微波輻射對大鼠血液細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的影響

朱美財(cái)，晏雪婷，程蘇琴，任 力

電子干擾機(jī)、預(yù)警機(jī)、雷達(dá)等裝備所發(fā)出的微波使部隊(duì)官兵暴露在微波輻射中[1-2]，雖然沒有超過我國規(guī)定的安全限值，但是無防護(hù)、長時(shí)間微波輻射對人體造成的影響需要引起重視[3]。筆者在前期工作中發(fā)現(xiàn)，飛行員的血象、免疫球蛋白及補(bǔ)體水平發(fā)生了改變，為了闡明微波輻射對機(jī)體免疫功能的影響機(jī)制，本研究探討了不同微波輻射功率密度及輻射時(shí)間對大鼠血液細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物與分組 雄性SD大鼠48只，SPF級，體重（200±20）g，由軍事醫(yī)學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)動物中心提供，動物合格證號：SCXK(京)2016-0006。在室溫20～24℃條件下飼養(yǎng)。隨機(jī)分為4組，各12只，分別給予 0 mW/cm2（對照組）、5 mW/cm2（5 mW 組）、10 mW/cm2（10 mW 組）和 20 mW/cm2（20 mW 組）微波輻射。

1.2 儀器與試劑 大鼠免補(bǔ)體和疫球蛋白酶聯(lián)免疫試劑盒（南京建成生物工程研究所），ADVIA120血液學(xué)檢測儀（西門子），其他耗材均由筆者所在中心提供。

1.3 微波輻射方法 微波輻射源由軍事醫(yī)學(xué)研究院放射醫(yī)學(xué)研究所提供，微波中心頻率2.856 GHz。將大鼠以俯臥位在照射中旋轉(zhuǎn)，使全身均勻照射。輻射15 min/d，5 d/w；對照組關(guān)閉輻射源，其他操作相同。

1.4 標(biāo)本取材 輻射2 w后，每組取6只大鼠，稱重后，5%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠后取腹腔靜脈血，然后處死，取胸腺和脾臟。輻射3 w后，剩余6只與上相同處理。

1.5 檢測指標(biāo)

1.5.1 血液常規(guī)指標(biāo) 取2 ml血液標(biāo)本，EDTA抗凝管，用西門子ADVIA120血液學(xué)檢查儀器檢測血常規(guī)指標(biāo)。

1.5.2 免疫指標(biāo) 取3 ml血液標(biāo)本，放于含凝血酶的促凝管中，室溫2 h凝固后，離心分離血清，于-80℃凍存，采用生物素雙抗體夾心酶聯(lián)免疫法檢測 IgG、IgA、IgM、C3、C4 水平。

1.5.3 體重、胸腺和脾臟指標(biāo) 測量大鼠體重，將胸腺和脾臟組織標(biāo)本用甲醛固定、切片、石蠟包埋HE染色后，顯微鏡下觀察病理學(xué)改變。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示，多組比較行方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各組體重比較 微波輻射2 w后，5 mW組和20 mW組體重顯著降低（P＜0.05）。見表1。

表1 各組不同時(shí)間體重比較（g，n=6）

2.2 各組血常規(guī)指標(biāo)比較 輻射2 w后，NEUT%在10 mW組增高（P＜0.05）。輻射3 w后，WBC在10 mW 組顯著降低（P＜0.05），NEUT%在 20 mW組增高（P＜0.05），LYMPH計(jì)數(shù)在10 mW組顯著降低（P＜0.05），RBC計(jì)數(shù)在10 mW組和20 mW組均顯著增高（P＜0.05），血PLT計(jì)數(shù)在5 mW組顯著增高（P＜ 0.05）。見表 2。

表2 各組不同時(shí)間血常規(guī)指標(biāo)比較（n=6）

2.3 各組免疫指標(biāo)比較 輻射2 w后，10 mW組與20 mW組的IgA水平顯著增高（P＜0.05）；輻射2 w后，輻射組的IgG水平增高（P＜0.05）；輻射 3 w后，10 mW組的IgM水平顯著增高（P＜0.05）。見表3。

2.4 各組胸腺和脾臟組織形態(tài)學(xué)變化比較

2.4.1 胸腺 對照組胸腺組織小葉結(jié)構(gòu)正常，皮質(zhì)髓質(zhì)分界清晰，可見胸腺小體（圖1A）；輻射2 w后，20 mW組可見小梁間隔消失，部分淋巴細(xì)胞核碎裂(圖 1B)；輻射 3 w 后，10 mw 組可見核碎裂（圖 2A），20 mW組可見核碎裂、上皮細(xì)胞水腫、小梁間隔消失(圖 2B)。

表3 各組免疫指標(biāo)比較（n=6）

2.4.2 脾臟 對照組脾臟組織切片染色顯示紅髓無充血，紅髓與白髓分界清晰(圖3A和圖4A)。輻射2 w后，20 mW組脾臟組織切片染色顯示紅髓充血，部分淋巴鞘紊亂，脾小體萎縮（圖3B）。輻射3 w后，5 mW組紅髓充血和脾小體減少（圖4B）；10 mW組紅髓充血，紅髓與白髓之間分界模糊，淋巴鞘部分紊亂，脾小體減少(圖4C）；20 mW組紅髓明顯充血，紅髓與白髓之間分界模糊，淋巴鞘紊亂，脾小體數(shù)量減少且萎縮（圖4D)。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，微波輻射后大鼠的體重降低，與文獻(xiàn)報(bào)道一致[4-5]。實(shí)驗(yàn)中觀察到輻射后，大鼠會出現(xiàn)輕微腹瀉和排尿現(xiàn)象，而后有所減輕。所以，早期體重的減少是由腹瀉導(dǎo)致的電解質(zhì)和水分流失引起的。

圖1 微波輻射2 w后各組胸腺組織切片（HE染色，×100）

圖2 微波輻射3 w后各組胸腺組織切片（HE染色，×400）

圖3 微波輻射2 w后各組脾臟組織切片（HE染色，×100）

圖4 微波輻射3 w后各組脾臟組織切片（HE染色，×100）

本研究結(jié)果顯示，大鼠白細(xì)胞計(jì)數(shù)在微波輻射后降低。大鼠的白細(xì)胞總數(shù)中，淋巴細(xì)胞占了絕大的一部分比例，所以白細(xì)胞的減少，可能是由于淋巴細(xì)胞的減少造成的。因?yàn)檩椛浜罅馨图?xì)胞計(jì)數(shù)顯著降低，單核細(xì)胞計(jì)數(shù)較對照組降低。這可能因?yàn)槲⒉ㄝ椛淦茐臋C(jī)體氧化平衡，使IL-2活性增強(qiáng)以及誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡[6-7]。本研究在輻射后，紅細(xì)胞計(jì)數(shù)增高，血小板計(jì)數(shù)也增高。田卓等[8]觀察到微波輻射大鼠的血小板顯著低于對照組；宋薇等[9]報(bào)道，5 mW/cm2微波輻射后60 d，血紅細(xì)胞、血小板數(shù)顯著增加；10 mW/cm2微波輻射后180 d，血小板數(shù)顯著下降。表明血紅細(xì)胞和血小板數(shù)隨著微波輻射劑量和輻射時(shí)間發(fā)生變化，本研究中大鼠紅細(xì)胞與血小板數(shù)的增高是由于輻射時(shí)間較短，機(jī)體對輻射損傷的刺激作用引起。

本研究結(jié)果顯示，微波輻射后免疫球蛋白水平增高，隨著功率密度的增加，胸腺和脾臟的病理損傷加重。郭瑛等[10]報(bào)道，高功率微波輻射會誘導(dǎo)大鼠免疫組織內(nèi)活性氧水平升高，并與輻射劑量和時(shí)間相關(guān)。早期免疫球蛋白的增高是由于脾臟結(jié)構(gòu)破壞，細(xì)胞凋亡導(dǎo)致免疫損傷后機(jī)體的應(yīng)激反用。本研究結(jié)果表明，微波輻射對機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生損害，而淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)及免疫球蛋白是微波輻射影響的敏感指標(biāo)。