低剂量的辐射会致癌吗？

诊断检查中暴露于低剂量辐射的人数不断增加，促使人们对评估其致癌风险重新产生兴趣，但对低剂量辐射暴露的健康风险进行量化仍存在争议。

自人类生命诞生以来，人类一直暴露在不同水平的自然背景辐射（本底辐射）中。一些基本因素，如海拔高度和地壳中放射性核素的浓度，决定了每个地方的背景暴露水平。世界平均的本底辐射为2.4mSv，也就是说我们生活在这个地球上每年接受的辐射剂量大概是2.4mSv。

高本底辐射区（HBRA）被定义为一个区域或住宅综合体，其中土壤、室内外空气、水、食物等中的宇宙辐射和自然放射性的总和导致外部和内部暴露的长期暴露情况，导致公众每年的有效剂量超过规定水平。

年有效剂量率分为四个等级：

低，即5 mSv/年（或约为全球平均值2.4 mSv/年的两倍，由UNSCEAR报告）

中等（5–20 mSv/年)

高（20–50 mSv/年)

非常高（>50 mSv/年)

该分类系统还考虑了ICRP 60和国际基本安全标准的剂量限制。

世界各地有人居住的地区，其自然背景辐射水平非常高。这些地区的自然辐射水平比其他地方高出两个数量级。中国阳江（6.4mSv/年）等地区；巴西瓜拉帕里（葡萄牙语：Guarapari）（＜7mSv/年）；印度喀拉拉邦（印地语：केरल，拉丁字母转译：Kerala）（35 mSv/年）是自然辐射水平高的地区。拉姆萨尔（Ramsar）是伊朗北部的沿海城市，其一些居民区的本底辐射水平是世界上已知的最高水平（260 mSv/年）。

值得注意的是，人们已经在HBRA生活了很多代，没有任何记录的有害生物影响。拉姆萨尔一些房屋的室内Rn-222水平高达31000 Bq/m3，导致室内平均暴露量高达71 mSv/年。

世界各地的高背景辐射区域。 给出的数字以mSv/年为单位，（）内为最大值。

已经进行了大规模流行病学研究，以分析HBRA的健康影响频率。这些研究大多是基于生态设计。这些研究主要基于死亡率数据或发病率数据，考虑全球或特定癌症部位的癌症风险。一些研究还考虑了非癌症疾病或先天畸形的风险。

证据表明，暴露在高水平的自然背景辐射下可以在微生物中诱导适应性现象，从而使它们更好地应对甚至抗生素的致命影响。

今天我们汇总了高本底辐射区域的一些研究结果，看看低辐射剂量对健康的影响。

染色体畸变

尽管在拉姆萨尔的HBRA中进行的一些细胞遗传学研究表明，不稳定染色体畸变的频率增加了，但其他研究无法发现HBRA淋巴细胞和正常背景辐射区（NBRA）淋巴细胞染色体畸变频率有任何统计学显著差异。

中国南方HBRA的染色体畸变（双着丝粒体和着丝粒环）频率增加，该地区的背景辐射水平是对照地区的3-5倍。然而，无法检测到HBRA易位频率的任何显著增加。然而，研究人员发现，中国HBRA患者的双着丝粒体率和着丝粒环率与年龄呈正相关，而在对照区未发现类似的关系。这项研究表明，由于暴露于慢性背景辐射，双着丝粒体和着丝粒环的频率在寿命期间线性增加。与拉姆萨尔的发现非常相似，研究人员也无法检测到HBRAs居民易位频率的增加。

染色体双着丝粒体和着丝粒环畸变

据报道，在中国南方，暴露于高于正常水平的自然辐射所诱发的染色体畸变水平不如吸烟等其他诱变因素所诱发的重要。因此，中国HBRA中的代谢因子或诱变剂（除电离辐射外）似乎比电离辐射在诱发染色体畸变方面发挥更重要的作用。因此，可以认为，与高背景辐射相比，中国HBRA中稳定型染色体畸变的诱导更受化学诱变剂和代谢因素的影响。

另一项关于喀拉拉邦HBRA新生儿染色体畸变和核型异常频率的研究无法揭示与NBRA中发现的水平有任何差异。在中国，学者还报道了高于正常水平的自然辐射在诱导稳定型染色体畸变（易位和倒位）方面的作用可能不如吸烟显著。

染色体倒位和易位

还有报道称，喀拉拉邦海岸背景辐射水平的升高与新生儿端粒长度的任何显著影响无关。印度科学家还发现，暴露于高水平的自然辐射不会影响居住在喀拉拉海岸HBRA的成年人群的端粒长度。在一项喀拉拉邦关于NBRA和HBRA居民外周血单核细胞中DNA双链断裂（DSB）自发率的实验中，表明5.0 mGy/年的剂量率可能是体内慢性低剂量辐射诱导DSB的阈值剂量。

末端的亮点就是染色体上的端粒所在位置

微核分析

微核试验（Micronuclei Assay）是检测染色体或有丝分裂器损伤的一种遗传毒性试验方法。无着丝粒的染色体片段或因纺锤体受损而丢失的整个染色体，在细胞分裂后期仍留在子细胞的胞质内成为微核。人外周淋巴细胞微核试验，可用于接触环境致突变物的人群的监测和危险性评价。

受损染色体形成微核的图示

人们普遍认为，较高的环境辐射水平总是等于较高的微核率。此外，稍后在拉姆萨尔和喀拉拉进行的微核诱导实验无法揭示HBRA中MN的总体频率与正常背景辐射区域之间的任何统计学显著差异。另一项研究表明，喀拉拉邦自然辐射水平的升高对新生儿微核频率的诱导没有显著影响。

彗星实验

彗星实验（Comet assay）也被称为单细胞凝胶电泳实验（Single cell gel lectrophoresis，SCGE），是一种在单细胞水平上检测DNA损伤的技术。当各种内源性和外源性 DNA 损伤因子诱发细胞 DNA 链断裂时，其超螺旋结构受到破坏，在细胞裂解液作用下，细胞膜、核膜等膜结构受到破坏，细胞内的蛋白质、RNA 以及其他成分均扩散到电解液中，而核DNA由于分子量太大不能进入凝胶而留在原位。

彗星分析。a 彗星的结构。b彗星试验中对照斑马鱼肝细胞。c–f分别暴露于5、10、20和40 mg/L[Omim]Br 28天的雌性斑马鱼的不同DNA损伤程度。

2006年一项研究中表明，与NBRA相比，HBRA居民的单核细胞中诱导的DNA损伤和修复率明显更高。在另一项研究中，发现在拉姆萨尔的高自然背景辐射区域，所有挑战剂量下的DNA损伤自发水平和诱导的DNA损伤显著高于对照组。与此类似，印度泰米尔纳德邦（Tamil Nadu）HBRA的居民显示出遗传损伤的显著风险，这一点已被碱性彗星分析证实。在这项研究中，与对照组相比，在HBRA居民中观察到彗星尾部频率的显著上升。然而，由于一些主要混杂因素的重要作用，作者得出结论，暴露于高水平的背景辐射本身不会造成任何遗传损伤的重大风险。

研究已经证明错配修复系统在DNA损伤识别、细胞周期阻滞、凋亡和DNA修复中的关键作用。MLH1和MSH2基因属于错配修复系统的修复复合体。电离辐射对人体健康的副作用已得到证实，但对高本底辐射地区居民的研究表明，癌症或辐射相关疾病的患病率并不明显高于正常本底辐射地区。

一项来自伊朗学者的研究评估了拉姆萨尔高背景辐射区居民与正常背景辐射区相比MLH1和MSH2基因的表达。结果表明，在高背景辐射地区的居民中，MLH1显著上调。此外，MLH1和MSH2基因在两性中的表达也存在显著关联。此外，HBRA中MLH1的表达增加显著。50岁以上的人MLH1表达增加，50岁以下的人MSH2表达减少。这些发现表明，错配修复系统的触发是对高水平自然背景辐射的反应。

学者对伊朗拉姆萨尔高水平背景辐射区（HBRA）和正常水平背景辐射区域（NBRA）居民之间NF-κB和HIF-1α基因表达的波动进行了调查研究。

NF-κB（核因子激活的B细胞的κ-轻链增强）是一种蛋白质复合物，其控制转录的DNA，细胞因子产生和细胞存活。NF-κB几乎存在于所有动物细胞类型中，并参与细胞对刺激的反应，如应激，细胞因子，自由基，重金属，紫外线照射，氧化LDL和细菌或病毒抗原。NF-κB在调节对感染的免疫应答中起关键作用。NF-κB的不正确调节与癌症，炎症和自身免疫疾病，感染性休克，病毒感染和免疫发育不当有关。NF-κB也与突触可塑性和记忆过程有关。 HIF-1是具有转录活性的核蛋白,具有相当广泛的靶基因谱,其中包括与缺氧适应、炎症发展及肿瘤生长等相关的近100种靶基因。HIF-1是一种异源二聚体,主要由120kD的HIF-1α和91~94kD的HIF-1β两个亚单位组成。HIF-1α是一种氧气感应机制的核心，这种机制对于控制血管系统的生成和红细胞的生成并在血流中携带氧气都很重要。

研究发现，HLBRA区HIF-1α表达水平在统计学上较低，而NF-κB表达上调。尽管HIF-1α的低表达对剂量率的反应在女性中显著，但在男性中没有差异，这表明性别之间存在显著差异。与剂量水平相关的NF-κB表达上调在女性组中也很显著，而男性组则不显著。

值得注意的是，正如预期的那样，在HBRA中的长期驻留与HIF-1α表达不足之间存在显著关系，而NF-κB表达水平过高的驻留时间没有增加的影响。

HBRA的居民指出，尽管接受了较高的辐射水平，但总体健康状况似乎良好，但他们的分子机制，特别是HIF-1α和NF-κB表达水平发生了一些变化。目前尚不清楚这是否意味着有益的适应性反应，建议进行更多研究。

癌症发病率

尽管在一些地区，高水平的背景辐射与居民循环淋巴细胞染色体畸变的频率增加有关；这些自然辐射水平的致癌作用尚未得到证实。

一些国家已经讨论了不同水平的自然辐射与癌症发病率和死亡率之间的联系。这些研究的结果存在争议。虽然在意大利和波兰进行的研究显示了积极的关联，但在印度和爱尔兰进行的研究没有显示出任何显著的关联。在拉姆萨尔，HBRA女性居民的癌症死亡率和发病率略有增加。然而，观察到的死亡率和发病率差异在统计学上不显著。尽管如此，Mortazavi等人在拉姆萨尔八个不同氡水平的地区显示氡浓度与肺癌发病率呈负相关。

在中国，学者无法揭示与阳江HBRA高水平自然辐射相关的癌症风险增加。早前的一项研究还表明，与对照地区相比，中国HBRA居民的所有癌症以及白血病、乳腺癌和肺癌（更可能是辐射诱发的）死亡率并不高。作者得出结论，他们的研究结果与以下假设相符，即HBRA中较低的癌症死亡率是这些区域暴露于高3倍剂量率的背景辐射所诱发的激素效应。HBRA所有癌症的死亡率普遍低于对照区；然而，差异没有统计学意义。与LNT的预测相反，阳江HBRA中进行的癌症死亡率研究表明，累积自然辐射剂量与癌症死亡率无关。

印度研究人员也无法在喀拉拉邦的HBRA中检测到暴露于地面伽马辐射的过量癌症风险。此外，在这些地区，白血病发病率与暴露于高水平自然辐射之间没有发现关联。与这些报告相反，据报道，在巴西，卡尔达斯和瓜拉帕里的癌症死亡率高于预期水平（与各自的参考人群相比）。然而，阿拉克斯的癌症死亡率低于预期水平。

HBRA的居民可能是基因组成使他们至少在某种程度上抵抗低水平电离辐射有害影响的人群。最近在开发用于预测拉姆萨尔HBRA家庭中氡浓度的简单数学模型以及可以预测肿瘤标志物水平的模型方面取得的进展帮助科学家更好地评估HBRAs的癌症风险。

全球肿瘤发病率地图

虽然在HBRA中进行的一些细胞遗传学研究表明，不稳定染色体畸变的频率增加，但迄今为止进行的大多数研究未能发现统计上的显著差异。尽管有报告表明背景辐射水平与HBRA居民循环淋巴细胞染色体畸变频率增加之间存在联系，但自然辐射水平升高的致癌作用尚未得到证实。

由于HBRA的居民及其祖先多年来一直暴露在极高水平的自然背景辐射下，如果这些水平的电离辐射对他们的健康有害，导致遗传异常或癌症风险增加，那么这些居民的情况应该是显而易见的。然而，由于对HBRA居民进行的研究的局限性，应谨慎解释这些发现。

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