防護措施對雷達作業(yè)人員血細胞、免疫細胞的影響

胡海翔，高雅靜，徐少強，丁浩浩，羅少波，魏利召，董 靜，宋曉琳，于 欣

隨著電子技術的發(fā)展，微波已在軍事、航海、航天、通信等領域得到了廣泛的應用，微波給人類帶來極大益處的同時，對周圍環(huán)境的污染和對人體健康的危害已引起人們的關注。其中微波對從業(yè)人員身體健康的影響雖已引起高度重視，但有關危害的機制、安全防護標準的制定仍需深入研究。為觀察雷達微波對雷達作業(yè)人員血液、免疫系統(tǒng)的影響，評估相關防護措施的防護作用，并為制定平戰(zhàn)時相關人員防護標準提供依據，我們對雷達從業(yè)人員進行了體格檢查，現將檢測結果報告分析如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料 選擇華北某軍區(qū)有雷達防護措施(防護組)和無防護措施(暴露組)的基層雷達部隊各1支。每支部隊分別隨機選擇30名男性戰(zhàn)士，防護組入伍時間 1～2(1.5±0.3)年，年齡 18～23(20.4 ±3.3)歲;暴露組入伍時間1 ～2(1.5 ±0.5)年，年齡18～24(21.2±2.4)歲。兩組人員均身體健康，手機使用情況一致，無其他特殊病史及手術史，無物理及化學制劑接觸史;體格檢查無明顯異常;?？企w檢第二性征發(fā)育正常，雙側睪丸、附睪及輸精管無異常，無明顯精索靜脈曲張及其他異常。同期選擇正常男性30例作為對照組，以未接觸雷達微波輻射為標準，年齡19～24(21.3±1.8)歲。3組人員在從業(yè)時間、年齡、民族、地域等一般人口學資料上無明顯差異(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 血常規(guī):同一分組所有人員同一天完成檢查，被檢人員晨起空腹抽血。檢測項目為血紅蛋白(Hb)、紅細胞(RBC)、白細胞(WBC)、血小板(PLT)和 WBC分類:中性粒細胞(G)、淋巴細胞(L)。血細胞采用紐巴氏計數板計數，Hb采用沙利氏色柱比色法測定，G和L采用瑞氏染色法染色后分類計數，由兩名檢驗技師分別檢測，取平均值作為檢測結果。

1.2.2 T淋巴細胞亞群:采用微量全血直接熒光法，無菌抽取各組人員的外周新鮮抗凝血2 ml，取標記CD3+、CD4+、CD8+熒光標記小鼠抗人單克隆抗體及同型對照抗體，經孵育、裂解、固定、離心等步驟提取細胞，用流式細胞儀檢測，數據經ELITE軟件處理，進行百分率統(tǒng)計，分析各T淋巴細胞亞群占相應主群T細胞的比例。

1.3 雷達微波場強測定

1.3.1 測量儀器:H-2A全向智能寬帶電場磁場場強儀(湖北武漢)，頻率范圍:0.3～10 000 MHz，量程 0.1 ～1999 μW/cm2。

1.3.2 測量地點:分別測量兩支部隊戰(zhàn)士經?；顒訁^(qū)域，包括宿舍(100 m)、陣地下(50 m)、陣地崗哨(20 m)、場站一層(0 m)、場站二層(0 m);宿舍一層陰面(100 m)、宿舍二層陽面(100 m)、宿舍二層陰面(100 m)、操場崗哨(50 m)、雷達方艙(0 m)。

1.3.3 測量方法:測量時，測量探頭距地面2 m左右，避開金屬構筑物，每個讀數測量時間＞15 s，連續(xù)測量5次，讀取穩(wěn)定狀態(tài)下最大值。

1.4 防護措施 采用新型屏蔽材料，對官兵宿舍、辦公、機房及公共活動房間的門窗與墻體進行無縫連接處理。

1.5 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學處理，所有計量資料結果以均數±標準差(±s)表示，對計量資料的多個組間比較采用單因素方差分析，計數資料以率(%)表示，組間比較采用卡方檢驗(理論頻數＜1時，用Fisher確切概率法)，α=0.05為檢驗水準。

2 結果

2.1 血常規(guī)結果比較 對照組、防護組、暴露組的WBC、RBC、Hb、PLT、G 百分比、L 百分比的均數進行統(tǒng)計學分析，發(fā)現各個組間均無統(tǒng)計學差異(P＞0.05)。見表1。

表1 3組男性血常規(guī)的比較(±s)

表1 3組男性血常規(guī)的比較(±s)

注:對照組:未接觸雷達微波輻射的正常男性，防護組:采用雷達防護措施的基層雷達部隊戰(zhàn)士，暴露組:未采用雷達防護措施的基層雷達部隊戰(zhàn)士

組別 例數 白細胞(×109/L)紅細胞(×1012/L)血紅蛋白(g/L)血小板(×109/L)中性粒細胞百分比(%)淋巴細胞百分比(%)對照組 30 6.00 ±1.38 5.10 ±0.20 159.57 ±3.31 191.86 ±3 2.35 54.20 ±9.88 38.31 ±8.41 2.60 51.49 ±7.58 38.61 ±8.10防護組 30 6.06 ±1.08 5.15 ±0.36 159.87 ±10.23 215.52 ±56.05 56.94 ±4.01 34.38 ±4.55暴露組 30 6.59 ±1.47 5.11 ±0.30 158.95 ±9.89 212.00 ±4

2.2 血常規(guī)異常情況發(fā)生率比較 各組WBC、RBC計數異常發(fā)生率無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);防護組的Hb升高率高于暴露組差異有統(tǒng)計學意義(P=0.035)，同時高于對照組差異有統(tǒng)計學意義(P=0.004)，暴露組的Hb升高率高于對照組但無統(tǒng)計學意義(P=0.432);各組的PLT異常發(fā)生率的比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);對照組和防護組的G百分比異常(降低)率均低于暴露組且差異有統(tǒng)計學意義(P=0.031);暴露組L百分比異常(升高)率高于防護組(P=0.010)，且高于對照組(P=0.015)。見表2。

2.3 T細胞亞群比較 暴露組CD8+百分比顯著低于對照組(P=0.024)，且略低于防護組(P＞0.05);防護組、暴露組的CD3+略低于對照組(P＞0.05);暴露組CD4+略高于對照組與防護組(P＞0.05)。見表3。

表2 3組男性血常規(guī)異常發(fā)生率的比較

表3 3組男性T細胞亞群的比較(±s，%)

表3 3組男性T細胞亞群的比較(±s，%)

注:對照組:未接觸雷達微波輻射的正常男性，防護組:采用雷達防護措施的基層雷達部隊戰(zhàn)士，暴露組:未采用雷達防護措施的基層雷達部隊戰(zhàn)士;與對照組比較，aP＜0.05

組別 例數CD3+ CD4+ CD8+對照組30 68.02 ±8.74 32.69 ±3.75 32.88 ±7.81防護組 30 64.73 ±8.56 32.92 ±5.95 29.14 ±6.90暴露組 30 65.06 ±5.38 34.90 ±5.29 26.15 ±5.66a

2.4 雷達輻射測量結果 有防護措施區(qū)域(防護組)的雷達輻射強度均低于國家標準7.5 v/m，無防護措施區(qū)域(暴露組)的雷達輻射強度均高于國家標準(中華人民共和國衛(wèi)生部《微波輻射傷害與防護作業(yè)場所微波輻射衛(wèi)生標準》，GB10436-89)［1］，防護組與暴露組比較有顯著性差異(P＜0.05)。

3 討論

微波是一種電磁波，頻率在300 MHz～300 GHz(波長為1 mm～1 m)，由交變的電場和磁場組成。微波是一種電磁輻射，它所產生的光能不足以使物質分子離析，因而又稱為非電離輻射。有間斷性和連續(xù)性2種，雷達一般屬于前者。微波輻射到生物體后，部分能量被反射回來，部分能量被生物體吸收，被吸收的微波能量對生物體所引起的生物學改變稱之為微波的生物學效應。微波的生物學效應可分為熱效應和非熱效應兩種。微波輻射引起的損傷，可累及全身各臟器，本文主要研究雷達的微波輻射對人體血液和免疫系統(tǒng)的影響。

3.1 對外周血的影響 由于外周血常規(guī)是臨床上最容易檢驗的可反應造血系統(tǒng)損傷的指標，人們從很早就開始研究微波輻射對于人體血液系統(tǒng)的影響。但是研究的結果并不一致，甚至是矛盾的。由于受干擾的因素很多，研究者所用的微波頻率、功率密度、輻射位置、輻射時間、動物種類不同，所以得到的結果也不同。本研究對雷達輻射的暴露組和防護組日?；顒訁^(qū)域分別進行了雷達微波輻射場強的測定，并明確了測定的準確地點和方位，確定了本次研究的微波功率密度、輻射位置，同時也明確了入組人員的輻射時間。這些基本的參數都便于后續(xù)研究與本研究進行對照，有一定的現實意義。

大部分研究顯示受到微波輻射后血液中RBC、WBC、PLT會降低［2-5］，且骨髓涂片G系統(tǒng)中成熟細胞數量減少，染色體畸形發(fā)生率未見增高［6］。在WBC減少的情況中，有學者發(fā)現微波輻射后G百分比增加及 L百分比減少，這可能是存在炎癥反應［4］;相反，有研究發(fā)現微波組嗜 G下降、L增加，并伴有Hb顯著增加［7］。這與本次研究結果類似。黃昌亮等［8］發(fā)現，微波從業(yè)人員(受到的微波強度2.5～115.25 mW/cm2)的外周血 WBC 數、RBC 數、Hb含量與正常對照人群間的差異無顯著性意義(P＞0.05)，但高強度微波從業(yè)人員的外周血WBC和Hb低于低強度組(P＜0.05)，提示外周血象的變化可能與輻射強度有關。本次研究中，可能由于暴露組、防護組所受的輻射強度均屬于較低水平，故而未見到外周血WBC數、RBC數、PLT數量顯著變化，而僅僅表現出WBC中各類細胞比例的變化，即G下降及L的增加。而暴露組的Hb低于防護組和對照組，也提示采取防護措施在防止Hb減少方面也許發(fā)揮了一定的作用。

更多的動物實驗結果顯示，不同頻率、功率密度、作用時間、動物種類微波輻射導致的血常規(guī)變化也有所不同［2］。有文獻報道［9］，微波可導致骨髓各類細胞不同程度損傷，且損傷程度隨功率密度的升高而加重。為了觀察不同作用時間對于造血系統(tǒng)的影響，有研究［10］用 2450 MHz、10 mW/cm2微波短期全身輻照小鼠，發(fā)現隨著微波輻照時間的延長，外周血WBC數先升高后降低(6 d組高于對照組，12 d組與對照組無差異，15 d組明顯低于對照組)，總體表現出外周血WBC數隨著輻射時間的延長呈持續(xù)性下降(P＜0.01);微波輻照后骨髓有核細胞數呈持續(xù)性降低，至15 d時已降至正常值的50%左右，而對照組各時間點骨髓有核細胞數無差異。提示低功率密度的2450 MHz微波短期輻照對粒系造血具有明顯刺激作用，隨輻照時間的延長，有核細胞數減少。而小鼠受微波輻照后外周血WBC數的減少，可能是骨髓有核細胞變性、壞死，數量減少，導致細胞來源減少所致。馬迪［11］用30 mW/cm2微波輻射大鼠15 min后，發(fā)現輻射組大鼠外周血WBC和L呈降低趨勢。王煒等［12］用S波段、X波段高功率微波輻射 SD 大鼠20 min，在6 h、3 d、7 d、14 d、28 d 時研究發(fā)現:與對照組比，微波輻射未對外周血WBC及其淋巴細胞亞型數量產生影響，但輻射后晚期(28 d)G明顯增多。王亞男［13］等用50 mW/cm2微波照射Wistar大鼠15 min，分別在照射后3 h、6 h、24 h、7 d后觀測，發(fā)現微波輻射后3 h輻射組WBC顯著升高，6 h以后隨即恢復至正常水平。輻射后6 h大鼠PLT、RBC顯著降低，其他時間點未見顯著差異。Wu等［14］用50 mW/cm2照射 BALB/c小鼠30 min，發(fā)現隨著時間的延長外周血G和L計數增加。李昌吉等［15］早期曾報道采用 2450 MHz、30 mW/cm2微波輻照家兔，發(fā)現WBC總數未見明顯改變，但G減少，L增多，RBC總數增加，Hb增高，與本研究結果類似。為了進一步研究不同功率密度下血象變化情況，李昌吉等［16］采用頻率2450 MHz，強度分別為10、50、100和200 mW/cm2的微波輻照大白兔，結果發(fā)現:不同強度微波對血細胞影響較復雜，影響的特點各異，未見明顯的劑量－反應關系。50 mW/cm2對WBC、RBC及其參數的影響最大?？倓┝肯嗤瑫r對血細胞影響主要取決于微波輻照強度:200 mW/cm2主要對 WBC產生明顯影響，使WBC總數顯著增高，G明顯增加，L顯著降低，并出現明顯的細胞形態(tài)異常改變;100 mW/cm2對WBC的作用則相反，即表現出G顯著降低，而L卻顯著提高，而對RBC參數的影響較突出，使RBC平均體積和RBC平均Hb量顯著增高，致RBC平均Hb濃度明顯降低。僅10 mW/cm2致PLT明顯增高。有研究人員針對小功率(功率分別為2.5、5、10 mW/cm2，6 min/次，每周5次，持續(xù)輻射30 d)微波輻射大鼠造血系統(tǒng)的影響進行了研究，發(fā)現5 mW/cm2輻射后6 h，大鼠外周血WBC、G及RBC均較對照組有不同程度的下降，輻射后60 d外周RBC、PLT與對照組比較顯著增加(P ＜0.05)［17］。5、10 mW/cm2組輻射后180 d大鼠外周血WBC、L及PLT顯著下降(P＜0.01)。提示5～10 mW/cm2微波長期(30～180 d)輻射可導致大鼠造血系統(tǒng)形態(tài)和功能改變，且與輻射劑量有關。張怡堃等［18］使用頻率2856 MHz功率0.625、1.25 mW/cm2的微波輻照小鼠(輻照2 次，每次30 min)，發(fā)現0.625 mW/cm2和1.25 mW/cm2在輻照后 3 d，7 d，15 d 導致小鼠 G增高，同時引起L降低，而對小鼠RBC、PLT影響較小，提示低劑量功率密度的電磁輻照可造成機體WBC、G增高、L的降低。

綜合以上研究結果，微波輻射對于血象的影響表現出一定的復雜性。隨著輻射時間、輻射功率密度的不同，血象也呈現出動態(tài)改變。較低的功率密度，在短時間內，對外周血不會產生明顯的變化;稍大的功率，可能會刺激某些血細胞的生長以致其數量增加;但在功率較大且多次重復或連續(xù)輻射生物體時，會出現外周血細胞的減少［19］，無明顯劑量－反應關系。采取防護措施后，除了Hb仍明顯增高外，防護組的其余血常規(guī)基本都趨于正常，說明防護措施在減少微波對血液系統(tǒng)影響方面是有效的。但還需要進一步的研究以獲得更好的防護效果。

3.2 對免疫功能的影響 微波輻射導致外周血液中L增加，提示微波對生物的免疫系統(tǒng)也產生了影響。已有研究表明，免疫系統(tǒng)對微波較為敏感，是研究微波輻射損傷效應的重要內容［20-22］。而外周血T淋巴細胞亞群的檢測是觀察機體細胞免疫水平的重要方法［23］。T細胞執(zhí)行細胞免疫功能，且對機體免疫應答的調節(jié)起關鍵作用。T細胞表面有多種膜表面分子，這是T細胞識別抗原、與其他免疫細胞相互作用、接受信號刺激等的物質基礎，也是鑒別和分離T細胞及T細胞亞群的重要依據。CD3分子表達在全部T細胞上，是鑒定T細胞的重要標記［24］。CD4+為輔助性T細胞，分布在T細胞的輔助細胞誘導亞群和抑制細胞誘導亞群表面(存在于Ti/Th、TDTH表面)，對于機體的特異性和非特異性免疫以及對細胞和體液免疫均有重要的調節(jié)作用，在T細胞亞群的鑒別中具有重要意義;CD8+分子分布在抑制性T淋巴細胞(Ts)和殺傷性T淋巴細胞(Tc)表面，具有輔助、誘導和抑制、殺傷等功能，在鑒別T細胞亞群中有重要作用;體內免疫平衡是通過輔助性T細胞(CD4+)和抑制性T細胞(CD8+)形成的T細胞網絡來維持的，二者的升高與降低，均可導致機體免疫功能的異?；蛭蓙y而發(fā)病。CD4+/CD8+在正常人外周血和周圍組織的比值(CD4+/CD8+)約為2，其比值＜1.0或＞2.0時視為調節(jié)細胞比例異常。CD4+/CD8+比值是反映機體免疫狀態(tài)的重要敏感指標［25-26］。

研究表明，長期微波輻射可抑制機體的免疫功能［27］。但也有引起免疫刺激的報道［28-29］，這些研究多以動物實驗和離體細胞實驗為主，關于人體的流行病學資料尚未見報道。

微波對作業(yè)人員的免疫疫功能影響的研究結果不盡相同，可能與各工作場所使用的微波性質、頻率、輻射功率密度及輻射時間、防護措施等不同有關。某研究［30］顯示雷達微波輻射組CD4+分類、絕對計數降低，CD4/CD8降低;類似的，有研究發(fā)現，雷達作業(yè)組CD3+、CD4+均較對照組低，表明免疫功能降低［31］;尹金玲等［32-34］對 38 名某研究所雷達科研人員(接觸組)和39名非微波作業(yè)人員(對照組)進行外周血WBC計數和L百分率，以及T淋巴細胞亞群CD3、CD4、CD8和CD4/CD8比值的測定，發(fā)現與對照組相比，接觸組WBC計數和L百分比均降低，但差異不顯著，接觸組CD3、CD4、CD8均升高，CD4/CD8比值降低，差異顯著;Dmoch等［28］調查微波輻射對職業(yè)暴露工作人員的影響，結果發(fā)現，電視轉播和衛(wèi)星通信中心人員L和T淋巴細胞亞群CD8減少，雷達操作人員血清中CD8減少，但是以上效應均未引起相應的臨床癥狀。而FesenKo等［29］在從事微波治療的醫(yī)生中，未發(fā)現其L亞群與對照組有差異。本次研究中，T細胞亞群中，僅有CD8+表現出下降，有明顯差異，其余無差異，可能是與微波暴露組所在的微波場場強沒有達到一定的強度，及現有的一些輪換制度等可能使微波對T細胞亞群的影響較小，故未像其他研究中提示的那樣，有明顯的免疫抑制。

在動物實驗中，各實驗一般采用不同的功率、輻照時間設計不同的分組來觀察微波輻射對動物的L尤其是對T淋巴細胞亞群的影響，結果仍不一致。輻射后短期的觀察實驗顯示，用不同功率的微波輻照大鼠后1、7、14、28 d，各輻射組會有CD3 T 細胞降低，或 CD4 T細胞降低，或 CD8 T細胞降低，而CD4/CD8比值或者較對照組降低［35］，或者先升高(1 d，5 mW/cm2組)再降低(14 d，5 ～30 mW/cm2組)［36］;一項實驗［37］采用高功率雷達微波單次輻照大鼠1 d后取外周血，發(fā)現與對照組相比，輻照組CD3+T細胞百分比顯著升高，CD4+T細胞百分比顯著升高，CD8+T細胞百分比顯著降低;CD4+/CD8+顯著升高。另有研究［38-39］觀察輻射后較長時間(180 d)的效應，他們采用平均功率密度為2.5、5、10 mW/cm2的微波連續(xù)輻照大鼠，1個月(6 min/d，5 d/周)，發(fā)現輻照后 1、30、60 d，各組大鼠脾臟 T細胞亞群均無明顯改變;輻照后180 d各輻照組大鼠脾臟T細胞亞群明顯降低，2.5 mW/cm2組CD3 T細胞明顯減少，5 mW/cm2組 CD3、CD4、CD8 T 細胞亞群顯著降低，10 mW/cm2組CD4和CD8 T細胞亞群明顯減少、CD4/CD8比值明顯降低，提示大鼠經長期低劑量微波輻照后早期脾臟淋巴細胞亞群改變不明顯，晚期(輻照后180 d)脾臟T淋巴細胞各亞群均顯著降低，表現為明顯的免疫抑制?？赡苁怯捎诼蚤L期微波輻照對免疫系統(tǒng)的影響在早期可以通過機體代償，但隨著輻照后時間和年齡增加，機體的代償能力減弱，使免疫系統(tǒng)的損傷效應逐漸顯現，導致機體免疫功能明顯受抑。另一方面，也有文獻報道［40］，與高劑量微波輻照相反，低劑量微波輻照可能對機體產生免疫刺激效應。如陳忠民等［41］的研究顯示，0～20 mW/cm2功率密度的S波段微波(主要是指頻率在2～4 GHz、波長在7.5～15 cm內的電磁波)輻照后，除2.5 mW/cm2組外，其余各輻照組大鼠外周血CD3、CD4和CD8 T淋巴細胞均呈現先增高后降低的不對稱U形曲線，即所有輻照組在輻照后1周T細胞及其亞群均明顯高于對照組，而在輻照后28 d，除2.5 mW/cm2組外，其他各組CD3、CD4和CD8 T細胞均低于對照組，以20 mW/cm2組降低最明顯，這表明，S波段微波對成熟T淋巴細胞影響較為一致，為滯后的刺激效應及隨后的損傷效應，其表現因劑量大小而不同。以上的動物實驗對于研究微波輻射對人體T淋巴細胞亞群的影響有一定的參考價值，但相關理論和實驗依據尚需進一步的實驗驗證。

本次研究發(fā)現，雷達微波對雷達區(qū)的工作人員的血液系統(tǒng)和免疫細胞有一定的影響?？偤笄诓窟M行的防護改造試點建設，采取在基層部隊營房區(qū)安裝雷達微波輻射電磁屏蔽等防護措施，在一定程度上減少了微波輻射對工作人員的損害。目前，微波輻照的非熱生物效應經確認是存在的，但其作用機制仍需進一步深入研究。

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