电磁场对人类健康及肿瘤发生发展的影响综述,肿瘤学论文

电磁场对人类健康及肿瘤发生发展的影响综述,肿瘤学论文电磁场由互相依存的电磁和磁场的总和构成的一种物理场。电场随时间变化时产生磁场，磁场随时间变化时又产生电场，两者互为因果，构成电磁场。电磁场可分为长波、中波、短波、射频、微波、极低频率电磁场。作为一种有效的物理因子治疗，电磁治疗已广泛运用于各类疾病的康复治疗中。但是传统的物理治疗学观点以为，肿瘤是电磁治疗的禁忌证，限制了电磁场治疗的临床应用。近年来，关于电磁场对人类健康及肿瘤发生发展的影响已有一些研究，但尚未达成共鸣，现将有关文献作一综述。1流行病学研究早在20世纪70年代后期，Wertheimer和Leeper就曾着手调查电磁场对人体健康所能构成的潜在危害。结果发现，儿童白血病与经常接近供电线路或变压器设备有一定关系。假如儿童经常接触1～2mG强度的电磁场，其白血病发生率就会比其他儿童高两倍；若接触到4～5mG强度的电磁场，则患病率会增大6倍。之后，很多国家的流行病学调查表示清楚，极低频磁场可增加健康危险性，尤其是儿童白血病。2002年，国际癌症研究机构通过对大量静场和极低频电磁场对健康效应资料的文献分析后得出极低频磁场是人类可疑致癌物。Coggon等对美国3个县29名急性髓细胞白血病(AML)患者与2913名其他癌症患者进行了病例对照研究，发如今这29名AML患者中有5人是电作业工人。可见，电磁场对人类健康及肿瘤发生发展有较大的影响。流行病学调查结果是电磁场健康危险的最直接证据，但令人遗憾的是迄今为止尚不能对此作出明确的结论。其原因一方面是采用的对照组样本收集困难，样本量小，并且电磁场暴露人群分类界线模糊，协同因素复杂；另一方面是电磁场产生的生物效应作用机制不明，无法确定专一的与健康危害发生相关的电磁场暴露参数。而在实验室水平的研究中，由于电磁场的参数及研究对象都具有良好的可控性，近年来，已有部分学者对电磁场作用下肿瘤的生物学效应进行了一些基础研究。2基础研究电磁场可分为长波、中波、短波、射频、微波、极低频率电磁场。在一定范围内，微波对较小极性分子作用明显，而波长较长的射频电磁场则对极性大分子有较强影响。由于电磁场的物理生物学机制尚未清楚，因而，它究竟对生物体产生何种影响当前仍不明确。但就其作用的环节而言，现有的基础研究主要是围绕改变细胞内分子三维构造、影响蛋白质的表示出、干扰RNA转录进行阐述。2.1对DNA的影响电磁场对DNA的合成、表示出以及修复均能产生影响，并可进一步影响至细胞生物学行为。陈平等采用绘制细胞生长曲线及单细胞凝胶电泳技术分别检测经不同频率电磁场作用后，胆囊癌细胞的增殖及DNA损伤情况，实验结果表示清楚电磁场能抑制胆囊癌细胞增殖，0.1～40MHz范围低功率电磁场对胆囊癌细胞增殖及DNA损伤产生明显影响，主要表现为使DNA链产生断裂损伤，进一步抑制细胞增殖，且这种作用和频率有关，但并不是线性关系。张丹英等采用DNA双链断裂的早期标志性事件H2AX的磷酸化作为检测指标，将细胞间断(5min开，10min关)暴露于比吸收率为0或3.0W/kg的1800MHz射频电磁场1h和24h后，用4％多聚甲醛固定后进行免疫荧光分析，结果显示1800MHz比吸收率为3.0W/kg的射频电磁场辐照24h对典型霍奇金淋巴瘤(CHL)细胞具有DNA损伤作用。武建毅等研究显示低功率射频对DNA无明显直接作用；40MHz和20MHz射频可使细胞内氧自由基代谢经过的降解产物丙二醛(AML)的水平明显升高，并显着抑制超氧化物歧化酶(SOD)的活性，1MHz、0.1MHz频率电磁场作用未见显着影响；40MHz射频抑制ERCC-2基因的表示出，对ERCC-1基因无明显影响。低功率射频电磁场可加强细胞内脂质过氧化反响，抑制DNA修复基因表示出，间接损伤细胞DNA分子。2.2免疫调节作用胡大为等通过小鼠实验用电磁场对60只接种H22肝癌的昆明小鼠作杀伤实验，对组织形态学、抑瘤率及免疫学指标进行检测，证实电磁场具有直接杀伤癌细胞、抑制肿瘤组织生长的作用，并且对荷瘤小鼠的免疫功能有调节作用。高昱等研究发现，10～40mT极低频磁场具有加强荷瘤小鼠肿瘤坏死因子(TNF)的活性和促进肿瘤坏死因子受体(TNFR)表示出的作用。当极低频磁场作用于瘤区时，可改变细胞膜的电特性，细胞内转录酶活性加强，TNF及TNFR基因活化，使TNF和TNFR表示出增加，通过TNF介导的细胞毒作用，激活溶酶体酶使肿瘤细胞自溶毁坏。丁翠兰等的实验也显示了磁疗能提高T细胞功能和血清IgG含量，进而促进机体的免疫功能。2.3对肿瘤细胞株的影响部分研究结果以为，电磁场对肿瘤的发生具有促进作用。DiCarlo等的研究结果表示清楚，电磁场可降低HSP70的水平，这将导致细胞保卫作用下降，课题组以为，在日常生活中频繁暴露于移动等产生的电磁场中，可能会提高癌症或其他疾病的患病率。李昌敏等观察了50Hz磁场对CHL细胞间隙连接通讯功能的影响，发现一定强度的磁场能够抑制或与其他已经知道的致癌物协同抑制细胞间隙连接通讯功能，提示其可能存在促癌和协同促癌作用。更多的研究以为，特定参数的电磁场对肿瘤细胞有抑制作用，电磁场可诱导肿瘤细胞凋亡。孙成群等将人成骨肉瘤细胞(MG63)，乳腺癌细胞(MCF7)和肝癌细胞(HepG2)接种到96孔板中，并置于磁场强度分别为10mT，20mT，40mT，60mT的磁场中进行干涉，天天刺激2次，1h/次，作用3d，结果显示，磁场组的OD值较正常组低；流式细胞技术结果显示，磁场组肿瘤细胞凋亡的阳性比例高于正常组，以为极低频率电磁场对肿瘤细胞有明显抑制作用，在一定程度上诱导肿瘤细胞的凋亡。刘曼等用MTT和ELISA等方式方法研究了低频弱电磁场对骨髓瘤6B1细胞株代谢的影响，结果表示清楚0.8mT，30Hz的弱磁场对6B1细胞的增殖有明显的抑制作用，其他频率下则效应不明显，提示骨髓瘤6B1细胞在电磁场作用下的生物学改变具有频率选择性。2.4电磁场对血管生长的影响血管的发生经过受很多因子及信号通路的调节，了解其调节机制将有助于找出抑制肿瘤血管生成的方式方法。王恩彤等将血管内皮细胞分别暴露于场强为50mV/mm、100mV/mm和200mV/mm的电场72h，结果显示电场暴露通过诱发细胞周期停滞而非细胞凋亡抑制血管内皮细胞的增殖。3小结与瞻望电磁场对人类健康影响的意义可从两个方面来认识，一方面，电磁运动是自然界的基本运动之一，电磁场能够作为一种工具对某些细胞(如骨质)合成有促进作用，同时在生物遗传、育种等方面存在很大的发展潜力；另一方面，随着人类文明的进步，人类用电及电信业的不断扩大，各种频率和各种强度的电磁场存在于人们的生活和工作环境中，电磁场对于一些疾病的发生发展怎样产生作用，作用多大，值得我们去研究。电磁场对细胞的作用机制及其生物效应已经成为当前研究的热门，这方面的研究固然获得了一定进展，但仍需进一步的深切进入。电磁场对肿瘤细胞生物学作用的可能机制之一是磁场可能与某些电子键的断裂、结合、转移有关。电磁场对肿瘤细胞的作用取决于强度、频率以及作用时间等，参数的不同可能得到相反的结果。怎样利用好这柄双刃剑，开发其优点，用于抗肿瘤治疗有待进一步研究。另外，人们亦希望找到电磁场生物效应确切的机制以及对肿瘤治疗的新途径，电磁场对生命活动的影响到底有多大，值得人类去研究。以下为参考文献：[1]WertheimerN，LeeperE.Electricalwiringconfigurationsandchildhoodcancers[J].AmJEpidemiol，1979，109(3)：273-284.[2]AhlbomIC，CardisE，GreenA，etal.Reviewoftheepi-demiologicliteratureonEMFandHealth[J].EnvironHealthPerspect，2001，109(suppl6)：91l-933.[3]BrainJD，KavetR，McCormickDL，etal.Childhoodleukemia：electricandmagneticfieldsaspossibleriskfactors[J].Envi-ronHealthPerspect，2003，111(7)：962-970.[4]CoggonD，PannettB，OsmonDC，etal.Asurveyofcancerandoccupationinyoungandmiddleagedmen.II.Non-respi-ratorycancers[J].BirtJandMed，1986，43(6)：381-386.[5]陈平，杨耀琴，陶惠红，等.不同频率电磁场对胆囊癌细胞增殖及DNA损伤作用[J].南方医科大学学报，2006，26(3)：328-330.[6]张丹英，许正平，姜槐，等.1800MHz射频电磁场对中国仓鼠肺成纤维细胞DNA损伤的影响[J].中华预防医学杂志，2006，40(3)：149-152.[7]武建毅，杨耀琴，陶惠红，等.不同频率射频电磁场对DNA分子损伤机制初探[J].同济大学学报：医学版，2005，26(4)：24-27.[8]胡大为，王群，宋志杰，等.脉冲强磁场对H22肝癌小鼠抗肿瘤及免疫调节作用[J].中华理疗杂志，1999，22(4)：227-229.[9]高昱，宫照龙.磁场对荷瘤小鼠TNF及TNFR水平的影响[J].潍坊医学院学报，2002，24(1)：31-32.[10]丁翠兰，王胜军，陈淼，等.磁场对荷瘤小鼠免疫功能的影响[J].中国医学物理学杂志，1998，15(2)：88-90.[11]DiCarloA，WhiteN，GuoF，etal.ChronicelectromagneticfieldexposuredecreasesHSP70levelsandlowerscytoprotec-tion[J].JCellBiochem，2002，84(3)：447-454.[12]李昌敏，姜槐，傅一提，等.工频磁场对细胞缝隙连接通讯功能的影响[J].中华劳动卫生职业病杂志，1996，14(4)：210.[13]LemanES，SiskenBF，ZimmerS，etal.Studiesofthein-teractionsbetweenmelatoninand2Hz，0.3mTPEMFontheproliferationandinvasionofhumanbreastcancercells[J].Bioelectromagnetics，2001，22(3)：178-184.[14]张沪生.超低频脉冲梯度磁场诱导癌细胞凋亡[J].生物磁学，2004(1)：14-15.[15]孙成群，郭风劲，许涛，等.极低频率电磁场对离体肿瘤细胞的诱导凋亡作用[J].肿瘤防治研究，2007，34(1)：47-50.[16]刘曼，王星，周爱华，等.6B1细胞的低频弱电磁场效应研究[J].南开大学学报：自然科学版，2000，23(1)：69-70.[17]王恩彤，叶涛，陈伟.电场对血管内皮细胞增殖及其细胞周期的影响[J].空军总医院学报，2003，19(1)：6-11.[18]李宁.ZH-21骨质疏松治疗仪配合