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辐射暴露剂量评估对医疗干预至关重要，传统细胞遗传标记检测方法存在效率与一致性问题。本研究利用荧光原位杂交（FISH）技术，在同一中期细胞中量化双着丝粒（dic）、平衡 / 不平衡易位（BT/UT）和无着丝粒片段等标记，构建独立校准曲线。结果显示，多标记法剂量估算误差仅 2–7%，显著优于传统方法，为生物剂量学提供可靠工具。
在电离辐射广泛应用的当下，如何精准评估辐射暴露剂量成为医学界的重要课题。传统物理剂量计在非均匀暴露等场景中存在局限性，而生物剂量学依赖的细胞遗传标记如双着丝粒染色体（dic）、易位等，因检测方法分离导致效率低下且结果差异大。例如，双着丝粒作为 “金标准” 稳定性差，平衡易位（BT）虽可终身存在，但传统 G 显带技术耗时费力，难以满足快速精准评估的需求。此外，低剂量暴露时统计效力不足、不同标记适用时间窗不同等问题，也制约了剂量估算的准确性。
为解决上述难题，印度巴巴原子研究中心（Bhabha Atomic Research Centre, BARC）的研究团队开展了一项创新性研究。他们开发了基于荧光原位杂交（Fluorescence In Situ Hybridization, FISH）的多标记统一检测方法，旨在从同一中期细胞中同时量化双着丝粒（dic-F）、平衡易位（BT）、不平衡易位（UT）和无着丝粒片段等多种标记，并构建对应的剂量响应曲线（Dose-Response Curves, DRCs）。研究成果发表在《Scientific Reports》，为辐射生物剂量学提供了突破性解决方案。
研究采用的关键技术包括：
- 双色及多色 FISH 技术：使用染色体涂染探针（如 1 号和 2 号染色体），通过荧光标记实现多标记同步检测，覆盖 16.5%–100% 基因组。
- 剂量响应曲线构建：对 0–4 Gy 的60Co γ 射线照射的人外周血淋巴细胞进行培养，分析不同剂量下各标记的畸变频率，拟合线性二次模型（Y=C+αD+βD2）。
- 盲样验证：通过 Giemsa 染色（检测 dic-G 和微核 MN）、免疫荧光（γH2AX 和 53BP1 焦点）等独立方法，验证 FISH 多标记法的准确性。
研究结果
1. 多标记校准曲线的构建与统计验证
通过双色 FISH 在同一中期细胞中检测到 BT、UT、dic-F 和无着丝粒片段的剂量依赖性畸变。除高剂量（4 Gy）时 dic-F 出现欠分散、无着丝粒片段出现过分散外，多数标记在 0–3 Gy 范围内符合泊松分布。稳定标记 BT 在高剂量下因筛选标准导致计数减少，但各标记均成功拟合剂量响应曲线，相关系数（R2）达 0.966–0.997。
2. 不同 FISH 技术的效能比较
对比双色（1、2 号染色体，16.5% 基因组）、三色（1、2、4 号染色体，22.71%）和全基因组 mFISH（24 色）发现，双色与三色 FISH 的平衡易位频率差异仅 + 1.72%–+4.26%，而与 mFISH 差异达–7.33%–+11.21%。尽管 mFISH 分辨率更高，但双色 / 三色 FISH 因操作简便、成本低，更适合常规生物剂量评估。
3. 盲样验证与准确性评估
对 5 份盲样（0–2 Gy）的检测显示，传统单标记法（如 dic-G、MN）误差达 7%–32%，而 FISH 多标记平均法（Avg-FISH）误差仅 2%–7%，尤其在低剂量（0.25 Gy 和 0.5 Gy）时优势显著。例如，0.25 Gy 样本的 Avg-FISH 误差为 3.2%，而单标记误差达 16%–32%。蛋白标记 γH2AX 和 53BP1 虽在低剂量表现较好，但高剂量时因焦点重叠导致误差增加，且无法用于远期暴露评估。
4. 方法学优势与应用潜力
FISH 多标记法相比 Giemsa 染色，检测分辨率从 5–10 兆碱基提升至千碱基级，且无需依赖专家经验，减少人为漏检。其整合稳定与不稳定标记的能力，使其既能用于近期暴露（如 dic-F、UT），也可用于远期累积剂量评估（如 BT），符合国际原子能机构（IAEA）和 ISO 指南推荐的多标记策略。
结论与讨论
本研究建立的 FISH 多标记统一方法，通过同步检测多种染色体畸变，显著提升了辐射剂量估算的准确性和效率，误差较传统方法降低 3.7–4.9 倍。该技术通过优化基因组覆盖范围与检测通量的平衡，为不同场景（如职业暴露、核应急、放疗监测）提供了灵活可靠的工具。尽管需进一步开展体内验证及复杂辐射场研究，但其在简化流程、减少实验变异和跨时间窗评估中的优势，已为生物剂量学树立了新标杆。未来，结合更多生物标志物或自动化分析技术，有望进一步拓展其在精准医疗和辐射防护中的应用。
