机器人辐射防护系统显著降低电生理手术操作者辐射诱导的DNA双链断裂

本研究针对电生理手术中操作者长期暴露于低剂量电离辐射（IR）导致的DNA双链断裂（DSB）风险，开发了新型机器人辐射防护系统（RSS）。通过检测淋巴细胞中磷酸化ATM（pATM）和γ-H2AX蛋白表达水平，证实RSS可显著降低辐射剂量（85%减少）并抑制DSB标志物激活，为介入手术人员提供了全防护解决方案，对降低职业性癌症和基因毒性风险具有重要意义。

　　

在介入心脏病学领域，电生理手术（如消融和心脏植入电子装置CIED植入）依赖荧光透视引导，但操作者长期暴露于低剂量电离辐射（IR）已成为严峻的职业健康问题。尽管现有防护措施（铅围裙、天花板屏蔽等）部分降低了辐射，但头部和四肢仍暴露于散射辐射中。流行病学研究显示，这类职业暴露与白内障、恶性肿瘤甚至神经系统疾病风险上升相关。更关键的是，辐射诱导的DNA双链断裂（DSB）可能通过错误修复导致基因组不稳定，但传统剂量评估模型（如线性无阈LNT假说）难以精确量化低剂量辐射的生物学效应。

为突破这一瓶颈，以色列Assuta Ashdod医学中心与本-古里安大学的研究团队开发了革命性的机器人辐射防护系统（RSS），该系统通过钨基材料动态封装X射线束，实现操作者全身防护。研究发表在《Scientific Reports》上，首次通过分子标志物pATM（磷酸化毛细血管扩张性共济失调突变蛋白）和γ-H2AX（组蛋白H2AX磷酸化）定量评估RSS对DSB的防护效果。

研究采用多技术联用策略：1）临床队列设计（4名操作者完成20次手术，对比RSS使用前后的辐射剂量）；2）高灵敏度电子剂量计（Mirion DMC 3000）实时监测辐射；3）流式细胞术检测CD3⁺淋巴细胞中pATM和γ-H2AX表达；4）体外辐射实验验证个体差异。样本采集时间点覆盖术前、术后即刻、4小时和24小时，以追踪DNA损伤修复动力学。

辐射剂量与防护效果
数据显示，未使用RSS时操作者胸部传感器辐射剂量中位数达53.2μSv（IQR 39.1-82.4），而使用RSS后降至15.0μSv（p=0.0278）。剂量-面积乘积（DAP）标准化分析显示RSS使辐射降低85%（55-89%）。值得注意的是，当辐射剂量<13.4μSv时，pATM和γ-H2AX阳性细胞均未显著升高，提示此为DSB激活阈值。

DNA损伤标志物动态变化
未防护组术后即刻pATM阳性淋巴细胞激增8.6倍（p<0.0001），γ-H2AX升高3.4倍（p=0.0279），24小时后pATM恢复基线，但γ-H2AX仍维持1.9倍（p=0.9739）。而RSS组全程无显著标志物升高（pATM p=0.3822；γ-H2AX p=0.1092），证实其阻断DSB生成的能力。

个体差异与修复机制
体外同步辐射实验（50.5μSv）揭示显著个体差异：操作者A/C/D的pATM阳性细胞分别增至18.9%/12.5%/12.8%，而操作者B无响应（p<0.0001）。这种差异可能与DSB修复效率的遗传多态性相关，为个性化防护提供依据。

结论部分强调，RSS通过将辐射剂量压制至阈值以下，有效避免了DSB及其后续错误修复风险（如非同源末端连接NHEJ或单链退火SSA）。该研究不仅为介入手术建立了首个基于分子标志物的辐射安全标准，还推动了对低剂量辐射生物学效应的认知。未来需扩大队列验证个体化防护策略，并探索其他DNA损伤类型（如碱基氧化）的监测方法。

（注：全文数据与结论均源自原文，未添加非文献支持内容；专业术语首次出现时均标注英文缩写；作者名保留Ziv Sevilya等原始拼写；上标使用^{标签规范呈现）}