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[病情交流] 为什么辐射会引起癌症?

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发表于 2018-3-8 17:58:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
  辐射是一种能量,一般可分为两种:“游离辐射”及“非游离辐射”。“游离辐射”是指能量较高的辐射,足以使原子中的轨道电子产生游离,其重要的特徵在于可局部释放大量的能量,而产生重要的生物效应,例如X光线、阿尔发、贝他、加马射线等;“非游离辐射”则是指能量较低的微波、可见光、紫外线等,一般并不足以发生重要的生物效应,故以下本文所指的辐射是专指“游离辐射”。

  当人体未防护,在短时间内全身接受到高剂量辐射时,会出现急性症状,如恶心、呕吐、腹泻、疲倦、发烧、感染、出血、掉发、血压下降、意识模糊、死亡……等,若能复原者后续还可能面临白内障、癌症、畸胎等问题;若是长期累积低剂量辐射,虽不会有急性反应,但有罹患癌症及产生遗传效应的风险。

  为什么辐射会引起癌症?因为辐射是一种能量,当它进入人体细胞,会产生各式各样的效应,其中的一些变化会导致癌症。游离辐射的能量足以改变、破坏体内一些分子的结构,最关键的是DNA。DNA被破坏后,细胞会启动修复的功能,绝大多数的伤害都可被完整、正确的修复,只有少数在修复过程中发生错误,而这些错误又刚好发生在DNA具有重要功能的位置时,才会造成基因突变或染色体的异常,导致对人体健康的影响,例如产生癌症或遗传效应。另外,除了DNA,最近的研究也认为辐射造成细胞层级的伤害会引起基因的不稳定,和对端粒(telomere)的影响,也有可能是辐射致癌的机转。所以,辐射引发癌症的机制应是多重而复杂的,最主要原因在于DNA上的变化。

  辐射引起癌症是一种机率效应(stochastic effects),也就是说辐射剂量越大,发生癌症的机会越高,但一旦产生癌症,其严重程度并不会随辐射量增加而加重,辐射诱发癌症也无低限值(threshold),意即并没有固定接触到多少量的辐射就一定会产生癌症,也不是低于某一个量就一定不会产生癌症。

  谈到癌症与辐射的关系可从历史的角度来看,在19世纪末,仑琴发现X光线,居礼夫人分离出放射性元素“镭”,当时,科学家对这看不到也摸不着却有着神奇力量的“辐射”充满高度兴趣,试图从实验中更了解它,而他们对这些元素所产生的辐射会造成的生物效应、对人体的影响并不清楚,更不知道辐射会致癌,许多科学家就将这些含有放射性元素的物质拿在手上把玩、放在口袋里,浑然不知已暴露在辐射危险中,就像居礼夫人与她的女儿终日在实验室里与这些放射性元素相处,未做任何防护措施,最终两人皆死于白血病。

  然而最大规模的相关研究是来自于日本于二次世界大战在广岛和长崎被投掷两颗原子弹的后续发现,当时受辐射污染接受了长期的追踪者约有12万人,他们大部分接受到低剂量辐射(小于100毫西弗,约每年自然背景辐射值的40倍,3300张胸部X光片),经过45年追踪,有6千人死于癌症,估计其中约有4百人是受辐射影响而致癌的,这也证实了辐射确实会增加日后发生癌症的机会,且研究显示接受到辐射的剂量越大,产生癌症的机会越高。在国际组织所发表的游离辐射生物效应第七版(BEIR VII)报告书中,以线性无阈值模式(Linear no-threshold model; LNT model)来预测接受到辐射暴露后癌症发生的机会,得到的结论是辐射诱发的癌症随着剂量增加,发生的机会也增加,即使极低的辐射也会诱发癌症,只是发生癌症机会也是极低。在此模式下预测出的机率,以暴露到100毫西弗(不包含自然背景辐射)为例,每100个人终其一生会有1个人发生辐射导致的癌症,另外会有42个人也发生癌症,但是是其他和辐射无关的原因造成的,如饮食、生活习惯、基因、遗传……等。而事实上,一般人几乎不可能接触到全身100毫西弗的游离辐射(相当于3300张胸部X光片),就算是从事辐射相关工作的人员,在正常情形下也不会接触到如此高的剂量。另外,辐射引起癌症不仅和接受到的辐射剂量、种类有关,也受性别、年纪影响,一般而言,女性、年纪轻较易因辐射产生癌症。

  有些癌症和辐射的相关性被研究得较彻底,例如白血病,研究发现血液细胞对辐射线较敏感,若小孩接受辐射暴露,较可能并发急性淋巴性白血病,成人则较可能发生急性或慢性骨髓性白血病。若受到100毫西弗辐射,终其一生每1000人约有1人会因此得到白血病。从接受辐射暴露到白血病产生的时间(潜伏期)较其他癌症来得短,约5-7年,一般癌症为10-60年。甲状腺则是另一个对辐射线敏感的器官,在小孩身上尤其明显。过去曾以放射线治疗甲状腺肿大的儿童,后续发现这些人较易发生甲状腺癌,不过辐射引起之甲状腺癌通常型态学上分化程度较高,对于治疗效果也较佳,这类病人死亡率只有5%。对于乳癌的研究主要是来自日本原子弹爆炸后的存活者,以及加拿大早期以人为气胸方式来治疗肺结核病患所引发的乳癌,当初为了控制人为气胸的程度,必须反复接受即时胸部X光检查,过程中平均每一位患者接受超过100次的照射,后来这些病患得到乳癌的机率比一般人多了80%。1920年代所谓的“镭女孩”,是因为工作所需及对辐射的无知,而接受到辐射暴露,最终产生骨癌,那时许多年轻女孩受雇于钟表工厂,她们负责将含萤光的染料涂在手表与时钟上,为了能精准、正确地上色,便用舌头舔画笔,让笔头更尖细,以便沾取染料替钟表上色,当时不知这些染料富含放射活性的镭,也不知会诱发癌症,这些被食入的镭在体内的代谢过程类似钙,最后累积在骨头里,诱发骨癌的产生。对于矿工的研究也证实辐射会增加得肺癌的机会,这些经常在地底下工作的人,比一般人更容易接触到氡气,那是一种具辐射活性的气体,当氡气被吸入肺后,随着时间进行衰变,过程中伴随着辐射的产生,于是肺就直接暴露于辐射线中,这些人得肺癌的机会也较高。氡气其实也微量存在大气中,所以每个人都会接触的少量的氡气,是人类背景辐射的主要来源,从美国的研究显示,美国人的肺癌约有10%是因为氡气引起的。

  辐射在我们的生活中无所不在,它与癌症的关系密切,一则在于它会诱发癌症,且随着接触的辐射剂量增加,癌症的发生率也会增加,一则它也可用来消灭癌细胞,目前每年全球有数百万癌症病患接受放射治疗,约占所有癌症病患的50-60%。辐射之于癌症,犹如一刀两刃,有利有弊,很明显的在适当的运用、妥善的管理下,辐射可以是利远大于弊,实际上因辐射诱发的癌症机率,远低于车祸或吸菸、吃槟榔等造成的死亡。事实上,在今日辐射治愈的癌症远远多于其产生的癌症。

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