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电磁辐射对T淋巴细胞的影响

日期: 2019-01-02
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发布日期: 2019-01-02
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国外医学卫生学分册  2005年 第32卷  第1 期 


电磁辐射对T淋巴细胞的影响


金 华  综述   王德文,彭瑞云  审校

(军事医学科学院放射医学研究所,北京100850)


【摘要】 由于采用实验资料的不同,或是研究结果统计学方法的不同,电磁辐射对T淋巴细胞及其细胞因子IFN-γ、IL-2、IL-4、和IL-10等是否有影响的研究结果也不一致。线性统计学方法表明电磁辐射对T淋巴细胞及细胞因子既有阳性结果又有阴性结果,而采用非线性统计学方法则表明电磁辐射对T淋巴细胞及Th1特征性细胞因子IFN-γ和IL-2产生了不利影响,提示电磁辐射可能对机细胞免疫有影响而对体液免疫无明显作用,此结果对电磁辐射作用机制和辐射防护的研究有重要意义。

【关键词】电磁辐射;T淋巴细胞;细胞因子;非线性统计

【中图分类号】X591    

【文献标识码】A     

【文章编号】1001-1226 (2005)01-0024-03


电磁辐射(electromagnetic radiation,EMR) 遍及工业、医药卫生和军事等领域如高频冶炼、广播、电视、通信、导航、航海、雷达、气象、环境检测、医疗、食品工业,甚至已深入到家庭生活之中如家用微波等。这些设备所发出的电磁波正在与日俱增地污染环境,特别是在这些设备功率日益加大,频率不断增高的情况下,各种家用电器在带给人们方便舒适

的同时,其电磁辐射对人类的负面影响也逐渐被人们所关注。流行病学调查发现电磁辐射与儿童白血病[1]、成人脑瘤及乳腺癌发病率增高密切相关[2] 。

免疫系统是机体抵御外来病原体及有效防止肿瘤形成和生长的重要屏障,其中淋巴细胞是构成免疫系统的主要细胞类别,可分为许多表型与功能不同的群体,如T细胞、B细胞、NK细胞等;T细胞和B细胞还可进一步分为若干亚群;这些淋巴细胞及其亚群在免疫应答过程中相互协调、相互制约,共同完成对抗原的识别、应答和清除,在维持机体内环境的稳定中起着重要的作用。鉴于此,电磁辐射对免疫系统尤其是淋巴细胞作用的影响已成为当今科学家们研究的热点之一。


1  T淋巴细胞

T细胞执行细胞免疫功能,不仅有直接的免疫效应功能,同时还通过产生多种细胞因子以及表达粘附分子而与其他免疫细胞直接或问接接触,发挥广泛的免疫调节作用。

根据T细胞表面标志及功能特点,可分为不同亚群[3],如α/β T细胞和γ/δ T细胞,α/β T细胞是体内参与特异性免疫应答的主要T细胞类型,又可分为诱导-辅助性T细胞(Ti/TH)、迟发型超敏反应T细胞(TDTH)、抑制性T细胞(TS)、反抑制性T细胞(TCS )、细胞毒性T细胞(TC)等;另外,根据T细胞表面表达不同的分化群(cluster of differentiation,CD)分子可分为CD4+或CD8+T细胞,CD4存在于Ti/TH、TDTH表面,CD8+存在于TC、TCS及TS表面,分别发挥辅助、诱导和抑制、杀伤等功能。随着对T细胞功能研究的不断深入,人们发现T细胞的功能主要是由其所分泌的细胞因子介导和调节的,根据CD4+T细胞和CD8+T细胞分泌细胞因子的格局和介导免疫功能的不同,可将其分别分为Th1和Th2两个亚群[3],以及TC1和TC2两个亚群[3],目前趋向于将其统称为Th1类细胞和Th2类细胞,此种分类更有利于反映T细胞功能,若疾病的发生与Th1优势应答有关则疾病发生的模式称Th1模式;若与Th2优势应答有关,则称Th2模式。由此研究各种疾病是Th1模式还是Th2模式已成为热点,并且已经取得了很大的进展,已发现微生物感染、肿瘤、自身免疫病、变态反应性疾病等多种疾病具有Th1/ Th2漂移现象[4],在疾病的模式研究中,主要是通过研究Th1特征性细胞因子如、IL-2、IFN-γ、以及Th2特征性细胞因子如IL-4、IL-10在各种疾病中的变化确定疾病是Th1模式还是Th2模式,因此了解电磁辐射对细胞因子的影响对于研究电磁辐射与免疫系统的关系有重要作用。

本文综述了近年来国内外对电磁辐射作用于T淋巴细胞及其分泌的细胞因子IL-2、IFN-γ、及IL-4、IL-10的研究工作进展。


2  EMR对T淋巴细胞的影响

对于T细胞受电磁辐射后的变化情况,由于研究资料条件不一(如波段、频率、时间、动物品系、动物年龄、照射条件、环境温度、湿度等),各学者有不同的意见。资料表明低场强电磁波暴露后T细胞亚群并无变化,如Boscolo等[5]对在博物馆工作的暴露于50Hz,0.2~3.6μT,40~120V/m电磁场的7位男性和8位女性工作人员(年龄31~50岁,均至少在博物馆的监视室里工作了2年,每周工作20h)的T淋巴细胞亚群用双色流式细胞仪(FITC和PC结合的抗体)进行了分析,发现T细胞总数(CD3+表达阳性细胞,包括CD3+HLA-DR+ 、CD3+CD25+) CD4+T细胞数(包括CD4+-CD45RO+、CD4+-CD45RO-)和CD8+细胞数均未见明显差异。而高场强电磁波暴露后T细胞亚群有明显差异,如Cui等[6]用脉冲上升时间20ns,脉宽30μs, 2min内5次,频率包含0~100MHz,(2~12)×104V/m的场强照射小鼠,发现CD4+、CD8+细胞数均有不同程度的下降,其中6×104V/m照射组于24h时下降最为明显,T细胞及TH、TS细胞数分别降至正常对照组的77%、81%和63%,作者认为淋巴细胞发生凋亡是T细胞减少的主要原因。上述两项研究结论都是用传统的线性统计学方法得出的,在电磁辐射研究中许多学者采用了非线性统计学方法,发现EMR对免疫系统有明显作用[7~9],Marino等[10]将小鼠暴露于1G、60Hz,0.7mG电磁场21d后,采用传统的统计学方法未查见淋巴细胞亚群发生了变化,但采用非线性统计学方法却发现CD8+ T细胞明显下降,但没有连续性和持久性,提示电磁辐射生物学效应有非线性特点。


3  EMR对细胞因了的影响

3. 1  EMR对IFN-γ和IL-2的影响

IFN-γ和IL-2、是Th1特征性细胞因子,FN-γ在调节免疫应答、抗增殖方面作用较大,又被称为免疫干扰素、Ⅱ型干扰素、T细胞替代因子和巨噬细胞活化因子,由此可以看出IFN-γ的作用;IL-2能维持活化CD4+和CD8+T细胞的增殖,活化巨噬细胞分泌IFN-γ、 IL-4和TNF-α等细胞因子,在T细胞生长中具有重要作用。Boscolo等[5]证实经电磁辐射后IFN-γ(包括在体动物血清中的IFN-γ和未经处理的正常离体细胞中的IFN-γ及经植物血凝素PHA刺激的离体细胞中的IFN-γ)与对照组相比都显著减少[5,11],同时Boscolo [11]还对居住在发射电磁场频率为500KHz~3GHz,场强为4.3±1.4V/m的广播站附近至少2年的妇女进行了免疫学检测,发现外周血单核细胞无论是否经PHA刺激,其IL-2与对照组相比均减少。但LKeda[12]利用频率为50Hz和60Hz,磁场强度为500、100、20和2μT的磁场对健康男性进行照射后,采用ELISA法对免疫系统各项指标进行检测,发现外周血单核细胞IFN-γ和IL-2与对照组相比基本没有变化。Hefeneider[13]用磁场强度为3.5~3.8μT,电场强度为5.2~5.8kV/m的低频率电磁辐射对绵羊进行了照射,结果发现外周血中IL-2也无变化。Aldinucci等[14]用4.75T的静电磁场和0.7mT的脉冲电磁场联合照射人体,发现IL-2浓度在辐射后也没有发生明显变化。

除了Th1细胞外,其他细胞如NK细胞和CD8+细胞等都能产生IFN-γ和IL-2,但IFN-γ和IL-2主要是Th1细胞分泌,是其特征性细胞因子,它们在Th1细胞介导的细胞免疫反应中起重要作用,因此IFN-γ和IL-2的变化反映了Th1细胞功能的变化。其研究结果不一致的原因与前述T细胞经辐射后变化的不一致相似,一是因为研究资料的不同,二是因为研究结果统计方法的不同。采用传统的线性统计学方法时,有的实验结果提示EMR对T淋巴细胞和IFN-γ 、IL-2产生了不利影响,但也有试验结果提示EMR对T淋巴细胞和IFN-γ、IL-2并没有作用;而采用非线性统计学方法则显示EMR对IFN-γ和IL-2有影响,这一结果提示电磁辐射对免疫系统的生物效应存在非线性的特点。因为Th1细胞主要介导机体的细胞免疫反应,上述研究结果提示EMR可能对机体细胞免疫有影响。

3. 2  EMR对IL-4和IL-10的影响

IL-4是B细胞生长因子,它和IL-10均为Th2特征性细胞因子,前述Boscolo等[5]研究认为辐射后IFN-γ明显下降,而IL- 4并没有明显改变。细胞因子合成抑制因子IL- 10对电磁辐射的反应与IL-4相似,也无明显变化[12]。IL-4和IL-10均主要由Th2细胞产生,它们对B细胞、T细胞和单核细胞等细胞都有免疫调节作用。因为Th2细胞主要介导体液免疫反应,诱导刺激B细胞产生各种抗体,而IL-4和IL-10在电磁辐射后都没有明显变化,因此这些结果提示EMR对体液免疫无明显影响。


4结语

综上所述,由于采用实验资料和实验结果统计学方法的不同,电磁辐射对T淋巴细胞及其细胞因子影响的研究结果也不同。采用线性统计学方法,EMR对T淋巴细胞及其细胞因子IFN-γ、IL-2和IL-4、IL-10的影响既有阳性结果又有阴性结果;而如果采用非线性统计学方法,电磁辐射对T淋巴细胞及Th1特征性细胞因子IFN-γ和IL-2均产生了影响。这一结果一方面提示电磁辐射的生物学效应有非线性特点,另一方面提示电磁辐射对机体T淋巴细胞及Th1介导的细胞免疫反应存在着影响,这对进一步研究电磁辐射的损伤机制和辐射防护有着重要的意义。


参考文献:

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收稿日期: 2004-04-07;修回日期:2004-10-25

作者简介:金华(1970年-)女,博士生,研究方向:免疫病理学。

审者简介:王德文,男,研究员,研究方向:放射病理学 彭瑞云,女,研究员,研究方向:放射病理学,分子病理学。









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