氡是唯一天然存在的放射性气体，地壳中放射性元素²³⁸U衰变产生氡气^[1]，易溶于温泉而形成氡温泉。氡及其子体的健康危害主要由²²²Rn造成，是人类所受最大天然辐射源^[2]，已经成为引起肺癌的第二大风险因素，被国际癌症研究机构(IARC)列为肺癌的一类致癌物^[3]。人体吸入氡后，部分衰变产物或氡子体附着在肺部的气道和肺泡表面，不断衰变释放出α粒子，从而对局部肺组织造成内照射，产生持续的放射性损伤，引起DNA损伤及氧化应激反应，最终诱发癌症^[4]。环状RNAs(circular RNAs，circRNAs)是一类特殊的非编码RNA，具有作为辐射响应特殊分子标志物的潜力^[5]，其不具有5’末端帽子和3’末端poly(A)尾巴，对核酸外切酶具有更高的耐受性^[6]，在基因调控及介导氧化应激的产生等多种生物学过程中发挥调控作用^[7-9]，包括细胞凋亡、炎症、自噬和癌症等。目前，氡暴露对人体circRNAs表达水平的影响尚不明确，本研究对氡温泉周围居民及对照组外周血候选circRNAs表达进行分析，旨在探索氡暴露与外周血circRNAs表达之间的关系。

1. 研究地点：本研究中，氡温泉所在地海拔为3 270 m，浴场中的氡浓度可达(14 694±11 321)Bq/m³，当地居民主要在泡澡洗浴时吸入氡气，高氡暴露可能会对当地居民健康产生影响^[10]。对照地区氡浓度水平与四川省本底值基本一致。

2. 研究对象：选择经常在该氡温泉洗浴的现住居民51人作为氡温泉组，其中男性21人，女性30人；选择生活习惯相似、文化水平相当，但未接触氡温泉的另外某地居民51人作为对照组，其中男性18人，女性33人。纳入标准为本地长期居住，无恶性肿瘤、严重慢性病和急性感染性疾病史，无严重烟草依赖和过度饮酒史。排除标准为半年内存在X射线暴露。本研究通过了本单位伦理委员会审查(LLSC-NIRP 2024-007)，研究对象均签署知情同意书。

3. 主要仪器与试剂：Blood Total RNA Kit试剂盒(杭州Simgen生物试剂开发有限公司)，High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit试剂盒(美国Thermo公司)，RNA酶抑制剂(美国PROMEGA公司)，iTaq Universal SYBR Green Supermix试剂盒(美国BIO-RAD公司)，梯度PCR扩增仪BIOER XP-cycle(美国ABI公司)，数字芯片PCR仪QuantStudio 12K Flex(美国ABI公司)，紫外可见光分光光度计NanoDrop 2000(美国Thermo公司)。

4. 问卷调查：自行设计调查问卷，主要包括：性别、年龄、温泉洗浴情况(洗澡方式、平均频次、每次洗浴时间)、生活习惯(是否吸烟、饮酒情况)、受教育程度、既往患病与服药情况、氡的认知情况等。正式调查前对调查员进行统一培训，采用面对面的方式收集研究对象的信息。

5. 氡温泉所致有效剂量估算：浴场氡气导致居民年有效剂量估算公式^[11]为

式中，E_a为年均有效剂量，mSv；c_{Rn, a}为氡的平均浓度，Bq/m³；DCF_Rn为氡的剂量转换因子，使用联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR) 2000年报告给出的数值为0.17×10^-6 mSv/(Bq·h· m^-3)；F为平衡因子，采用UNSCEAR 2000年报告室内F典型值0.4；DCF_RnD为氡子体的剂量转换因子，使用UNSCEAR 2000年报告给出的数值为9×10^-6 mSv/(Bq·h·m^-3)；t为年停留时间，h。根据问卷中泡澡数据进行计算。累积有效剂量估算公式为：

式中，E_c为累积有效剂量，mSv；E_a为年均有效剂量，mSv；n为泡澡的年数，以居住年数为基础，去除外出求学、务工年数，对于原住民设定12岁为初始泡澡年龄，对于迁入居民以迁入时间为初始泡澡年龄。

6.circRNAs的筛选：为识别与氡温泉暴露可能有关的circRNAs，在Pubmed和Web of Science数据库中进行检索。检索时间为2000年至2024年，检索策略为主题词加自由词，以确保检索结果的全面性和准确性。在选定的文献中提取与辐射暴露相关的基因信息，特别关注在人体中检测到的circRNAs水平变化。综合文献信息，初步确定了18个候选circRNAs，具体信息列于表 1。这些circRNAs在相关研究中有显著变化，将探索其在氡暴露后的表达变化。

表 1(Table 1)

表 1 候选circRNAs信息 Table 1 Candidate circRNAs informations circRNA ID 功能与表达 文献 hsa_circ_0000284 参与氧化应激，与癌症发生相关 [9] hsa_circ_0095716 与miRNA结合调节氧化损伤，与细胞凋亡相关 [9] hsa_circ_0040573 在多种细胞中参与低剂量辐射响应 [12] hsa_circ_0000540 在放射工作人员中表达有显著差异 [13] hsa_circ_0111384 [13] hsa_circ_0106383 [13] hsa_circ_0103589 参与DNA损伤响应和免疫信号通路 [14] hsa_circ_0000734 辐照后在HEK 293T中表达有显著差异 [15] hsa_circ_0026497 [15] has_circ_0001050 [15] hsa_circ_0008319 [15] hsa_circ_0007548 [15] hsa_circ_0006404 抑制细胞周期进展 [16] hsa_circ_0000799 与细胞凋亡、促炎细胞因子的释放和氧化应激相关 [17] hsa_circ_0094880 与DNA双链断裂有关 [18] hsa_circ_0003641 激活ATM激酶 [18] hsa_circ_0000356 与γ-H2AX磷酸化相关 [18] hsa_circ_0093884 与炎症反应相关 [19]

表 1 候选circRNAs信息 Table 1 Candidate circRNAs informations

7. 外周血中circRNAs相对表达：收集肘部外周静脉血，使用Blood Total RNA Kit试剂盒提取外周血总RNA，采用分光光度计NanoDrop 2000定量检测总RNA质量，吸光度(A)值在1.8~2.1之间为合格。采用High Capacity cDNA Reverse Transcription Kit试剂盒进行反转录，iTaq Universal SYBR Green Supermix试剂盒进行实时荧光定量RCR，每个样品重复测量3次，表达水平以GAPDH作为内源性内参，利用2^-△Ct计算18个候选circRNAs的相对表达量。

8. 统计学处理：使用SPSS 25.0软件进行数据分析。正态数据描述使用x±s表示，非正态数据描述使用中位数M和四分位数(Q₁，Q₃)表示。年龄和体质量指数(BMI)等定量资料进行独立样本t检验，性别构成、是否吸烟、是否饮酒和受教育程度等定性资料进行卡方检验；两组候选circRNAs的相对表达水平采用Mann-Whitney U检验进行两组间比较，多组间比较采用Kruskal-Wallis检验，使用多重线性回归模型调整年龄和性别等混杂因素后，分析两组间候选circRNAs表达的差异。P < 0.05为差异具有统计学意义。

1. 基线资料：两组人群均为藏族，其中氡温泉组年龄为(41.5±9.3)岁，对照组年龄为(45.5±9.2)岁，对照组年龄略高于氡温泉组(t=-2.15，P < 0.05)。氡温泉组BMI为(22.60±3.28)kg/m²，对照组BMI为(22.69±3.76)kg/m²，两组间差异无统计学意义(P>0.05)。两组人群间的性别、受教育程度、吸烟和饮酒构成比的差异均无统计学意义(P＞0.05)。可能因受教育程度的限制，两组人群均未听说过氡。

2. 氡温泉周围居民氡暴露累积剂量估算：氡温泉周围居民(氡温泉组)在温泉中泡澡所致人均年有效剂量E_a为(4.28±3.34)mSv，范围为0.22~17.95 mSv。根据泡澡年数和氡暴露所致研究对象年均有效剂量，计算个人氡暴露累积剂量E_c范围为3.32~458.68 mSv，人均氡暴露E_c为(111.47±99.03)mSv。

3. circRNAs表达分析：对两组研究对象外周血18个候选circRNAs表达情况进行分析，结果显示，hsa_circ_0040573相对表达的M(Q₁，Q₃)在氡温泉组为9.84×10^-4(6.23×10^-4，1.46×10^-3)，对照组为1.55×10^-3(9.99×10^-4, 1.99×10^-3)，差异具有统计学意义(Z=-2.88，P＜0.05)，氡温泉组hsa_circ_0040573相对表达水平是对照组的63.5%，表明hsa_circ_0040573在氡温泉组中表达可能受到抑制；hsa_circ_0001050和hsa_circ_0000284表达在氡温泉组中有增高的趋势，hsa_circ_0094880表达在氡温泉组中略低于对照组，但差异均无统计学意义(P>0.05)。其他circRNAs在两组间均无明显差异。

4. 外周血hsa_circ_0040573表达与氡暴露的相关性

(1) 氡暴露对hsa_circ_0040573表达量的影响：引入年龄、性别、BMI、饮酒、吸烟和是否氡暴露等变量，使用多重线性回归进行分析，结果列于表 2。结果表明氡暴露对hsa_circ_0040573表达量的影响具有统计学意义，其他因素对因变量hsa_circ_0040573表达量的影响均不具有统计学意义，即氡暴露是该circRNA表达量的影响因素(t=-2.52，P < 0.05)，与hsa_circ_0040573表达量呈负相关关系。

表 2(Table 2)

表 2 居民外周血中hsa_circ_0040573表达量相关因素的多重线性回归 Table 2 Multiple linear regression of factors associated with hsa_circ_0040573 expression in peripheral blood of residents 指标 β值 SE t值 P值 回归方程常量 - 0.001 -0.08 0.936 性别 0.224 < 0.001 1.76 0.082 年龄 -0.118 < 0.001 -1.16 0.251 体质量指数 0.234 < 0.001 1.90 0.060 吸烟 -0.047 < 0.001 -0.37 0.711 饮酒 0.016 0.001 0.12 0.904 氡暴露 -0.256 < 0.001 -2.52 0.014 注：“-”为无数据

表 2 居民外周血中hsa_circ_0040573表达量相关因素的多重线性回归 Table 2 Multiple linear regression of factors associated with hsa_circ_0040573 expression in peripheral blood of residents

(2) 氡暴露累积剂量与hsa_circ_0040573表达量的关系：根据氡温泉周围居民氡暴露所致累积剂量，将两组研究对象按照E_c=0 mSv、0 mSv＜E_c≤50 mSv、50 mSv＜E_c≤150 mSv、150 mSv＜E_c≤250 mSv、E_c＞250 mSv分为5组，对5组人群hsa_circ_0040573相对表达量进行Kruskal-Wallis检验，结果表明差异具有统计学意义(H=12.21，P < 0.05)，即氡累积剂量大小可能会对研究对象外周血该circRNA表达产生影响。

与对照组E_c=0 mSv进行比较，结果显示，在50 mSv＜E_c≤150 mSv和150 mSv＜E_c≤250 mSv两组中，hsa_circ_0040573表达量与0 mSv相比差异具有统计学意义(Z=-2.76、-2.57，P < 0.05)，其他组间该circRNA表达量的差异均无统计学意义(P>0.05)。hsa_circ_0040573相对表达量在E_c≤250 mSv时具有下调趋势，在E_c＞250 mSv后该circRNA有上调趋势，这些结果表明氡暴露累积剂量可能会影响hsa_circ_0040573的表达水平。

两组研究对象外周血候选circRNAs表达量经过对比发现，hsa_circ_0040573的表达在氡温泉组中显著低于对照组；多重线性回归分析结果表明，氡暴露与研究对象外周血中hsa_circ_0040573表达呈负相关，这两种结果提示氡暴露对人体hsa_circ_ 0040573的表达可能起抑制作用。O’Leary等^[12]的研究证明在低剂量γ射线照射后HUVEC和SHEP细胞中hsa_circ_0040573的表达均显著下调，本研究与其结果类似。而在氡累积剂量不同组中Kruskal-Wallis检验分析结果表明，氡暴露的程度会影响hsa_circ_0040573表达，该circRNA相对表达量在E_c≤250 mSv时具有下调趋势，而在E_c＞250 mSv后有上调趋势。这种相反趋势的现象可能与细胞应对不同剂量氡暴露的响应机制不同有关，提示hsa_circ_0040573可能在此过程中发挥重要作用。Wu等^[20]的研究表明hsa_circ_0040573通过竞争性结合hsa-miR-3686，间接调控核心免疫相关RAC1的表达，影响cAMP信号通路，进而调控细胞周期、炎症反应和氧化应激等多种功能。在氡暴露累积剂量E_c≤250 mSv时，细胞可能通过抑制该circRNA以延迟细胞周期进程，激活DNA修复机制^[20]；而在E_c＞250 mSv后，DNA损伤累积可能超出修复能力，导致该circRNA表达上调，激活其他信号通路，细胞进入不同的响应机制，加速细胞凋亡或其他程序化死亡途径。这提示hsa_circ_ 0040573表达可能存在双相调节效应，低剂量下调，细胞通过适应性机制进行自我修复，高剂量上调，细胞启动死亡机制或其他效应。在Joiner等^[21]的研究中有类似双相调节效应，在辐射剂量低于0.1 Gy时，细胞主要发生低剂量超敏反应，当辐射剂量增加至0.5 Gy后，细胞敏感性降低转为辐射抵抗状态。

circRNAs在体液中稳定表达，具有组织特异性、作为生物标志物^[22]被广泛研究，hsa_circ_0040573具有作为评估氡暴露程度生物标志物的潜力。分析hsa_circ_0040573在不同氡累积剂量的表达模式，根据其不同的表达趋势，以预测个体对氡暴露的不同反应，有助于开发新的辐射防护策略。本研究主要集中在人体外周血样品中circRNAs的表达，无法反映体内复杂的生物学环境，不同个体对氡的敏感性可能存在差异，且由于样本量较少，两组研究对象年龄存在差异，不同年龄段的个体在生理和代谢上存在差异，需进一步证明该结果对于普遍人群的适用性，需要更多人群数据及更多氡暴露水平的证据。未来将进行体内实验结合功能研究，深入研究hsa_circ_0040573在DNA修复、氧化应激和信号通路的作用，探讨在不同氡暴露条件下的分子机制，从而有更充分的证据以增加其作为氡暴露辐射效应生物标志物的可靠性。

本研究通过分析氡温泉组与对照组居民外周血中circRNAs的表达情况，探讨氡温泉对人体健康的潜在影响，提供了氡暴露影响基因表达的直接证据，有助于了解circRNAs表达变化与氡致相关疾病发展的分子机制。本研究发现氡温泉周围居民外周血中circRNAs表达水平发生了改变，尤其是hsa_circ_0040573在氡温泉组中表达水平显著下调，其有作为氡暴露辐射响应生物标志物的潜力。

利益冲突  无

志谢 感谢本次采样过程中若尔盖县疾病预防控制中心邓斌、卓泉、益西格萨、向凯和王芳的协助和支持

作者贡献声明  张佳负责现场样本采集、实验室样本处理、数据整理分析和论文撰写；阮健磊负责现场样本采集、现场调查和实验操作指导；李小亮负责指导论文修改；刘建香负责现场样本采集、提出研究思路和指导论文写作及修改