年剂量限值的生物学局限性与引入时间分辨率暴露指标的必要性

《Dose-Response》：Rethinking Annual Dose Limits: A Biologically Based Critique of Radiation Protection Standards

　　

摘要

年剂量限值提供了辐射防护的实际基础，但日历年并不一定是一个具有生物学意义的区间。细胞修复、适应性反应和剂量率效应可能在相同总剂量以不同模式施加时改变结果。相反，可测量损伤的快速修复并不能确立延迟效应不存在，也不能作为提高容许剂量的依据。我们提议研究具有时间分辨率的暴露指标，以补充累积剂量核算。任何监管变更都需要将暴露模式与相关健康结果联系起来的证据。

评论

线性无阈值（LNT）模型仍然是辐射防护中的核心假设，尽管在低剂量下外推风险涉及不确定性。^1-3 来自拉姆萨尔等高背景辐射地区的观察以及深层地下实验室的实验引发了关于适应性反应和背景辐射生物学效应的辩论。^4-9 这些发现本身并不能确立安全的暴露阈值或量化职业癌症风险。一个更值得关注的问题是关于暴露评估的时间区间。

年有效剂量限值便于监测、合规和长期记录保存。然而，两名年剂量相同的工人可能通过截然不同的暴露模式接受剂量。辐射品质、各器官剂量、剂量率和暴露间隔都会影响生物学反应。细胞在数小时或数天内修复许多DNA损伤，但修复可能不完整或不准确，且某些结果可能在很久之后才显现。因此，细胞学终点在短期内的恢复不能等同于终生随机风险的消除。

年剂量限值也并不假设损伤在十二个月内保持物理上未修复的状态：累积剂量是用于管理风险的一个防护量。剂量率效应在辐射防护中已有所考虑，滚动或年度总量仍有助于约束整个工作年限内累积的暴露。我们的关注点更窄：仅凭年度总量可能不足以描述不同暴露方案之间具有生物学意义的差异。它应与时间暴露模式的测量一并考察。

同样的区分也适用于优化。合理可行尽量低（ALARA）要求在剂量降低与实用和社会考量之间取得平衡；它并不要求无论成本或临床效益如何都减少每一次暴露。^10，11 在极低背景实验室条件下观察到适应性反应或细胞变化的证据不足以放弃优化原则或推断额外职业暴露有益。^8，9

未来的研究可以将带有时间戳的个人剂量监测与器官剂量估计、辐射品质、剂量率曲线以及预设生物学终点相结合。纵向职业研究则需要检验时间指标能否在累积剂量之外改善对临床相关结果的预测，同时考虑混杂因素和测量不确定性。每日或每周的限制可作为补充性保障措施进行评估，但仅依据细胞修复时间来选择数值限值则为时过早。

年度剂量核算仍然有用。一个基于生物学认识的框架将在保留其实用优势的同时，检验暴露时机是否提供了有意义的预测信息。在相关证据可获得之前，本提议支持研究和监测方法的改进，而非放宽现有限值。

利益冲突声明

作者就本研究、作者身份和/或本文发表声明了以下潜在利益冲突：Joseph J. Bevelacqua是Bevelacqua Resources的总裁，这是一家辐射安全咨询公司。其他作者声明不存在竞争利益。

ORCID标识

Seyed Mohammad Javad Mortazavi https://orcid.org/0000-0003-0139-2774

James S. Welsh https://orcid.org/0000-0002-3255-6412