人外周血淋巴细胞核质桥作为快速辐射生物剂量计的研究

Accurate, rapid radiation biodosimetry is very important when mass casualty after radiation accident like Fukushima accident and Chernobyl accident, because the biodose assessment of individuals is the key to emergency prepareness and clinical treatment. The current biodosimeters, such as unstable chromosome aberration (dicentric chromosome and centric ring, dic+r), micronucleus (CBMN) and gene expression analysis are limited in practical application. Recently, radiation-induced nucleoplasmic bridges (NPB) in human lymphocytes has the potential to be an ideal radiation biodosimeter, because it combines the advantages of dic+r and CBMN analysis, and its radiation specificity and possibility of autonomous analysis. Our previous study showed that radiation-induced NPB in human peripheral blood lymphocytes (HPBL) has high relevance to the corresponding dic+r. The dose-response curves of Cobalt-60 gamma-rays induced NPB at dose range of 0.04-0.4 Gy, 0.1-1.0Gy and 1-6Gy had established; also for heavy ion carbon-12 at dose range of 0-8Gy. The spontenous NPB level in HPBL of healthy individuals were obtained and the factors were also observed. The present project is to futher investigate the applicability of radiation-induced NPB as a rapid radiation biodosimeter. The studies include the standardization of the preparation of NPB slides, the relative factors affect the NPB levels such as radiation dose-rate, individual sensitivity and environmental mutagen. The individuals exposed to accident radiation will be studied for investigating the consistency of radiation-induced NPB in vitro and in vivo, and the decline of NPB with time will be also observed. The purpose of this project is validation of the possibility of NPB level as the radiation biodosimeter.

准确快速的放射生物剂量估算资料是发生大规模核辐射事故后制定应急策略、指导临床治疗的关键所在，然而目前的生物剂量学指标如染色体畸变、微核、基因表达等均在实际应用中受到限制。细胞组学指标核质桥（NPB）综合了染色体畸变和微核分析的优点，有望实现辐射的特异性和分析的自动化。申请者在前期研究中发现：不同品质射线、不同剂量范围内均可建立良好的剂量效应曲线，并初步分析了部分特定人群外周血淋巴细胞NPB的本底自发率水平。本课题拟在前期研究基础上，在以下几个方面进行探索：NPB标本制备方法的标准化、影响NPB发生的有关因素（射线剂量率、个体敏感性、化学环境诱变剂等）以及整体离体效应的一致性，并在事故受照人员剂量估算进行验证，随访观察NPB水平随时间的变化规律，旨在进一步探明人外周血淋巴细胞NPB作为辐射生物剂量计的可行性。

项目背景：辐射生物剂量计在核事故受照人员的剂量估算中具有重要的作用。广泛用于辐射生物剂量估算的染色体畸变分析无法满足快速、高通量的要求。辐射诱导淋巴细胞核质桥可以实现自动化分析和具有一定辐射特异性的特点成为目前研究的热点。本研究组前期研究已发现辐射诱导的外周血淋巴细细胞核质桥的水平变化有成为辐射生物剂量计的潜力。..研究内容：在前期工作的基础上开展如下研究：核质桥标本制备方法的标准化；影响核质桥发生水平的有关因素（射线剂量率、个体敏感性、化学环境诱变剂等）；利用全身照射的病人探索辐射诱导人淋巴细胞核质桥的离体效应与整体效应的一致性；在发生辐射事故后受照人员生物剂量估算时进行验证，并探索人外周血NPB随时间的变化规律。. .重要结果：1、建立人外周血淋巴细胞核质桥制备方法的标准化，确定其最佳方案；2、射线剂量率、研究对象的年龄和化学诱变剂对辐射诱导的人外周血淋巴细胞核质桥水平有影响，性别的影响需要进一步研究；3、重离子12C6+诱导人淋巴细胞核质桥水平变化的剂量效应关系；4、在低剂量和较高剂量范围辐射诱导的核质桥均具有良好的剂量效应关系；5、低剂量电离辐射可诱导出人外周血淋巴细胞核质桥水平的适应性反应。6、外周血淋巴细胞核质桥水平可以用于事故后短期内的生物剂量估算，可以作为事故病人长期随访和放射工作人员健康的监测指标。..关键数据：1、在松胞素浓度范围（4-10μg/ml）和加入时间范围（28-44h）内，适当增加松胞素B终浓度、提前加入时间可使双核细胞比例升高；2、高剂量率（>5Gy/min）、年龄（>40岁）和化学诱变剂影响辐射诱导的核质桥水平；3、重离子12C6+诱导人淋巴细胞核质桥水平变化的剂量效应关系符合线性平方模型；4、0~200 mGy（25 mGy/min）的低剂量电离辐射诱导作用下，NPB水平与吸收剂量成线性关系；低剂量电离辐射可诱导人淋巴细胞适应性反应，最佳诱导剂量为100 mGy。..科学意义：这是国际上第一次对辐射诱导人外周血淋巴细胞核质桥进行系统研究。