第二节 急性放射病的临床表现及其病理基础
造血损伤是骨髓型放射病的特征,它贯穿疾病的全过程。骨髓在照射后几小时即见细胞分裂指数降低,血窦扩张、充血。随后是骨髓细胞坏死,造血细胞减少,血窦渗血和破裂、出血。血细胞减少红系早于粒系,最初是幼稚细胞减少,以后成熟细胞亦减少。骨髓变化的程度与照射剂量有关,照射剂量小者,血细胞仅轻微减少,出血亦不明显。照射剂量大者,造血细胞严重缺乏,以至完全消失。仅残留脂肪细胞、网状细胞和浆细胞,淋巴细胞可相对增多,其它如组织嗜碱细胞,破骨细胞、成骨细胞亦增多,并有严重出血,呈骨髓严重抑制现象。骨髓被破坏以后,若保留有足够的造血干细胞,还能重建造血。骨髓造血的恢复可在照射后第三周开始,明显的再生恢复在照射后4~5周。若照射剂量很大时,造血功能往往不能自行恢复。
淋巴细胞(主要为脾和淋巴结)的变化规律与骨髓相似,亦以细胞分裂抑制、细胞坏死,减少和出血为主,其发展比骨髓快,恢复亦比骨髓早,但完全恢复需要较长的时间。
随着造血器官病变的发展,骨髓型放射病的临床过程有明显的阶段性,可划分为初期、假愈期、极期和恢复期(图4-1)。尤以中、重度分期为明显。
图4-1 中度急性放射病临床经过
(一)轻度
轻度骨髓型放射病的病情不重,症状轻,临床分期不明显,仅在伤后数天内出现疲乏、头昏、失眠、食欲减退和恶心等症状。稍后上述症状减轻或消失,可能不出现明显的极期而逐渐趋向恢复,一般不发生脱发,出血和感染。
血象改变轻微,伤后1~2天内白细胞总数可有一过性升高,达10×109/L左右。升高的组分主要是带状核中性粒细胞。升高的原因是骨髓细胞在照射后早期短暂的加速成熟和加快释放,以及循环池和边缘池白细胞的重新分配。以后白细胞总数轻度下降,30天后可降至(3~4)×109/L。淋巴细胞没有早期升高,一开始就下降,伤后3天其绝对值可降至1×109/L。50~60天后血象逐渐恢复正常。
轻度放射病预后良好,一般在两个月内可自行恢复。
(二)中度和重度
中度和重度骨髓型放射病的临床经过基本相似,只是病情轻重不同,各期症状如下:
1.初期(prodromal phase):在照后数十分钟至数小时出现,表现为神经内泌功能紊乱,特别是植物神经功能紊乱。主要症状为乏力、头昏、恶心、呕吐、食欲降低,还可能出现心悸、出汗、口渴、体温上升,失眠或嗜睡。有的病人还有皮肤红斑、结膜充血、腮腺肿大、口唇肿胀等。
初期症状出现快慢、症状多少、程度轻重、持续时间长短等,都与病情轻重有关。中度多在照后数小时出现,有的可早到数十分钟;持续1~2天。重度多在照后数十分钟出现,也可出现在数小时后,持续1~3天。
血象变化:照后数小时至2天,白细胞可升高至10×109/L以上,然后下降。淋巴细胞绝对值在照后12~24小时内明显减少,其减少程度与照射剂量有关。
2.假愈期(latent phase):开始于照射后2~4天。初期症状基本消失或明显减轻。病人除有疲乏感外,可能无特殊主诉,精神良好,食欲基本正常。但是病情在继续发展,造血损伤进一步恶化,外周血白细胞和血小板呈进行性下降,机体免疫功能也开始降低。白细胞下降的速度与病情轻重有关。一般于照后10天左右白细胞下降到第一个最低值,然后出现顿挫回升(图4-2),这是由于残留的造血干细胞有限地恢复增殖分化所致。回升的峰值与病情有关,照射剂量大者回升峰值低。血小板下降比白细胞缓慢,中度放射病在第2周下降至60×109/L以下,重度可降至30×109/L以下。红细胞由于在外周血中寿命较长,下降较慢,在此期中一般无明显变化。假愈期中部分病人血培养可查到细菌,出现菌血症,细菌多为上呼吸道的革兰阳性球菌。
图4-2 不同程度骨髓型放射病白细胞变化曲线
假愈期长短是病情轻重的重要标志之一。中度放射病为20~30天,重度放射病为15~25天。在假愈期末,外周血白细胞可降至2×109/L以下,此时病人出现皮肤粘膜出血和脱发,被看作是进入极期的先兆。出血多见于口腔粘膜、胸部和腋窝部皮肤出现。
3.极期(critical phase):极期的标志是;体温升高,食欲降低,呕吐腹泻和全身衰竭。进入极期,病情急剧恶化,是各种症状的顶峰阶段,治疗不力者多于此期死亡。
(1)造血损伤极其严重:骨髓增生极度低下,各系造血细胞均减少,淋巴细胞和浆细胞比例增高。骨髓细胞体外培养可能无CFU-GM生长。外周血细胞持续下降到最低值,最低值水平与病情轻重有关。中度放射病血小板可降至(10~25)×109/L,重度可降至10×109/L。中度放射病红细胞轻度降低,重度可降至2.5×1012/L以下。白细胞分类计数,中性粒细胞比例减少,核右移,并有退行性变化。
(2)感染:照射后机体免疫功能被剥弱,感染是急性放射病的严重并发症,而且往往成为死亡的主要原因。感染的发生与粒细胞缺乏密切相关,粒细胞数愈低,感染愈重,威胁愈大。
口咽部常是最早出现感染灶的部位,如牙龈炎、咽峡炎、扁桃体炎、口腔溃疡、口唇糜烂和溃疡等。口腔感染常有局部疼痛,张口和进食困难。其它如肺部、肠道、泌尿道和皮肤感染亦多见。
急性放射病的感染源有外源性和内源性两方面。内源性多为来自上呼吸道和消化道的条件致病菌。早期多为呼吸道的革兰阳性球菌,晚期多为肠道的革兰阴性杆菌。
急性放射病感染的特点是炎症反应减弱,出血坏死严重。表现为局部红肿,白细胞计数不升高;镜下可见渗出减少,炎细胞浸润很少或缺如(称乏炎细胞性炎症),吞噬现象不明显,肉芽形成少,局部细菌大量繁殖。由于细菌繁殖和毒素的作用,局部出血坏死严重,且很易播散致其它部位,发展为全身感染—菌血症、败血症、毒血症、脓毒血症等。
重度以上患者还可能并发霉菌和病毒感染。由于长期应用抗菌素治疗,体内菌群失调,易并发霉菌感染。感染部位以肺部为多见。霉菌感染常并发组织坏死,并直接向周围组织扩散,或通过血行传播至其它脏器成为致死的原因。
当全身照射5~6Gy以上,有可能并发病毒感染,照射剂量越大,发生率越高。病毒感染可以发生于粒细胞缺乏之前,亦可发生于粒细胞回升之后,感染源或能为疱疹病毒和巨细胞病毒。病毒感染常是凶险的征兆,可使病情迅速恶化,长期发烧不退,成为致死的原因。
(3)出血:照射后由于千血器官损伤严重,血小板数明显减少、功能降低,如血小板粘着力减退、凝血因子不足、5-羟色胺(5-HT)含量减少等,加上血管壁的脆性和通透性增加,全身多发性出血也是急性放射病的主要病理和临床表现之一,对病情的发展和结局有重要影响。出血在各内脏器官和皮肤粘膜都可发生,一般说内脏出血要早于体表。内脏出血的顺序为骨髓、淋巴结、小肠、胃、大肠、心、肺、肾、膀胱等。出血的程度随照射剂量和治疗情况而异,轻者仅为少数点状出血,严重者成斑块状出血,甚至弥漫成片。出血的时间,常与血小板下降程度一致,当血小板低于70×109/L时,可见皮肤粘膜点状出血,低于(30~50)×109/L时,则往往会引起严重出血,大量出血会加重造血障碍和物质代谢紊乱,并促进感染的发生。
病人进入极期前首先出现皮肤和粘膜散在出血点,进入极期后逐渐加重。部分中度病人也可能只有出血倾向,如束臂试验阳性、出凝血时间延长,大便潜血试验阳性等。重度病人常发生严重出血,可有鼻出血,尿血、便血、咳血、呕血等。女病人可发生子宫出血。在发生感染的部位常伴有严重的出血坏死。大量出血可引起急性贫血,重度脏器出血可成为死亡的原因。
(4)胃肠道症状:进入极期后,病人又出现食欲降低,恶心等症状,重度病人多有呕吐,拒食、腹泻、腹胀、腹痛等,腹泻常伴有鲜血便或柏油样便。重度病人或腹部照射剂量大者,可发生肠套叠,肠梗阻等并发症。
(5)其它症状:极期病人一般表现衰弱无力,精神淡漠,烦躁等,查体可见睫反射减弱或消失。重度病人常出现物质代谢紊乱,水盐及酸碱平衡失调,如脱水、体重下降、酸中毒、低钾血症等。
(6)化验检查:生化检查可见二氧化碳结合力降低,血清总蛋白减少。血中非蛋白氮增高,血清GOT和GPT不同程度升高,血中凝血因子和5-HT含量降低。血栓弹力图检查可见r、k、r+k值延长,ma和mE值变小,表明凝血障碍。
极期症状非常严重,但对中、重度病人来说,仍存在自行恢复的可能。在极期末可见骨髓重现造血,只要精心治疗,控制住感染,出血等主要症状的发展,保持病人内环境的稳定,病人能渡过极期进入恢复期。
4.恢复期(recovery phase):照射后5~7周开始进入临床恢复期。发病后约4~5周骨髓开始恢复造血,1周后外周血白细胞开始回升。照射后50~60天白细胞数可升高至5×109/L左右,血小板数可基本正常。随着造血功能的恢复,其它症状也逐步好转,出血停止并逐渐吸收,体温恢复正常,精神和食欲开始好转。照射后2个月,病人头发开始再生,经过一段时间可恢复至照前情况,或者比照前生长更稠密。
进入恢复期后,病人免疫功能和贫血恢复较慢,可存在易疲劳等症状和再发生感染的可能。此外,重度病人进入恢复期后还可能出现某些脏器损伤的症状,常见的如肝损伤,出现黄疸,转氨酶升高,消化不良、腹泻等症状。所以,恢复期的护理和治疗仍不能放松,病人还需经过2~4个月才能基本恢复正常。
在恢复期中,性腺恢复较慢。照射后精子数下降的顶峰在照后7~10个月,1~2年后才能恢复。受照射剂量较大者,亦可造成永久性不育。
(三)极重度
极重度放射病的病情经过和主要症状与重度大体相似,其病变发展较快、症状重、极期持续较久、恢复慢。由于造血损伤严重,自行恢复的能力减弱。特点是:
1.初期症状出现早而重,假愈期短:极重度放射病人在照射后1小时内即出现反复呕吐,并可有腹泻、病人呈衰弱状态。初期症状持续2~3天后有所减轻,约经7~10天后进入极期。有的病例也可能直接转入极期,没有明显的假愈期。
2.造血损伤严重,部分病人能于自行恢复造血功能:外周血象变化迅速,照后1周白细胞可降至1×109/L,3天后淋巴细胞绝对值可降至0.25×109/L。极期白细胞、血小板都可降至0,贫血严重。剂量偏大的极重度病人需输入外源性造血干细胞支持重建造血。
3.极期症状重:进入极期后,病人高热、呕吐、腹泻、拒食、出血等症状严重,并呈现全身衰竭。腹泻可呈水泻样或血便,脱水和电解质紊乱严重。胸部受到大于8Gy照片者可并发间质性肺炎(interstitial pneumonitis,IP),霉菌和病毒感染发生率高。
间质性肺炎是受大剂量照射后的严重并发症,其发生原因不完全清楚,一般认为与肺部放射损伤和病毒(如巨细胞病毒)感染有关。间质性肺炎的病理变化主要为肺间质水肿、炎细胞浸润,肺泡纤维蛋白渗出和透明膜形成。晚期可见肺纤维化,肺泡壁增厚、气体交换障碍。临床表现为轻到中度咳嗽,干咳或有少量非脓性痰、呼吸急促或进行性呼吸困难、发绀等,多数病人有发热和肺部啰音。治疗困难,一般在发病后10~15天死亡。
4.治疗难度大,预后严重:此类病人虽经积极治疗,恢复较慢,目前治疗水平只能救活部分病人,并发间质性肺炎和霉菌、病毒感染者预后严重。
二、肠型放射病肠型放射病是以呕吐、腹泻、血水便等胃肠道症状为主要特征的非常严重的急性放射病。机体受肠型剂量照射后,造血器官损伤比骨髓型更为严重。但因病程短,造血器官的损伤尚未发展,小肠粘膜已发生了广泛坏死脱落,因此肠道病变是肠型的主要病理特点。
由于小肠粘膜上皮细胞的更新周期为5~6天,所以肠型放射病在1周左右即出现小肠危象,小肠粘膜上皮广泛坏死脱落。眼观肠壁变薄,粘膜皱襞消失,表面平滑。镜观隐窝细胞坏死,隐窝数减少甚至完全消失,绒毛裸露,在隐窝和绒毛可见巨大的畸形细胞(亦称ω细胞)。畸形细胞是肠腺细胞受损伤后,丧失了正常分裂能力,但仍能合成DNA,以致胞体肿大,失去了正常的上皮细胞形态和功能。肠粘膜上皮广泛坏死脱落并出现畸形细胞,是肠型放射病的病理特征(图4-3A)。在小肠粘膜上皮变化的同时,粘膜固有层和粘膜下层血管充血、间质水肿、有少量粒细胞和圆细胞浸润。
图4-3 肠型放射病小肠粘膜上皮变化及其后果示意图
A:(a)正常小肠的隐窝和绒毛;(b)照射后隐窝细胞变性坏死,细胞碎片进排入肠腔;(c)隐窝细胞减少,隐窝变短;(d)隐窝破坏,出现畸形细胞,绒毛暂时尚未有上皮细胞被复;(e)隐窝和绒毛上皮细胞完全消失,仅见少量畸形细胞;如照射剂量在肠型下限,经治疗延长生存期者亦可见隐窝再生
B:隐窝绒毛破坏后失去屏障功能,导致机体死亡
肠型放射病由于病情重、发展快、病程短、所以临床分期不如骨髓型明显,临床表现有以下主要特点:
(一)初期症状重,假愈期不明显
在照射后20分钟至4小时内全部出现症状,主要表现为反复呕吐,全身衰竭、血压轻度下降、有时有腹泻。症状持续2~3天后稍有缓解。经过3~5天假愈期,在照射后1周即转入极期,或不出现假愈期直接转入极期。
(二)极期突出表现为胃肠道症状
进入极期后,病人出现反复呕吐,呕吐物多含胆汁或血性液体。严重腹泻是极期的突出表现,每天可达20~30次。腹泻以血水便为其特征,血水便中含肠粘膜脱落物。腹泻伴有腹胀、腹痛。由于肠蠕动功能紊乱,肠套叠,肠梗阻、肠麻痹等发生率较高。
(三)造血损伤严重
肠型放射病造血器官损伤比骨髓型重,外周血象变化快,数天内白细胞可降至1×109/L以下。照射剂量接近肠型放射病剂量下限者,经大力救治若渡过肠型死亡期,即表现出来严重的骨髓衰竭,一般都不能自行恢复造血功能。死亡早者,出血不及重度骨髓型放射病严重,若经治疗而延长生存期者,亦可发生严重出血。
(四)感染发生早
由于造血损伤严重,免疫功能低下,肠道失去障碍,致使体液和电解质大量丢失,肠腔内细菌,毒素和有害分解产物侵入血液(图4-3B),很快造成脱水、水、电解质代谢紊乱,毒血症、菌血症等并发症,成为死亡的原因。肠型放射病后期常出现坏死性肠炎、腹膜炎和坏死性扁桃体炎、败血症等。临终前机体衰竭,体温可骤然降低。
(五)治疗可延长生存期
病人进入极期后,病情迅速恶化,血压下降,虚汗、四肢厥冷、柴绀、寒战、谵妄、昏迷,很快濒临死亡。死亡高峰在10天前后,治疗可延长生存期,但迄今尚无治活的先例。
三、脑型放射病脑型放射病是以中枢神经系统损伤为特征的极其严重的急性放射病,发病很快,病情凶险,多在1~2天内死亡。脑型放射病时,显然造血器官和肠道的损伤更加严重。但由于病程很短,造血器官和肠道损伤未充分显露,主要病变在中枢神经系统。损伤遍及中枢神经系统各部位,尤以小脑、基底核、丘脑和大脑皮层为显着。病变的性质为循环障碍和神经细胞变性坏死。眼观大脑充血、水肿、镜观可见神经细胞变性坏死,血管变性,血管周围水肿、出血,炎细胞浸润等。小脑的辐射敏感性高于其它部位,尤其是颗粒层细胞变化显着,细胞减少,细胞核固缩或肿胀。蒲氏细胞空泡变性、坏死。大脑皮层神经细胞发生变性坏死,常见有胶质细胞包绕而成“卫星”或噬节现象,有时形成胶质细胞结节。坏死神经细胞的髓鞘发生崩解和脱失。
上述病变很快引起急性颅内压增高,脑缺氧,以及运动,意识等一系列神经活动障碍,导致在一天左右死亡。死亡原因主要为脑性昏迷衰竭。
除上述普遍公认的三型以外,国内外有些学者根据事故病例和实验研究所得,提出在肠型和脑型之间存在一个心血管型放射病(cardio-vascular type)。其照射剂量介于肠型和脑型之间,病程较脑型稍长。病变特点是心肌变性坏死、炎症或萎缩,并有心血管系统的功能障碍,而小脑颗粒层细胞核固缩较脑型为少,一般不超不定期1/4。临床主要表现为休克或急性循环衰竭
■[此处缺少一些内容]■
椭担?蘸?天就可降到正常水平的10%左右。贫血亦较严重。
(三)胃肠道损伤严重
中子照射的骨髓型放射病初期症状出现早而重,引起腹泻的RBE值在2~3之间,中子照射引起肠型放射病的剂量阈值明显低于γ线,如狗受5.5Gy中子照射,肠道即表现出有肠型放射病的病理特征,肠型死亡的RBE值约为2~4。中子照射引起胃肠道功能紊乱亦较严重,肠套叠、肠梗阻等并发症发生率高,且常为致死的原因。
(四)感染发生率高、出现早
以等效剂量中子和γ线照射动物,中子照射组的感染和发热出现早,而且发生率也高(表4-2),常见多部位(口腔、四肢)的体表感染。
表4-2 中子与γ线照射狗发生感染情况的比较
组 别 | 发热开始时间(照后d) | 局部感染发生时间(照后d) | 局部感染例数 | |||
中子 | γ线 | 中子 | γ线 | 中子 | γ线 | |
LD50/30 | 8.2±0.8 | 14.8±1.0 | 6.5±1.5 | 12.5±1.9 | 4/4 | 4/10 |
LD90/30 | 8.6±0.7 | 13.0±0.7 | 8.4±0.7 | 11.5±1.0 | 16/17 | 7/10 |
(五)远期效应较重
1.白内障剂量阈值低:在辐射远期效应中,X线和γ线致白内障的剂量阈值1次照射约为1.75Gy,而中子为0.75~1.0Gy。
2.遗传效应明显:中子对性腺损伤较γ线重,有人用称量睾丸重量的方法测定睾丸损伤的程度,发现快中子0.13Gy照射小鼠,三周后睾丸减轻34.8%;而用60Co γ线照射0.55Gy,才减轻30.3%,中子急性照射引起精原细胞和卵母细胞产生突变的RBE值为5~6。慢性分次照射诱发精原细胞突变的RBE值可达20。
3.致肿瘤效应强:中子照射诱发肿瘤效应比X线和γ线强,如小鼠受2.9~5.8Gy快中子照射,诱发胃肠道癌肿的RBE值为2~3。小鼠受2~3Gy裂变中子照射肝脏肿瘤发生率达14%,而5Gy 250Kv X线照射的发生率仅为2.4%。中子诱发的肿瘤包括造血器官、乳腺、垂体、子宫、卵巢、前列腺、睾丸、肝、肾、肺、胃、肠、皮下组织、淋巴结和膀胱中的良性和恶性肿瘤。
(六)现有防护药物的防护效果不如对γ线防护好
利用药物防护辐射损伤的预防急性放射病的一个重要方面。实验证明,某些对γ线照射有防护作用的药物,对中子损伤的防护效价降低或无效。