暴露核辐射,身体内的细胞会发生怎样的变化

核污染水排放是对人体健康的一次严峻挑战,核辐射对健康带来的影响是当下较为关心的话题。近年来,在核辐射产生的损伤治疗研究中,基于干细胞修复及再生医学的技术备受瞩目。

8月24日,日本核污水排海正式开始。

首次排海每天将排放约吨,持续17天,合计排放约立方米核污染水。根据东电计算,用海水稀释过的核污染水将缓慢流过约1公里的隧道,约秒之后抵达大海。

据悉,日本核污染水排海至少要持续30年,将会影响全球海域。

自核泄漏事故发生以来,福岛居民甲状腺癌的发病率,达到了日本平均水平的数十倍以上;

另外,福岛当地的青少年甲状腺癌发病率,更是增加了倍!

01

核污染对人体健康带来的潜在危害

核污染水排入海洋所带来的一切核辐射等相关问题无疑都是对正常机体的一次严峻挑战。

就在今年6月份,发表在“AnnalsofHematology”上的新综述[1]就系统告诉了我们核污染对于人体的危害。

危害一:造成DNA突变,机体细胞受到“重创”

暴露于任何核辐射都会导致许多短期和长期的不利影响,具体取决于辐射暴露的量和持续时间。暴露者可能会在暴露后的短时间内(48小时)立即出现急性辐射综合症。

从微观角度上看,核辐射会直接对人体细胞造成物理损伤,可以直接导致细胞的死亡;其次核辐射对细胞的损害更多地体现在其可以改变细胞基因的排列方式及顺序,造成基因突变、染色体突变等等。危害二:增加癌症等疾病风险从宏观的角度看,暴露者会表现出各种症状,包括皮肤烧伤和热损伤、感染、骨髓衰竭(例如白细胞减少、贫血)和胃肠道症状(例如呕吐、血性腹泻)。致命剂量的高水平急性暴露可导致立即或急性死亡,主要是由于热烧伤、心血管衰竭、胃肠道受累和骨髓衰竭。如下图所示,这些都是核辐射的“确定性效应”引起的细胞死亡的结果。(图片来自参考文献1)

除了急性期的危害,核辐射对于人正常机体也有着许多长期影响,包括抑郁和焦虑等心理影响。同时,由于核辐射的“随机效应”,有很大一部分暴露者会出现细胞基因表型的改变、遗传损伤甚至肿瘤发生等情况。

KotaroOzasa等人对广岛和长崎原子弹爆炸之后的幸存者进行了一项长期的寿命研究调查,研究发现幸存者患骨髓增生异常综合征以及各种实体肿瘤的风险比正常人群明显偏高[2]。

(图片来自参考文献2)

02

干细胞治疗放射性损伤安全有效

面对放射性损伤,很多科研人员将目光投放到“干细胞科技”上。干细胞在急性放射损伤的治疗中具有重要价值,并且已经取得了一定成果。

严重的放射损伤,常常会引发人体骨髓造血系统的破坏,造血干细胞移植是重建骨髓造血系统的有效手段。间充质干细胞具有体内、外支持造血,抑制免疫排异等特性,可以与造血干细胞共移植以预防和治疗相关临床疾病,从而提升造血干细胞移植的成功率。

在肿瘤患者进行放射治疗时,也会引起一些并发症。间充质干细胞来源广泛,具有较强的多向分化潜能,且在一定的条件下,其可以分化形成多种不同功能、不同结构的细胞,有广泛的临床应用前景,对受损部位具有修复作用。目前已有多篇报道干细胞对多种放射性损伤并发症有效。

年1月至年6月,医院医院放疗中心联合开展了一项脐带间充质干细胞治疗放射性肺纤维化的临床研究。研究人员根据纳入标准,从位放疗病人中筛选出年龄在44到70岁之间的8位放射性肺纤维化患者,这8位患者两位患有乳腺癌,6位患有肺癌。结果证实了脐带间充质干细胞治疗放射性肺纤维化(RPF)对患者的肝肾等主要脏器无损害,且能够减轻患者的临床症状和降低肺纤维化密度。

03

干细胞在核事故中的应用

A.放射性烧灼伤放射性烧伤是因射线-电离辐射引起的一种特殊烧伤。临床前研究和临床试验均证实,间充质干细胞能促进烧伤创面的修复。年1月,Rasulov等第一次报道相关治疗,一位深度皮肤灼伤的女性患者接受了骨髓间充质干细胞治疗。干细胞移植到烧伤创面后,加快了创伤愈合速度。蔡德南等人将82名II度烧伤患者随机分为2组,分别进行脐带间充质干细胞和常规烧伤治疗。结果发现,干细胞组的新生肉芽组织表生长因子及血管内皮生长因子的表达均优于常规疗法。在另一项研究中,放射严重烧伤的患者接受了骨髓间充质干细胞治疗,天内血清C反应蛋白(反应炎症水平)显著下降,同时观察到疼痛减轻、软组织再生等表现。B.外伤

冲击波可造成直接损伤,冲击波毁坏的建筑物碎片又可造成二次伤害。

近年来,细胞疗法已在临床前和临床上被用于创伤的治疗研究。大量研究证明了细胞疗法治疗创伤诱发疾病的前景,如创伤性脑损伤、脊髓损伤、急性呼吸窘迫综合征、急性肾损伤、骨科创伤等。

当前的战争冲突中,骨科损伤(65%)最为常见。干细胞已被证明可用于增强机体对感染的反应,以及对慢性疾病(如骨髓炎和骨关节炎)的治疗效果。

与此同时,干细胞也被证明可用于隔室综合征。这是一种由严重损伤、骨折、四肢长时间受压或烧伤引起的外科急症。在伊拉克战争中,美军有多人在类似情况下截肢。

C.急性放射病

急性放射综合征(ARS)也被称为放射病,是一种患者在24小时内暴露于大剂量的游离辐射下导致的综合征。

在较大剂量射线照射后,造血系统损伤出现最早,程度最严重,对ARS的预后有重要意义。如果造血功能难以恢复,就需要进行造血干细胞移植,重建机体造血功能。

年,日本东海村核事故中,大内久成了第一个接受外周血造血干细胞移植的人。虽然最终由于病情太重未能挽回他的生命,但移植技术在ARS中的应用开始受到

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