2026, Vol. 46
2. 民航上海医院 民航华东地区管理局航空人员体检鉴定中心，上海 200336
2. Civil Aviation Shanghai Hospital, Aviation Personnel Medical Appraisal Center of CAAC East China Regional Administration, Shanghai 200336, China
航空机组人员在工作中面临着多种健康危害因素，如宇宙辐射、昼夜节律紊乱、噪声等[1]。其中，宇宙辐射是一种来自太空的电离辐射，由银河宇宙射线和太阳宇宙射线组成；其包括高能粒子与地球大气相互作用，产生的中子、质子、光子、带电和不带电的介子等各种次级粒子，称为次级宇宙射线[2]。宇宙辐射剂量水平受海拔高度、地磁纬度和太阳活动的影响。随海拔高度升高，宇宙辐射剂量相对应增加；极地地区辐射剂量高于非极地地区[3-4]。相对于一般人群，航空机组人员所受到的宇宙辐射剂量相对较高，同时也是电离辐射暴露水平较高的职业人群之一，其宇宙辐射暴露风险不可忽视[5]。
国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection, ICRP)第132号出版物中明确规定，航空机组人员的暴露应被视为职业照射，职业受照剂量推荐参考水平为5~10 mSv/年[6]。国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization, ICAO)建议各国航空管理机构依据国际放射防护准则制定本国政策，以确保航空安全和健康管理[7]。国际上许多国家积极响应并制定了符合本国实际的一系列措施[8]。2002年，我国将航空空勤人员执行飞行任务期间所接受的宇宙辐射照射列为职业照射，并规定其剂量限值不得超过20 mSv/年[9]。芬兰研究显示，空乘人员人均年有效剂量为3.1 mSv，职业平均累积剂量为34.0 mSv[10]，德国航空机组人员的平均年有效剂量为2~6 mSv，终生职业累积剂量可能超过100 mSv[11]。2006—2019年，中国台湾地区机组人员的平均年有效剂量为1.65~2.82 mSv[12]。电离辐射可引起DNA损伤，继而诱发癌症及其他辐射所致疾病，航空机组人员长期暴露于宇宙辐射照射可能会产生多种不良健康后果。本文作为叙述性综述，通过检索PubMed、Web of Science及CNKI等数据库的相关文献，重点筛选大样本队列研究，对宇宙辐射遗传毒性与可能造成的细胞损伤、癌症及其他健康结局进行综合归纳和分析，了解航空机组人员长期暴露于宇宙辐射可能产生的健康危害，分析不同研究结果间存在差异的原因(如健康工人效应、混杂因素控制等)，旨在为其健康风险评估与辐射防护策略与措施提供新方向与思路。
一、宇宙辐射的遗传毒性与细胞损伤在构成宇宙辐射的粒子中，多数粒子属于高线性能量传递(linear energy transfer，LET)粒子，可在极短轨迹内沉积大量能量，从而在细胞层面形成更加致密的电离轨迹，在相同的剂量条件下会产生更复杂的生物学效应[13-14]。在分子水平，宇宙辐射通过直接电离DNA以及间接诱导活性氧/氮(reactive oxygen/nitrogen species，ROS/RNS)生成两种途径造成损伤。一方面，粒子径迹穿过DNA双螺旋可引起碱基损伤、单链断裂(single-strand break，SSB)和双链断裂(double-strand break，DSB)；另一方面，水辐解产生的大量ROS/RNS可进一步导致氧化性碱基损伤、蛋白质氧化及脂质过氧化等，从而形成持续的氧化应激状态[15-16]。尤其是在高LET粒子照射下，DSB常与周围多种碱基损伤、交联等共同发生，构成簇集DNA损伤或“局部多重损伤位点”，这类复杂损伤往往难以被准确识别和修复，更易导致误修复、染色体易位和大片段缺失，被认为是电离辐射致突变和致癌效应的重要分子基础[17]。
有研究对航空机组人员飞行前后的DNA修复效率进行了评估，发现飞行后的样本淋巴细胞计数显著增加，电离辐射诱导的DNA损伤修复能力下降，提示暴露在复杂的航空飞行环境下，可能会导致航空机组人员的基因组稳定性受损，从而导致癌症等健康危害[18]。许多研究表明，长期暴露在宇宙辐射下会使航空机组人员发生染色体等细胞遗传学层面的异常变化。国际多项细胞遗传学研究发现，长期暴露于宇宙辐射的飞行员及空乘人员外周血淋巴细胞中，双着丝粒染色体和环状染色体显著增多，染色体易位、裂隙和断裂风险升高[19-20]。Yong等[21]发现，83名飞行员与50名对照者的外周血淋巴细胞染色体易位频率差异无统计学意义，但在飞行员中，调整后的易位频率与飞行年限显著相关。国内研究发现，飞行人员外周血淋巴细胞胞浆分裂阻滞微核(CB微核)及常规培养微核率明显高于地面工作人员，且微核率与宇宙辐射年均有效剂量、年均飞行小时呈线性关系，同时伴随血清脂质过氧化水平升高和抗氧化活性下降，提示宇宙辐射可能引起飞行人员遗传学指标变化；CB微核法能够灵敏地反映近期内飞行负荷的差别，可用于监测辐射损伤[22-23]。
二、航空机组人员癌症风险研究目前国内外现有研究大多聚焦于探讨混合因素(涵盖宇宙辐射)与癌症之间的关联，针对单一特定暴露因素的分层分析较少，且多以工作年限、飞行时长等指标作为宇宙辐射的替代指标，并未直接评估特定暴露的影响。
宇宙辐射与航空机组人员总体癌症发病率之间的关联存在争议。北欧大型队列研究报道，空乘人员的癌症发病率高于一般人群，男性标准化发病率比(SIR)为1.39(95%CI 1.17~1.62)；女性SIR=1.16(95%CI 1.06~1.25)[24]。采用15年滞后时间分析后，女性空乘人员总体癌症发病风险(SIR=1.3，95%CI 1.0~1.8)增加[25]。与一般人群相比，McNeely等[26]研究发现,与一般人群相比,空乘人员癌症的患病率相对更高。航空机组人员总体癌症发病率显著升高的原因可能由宇宙辐射、机舱电磁辐射及其他职业与非职业因素共同作用导致。加拿大队列研究则得出相反的结果(SIR=0.71，95%CI 0.61~0.82)，认为与“健康工作人员效应”有关[27]。另有研究发现，航空机组人员总体癌症发病率与一般人群相比并无差异(如丹麦驾驶舱飞行员和工程师SIR=1.1，95%CI 0.94~1.28；大西洋航线飞行员SIR=0.9，95%CI 0.71~1.11)[28-29]，考虑可归因于航空机组人员与一般人群的生活方式(如吸烟率)并无差别或职业暴露因素与癌症关联并不明确等[30-31]。
1. 女性机组人员乳腺癌风险：一项对航空飞行高度下人体所受辐射剂量的蒙特卡罗模拟研究显示，女性体模的有效剂量率(5.72 μSv/h)高于男性体模(5.20 μSv/h)，女性不同器官中乳腺吸收剂量率较高[32]。有关女性空乘人员乳腺癌发病率或死亡率的研究显示，其与宇宙辐射存在着一定的关联。多项研究发现，女性航空机组人员的乳腺癌发病率显著升高[24, 33-34]，这一结论在15年滞后时间分析中也得到证实[25]。在经济地位相近的人群中，空乘人员的乳腺癌患病率更高[26]。Liu等[35]的meta分析共纳入10项研究(包括32 500名研究对象，随访时间超50万人年)，表明女性空乘人员乳腺癌的发病风险显著高于一般人群(meta-SIR=1.40，95%CI 1.30~1.50)。其他系统综述或meta分析也得出了一致的结论[36-38]。
但也有研究提示，女性航空机组人员乳腺癌风险与一般人群相近[11, 39-40]。美国一项研究通过COX回归分析发现，仅在妊娠次数≥3次的航空机组人员中，辐射剂量每增加10 mGy，其乳腺癌发病率超额相对风险(ERR)轻微升高[41]。一项研究纳入12项研究(45 111名空乘人员)进行汇总分析，评估了美国与欧洲航空机组人员的乳腺癌患病率与死亡率，也得到了相似的结论，提示没有足够的证据证明宇宙辐射与航空机组人员乳腺癌之间存在关联[42]。
综合来看，关于女性机组人员乳腺癌的研究数量较多，现有的关于航空机组人员乳腺癌研究结论并不完全一致，可能是在评估暴露与结局之间的关联时，部分研究所纳入的样本量规模有限；人群年龄较为年轻；低估了“健康工作人员效应”的影响；对混杂因素(如生殖因素等)的控制不充分等。
2. 航空机组人员皮肤癌风险：皮肤作为各种照射进入体内时最先接触到的器官，有研究报道航空机组人员黑色素瘤的发病率或死亡率显著高于一般人群，飞行员工作期间累积辐射剂量越高，皮肤黑色素瘤发病的相对风险显著增加[24, 26, 43-45]。一项纳入44篇研究的meta分析表明，航空公司飞行员和空乘人员黑色素瘤和其他皮肤癌的发病风险大约是一般人群的两倍(飞行员meta-SIR=2.03，95%CI 1.71~2.40；空乘人员meta-SIR=2.12，95%CI 1.71~2.62)，飞行员更有可能死于黑色素瘤(meta-SMR=1.99，95%CI 1.17~3.40)[38]。其他研究也得出一致结论[46]。对于非黑色素瘤皮肤癌，许多研究也得出了与黑色素瘤皮肤癌一致的结论[26, 29-31, 47]。
一些研究也观察到航空机组人员皮肤癌风险与一般人群相似或差异无统计学意义的情况[24, 26-27]。有研究对约6 000名空乘人员进行调查，未观察到黑色素瘤与辐射剂量之间的关联，仅与昼夜节律紊乱存在微弱的正相关[48]。芬兰研究显示，女性空乘人员累积宇宙辐射剂量与皮肤癌发病风险升高无明显关联(调整后OR=0.75，95%CI 0.57~1.00)，暴露于宇宙辐射似乎并不能成为解释该研究对象皮肤癌发病率过高的原因[49]。
总体而言，皮肤癌相关研究数量较多，且较多结果提示风险升高，但受样本量、紫外线照射、家族史等危险因素信息收集不完整，以及职业与非职业暴露贡献难以区分等限制，宇宙辐射在皮肤癌发生中的独立作用及剂量-反应关系仍有待进一步明确。
3. 航空机组人员白血病风险：相关研究也评估了航空机组人员宇宙辐射照射与白血病之间的关联。有研究显示，航空机组人员白血病发病率显著增加[24, 27, 50]。丹麦一项队列研究表明，在飞行超过5 000 h的男性喷气式飞机驾驶舱机组人员中，急性髓系白血病(acute myeloid leukaemia，AML)的发病风险增加，符合“宇宙辐射照射-癌症”这一照射-反应关系[28]。也有研究表明，航空机组人员白血病的发病率或死亡率与一般人群相近或差异无统计学意义[29, 34, 40, 44]，但男性飞行人员的白血病死亡率随就业时长呈正向趋势[51]。
白血病现有部分研究病例数较少，导致统计效能不足；其他危险因素(燃料中的苯、电磁辐射等)未完全纳入分析；“健康工人效应”可能会低估发病风险等原因导致研究结果不一致。总体来看，有关航空机组人员白血病的流行病学证据仍相对有限，虽有研究提示潜在的剂量-反应关系，但受样本量及混杂因素控制限制，尚不足以得出宇宙辐射与白血病之间存在明确因果关联的结论。
4. 航空机组人员甲状腺癌风险：甲状腺对电离辐射较为敏感，易受到电离辐射的影响，发生形态或者功能上的变化。韩国回顾性队列研究结果显示，女性空乘人员甲状腺癌的发病率显著偏高，而男性发病率与一般人群之间的差异无统计学意义[52]。而多数研究普遍得出了差异无统计学意义的结论[47-48]，一项meta分析纳入8项研究，共涉及243 088名航空机组人员，分析结果显示，驾驶舱机组人员的总体SIR为1.21(95%CI 0.75~1.95)，空乘人员总体SIR为1.00(95%CI 0.60~1.66)，与一般人群相比，航空机组人员甲状腺癌发病风险没有明显升高[53]。尽管甲状腺在放射生物学上极为敏感，但目前针对航空机组人员的流行病学研究数量有限，结果也不完全一致，尚不足以证明航空机组人员甲状腺癌风险因宇宙辐射暴露而明确升高，相关结论仍需进一步开展研究加以证实。
5.其他癌症风险：有研究对前列腺癌和脑/神经系统肿瘤进行了调查。男性航空机组人员宇宙辐射照射与前列腺癌之间关联的研究结果并不一致。评估前列腺癌危险因素的一项meta分析显示，飞行员的风险显著增加(meta-RR = 1.41，95%CI 1.02~1.94)[54]。其他研究也报道了类似的结果[37, 55]。部分研究显示，与一般人群相比，航空机组人员前列腺癌的发病率不显著升高，但随着长途飞机飞行时间、工作年限、总累积辐射剂量以及40岁前累积辐射剂量的增加，其患前列腺癌的风险上升[27, 29-31, 56]。
针对航空机组人员神经系统癌症与宇宙辐射的关联研究普遍显示二者之间的关联并不显著[24, 27, 50, 52]。德国通过汇总近50年来的航空机组人员剂量相关癌症风险数据，发现飞行员的脑癌死亡率升高，男性机组人员脑肿瘤死亡率显著升高，且随着就业时长的增加，风险也越高[12, 39]。美国的一项针对驾驶舱机组人员死亡率的研究报道，机组人员中枢神经系统癌症死亡率升高，但差异无统计学意义，风险随累积辐射剂量的增加而增加[57]。
总体来看，有关航空机组人员前列腺癌、脑/神经系统肿瘤等其他癌症的研究数量相对较少，结果也缺乏一致性。受样本量有限、随访时间不足及混杂因素控制不充分等影响，目前关于宇宙辐射与这些癌症的流行病学证据整体仍较为薄弱，尚不能支持二者之间存在明确的因果关系。
三、宇宙辐射与非癌症健康危害关联研究进展1. 航空机组人员不良妊娠结局风险：暴露于宇宙辐射照射也是造成女性航空机组人员流产等不良妊娠结局的危险因素。有研究对美国3个城市3家航空公司的空乘人员进行调查，发现空乘人员若暴露于0.1 mGy或更高剂量的宇宙辐射可能增加9~13周的流产风险(比值比OR=1.7，95%CI 0.95~3.2)。在生理节律敏感时段(原居住地睡眠时间)飞行15 h以上，孕早期流产风险会增加(OR=1.5，95%CI 1.1~2.2)[58]。与怀孕乘客相比，空乘人员发生流产(自然流产或宫内死胎)的风险显著升高(OR=1.62，95%CI 1.29~2.04)[59]。英国对一万多名机组人员和两千多名交通管制人员进行调查分析发现，虽然女性航空机组人员流产和死产的风险没有职业差异，但是胎儿先天性畸形的风险更高(OR=2.37，95%CI 0.43~13.06)[60]。国内也有研究报道，女性航空机组人员因处于复杂的工作情况下，使得该群体成为流产的高发人群[61]。胎儿处于生长发育的重要阶段，对辐射的敏感性高于一般人群，Chen等[62]通过对商业飞行期间胎儿所受到的辐射剂量进行计算，表明在妊娠前期与中期，胎儿大脑接受的辐射剂量最高，妊娠末期较低。相较于普通怀孕乘客，经常乘坐飞机或身为机组人员的孕妇，其胎儿受到的辐射剂量会更容易超过规定的年剂量限值(建议在妊娠剩余期间胎儿接受的有效剂量不应超过1 mSv)。综合现有研究，航空机组人员的不良妊娠结局总体风险并未在所有研究中一致升高，目前尚难以将不良妊娠结局单纯归因于宇宙辐射暴露，其与昼夜节律紊乱及职业应激等因素的联合作用仍需进一步阐明。
2. 航空机组人员非癌症甲状腺疾病风险：对于非癌症甲状腺病变，现有研究多以军事飞行人员为研究对象，相比于商业飞行，军事飞行存在额外影响因素，但宇宙辐射的暴露影响仍不可忽视。国内研究显示，军事飞行人员甲状腺结节检出率(50.4%)明显高于普通健康体检人员(11.5%)，考虑主要与宇宙辐射暴露、飞行时间、飞行职务的特殊性(飞行人员因其在飞机前方进行工作，辐射暴露程度高于其他机组人员)等有关[63]。申晓亮等[64]对609名军队飞行人员甲状腺疾病谱与危险因素分析结果提示，军事飞行人员的甲状腺疾病患病率20.2%，其中，甲状腺结节患病率最高，其次为甲状腺囊肿；二者患病率与飞行时间具有相关性，在飞行时间达5 000 ~6 000 h的飞行人员中，前者患病率最高，在3 000 ~4 000 h飞行人员中，后者患病率最高，二者之间的关系可能受辐射作用、心理应激等因素的影响。军事飞行人员与其他机组人员不仅暴露在宇宙辐射的照射下，还受到雷达、飞机本身的辐射，以及一些其他职业性危险因素的影响，可能是导致飞行人员甲状腺疾病高发的重要原因。
3. 航空机组人员眼晶状体损伤风险：眼晶状体同样为人体对辐射较敏感的组织之一，电离辐射照射会导致晶状体混浊。2012年ICRP建议书建议：为辐射防护目的所推荐的急性照射阈剂量，应当降低至0.5 Gy[65]。对于宇宙辐射与眼晶状体相关联的研究较少。早期的一项研究表明，在调整其他因素的影响后，飞行员(OR=3.02，95%CI 1.44~6.35)患核性白内障的风险显著高于一般人群；在40岁前累积接受的辐射剂量越高，患核性白内障的风险就越大(OR=1.06，95%CI 1.02~1.10)，提示宇宙辐射可能是商业航空公司飞行员患核性白内障的一个致病因素[66]。Jones等[67]以航空和航天机组人员为研究对象，研究两种人群白内障的形成机制与风险，研究发现，与宇航员相比，军事飞行员患白内障的平均年龄要小，但宇航员患白内障的比例却更高；且飞行员与宇航员白内障的形成区域也有差别，美国空军和海军飞行员最常位于晶状体后囊下区域，而宇航员最可能起源于皮质区。综合现有证据，航空机组人员白内障尤其是核性白内障的风险在部分研究中呈现升高趋势，并伴有一定的剂量-反应关系。但相关研究数量有限，宇宙辐射导致白内障的具体危险度仍需进一步研究明确。
四、小结与展望综上所述，航空机组人员作为长期暴露在宇宙辐射下的特殊职业群体，其辐射受照剂量更高、成分更复杂，健康结局值得关注。宇宙辐射可多维度影响航空机组人员健康，导致癌症与其他不良健康结局。就癌症方面，现有文献多来源于欧美地区/国家。大多研究认为宇宙辐射暴露与癌症风险升高存在关联，但也有部分研究未发现关联，甚至报道癌症风险较低。航空机组人员工作环境特殊、健康危险因素复杂，受到生活方式、昼夜节律紊乱和其他职业性危害因素等多种因素影响，同时，存在“健康工作人员效应”，因此需要进一步研究以明确宇宙辐射与癌症风险之间的关联。除癌症外，宇宙辐射暴露也会导致不良妊娠结局、甲状腺非癌症病变、晶状体损伤风险增加等其他健康相关问题。应加强对航空机组人员的健康状况的关注。
目前，国内针对航空机组人员的健康效应研究较少，高质量的流行病学证据，尤其是来自队列研究的证据极为匮乏。建议进一步开展本土研究，加强航空机组人员剂量监测与风险评估工作，将辐射高风险癌症纳入重点筛查。继续推动我国职业健康管理制度进一步完善，尽早将宇宙射线照射在《职业病危害因素分类与目录》中明确，切实守护航空机组人员职业健康，助力健康中国建设。
利益冲突 无
作者贡献声明 李明宇负责文献检索、资料整理和论文撰写；李梦雪协助资料整理和论文修改；张琳、范胜男提供资料；邓君指导论文撰写；孙全富指导论文修改
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