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生物剂量计研究背景及意义

如今,随着核能的应用范围越来越广泛，辐射安全越来越受到人们的重视。

当发生突发性放射性事故时，那些可能受到辐射损伤的人员，需要进行快速鉴别

和分类，以便于根据受照剂量的不同对其进行及时有效地治疗，同时也可以将一

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些不需医学干预的小剂量受照个体鉴别出来。生物剂量估算技术是利用生物体

内对辐射敏感的标志物来刻度生物体的受照剂量，相比于物理或化学剂量计，因

其忠实性而具有不可替代的作用。核事故发生时，生物剂量估算技术是对周围人

群进行准确分流的重要依据，同时也是对可能收到辐射损伤的人员进行快速鉴别

的主要手段。人们通过四十多年的不懈努力，研发了基于染色体、基因和蛋白质

等不同层面的生物剂量估测技术。其中又以染色体畸变（双着丝粒+着丝粒环）

剂量估算技术应用最为普遍。将染色体畸变分析作为生物剂量估计具有以下条

件：首先要在离体条件下，用不同的剂量照射健康人的血，然后根据畸变量与照

射剂量的关系制作剂量-效应。当事故发生时，提取受照者的血，分离外周血淋

巴细胞，在标准条件下进行培养和制片，然后在显微镜下观察染色体的形态和数

目，记录畸变数量，计算畸变率。由0Gy组结果计算出自发畸变率，求出辐射诱

导的染色体双着丝粒+着丝粒环的畸变率，根据所得的畸变率，从相应射线所建

立的曲线回归方程估算人员所受的剂量。作为生物剂量估算技术中的“金标准”，

染色体畸变分析虽然具有特异性较强、本底值较低、影响因素较少且经济、准确

等优点。但是该技术可检测的剂量下限是0.1Gy，但在如此低的剂量情况下，

需要按统计学要求分析大量细胞（对个体需计数上千个细胞，否则所估计的剂量

具有不确定性），这在人工计数情况下是难以达到的。通过染色体畸变剂量效应

曲线，我们可以估算的上限剂量大约是5Gy。当受到高剂量全身照射时，由于外

周血淋巴细胞急剧减少，或分裂能力受抑制，无法到达分裂中期。此外，对于那

些经历过有丝分裂的细胞可能会有死亡或凋亡的情况出现，因此，可以认为中期

分裂细胞此时无法从外周血中获得。总之，该方法对技术和技术人员的要求较高，

限制了其对低剂量和高剂量的应用。此外，已存在并广泛应用的生物剂量计大多

数具有的使用效率低、操作方法复杂、经济成本大、对工作人员技术水平要求高，

且大部分生物剂量计对低剂量的反应灵敏度不高等缺点，使此类生物剂量计在突

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发性放射性事故中的应用受到了极大地限制。在高能辐射下，单体吸收辐射能，

共价键发生断裂形成的具有不成对电子的自由基。由于带有未配对电子，自由基

具有强烈的夺取或丧失电子以成为配对电子的趋势，因此，自由基的化学性质异

常活泼。自由基与生物体内金属离子容易发生氧化还原反应，可导致生物体金属

离子的价态产生变化。在血液中与转铁蛋白结合了的铁被称为血清铁。作为人体

必需的血清铁在自由基的作用下能够发生氧化反应，价位发生变化。基于这一原

因我们提出发展血清铁生物剂量计。相较于染色体畸变剂量估算方法的不足（对

技术和技术人员要求高、操作繁琐、耗时），本技术大大节省了估算时间，30-60min

内即可得到估算结果，这为需要进行医疗干预的受照人员赢得了宝贵的治疗时

间；不仅如此，本技术操作方法十分简单、方便，对技术人员要求不高，普通工

作人员经过学习培训即可操作。基因层面的生物剂量估算技术对实验条件的高要

求以及其剂量相应范围狭窄、受年龄等因素影响较大。而本技术在普通实验条件

下即可进行。必威体育精装版研发的一些基于电子自旋共振谱仪的牙齿、头发生物剂量估算

技术，由于电子自旋共振谱仪价格昂贵，难于得到推广应用。相反地，本技术所

用的测试试剂普通、价廉，还可在自动及半自动生化仪上执行操作，可推广普及。

生物剂量估计涉及的领域较广，目前还没有发现一个可以满足理想生物剂量

计所有要求的方法。在辐射事故中，依据不同照射情况选择不同方法，或通过多

种方法同时进行受照剂量估计，相互验证，取长补短，从而为临床提供更为真实

可靠的信息。对于目前引起关注的新方法，在其能够临床成功应用之前，需深入

研究和解决已存在或潜在的问题，并对一些不确定因素尽可能的排除，如方法的

重复性及特异性。尤其是对其时效关系和量效关系，稳定性和应用潜力还有待于

进一步研究和探讨，能否用作生物剂量计还需做深入细致的研究工作。随着新的

医疗技术的快速发展，全身受到大剂量照射的伤员获得救治