《Scientific Reports》：Pan centromeric FISH enhances precision in radiation biodosimetry
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本研究针对辐射生物剂量测定中低剂量灵敏度不足的难题，系统比较了全着丝粒荧光原位杂交（pan-cent-FISH）与吉姆萨染色技术在检测60Co-γ射线诱发染色体畸变的性能。结果表明，pan-cent-FISH技术通过标准化荧光检测将剂量估算误差降低至7.13%，在0.1 Gy低剂量下仍保持9.0%的准确度，为放射医学应急响应和职业健康监护提供了更可靠的技术支撑。
在核事故应急响应、放射工作人员职业健康监测以及肿瘤放射治疗等领域，快速准确地评估人体受到的辐射剂量直接关系到医疗决策的时效性和有效性。目前国际公认的生物剂量测定"金标准"——基于吉姆萨染色的人工显微镜下分析双着丝粒染色体（dicentric chromosome, DC）和环形染色体（ring chromosome, R）的方法，在实际应用中面临严峻挑战。特别是在低于0.5 Gy的低剂量照射情况下，由于畸变发生率接近本底水平，不仅需要分析大量细胞中期分裂相来获得有效数据，还容易受到染色体形态重叠、着丝粒识别模糊等主观判断因素的影响，导致检测灵敏度下降和结果重现性不佳。这种技术瓶颈使得现有方法难以满足公共卫生突发事件中对低剂量辐射暴露进行精准评估的迫切需求。
为突破这一技术局限，研究人员在《Scientific Reports》上发表了关于全着丝粒荧光原位杂交（pan-centromeric fluorescence in situ hybridization, pan-cent-FISH）技术与传统吉姆萨染色法的系统性对比研究。该研究通过分析每种技术超过15,000个中期分裂相的庞大数据集，证实pan-cent-FISH技术可显著提升辐射生物剂量测定的精确度，尤其在低剂量范围内展现出突破性的检测性能。
本研究采用的核心技术方法包括：通过60Co-γ射线照射人体外周血淋巴细胞建立辐射剂量效应模型（0-3 Gy剂量范围），分别使用pan-cent-FISH技术和吉姆萨染色技术平行检测双着丝粒染色体和环形染色体畸变，采用盲法验证方式对8个样本进行剂量估算准确性评估，并基于线性二次模型进行剂量效应曲线拟合和统计学分析。
剂量效应关系分析
通过对比两种技术的剂量效应曲线特征，发现pan-cent-FISH技术呈现出更优的剂量响应关系。其线性系数（α）达到吉姆萨染色法的1.72倍，二次系数（β）也提高了1.13倍，表明该技术在整个检测剂量范围（特别是低剂量区）都具有更高的灵敏度。这种增强的剂量响应特性为低剂量辐射暴露的定量评估提供了更可靠的数据基础。
盲法验证精度比较
在盲法验证实验中，pan-cent-FISH技术展现出接近2倍的剂量估算精度提升。具体数据显示，其平均绝对误差仅为0.0538 Gy，显著低于吉姆萨染色法的0.1105 Gy；相对误差指标同样表现出色，平均值为7.13%，而传统方法高达15.35%。这种精度优势在临床和应急场景中具有重要应用价值，可大幅降低误判风险。
低剂量性能评估
在0.1 Gy低剂量点的专项分析中，pan-cent-FISH技术保持9.0%的误差水平，完全符合生物剂量测定的质量控制要求。相比之下，吉姆萨染色法的误差达到21.0%，已超出可接受范围。这一结果证实了新技术在低剂量辐射检测场景中的独特优势，为职业性低剂量暴露监测提供了技术保障。
检测可靠性提升机制
研究进一步揭示了pan-cent-FISH技术性能提升的内在机制。标准化荧光检测体系有效消除了染色体形态学判断的主观偏差，使着丝粒识别具有高度特异性。数据显示，该方法将假阴性结果降低了约40%，首次判读准确率得到显著改善，大大减少了重复检测的工作负担。
该研究通过大规模实验数据证实，pan-cent-FISH技术克服了传统吉姆萨染色法在低剂量辐射生物剂量测定中的局限性，建立了更精确、更可靠的剂量估算体系。其标准化检测流程不仅提升了实验结果的重复性，还通过降低对细胞形态学判读的依赖性，使技术操作更加规范化。这项技术的推广应用将有效增强公共卫生应急响应能力，为放射工作人员职业健康监护提供更灵敏的监测工具，同时在放射治疗个体化剂量评估领域展现潜在价值。随着自动化成像分析技术的发展，pan-cent-FISH技术有望成为新一代辐射生物剂量测定的标准方法。
