王　煒，　劉換新，　王德文，　左紅艷，　彭瑞云，　姚　華

(1.廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院 病理科,　廣州　510010；2.武警廣東省總隊(duì)醫(yī)院 病理科,　廣州　510507；3.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2所8室,　北京　100850)

0　引言

我們的前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)微波輻射可明顯破壞大鼠脾臟、胸腺和淋巴結(jié)組織結(jié)構(gòu)，還可導(dǎo)致體外培養(yǎng)的Raji細(xì)胞大量凋亡壞死，說明微波輻射的免疫損傷效應(yīng)不容忽視。外周血白細(xì)胞數(shù)量、血清中免疫球蛋白及TNF-α的水平能夠反應(yīng)機(jī)體的整體免疫狀態(tài)，那么機(jī)體接受微波輻照后這些指標(biāo)是否會(huì)發(fā)生改變？本研究通過檢測電磁脈沖(electromagnetic pulse, EMP)、S波段高功率微波(S-band high power microwave，S-HPM)和X波段高功率微波(X-band high power microwave, X-HPM)輻射后，大鼠外周血白細(xì)胞、血清免疫球蛋白及TNF水平的改變，評(píng)價(jià)不同條件的電磁輻射對(duì)動(dòng)物整體免疫機(jī)能的影響。

1　材料與方法

1.1　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

二級(jí)雄性Wistar大鼠120只，體重250±20 g，由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。隨機(jī)分為4組，分別為假輻射組、EMP組、S-HPM組和X-HPM組，參見表1。

表1　動(dòng)物分組、數(shù)量及取材時(shí)間點(diǎn)

1.2　輻射條件與方法

動(dòng)物置于帶孔有機(jī)玻璃盒中，自由體位，進(jìn)行全身輻射，對(duì)照組進(jìn)行同等條件的偽輻射。依據(jù)3種電磁輻射的等效可比性原則，采用如下輻射條件：

1)X-HPM輻射模擬源為天津市渤海無線電廠生產(chǎn)的351雷達(dá)機(jī)，頻率9.8 GHz，重復(fù)頻率1.6 kHz，脈寬0.5 μs，平均功率密度 100 mW/cm2，輻射時(shí)間20 min。

2)S-HPM輻射模擬源由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院自建，頻率2.856 GHz，重復(fù)頻率1.0 kHz，脈寬0.5 μs，平均功率密度100 mW/cm2，輻射時(shí)間20 min。

3)EMP輻射模擬源由國防科技大學(xué)理學(xué)院與本院聯(lián)合設(shè)計(jì)，場強(qiáng)6×104V/m，脈沖上升時(shí)間20 ns，脈寬30 μs，10個(gè)脈沖。

1.3　樣本制備

使用1%戊巴比妥鈉(30 mg/kg)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行腹腔注射麻醉，腹腔靜脈采血5 ml，小部分注入加有抗凝劑的抗凝管中，其余全血，3000 rpm × 5 min離心，使用移液器和一次性槍頭分離血清至1.5 ml滅菌的離心管中，標(biāo)號(hào)后-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4　主要儀器及測定指標(biāo)

離心機(jī)：用于血清的分離制備；

全自動(dòng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀：測定外周血參數(shù)包括白細(xì)胞總數(shù)、白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)等指標(biāo)。

1.5　主要試劑

放射免疫檢測試劑盒(用于檢測血清TNF-α、sIgA 和sIgG)，購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。

1.6　統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2　結(jié)果

2.1　外周血白細(xì)胞及分型的變化

白細(xì)胞總數(shù)及其分類計(jì)數(shù)的變化見表2。從表2可以看出， 于電磁輻射后6 h和28 d，白細(xì)胞總數(shù)及各亞型計(jì)數(shù)均較對(duì)照組增多，其余各時(shí)間點(diǎn)均較對(duì)照組減少，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，除S-HPM組于照后28 d外周血中性粒細(xì)胞均較對(duì)照組顯著增多外(P<0.05), 其余各實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P值均大于0.05)。各實(shí)驗(yàn)組間差異存在于：①照后6 hS-HPM組外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)均明顯較EMP組增多，P<0.05或0.01；②于照后14 d，EMP組中性粒細(xì)胞數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)分別明顯少于S-HPM組，P值均小于0.05。

表2　外周血白細(xì)胞及其亞型的變化

注：C為對(duì)照組，E為EMP組，S為S-HPM組，X為X-HPM組與對(duì)照組(偽輻射組)相比，*P<0.05；與EMP組相比，#P<0.05，與S-HPM組相比，##P<0.05。

2.2　血清免疫球蛋白和細(xì)胞因子TNF-α的變化

3種電磁輻射對(duì)大鼠血清免疫球蛋白和TNF-α水平的影響可見表3。由表2可以看出，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，血清IgA和IgG水平均呈不同程度下降，在3個(gè)實(shí)驗(yàn)組間無明顯規(guī)律性，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，均無顯著性差異(P>0.05)。與對(duì)照組比較，輻照后6 h，血清中TNF-α分別在EMP組和X-HPM組平均水平增高，S-HPM組下降，7 d和14 d均分別下降，在3個(gè)實(shí)驗(yàn)組間無明顯規(guī)律性，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，均無顯著性差異(P>0.05)。

表3　血清免疫球蛋白和細(xì)胞因子TNF-α的變化

3　討論

3.1　3種波段電磁輻射對(duì)外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)和白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)的影響

大量資料表明，微波可明顯影響外周血淋巴細(xì)胞數(shù)量和白細(xì)胞數(shù)量[1]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，雖其余各組、各時(shí)間點(diǎn)外周血淋巴細(xì)胞數(shù)量和白細(xì)胞數(shù)與對(duì)照組比較均未見顯著性差異(P值均>0.05)，但是外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)的絕對(duì)值卻出現(xiàn)一種奇怪的現(xiàn)象，即3種波段電磁輻射僅于輻射后6 h和28 d外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)較對(duì)照組有所增多，輻射后3、7、14 d 致白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)較對(duì)照組有所減少。而輻射后 6 h 和28 d分別為輻射的早期和晚期，也就是說白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞數(shù)量于輻射早期一過性增多后，于輻射后中期(3、7、14 d)減少，至輻射后晚期(28 d)又開始增多，其他幾種白細(xì)胞除S組的中性粒細(xì)胞于輻照后28 d明顯多于對(duì)照組(P<0.05)外，其他各組、各時(shí)間點(diǎn)的中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞計(jì)數(shù)與對(duì)照組比較均無顯著性差異，表2中的數(shù)據(jù)還表明，在白細(xì)胞總數(shù)的構(gòu)成中，淋巴細(xì)胞所占的比例最大，中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞所占的比例較小，因此，白細(xì)胞總數(shù)的增多或減少可能是由于淋巴細(xì)胞數(shù)量增多或減少所致，且增多的程度與微波的種類有關(guān)。因?yàn)镾波段微波導(dǎo)致外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)增多最明顯(顯著多于E組，P<0.05)，提示外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)對(duì)S波段微波最敏感。縱觀輻射后6 h到28 d各組、各時(shí)間點(diǎn)外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)的變化，我們認(rèn)為輻射早期(6 h)的外周血白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)增多可能是機(jī)體對(duì)微波的一過性應(yīng)激反應(yīng)，隨之白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，輻射晚期(28 d)的增多有可能是對(duì)前期白細(xì)胞總數(shù)和淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)減少的代償性增生，即微波輻射致免疫損傷后增生性修復(fù)的結(jié)果，具體原因有待進(jìn)一步研究。

眾所周知，中性粒細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)含有大量的酸性水解酶、過氧化物酶、堿性磷酸酶和溶菌酶，中性粒細(xì)胞本身具有很強(qiáng)的變形運(yùn)動(dòng)能力和吞噬消化能力。本研究發(fā)現(xiàn)S組于輻射后14 d和28 d出現(xiàn)中性粒細(xì)胞顯著性增多(P<0.05)，可能與清除輻射所致死亡的白細(xì)胞有關(guān)，具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

3.2　3種波段電磁輻射對(duì)血清免疫球蛋白和細(xì)胞因子TNF-α的影響

3.2.1對(duì)血清免疫球蛋白的影響

免疫球蛋白由漿細(xì)胞產(chǎn)生，漿細(xì)胞來源于B淋巴細(xì)胞，因此免疫球蛋白的水平反應(yīng)B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞的數(shù)量和功能狀態(tài)。

關(guān)于電磁輻射對(duì)免疫球蛋白水平影響的研究較多，但結(jié)果不盡一致。國內(nèi)研究大部分集中于電磁輻射工作環(huán)境對(duì)職業(yè)人員免疫功能影響的調(diào)查。其中移動(dòng)電話電磁輻射可以損傷淋巴細(xì)胞及其亞群，引起免疫球蛋白包括IgG、IgA、IgM等含量明顯下降，并且與輻照時(shí)間呈正相關(guān)[2]。高強(qiáng)度電磁輻射可使長期暴露人群的血清IgA和IgM含量下降[3]，而低強(qiáng)度超短波電磁輻射對(duì)機(jī)體免疫功能的影響則相反，超短波工作環(huán)境的職業(yè)人員血清IgA濃度變化不明顯，IgM和IgG濃度明顯增高[4]。國外相關(guān)研究認(rèn)為，手機(jī)輻射對(duì)正常狀態(tài)下的免疫系統(tǒng)的損傷是可逆性的非特異性適應(yīng)反應(yīng)，最終結(jié)果依賴于損傷和修復(fù)的平衡[5]。超短波治療儀對(duì)人體淋巴細(xì)胞的數(shù)量和抗體的形成均無明顯影響[6]。電視發(fā)射和衛(wèi)星中心的工作人員，血清IgG和IgA濃度增加，淋巴細(xì)胞總數(shù)和T8+細(xì)胞數(shù)量均減少，而在雷達(dá)輻射環(huán)境中工作的人員，僅有血清IgM濃度增加和T8+細(xì)胞的減少[7]；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，900 MHz的電磁波和低水平電磁脈沖既不影響T、B淋巴細(xì)胞的數(shù)量和比例，也不影響血清中免疫球蛋白IgM和IgG的含量[8-10]；42.0 GHz的極高頻率電磁輻射在低密度單次輻照時(shí)，不影響健康小鼠的體液免疫反應(yīng)狀況，但多次輻照后可降低其免疫防御功能，能夠使胸腺和脾臟抗體形成細(xì)胞的數(shù)量分別減少17.5%和14.5%[9]；2.45 GHz的連續(xù)波和50 Hz的調(diào)幅波分別連續(xù)照射小鼠，前者可使Balb/c小鼠脾臟抗體形成細(xì)胞的數(shù)量增加37%，后者使其減少15%[10]；8.15～18 Hz的電磁波連續(xù)照射30 d，可使小鼠血漿免疫球蛋白濃度增加[12]。本研究結(jié)果顯示3種波段電磁波均未導(dǎo)致明顯的血清免疫球蛋白IgA和IgG水平的改變，與上述動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，提示EMP、S-HPM、X-HPM 3種電磁輻射在本實(shí)驗(yàn)照射參數(shù)下，短期照射可能對(duì)漿細(xì)胞合成和分泌免疫球蛋白無明顯影響。

3.2.2對(duì)血清腫瘤壞死因子的影響

腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)分為兩種即TNF-α和TNF-β，具有抑制腫瘤生成和增生的作用。它由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生和T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生，最近研究發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞也可以產(chǎn)生TNF-α。本研究采用放免的方法檢測了EMP、S-HPM、X-HPM 3種波段電磁波輻照后大鼠血清中TNF-α的水平，雖發(fā)現(xiàn)TNF-α水平于輻照后6 h后有升高趨勢(shì)，于照后7 d和14 d呈下降趨勢(shì)，但是均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示EMP、S-HPM、X-HPM 3種波段電磁波在本實(shí)驗(yàn)照射參數(shù)下并不明顯影響淋巴細(xì)胞TNF-α的合成或分泌。

我們先前的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，EMP、S-HPM、X-HPM 3種波段的電磁波在導(dǎo)致細(xì)胞凋亡性損傷效應(yīng)的同時(shí)，伴有淋巴細(xì)胞的增生性修復(fù)效應(yīng)，即淋巴細(xì)胞在電磁輻射后發(fā)生凋亡的同時(shí)，也會(huì)發(fā)生增生，假如增生的淋巴細(xì)胞能夠很好地代償因凋亡而死去的淋巴細(xì)胞的功能，在整體實(shí)驗(yàn)就很難檢測到相應(yīng)的陽性指標(biāo)，因此認(rèn)為這可能就是輻照后血漿免疫球蛋白和TNF-α均未出現(xiàn)明顯改變的原因，具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。