第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響

1、 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響主講：主講：鮑鮑 艷艷咸寧學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院咸寧學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 當(dāng)發(fā)生核酸單鏈突變時(shí)，DNA可以通過(guò)酶的作用自行修復(fù)。但如果DNA發(fā)生雙鏈突變時(shí)(如雙鏈斷裂時(shí))，有時(shí)較難正確重建，甚至出現(xiàn)錯(cuò)誤的修復(fù)，導(dǎo)致基因突變?cè)斐杉?xì)胞的死亡或細(xì)胞變異、異常增殖。直接擊中人體的生物分子機(jī)體產(chǎn)生生物活性物質(zhì)電離輻射通過(guò)通過(guò)

2、受損傷使機(jī)體使機(jī)體 人體從吸收輻射能量開始，到產(chǎn)生生物效應(yīng)，乃至機(jī)體的損傷和死亡，涉及許多不同性質(zhì)的變化。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 盡管輻射對(duì)人體造成損傷，但如果劑量不高，機(jī)體可以通過(guò)自身代謝過(guò)程對(duì)受損傷的細(xì)胞或局部組織進(jìn)行修復(fù).這種修復(fù)作用程度的大小，既與最初損傷的程度有關(guān)，又可以因個(gè)體之間的差異而不同。 第一節(jié)第一節(jié) 電離輻射對(duì)造血系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血系統(tǒng)的影響一、造血系統(tǒng)的組成及功能特點(diǎn)一、造血系統(tǒng)的組成及功能特點(diǎn)分散在全身各處的淋巴組織（淋巴細(xì)胞）血液骨髓脾吞噬細(xì)胞系統(tǒng)淋巴結(jié)造血系統(tǒng) 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)

3、學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響血小板白細(xì)胞紅細(xì)胞血液液體部分混懸在其中的三種有形細(xì)胞成分形態(tài)和功能各異的粒細(xì)胞淋巴細(xì)胞單核細(xì)胞中性細(xì)胞嗜酸細(xì)胞嗜堿粒細(xì)胞B淋巴細(xì)胞等T淋巴細(xì)胞它們與獲得性免疫應(yīng)答有關(guān)功能輸送氧止血功能 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響巨噬細(xì)胞單核細(xì)胞進(jìn)入組織后轉(zhuǎn)變?yōu)橥淌?、清除微生物清除異?；蛩ダ纤劳龅募?xì)胞功能 血漿含有白蛋白、球蛋白、各種凝血和抗凝因子、抗體、酶、激素、電解質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和許多其它化學(xué)物質(zhì)，參與機(jī)體的各種代謝調(diào)節(jié)以及維持人體內(nèi)環(huán)進(jìn)的穩(wěn)定

4、性。 胎兒時(shí)期肝、脾為主要造血器官.出生后骨髓成為造血器官，肝、脾造血功能基本停止，但在特定造血功能應(yīng)激情況下，可再恢復(fù)造血功能，稱為髓外造血。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 正常骨髓有兩種： 一種為生成紅細(xì)胞、粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞及其所產(chǎn)生的血小板的紅骨髓； 另一種為脂肪組織所占的黃骨髓。 紅細(xì)胞、白細(xì)胞和產(chǎn)生血小板的巨核細(xì)胞均來(lái)源于共同的多功能的造血干細(xì)胞，各種血細(xì)胞的產(chǎn)生過(guò)程需要一系列造血細(xì)胞生長(zhǎng)因子的參與及調(diào)控， 其中有代表性的包括：與紅細(xì)胞生成有關(guān)的促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素（erythropoietin,EPO）

5、 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 與T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)有關(guān)的白細(xì)胞介素-2【T細(xì)胞生長(zhǎng)因子（t-cell growth factor,TCGF）】和B細(xì)胞生長(zhǎng)因子（B-cell growth factor，BCGF）等。 與粒細(xì)胞和單核細(xì)胞生成有關(guān)的粒細(xì)胞-單核細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF） 與巨核細(xì)胞生產(chǎn)有關(guān)的巨核細(xì)胞刺激因子（megakaryocyte colony stimulating factor,MK-

6、CSF） 人們常將造血干細(xì)胞比喻為種子，集落刺激因子比喻為肥料，而土壤就是造血微循環(huán)。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響二、造血系統(tǒng)的輻射損傷特點(diǎn)小腸黏膜上皮細(xì)胞祖細(xì)胞造血干細(xì)胞皮膚生發(fā)上皮睪丸生精上皮等較高的輻射敏感性均屬于均屬于更新活躍、增值旺盛的細(xì)胞和組織具有造血組織受照后損傷出現(xiàn)早而且較重。其輻射損傷的修復(fù)能力卻相對(duì)較弱，造血系統(tǒng)輻射損傷后需數(shù)周甚至數(shù)月才能恢復(fù)因此因此 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響9機(jī)體適應(yīng)防御維持正常生命活動(dòng)保障生命活動(dòng)

7、正常進(jìn)行不斷生成備用細(xì)胞以補(bǔ)充穩(wěn)態(tài)造血造血組織承擔(dān) 造血系統(tǒng)輻射損失的程度與照射劑量關(guān)系密切。造血干細(xì)胞是造血系統(tǒng)受損傷后重建造血的根系，放射線作用于機(jī)體后，造血干細(xì)胞數(shù)量雖呈指數(shù)性減少，如果受照劑量不是很大，還可以自行恢復(fù)、自我重建造血功能。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 但人體受到大劑量照射時(shí)，造血功能低下甚或衰竭，紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板數(shù)明顯減少，容易誘發(fā)感染、貧血、出血等并發(fā)癥，這些并發(fā)癥相互影響彼此加重。一方面是并發(fā)癥日趨嚴(yán)重，另一方面又增加造血組織的負(fù)擔(dān)，從而形成惡性循環(huán)，最后可導(dǎo)致機(jī)體死亡。 一般當(dāng)造血系

8、統(tǒng)輻射損傷達(dá)到1Gy時(shí)就可診斷為輕度急性放射病 當(dāng)人體受到10Gy(腸型)和50 Gy(腦型)照射造成急性放射病時(shí)，雖然胃腸道和神經(jīng)系統(tǒng)的臨床表現(xiàn)掩蓋了血液系統(tǒng)的癥狀，但血液系統(tǒng)輻射損傷實(shí)際上比骨髓型的損傷更為嚴(yán)重。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 通常骨髓會(huì)有若干變性、退化、不成熟的造血細(xì)胞，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)模糊的血竇，甚或出現(xiàn)大片荒蕪區(qū)域和“血湖”狀的骨髓腔。 血竇是由于真體腔不發(fā)達(dá)，微血管和一部分靜脈腔擴(kuò)大，而且無(wú)血管壁包圍，于是便形成了組織間不規(guī)則得空隙，血液在空隙流過(guò)便成了血竇。 特點(diǎn)：管腔較大，形狀不規(guī)則，主要分布于

9、肝、脾、骨髓和一些內(nèi)分泌腺中。血竇內(nèi)皮細(xì)胞之間常有較大的間隙， 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響不同劑量照射誘發(fā)的造血系統(tǒng)確定性效應(yīng)劑量劑量/Gy/Gy病理變化病理變化0 0.25不明顯或不易察覺(jué)的病變不明顯或不易察覺(jué)的病變0.25 0.5可逆性功能變化，可能有血象改變可逆性功能變化，可能有血象改變0.5 1.0功能和血象的改變，但無(wú)臨床癥狀功能和血象的改變，但無(wú)臨床癥狀1.0 2.0輕度骨髓型急性放射病輕度骨髓型急性放射病2.0 3.5中度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病3.5 5.5重度骨髓型急性放射病重度骨髓型急

10、性放射病5.5 8.0極重度骨髓型急性放射病極重度骨髓型急性放射病 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響三、電離輻射出血綜合征 放射損傷出血的時(shí)間、部位、嚴(yán)重程度以及對(duì)機(jī)體影響方面均有一定的規(guī)律性，故又稱為電離輻射出血綜合征（ionizing radiation bleeding syndrome） 主要原因之一急性放射損傷出血電離輻射對(duì)機(jī)體造成損傷主要癥狀之一 正常機(jī)體血液中存在著凝血和抗凝血因子，兩類因子保持著動(dòng)態(tài)平衡，在完整的血管系統(tǒng)內(nèi)，血液始終處于流動(dòng)狀態(tài)，血液循環(huán)得以進(jìn)行。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章

11、 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 血凝: 血液由流動(dòng)狀態(tài)變成膠凍狀血塊的過(guò)程稱為血凝。 典型的急性放射病出血多發(fā)生在極期之前，出血部位主要在皮膚和粘膜，出血的嚴(yán)重程度與照劑量成正比，嚴(yán)重的患者出血可遍及全身，包括內(nèi)臟器官大出血等. 廣泛的大量出血，加速了貧血的發(fā)生，由于患者造血功能已嚴(yán)重抑制，造血器官的結(jié)構(gòu)破壞，各種細(xì)胞的生成已陷于停滯，終致貧血。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 凝血因子是參與血液凝固過(guò)程的各種蛋白質(zhì)組分。它的生理作用是，在血管出血時(shí)被激活，和血小板粘連在一起并且補(bǔ)塞血管上

12、的漏口。這個(gè)過(guò)程被稱為凝血。它們部分由肝生成?？梢詾橄愣顾厮种?。為統(tǒng)一命名，世界衛(wèi)生組織按其被發(fā)現(xiàn)的先后次序用羅馬數(shù)字編號(hào)， 有凝血因子I，II，III，IV，V，VII，VIII，IX，X，XI，XII，XIII等，因子X(jué)III以后被發(fā)現(xiàn)的凝血因子，經(jīng)過(guò)多年驗(yàn)證，認(rèn)為對(duì)于凝血功能，無(wú)決定性的影響，不再列入凝血因子的編號(hào)。因子 VI 事實(shí)上是活化的第五因子，已經(jīng)取消因子VI的命名。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射所致出血綜合征的主要原因是：1.凝血功能障礙；2.血管通透性增加；3血管脆性增加； 照射后凝血障礙的

13、主要原因是由于血小板減少所致的血小板第三因子缺乏，然后又造成凝血物質(zhì)生成不足。 毛細(xì)血管脆性增加是指其堅(jiān)韌性減低，易破壞性增高。其發(fā)生原因:是放射線對(duì)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的直接破壞作用； 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 尚有循環(huán)中透明質(zhì)酸酶活性的增高，使血管壁內(nèi)皮細(xì)胞間粘合質(zhì)（透明質(zhì)酸）被分解，以及照射后神經(jīng)調(diào)節(jié)失去平衡，血管緊張性降低等，從而引起毛細(xì)血管脆性增高 血小板數(shù)量和質(zhì)量的改變 照射后組織細(xì)胞崩解，析出組胺或類組胺物質(zhì)引起小血管擴(kuò)張等，造成肝解毒功能受損，毒性物質(zhì)在體內(nèi)集聚。起主導(dǎo)環(huán)節(jié)是血小板的數(shù)量和功能低下血小板

14、的改變表現(xiàn)為： A、血小板數(shù)量減少 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 由于骨髓造血抑制、巨細(xì)胞再生障礙，使血小板生成停滯，當(dāng)外周血小板數(shù)低于51010/L時(shí)，出血分布廣泛，嚴(yán)重的出血，如咯血、尿血、衄血、黑便等均可出現(xiàn)。 衄血：凡非外傷所致的某些部位的外部出血證。包括眼衄、耳衄、鼻衄、齒衄、舌衄、肌衄等， 發(fā)生在血小板明顯減少之前，照射數(shù)小時(shí)后，就可見到血小板有血小板“左移”現(xiàn)象，即在血液中出現(xiàn)幼稚型血小板。照射后45天可見巨型血小板、成熟衰老型血小板，反映了生成血小板功能障礙。B、血小板形態(tài)的改變 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射

15、防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 這種血小板質(zhì)量的低下是骨髓巨核細(xì)胞系造血功能異常所致。巨型血小板 巨型血小板：直徑可達(dá)730m，比紅細(xì)胞還大，有時(shí)甚至?xí)`認(rèn)為點(diǎn)彩紅細(xì)胞或淋巴細(xì)胞。有的外形不規(guī)則，呈橢圓、桿狀、帶狀等，有的拉得較長(zhǎng)、粗細(xì)不均。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 照射后血小板數(shù)量減少，結(jié)構(gòu)損傷，血小板各因子不足，血塊退縮不良，甚至血液不能凝固。由于血小板第三因子缺乏，導(dǎo)致凝血過(guò)程第一階段受阻，凝血酶原消耗減少，凝血過(guò)程障礙。C、血小板凝血功能障礙 5-羥色胺

16、是縮血管物質(zhì)，同時(shí)還可以提高毛細(xì)血管壁的堅(jiān)韌性及降低通透性，并能拮抗血漿中的抗凝血物質(zhì)，加速纖維蛋白的形成，促進(jìn)凝血過(guò)程。由于射線對(duì)血小板數(shù)量和形態(tài)的損傷，血小板攜帶的5-羥色胺的功能障礙，失去正常的依附場(chǎng)所而被分解，加重出血傾向。D、血小板攜帶5-羥色胺功能障礙 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 血小板在正常血流中保持與血管壁的直接接觸，對(duì)血管壁發(fā)揮機(jī)械的保護(hù)作用，同時(shí)血小板攜帶的5-羥色胺對(duì)維持血管壁的正常通透性和堅(jiān)韌性也有一定的作用。當(dāng)血小板減少且功能不全時(shí)，這時(shí)保護(hù)血管的正常作用減弱，血管壁通透性和脆性因而增高，易

17、使血液中有形成分漏出。E、血小板對(duì)毛細(xì)血管的保護(hù)作用減弱 電離輻射對(duì)纖維蛋白溶解系統(tǒng)的影響，使纖維蛋白溶解酶活性增高，以及放射損傷并發(fā)的感染等均可以加重出血癥狀。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響四、造血系統(tǒng)輻射損傷的近氣和遠(yuǎn)期效應(yīng)四、造血系統(tǒng)輻射損傷的近氣和遠(yuǎn)期效應(yīng) 倘若損傷不重、治療及時(shí)恰當(dāng)，機(jī)體可望恢復(fù)，但輻射可能導(dǎo)致造血系統(tǒng)遠(yuǎn)期效應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展，如誘發(fā)白血病等，仍是危及健康和生命的難題。 人體在中等劑量放射線作用下，首先遭受損傷并危及生命的是以骨髓為主的造血器官，此時(shí)造血功能出現(xiàn)嚴(yán)重受抑制，出現(xiàn)造血系統(tǒng)的早期輻射效

18、應(yīng)。 除了造血干細(xì)胞、祖細(xì)胞增殖分裂受抑制，造血微循環(huán)調(diào)節(jié)失衡，血細(xì)胞來(lái)源功能均有所降低。在放射病的極期極易并發(fā)感染和出血，嚴(yán)重者可致死亡。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 骨髓型放射病的臨床過(guò)程有明顯的階段性，可劃分為初期、假愈期、極期和恢復(fù)期。 極期的標(biāo)志是；體溫升高，食欲降低，嘔吐腹瀉和全身衰竭。進(jìn)入極期，病情急劇惡化，是各種癥狀的頂峰階段，治療不力者多于此期死亡。 （一）造血系統(tǒng)輻射損傷的近期效應(yīng) 不同劑量放射線作用后，造血器官中各類細(xì)胞和血管等的變化類型基本相同，但其損傷程度可因受照射劑量、時(shí)間、射線能量、照射

19、方式、機(jī)體內(nèi)在特點(diǎn)的不同而不同，使其病變的范圍、嚴(yán)重程度、發(fā)展速度、和恢復(fù)時(shí)間上都有一定的差異。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 機(jī)體如能順利通過(guò)早期輻射效應(yīng)而進(jìn)入恢復(fù)期，造血干細(xì)胞一旦開始再生，就能以很快的速度增長(zhǎng)，成為造血重建的細(xì)胞來(lái)源。 造血微環(huán)境具有調(diào)節(jié)造血、生成并傳遞造血因子信息，以及在構(gòu)成血細(xì)胞成分等方面有重要作用，但造血微環(huán)境受到放射損傷后恢復(fù)較為緩慢，尤其是小血管和毛細(xì)血管的纖維化改變，表現(xiàn)為該造血器官局部功能持續(xù)低下，而使得造血功能不能完全恢復(fù)正常，甚至發(fā)展其他并發(fā)癥。 造血微環(huán)境的作用支持和調(diào)節(jié)造血細(xì)

20、胞生長(zhǎng)發(fā)育的內(nèi)環(huán)境稱為造血微環(huán)境，主要由三個(gè)部分組成：基質(zhì)細(xì)胞、造血生長(zhǎng)因子、細(xì)胞外基質(zhì) 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響(二)造血系統(tǒng)輻射損傷的遠(yuǎn)期效應(yīng) 如果造血系統(tǒng)輻射損傷無(wú)近期效應(yīng)或近期效應(yīng)得以消除，機(jī)體造血功能及健康狀況可以經(jīng)過(guò)數(shù)月后得以恢復(fù)，而在一段時(shí)間內(nèi)無(wú)嚴(yán)重血液學(xué)改變。 放射線最初破壞機(jī)體內(nèi)在的正常造血系統(tǒng)后，造血干細(xì)胞被迫提高增值速率，加速干細(xì)胞、祖細(xì)胞和骨髓前體細(xì)胞的分裂、分化和成熟，這些反應(yīng)可以滿足機(jī)體在當(dāng)時(shí)對(duì)血細(xì)胞生成的迫切需要。 但造血干細(xì)胞長(zhǎng)期處于較高或異常的增殖活動(dòng)，缺乏必要的休整修復(fù)的時(shí)間，其

21、后果可能是： 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 4.微血管壁纖維化，微循環(huán)不暢。這些后果最終可誘發(fā)再生障礙性貧血、骨髓纖維化、白血病的遠(yuǎn)期效應(yīng)出現(xiàn)，再次危害健康。 1.造成血干細(xì)胞增殖衰退，即干細(xì)胞老化； 2.無(wú)效造血增加，即造血干細(xì)胞、祖細(xì)胞及幼稚細(xì)胞增生活躍，而外周血細(xì)胞沒(méi)有相應(yīng)增多； 3.造血干細(xì)胞的DNA損傷未能正確或及時(shí)修復(fù)，導(dǎo)致基因突變形成突變干細(xì)胞；五、五、 骨髓造血損傷的靶分子基礎(chǔ)骨髓造血損傷的靶分子基礎(chǔ) 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影

22、響五、五、 骨髓造血損傷的靶分子基礎(chǔ)骨髓造血損傷的靶分子基礎(chǔ) DNA堿基損傷或脫落將導(dǎo)致密碼的改變及基因的點(diǎn)突變，這時(shí)經(jīng)轉(zhuǎn)錄和翻譯所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和酶功能異常，不僅使細(xì)胞功能無(wú)法執(zhí)行，而且可致細(xì)胞突變或癌變。 DNA、細(xì)胞膜等作為輻射作用的敏感靶分子，在輻射時(shí)極易發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變。 照射后差異表達(dá)基因涉及細(xì)胞的凋亡、細(xì)胞周期、免疫和應(yīng)激、核酸、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和通道蛋白等多方面，其中以信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫應(yīng)激相關(guān)基因所占比例較多，反映出輻射對(duì)細(xì)胞損傷的多靶點(diǎn)、多層次及多通路的特點(diǎn)。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響第二節(jié)第二節(jié) 電離輻射對(duì)免

23、疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)免疫系統(tǒng)的影響一、免疫系統(tǒng)的組成及功能特點(diǎn)一、免疫系統(tǒng)的組成及功能特點(diǎn)機(jī)體的免疫系統(tǒng)免疫器官免疫細(xì)胞免疫分子組成中樞免疫器官(腺和骨髓）外周免疫器官（淋巴結(jié)和脾等）淋巴細(xì)胞（T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞）抗原呈遞細(xì)胞（主要含吞噬細(xì)胞）粒細(xì)胞等其他細(xì)胞補(bǔ)體淋巴因子單核細(xì)胞因子胸腺素等 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 它們除了具有吞噬、清除病原體等抗原性異物的功能之外，還具有分泌多種細(xì)胞因子、介導(dǎo)炎癥等多種功能。吞噬細(xì)胞有單核吞噬細(xì)胞和粒細(xì)胞兩大類。 游離于血液中的單核細(xì)胞（monocyte）及

24、存在于體腔和各種組織中的巨噬細(xì)胞（macrophage）均來(lái)源于骨髓干細(xì)胞，它們具有很強(qiáng)的吞噬能力，且細(xì)胞核不分葉，故命名為單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（mononuclearphagocytesystemMPS）。單核巨噬細(xì)胞是一類主要的抗原呈遞細(xì)胞，在特異性免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)與調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵的作用。單核吞噬細(xì)胞 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell，NK細(xì)胞）來(lái)源于骨髓淋巴樣干細(xì)胞，主要分布于外周血和脾，在淋巴結(jié)和其他組織中也有少量存在。是具有天然殺傷功能和ADCC效應(yīng)的淋巴細(xì)胞。 中

25、性粒細(xì)胞在抗胞外菌的感染中發(fā)揮著重要作用；而巨噬細(xì)胞是介導(dǎo)固有免疫與特異性免疫之間的橋梁，在機(jī)體的特異性免疫應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。 中性粒細(xì)胞 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 NK細(xì)胞不表達(dá)特異性抗原識(shí)別受體，是不同于T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞的一類淋巴樣細(xì)胞；可表達(dá)多種表面標(biāo)志，無(wú)需抗原預(yù)先致敏就可直接殺傷某些腫瘤和病毒感染的靶細(xì)胞。 淋巴祖細(xì)胞在胸腺分泌的趨化因子作用下進(jìn)入胸腺，在胸腺的微環(huán)境影響下分化成熟為胸腺

26、依賴性淋巴細(xì)胞（T淋巴細(xì)胞），然后進(jìn)入外周免疫器官，介導(dǎo)細(xì)胞免疫。 它負(fù)責(zé)細(xì)胞免疫功能，參與抗腫瘤、抗細(xì)胞內(nèi)感染微生物、移植排斥、遲發(fā)型超敏反應(yīng)；對(duì)部分體液免疫應(yīng)答發(fā)揮輔助功能。 被艾滋病病毒感染的T細(xì)胞CTL殺傷病毒感染的靶細(xì)胞 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 B淋巴細(xì)胞的發(fā)生及分化可分為兩個(gè)階段：骨髓內(nèi)分化階段是淋巴祖細(xì)胞到原B淋巴細(xì)胞，然后分化成前B淋巴細(xì)胞，最后成熟為骨髓依賴性淋巴細(xì)胞（B淋巴細(xì)胞），進(jìn)入外周免疫器官；骨髓外分化階段是在抗原的刺激下，B淋巴細(xì)胞分化為漿細(xì)胞，漿細(xì)胞分泌特異性抗體，然后介導(dǎo)體液免疫應(yīng)

27、答。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響二、免疫系統(tǒng)的放射敏感性 輻射引起免疫系統(tǒng)內(nèi)的不同組織、不同細(xì)胞成分和不同免疫反應(yīng)的放射敏感性存在明顯的差異，免疫系統(tǒng)的放射敏感性的規(guī)律是：淋巴樣組織對(duì)輻射敏感，敏感性由強(qiáng)導(dǎo)弱的排序?yàn)椋?B淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞潛在免疫活性細(xì)胞激活免疫活性細(xì)胞成熟免疫效應(yīng)細(xì)胞淋巴結(jié)、脾系統(tǒng)骨髓系統(tǒng)體液免疫系統(tǒng)細(xì)胞免疫系統(tǒng)1.免疫器官的放射敏感性 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 胸腺是機(jī)體的中樞免疫器官之一，淋巴細(xì)胞在此發(fā)育、分化、成

28、熟。胸腺對(duì)輻射十分敏感 脾是重要的外周免疫器官，其細(xì)胞成分較胸腺?gòu)?fù)雜，但其有核細(xì)胞的輻射反應(yīng)與胸腺類似。在0.56Gy全身照射后，多數(shù)免疫學(xué)參數(shù)呈線性下降。 淋巴樣組織對(duì)輻射十分敏感，有人觀察到0.05Gy就足以引起其改變。 胸腺和脾的間質(zhì)成分抗輻射性較高，因而為存活或外來(lái)的干細(xì)胞的恢復(fù)提供了適宜的微環(huán)境刺激。 2.免疫細(xì)胞的放射敏感性 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 免疫細(xì)胞是復(fù)雜的非均質(zhì)群體，不同細(xì)胞成分的放射敏感性差異很大。巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和成熟粒細(xì)胞屬于放射抗性較高的細(xì)胞，可分別耐受100、20、10Gy的體外

29、照射。 胸腺細(xì)胞對(duì)射線十分敏感，但胸腺細(xì)胞各亞群的放射敏感性卻有明顯的差別，CD4+CD8+細(xì)胞放射敏感性最高，CD4-CD8-細(xì)胞次之，CD4+細(xì)胞放射敏感性較低。 造血前體細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞屬于放射敏感性較高的細(xì)胞，但B淋巴細(xì)胞經(jīng)抗原刺激轉(zhuǎn)化成漿細(xì)胞后，則可耐受6090Gy的照射。 外周血液的成熟細(xì)胞以淋巴細(xì)胞對(duì)電離輻射最敏感，其中B淋巴細(xì)胞的敏感性又高于T淋巴細(xì)胞。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 T淋巴細(xì)胞為非均質(zhì)群體。激活的淋巴細(xì)胞放射敏感性的降低隨時(shí)間而變化，經(jīng)數(shù)日后恢復(fù)到原先狀態(tài)，可見淋巴細(xì)胞的不同亞組之間存

30、在放射敏感性差異，其功能狀態(tài)又可明顯影響放射敏感性的水平。3.細(xì)胞表面分子表達(dá)的輻射反應(yīng) T淋巴細(xì)胞的TCR-CD3與APC的主要組織相容性復(fù)合體（MHC）-抗原肽的相互作用提供免疫激活的第一信號(hào)； T淋巴細(xì)胞的功能激活依賴于抗原呈遞細(xì)胞（APC）之間的相互作用。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 免疫系統(tǒng)受電離輻射作用后，免疫觸突中APC和淋巴細(xì)胞總數(shù)（TLC）對(duì)不同劑量輻射的反應(yīng)各有其特點(diǎn)，決定免疫反應(yīng)發(fā)展方向的主要是T淋巴細(xì)胞的輻射效應(yīng)。 同時(shí)需要T淋巴細(xì)胞的CD28與APC的CD80/86的共刺激提供第二信號(hào)，才能

31、實(shí)現(xiàn)T淋巴細(xì)胞向效應(yīng)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化和克隆擴(kuò)增，實(shí)現(xiàn)輔助性T細(xì)胞（TH）和細(xì)胞毒性T細(xì)胞（CTL）的特異功能和免疫記憶。 機(jī)體對(duì)微生物的入侵或抗原性物質(zhì)的引入發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，包括體液和細(xì)胞免疫。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 致死劑量全身照射后，體液免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)均受到抑制，但體液免疫（抗體形成）反應(yīng)的放射敏感性高于細(xì)胞免疫反應(yīng)包括遲發(fā)型超敏反應(yīng)（DTH）和細(xì)胞毒活性 。抗體形成反應(yīng)分初次反應(yīng)和二次反應(yīng)，前者的放射敏感性高于后者。三、急性全身照射的免疫效應(yīng) 急性全身照射對(duì)免疫功能的影響取決于照射劑量，一般在0.5

32、Gy以上的劑量照射即可顯示免疫的抑制作用，劑量愈大，抑制程度愈深，抑制持續(xù)時(shí)間愈久，半數(shù)致死劑量以上的照射可出現(xiàn)免疫功能的全面抑制。下圖是小鼠全身照射后胸腺細(xì)胞等效應(yīng)與劑量效應(yīng)的關(guān)系。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響(一) 對(duì)固有免疫系統(tǒng)（非特異性免疫）的抑制導(dǎo)致菌血癥和毒血癥的重要因素許多成分嚴(yán)重受抑制皮膚黏膜的屏障作用下降阻擋及殺滅微生物的功能削弱致死劑量照射后的先天免疫在更大劑量照射后腸道上皮細(xì)胞大量凋亡、絨毛裸露，使腸壁通透性增高成為 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離

33、輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響增加了細(xì)菌播散的機(jī)會(huì) 急性放射損傷時(shí)炎癥灶白細(xì)胞游出減少，炎癥灶屏障功能減弱肉芽形成不良組織壞死加重炎癥反應(yīng)異常常表現(xiàn)因此其特征機(jī)體的炎癥反應(yīng)缺乏細(xì)胞反應(yīng)和壞死特征 各種吞噬細(xì)胞均易受大劑量急性照射的損傷，此時(shí)中性粒細(xì)胞的吞噬率下降，下降幅度隨劑量而增大，單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的吞噬作用、消化功能和增殖反應(yīng)在急性放射損傷時(shí)均受到抑制，其阻留和清除細(xì)菌的功能下降。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響(二)對(duì)獲得性免疫（特異性免疫）應(yīng)答的抑制 具有抗原特異性，主要由抗原刺激誘導(dǎo)的特異抗體形成和特異細(xì)胞毒活性組

34、成，大劑量急性放射損傷時(shí)淋巴細(xì)胞迅速減少，在第1d就達(dá)到極低點(diǎn)，因此照射后接受抗原刺激引起的特異性免疫反應(yīng)嚴(yán)重抑制。 劑量率效應(yīng)在低LET輻射作用時(shí)比較明顯，抗體反應(yīng)的抑制程度隨劑量率上升而加大。 高LET輻射（如中子）照射后則劑量率影響不大。 抗體形成涉及APC（抗原呈遞細(xì)胞）與T淋巴細(xì)胞，B淋巴細(xì)胞的協(xié)調(diào)作用。APC能將抗原處理并傳遞給淋巴細(xì)胞的一類細(xì)胞，這類細(xì)胞的放射敏感性較高， 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 未經(jīng)抗原刺激的淋巴細(xì)胞對(duì)輻射十分敏感，受抗原激活后其放射敏感性降低，當(dāng)其轉(zhuǎn)為漿細(xì)胞（抗體分泌細(xì)胞）后則有

35、很高的放射抗性， 大劑量急性照射后，淋巴細(xì)胞迅速減少，于24h降至最低值，2-3h內(nèi)維持于極低水平。因此，在照射后這一段時(shí)間內(nèi)感受抗原刺激的細(xì)胞很少，抗體形成反應(yīng)嚴(yán)重受抑制。 經(jīng)過(guò)這一階段后，造血及淋巴組織中存留的干細(xì)胞開始產(chǎn)生新的淋巴細(xì)胞，抗體形成反應(yīng)亦隨之逐漸恢復(fù)。若注射抗原后接受照射，由于激活的淋巴細(xì)胞逐漸增多，其放射敏感性較低，故抗體形成反應(yīng)受抑制程度亦較輕。當(dāng)劑量較小時(shí)，注射抗原后接受照射甚至可刺激抗體形成。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響（三）急性放射損傷并發(fā)感染及其特點(diǎn) 造成并發(fā)感染的因素是：電離輻射使外周

36、血細(xì)胞數(shù)極度下降；機(jī)體的非特異性免疫系統(tǒng)和特異性免疫系統(tǒng)高度抑制，機(jī)體失去對(duì)外界的抗病力；病原微生物繁殖與入侵，治病作用增強(qiáng)。 并發(fā)感染是急性放射病死亡的重要原因之一。受照射機(jī)體的并發(fā)感染主要是體內(nèi)的條件致病毒引起的內(nèi)源性感染。 醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué)醫(yī)學(xué)輻射防護(hù)學(xué) 第六章第六章 電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響電離輻射對(duì)造血和免疫系統(tǒng)的影響 急性放射損傷的并發(fā)感染有如下特點(diǎn)：很少量的微生物就能引起感染，照射劑量越大，引起感染所需的微生物的數(shù)量越少；感染的潛伏期縮短，病情表現(xiàn)重、出現(xiàn)早；炎癥病灶內(nèi)缺乏炎癥特有的細(xì)胞，增生性炎癥反應(yīng)弱；體溫調(diào)節(jié)紊亂，熱型紊亂，不發(fā)熱或反而體溫下降等；特異性的血清反應(yīng)不出現(xiàn)；皮膚變態(tài)反應(yīng)出現(xiàn)異常；潛在感染活化；對(duì)毒素的易感染性增高；耐藥菌株的出現(xiàn)和菌群失調(diào)