC,et al.Radiation induction of micronuclei in human lymphocytes. Mutat Res,1988,199:37.
4 关树荣，白玉书，黄绮龙，等.用胞质分裂阻断法建立淋巴细胞微核率的剂量效应曲线.遗传，1992，14：29.
, 百拇医药
5 蒋本荣，张海鹰，张忠银，等.上海“6.25”60Co源辐射事故病人受照生物剂量(淋巴细胞微核法)的估计.见刘本
、叶根耀主编.上海“6.25”60Co源辐射事故病人诊断与救治文集.北京：北京科技出版社，1994：33.6 白玉书，黄绮龙，关树荣，等.CB微核法在忻州事故生物剂量估算中的应用.中华放射医学与防护杂志，1995，15：75.
7 白玉书，侯祖洪，夏明桥，等.四名60Co源辐射事故受照者的生物剂量估算.中华放射医学与防护杂志，1996，16：326.
8 WHO.Methods for the analysis of human chromosome aberrations.Geneva:WHO,1973:66.
9 Ural A,Verhaegen F,Thierens H,et al.Micronuclei induced by fast neutrons versus 60Co γ-rays in human peripheral blood lymphocytes.Int J Radiat Biol,1994,65:321.
(收稿：1997-07-08 修回：1997-10-16), http://www.100md.com