輻射對生物體的影響與所造成的急性傷害

1、輻射對生物體的影響與所造成的急性傷害,輻射傷害形成步驟,吸收輻射,游離/激活,化學性損害,酵素修復 或 傷害形成,主要低劑量效應,基因突變 誘發(fā)病癥 胎兒效應,主要高劑量效應,殺害細胞 組織器官效應 全身效應,輻射對生物體的影響,輻射的生物效應(I,機率效應: 無低限劑量 發(fā)病潛伏期長 誘發(fā)疾病的可能性隨曝露量的增加而增加 誘發(fā)疾病的嚴重程度與曝露量的多寡無關 生物效應: 致癌、遺傳基因突變,非機率效應: 超過低限劑量才會發(fā)生 短時間內曝露于大的輻射劑量所致 誘發(fā)疾病的嚴重度隨暴曝露量的增加而增加 急性效應: 急性輻射癥候群 延遲效應: 白內障及不孕癥等,輻射的生物效應(II,隨機與非隨機效應

2、,頻率,嚴重性,劑量,劑量,頻率,嚴重性,隨機,非隨機,0,50,100,劑量,劑量,a) (b,曝露個案敏 感度變異,病變表現(xiàn) 的低限值,c,生殖細胞突變 點突變 終結刪除 雙中結 轉位,輻射遺傳效應,異 常 體染色體顯性 X - 性聯(lián)隱性 染色體先天異常 癌癥,對體細胞的輻射效應 癌細胞的起始 其他增強癌細胞 增長的因素,輻射誘發(fā)的癥狀,引致疾病 上皮細胞癌 血 癌 肉 瘤,輻射對胎兒的效應,對胚胎/胎兒細胞 的輻射效應 突 變 細胞殺傷 致變移轉模式,引致疾病 癌 癥 先天性異常 功能變化,低劑量輻射生物效應的原則 (1,小于100 mGy 的輻射生物效應主要為對遺傳，胎兒發(fā)育及癌癥的影

3、響 這些效應常因非致死性細胞變化而引起 在人類，自發(fā)性的遺傳及胎兒發(fā)育改變，及癌癥的機率不低,Keneth L. Mossman, Ph. D., M. Ed.,低劑量輻射生物效應的原則 (2,相較于自發(fā)效應，輻射誘發(fā)效應是不明顯的 輻射誘發(fā)機率常不易評估，因同時或先后有接觸到其他化學，物理或生物因子 低劑量輻射對于遺傳、胎兒發(fā)育及癌癥影響的誘發(fā)機率非常低，并很難以現(xiàn)行的流行病學方法去量測,輻射劑量,平均背景輻射: 0.36 侖目(rem)/每年 胸部 X 光: 0.01-0.025侖目(rem) 骨盆腔計算機斷層:1.5-2.5侖目(rem)/片 核醫(yī)掃描: 0.45侖目(rem) 職業(yè)安全

4、劑量: 5侖目(rem)/每年 LD50: 400侖目(rem) 治療癌癥: 6000侖目(rem)/6星期,曝露劑量對人體的影響,全身性劑量，12雷得(rad): 精蟲數(shù)目減少 全身性劑量，20-50雷得(rad):骨髓抑制合并淋巴球數(shù)目減少,輻射激效Radiation Hormesis,低劑量輻射在某些方面可能有幫助或刺激的效果,曾被報告的輻射激效,增進動物的生長與發(fā)育 延長壽命 改善幼體存活率 改善傷口愈合 增強對感染的抵抗力 降低致癌機率,目前對輻射激效的認知,輻射激效值得作嚴謹?shù)目茖W評估 輻射激效超越低限值的觀念 流行病學研究很難以統(tǒng)計學來確認 有些研究顯示在輻射曝露后使癌癥減少 多

5、數(shù)的輻射激效研究顯示證據(jù)薄弱或無證據(jù) 低劑量輻射可能刺激修復或非酵素自由基清除(調適反應) 調適反應可能支持低限值的觀念 低劑量輻射有害 ? 有益 ? 沒有影響 ,輻射意外事件所造成的急性傷害,輻射傷害,由于輻射曝露(體外曝露，由食入或呼吸道吸入等途徑)，造成器官及組織的損傷 輻射傷害的程度與下列二項有關 曝露劑量之大小 身體曝露范圍的大小,輻射傷害的作用機轉,直接作用: 游離作用自由電子直接作用于人體生物分子造成生物分子損害(1/3) 間接作用: 游離作用自由電子作用于人體生物分子外之其它分子(H2O)，產(chǎn)生自由基攻擊生物分子造成生物分子損害(2/3,輻射意外事件之急性傷害,輻射導致之傷害:

6、 急性局部輻傷 急性輻射癥候群 慢性輻射傷害 其它傷害,急性局部輻傷的特點,局部曝露所導致的損傷，常見于四肢 大部份為皮膚表現(xiàn)，類似熱傷害，但疼痛較晚發(fā)生(5000雷得以上除外) 傷口脆弱、不易愈合、植皮不易存活 注意有無污染及全身曝露,急性局部輻射傷害,300雷得(rad): 曝露后第十七日開始掉發(fā) 600雷得(rad): 紅疹，與燙傷無法區(qū)別 曝露后幾分鐘到幾星期不等，與劑量有關 1000-1500雷得(rad): 干性脫皮 2000-5000雷得(rad) 濕性脫皮 曝露后2-3星期不等，與劑量有關 5000雷得(rad) : 壞死、深部潰瘍,第一星期: 無癥狀，或可能有紅疹 第二星期:

7、 紅疹、毛發(fā)掉落、汗腺及皮脂腺功能逐漸喪失 第三星期: 皮膚發(fā)熱、水腫、局部疼痛 第四星期: 脫皮，色素沉淀，癢 第五星期: 由皮膚邊緣開始長出新皮,高劑量局部輻射傷害,幾星期至幾個月 漸進性、慢慢的萎縮 色素掉落，產(chǎn)生白斑 磨擦處或反復受傷處可能會有潰瘍,高劑量局部輻射傷害-早期遲延性反應,皮膚萎縮、喪失彈性 1-6年后或更久后產(chǎn)生 薄的皮膚可見血管擴張 毛發(fā)掉落、指甲脆弱 難以控制的持續(xù)皮膚潰瘍 結痂造驗成變形及運動受限 產(chǎn)生惡性腫瘤,高劑量局部輻射傷害-晚期遲延性反應,急性輻射癥候群,輻射曝露后數(shù)小時至數(shù)周內，因輻射造成不同組織器官之傷害，所產(chǎn)生之臨床癥狀 其特點為全身不同器官受短期高劑

8、量輻射反應后所表現(xiàn)的一群癥狀,急性輻射癥候群,前期(prodrome phase) 曝露后幾分鐘到幾天產(chǎn)生(與劑量有關) 以自主神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為主(嘔吐、腹瀉、低血壓、冒汗、無力、發(fā)燒) 自己會好 潛伏期(latent phase) 劑量愈高，潛伏期愈短 400雷得: 1-3星期；1500雷得: 幾小時,急性輻射癥候群的分期(I,癥狀表現(xiàn)期(manifested illness) 可依劑量不同而表現(xiàn)不同: 血液(100-800 rads)、呼吸(600 rads) 、胃腸(800-3000 rads)及心血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)(3000 rads)等 復元期或死亡(recovery phase or

9、 death,急性輻射癥候群的分期(II,輻射對各器官系統(tǒng)的急性傷害,生殖系統(tǒng) 造血系統(tǒng) 胃腸系統(tǒng) 神經(jīng)血管系統(tǒng),輻射對生殖系統(tǒng)的急性傷害,輻射對造血系統(tǒng)的急性傷害,150-200 rads即有癥狀 主要以血球缺乏為主 癥狀: 免疫功能不全 增加感染并發(fā)癥 出血、貧血 傷口愈合不良,14,4 2,8 4,12 6,16 8,10,12,淋巴球,嗜中性球,血紅素 血小板,Days,0 10 20 30 40 50 60,100,200,300,400,造血系統(tǒng)傷害,600-700 rads即有癥狀 腸黏膜上皮細胞受損 腸壁潰瘍、壞死、穿孔 腹瀉、便血 脫水、電解質不平衡、營養(yǎng)不良 腸炎、細菌感染

10、、腹膜炎、敗血癥,輻射對胃腸系統(tǒng)的急性傷害,2000 -3000 rads即有癥狀 大劑量(100,000 rads)可直接造成神經(jīng)元傷害 癥狀: 嘔吐、嗜睡、意識不清、步態(tài)不穩(wěn)、抽搐 低血壓: 治療效果不佳 淋巴球數(shù)目接近零 24-72 小時內因休克死亡,輻射對神經(jīng)心血管系統(tǒng)的急性傷害,急性輻射癥候群的診斷,病史詢問及理學檢查 全血球計數(shù)及淋巴球計數(shù) 染色體分析,臨床表現(xiàn)與曝露劑量的關系,絕對淋巴球計數(shù),0,1,2 天數(shù),3,000,2,000,1,000,500,100,中度傷害,重度傷害,極重度傷害,致死傷害,絕對淋巴球計數(shù),WBC count WBC classification Ab

11、solute lymphocyte count,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,觀察和記錄發(fā)生臨床癥候之時間 每天做血球計數(shù)分析,惡心、嘔吐、腹瀉（幾分鐘） 合并 運動失調、神智不清、休克、昏迷（幾分鐘至幾小時,分類 中樞神經(jīng)、心臟血管 傷害,_,分類,分類,兩天內，惡心嘔吐合并血球計數(shù)不正常,_,分類 無癥候,分類,三天內，白血球和淋巴球顯著計數(shù)不正常,_,分類 造血系統(tǒng)輕度傷害,分類,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,分類,四天內腹瀉， 六至九天內， 血小板顯著不正常,_,分類 造血系統(tǒng)嚴重傷害,分類 胃腸系統(tǒng)傷害,臨床急性輻射傷害之評估與檢傷分類,治 療,Treatment,急性輻射癥候群治療之效果,未積極治療 ：LD50/60僅需250 - 340 cGy 積極支持治療：LD50/60約為450 - 510 cGy 加骨髓移植 ：LD50/60約為900 -1,800 cGy 車諾堡事件 ：LD50/60約為 520 cGy,急性輻射癥候群之治療,癥狀治療 精神上的支持與安慰 支持治療 維持干凈環(huán)境 清除體內外微生物 靜脈輸注補充水分、電解質與養(yǎng)分 積極治療任何感染 骨髓移植 血球生成因子,目前常用之血球生成因子,GM-CSF: Granulocyte/Macrophage stimulating