张 雨 程金生*

输血是医疗救治的一项重要手段，但其同时存在着许多并发症。输血相关性移植物抗宿主病(transfusion-associated graft-versus-host disease，TA-GVHD)是病死率很高的一种输血性并发症，所有含有免疫活性T淋巴细胞的细胞成分都可能导致这种致命的输血反应，一旦开始疾病进程，几乎无任何手段可以治疗患者，因此主要的措施就是防止反应的发生。

目前，血液成分的照射是预防TA-GVHD风险的唯一经过验证的最有效的方法[1]。在我国，血液辐照器的射线源一般采用钴源(60Co)或铯源(137Cs)，但是基于社会对于核安全的重视，γ辐射源逐渐被X射线所代替。为此，就血液辐照器在国内的现状以及未来的发展趋势作以综述。

1 TA-GVHD的风险

TA-GVHD是一种罕见的，但几乎普遍致命的医源性输血并发症，一旦发生该疾病，其致死率在80%以上[2-4]。TA-GVHD由具有复制能力的供体淋巴细胞的植入产生，然后对宿主组织，特别是骨髓产生免疫应答，导致深度骨髓发育不全，全血细胞减少，在大多数情况下，在输血的一个月内导致感染死亡[5]。

TA-GVHD的固有风险取决于数种因素的相互作用，其中包括:①输血细胞组分中污染性淋巴细胞的数量和存活力；②患者免疫系统对供体淋巴细胞植入的易感性；③免疫供体和受体之间的同源性。一般有免疫缺陷的人具有患TA-GVHD的风险，如早产儿、遗传性免疫缺陷的儿童、血液系统恶性肿瘤患者以及接受免疫毒性治疗的其他恶性肿瘤患者。但是迄今为止，艾滋病病毒感染者和(或)艾滋病患者还未被囊括进去[6]。此外，如果免疫受体与供体的人类白细胞抗原(human lymphocyte antigen，HLA)相容程度低，无论血液是否为亲缘，免疫受体者都会有患TAGVHD的风险。

2 血液辐照器的基本原理与结构

血液辐照器利用电离辐射，通过控制射线剂量，对血液及血液制品进行辐照处理，是对血液进行辐照处理的专用设备。辐射源可上下移动，辐照物品在辐照过程中可随被照物容器旋转，保证被辐照物品受照剂量的均匀性。传统的γ辐射源血液辐照器主要由主体、转台、源抽屉、被辐照物容器和电气控制系统组成。不同型号的血液辐照器其内部组件不同，但其方法原理基本一致。

2.1 血液辐照器主体

血液辐照器的主体是屏蔽层，通过主体的屏蔽而保证辐照器表面辐射泄漏的剂量符合安全范围，最大限度保证使用者的安全。在主体的内腔装有转台、源抽屉、放射源震动机构及被照物容器自转机构，提供转台及被辐照物容器自转的驱动功能，实现放射源在规定行程内的往复运动。驱动机构均安装在主体外部，方便设备的调整和维修。整个主体部件安装在底座上，当设备就位调整水平后紧固底座，在使用中主体不能有倾斜及振动等现象发生。

2.2 血液辐照器转台

转台安装在主体内腔中，由钢制外壳高密度防护材料组成，具有很强的屏蔽功能。托盘与被辐照物容器的自转机构连接，实现被辐照物品在辐照过程中的连续旋转，使边缘与中心的受照剂量均匀一致。

2.3 血液辐照器源抽屉

源抽屉是放射源封装部件，由钢制外壳和高密度防护材料组成，放射源固定在源抽屉的中间部位，两端有钨合金挡块。一般情况下，该部件为永久性装置无需拆卸或维修。

2.4 被辐照物容器

被辐照物容器采用不锈钢整体加工，带密封盖，不同厂家不同型号的被辐照物容器大小和形状不同，有些机器增加了除辐照血液外的其他功能，如具有内置小动物容器，可满足免疫学及放射生物学的应用研究；再如有的根据需要也可选择大容积容器进行血液的辐照。

2.5 电气控制部分

控制系统主要由参数输入及显示部分、外部接口电路和执行机构3部分组成。

3 血液辐照器的辐照参数

血液辐照器的工作原理是:将血袋放置在射线环境中照射数分钟致使淋巴细胞大量灭活，从而极大减少移植物抗宿主病的发生。辐照剂量、表面剂量率、辐照均匀度以及辐照剂量率可调4个参数是评价血液辐照器最重要和最基本的参数。

3.1 辐照剂量

目前所见资料和实用血液辐照器的活度都在千居里以上，如加拿大DN公司血照机的活度为2405～10730 TBq，德国STS公司血照机为4440～8140 TBq[7]。众多文献普遍认为，在保证用于输血的血液细胞功能完整的同时，用来消灭淋巴细胞功能的辐射剂量在15～50 Gy范围，而15～50 Gy的剂量是在实验室使用各种评估淋巴细胞增殖潜能的实验产生的，其中，有限稀释分析(limiting dilution analysis，LDA)试验是确定功能性T细胞数量的最敏感的方法。Goes等[8]使用LDA和基于流式细胞仪的分析揭示，在25 Gy时，在任何实验中均未检测到T细胞生长，并记录到功能性T细胞减少105以上；Pelszynski等[9]使用LDA，随着剂量的增加，能够增殖的T细胞数量逐渐减少照射，在25 Gy的辐射剂量下，T细胞＞105的消耗达到LDA检测不到的水平；Weinmann等[10]认为，30～50 Gy的剂量几乎完全消除淋巴细胞增殖。

美国血库协会(American Association of Blood Banks，AABB)标准要求，受辐照的容器中心部分最低剂量为25 Gy，其中任何一点的最小剂量至少为15 Gy。日本的指南还建议剂量在15～50 Gy之间[11]。欧洲委员会和英国血液学标准委员会(British Committee for Standardsin Haematology，BCSH)输血工作组则强制规定25 Gy为照射野的最低剂量，其中最大剂量≤50 Gy。目前，数个国家的输血准则建议给予受辐照容器的中心剂量为20～35 Gy，以消除淋巴细胞的增殖能力，上限为50 Gy，以避免损伤其他细胞成分[12-13]。

3.2 表面剂量率

表面剂量率指标应愈小愈好。愈小则反映设备自屏蔽能力愈强，即设备自身对外放射性辐射水平愈小，因而使用者接受的放射性危害愈小，也就愈安全，对环境保护愈有利。

3.3 辐照均匀度

辐照均匀度指标表征血袋照射的质量。由于放射源是以源体为中心，以场的形式向四周发射即释放其能量，且由于机械结构的几何特性所限，使得袋血在其容器中位置不同而接受不同的剂量，其均匀度取决于容器的几何尺寸、形状及源体的形式和结构以及容器与源体间的相对位置，临床要求血袋照射愈均匀愈好。

3.4 辐照剂量率可调

随着应用和研究领域的拓展，尤其是对细胞培养和生物材料特性及药物学的研究，要求使用不同容积和形状的容器，并且剂量率可调[14]。

4 血液辐照器的配备和监管情况

4.1 配备情况

购买和安装专用的血液辐照器是一项巨大的资金投资，在发展中国家的大多数血库中都不可行。在我国，目前配备血液辐照仪的血站主要是最高一级的血液中心，即使符合《血站基本标准》要求的城市全部配备齐全，全国总共也只有34个[7]。在印度，有2517个获得许可的血库，但是血液辐照器仅存在于10个中心[1]。但是，在欧洲和美洲的一些发达国家，血液辐照器的普及已经非常广泛。AABB及现代医学界均提倡对免疫功能极低的患者输注已辐照的血液；美国、加拿大、日本等国家已经普及辐照血液，血液辐照仪也已成为这些国家血站和医院的必备设施。

目前，全国各省会城市血站以及一些大型综合医院都已经意识到辐照血液对确保输血安全的重要性。但是，辐照血液在中国临床应用中仍然还处于起步阶段，血液辐照仪的使用与发达国家相比还处在较低水平。

4.2 国内监管情况

血液辐照器涉及到医疗器械和医药卫生，因此主要由国家卫生健康委员会、国家环境保护部和国家药品监督管理局3个部门同时进行监管。

(1)国家卫生健康委员会。即原国家卫生和计划生育委员会、国家卫生部是全国血站的行政主管单位。2000年12月由卫生部修订发布的《血站基本标准》[15]规定:直辖市、省会市、自治区首府市设立的血液中心，应配备基层血站和中心血站配备的所有设备，还须配备血液辐照仪、电子天平、温控器和采血车等其他设备。

(2)国家环境保护部。血液辐照器属于含源医疗设备，受国家环保部相关部门的监管。以德国GSM公司生产的某系列血液辐照仪为例，该系列两种型号的辐照仪配备放射源为137Cs源，其活度分别为44.4 TBq和81.4 TBq[7]。按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB1887l_2002)[16]的划分，此类放射源属于Ⅱ类放射源。使用Ⅱ类放射源应当设有专门的辐射安全与环境保护管理机构，并配备有专业技术管理工作人员；应当有满足辐射防护和实体保卫要求的放射源暂存库或设备；应当配备与辐射类型和辐射水平相适应的防护用品和监测仪器，包括个人剂量测量报警、辐射监测仪器等。

(3)国家药监部门。根据国务院药品监督管理部门的分类，血液辐照仪属于第三类医疗器械，对人体具有潜在危险，对其安全性、有效性必须严格控制，因此无论是进口还是国产血液辐照仪都需要严格按照《医疗器械监督管理条例》及《医疗器械注册管理办法》中的相关规定组织编写申请材料。

5 血液辐照器的发展趋势

在国内，血液辐照器大部分还使用γ辐射源对血液进行辐照，虽然在功能上无问题，但有其不足之处:①含有辐射源，需要严格的安全管理和规定；②价格昂贵，发展中国家普及困难；③随着源的衰变，照射的时间会越来越长。

目前，国际上在使用传统γ辐照的同时，X射线照射已经被研究作为替代方案。X射线血液辐照器采用高压发生装置在球管上产生高压作用，产生X射线对血液制品进行辐照，不工作的状态下不存在辐射。一般而言，只要给予的剂量相同，X射线与γ射线在辐照血液上具有非常相似的效果，因为其之间无物理差异，能量分布机制相似[17]。

5.1 辐射效果

有研究显示，X射线照射与γ射线照射相比，对淋巴细胞的灭活效果相当。Janatpour等[18]关于体外研究的文章中比较了用137Cs和X射线照射的血液中红细胞膜通透性和淋巴细胞增殖，发现通透性在临床上无显著差异，淋巴细胞功能亦无差异。有研究已经表明在灭活白细胞方面X射线等同于γ射线照射[19-22]。

英国输血服务部门已经发布了2009年的变化通知，证明X射线和γ射线可以被认为是等效的。BCSH建议在2011年指南中使用X射线替代γ射线。AABB标准允许替代γ射线的照射方法[23]。

5.2 X射线代替γ辐射源的研究

在国内，对于血液辐照器的研究已从γ辐射源向X射线转型。之前关于血液辐照器的研究基本都是围绕着γ辐射源，而近期对于血液辐照器的研究着重于以X射线作为放射源的机器研发和创新。郁朋等[24]提出了一种基于X射线的血液辐照仪，采用X射线作为放射源辐射剂量可控，辐射均匀性好、安全性好、降低了医疗成本；郑海荣等[25]提出了关于“基于面阵列X光源的血液辐照器系统”的专利申请，该发明提供了一种基于面阵列X光源血液辐照器系统，所述的面阵列X光源相对设置在血袋的两侧，以提高血液制品的辐照均匀性，并提高辐照效率。代秋声等[26]提出了一种单X射线源的血液辐照器，该辐照器利用单源照射降低了成本，同时利用腔体在转盘旋转中的位置移动，实现了血袋上下表面被交替照射，保证了照射的均匀性。

在国外，一台由Nordion制造的X射线血液辐照器于2003年获得美国食品药品监督管理局(Food Drug Administration，FDA)批准。该设备“基本等同于”γ辐射，并标有CE标志，已在欧洲和美国等国家使用，其中包括美国西雅图、瑞典、意大利、法国和德国的普吉特海湾。

6 展望

随着我国生活水平的不断提高，人们对健康越来越重视，对医疗水平、医疗质量的要求也越来越高，用血安全也逐步被人们所重视。在血液辐照器中，传统的γ辐照源由于含有放射源，既增加了社会的风险性，在安全管理上也有非常严格的规定，而采用X射线代替γ放射源已经成为一种趋势。但是，X射线血液辐照器也存在着不足，如双面的X光源能够保证辐照的均匀性，但同时也增加了辐照成本，单面X光源型血液辐照器降低了辐照成本，但若设计考虑不周则容易导致X射线能量低、单源辐照不均匀的缺点，因此X射线血液辐照器尚需投入更多的研究。

目前，X射线照射的临床经验少于γ射线照射，越来越多的科研人员正在研究两者在血液照射效果上的相似性和差异性[27]。基于对疾病机制的了解，以及细胞对电离辐射响应的大量数据，预计X射线和γ射线在消除淋巴细胞的增殖潜力方面具有相等的效果。此外，血液辐照器作为对临床血液的照射外还有着更为广泛的用途:①可辐照用于移植的脏器，以减少排异性；②辐照小型动物(如小鼠)，进行医学实验；③在肿瘤外科手术使用自体输血法时，可用辐照仪摧毁肿瘤细胞；④血液辐照仪可用于恶性骨肿瘤的体外照射[28]。

希望越来越多的、更专业的及更新一代的血液辐照器投入使用，相信血液辐照器将为人类的医疗事业做出更大的贡献。