曹 晨，沈 艷，顧 寧，2，3

1.南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院，江蘇 南京 211166；2.南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 210093；3.江蘇省生物材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210009

電磁輻射是一種復(fù)合電磁波，可以通過(guò)相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)傳遞能量。按照頻率從低到高分類(lèi)，主要包括無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線和伽馬射線等等。雖然電磁輻射最早于19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)，但其在生命誕生以前就廣泛存在于自然界中。雷電、宇宙射線、太陽(yáng)熱輻射、地球熱輻射、靜電輻射等均可以產(chǎn)生電磁輻射［1］。

人們可能暴露其中的電磁場(chǎng)（electromagnetic field，EMF）主要包括兩個(gè)頻段：一個(gè)是極低頻段（extremely low frequency，ELF），頻率小于300 赫茲，如大眾熟知的電力供應(yīng)中使用的50 赫茲和60 赫茲，以及電力線和電氣/電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的頻率；另一個(gè)是射頻段（radio frequency，RF），頻率在10兆赫到300吉赫，包括微波，當(dāng)前無(wú)線通信設(shè)備在這個(gè)頻段運(yùn)行，主要是移動(dòng)電話使用的900 兆赫和1 800 兆赫?，F(xiàn)代社會(huì)人們更多地暴露于人造來(lái)源的電磁場(chǎng)，主要包括四類(lèi)：一是人工的無(wú)線發(fā)射設(shè)備，包括手機(jī)、無(wú)線路由器、電信基站、無(wú)線電臺(tái)、計(jì)算機(jī)屏幕和許多其他日常生活中廣泛使用的電子設(shè)備；二是電力工頻強(qiáng)電系統(tǒng)發(fā)出的無(wú)源輻射，包括超高壓輸電線、變電所和磁懸浮軌道交通等；三是電子儀器、醫(yī)療儀器、激光照相設(shè)備等工業(yè)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射；四是電腦、冰箱、空調(diào)、微波爐、電磁爐、家用理療儀等家用電器產(chǎn)生的電磁輻射。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，越來(lái)越多的高科技電子產(chǎn)品改變了人們的生活方式，在帶來(lái)快捷和便利的同時(shí)也讓人們無(wú)時(shí)無(wú)刻不暴露在電磁輻射之中。電磁輻射究竟會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成什么影響，影響的大小及安全范圍等，是目前研究中主要關(guān)心的問(wèn)題。本文整理了多組學(xué)分析的研究成果，總結(jié)電磁輻射對(duì)不同組學(xué)的影響及其生物學(xué)機(jī)制。這些研究結(jié)果可以幫助人們更好地認(rèn)識(shí)電磁輻射，并對(duì)日常生活中電磁輻射可能造成的危害進(jìn)行預(yù)防。

一、電磁輻射的危害

（一）風(fēng)險(xiǎn)與警示

在過(guò)去的幾十年里，關(guān)于各類(lèi)電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)和對(duì)人體健康危害的科學(xué)知識(shí)不斷積累增加，研究發(fā)現(xiàn)電磁輻射暴露與退行性神經(jīng)疾病、惡性腫瘤、生殖功能異常等多種疾病的發(fā)生率增高密切相關(guān)，并成為新的致病危險(xiǎn)因素［1］。世衛(wèi)組織/國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，IARC）于2011年5月將射頻電磁場(chǎng)列為可能導(dǎo)致人類(lèi)罹患癌癥的物質(zhì)（2B類(lèi)），同時(shí)IARC網(wǎng)站列出的314種2B類(lèi)致癌物中也包含極低頻電磁場(chǎng)［2-3］。

除了地球的自然電磁場(chǎng)外，隨著電子和通信領(lǐng)域新技術(shù)的不斷發(fā)展，許多人造電磁場(chǎng)紛紛出現(xiàn)，如自20世紀(jì)開(kāi)始出現(xiàn)的供電電網(wǎng)設(shè)施，就是人造極低頻電磁場(chǎng)的重要來(lái)源［4］。在此之后，無(wú)線電廣播技術(shù)和通信技術(shù)高速發(fā)展所產(chǎn)生的多種新型電子設(shè)備，使得電磁場(chǎng)的數(shù)量大大增加。例如在過(guò)去的幾十年中，移動(dòng)電話市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)驚人的增長(zhǎng)。截至2022年2月，我國(guó)共有移動(dòng)電話用戶數(shù)165 060.5萬(wàn)戶，市場(chǎng)規(guī)模居世界第一［5］。除此之外，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，如無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）熱點(diǎn)，包括Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)產(chǎn)生海量的射頻電磁場(chǎng)［6］。研究表明，在不同國(guó)家的城市地區(qū)，包括射頻電磁場(chǎng)在內(nèi)的多源電磁輻射量均處于高水平［7］，這使得人們?cè)絹?lái)越多地暴露在電磁輻射中。此外，在軍事領(lǐng)域，發(fā)達(dá)軍事強(qiáng)國(guó)以電磁輻射為殺傷因素的新型高科技武器不斷出現(xiàn)，這些武器的使用將對(duì)人們的健康及生命安全造成巨大威脅。

總而言之，電磁輻射的危害正逐漸成為嚴(yán)重影響人民健康和社會(huì)發(fā)展的突出問(wèn)題。因此，深入研究電磁輻射損傷效應(yīng)，闡明損傷機(jī)制，提出危害防治措施，是促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境平衡協(xié)調(diào)發(fā)展和涉及國(guó)防安全的國(guó)家重大需求。

（二）流行病學(xué)研究

目前已有許多流行病學(xué)研究表明，電磁輻射與多種疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)高度相關(guān)。例如，一項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兒童暴露在磁感應(yīng)強(qiáng)度高于0.3 μT的極低頻電磁場(chǎng)中時(shí)，罹患白血病風(fēng)險(xiǎn)將增加1.4～1.7倍［8］。英國(guó)研究人員對(duì)29 081 名兒童（包括9 700 例白血病和6 605 例腦瘤）進(jìn)行病例對(duì)照研究，結(jié)果表明居住在高壓線附近的兒童，白血病及腦腫瘤發(fā)病率顯著增高［9］。在瑞典1997—2003年和2007—2009年的一項(xiàng)聯(lián)合案例研究中發(fā)現(xiàn)，使用便攜式手機(jī)會(huì)增加患神經(jīng)膠質(zhì)瘤的風(fēng)險(xiǎn)［10］。2017年一項(xiàng)Meta 分析結(jié)果也顯示，長(zhǎng)期使用手機(jī)（超過(guò)10年）與膠質(zhì)瘤風(fēng)險(xiǎn)呈顯著正相關(guān)，其中低級(jí)別膠質(zhì)瘤發(fā)生概率將增加2.22 倍［11］。這些研究表明，電磁輻射暴露可能伴隨著多種疾病患病風(fēng)險(xiǎn)。

除了與癌癥患病風(fēng)險(xiǎn)之間存在相關(guān)性之外，電磁輻射還與非腫瘤疾病發(fā)病率相關(guān)。早在1995年，芬蘭的一項(xiàng)研究就表明中高度的極低頻電磁場(chǎng)與散發(fā)性阿爾茨海默癥之間存在關(guān)聯(lián)［12］。隨后在美國(guó)、丹麥、瑞典等地的類(lèi)似研究也發(fā)現(xiàn)了這種聯(lián)系［13-15］。近年來(lái)，多項(xiàng)研究提出極低頻電磁場(chǎng)暴露可以通過(guò)激活鈣信號(hào)和過(guò)氧亞硝酸鹽/氧化應(yīng)激/炎癥等多種生物通路，改變細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度進(jìn)而引起早發(fā)性阿爾茲海默癥［16］。

（三）電磁輻射的作用機(jī)制研究

已經(jīng)有相當(dāng)多的研究表明，電磁輻射與多種生物效應(yīng)和致病機(jī)制相關(guān)。例如電磁輻射可以影響細(xì)胞增殖分化，有研究發(fā)現(xiàn)低頻電磁場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)均可促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的體外增殖，同時(shí)低頻電磁場(chǎng)還可以促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元［17］。除此之外，電磁場(chǎng)還可以誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，以及促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和分化［18-19］。

電磁輻射可以通過(guò)非熱機(jī)制影響細(xì)胞自噬。有研究發(fā)現(xiàn)暴露在1 800 兆赫電磁場(chǎng)中的小鼠胚胎細(xì)胞內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平顯著增加，促進(jìn)了細(xì)胞凋亡［20］。同時(shí)，這種影響還受細(xì)胞類(lèi)型、細(xì)胞微環(huán)境、劑量、時(shí)間等因素影響［21］。

電磁場(chǎng)還可以影響細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。有研究發(fā)現(xiàn)，利用異氟醚可以保護(hù)大腦皮層神經(jīng)元免受電磁場(chǎng)暴露的損傷，減輕炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，改善電磁脈沖（electromagnetic pulse，EMP）誘導(dǎo)的認(rèn)知障礙［22］。另外有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于1 760 兆赫的射頻電磁場(chǎng)會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ROS，刺激基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）家族蛋白產(chǎn)生并激活ERK1/2 通路和FoxO3a 通路，最終導(dǎo)致皮膚老化［23］。與之相近的最新研究表明，射頻電磁場(chǎng)還可能通過(guò)激活A(yù)kt/mTOR/p53 通路的方式引起細(xì)胞衰老［24］。

電磁場(chǎng)還會(huì)通過(guò)增加氮中間體和ROS 水平的方式間接引發(fā)DNA 鏈斷裂［25-26］。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于電磁輻射后，人成纖維細(xì)胞染色體畸變和微核數(shù)量顯著增加［27］。后續(xù)研究還發(fā)現(xiàn)，反復(fù)電磁場(chǎng)暴露將導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞和正常肺成纖維細(xì)胞中的DNA雙鏈斷裂［28］。

以上研究表明，電磁場(chǎng)可以通過(guò)多種方式影響細(xì)胞的生理活動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致人體健康失衡。因此，基于多組學(xué)分析技術(shù)，進(jìn)一步探究電磁輻射對(duì)人體的影響機(jī)制，是未來(lái)研究的一個(gè)發(fā)展方向。

二、電磁輻射的多組學(xué)研究

（一）細(xì)胞生物信息學(xué)

宇宙輻射顧名思義是來(lái)自太空的輻射，一般分為銀河宇宙射線和太陽(yáng)宇宙射線。對(duì)于普通人群來(lái)說(shuō)，宇宙輻射就像經(jīng)常能夠接觸到的其他低水平輻射一樣，不會(huì)造成傷害。但對(duì)于特殊職業(yè)人群，例如機(jī)組人員，頻繁的高海拔和高緯度飛行可能會(huì)受到來(lái)自太空的高水平輻射，產(chǎn)生潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，因此有專(zhuān)門(mén)的國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)控制機(jī)組人員的飛行時(shí)間。而對(duì)于宇航員來(lái)說(shuō)，在空間站中的生活會(huì)接受到更高的輻射劑量，進(jìn)而影響健康水平。

目前有研究使用了NASA GeneLab 數(shù)據(jù)庫(kù)［29］中59 名宇航員的多組學(xué)數(shù)據(jù)，全面分析太空飛行對(duì)人體健康影響的生物學(xué)機(jī)制［30］。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，太空飛行會(huì)引起線粒體功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致人體不同組織中與線粒體功能相關(guān)的代謝物發(fā)生不同程度的變化，其中肝臟組織中的基因表達(dá)水平和蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化最為明顯，這是因?yàn)楦闻K對(duì)于維持體內(nèi)成分平衡起關(guān)鍵樞紐作用。這一研究通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，揭示了太空輻射可能造成的健康風(fēng)險(xiǎn)，闡明了以線粒體功能失調(diào)為中心的一系列生物學(xué)機(jī)制。

除此之外，還有研究發(fā)現(xiàn)太空飛行后宇航員的端粒長(zhǎng)度往往比太空飛行前短，而在太空飛行期間端粒延長(zhǎng)且伴隨著持續(xù)性的DNA 損傷、線粒體應(yīng)激、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和染色體畸變等現(xiàn)象［31-32］。端粒是真核生物染色體末端的DNA重復(fù)序列，負(fù)責(zé)保持染色體的完整性和控制細(xì)胞分裂周期。端粒長(zhǎng)度是一種遺傳性狀，會(huì)隨著正常衰老而減少，一旦端粒消耗殆盡，細(xì)胞將會(huì)立即啟動(dòng)凋亡機(jī)制。因此端粒常被認(rèn)為與細(xì)胞衰老有關(guān)系［33］。通過(guò)對(duì)宇航員飛行前后的端粒長(zhǎng)度進(jìn)行分析，解釋了端粒長(zhǎng)度變化的分子機(jī)制，但太空飛行對(duì)人體長(zhǎng)期健康的影響還待進(jìn)一步研究。

一方面，研究宇宙輻射引發(fā)細(xì)胞損傷的分子機(jī)制，可以幫助推進(jìn)使用高能粒子加速器治療癌癥的方案，使用與太空輻射類(lèi)似的帶電粒子束摧毀深層腫瘤的同時(shí)，最大限度地減少對(duì)周?chē)M織的損傷。另一方面，研究太空輻射引發(fā)細(xì)胞損傷的分子機(jī)制，還可以幫助改進(jìn)太空輻射防護(hù)措施，進(jìn)一步降低太空飛行引起的健康風(fēng)險(xiǎn)。

（二）基因組學(xué)

1986年切爾諾貝利核電站發(fā)生的核反應(yīng)堆破裂事故，導(dǎo)致周邊地區(qū)的居民暴露于輻射中，使得當(dāng)?shù)鼐用窦谞钕偃轭^狀癌（papillary thyroid cancer，PTC）的發(fā)病率顯著升高。有研究通過(guò)全基因組測(cè)序技術(shù)分析了這些癌癥患者的基因變異，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是輻射暴露組還是對(duì)照組，其多種調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)的基因都發(fā)生了變異，但兩組的基因變異類(lèi)型存在明顯差異。小時(shí)候暴露在輻射下的人群的關(guān)鍵基因更多地出現(xiàn)“融合變異”，這可能因?yàn)檩椛鋷в心芰浚驍嗔薉NA 雙鏈，當(dāng)DNA 雙鏈重新修復(fù)時(shí)，將錯(cuò)誤的片段連接進(jìn)來(lái)，進(jìn)而產(chǎn)生了變異。相反，對(duì)于那些沒(méi)有暴露在輻射下的人群，他們更多出現(xiàn)的是點(diǎn)突變。而且研究人員也觀察到，暴露于輻射中的兒童年齡越小，DNA 雙鏈斷裂與輻射暴露之間的關(guān)聯(lián)就越強(qiáng)。這也表明DNA 雙鏈斷裂可能是暴露于輻射后最早出現(xiàn)的基因變異之一，這一研究結(jié)果對(duì)輻射誘導(dǎo)的癌癥研究有著重要的啟示作用［34］。與之類(lèi)似，有研究通過(guò)基因組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)紫外線照射可以導(dǎo)致DNA 雙鏈斷裂［35］。這些研究說(shuō)明電磁場(chǎng)暴露一定程度上可以導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂，進(jìn)而在基因組水平上影響人體健康，因此通過(guò)全基因組測(cè)序等分析手段可以深入研究電磁場(chǎng)對(duì)人類(lèi)基因組學(xué)的影響。

（三）轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是研究單個(gè)細(xì)胞或一群細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出的所有RNA 的學(xué)科。轉(zhuǎn)錄組是基因組的主要產(chǎn)物，因此分析轉(zhuǎn)錄組可以反映基因組的功能，同時(shí)還可以揭示不同類(lèi)別RNA 的表達(dá)變化及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況［36］。目前運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析電磁輻射對(duì)人體健康影響的研究中，多使用RNA測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析。

有研究通過(guò)RNA測(cè)序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)X射線照射后人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞（human lung microvascular endothelial cells，HLMVEC）中衰老相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)生改變，同時(shí)其他顯著差異表達(dá)基因富集在細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、DNA損傷、炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化（endothelial-to-mesenchymal transition，EMT）等生物通路中。這些結(jié)果表明，X 射線可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老、低水平的細(xì)胞凋亡、炎癥增加和促進(jìn)EMT，而對(duì)這些通路的進(jìn)一步研究可以預(yù)防電磁輻射對(duì)正常組織的傷害［37］。有研究通過(guò)敲除p53基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，研究電磁輻射后p53 基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，敲除p53 基因后暴露于電磁輻射中會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄組的顯著失調(diào)，也就是說(shuō)，多個(gè)mRNA 的表達(dá)水平會(huì)隨著p53 基因輻射暴露后的狀態(tài)變化而顯著改變。這說(shuō)明p53基因在輻射暴露后的損傷反應(yīng)中起重要作用［38］。除了研究基因表達(dá)改變情況和轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況之外，轉(zhuǎn)錄組分析還可以研究表達(dá)水平對(duì)放射治療效果的影響。例如，有研究通過(guò)轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，特定基因的高表達(dá)可以影響患者對(duì)放射治療的敏感性［39］，這有助于進(jìn)一步改善患者的預(yù)后情況。現(xiàn)有電磁輻射對(duì)轉(zhuǎn)錄組影響的研究絕大部分都是基于bulk 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，bulk 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中的樣本混合會(huì)導(dǎo)致均質(zhì)化從而掩蓋單細(xì)胞異質(zhì)性，單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)能在單細(xì)胞水平更精細(xì)地揭示電磁輻射對(duì)不同組織區(qū)域的影響，將是未來(lái)研究的發(fā)展方向。

（四）蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是利用高通量和低通量技術(shù)研究生物體內(nèi)存在的蛋白質(zhì)種類(lèi)的科學(xué)。相較于基因組學(xué)或轉(zhuǎn)錄組學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)可以更好地了解細(xì)胞內(nèi)正在進(jìn)行的功能過(guò)程。蛋白質(zhì)是直接調(diào)節(jié)生理過(guò)程的分子，而并非所有基因表達(dá)的變化都必然反映在蛋白質(zhì)組上，特別是無(wú)線通信設(shè)備所產(chǎn)生的射頻電磁場(chǎng)具有的能量非常低，難以直接誘發(fā)基因突變，因此可以使用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究射頻電磁場(chǎng)對(duì)生物健康的影響［40］。

目前有許多研究觀察到電磁暴露會(huì)在一定程度上影響人體的生殖相關(guān)蛋白，例如有研究表明，暴露于射頻電磁場(chǎng)中會(huì)導(dǎo)致成人睪丸蛋白增加，這與致癌風(fēng)險(xiǎn)和生殖損傷有關(guān)。而男性往往會(huì)在靠近性腺的口袋里隨身攜帶手機(jī)，在這種情況下，可能會(huì)使性腺暴露在過(guò)強(qiáng)的電磁場(chǎng)中，進(jìn)而影響男性生殖健康［41］。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)X 射線輻射后，人類(lèi)肝星狀細(xì)胞的促纖維化標(biāo)志物表達(dá)增加，導(dǎo)致輻射誘導(dǎo)的肝纖維化［42］。針對(duì)以上電磁場(chǎng)對(duì)健康的潛在危害，通過(guò)分析細(xì)胞系的蛋白質(zhì)表達(dá)譜來(lái)制定放射治療策略，可以最大限度地減少電磁輻射導(dǎo)致的生殖損傷或肝纖維化。

（五）代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是對(duì)細(xì)胞、組織或生物體中的代謝物、小分子底物、代謝中間體和產(chǎn)物的系統(tǒng)研究，可以發(fā)現(xiàn)特定細(xì)胞過(guò)程中的代謝標(biāo)志物。目前關(guān)于電磁場(chǎng)與人體健康的代謝組學(xué)研究較少，但仍有研究通過(guò)多變量統(tǒng)計(jì)分析健康群體與電磁場(chǎng)敏感（idiopathic environmental intolerance attributed to electromagnetic fields，IEI-EMF）群體之間的代謝譜差異。與健康群體比較，敏感群體的代謝組學(xué)特征是甘氨酸和焦谷氨酸水平較高，2-羥基異己酸鹽、膽堿、谷氨酰胺和異亮氨酸水平較低。而這些代謝物主要涉及氧化應(yīng)激防御、疼痛機(jī)制和肌肉代謝過(guò)程，因此，這些標(biāo)志物的代謝水平可能揭示了纖維肌痛（fibromyalgia，F(xiàn)M）的發(fā)病機(jī)制，并可以作為識(shí)別疾病發(fā)生的特異性標(biāo)志物［43］。除此之外，還有研究利用代謝組學(xué)研究磁熱療在抗腫瘤中的療效，例如有研究發(fā)現(xiàn)，接受12小時(shí)的磁熱療后，動(dòng)物肝酶水平會(huì)顯著升高，而10天后則檢測(cè)不到這一現(xiàn)象。這說(shuō)明磁熱療會(huì)在12小時(shí)內(nèi)顯著改變肝臟的代謝模式，但10 天后則恢復(fù)至原始水平。這個(gè)過(guò)程中涉及的代謝組學(xué)特征包括磷脂酰膽堿、?；撬?、葡萄糖、乳酸和丙酮酸等在代謝組學(xué)層面上具有顯著差異，因此認(rèn)為磁熱療是一種可以安全治療肝轉(zhuǎn)移瘤的方法［44］。

（六）微生物組學(xué)

近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)微生物對(duì)人體各類(lèi)疾病以及免疫系統(tǒng)等都發(fā)揮著重要作用，而隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)微生物的研究也進(jìn)入了組學(xué)時(shí)代，可以利用16S rRNA 宏基因組測(cè)序技術(shù)加深對(duì)微生物組的研究。目前已有研究通過(guò)測(cè)序技術(shù)分析電磁輻射暴露對(duì)微生物組組成的影響，例如有研究使用UVA和UVB波段的紫外線照射受試者皮膚，發(fā)現(xiàn)受到輻射后皮膚微生物組的構(gòu)成發(fā)生了變化，而變化的程度則因人而異，但存在的總體趨勢(shì)為紫外線照射后藍(lán)藻、梭桿菌和疣微菌會(huì)普遍增加，而乳酸桿菌會(huì)減少［45］。除了皮膚的微生物組之外，電磁場(chǎng)還會(huì)影響腸道微生物組。有研究通過(guò)16S rRNA 測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高劑量的全身輻射暴露后，腸道微生物組的構(gòu)成發(fā)生了變化，與腹瀉相關(guān)的羅伊氏乳桿菌增加，而扁豆菌、疣微菌門(mén)和擬桿菌減少，從而導(dǎo)致腹瀉癥狀［46］。類(lèi)似研究發(fā)現(xiàn)，電磁場(chǎng)暴露不僅會(huì)導(dǎo)致抑郁樣神經(jīng)行為障礙，還會(huì)導(dǎo)致腸道微生物群失衡，而熱習(xí)服（heat acclimation，HA）則可以減輕電磁輻射引起的抑郁特征［47］。還有研究表明，在高劑量電磁輻射中仍存活至正常壽命的部分小鼠，其胃腸道中存在著獨(dú)特的微生物組，其中毛螺菌科和腸球菌科的細(xì)菌最為豐富。單關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)毛螺菌與保護(hù)作用顯著相關(guān)，而腸球菌則與促進(jìn)造血、減輕胃腸道損失顯著相關(guān)。這一結(jié)果揭示了新的輻射防護(hù)機(jī)制，并為減輕輻射治療引起的不良反應(yīng)提供了新的思路［48］。

目前還需要更多的研究來(lái)了解電磁場(chǎng)對(duì)人體微生物組的影響，通過(guò)測(cè)序技術(shù)可以快速高效地識(shí)別電磁輻射暴露的微生物組標(biāo)志物，有助于開(kāi)發(fā)有效的治療干預(yù)措施以減輕輻射損傷；了解輻射損傷和輻射引起癥狀的病理生理學(xué)機(jī)制，有助于開(kāi)發(fā)新藥和制定預(yù)防措施，改善接受放療的癌癥患者的生活質(zhì)量。

三、未來(lái)與展望

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了大量的人造電磁場(chǎng)，使得人們?cè)絹?lái)越多地暴露在電磁輻射中，進(jìn)而引發(fā)了對(duì)于電磁輻射對(duì)人體健康危害的廣泛關(guān)注。另外，近年來(lái)測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展產(chǎn)生了海量的多組學(xué)數(shù)據(jù)，研究人員使用高通量技術(shù)和分析手段可以更好地了解疾病的致病機(jī)制以及研發(fā)治療手段。這些發(fā)展為使用多組學(xué)數(shù)據(jù)分析電磁輻射對(duì)人體健康的影響打下了基礎(chǔ)。在高通量測(cè)序技術(shù)分析下，可以同時(shí)研究細(xì)胞、組織、人體中與環(huán)境因素關(guān)聯(lián)的數(shù)千個(gè)基因。同時(shí)相較于低通量實(shí)驗(yàn)手段，高通量測(cè)序技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)有效，可以對(duì)同一批樣本進(jìn)行不同組學(xué)層面測(cè)序，進(jìn)而進(jìn)行多組學(xué)綜合分析。

在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里研究人員都在使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法研究電磁輻射對(duì)人類(lèi)健康的影響，不但效率較低，關(guān)于電磁輻射對(duì)生物影響的評(píng)估也不夠全面。目前基于組學(xué)大數(shù)據(jù)的研究越來(lái)越受到關(guān)注，但大多數(shù)研究成果都來(lái)自歐洲機(jī)構(gòu)［49］，國(guó)內(nèi)的研究尚較少，補(bǔ)齊國(guó)內(nèi)短板任重道遠(yuǎn)。因此，基于多組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究電磁輻射對(duì)人體健康的影響，可作為未來(lái)國(guó)內(nèi)電磁學(xué)與醫(yī)學(xué)交叉領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。雖然目前已經(jīng)有很多研究工作探索電磁輻射對(duì)生物體的影響，但是人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛接觸到的電磁輻射如Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕等對(duì)健康的影響尚需要更多的研究去探索及驗(yàn)證。

另外，與低通量實(shí)驗(yàn)的可比性是使用高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)存在的普遍問(wèn)題。例如，兩種實(shí)驗(yàn)方法是否得出一致結(jié)論，如何展示兩者之間在多大程度上具有可比性，使用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行復(fù)現(xiàn)得到驗(yàn)證的比例是多少等等。針對(duì)這些問(wèn)題，還亟需制定規(guī)范的分析流程和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方法以確保結(jié)論的可比性和研究的高質(zhì)量性。