低劑量氚相對生物效能的實驗研究與建議

崔鳳梅 王冰 趙驊 周 湘艷

1 蘇州大學(xué)蘇州醫(yī)學(xué)院放射醫(yī)學(xué)與防護學(xué)院，放射醫(yī)學(xué)與輻射防護國家重點實驗室，蘇州 215123；2 日本國立研究開發(fā)法人量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu)，放射線醫(yī)學(xué)研究所，千葉 263-8555；3 中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所放射毒理研究室，北京 100088

近年來，國際放射防護委員會 （International Commission on Radiological Protection, ICRP）和聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會（United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation，UNSCEAR）等國際重要組織[1-4]及國內(nèi)外研究者[5-13]對氚的毒理學(xué)研究進行了大量報道。特別是氚的相對生物效能 （relative biological effectiveness, RBE）的研究引起了輻射防護研究領(lǐng)域?qū)W者的極大關(guān)注。

放射生物學(xué)中的RBE 值與輻射防護研究領(lǐng)域中的品質(zhì)因數(shù)（Q 值）是對應(yīng)量。雖然RBE 值與Q 值是有區(qū)別的，但是，通常仍然假定Q 值近似地等于RBE 值。關(guān)于氚的Q 值一直是有爭議的。1964 年ICRP 6 號出版物中給出的Q 值為1.7[14]，1968 年 將Q 值 降 到1[15]。UNSCEAR 的2016 年報告書以及綠色和平（Greenpeace）組織等重要刊物與機構(gòu)都報道了以γ 射線作為參考射線進行的體內(nèi)氚研究的RBE值[4,16-18]。2021 年ICRP 148 號出版物中推薦氚的RBE 值為2[19]。國際機構(gòu)給出的氚Q 值不同的原因主要與所依據(jù)的實驗資料有關(guān)?？紤]到在輻射防護研究中主要涉及氚的低水平、長期、慢性照射，以及其在體內(nèi)與DNA 結(jié)合并參與代謝的特點，選用指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率照射，以生殖細(xì)胞和遺傳效應(yīng)等生物指標(biāo)作為觀察終點，對確定輻射防護標(biāo)準(zhǔn)中氚的Q 值更有意義。因此，自20 世紀(jì)80 年代以來，國內(nèi)研究者以多項生物終點進行了RBE 值的研究，建議低劑量氚照射下的RBE 值為3.0～3.5，這些寶貴的研究結(jié)果與國際相關(guān)報道有所不同，但也突出了國內(nèi)在輻射防護領(lǐng)域?qū)﹄跋到y(tǒng)性及長期性的研究特點[7-10，20-22]。

本文以原衛(wèi)生部工業(yè)衛(wèi)生實驗所（現(xiàn)中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學(xué)所）周湘艷研究員的氚生物效應(yīng)研究團隊從20 世紀(jì)80 年代至今的研究成果為主線，概述了低劑量氚RBE 的實驗研究結(jié)果，研究中選擇了指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率2 種氚照射方式，觀察研究了以卵母細(xì)胞顯性致死突變率等8 項指標(biāo)為生物終點的RBE 值，以γ 射線作為參考射線，計算了在累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 的條件下，指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率2 種氚照射方式下的氚RBE 值。

1 研究過程

1.1 氚內(nèi)照射劑量估算

將氚水稀釋成適當(dāng)?shù)臐舛?，以每克體重1.65×106Bq 的劑量注入動物體內(nèi)。實驗動物被注射氚水后于不同時間予以安樂死，取出不同的組織，采用HCLO4-H2O2法消化生物樣品。消化得到的均相樣品在FJ-353G1 型雙道液閃計數(shù)器上采用內(nèi)標(biāo)法進行測量。按實驗推薦程序求得平均回收率為93.0%±5.7%。

研究中采用了具有指數(shù)遞減劑量率照射的單次腹腔注入和模擬恒定劑量率照射的連續(xù)飲入氚水2 種照射方式。

1.1.1 具有指數(shù)遞減劑量率照射的單次腹腔注入氚水[23-24]

給予雄性和雌性小鼠的氚水量為每克體重（3～16）×106Bq，分別測定小鼠的血液、心、脾、肝、肺、腎、睪丸（或卵巢）和脂肪等濕組織中的總氚（即體液中氚水和組織中結(jié)合氚的總和）和干組織中的組織結(jié)合氚，還測定了染毒后10 d內(nèi)，實驗小鼠尿中氚的含量。結(jié)果顯示，除脂肪因含水量很低，測量的結(jié)果比較特殊外，其余組織的結(jié)果大致相同[23]。

1.1.2 模擬恒定劑量率照射的氚水染毒[23-24]

對于單純的飲入氚水，從體水氚濃度（I）除以飲水氚濃度（W）之比值（P）隨時間的變化趨勢可以看出，單純飲入氚水時，體水氚有明顯的積累過程，歷時約4 d 后，P 值基本上保持在0.49 的恒定水平。為了清除這段累積過程，模擬恒定劑量率照射，采用了先腹腔注入氚水，隨即給予持續(xù)攝飲恒定濃度的氚水，在整個實驗期間，P 值都保持在0.49 的恒定水平。

上述I 值采用的是實驗期間實測的尿中氚濃度。指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率的2 種照射方式都是在染毒后第10 天結(jié)束實驗，并對所有小鼠處以安樂死后取血樣，結(jié)果P 值均為0.49。

根據(jù)體水占體重的62%，組織結(jié)合氚的比活度為體水氚濃度的30%，體水氚濃度（I）保持恒定，且與體內(nèi)有效氚濃度（C）確立關(guān)系如下：

C=（0.62+0.38×0.30）×I=0.734I

由Q=qt 和C=q/m（其中，Q 表示時間-活度乘積，單位為Bq·d；q 表示氚攝入量，單位為Bq；t 表示時間，單位為d；C 表示體內(nèi)有效氚濃度，單位為Bq/g；m 表示體重，單位為g）得出：D=7.89×10-8Ct=5.79×10-8It，或改用劑量率表示為：D劑量率=5.79×10-8I，單位為Gy/d，當(dāng)I=3.7×104Bq/ml 時，D劑量率=0.002 1 Gy/d。

實驗中的體水氚濃度（I）與飲水氚濃度（W）之比值（P）的計算結(jié)果如下：P=I/W=0.49，于是劑量估算公式如下：D劑量率=2.84×10-8W，實驗得出的各組織劑量結(jié)果：睪丸為0.34×10-10Gy/d，卵巢為0.31×10-10Gy/d，肝、脾、心、腎、肺、睪丸（或卵巢）和血液7 種樣品均值為0.32×10-10Gy/d，脂肪為0.16×10-10Gy/d，全身為0.28×10-10Gy/d。

1.2 60Co γ 射線外照射劑量測定

選用60Co γ 射線作為參考射線，模擬氚在體內(nèi)以指數(shù)遞減劑量率或恒定劑量率2 種照射方式進行了γ 射線的外照射。

1.2.1 照射源強度測定[7-8]

選用中國科學(xué)院生物物理研究所的鈷源作為外照射源。用Gamma 劑量儀和熱釋光劑量儀分別測定了鈷源強度為2.53～3.56 Ci（測定日期為1982 年4 月至1985 年4 月）。實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果基本一致。

1.2.2 吸收劑量的測定[7-8]

（1）空間照射量的測定。把LiF 劑量元件和膠片劑量儀布放在離照射源分別為1.5、2.0、3.0 及4.0 m 4 個不同距離的水平面上，測得的60Co γ 輻射場空間照射量相對標(biāo)準(zhǔn)偏差＜5.4%。Gamma 劑量儀與LiF 熱釋光劑量儀的測量結(jié)果，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均在5%以內(nèi)，符合要求。

（2）照射架上籠內(nèi)照射量的測定。研究中，設(shè)計制作了32 cm×10 cm×8 cm 的鼠籠，并且每隔8 cm 分隔成一個小籠，即每2 只小鼠活動在8 cm×10 cm×8 cm 的空間內(nèi)，以便讓小鼠在籠內(nèi)受到較均勻的照射。結(jié)果表明，籠內(nèi)空間劑量不均勻度＜1.16。雖然劑量減弱8.6%，但籠子對小鼠的散射可被忽略。墻角處由于散射存在，使膠片測量值有較大離散，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差達13%，因此，該處沒有布放動物。

（3）小鼠體模內(nèi)吸收劑量的測量和計算。用石蠟制成簡易小鼠體模。以LiF 劑量元件測量了小鼠體模內(nèi)的劑量分布。結(jié)果表明無論橫向或豎向，小鼠體模內(nèi)劑量減弱情況基本一致，因此，實驗動物在接受照射時，動物之間的散射影響不大。體模中心照射劑量的均值為無模型時中心照射劑量的82%。由于籠子小，小鼠在籠內(nèi)不斷活動，可以認(rèn)為各向照射的概率是相等的。所以取縱向、橫向的平均值。體模內(nèi)不均勻度為1.13。體模中心吸收劑量公式如下：

式中，D體模中心表示體模中心吸收劑量，單位為Gy；f 表示60Co 源照射劑量與吸收劑量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為Gy/R；k 表示體模中心照射劑量與無模型時中心空間照射劑量之比，k=0.83；R 表示無模型時中心空間照射劑量，單位為R；M 表示60Co 源強度，單位為毫克鐳當(dāng)量；r 表示小鼠離源的距離，單位為cm。

實驗結(jié)果表明：8 cm×10 cm×8 cm 鼠籠內(nèi)空間劑量不均勻度為1.16，體模內(nèi)不均勻度為1.13，可以認(rèn)為小鼠在這樣的鼠籠內(nèi)受照射，體內(nèi)的劑量分布是均勻的。

（4）外照射的方式。為了模擬氚水在體內(nèi)的2 種照射方式，對60Co γ 射線照射的小鼠同樣給予指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率的外照射，主要是通過移動（或固定）鼠籠與鈷源之間的距離，確定每次的照射劑量，每天照射22 h，連續(xù)照射10 d。

1.3 氚RBE 值生物終點的選擇

研究中選擇了60Co γ 射線作為參考射線，以指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量率2 種照射方式進行照射。在指數(shù)遞減劑量率照射中，選擇的生物終點包括：卵母細(xì)胞顯性致死突變率、精母細(xì)胞顯性致死突變率、顯性骨骼突變率、初級卵母細(xì)胞存活率、精原細(xì)胞存活率。在恒定劑量率照射中，選擇的生物終點包括：精原細(xì)胞存活率、外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率、胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率。在以上2 種照射方式中分別計算氚RBE 值。

2 結(jié)果分析

2.1 以60Co γ 射線作為參考射線指數(shù)遞減劑量率照射的氚RBE 值

2.1.1 以卵母細(xì)胞顯性致死突變率為生物終點的RBE 值[25]

顯性致死實驗檢測方法：雌性小鼠停照后第10～15 天，將各實驗組中受照射的每2 只雌鼠與正常的同周齡同品系的1 只雄鼠合籠交配，5 d 后分開。雌鼠繼續(xù)喂養(yǎng)到18 d，然后處以安樂死，檢查子宮內(nèi)容物及卵巢黃體。根據(jù)胚胎發(fā)育狀態(tài)，檢查早期死亡胎（ED）數(shù)、晚期死亡胎（LD）數(shù)、正?；钐ィ╒IA）數(shù)及黃體（CL）數(shù)的變化，計算出顯性致死突變數(shù)[植入前丟失（preimplantation，PRE）]：PRE=CL-（ED+LD+VIA）。實驗結(jié)果：雌鼠一次性腹腔注入體內(nèi)氚水10 d 后，卵巢氚的累積劑量分別為0、0.04、0.14、0.31、0.62、0.91 Gy 時，誘發(fā)的卵母細(xì)胞顯性致死突變率分別為2.7%、4.6%、1.3%、15.3%、11.4%、24.6%。

實驗結(jié)果表明，卵巢內(nèi)氚的累積劑量在0.04～0.91 Gy時，誘發(fā)卵母細(xì)胞顯性致死突變率為4.6%～24.6%，波動性增加，尤其是在小劑量情況下波動較為明顯。

60Co γ 射 線 照 射 的 累 積 劑 量 分 別 為0、0.53、0.71、1.08、1.62、1.94、2.70 Gy 時誘發(fā)的卵母細(xì)胞顯性致死突變率分別為2.7%、6.8%、12.2%、6.7%、14.6%、16.2%、28.3%。

根據(jù)氚β 粒子和60Co γ 射線不同劑量誘發(fā)卵母細(xì)胞顯性致死突變率的實驗結(jié)果，計算出氚RBE 值為2.74、2.78、2.82、2.85，基本上是一個常數(shù)。

2.1.2 以精母細(xì)胞顯性致死突變率為生物終點的RBE 值[25]

研究選用LACA 成年雄鼠，分別接受0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 的氚水β 粒子連續(xù)照射10 d。雌、雄鼠交配比例為2∶1，雌鼠繼續(xù)喂養(yǎng)到19 d，處以安樂死，檢查子宮內(nèi)的早期死亡胎數(shù)、晚期死亡胎數(shù)、正?；钐?shù)及黃體數(shù)，計算顯性致死突變率。結(jié)果顯示：當(dāng)氚累積劑量分別為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時，誘發(fā)的精母細(xì)胞顯性致死突變率分別為0%、8.6%、5.1%、11.4%、14.9%。

60Co γ 射線分別連續(xù)照射LACA 成年雄鼠10 d，累積劑量分別為0.74、1.59、2.07 Gy，停照后21 d 將受照雄鼠與正常雌鼠交配。計算的60Co γ 射線誘發(fā)的精母細(xì)胞顯性致死突變率分別為4.36%、27.09%和30.30%。根據(jù)上述研究結(jié)果，氚β 粒子累積劑量為0.19～1.01 Gy 和60Co γ 射線累積劑量為0.74～2.07 Gy 時，誘發(fā)的精母細(xì)胞顯性致死突變的劑量-效應(yīng)關(guān)系分別符合下列方程式：

式中，Y 代表突變率，D 代表累積劑量，r 代表相關(guān)系數(shù)。當(dāng)氚累積劑量在0.2～0.6 Gy 時，測出氚RBE 值為1.6～3.9，且隨著劑量降低，RBE 值升高。

2.1.3 以顯性骨骼突變率為生物終點的RBE 值[26]

給各組雄性小鼠腹腔一次性注射不同濃度的氚水，10 d 內(nèi)的累積劑量分別為0.19～1.01 Gy。同時以指數(shù)遞減劑量率的60Co γ 射線連續(xù)照射10 d，每天照射22 h，累積劑量為0.74～2.87 Gy，停照后25 d，讓其與正常雌鼠交配。分娩前1 d，對雌鼠處以安樂死并剖腹取出仔鼠，采用茜素紅染色法檢查仔鼠（F1 代）的骨骼變化。當(dāng)氚的累積劑量為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時，誘發(fā)的小鼠顯性骨骼突變率分別為0.10%、0.51%、0.30%、0.45%、1.32%。當(dāng)60Co γ 射線累積劑量為0、0.74、1.59、2.07、2.87 Gy 時，誘發(fā)的小鼠顯性骨骼突變率分別為0.1%、0.4%、0.4%、0.6%、0.9%。

根據(jù)上述研究結(jié)果，測算出2 種射線劑量比值，即RBE 值。當(dāng)氚的累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy時，氚RBE 值為2.99、2.73、2.61、2.54、2.51，且隨著劑量降低，RBE 值升高。

2.1.4 以初級卵母細(xì)胞存活率為生物終點的RBE 值[27]

雌性小鼠腹腔一次性注入氚水后10 d 內(nèi)，卵巢氚β 粒子累積劑量依次為0、3.9、14.1、30.7、62.2、91.2 rad時，誘發(fā)的初級卵母細(xì)胞存活率分別為100%、29.8%、13.4%、6.4%、2.8%、0%。

60Co γ 射線外照射大致是模擬氚在卵巢內(nèi)以指數(shù)遞減劑量率的方式連續(xù)照射10 d，每天照射22 h，10 d 內(nèi)各照射組小鼠全身的累積劑量分別為0、52.60、77.18、108.22、161.87、194.25、269.88 rad，60Co γ 射線誘發(fā)的小鼠初級卵母細(xì)胞存活率分別為100%、11.4%、2.9%、0.6%、0%、0%、0%。

研究結(jié)果表明：當(dāng)卵巢氚累積劑量為3.9～91.2 rad 時，誘發(fā)的初級卵母細(xì)胞存活率隨氚劑量的增加而降低，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，回歸方程為：

式中，?為初級卵母細(xì)胞存活率；D 為吸收劑量，單位為rad；r 為相關(guān)系數(shù)。

60Co γ 射 線 連 續(xù) 照 射10 d 的 全 身 累 積 劑 量 為52.60～269.88 rad 時，誘發(fā)的初級卵母細(xì)胞存活率隨60Co γ 射線劑量的增加而降低，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，回歸方程為：

式中，?為初級卵母細(xì)胞存活率；D 為吸收劑量，單位為rad；r 為相關(guān)系數(shù)。

氚β 粒子和60Co γ 射線誘發(fā)的小鼠卵母細(xì)胞存活率比較，當(dāng)氚的累積劑量為0.16、0.22、0.30、0.47 Gy，計算得出氚RBE 值為2.28、1.95、1.70、1.40。且隨劑量的降低，RBE 值升高。

2.1.5 以精原細(xì)胞存活率為生物終點的RBE 值[28]

成年雄性小鼠腹腔注射氚水10 d 內(nèi)，當(dāng)睪丸累積劑量為0、0.19、0.38、0.66、1.01 Gy 時，誘發(fā)的小鼠精原細(xì)胞存活率分別為100%、85.99%、88.43%、84.69%、66.95%。

成年雄性小鼠接受60Co γ 射線照射10 d 后，當(dāng)60Co γ 射線的累積劑量分別為0、0.74、1.59、2.02、2.87 Gy 時，誘發(fā)的小鼠精原細(xì)胞存活率分別為100%、87.30%、87.59%、76.14%、75.12%。

氚β 粒子和60Co γ 射線誘發(fā)的小鼠精原細(xì)胞存活率比較，當(dāng)氚的累積劑量分別為0.25、0.52、0.70 Gy 時，計算得出的RBE 值為3.6～3.7。

2.2 以60Co γ 射線作為參考射線恒定劑量率照射的氚RBE 值

2.2.1 以精原細(xì)胞存活率為生物終點的RBE 值[29]

比較雄性小鼠接受氚β 粒子和60Co γ 射線連續(xù)照射10 d 的累積劑量與精原細(xì)胞存活率之間的生物效應(yīng)。當(dāng)氚β 粒子的累積劑量分別為0、0.05、0.10、0.16、0.47、0.69 Gy時，誘發(fā)的精原細(xì)胞存活率分別為100%、90.15%、82.71%、72.07%、41.95%、33.69%。

當(dāng)60Co γ 射線照射劑量為0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 時，誘發(fā)的精原細(xì)胞存活率分別為100%、73.88%、66.64%、47.76%、33.64%、22.35%、22.31%。

依據(jù)上述研究結(jié)果，當(dāng)氚的累積劑量為0.10、0.17、0.26、0.37、0.53、0.68 Gy 時，測出的氚RBE 值分別為2.70、2.53、2.42、2.41、2.32、2.21。且隨著劑量的增加，RBE 值下降。

2.2.2 以外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率為生物終點的RBE 值[30]

雄性小鼠連續(xù)接受氚β 粒子照射10 d 后，當(dāng)實驗小鼠接受氚β 粒子內(nèi)照射的累積劑量分別為0、0.06、0.10、0.15、0.46、0.68 Gy 時，誘發(fā)的外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率分別為0.91%、2.68%、3.80%、5.44%、7.92%、7.74%。

氚β 粒子誘發(fā)的外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率隨著劑量的增加而升高，劑量-效應(yīng)關(guān)系符合下列方程：

式中，Yβ為微核細(xì)胞率；D 為累積劑量，單位為Gy。上述結(jié)果表明，當(dāng)氚β 粒子的累積劑量為0.06～0.68 Gy時，外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率隨累積劑量的增加而升高，符合二次項方程。

雄性小鼠接受60Co γ 射線照射10 d 后，當(dāng)60Co γ 射線外照射的累積劑量分別為0、0.43、0.54、1.06、1.50、2.04、2.58 Gy 時，誘發(fā)的外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率分別為0.91%、1.57%、1.13%、4.56%、5.25%、7.74%、8.72%。

60Co γ 射線在不同累積劑量下誘發(fā)的外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率符合下列方程：

式中，Yγ為微核細(xì)胞率；D 為累積劑量，單位為Gy。上述結(jié)果表明，外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率隨著60Co γ 射線累積劑量的增加而升高。氚β 粒子累積劑量為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy 時，與60Co γ 射線誘發(fā)的外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率比較計算，得出的RBE 值為3.7、3.8、3.8、4.1、3.9，即氚RBE 值約為4，是一個常數(shù)。

2.2.3 以胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率為生物終點的RBE 值[31]

選用10～12 周齡NIH 小鼠，小鼠妊娠10 d 時，每天以恒定劑量率分別接受氚水和60Co γ 射線照射，連續(xù)照射3 d。停照后12 h 對孕鼠處以安樂死，制備胎肝涂片，計數(shù)嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率。實驗結(jié)果表明：當(dāng)氚的累積劑量分別為0、0.047、0.093、0.282、0.564、0.086、1.270 Gy時，誘發(fā)的胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率分別為1.65%、2.23%、 6.79%、 8.43%、 12.28%、 14.45%、 18.49%。 氚β 粒子誘發(fā)的胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率隨著劑量的升高而升高，擬合方程為：

式中，Yβ為微核細(xì)胞率；D 為照射劑量，單位為Gy；r 為相關(guān)系數(shù)。

當(dāng)60Co γ 射線照射的累積劑量分別為0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 Gy 時，誘發(fā)的胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率分別為1.65%、4.70%、5.50%、6.40%、6.90%、6.70%、8.30%。60Co γ 射線誘發(fā)的胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率變化的擬合公式為：

式中，Yγ為微核細(xì)胞率；D 為照射劑量，單位為Gy；r 為相關(guān)系數(shù)。

當(dāng)氚的累積劑量為0.10～0.39 Gy 時，計算得出的氚RBE 值為3.87～5.55，且隨著劑量的降低，RBE 值升高。

2.3 選擇2 種不同照射方式的氚RBE 值的對比研究

綜上所述，在氚RBE 值研究中[8-13]，選用了與實際氚照射比較接近的2 種照射方式，即指數(shù)遞減劑量率、恒定劑量率照射，選擇了上述8 項生物終點進行了氚RBE 值的研究。為了便于比較不同照射方式和不同生物終點的RBE 值，避免人為任意取值的誤差，分別以氚的累積劑量0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 Gy/10 d 為取值標(biāo)準(zhǔn)，再得出與氚產(chǎn)生相等效應(yīng)情況下的60Co γ 射線（參考射線）的劑量，通過2 種射線的劑量比值得出氚的RBE 值。下面將不同氚照射方式下的各項生物終點所測得的RBE 值進行比較。

2.3.160Co γ 射線作為參考射線以指數(shù)遞減劑量率氚照射的RBE 值比較

以60Co γ 射線作為參考射線，氚以指數(shù)遞減劑量率照射的累積劑量分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 時，以卵母細(xì)胞顯性致死突變率、精母細(xì)胞顯性致死突變率、顯性骨骼突變率、初級卵母細(xì)胞存活率及精原細(xì)胞存活率作為生物終點，計算得出氚的平均RBE 值分別為2.99、2.73、2.61、2.54、2.51。RBE 值波動范圍為2.51～2.99。

2.3.260Co γ 射 線 作 為 參 考 射 線 以 恒 定 劑 量 率 氚 照 射 的RBE 值比較

以60Co γ 射線作為參考射線，氚以恒定劑量率照射的累積劑量分別為0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 時，以精原細(xì)胞存活率、外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率、胎肝嗜多染紅細(xì)胞微核細(xì)胞率作為生物終點，計算得出氚的平均RBE 值分別為5.44、4.92、4.42、3.91、3.35。RBE 值波動范圍為3.35～5.44。

2.3.3 2 種不同氚照射方式下的RBE 值檢測結(jié)果

以氚的累積劑量0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 Gy/10 d 為標(biāo)準(zhǔn)，檢測指數(shù)遞減劑量率和恒定劑量劑量率氚照射的RBE值分別為4.2、3.8、3.5、3.2、2.9，可見氚RBE 值的波動范圍為2.9～4.2。

3 討論與建議

3.1 影響氚RBE 值的因素

通過前文所述結(jié)果可以看出，氚RBE 值的變化范圍較大，與不同組織對輻射的敏感性及對低能β 粒子的敏感性有關(guān)；同時也與所選擇的參考射線的能量、劑量、劑量率以及生物終點有關(guān)。在確定RBE 值時，上述這些因素都需要盡可能保持恒定，但是在比較RBE 值時，很難確定哪個因素更重要。以下對影響RBE 值的因素略加討論。

3.1.1 參考射線

要確定特定類型輻射的RBE 值，必須選擇合適的參考射線。如60Co γ 射線、137Cs γ 射線或X 射線。選擇的參考射線不同，RBE 值也不同。

3.1.2 劑量學(xué)

RBE 值的測定需要估計吸收劑量。吸收劑量的定義是每單位質(zhì)量的吸收材料所沉積的輻射能量，國際單位制是Gy。直接估算氚水的吸收劑量是合理的，因為已確定氚水的代謝行為與水相似，均勻分布在全身和體內(nèi)細(xì)胞中。了解細(xì)胞水中氚的濃度可以確定在一定體積內(nèi)釋放的能量。

3.1.3 生物終點

通過上述氚RBE 值研究可以看出：氚以指數(shù)遞減劑量率照射，以卵母細(xì)胞顯性致死突變率為生物終點，氚RBE 值為2.74～2.85，基本上是一個常數(shù)；以精母細(xì)胞顯性致死突變率為生物終點，氚RBE 值為1.6～3.9，隨著劑量降低，RBE 值升高；以顯性骨骼突變率為生物終點， RBE 值為2.51～2.99，隨著劑量降低，RBE 值升高。氚以恒定劑量率照射，以精原細(xì)胞存活率為生物終點，RBE 值為2.21～2.70，隨著劑量降低，RBE 值升高。以外周血淋巴細(xì)胞微核細(xì)胞率為生物終點的RBE 值為3.7～4.1，RBE 值約為4，是一個常數(shù)?？梢姡琑BE 值因所選擇的生物終點不同而有所波動。

3.1.4 實驗環(huán)境

一般來說，體內(nèi)和體外研究都各有優(yōu)缺點，但體內(nèi)研究是首選，因為體內(nèi)研究時，染毒物與組織和器官反應(yīng)有密切關(guān)系，更可能改善或加重組織、細(xì)胞與環(huán)境之間的相互作用和結(jié)局。

3.2 ICRP-148 號出版物中報道的氚RBE 值[19]

2021 年發(fā)表的ICRP-148 號出版物中指出：人類輻射防護的重點是避免確定性和限制隨機（癌癥/遺傳性）效應(yīng)，但非人類物種防護的關(guān)鍵是集中保護與種群生存能力相關(guān)的生物終點。ICRP-148 號出版物審查了低能β 放射性核素氚對不同生物指標(biāo)影響的RBE 值。文中指出，物種之間的RBE 值沒有顯示出明顯的差異，對于氚β 粒子而言，與X 射線相比集中在1.5～2.0，與γ 射線相比集中在2.0～2.5。

3.3 建議

綜上所述，氚RBE 值的研究是放射毒理學(xué)研究領(lǐng)域中的一個重要組成部分。特別是隨著核能事業(yè)的發(fā)展，氚生物效應(yīng)的研究與核聚變反應(yīng)堆的開發(fā)這一重大課題之間有著密切關(guān)系，這也是其能在輻射防護研究中占有重要位置的主要原因。

為了輻射防護的目的，建議將低LET 輻射對生物群的RBE 值設(shè)定為3.0～3.5。如果估計暴露于氚β 粒子或其他低LET 輻射或接近導(dǎo)出考慮參考水平（DCRL）下，則可能需要較高RBE 值進行評估，以更為準(zhǔn)確地估計輻射的危險度。

利益沖突 所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明 崔鳳梅負(fù)責(zé)文章的起草及最終版本的修訂；王冰負(fù)責(zé)文章主體的撰寫、資料的收集；趙驊負(fù)責(zé)文章部分內(nèi)容的修改；周湘艷負(fù)責(zé)研究命題的提出和設(shè)計、文章最終版本的修訂