天然辐射源对人体的潜在健康危害是放射生物相关研究的重要方向之一。根据全国辐射环境质量报告，天然辐射源所致居民个人年有效剂量占总剂量的94%，其中氡(Radon，Rn)及其子体占52%，是人类受到天然辐射的最主要来源^[1]。氡是铀、镭、钍的衰变产物，是一种广泛存在于土壤、岩石、大气等环境、富含于矿山以及建筑材料和地基等之中的无色、无臭、无味的放射性惰性气体。自然界中存在3种氡的同位素²¹⁹Rn、²²⁰Rn和²²²Rn，其中²¹⁹Rn和²²⁰Rn半衰期较短(3.96 s和55.6 s)，²²²Rn的半衰期最长(3.825 d)，是人类受到天然辐射源照射的最主要来源，对其研究较多^[2]。由于氡衰变产生α粒子，与此同时产生不同的子体，可被人体吸入而沉积在肺中产生辐射作用，被吸收入血后扩散至其他组织^[2]，因此，已被国际癌症研究机构(IARC)和世界卫生组织(WHO)列为重要的人类致癌因子之一^[3]。

目前，对氡的研究多集中与肺癌相关。根据WHO的资料，在全球有3%~14%肺癌患者是由于氡的暴露^[3]。然而，氡对人体其他系统组织也会产生一定的影响，但目前缺乏氡对人体的直接生物学效应与机制的研究。本文根据近年来国内外的队列研究、病例对照研究或论述报告等文献，对氡暴露对人体的致癌或医疗作用和机制进行了总结，为氡生物学相关研究及防护研究提供参考依据。

一、氡的生物学效应研究进展

1. 呼吸系统：除了氡致肺癌的一系列研究，还有多项研究探讨了氡在非肿瘤肺部病变中的作用与机制。例如，王美玉等^[4]发现氡暴露小鼠呼吸功能异常及肺组织不同程度病变，早期肺组织炎性反应明显，T淋巴细胞亚群失衡及其活化；白细胞减少、电解质代谢紊乱、脂质代谢异常等明显毒性反应。姜自启等^[5]研究发现，随着氡染毒时间增加，动物肺组织会产生氧化损伤，丙二醛(MDA)和活性氧含量随染氡剂量增加而显著增加，超氧化物歧化酶(SOD)含量随染氡剂量增加而减少。

2. 皮肤系统：皮肤是人体最大表皮器官，由于与环境直接接触，因此皮肤是除呼吸道以外接受氡的剂量最高的器官^[6]。

(1) 氡与皮肤癌变：Wheeler等^[7]在英国西南部进行一项生态学研究，结果发现在氡平均水平比较高的地区，人们患鳞状细胞癌的风险相应升高。Bräuner等^[8]在丹麦进行的队列研究也发现平均长期住宅氡暴露每增加100 Bq/m³，皮肤基底细胞癌发病率增加一倍。Boz等^[9]通过瑞士进行的一项队列研究，发现60岁人群中每100 Bq/m³氡暴露与恶性黑色素瘤死亡率的校正风险比为1.10，两者之间存在相关性。研究显示，染氡小鼠出现皮肤组织角质层变薄和缺损、衰老以及皮肤线粒体的形态变化^[10]。上述研究共同提示，氡暴露会损伤皮肤，并且与皮肤癌的发生及进展可能存在相关性。

(2) 氡对银屑病的治疗作用：除损伤效应，近年有研究发现氡对皮肤病具有治疗作用。李波和姚向珉^[11]对314例寻常型银屑病患者进行1 656.49 ~ 6 851.85 Bq/L的高浓度氡泉浴治疗，温度为39℃~42℃，每次时间20~30 min，1次/d，20 d为1个疗程。结果显示，1个疗程好转，2个疗程显效，3个疗程临床治愈，其中有效率100%，临床治愈率100%，复发率仅为6.7%，提示高浓度的氡泉浴对银屑病具有一定的治疗作用。孟凡萍^[12]对98例寻常型银屑病患者进行紫外线照射治疗和氡泉浴结合紫外线照射治疗；氡泉浴结合紫外线照射治疗组的治疗总有效率为93.9%，明显高于紫外线照射治疗组的总有效率77.6%(P < 0.05)，提示氡泉浴结合紫外线可提高对银屑病的治疗效果。尽管如此，氡暴露对皮肤疾病的治疗作用机制还有待进一步研究证实。

3. 循环系统：高血压是循环系统常见病。氡产生的电离辐射导致全身炎症和氧化应激可能会使血压升高、加重高血压^[13]，但是目前尚无确切证据表明氡暴露与高血压发生或严重程度的相关性。此外，研究发现氡温泉结合药物治疗可以降低并稳定患者血压^[13-14]。

(1) 氡引发高血压作用：研究发现，氡可能会影响妊娠期高血压发病。Papatheodorou等^[13]通过对马萨诸塞州出生记录进行队列研究，发现20岁以下女性中，住宅氡气水平升高与妊娠期高血压疾病发病率增加相关。

(2) 氡温泉对高血压的治疗效应：目前有研究表明，氡温泉对高血压患者具有降压疗效，患者血压一般在浴后数分钟开始下降。罗慧钰^[14]通过选取医院122例高血压患者为研究对象，随机分成实验组和对照组，分别接受氡泉水疗结合药物治疗和常规护理后，发现两组患者的收缩压、舒张压都呈现不同程度的下降趋势，并且实验组比对照组显著降低。杨丽英^[15]通过随机临床试验，以血压降至正常范围为有效，经过3个月治疗后，发现与接受药物治疗的对照组约71.1%的有效率相比，接受氡水浴的试验组有效率显著增加，约91.1%(P＜0.05)。Kataoka等^[16]通过对日本三朝镇5 250名20岁以上成年人进行横断面研究，调查分析氡温泉沐浴与健康状况之间的关联，观察到每周大于1次的氡温泉沐浴与高血压症状缓解存在相关性。上述研究提示，氡泉水浴可用于辅助高血压治疗，使血压平稳降低。

4. 骨髓造血系统：白血病由于其死亡率高，治愈率低，受到研究者的广泛关注；氡产生的辐射会影响造血系统，有诱发白血病的危险^[17]。

Ngoc等^[18]通过纳入55个病例对照研究，结果显示，在欧洲和氡暴露水平高(≥100 Bq/m³)地区，室内环境中吸入氡与儿童白血病的增加密切相关。Nikkilä等^[19]通过进行一项病例对照研究，估算儿童白血病的OR值，观察到儿童白血病与室内平均氡浓度有关，风险稍有增加，统计学不显著。唐谋生和张立柱^[17]研究发现，职业性氡暴露者患急性白血病的风险比其他职业和居住场所的人高2~3倍，且发病与氡浓度呈正相关。而Ha等^[20]研究韩国儿童和青少年白血病发病率与室内氡水平的关系，并未观察到两者之间有显著相关性，因此认为白血病风险与室内氡暴露的相关性较弱。目前国内外对氡与白血病之间是否具有相关性仍存在争议，未来仍需要进行更多研究来证实。

5. 中枢神经系统：有研究认为氡暴露对脑和中枢神经系统也会产生影响，已有来自不同国家的队列研究显示两者之间具有潜在的相关性^{[8, 21-23]}。

Vacquier等^[21]研究了法国55后铀矿队列中与暴露于氡相关的死亡风险，首次强调了脑癌和中枢神经系统癌症死亡率的增加。Kim等^[22]通过对韩国40岁以上的人群进行调查研究，发现患有中风的参与者室内氡水平显著较高，并且随着室内氡水平的升高，中风的患病率也增加。Bräuner等^[8]通过对丹麦居民进行队列研究，发现在一般人群中长期住宅氡暴露平均每增加100 Bq/m³，原发性脑肿瘤发生风险增加一倍，提示两者之间存在相关性。Ruano-Ravina等^[23]通过对西班牙加利西亚城市进行生态学研究，计算了每个城市死于脑癌的相对风险，并与城市氡浓度相关联，结果发现氡暴露水平与男性和女性脑癌死亡率之间存在显著的相关性，且与女性脑癌死亡率的相关性更高。上述研究提示，氡暴露与中枢神经系统之间可能具有相关性。

氡与中枢神经系统之间具有潜在相关性，但相关研究较少，治疗作用尚未见相关报道，未来可加强对两者的研究。

6. 消化系统：饮水同样能够摄入不同剂量的氡，可能会对消化系统产生影响。美国许多地区饮用水中氡超过11 Bq/L，每年有168人因为水体中的氡而死亡，其中饮用了含氡水所导致胃癌死亡者占11%^[24]。

Darby等^[25]对11个矿工队列的数据进行分析，研究包括64 209名在煤矿工作时间平均为6.4年的男性，发现胃癌死亡率显著增加；但该研究同时又认为胃癌死亡率的增加也可能不是氡引起的，理由是它们与累积暴露无关。Kelly-Reif等^[26]研究捷克共和国一批铀矿工，观察到所有恶性原因所致的死亡增加了52%；其中，除肺癌外，胃癌的死亡率也处于较高水平。Messier和Serre^[27]研究的流行病学证据表明，北卡罗来纳州地下水氡增加了胃癌发生概率，两者之间存在正相关关系。然而Auvinen等^[28]在芬兰进行的一项流行病学研究分析饮用水中存在氡而导致胃癌的发生风险，发现即使氡超过300 Bq/L的浓度，氡暴露与胃癌发生之间也没有显示出相关性，因此认为通过饮水摄入氡或其他天然放射性核素不会增加患胃癌的发生风险。综合研究结果，氡暴露与胃癌之间的关联仍存在争议，仍需要更多相关研究验证两者关联性。

7. 泌尿系统：肾癌是较常见的癌症之一，病因复杂。肾脏是人体内接受高剂量氡及其子体仅次于肺的器官，氡及其衰变产物释放α粒子直接与肾细胞作用，因此氡致肾癌在生物学上具有一定可能性^[29]。

(1) 氡致肾癌的作用：关于氡暴露与肾癌之间的研究较少。Chen等^[30]对欧洲8项研究进行系统评价和荟萃分析，亚组分析显示氡暴露与肾癌之间存在轻微关联，2项基于人群的研究没有显示普通人群患肾癌风险增加与氡暴露的相关性。Alarcón-Capel等^[31]纳入16项队列研究和1项数据汇总研究，其中一部分研究指出氡暴露与泌尿生殖系统癌症，尤其是肾癌之间存在关联，但其余研究没有发现这种关联。因此，根据现有研究较难得出两者之间相关性。

(2) 氡减轻肾脏相关疾病：Kataoka等^[32]给染氡6 h小鼠腹腔注射四氯化碳，发现氡暴露显著降低谷草转氨酶、肌酐活性及肌酐水平，提示氡暴露可减轻四氯化碳引起的肝肾损伤。此外，Etani等^[33]研究发现吸入氡和饮用氡温泉水可抑制氧化钾诱导的小鼠高尿酸血症，提示氡暴露可能会通过抑制高尿酸来减轻肾脏负担。

目前氡与肾脏相关研究较少，两者之间关系仍然存在争议，纳入研究异质性较大，因此目前较难得出氡暴露与肾脏之间相关性。

8. 生殖系统：有研究者认为氡暴露会对生殖系统产生影响，但大部分研究难以证实氡对生殖系统疾病的致癌作用。氡对生殖系统疾病医疗作用的相关研究较少，因此两者之间相关性仍有待加强研究。

(1) 氡致乳腺癌作用：VoPham等^[34]通过对浸润性乳腺癌病例进行研究分析，没有观察到氡暴露与ER +/PR +乳腺癌风险增加的相关性，但观察到与ER-/PR-乳腺癌风险的潜在相关性。Kristbjornsdottir和Rafnsson^[35]研究发现，密苏里州一所氡水平增高的学校中女性乳腺癌发病率增加。然而，Peng等^[36]研究943名乳腺癌妇女，估算每个患者累积氡浓度，并未发现乳腺肿瘤与累积氡浓度的相关性。Alarcón-Capel等^[31]纳入16项队列研究分析氡暴露与生殖系统癌症的关联，仍难以得出两者之间相关性。根据上述研究结果，难以得出氡暴露与乳腺癌患病的相关性。

(2) 氡对生殖系统疾病的治疗效应：此外，氡治疗可缓解乳腺癌和前列腺增生。Kojima等^[37]为一位晚期乳腺癌患者提供以氡治疗为主的治疗方法，术后3个月观察到情况有所好转，6个月后恢复明显。另一位乳腺癌晚期患者在氡室治疗1年后亦有所缓解。莫东平等^[38]将100例良性前列腺增生患者分为氡温泉水疗组和热水浴治疗组，观察治疗前后膀胱残余尿量、前列腺体积等指标，发现氡温泉组改善显著高于热水浴组，认为氡温泉水疗对前列腺增生具有一定疗效。上述研究提示氡可能对生殖系统疾病具有疗效。

9. 其他：此外，氡对植物也会存在影响，但目前相关研究极少。张瑞文等^[3]对空气凤梨中一种常见种类贝可利空气凤梨进行实验研究，发现在氡暴露下，其可溶性蛋白含量和相对电导率没有发生显著变化，叶绿素含量、SOD活性、MDA含量与对照组有较明显差异。随着染氡浓度升高，叶绿素含量逐渐降低，说明叶绿素分子受损或合成代谢受阻，但没有明显剂量效应；SOD活性上升，MDA含量持续增加，说明贝可利空气凤梨对氡敏感。但目前氡与植物相关研究数量不足以得出确切结论，因此希望未来能加强相关研究，发现更确切的关系。

二、氡所致生物效应相关机制研究进展

在肺损伤方面，有研究报道氡通过诱导肺上皮细胞-间充质转化，引起细胞发生迁移、增殖水平变化^[39]；还有研究报道氡及其子体可能诱导产生过量的ROS进而影响线粒体功能，导致线粒体DNA拷贝数降低，引起线粒体结构与功能的改变，导致肺上皮细胞凋亡，最终引起肺组织损伤^[40]。

在皮肤癌变方面，氡及其衰变产物可附着于空气中的水分子和大气颗粒，通过静电吸引附于皮肤上，使皮肤表层受到氡衰变产物α粒子的辐射作用^[41]。有研究发现，即使停止氡暴露，附着在皮肤表面的氡子体也可对皮肤产生长时间照射作用，导致皮肤癌变发生^[10]。但由于α粒子射程短，难以到达皮肤真皮层，因此溃疡、皮肤萎缩等效应较难产生^[10]。而氡暴露诱导皮肤损伤可能是通过增加皮肤组织中脂肪酸合成酶表达，从而抑制皮肤细胞增殖，增加细胞死亡^[41]。

氡及其子体可被人体吸入沉积在肺部，产生辐射作用，并通过血液循环扩散至其他组织产生影响。目前有研究认为，巨噬细胞可能会吞噬肺部的氡及其子体，并通过血液转运到达中枢神经系统^[42]。由于电离辐射是神经系统肿瘤的危险因素，因此氡产生的电离辐射可能会导致神经炎症、氧化应激、代谢失调，以及血脑屏障改变、中枢神经系统功能相关的细胞死亡，从而对中枢神经系统产生致癌作用^[42]。

氡及其子体多分布于神经系统、脂肪组织、血液等之中，且对脂肪具有很高的亲和力，溶解于脂肪的能力比其他组织高16倍^[43]。因此，女性乳腺组织、骨髓造血细胞等相对于其他组织会积累更高剂量氡，氡及其衰变产物会以α粒子、β粒子或γ射线形式向乳腺组织及骨髓造血细胞传递辐射剂量，形成较强的放射性损伤，并继续衰变释放引起DNA损伤的颗粒，产生氧化应激^[34]，诱发乳腺癌和白血病。也有研究报道，支气管黏膜有丰富的循环淋巴细胞，提示氡衰变颗粒可能通过支气管黏膜进入血液循环，从而影响白血病发生^[44]。

而在消化系统方面，当饮用水含氡浓度非常高时，胃是摄入氡剂量最高的器官，接受的有效剂量大于总有效剂量的90%^[28]。辐射暴露主要由氡本身引起，胃作为存储器官，接受氡暴露时间更长^[28]，所以饮水摄入的氡可能会对胃产生辐射作用而产生损伤，但具体机制仍有待深入阐释。

此外，氡对人体损伤或疾病治疗作用的机制也有研究报道。氡对银屑病有治疗作用可能是氡刺激皮肤加强放射性薄膜形成，放出具有生物作用的α射线，当进入血液后到达全身，可以对机体进行更长时间作用，在浴后仍能维持3~4 h^[11]。同时也有研究发现，氡经皮肤进入机体后，辐射作用引起在细胞生长代谢、分裂和遗传方面有重大意义的酶、核肽、核酸等物质改变^[45]，调节机体功能、促进内分泌、加快机体代谢和血液循环^[12]，从而调节银屑病表皮组织生长。针对肾损伤，氡暴露通过增加肾脏中总谷胱甘肽含量和谷胱甘肽过氧化物酶活性，进而激活肾脏抗氧化功能，有助于防止或减少与活性氧类相关的氧化损伤、抑制细胞膜中脂质过氧化、降低肾脏脂质过氧化水平，从而缓解氧化诱导的小鼠肾损伤^[32]。研究可知，氡温泉降低高血压患者血压的治疗效果可能是通过矿泉的浮力作用、温热作用，以及氡及其子体放射出α、β、γ射线的电离作用来改善血液循环^[46]。由于氡水比重高，浮力和压力比较大，可以刺激血管，增强其弹性^[15]。同时氡产生的射线可以平衡神经间作用，减缓心率，使血压下降^[15]。氡温泉还可以改善前列腺血液循环，抑制交感神经受体兴奋，缓解前列腺肌肉收缩，解除由此引起的尿道梗阻，从而缓解前列腺增生^[39]。

目前，氡的生物学效应和机制研究以肺癌为主，其他疾病的机制研究仍有待深入。

三、结论与展望

综上所述，氡作为天然辐射源，在高浓度暴露情况下会对健康存在各方面危害，导致许多癌症(尤其是肺癌)发生。而氡暴露是否会引发或加重白血病、胃癌、肾癌等疾病，仍然存在争议，需要加大样本量或实验室数据，或增加多中心队列研究继续进行相关研究，深入探讨两者之间的关系。同时，还有研究表明，氡暴露对银屑病、高血压、乳腺癌等疾病具有一定治疗作用^{[11-14, 36]}。然而，目前氡暴露相关研究以流行病学调查及生物学效应为主，机制研究还不够广泛和深入，因此氡对人体的致癌作用和治疗作用仍有待进一步研究进行深入阐释，尤其是需要结合病理学、生物学、遗传学等方面来研究氡对人体损伤的相关机制。

利益冲突  无

作者贡献声明  宋佳雯负责起草文章；焦旸、聂继华、曹建平负责指导论文修改