电离辐射对免疫系统作用

第七章,电离辐射对免疫系统作用, 受大剂量 照射后除造血功能障碍外，将发生严,重的免疫功能低下；, 主要表现为免疫活性细胞的减少，抗体形成抑制,或紊乱，细胞因子网络调节失常等；, 急性全身照射对免疫功能的影响取决于照射剂,量；, 一般在0.5Gy以上的剂量照射即可显示辐射对免疫系统的抑制作用，剂量愈大，抑制愈深，时间愈久。,第一节 免疫系统的组成及其辐射,敏感性,.免疫组织, 骨髓：主要的中枢免疫器官。其中造血干细胞分化为髓系和淋巴系（分化为T、B淋巴细胞）。B细胞的分化、成熟后释放入血及外周免疫器官。, 胸腺：T细胞分化、成熟后释放。循环。, 脾脏：外周免疫器官最大者。成分复杂。, 淋巴结：在组织与胸导管间的网状结构的过滤、巨噬细胞和树突状细胞对由组织液进入的抗原物质进行吞饮和加工。,.免疫活性细胞（immune,competent,cell）淋巴细胞 在中枢免疫器官内分化、成熟，其过程可由其表面抗原的表达进行检测； B细胞成熟过程主要发生于骨髓，T细胞分化、成熟在胸腺； 细胞表面相继表达各种分子标志，称为免疫标志，以CD 排号。 成熟胸腺细胞表面CD3（成熟T细胞抗原）与T细胞受体(TCR）紧密相联，形成TCR/CD3聚合物，其中CD3既起到固定TCR的作用，同时对TCR向细胞内成分传递信号也很重要。 成熟淋巴细胞处于休止状态，受抗原刺激后激活。,吞噬细胞（phagocytes ）,体内专司吞噬功能的细胞有:单核吞噬细胞（mononuclear phagocytes） 中性粒细胞（neutrophils ）两大类。,它们除了具有吞噬、清除病原体等抗原性异物的功能外还具有分泌多种细胞因子、介导炎症等多种功能。,中性粒细胞在抗胞外菌的感染中发挥作用,而巨噬细胞是连结非特异性免疫与特异性免疫的枢纽,在机体的免疫过程中发挥作用。,天然杀伤细胞, 来源于骨髓淋巴样干细胞，其发育成熟依赖于骨髓和,胸腺微环境；, 主要分布于外周血和脾，在淋巴结和其他组织中也有,少量存在；, 细胞不表达特异性抗原识别受体，是不同于T、B淋巴,细胞的一类淋巴样细胞；, 可表达多种表面标志，其中多数也可表达于其他免疫,细胞表面；, 属非特异性免疫细胞，无需抗原预先致敏就可直接,杀伤某些肿瘤和病毒感染的靶细胞。,T淋巴细胞的发生及分化, 淋巴祖细胞胸腺，T淋巴细胞抗原受体（TCR）重,排CD3-、CD4-、CD8- CD4+、CD8+ CD4-CD8/CD4+CD8- ；, 胸腺的微环境构成了T淋巴细胞分化所需的完整系统。包括：基质细胞、细胞生长因子、粘附分子属性的CD分子，细胞间粘附分子（ICAM-1),淋巴细胞功能相关抗原（LFA-1)。,B淋巴细胞的发生及分化, 第一阶段：原B淋巴细胞（pro-B,表达B220low和CD34+ ）前B细胞（ pre-B,表达B220low处女B淋巴细胞（具有识别抗原及对抗原的反应能力）；, 第二阶段：发生在周围淋巴组织，在抗原的刺激下，某些表面标志消失，向抗体分泌型细胞分化。,.免疫系统的放射敏感性,1、免疫组织的放射敏感性, 淋巴样组织对辐射十分敏感，0.5Gy即可引起淋巴细,胞的变化；, 胸腺脾淋巴结, 胸腺是双相变化；24hr最低点，12天恢复正常，,1822天再次下降；, 恢复顺序与照射面积有关。局部照射恢复淋巴结再,生速度快脾；全身照射脾淋巴结。,2、免疫细胞的放射敏感性, (1)胸腺细胞：十分敏感，0.5Gy照射后胸腺细胞计数呈剂量依赖性降低；CD4+CD8+ CD4-CD8-CD4-CD8+CD4+CD8-。, (2)淋巴细胞： BT (THTsTc）；, (3)吞噬细胞和抗原处理及抗原递呈细胞的辐射敏感性：,巨噬细胞和分化成熟的树突状细胞具有较强的辐射抗性；, (4)自然杀伤细胞的辐射敏感性：NK的放射敏感性低于淋,巴细胞。,3、免疫反应的敏感性, 体液免疫细胞免疫, 抗体形成反应的初次反应二次反应,第二节 急性全身照射后免疫功能的,变化,一、免疫细胞,对辐射反应的剂量效应关系,.胸腺和脾淋巴细胞, 和剂量一般不呈线性关系；, 32个免疫学指标在不同剂量照射后24h的变化百分数曲线呈倒“J”形。高剂量下调、低剂量上调(Fig.7.5)。,.巨噬细胞, 抗原递呈细胞包括巨噬细胞对辐射敏感性较低。其表面分子的表达和细胞因子的分泌表现为中等致死剂量范围内呈现刺激现象(Fig.7.7) 。,受照后固有免疫的变化, 固有免疫(先天免疫/非特异性免疫,(1)首先，完整的皮肤、粘膜的屏障作用是阻挡微生物入侵，并且分泌杀,菌物质。,(2)经血液循环向局部输送粒细胞和大单核，吞噬细菌进行胞内消化。(3)进入血流的微生物被肝、脾网状内皮成分杀灭。, 照射后:,1.皮肤、粘膜屏障破坏：呼吸道、胃肠道粘膜脱落造成菌、,毒血症。,2.炎症反应异常：急性放射病时的炎症带有乏细胞炎症，坏,死性咽峡炎，溃疡出血性肠炎，出血坏死性肺炎等。,3.吞噬功能障碍：中性粒细胞(小噬细胞)和大单核(巨噬细胞,具有相对抗性) 防御功能破坏。,4.巨噬细胞；树突状细胞、NK细胞，IFN-0.5-8Gy范围内剂,量依赖抑制。,受照后适应免疫的变化, 由于照后淋巴细胞急剧而迅速地减少（1d达可达最低点），故接,受抗原刺激的免疫反应严重受抑制。, 辐射效应主要涉及：抗体形成、ADCC(抗体依赖性细胞,介导的细胞毒作用)和特异性细胞毒活性三方面。, 反应：,T细胞的反应：与剂量率有关,B细胞的反应：与抗原刺激的先后有关，放射敏感性最高，在抗体生成中其损伤起关键作用。, B细胞系列不同成分放射敏感性的顺序：,潜在免疫活性细胞激活免疫活性细胞成熟效应细胞,受照后人体效应的观察,和动物实验类似,第1d淋巴细胞迅速减少且恢复迟缓（4W）；体液免疫因子因B细胞减少而降低；,嗜中性粒细胞和大单核细胞于350d减少。, T细胞恢复年长者缓慢。,第三节 电离辐射免疫效应的发生机,制,一、电离辐射影响免疫反应的分子基础,免疫细胞表面分子, CD编号；, 免疫细胞间通过表面分子的相互作用引起效应细胞,的功能激活或抑制；, 淋巴细胞表面分子的表达对高、低剂量反应差异：,高抑制低刺激。, 细胞因子,1.以分泌增多为主者：, IL-1:外周血单核细胞受LPS刺激后分泌，两类,(, )；, TNF:由巨噬细胞产生；由活化的淋巴细胞分泌； IL-12：又名NK细胞刺激因子和细胞毒淋巴细胞成熟因子；提高T/NK细胞增值能力、增强许多效应细胞的溶,解活性、与共刺激分子协同调节TH0向TH1的发育、诱导,IFN-等的产生、抑制血管生成。, IL-18：具有很强的干扰素诱生能力。,主要由APC细胞分泌，反应以分泌增强为主,2.对高、低剂量反应不同者, IL-2：最重要的T细胞生长因子；刺激T细胞生长和克隆扩增、诱导或提高细胞毒细胞的活性、协同刺激B细胞促抗体生成、促进活化的T细胞分泌IFN和CSF、诱导T细胞表达IL-2R。, IL-4 & IL-10：抑制巨噬细胞分泌活性。, IFN：免疫调节抗病毒；三类；低浓度激活CTL和NK细胞，诱导MHC I决定簇表达；高浓度抑制细胞分裂。, CSF:调节免疫和造血。刺激造血前体细胞形成定向分化的细胞克隆但不直接作用于淋巴细胞。低剂量刺激、高剂量抑制其分泌。, 信号分子, 1.磷脂酰肌醇途径：PKC和1和2低剂量升高、高,剂量降低。, 2.PDE7/cAMP/PKA途径:T细胞激活时CD3/CD28的刺激通过PDE7表达增高促使细胞cAMP含量下降而使PKA表达降低，触发转录活化因子活化，导致淋巴细胞的激活与增值。低剂量(0.075Gy)升高、高剂量(2Gy)降低。, 3.MAPK相关途径：DAG增加可以通过RAS的激活、再通过MAPK系统启动T细胞的效应。低剂量激活，高剂量破坏。,二、免疫细胞间反应在电离辐射免疫效应,发生中的作用,三、整体调节,在电离辐射免疫效应发生中的作用, 大剂量辐射引起肾上腺皮质功能上调且具剂量依赖,性，有免疫抑制作用。, 低剂量辐射引起HPA轴的功能下调，导致免疫功能增强。,免疫系统的辐射反应一方面起因于因射线对免疫细胞的作用，同时还制约于机体调节系统在全身照射后的变化。,四、电离辐射免疫效应机制研究,有待解决的问题, 理论方面：, 涉及免疫调节的研究进展。电离辐射对免疫分子之间作用的影响尚缺乏研究；IFN分泌和涉及穿孔素和粒酶参与作用的NK/CTL活性改变的基因和分子机制，等 。, 实际应用方面：, 急性放射病的治疗；癌症的治疗细胞因子、低剂,量处理和放射免疫基因治疗，等。,第六节,电离辐射损伤的感染并发症, 受照机体的感染并发症常发生于急性骨髓型放射病，是极期的主要问题之一，也是致死的主要原因之一；, 急性放射病时的易于发生内源性感染和加重外,源性感染的病程。,一、内源性感染, 极易发生：抵抗力弱、敏感性高；皮肤粘膜的破损易,发生溃疡且不易愈合；, 不易局限：易发展成为全身性感染；, 早期多为源于上呼吸道和口腔的革兰氏阳性球菌；晚,期多为源于肠道的革兰氏阴性杆菌。,二、外源性感染,机体对感染的敏感性, 对病原微生物的敏感性增高：由数倍至数百倍不等；主,要和宿主的免疫反应性降低有关；, 通常不丧失对感染的种属抵抗力：对于某些感染因子先,天的抵抗力高度稳定；, 对许多病毒的感受性增高，但基于细胞免疫反应者相,反；, 对不同感染的敏感性增高出现的时间不同：过程缓慢者,敏感性增高迅速显示，过程发展迅速者相反。,感染过程的特点, 引起感染的微生物数量显著减少：抵抗力的降低； 潜伏期缩短和病程加重：机体防御机能降低，病菌,繁殖快，组织破坏过程加剧、加速；, 机体反应异常：乏细胞和坏死出血、白细胞反应异,常、热型紊乱甚至不发热、皮肤变态反应异常。 潜在感染的活化：已经局限化或呈慢性的感染可能,活化，致感染扩散或转为急性；, 中毒过程的改变：由于机体对于细菌毒素的易感性,增高，对毒素耐受力急剧下降。,感染并发症的发生机制, 机体方面两种免疫系统都有明显抑制作用。,1.非特异性防御体系：皮肤粘膜屏障、炎症反应、单核及,多核吞噬作用、组织液生化物质的杀菌作用等。,2.特异性适应免疫反应：经细胞免疫核体液免疫功能消,灭入侵微生物。, 微生物方面正常情况下的互惠共生关系因寄居环境的改变而被打破即数量、致病力以及抗药性改变。,1.菌丛在数量、比例方面的变化；,2.菌丛在侵袭力、致病性、毒性等生物学方面的变化。,复习与思考, 了解, 第1、4、5节, 熟悉, 第3节, 掌握, 免疫系统的放射敏感性, 急性全身照射后免疫功能的变化 电离辐射损伤的感染并发症,1、试述胸腺细胞、淋巴细胞不同亚群、亚组以及不同,功能状态B淋巴细胞的放射敏感性；,2、固有免疫和适应免疫的电离辐射效应；,3、简述细胞因子和细胞间反应在电离辐射免疫效应发,生中的作用；,4、电离辐射损伤的感染并发症发生及其机制。,第八章,电离辐射对生殖系统的作用,第一节,性腺的结构、功能特点及其放射敏,感性,一、性腺的结构和功能特点,睾丸, 生精上皮：生精细胞(精原、初/次级精母、精子细胞和精,子)支持细胞；, 精子发育：由精原细胞发育成熟为精子人类需6070d；,不同步，特定细胞组合的周期在人类有6期。,卵巢, 皮质髓质, 卵泡：卵母卵泡(原始、初/次级生长、成熟)细胞；,二、生殖细胞的更新方式,1、雄性生殖细胞更新方式, 精原细胞的增值、更新和分化是精子发育的重要环,节；, 现在关于精原干细胞的更新方式有两种假说p253。,2、雌性生殖细胞更新方式,胚胎第3周：低分化的原始生殖细胞；第6周始：分裂增值形成卵原细胞克隆；出生：全部发育成为初级卵母细胞；,排卵：排卵前3648h经减数分裂为次级卵母细胞。,三、睾丸的放射敏感性 生精上皮的各类生殖细胞间质的Leydig cell(间质细胞)； 精原细胞精母细胞精子细胞精子； AS A1-4 M、 精子细胞 成熟精子,(精原干C) ( 分化型干细胞)(精母细胞) 很低剂量(25mGy)的电离辐射即可明显增加生精细胞的凋亡，且以精原和精母细胞为主；有剂量依赖关系但不呈线性。 精原细胞最敏感，其亚型敏感性为：BA1A4InAs；, 另外动物种属不同，精原细胞的放射敏感性也存在一定的差异。比如，人比动物敏感，同样的剂量照射小鼠、大鼠和人的睾丸，发现其精原细胞依次下降到正常的35%、25%和8%；, 生精小管中：生精细胞Sertoli cell(滋养细胞)；, 精子具放射抗性，人精子需230Gy或以上剂量才影响其活动力。对于动物（家兔）650Gy照射仍有授精能力。对于大动物（公牛）剂量更大6400Gy照射才引起31%精子死亡。, 日本福隆丸号渔民受落下灰照射后生精功能的,变化：, 研究21例中，16例照后3个月精子减少，另5例,4个月也减低。, 镜下可见精子活动减弱和形态异常的精子增加，一般2年后恢复，21例中除1例死胎，2例流产外，多数受害者均生育健康男女后代。,四、卵巢的放射敏感性, 卵巢为放射敏感器官：生殖细胞和卵泡敏感，间质和,黄体有较大的抗性；, 胚胎期原始生殖细胞及卵原细胞高度敏感；, 卵母细胞的敏感性随年龄、种属、染色体构型及卵泡发育阶段而异：40岁后女性的原始卵泡极易被射线迅速杀死。,第二节,辐射生殖效应, 电离辐射对生殖的影响主要引起,人或动物暂时或永久性不育, 后果取决于照射剂量、剂量率、射线种类、照射方式及动物种类年龄。,一、辐射雄性生殖效应,暂时不育：, 动物13Gy，精原细胞的损伤；不育期的长短,及出现的早晚取决于辐射剂量, 人类：0.10.15Gy, 永久不育：, 大鼠：1020Gy, 人类：2Gy(一般56Gy）,永久性不孕 3.5-6,照射,0.4/年,辐射致人类不育的阈值不孕的阈值(Gy):,单次急性照射,慢性照,射一时性不孕0.4/年,0.15,男,单次急性照射2.0/年一时性不孕0.65 1.5ICRP第41号出版物,慢性,女,表8.4 男性暂时或永久不育的剂量资料,暂时性不育永久性不育,0.11.0,分次1.5 3.01.0 2.0,分次2.54.02.0 3.0,分次9.56.05.0 6.04.5 6.1，分次,中等剂量照射后生精上皮的病理变化：,1.变性坏死期：各类生精细胞分裂停止，继之变性坏死；2.“空虚”期：照后3-4周生精小管内各级生精细胞和精子极度减少或消失；,3.再生恢复期：新生生精细胞，精原早于精母和精子细胞，最后精子恢复；Leydig细胞变化不大。,当男性受到绝育剂量（56Gy）照射后，除了一时性无精子外，还影响产生精液和前列腺液的能力。在早期睾丸没有辐射损伤的临床症状，但最后睾丸慢慢缩小并变软，表明已丧失生育能力。然在胡须、声音或社会行为方面均无变化。,男性第二性征的改变很小或无 。,二、辐射雌性生殖效应, 卵巢的放射敏感性取决于卵巢的成熟程度，年轻女性,的卵巢对射线有较大的耐受性；, 永久性不育的阈值随年龄增长而下降； 第二性征影响较大。, 人卵巢无卵原细胞，卵母细胞无法再补充；, 成熟卵泡细胞最敏感，照后数小时即有胞核的碎裂；,恢复需数月或更长时间；, 初级和次级卵母细胞具有中度辐射敏感性； 颗粒细胞具有高度辐射敏感性。,第三节,辐射生殖内分泌效应, 垂体对睾丸的内分秘功能调节主要通过腺垂体促性腺激素细胞合成和释放黄体生成素(LH)和促卵泡激素（FSH ）实现的，两者同时受促性腺激素调节。, 睾丸间质的间质细胞（Leyding cell)合成和分,泌睾丸酮。睾丸曲精细管上皮支持细胞（Sertoli cell)主要合成和分泌抑制素。,一、辐射睾丸内分泌效应,正常情况下,Leydig cell:睾丸酮（TS）,下丘脑,GnRH,腺垂体,LHFSH,睾丸,Sertoli cell：抑制素LH：黄体生成素；FSH：滤泡刺激素；GnRH:促性腺激素释放激素,辐射时,IR,睾丸受损,TS抑制素,LHFSH,抑制素对青春期前的下丘脑垂体睾丸轴调控作用不大，随着性成熟调节作用逐渐增强。,二、辐射卵巢内分泌效应, 影响雌、孕激素的分泌，及LH/FSH的分泌：排卵期不规则；月经周期变化甚至随剂量增加而停经；大剂量可导致卵巢衰竭，垂体分泌LH/FSH增加。,第四节,分次照射和剂量率效应,一、分次照射效应, 1911：分次照射比单次照射更易引起不育；, 分次照射比单次照射更易引起单倍体精子细胞的损,伤；, 分次照射的效应与分次照射剂量及间隔时间有关：分次剂量小或间隔较长，则不会产生分次照射比单次照射效应大的结果。, 慢性照射对早期减少精子数的效应比较明显，但恢复,要比单次照射好。,二、剂量率效应, 长期低剂量照射对睾丸的作用，剂量率效应比累积剂量效应更明显：在一定累积剂量范围内，剂量率越高，辐射损伤效应越严重；, 剂量率不同的低水平、低LET辐射持续作用对生殖功能的效应，因物种而异。总趋势是大动物的放射敏感性高于小动物；, 低水平辐射的遗传效应：未发现有害遗传效应。,第六节,电离辐射对胚胎发育的影响,一、电离辐射的发育毒性效应, 包括致死、畸形、生长迟缓及器官、组织结构和功能,的效应；, 严重程度取决于照射的剂量、剂量率和胚胎发育阶,段；, 1Gy照射时，人类妊娠3-4周：100%；植入阶段：新生,儿体重减轻和生长迟缓；胎儿阶段：生长迟缓。,胚胎宫内发育的三个阶段,1、植入前期（m:05.5d）, 最敏感；, 产前死亡率最高；, 特点：全或无：照后存活者，其宫内发育和生,后生长均正常。,2、器官发生期, 特别敏感；, 主要发生先天性畸形；, 人类2537d最敏感，此时受照引起的产前死亡少见，,多致生长迟钝和先天性畸形。,3、胎儿期, 敏感性较低；, 主要为发育障碍；及由CNS、眼和性腺功能紊乱导致的,智力低下。, 在人妊娠的1838天之间对辐射特敏,感，若受到照射易发生多器官的畸形，特别是神经组织和眼组织非常敏感。除非出于对孕妇健康的绝对需要，不应对她进行诊断性照射。, 1990年ICRP第60号出版物建议，妇女在妊,娠期间下腹部照射不应超过2mSv。,二、电离辐射对人胚胎发育的影响, 妊娠期受到2.5Gy以上的剂量照射影响胚胎发育：, 妊娠2-3周以前受照，可引起胚胎吸收和流产；妊娠4-11周照射可引起多器官严重畸形；,妊娠11-16周照射可引起少数器官畸形，生长障碍；妊娠16-20周照射可引起小头症、智力发育迟钝等；妊娠30周，主要引起功能障碍，结构畸形不明显。,妊娠8-15周是辐射引发智力迟钝、小头症及,癫痫发作的最大危险期。,复习与思考, 了解, 第1、5节, 熟悉, 第3、6节, 掌握, 第2、4节,一、术语解释,电离辐射的发育毒性效应,二、思考题,1.睾丸和卵巢的放射敏感性各有何特点？,2.雄性、雌性导致暂时性不育和永久性不育的剂量约,各为多少？,3.雄性、雌性的生殖效应及其与分次照射、与剂量率,的关系。,4.简述电离辐射对胚胎发育的影响。,第十一章,低水平辐射兴奋效应,低水平电离辐射,（low level radiation）,（掌握）,低剂量、低剂量率电离辐射。就人群照射而言0.2Gy以内的低LET辐射或0.05Gy以内的高LET辐射一般被视为低剂量辐射。当其剂量率在0.05mGy/min以内时，则称为低水平电离辐射。,低水平辐射兴奋效应（掌握）,低水平的辐射激活机体某些防御机能，降低癌症发生率、还可以刺激动物生长发育、延长动物寿命、提高生育能力等，这些现象都被称为兴奋效应。,低水平辐射来源（了解）,天然辐射：天然本底照射,人类活动增加的辐射,人工辐射：核技术的军事应用,核技术的和平利用：核能、放射,性核素的生产和应用、 医用辐照、核事故,二、低水平辐射对生命活动的影响生长与寿命：延长动物寿命，刺激动物的生长发育生育与繁殖：提高动物生育能力防卫与适应：提高机体的防卫能力和适应能力修复功能：可刺激分子水平的修复免疫功能：可增强免疫功能。,癌症：,低水平辐射对免疫功能的影响,1刺激抗体形成：可刺激抗体形成，且这种抗体,刺激功能与动物原先的免疫状态有关。,2提高淋巴细胞反应性：,3抗肿瘤的细胞毒作用增强：可能是通过激活免,疫活性细胞，提高机体免疫力。,4刺激细胞因子分泌：是低剂量辐射增强免疫功,能的重要表现。,低水平辐射与癌症,辐射主要作用于致癌过程的早期阶段。,低水平辐射降低癌症的发病率，这可能和增强机体的免疫功能有关。,我国阳江地区常住人口4070岁的癌症高发年龄段的居民癌症死亡率明显低于低本底地区。,第二节,低水平辐射诱导的适应性反应,低水平辐射适应性反应（掌握）,适应性反应：经小剂量射线预处理的细胞、脏器等，在相继受到大剂量照射时，能够产生抵抗性，对射线的耐受能力明显升高的效应。,主要表现（了解）,细胞遗传学的适应性反应：预先处理的细胞畸变率的降低。体细胞（淋巴细胞、骨髓细胞等）和生殖细胞（精母细胞），也可以发生在体外培养细胞。,基因突变的适应性反应：,细胞存活的适应性反应：可使细胞存活率提高。,其它表现：免疫适应性反应。,适应性反应的发生机制（了解）,低剂量电离辐射可以激活细胞的信号分子，促进DNA损伤的切除修复,低剂量电离辐射诱导某些功能蛋白分子的表达，启动细胞的适应性反应。,在整体条件下，调节机制则更为系统。,外照射急性及亚急性放射病,放射医学系 周美娟,外照射急性放射病(acute radiation sickness，ARS) ：机体在短时间(数秒数天)内受到大剂量(1Gy)电离辐射照射引起的全身性疾病。外照射亚急性放射病（ subacute radiation sickness from external exposure）：在数周至数月内，累积照射剂量大于1Gy，剂量率小于急性放射病而明显大于慢性放射病，临床以造血功能再生障碍为主的全身性疾病。,&概述 &临床表现及其病理基础 &诊断 &治疗,外照射急性放射病,什么情况下发生急性放射病？,核弹袭击：原子弹、氢弹、中子弹 万吨核爆时受屏蔽的人员 千吨级核时伤员 在严重放射性污染通过或久留人员核事故：核电厂、核反应堆辐射事故：各行业中的放射源 工业：探伤(192Ir) , 厚度仪、液面计(226Ra,90S) 农业：育种(137Cs, 60Co) 医疗：放疗(60Co,X射线,加速器) 地质：勘探(226Ra) 商业：灭菌、保鲜(60Co)总之，凡是利用核能的地方，都有可能发生ARS,概述,苏联切尔诺贝利核电厂事故,反应堆概况： 压力管式石墨慢化沸水堆，堆芯由直径12m，高7m，重约1700tn的石墨砌体、金属铀燃料和压力管等组成。反应堆内共装设1659根燃料棒，其输出热功率为3200MW。 该反应堆的主要缺点： 运行时石墨砌体温度达700，易燃、遇水产生易燃气体； 冷却剂存在相的转化有可能形成空泡正反应性效应； 在堆的金属构件和石墨砌体中积累大量能量，紧急停堆 时热功率下降较慢； 没有安全壳。,事故经过, 按预定计划于1986.4.26.停堆检修； 4.25.1:00整操作人员降低反应堆功率，14:00关闭了堆芯紧急冷却系统；23:10又降功率，原定降到700-1000MW，误操作降到30MW以下； 规定不得少于15根的安全棒被抽得不到10根； 到4.26.1:00许，将反应堆功率稳定在200MW； 4.26.1:23.30，达到停堆水平，要求立即停堆却未停堆，操作人员反而关闭了8号发电机的事故紧急调节阀等安全保护系统。, 当反应堆的功率开始迅速上升时，试图将所有的控制棒和应急控制棒插入堆芯紧急停堆，但由于控制棒受阻未能插入堆芯底部，堆芯失水融毁，核燃料因热量聚集过多炸成碎块。 紧急注入水后，使得过热的蒸汽与烧融元件、包壳和石墨发生反应，产生大量的氢气、甲烷和一氧化碳，这些易燃高爆炸性气体与氧气结合，发生猛烈的化学爆炸，1000tn重的堆顶盖被掀起，堆内所有的管道破裂，反应堆厂房倒塌，导致堆芯进一步破坏，熊熊烈火达十层楼高，大量的放射性物质因热效应升腾到1km以后才水平传输。,补救工作, 事故中30多处起火，共花了几小时才将大火扑灭。 调用300多架次军用直升机空投了5000tn碳化硼、白云石、砂土和铅等混合物覆盖反应堆体和吸收气溶胶颗粒。 为防止堆底部结构破坏，修建了人工排热通道。 修建混凝土结构将整个反应堆封闭。,事故影响,1 大撤退：4.27.7:00，普里匹亚特镇空气剂量率接近0.01Gy/h，17:00撤走4.5万人，后撤走核电厂周围30Km内9万人。2 203个应急救援人员受到大剂量的照射并复合热烧伤及皮肤烧伤，死亡31人。3 直接经济损失30亿美元，另外堆停运费、减少发电的损失、发放防辐射、放射性污染等补助，总损失额超过300亿美元。4 事故后1年内对北半球地区国家居民导致超有效剂量当量照射，对苏联、保加利亚、奥地利、希腊、罗马尼亚、法国、英国等欧洲国家中，照射剂量为天然本底照射的5.431.7%，对我国的照射约为天然本底照射的0.33%。,事故原因分析,1、 反应堆本身设计不合理，本身安全考虑不足；2、工作人员责任心差，违反操作规程。,国内核事故,国内从1954年至1987年发生特大事故92起，共发生32例骨髓型及2例肠型急性放射病，直接死亡2人，间接死亡3人；1987至1994年8年间，全国共发生放射事故269起，造成受照人员865人，直接死亡5人。,急性放射病的分型、分度,临床表现及其病理基础,&骨髓型急性放射病 &肠型急性放射病 &脑型急性放射病诊断,骨髓性急性放射病（ bone marroe form of acute radiation sickness）,*具有明显的阶段性： 初期、假逾期、极期、恢复期 轻度骨髓型急性放射病 中、重度骨髓型急性放射病 极重度骨髓型急性放射病,初期：,定义:患者受照后出现症状到症状缓解这段时间。主要症状：神经系统先兴奋，以后转为抑制，胃 肠功能紊乱，造血功能障碍，代谢紊乱。 病理表现：淋巴细胞迅速降低 白细胞一过性增加,中重度骨髓型急性放射病,假逾期(latent phase),定义：初期之后，由于机体的代偿作用，症状缓解 或消失的阶段。 主要症状：病人除了稍感疲乏外，无其他明显的症 状，精神状态明显好转。 病理表现：造血机能迅速恶化，外周血有形成分迅速 减少，减少程度和病情平行。假逾期的长短也是判断病情轻重的一个指标，轻度20-35d, 中度20d, 重度10d。,中重度骨髓型急性放射病,极期 (critical phase),进入极期的标志：体温升高、食欲降低、 呕吐腹泻、全身衰竭。 主要症状：造血功能的严重障碍 严重感染 明显的出血 严重的物质代谢障碍,中重度骨髓型急性放射病,造血功能的严重障碍,造血功能障碍是骨髓型急性放射病的特征，也是出血和感染的基础。 骨髓相：极度衰竭，有核细胞减少，反而网状细胞、浆细胞、脂肪细胞等造血支持细胞的相对数增加。 血象：WBC达最低值、淋巴细胞绝对数减少，相对数增加、RBC，Hb，PIT均减少。,中重度骨髓型急性放射病,严重的感染,特点：早期：口腔G+球菌为主:牙龈炎,咽峡炎,扁桃体炎 晚期：G-杆菌为主:肺炎，尿路、肠道感染 乏炎细胞性的炎症反应，红肿不明显， 而出血坏死严重，渗出少。感染是引起死亡的第一位原因，可加重出血,中重度骨髓型急性放射病,明显的出血,病理基础：PIT数量明显减少，功能下降； 凝血因子减少； 血管壁通透性、脆性增加 特 点：全身广泛性出血，一般内脏出血 早于体表出血。 出血越广泛、量越多，病情就越重,中重度骨髓型急性放射病,恢复期,定义：机体逐步好转的时期（照射后3560天）骨髓相：恢复早期呈岛状分布（单一或混和造血灶），各系细胞以红系恢复最快，中幼红增加尤为明显。血 象：随骨髓相的恢复，外周血象开始恢复，网织红增加最明显。网织红的增加是观察急性放射病的造血恢复的敏感指标,中重度骨髓型急性放射病,轻度骨髓型急性放射病,*症状少，病情轻，一般不出现脱发、感染；*分期不明显，无明显的极期；*造血功能轻度障碍；*预后良好，一般两个月内自行恢复。,极重度骨髓型急性放射病,*初期症状出现更早、更快、更重，假逾期很短，或者没有假逾期；*造血损伤更重，一般要输入外援造血干细胞才能完成造血重建，既进行骨髓移植；*极期症状重；*治疗难度大，预后差。,第四节 诊断,两部分： 早期分类诊断 临床诊断主要依据：病史，尤其是照射史； 初期症状和体症； 实验室检查。,早期分类诊断,病史：主要是照射史,诊断的重要依据,对剂量仅做粗略估算。初期症状：指照后12d的症状,尤其是胃肠道症状。,实验室检查： 外周血淋巴细胞绝对值,使用说明将病员在照后1248小时的淋巴细胞绝对值和该时间内病员出现的最重症状实线下角（图的内侧）作一连线，通过中央直柱，柱内所标志的程度即为急性放射病的程度。如需在伤后6小时进行分类诊断，可单独根据症状进行，即沿病员出现过的最重症状实线上缘（图的内侧）作一水平横线至中央直柱，柱内所标志的程度即为放射病的程度。但这时误差较大。,临床诊断,明确受照剂量：*物理剂量测定：人体模型进行模拟实验；从个人剂量仪上读取；从患者佩带的金属或药品测量。*生物剂量测定：世界上公认淋巴细胞畸变率是合适的生物剂量剂，因为：1 在0.25-5Gy，存在明显的线性关系；2 可以长期稳定存在。 染色体断片、双着丝立体、着丝粒环、淋巴细胞微核率,临床症状,初期出现的快慢、症状的轻重、持续时间假愈期的长短极期的各种症状的轻重，尤其是及其开始的时间,化验检查,l、外用血象：WBC数量及质量的变化、粒淋比例、PIT及RBC的形态，数量变化；2、骨髓检查： *骨髓分裂指数：每1000个骨髓有核细胞中处于分裂状态的细胞个数。,WBC数量的变化,l,*骨髓相：每周检查一次 3、生化检查：血尿淀粉酶增加、尿中氨基酸含量增加、肌酸，过氧化氢酶排除增加等。,1980年中科院上海原子核研究所事故,1980.9.1上海原子核研究所用5.3万Ci60Co辐照加工聚四氟乙烯,由于防护门安全联锁装置失灵和违章操作,致使25岁的男性工作人员“权”两次误入辐照室内工作约40秒,出钴源室即感面部发热、头晕、口唇麻木肿胀，他人见到患者结合膜及耳廓充血。半小时后开始恶心，1小时后开始呕吐，至13:00共呕吐8次。入院后经染色体畸变、淋巴细胞微核、淋巴细胞酸磷酶等生物和现场模拟反复剂量估算，患者全身受到5.2 (4.76.5Gy）60Co线不均匀照射，以头和上身为重，确诊为重度骨髓型急性放射病。主要治疗包括：抗辐射药物、改善微循环措施、抗感染和良好护理、胎肝细胞移植、输HLA相合或半相合的新鲜全血或有形成份、抗出血措施和促进造血功能、综合对症处理。,入院50d内较平稳地度过了初期、假愈期、极期和恢复期，整个病程未发热、无明显感染和出血，从宏观上看不出有极期表现,这样顺利的经过在国内外同类患者病史上是罕见的。“权”于1992年2月因乏力、低热入院治疗，查体发现肝大、胸骨压痛,外周血白细胞高达328109/L,幼稚细胞97%，经组化检查确诊为急性淋巴细胞白血病(L-),经数次化疗后病情缓解。1993年7月急性淋巴细胞白血病复发,于事故后12年10个月颅内白血病细胞浸润致颅内出血死亡。,南京肿瘤医院事故,1985年南京江苏省肿瘤医院 一技术员给病人进行放射治疗时，误将加速器档开关搞错，把病人每日每次照射剂量200cGy照射了200Gy，致使32例病人患中度骨髓型急性放射病并有严重局部放射性烧伤，其中3例病人直接死亡原因为急性放射病。,治 疗（1）,治疗原则：根据放射损伤的程度，采用分期分度，有指针的选用各种综合治疗的措施。骨髓型急性放射病的治疗原则：以造血损伤为中心，采用分期分度，有指针的选用综合治疗的措施。,治 疗（2）,治疗措施一：消毒隔离、周密护理；二：早期使用抗放药，使用改善微循环的药； 三：极期抗感染、抗出血；四：刺激造血机能,治 疗（3）,消毒隔离，周密护理*目的：尽量减少病人受到内、外源性感染的机会。*措施： 给病人创造消毒隔离的条件，防止外源性感染及交叉感染； 保持安静，避免一切不良刺激： 严密观察病情的发展，注意T、P、R、BP、出血情况和血象变化。,治 疗（4）,早期使用抗放药，改善微循环的药*改善微循环：低分子右旋糖苷、三磷酸腺苷、COA、氢化可的松、6一氨基己 酸、对羧基苄胺。*抗放药：预防用药 机理：自由基竞争学说 混合二硫键学说 缺氧学说,治 疗（5）,几个常用抗放药：半胱氨酸（CSH）：SHOH2-CHCOOH 特点：照前短时间给药有效 药效与纯度有关 静注优于皮下注射，口服无效半胱氨（MEA）：SHCH2CH2NH2 特点：药效是CSH的五倍 有效防护期短，在空气中极不稳定 制备方便，但毒性大，,治 疗（5）,雌激素（E）： 特点：抗放剂量范围宽，作用时间长 既可预防用药，也可治疗用药 重复给药，可延长作用时间 能刺激造血干细胞增殖分化氨基丙胺基乙基硫代磷酸单钠盐（WR-2721）：目前临床上用得最多，能保护PIT。,治 疗（6）,极期抗感染、抗出血抗感染：在战时注意霉菌和病毒的感染抗菌素：使用原则：有指针的预防使用抗菌素 使用指针：1、WBC降到3000mm3以下，或无 菌条件下降到1000mm3； 2、出现明显的脱发； 3、皮肤黏膜出血； 4、出现感染灶,治 疗（7）,抗菌素的选择：1、 应用广普抗菌素或联合用药； 2、多途径给药，建立有效浓度，一般静脉 注射为主，合并口服等措施； 3、周期性交替使用不同种类的抗菌素，避 免长期使用一种抗菌素； 4、配合使用其他药物和生物制剂。停药时机：体温降低至正常后35d， WBC上升至1500/mm3以上，一般情况良好，无明显感染征象时，可解除隔离，停用抗菌药。,治 疗（8）,抗出血： 药物：以新鲜的PIT悬液为佳 时机：PIT5万/mm3时 用法：每23d一次，每次PIT的量应在13X1011以上，连续35次,治 疗（9）,刺激进血机能中重度骨髓型急性放射病:胎肝细胞移植、 外周造血干细胞移植极重度骨髓型急性放射病:骨髓移植,治 疗（10）,骨髓移植：适应症：致死剂量和超致死剂量照射的病人即极重度骨髓型急性放射病病人。移植时间：照后15d为宜移植方式：自体移植（最好） 异体移植,第十四章,小剂量外照射的生物效应及外照,射慢性放射病,辐射生物效应的分类,按照射方式：外照射、内照射,局部照射、全身照射,按效应出现的时间：早期效应、远期效应,按效应表现的个体：躯体效应、遗传效应按效应