第三节 正常组织的放射损伤
一、组织放射反应的分类
1.早反应组织
早反应组织（early response tissue）亦称快更新组织，α/β 比值大（10Gy 左右），是指那些分裂、增殖活跃，对射线早期反应强烈的正常组织和大多数肿瘤组织。 早反应组织主要表现为急性反应，有些组织内的干细胞在放疗开始1 ～2 天内就开始增殖，一般为照射后2 到3 周开始再生，如黏膜、小肠绒毛细胞、皮肤、骨髓和精原细胞等。
2.晚反应组织
晚反应组织（late response tissue）亦称慢更新组织，是一些已经分化的缓慢更新器官，无再增殖能力，损伤后仅以修复代偿其正常功能的细胞组织，一般都有纤维细胞和其他结缔组织的过度生长，形成广泛的纤维化。 另外，还有内皮细胞的损伤，最终造成血供减少及器官特定功能的缓慢丧失。 在晚反应正常组织中，肺脏、脊髓、膀胱、脑、肝脏、肾脏和骨骼组织受照射后的损伤往往由邻近细胞的复制（功能细胞进入分裂周期）来代偿，而不是干细胞分裂分化成终末细胞的结果。
二、放射损伤的类型
1.急性放射损伤
急性放射损伤是人体一次或短时间（数天）内分次受到大剂量电离辐射照射时引起的全身性损伤，即外照射急性放射病。 其病程在临床上可分为初期、假愈期、极期和恢复期四阶段。 外照射急性放射病按病人受照射剂量的大小、主要症状、病程特点和严重程度一般分为3 型，分别为骨髓型（1～10Gy）、肠型（10～25Gy）和脑型（50Gy 以上）。
2.亚急性放射损伤
人体在较长时间内（数周至数月）连续或间断遭受到较大剂量外照射，其累积剂量大于1.0Gy，照射量率小于急性放射病而明显大于慢性放射病，并以造血功能再生障碍为主的全身性疾病称外照射亚急性放射病，即亚急性放射损伤。 亚急性放射损伤具有较明显的临床特点：①起病缓慢；②造血功能障碍；③外周血淋巴细胞染色体畸变率明显增高；④明显的微循环变化；⑤免疫功能及生殖功能低下，凝血机制障碍。
3.慢性放射损伤
慢性放射损伤包括外照射慢性放射病、慢性放射性皮肤病和辐射性白内障等。 外照射慢性放射病是指放射性工作人员在较长时间内连续或间断受到超当量剂量限值的外照射，累积剂量超过1.5Sv 以上引起的以造血组织损伤为主并伴有其他系统改变的全身性疾病。 慢性放射性皮肤病是指长期受到超过当量剂量限值的照射，累积当量剂量一般大于1.5Sv，受照射数年后出现的慢性皮肤改变，亦可由急性放射性皮肤损伤绵延而来，包括放射性皮肤癌。 慢性放射性皮肤病应结合健康档案分析诊断。 放射性皮肤癌指明确的由电离辐射诱发的皮肤恶性肿瘤。 辐射性白内障指眼部有长期超过当量剂量限值的外照射历史，累积剂量在2Gy 以上，引起晶状体的浑浊。
三、放射性肺损伤
1.急性事故照射的肺损伤
肺部对放射较为敏感。 在辐射事故的受害者中，有50%出现肺损伤，并伴有多器官衰竭。 一般来说，急性放射性肺损伤可以分为2 个阶段，即急性期的放射性肺炎和晚期的肺纤维化。 放射相关性肺炎出现在辐射暴露后的2 个月内，而肺纤维化则可能出现在数月或数年之后。 多项研究中发现，对双肺单次剂量8Gy 的照射，可以导致约30%的患者出现放射性肺炎，增大剂量则会导致肺纤维化。 急性放射损伤时，典型病变可分4 期，即初期、假愈期、极期和恢复期。
2.局部照射肺损伤
肺放射损伤在胸部肿瘤的放疗中较为常见，包括急性放射性肺炎与慢性放射性肺纤维化，其发病与照射剂量、照射方式及照射面积等多因素有关。 急性期多为肺渗出性病变，易继发感染，并发展为肺纤维化，肺功能减退，重者导致肺心功能衰竭，后果不良。 因此，探讨局部照射所致肺病理形态变化的规律，对临床医生在胸部肿瘤放疗中采取相应措施，以达到肿瘤致死的同时减少肺组织受照剂量、降低肺组织的放射损伤，具有重要的意义。
大剂量胸部照射后，首先出现的是小血管（小动脉、毛细血管和小静脉）和结缔组织的损伤和反应，其过程包括血管内皮细胞肿胀、增生、血栓形成、充血、血管通透性增高、水肿、纤维蛋白液渗出、慢性炎细胞浸润和随之而来的成纤维细胞活跃增生。 这是由血液循环障碍开始的，表现为渗出性炎症过程的初始阶段。 其次是以血管及支气管变性为中心的全肺的损伤与修复性反应过程，其中有血管与支气管管壁增厚，血浆浸润、玻璃样变或细胞浸润，小血管管腔阻塞，支气管上皮细胞变性、纤毛消失，分泌亢进，结缔组织纤维化以及出现钙化等。 肺不张与代偿性肺气肿交叉存在，肺泡壁细胞增多，肺间质充血、水肿，极易并发感染。 重症者可累及胸膜，形成纤维素性胸膜炎，最终可发生胸膜增厚、粘连，出现放射性纤维性硬化。 若照射剂量及照射野不大，残留损伤不重，则只发生受照区肺组织的纤维化。
四、放射性皮肤损伤
皮肤放射损伤有一个潜伏期，与一般的烧伤不同。 当局部皮肤接受到一定辐射剂量后，不会立即出现临床症状，潜伏期的长短主要取决于局部皮肤接受的剂量和辐射的品质。 辐射剂量越大，潜伏期越短。 皮肤及其附属器都是放射敏感组织，其中最敏感的是皮脂腺，以下依次是毛囊＞表皮＞汗腺。 不同照射剂量的射线作用于皮肤后，也可发生程度不同的皮肤放射损伤。 一般，可分为4 度：Ⅰ度为毛囊性丘疹与脱毛，Ⅱ度为红斑反应，Ⅲ度为水泡，Ⅳ度为坏死溃疡。
五、放射性甲状腺损伤
临床上，广泛应用放射性碘（131I 和125I）进行诊断、治疗和因其他疾病对头颈部进行放射治疗者可使甲状腺受到较大剂量的辐射作用。 在核与辐射事故中，可有大量放射性碘（125I、131I、132I、133I 和135I）污染环境，通过呼吸道和消化道进入人体，蓄积于甲状腺，引起甲状腺的放射损伤。
1.甲状腺的辐射敏感性
甲状腺对电离辐射直接作用敏感性较低，但增殖的甲状腺或幼年发育中的甲状腺对其作用比较敏感。 正常甲状腺实质细胞分裂不活跃，故照射后不出现早期增殖死亡，但局部131I 照射累积达50～100Gy 时发生间期死亡，出现于照射后第2 周；以后腺体发生进行性萎缩，小血管和滤泡间质呈片状变性和纤维化，滤泡上皮变性，甲状腺功能低下；在受累较轻的区域有增生反应，出现萎缩性结节，内含胶体很少。
2.损伤的分类与特点
（1）甲状腺功能低下：
甲状腺的功能反应对放射损伤的恢复有重要的调节作用。 切除甲状腺或用药物抑制甲状腺功能，均不利于放射损伤的恢复。 例如，大鼠甲状腺摘除后，放射损伤所致造血抑制的恢复发生障碍，再生过程迟缓。 急性全身照射后，甲状腺功能变化也比较明显。中等致死剂量作用后，早期一般出现甲状腺功能增强，到极期其功能下降。 功能增强发生在照射后头1 天内，持续时间长短可能与照射剂量有关。 在致死剂量（如大鼠8Gy）照射后24 小时即出现功能抑制，亚致死剂量照射后则功能增高可持续较久。 甲状腺功能的变化与垂体调节功能的相应变化有关。 长期接触低剂量电离辐射可能对放射性工作人员的甲状腺功能产生一定的影响。
（2）甲状腺癌变：
电离辐射也可诱发甲状腺肿和甲状腺癌。131I 诱发甲状腺异常（包括结节性甲状腺肿和甲状腺癌）的剂量阈值约为0.5Sv，诱发结节性甲状腺肿的危险系数估算为0.5例/104 人/a·Sv-1，诱发甲状腺癌的危险值则为0.06 例/104 人/a·Sv-1。 根据UNSCEAR 报告（1993），接受体外辐照的群体甲状腺癌的发病率超过正常值；辐射诱发甲状腺癌的危险值，儿童比成年人约高2 倍，女性的敏感性比男性约大2～3 倍。
六、放射性肠损伤
1.急性照射的影响
急性照射初期，十二指肠变化最为明显。 照射后30 分钟，可见肠隐窝上皮细胞有丝分裂停止，DNA 合成受抑制，出现病理性分裂，如多极或不完全分裂等。 在此时期，肠黏膜分泌增多，消化淀粉的能力增高。 肠道吸收葡萄糖、果糖、甘露糖和氨基酸等物质的能力减弱，脂肪的吸收率一般也降低。 小肠微血管明显扩张，血流量增加。 小肠发生强收缩现象，蠕动增强，甚或出现痉挛等肠运动的功能紊乱症。
极期时，小肠变化较为复杂。 肉眼即可见肠黏膜明显水肿，以及单发或多发的小出血灶。出血灶小者为出血点、出血斑，大者可为大片状，或发生黏膜下血肿。 广泛的黏膜下出血，出血部位的黏膜常发生渐进性坏死，继而形成溃疡。 溃疡底部及边缘因被胆汁浸染而呈污绿色，其周围组织水肿。 一般很少出现肠穿孔，播散全身，引起感染并发症。 肠蠕动功能也明显减慢，常有气体和液体滞留在肠腔内。 此外，分次照射后，小肠也可能不出现早期反应，仅发生晚期反应。
恢复期时，细胞DNA 合成能力增强，分裂活动旺盛，肠黏膜、黏膜下结构均可恢复正常。 但应当指出，在存活的病例中，一般均不发生上述极其严重的肠黏膜溃疡、出血和坏死等病变，即或发生，其范围也较小，程度也较轻。
2.慢性照射的变化
慢性照射时小肠在短期内不出现明显变化。 晚期，绒毛常变粗短，上皮细胞变扁平、空泡化、核固缩，杯状细胞稀少，浆膜常因胶原增多而增厚，其纤维细胞可呈畸形。 此时，肠消化功能也常发生障碍，出现腹胀、消化不良、慢性腹泻及食欲不振等症状，也可并发感染，或发生肠腔狭窄，出现肠梗阻等严重的症状。
肠型放射病与放射损伤时的肠道病理改变是两个概念，前者是一种以急剧肠黏膜损伤为其特征的极重度全身性放射病。 该型放射病由于受到超过骨髓型放射病的剂量（10Gy 以上剂量）全身照射，虽然也存在造血组织的损伤，但辐射造血综合征被急剧发展的肠道症状所掩盖，或未出现造血综合征时机体便已死亡。 肠型放射病早期开始迅猛的出现肠上皮变性、坏死和脱落，以及在数日后可见微弱的上皮再生；同时，也有肠壁小血管成分的严重变性、坏死、管腔阻塞及管周围结缔组织纤维化。 因此，采取一系列措施减轻肠上皮及小血管的放射损伤，扶植与发展已有微弱的肠上皮再生能力，是救治肠型放射病最有希望的途径之一。