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编号:10267202
前苏联南乌拉尔居民的慢性放射病
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 1999年第4期
     作者:蒋本荣 叶根耀

    单位:100039 北京北太平路医院

    关键词:

    中华放射医学与防护杂志/990441

    1946年,前苏联在南乌拉尔Chelyabinsk城附近建立Mayak联合企业(PA)。放射性废物排放至Techa河,导致沿岸居民受到辐射危害。1989年后,俄罗斯乌拉尔放射医学研究中心(URCRM)的科学家提供数据与美军放射生物研究所(AFRRI)合作,通过对外照射剂量回顾性反复估算,内照射剂量用整体测量装置测90Sr和137Cs体负荷及牙齿表面β活性,对慢性放射病(CRS)各系统变化进行研究分析,特别是CRS与躯体性疾病的鉴别诊断,包括重新评估CRS时的社会心理影响,都作了详尽的描述,最后确诊66例。这些资料,对我国从事慢性辐射生物效应和临床诊治工作者有参考意义,兹将有关资料介绍如下。
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    一、背景

    40年代后期起低于每立升毫居里水平的放射性废料直接倾倒入Techa河。下游居民用河水作生活用水,几年后有一些村民出现了类似工厂职工的效应,于是数以千计的居民被撤离,没有告诉他们为什么。废料排放也告终止。沿岸居民受照射者中,诊断出“CRS”者940名。

    1989年来自前苏联URCRM的一些科学家访问了美国AFRRI,商定协作研究慢性辐射对Techa河沿岸人群的效应。

    1. 人群外照射剂量估算:对不同村落、不同年龄段(A:1944~1950年出生的儿童;B:1935~1943年出生的十几岁的少年;C:1935年以前出生的成年人)作了平均年吸收剂量估算(1~2 Gy)。距排放处仅7 km的Meltino村落最高,A、B、C组的平均年吸收剂量分别为106.0、213.0和101.0 cGy。仅1951年平均剂量估算为0.5~1.0 Gy,个体变动在0.05~2.00 Gy。
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    2. 人群内照射剂量估算:结合入人体的90Sr为内照射主体,对12 000人作了23 000次测量。整体和牙釉测量均显示出与出生年份有关。整体90Sr最高含量见于13~15岁的少年,牙釉90Sr最高含量见于1950年出生的儿童,即在他们出生后头几年受到最大照射。以牙齿β测量对90Sr的食入率进行估算,如Muslyumovo村新生儿、1岁和5岁幼儿以及成年人4组,自1952~1954年90Sr年摄入量约为正常限值的200倍,137Cs则约为7倍。90Sr在40年代出生者最高,红骨髓(RBM)吸收剂量约达80 cGy,137Cs约达6 cGy。分别估算Muslyumovo村居民从开始摄入90Sr+89Sr+137Cs后1、2、3、5、10、25年的骨表面剂量最高值约0.3~2.5 Gy。

, 百拇医药     3. 受照人群中累积剂量的分布:对距排放口不同距离的37个村落,进行了骨髓、骨表面、大肠上部、大肠下部和其他组织平均器官吸收剂量(外+内,10-2 Gy)的测算,剂量累积期限为25年。Meltino村1 242名村民中,上述5个器官或组织的平均吸收剂量最高,分别为164.0、226.0、133.0、146.0和127.0 cGy。远处Zatecha村1 135名居民,分别为17.0、40.0、5.7、11.0和3.2 cGy。初诊为940名CRS的RBM累积量,与居民分布大致类似,约18%RBM累积量大于1.0 Gy,63.3%低于0.5 Gy,82.1%不到1 Gy,而居民则仅5%大于1 Gy。ICRP 41号文件提出电离辐射非随机性效应的阈值取决于剂量率而非累积量,对CRS的剂量阈值定为:每年0.4 Sv引起造血抑制;每年1.0 Sv引起致命性骨髓再生不良,经测算初诊CRS病人85%低于每年0.4 Gy,仅1名>1 Gy。有3种可能解释:①一些病人的个人剂量估算不正确;②有些诊断不正确;③存在电离辐射以外的其他有害因子使本组引起RBM的非随机性效应的阈值低于ICRP 41的数值。
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    4. 剂量估算的演变:Techa河人群剂量估算始于1956年,对人体核素代谢知识不足以及缺少剂量估算中的定量参数,Muslyumovo村居民骨组织的第一次估算定得很高(18~28 Sv),参加人群调查的某些医生被告知剂量估算数值,因而倾向于接受高剂量人群中,有任何健康损害就诊断为CRS。60年代后,调研者的主要目标在于把人群中生物效应和照射剂量联系起来。这样,高估剂量将成为低估每单位剂量危险系数的原因,以后剂量的估算便低了一些。

    剂量估算不确定性的来源:诸如原始数据不全;50年代测量技术的精确性不够;剂量估算概念和模式的不完善等等。与外照射剂量相关的数据系根据大量排放期(1951~1956年)γ辐射场测量以及60年代生活方式监测的结果。把体内放射性核素测量和体外γ场受照射的环境联系在同一套数据内以计算机模拟,重建γ场的不确定性;通过生活方式的随机性模式来评价个体外照射剂量的不确定性。根据多次整体和牙釉90Sr测量来估算内照射剂量。

    内照射剂量估算的探讨:①对沿岸居民个体剂量估算采用“组平均方法”。每一年龄组中的异质性限制了诸如居民中的特殊人群,例如本研究中初诊为CRS者。②根据个体骨骼或牙釉中90Sr含量比率以及该年龄组平均数字,乘以相应的平均剂量即得“个体剂量”。决定剂量变动的主要因素(特别是年龄)是放射性水消耗量的变动。③家庭生态学:特殊饮食活动高于平均值的家庭,体内核素含量也高于平均值,反之亦然。20个家庭调研证实了个体变动系数恒定,大约为40%。
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    二、用于诊断CRS的方法

    1. 诊断CRS的概念、命名:CRS作为一个单独的疾病未被“疾病的国际分类法,ICD”和“疾病、创伤和死亡原因的国际分类法指南”所列入。直到1966年苏联才承认ICD。上述PA的排放引起乌拉尔放射事故于1990年才公诸于众。

    2. CRS定义和分类:60年代A.K.Guskova等人为CRS下的定义是:机体长期受到照射后所发生的复杂的临床综合征,其单次或累积剂量超过职业性照射的剂量限值。按严重程度分为轻、中、重度,或按临床过程分为发展期、恢复期及后果等3个阶段。

    3. Mayak核联合企业中的CRS:1954年,在1 596名工作人员中有632人被诊断为CRS,最大年剂量为0.4~4.5 Gy,0.8~6年间,外照射累积剂量为1.0~9.33 Gy。本组CRS最常见的临床表现为造血功能紊乱、神经调节紊乱、无力综合征、脑脊髓变性、低分泌性胃炎。照射后5~10年内,多数人血细胞恢复正常,7.3%病人遗留中度骨髓增生减低。2例受照射后2~4年发展为再生障碍性贫血(AA),11例发生白血病,1952~1961年,7例死于急性白血病(AL)。
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    4. Techa居民中CRS的诊断及甄别:1949年秋开始向Techa河排放放射性废物,1952年对上游居民开始医学检查,诊断出首例CRS。这些居民无个人剂量、照前健康及躯体性疾病状况的资料,主要依据接触史及病史,很难作出正确诊断。1954~1956年,向Techa河排放的废物明显减少,采取了从河边撤离等防护措施,居民不明真情,大量的医学检查使他们怀疑健康受到威胁,这种社会心理状态也被认为是辐射效应的表现而被诊断为CRS。共诊断1 159例CRS,占上游(Metlino)受检成人的64.7%,儿童的63.1%,在下游及Iset河边,CRS占受检者的5.5%。经核实,这些地区居民外照射累积剂量实际为平均3 rem(30 mSv),再加上排泄物中β放射性测量结果,达不到产生CRS的照射剂量阈值。

    由于认识到个人剂量是诊断CRS的必须条件,1956年以后只根据一般检查,未诊断1例CRS。现将1例无个人剂量资料被误诊为CRS的病例介绍如下。

    病人R,1932年生,1956年12月入院,为下游居民,饮用水及食物中放射性物质超标10倍,1954年开始感虚弱、乏力、头痛、厌食、肌张力减低、消瘦、骨髓检查正常,WBC(3.1~3.7)×109/L,Pt(22.5~26.8)×109/L,尿、便放射化学检查(-),诊断为CRS Ⅰ、Ⅱ期。经剂量核实,居住区剂量超过自然本底1~2 cSv,个人剂量为0.5 cSv,而病人的主诉及客观症状与躯体性疾病表现一致,CRS的诊断不能成立。
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    对该例诊断的重新确认,使修正以往的错误诊断成为可能,特别是Iset河边的128例CRS。

    三、居民中诊断为CRS的特征

    1. CRS首次诊断的时间:自1952~1973年共诊断了940例CRS,在剂量率最高的前3~4年,仅占5%,而在1955~1956年摄入体内放射性核素明显减少时,诊断为CRS的人数却最多,说明CRS具有特殊的临床过程,症状往往发生在累积剂量中主要部分作用的后期,即使这时的剂量率已降低。1960~1973年受照射当时小于19岁的38人中,35人为CRS,说明在内分泌功能变化较大的性成熟期对射线较敏感。

    2. CRS居民中的年龄、性别特征:940例中,30~49岁间发病率最高,儿童、青少年常见,60岁以上的老人仅占3.7%(30例)。

    3. 各村庄的CRS:从放射性废物排放处的上游到下游的Techa河与Iset河交汇处,沿岸居民的平均受照射剂量下降,上游受照射居民中,CRS占5%~17%,Chelyabinsk区4.55%,Kurgan区仅1.41%。
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    4. CRS病例的分度:940例,Ⅰ度(只有功能紊乱,停照射后易恢复)898例(95.5%),Ⅱ度(除功能紊乱,还有器质性改变)42例(4.5%)。

    四、CRS各器官、系统状态

    将放射效应的临床表现划分为4个时间段,1951~1955年为发展阶段,1956~1959年及1960~1969年为稳定及恢复阶段,1970年以后为远期效应及结局。

    1. 造血系统:CRS发展期:血细胞计数低于对照,红骨髓受照大于1 Gy者,血细胞计数减少最为明显、常见,同时可见中性粒细胞减少、杆状核及单核细胞增多,当贫血及血小板恢复正常后,WBC及中性粒细胞仍持续低于对照。骨髓中幼红细胞轻度增生,各阶段比例正常,中、晚幼粒细胞增加,浆细胞数增多,未见形态改变。

    2. 细胞遗传学:绝大多数为二倍体细胞,结构性异常仅有0.15%,69例病人中有3例检出不伴断片的双着丝粒(dic)。
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    3. 神经系统:约半数病人诉头痛、1/3有眩晕,发生率与剂量率无关。腱反射增强、共济失调及运动失调等神经症状的发生率高于对照。血管调节功能紊乱、无力、神经器质性损伤表现等3个症状则呈剂量依赖性。三者中,以器质性损伤最重要。其主要的病理变化为弥漫性神经传导系统髓鞘坏死伴散在的胶质增生及循环障碍,临床上多表现为运动反射失调。

    4. 骨骼系统:病人吸收剂量中的主要部分来自骨组织中结合的90Sr,骨组织是Techa河受照射居民的危险器官,骨表面剂量是红骨髓的1.4~2.4倍,软组织的1.8~12.5倍。

    骨痛、骨膜压痛、扣击痛、震动感减低是病人发展期的一个重要临床表现。停止摄入放射性核素后逐渐减轻。

    5. 心血管系统:主诉、血压及心电图改变等与对照组相比,未见差异。

    6. 消化管:消化管受到一定剂量的照射,除骨组织及骨髓外,大肠的剂量超过其他器官。约47%的病人有上腹部及右季肋部疼痛,16.5%有消化液及盐酸分泌减少,1/3的病人有肠蠕动紊乱,放射线检查可见胃粘膜皱襞变厚或变薄,粘膜活检示:主要腺体变平、发皱、深染及腺细胞分化减低,间质细胞增生。
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    7. 血液生化:变化不明显。

    8. 免疫系统:Techa河受放射性沾染早期(2~4年),即可见抗感染力下降及自体致敏现象。当红骨髓受照≥30~40 cSv/a时可见皮肤菌群的变化,外周血中性粒细胞吞噬活性受抑,唾液中溶菌酶减少,注射四联疫苗后的抗体产生延缓,滴度降低。受照射30年后,细胞及体液免疫均波动在正常范围内,仅淋巴细胞转化率轻度升高。

    摄入亲骨性90Sr,造成对红骨髓(中央免疫器官)的多年照射,使免疫功能的变化持续存在。可成为CRS晚期恶性肿瘤发生的一个易感因素。

    五、CRS的诊断依据

    1. CRS与躯体性疾病的鉴别诊断

    CRS没有特异症状,诊断时除需有可靠的吸收剂量及照射特点的资料,还需与其他有相似临床表现的躯体性疾病相鉴别。受照射前就已存在的其他疾病如内分泌紊乱,维生素缺乏,造血功能储备减低,可使机体的辐射敏感性增加,更易发生CRS。
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    儿童(特别是宫内照射)对辐射高度敏感,但也具有较高的代偿及适应能力,停止照射后可迅速恢复。

    辐射引起的功能紊乱,当同时存在躯体性疾病时,恢复过程将较缓慢。

    2. 乌拉尔CRS病人年剂量率阈值的估算

    在940例CRS中,所受照射剂量均未达到引起确定性效应的阈值。

    受照前基本健康状态不佳及患有如自家免疫、内分泌紊乱、维生素缺乏及肾、肝等疾患的居民都可使造血储备功能降低,以致产生CRS的阈剂量低于健康人。儿童发生CRS的阈剂量可能低于1~1.5 Gy/a的一半。

    六、确诊为CRS病例的临床表现

    1. CRS的表现:当回顾性评价时,符合以下条件者始可诊断为CRS。①有放射源的照射;②有全程医学随访;③没有与CRS临床表现相似的疾病;④临床表现符合文献给出的CRS诊断标准〔Guskova AK,Baysogolov GD(1971):Radiation diseases in humans.Moscow.387〕。66例符合以上标准,其中21例住在上游的Metlino村,44例在上游其他村庄,1例在中游的Brodokelmak村;男34例,女32例。46例于0~19岁时开始受照射,18例20~39岁时受照射,只有2例受照射时年龄超过40岁。儿童受照射者,于受照射10~15年后,青春期时才出现症状。
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    在CRS发展期,最显著的异常见于造血系统,如WBC减少、中性粒细胞减少、中度贫血、血小板减少、骨髓灶性增生减低、巨核细胞减少、中性粒细胞成熟加速。其次,约半数人有血管调节紊乱,1/3受检者神经系统有运动反射障碍。

    当照射量率及总吸收剂量下降后,可见造血恢复,但中性粒细胞减少常持续存在,此时,仍有神经系统的微细症状及骨痛。受照射后35年,所有症状消失,血细胞计数及骨髓接近正常。

    11例中有5例检出Ph染色体样的细胞克隆,有不典型的单着丝粒(4.6%~30%),但未见白血病表现。

    66例CRS,4例死于白血病,2例患慢性粒细胞性白血病。从1952~1985年,6例死于恶性肿瘤。

    2. CRS是Techa河受照射居民一种特有的“锶病”吗?在Techa河受照射居民中剂量的主要贡献者为90Sr,因此,将确诊的CRS看作“锶病”是有根据的。
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    CRS病人经常有持续性,明显的骨痛及椎体原性症状,活检可见骨发育不良,骨内膜下及间质纤维化。需注意的是一些均匀外照射或外照射合并239Pu摄入的CRS患者也有骨痛及骨发育不良,随访35年未见骨肉瘤发病率增加。

    七、对CRS进一步研究的建议

    需对以下问题做进一步研究。

    CRS发病的有关问题:对如眼晶体和生殖系统情况的分析研究。

    分析CRS的后果:大部分最后确诊的病例至今都已恢复,但早年诊断的CRS,经40年后,已有217例死亡,分析他们的死因及寿命,可对那些已经达到确定性效应剂量病例的远期效应提供有价值的资料。

    辐射损伤诊断的自动化及最佳治疗方法选择的自动化。

    (收稿:1999-01-19 修回:1999-04-01), 百拇医药