微波辐射对人体健康的影响
王 强综述 曹兆进审校
（中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京 100021）
摘要：高强度微波电磁辐射（300MHz～300GHz）通过“致热效应”引起机体的健康危害已经得到有关研究的证实，而低强度微波电磁辐射长期暴露是否能引起机体的健康危害尚无定论。本文综述了近年来微波电磁辐射对血脑屏障、肿瘤、遗传、神经等方面影响的研究结果。
关键词：微波；血脑屏障；肿瘤；神经行为；遗传毒性
中图分类号：R594.8 文献标识码：A 文章编号：1001-1226（2003）
移动通讯设备、家用电器、广播电视等电磁波发射源的使用，使公众的电磁辐射（EMF）暴露量越来越高，尤其是移动电话的迅速发展，使公众所受到的微波辐射暴露更广泛，暴露量更高，其健康效应问题日益突出，相关研究也越来越多。
1 对血脑屏障的影响
血脑屏障（BBB）是大脑的主要防御结构，其功能是保护大脑和中枢神经系统 (CNS)，并控制脑组织内的各种离子浓度；在血脑屏障出现异常时，其通透性则会发生改变，使脑和脊髓受各种致病因素的侵扰。Fritze 等[1]发现900 MHz GSM 通讯微波在比吸收率（SAR）达到7.5 瓦/公斤（W/㎏）时可导致血脑屏障的血清蛋白外渗；Neubauer 等[2]将雄鼠暴露于2.45GHz 的微波远场（farfield）导致血脑屏障通透性增加Schirmacher 等[3]用1.8GHz GSM 微波体外辐射血脑屏障模型，结果血脑屏障对14C 标记的蔗糖的通透性显著增加；而Tsuria 等[4]用1439 MHz 的TDMA 通讯微波进行动物试验未观察到血脑屏障受损；近年来热休克蛋白（HSPs）在血脑屏障损伤中的作用颇受关注， Pomerai 等[5]报道长期暴露于低水平的微波（750 MHz）可导致土壤线虫的热休克反应。热休克反应是微波的非致热效应，热休克蛋白上调是细胞由于生存应激而出现的正常防御反应，而长期持续表达热休克蛋白则促进肿瘤的形成、转移及对抗癌药的耐药性；Kasevich[6]描述了Leszczynski 的研究，指出移动电话EMF 对实验细胞的上百种蛋白有影响，而其中一种应激蛋白即为热休克蛋白（HSP27），它可能在血脑屏障间隙增大过程中起关键作用；French 等[7]认为反复暴露于移动电话频率的微波可刺激热休克蛋白长期持续表达，并因而致癌。血脑屏障改变是中枢神经系统功能紊乱的病理基础，研究电磁辐射对血脑屏障的影响，可以从影响机理方面验证有关电磁辐射对中枢神经系统影响及对脑瘤影响的流行病学调查
结果。已有的文献报道说明微波电磁辐射可能引起血脑屏障的改变，但因电磁辐射暴露所采用的暴露方法及暴露强度不统一，研究方法及研究结果差别较大，目前尚不能得出微波电磁辐射对血脑屏障有不良影响的明确结论。
2 对肿瘤的影响
日渐增多的关于移动电话引起脑瘤及儿童白血病的投诉，使微波与肿瘤的关系成为热门话题，但肿瘤的潜伏期长（一般10 年以上），致病机制复杂，再加上人群的微波EMF暴露水平难于准确统计，因而有关微波与肿瘤的研究结果也颇有争议。许多流行病学专家对微波EMF 与肿瘤的关系进行了深入研究。Muscat 等[8]对使用移动电话与脑瘤的关系做了病例-对照研究（病例组平均使用年限为2.8 年，对照组平均使用年限为2.7 年），未发现使用移动电话与脑瘤有关，脑瘤患者中，使用手机一侧大脑半球的脑瘤罹患率增加（P＝0.06），认为需作进一步研究方能得出长期使用移动电话与脑瘤关系的结论；Inskip 等[9]采用病例-对照研究对短期使用移动电话与CNS 肿瘤类型的关系进行了详细分析，结果不支持手机引起脑瘤的假设；这些数据对于评价长期使用、使用量大的手机使用者的长期潜在危险也是不充分的；Frey[10]认为上述两项研究所用的数据不能得出使用蜂窝电话 (cellular telephone) 与脑瘤有关的结论；近期Hardell 等[11]的病例-对照研究发现使用模拟信号手机者患脑瘤的危险增高，其比数比 (OR) 值为1.3 (95%CI=1.02~1.6)；诱导期 (tumor induction period) 在10 年以上的肿瘤，模拟信号手机使用者患病风险更高，OR值为1.8 (95%CI=1.1~2.9)；对发生部位的分析表明，使用手机侧的大脑颞叶肿瘤的危险性增高，OR 值为2.5 (95%CI=1.3~4.9)；其肿瘤类型以听神经瘤发生率最高，OR 值为3.5(95%CI=1.8~6.8)。另外，Utteridge 等[12]将E-mu-Pim 1 转基因鼠 (对淋巴瘤易感) 长期暴露于898.4 MHzGSM 微波 (SAR=0.0125~4 W/㎏)，在暴露组与假暴露组之间淋巴瘤患病率无显著差异；Adey 等[13]用836.55 MHz 微波对孕鼠及其后代进行辐照，发现TDMA 通讯用微波对CNS肿瘤的发生有明显的抑制作用；Adey 等[14]将Fisher 鼠暴露于836.55 MHz 调频信号，未发现微波与脑瘤的明显联系。有流行病学研究表明移动通讯用频段微波电磁辐射可能造成暴露人群肿瘤发病率的增高，但许多实验室研究并未发现微波电磁辐射暴露对动物肿瘤的影响，因此目前尚不能得出微波电磁辐射暴露与肿瘤有关的明确结论。
3 对神经行为的影响
脑电图(EEG) 用来记录脑的电生理活动，而评判认知行为的具体指标主要为反应时间、感觉区分及工作记忆。许多经常使用移动电话的人士反应，长时间通话后自觉头晕脑胀、工作效率和记忆能力减退，与此相应，越来越多的证据也表明微波对人脑的EEG 及认知行为有影响。
3.1 EEG
EEG 和脑血流图能比较客观地反映脑血管尤其是CNS 的生理及病理状态，同时CNS的过度兴奋或抑制也必然伴随EEG 及脑血流图的改变，许多流行病学专家对移动通讯等微波EMF 对EEG 及脑血流图的影响作了深入研究。Huber 等[15]选用13 名健康右例手男青年作为受试者，用900MHz (SAR=1 W/㎏、10g 组织) 脉冲电磁场 (pm-EMF) 对单侧头部暴露30min，发现受试者清醒时暴露侧颞叶前部的脑皮质局部脑血流 (rCBF) 显著增加，并使受试者入睡前α频段及第2 阶段睡眠的spindle 频段的EEG 功率改变；而Eulitz 等[16]发现手机发射的916MHz 脉冲高频电磁波 (PEMF) 能显著改变受试者大脑对声刺激的电反应；Freude 等[17]证实手机发射的916MHz EMF 脉冲在执行复杂的视觉监控任务 (VMT) 时，
其大脑右侧半球中部及颞-顶-枕部的预备性缓慢潜能 (SP) 显著降低；Freude 等[18]随后在2000 年的SP 研究中进一步证实了上述结论。
3.2 神经行为
神经行为功能测试常用世界卫生组织 (WHO) 推荐的神经行为核心测试法 (NCTB)进行评价，在流行病学调查中发现移动通讯等微波EMF 主要影响受试者的简单反应时、及反映大脑短时记忆能力的指标如数字跨度、数字译码、目标追踪等。Krause 等[19]发现手机发射的902MHz 微波并未使静息EEG 本身发生改变，但对大脑的记忆反应有显著影响；并[20]发现移动电话发射的脉冲EMF (6~8Hz、8~10Hz) 在人的记忆过程中对与事件相关的同步反应及非同步反应 (ERS/ERD) EEG 有显著影响；Preece 等[21]发现915MHz 磁场连续波(CW) 可导致选择反应时间延长；Koivisto 等[22] [23]发现902MHz 的脉冲微波对简单反应时间、警觉时间及智力算术时间等均有显著影响，其影响程度与所需认知负荷的难有关，但[24]对受试者的感觉如头痛、头晕、疲劳及皮肤刺痒等无明显影响；Standstorm 等[25]发现每日使用手机时间、每日使用手机次数与耳部温度升高、头痛及疲劳等症状的发生率显著
相关；Lee 等[26]发现十几岁的青少年手机使用者比不使用手机的同龄人注意力好。Cobb 等[27]利用超宽波段频率电磁波 (UWB) 对受试动物进行神经行为毒理学试验，发现暴露组与假暴露组相比幼仔由于紧张而发出的超声波鸣叫次数明显增多；雄性动物后代寻找性伴侣率明显降低。
4 遗传学改变
突变是癌变的前奏，微波EMF 的致微核效应颇受关注，但有关微波电磁辐射对遗传特性影响的结果尚不一致。Zotti-Martelli 等[28]将人的外周血淋巴细胞暴露于2.45GHz 和7.7GHz 微波 (10、20、30mW/cm2) (15、30、60min)，发现暴露组 (30mW/cm2) 的微核率显著高于对照组，但不影响细胞生长周期，也不具有细胞毒效应；Tice 等[29]用837MHz 的CDMA、TDMA、GSM 及模拟信号微波对人白细胞及淋巴细胞进行暴露 (3h 或24h、1～10W/㎏)，发现如果暴露时间为24h、且SAR 为5.0 W/㎏或10.0W/㎏，则4 种微波通讯信号均导致淋巴细胞的微核率显著提高；d’Ambrosio 等[30]将人外周血淋巴细胞暴露于1.748GHz GMSK 相位调制信号15min，出现显著的致微核效应。
5 其他
一些研究表明微波辐射可能有使局部皮肤温度升高的作用，尤其是皮肤的表面温度。Paredi 等[31]用900MHz 移动电话对11 名志愿者进行测试，结果受试者使用手机侧的鼻孔及枕部皮肤温度显著升高，上升幅度最大为2.3℃±0.2℃，而另一侧的皮温未见升高，当受试者使用耳机时也未观察到皮温的改变；Oftedal 等[32]在横断面研究中发现经常使用手机者会出现头痛及耳旁皮温升高等症状；Adair 等[33]利用志愿者进行2450 MHz 微波局部暴露试验，在不同环境温度 (Ta=24℃、26℃、31℃) 及不同强度微波条件下 (35、50、70mW/cm2)进行测试，人体中心温度 (core temperature) 均未见显著升高。由于血液供应的贫乏，眼睛和睾丸成为对微波辐射最敏感的器官。Saito 等[34]将家兔眼部暴露于2.45GHz 连续波对160～240min 结果未见白内障形成。Cranfield 等[35]利用人淋巴细胞进行915MHz GSM 微波暴露实验，未发现该微波对淋巴
细胞的钙水平及钙信号有显著影响。生物共振是微波的特异生物学效应，关于微波的生物共振效应研究颇多， Adair[36]认为这种微波共振可因生物体内液体的缓冲作用而不易发生；随着医疗技术的改进，使用起搏器的患者日渐增多，因而通讯用微波EMF 对起搏器的干扰作用亦逐渐受到重视[37]；另外微波对细胞信号转导通路、酶活性及基因表达等的影响也有许多相关研究，结果有待进
一步评定。
综上所述微波对人体的生物学作用是多方面的，主要研究集中在电磁辐射对诱变效应、致癌效应及对神经行为的影响。许多流行病学调查报道，低强度微波电磁辐射暴露可能造成机体的许多方面的不良影响，但实验室的研究结果却存在很大差异，有些实验结果还相互矛盾，这可能是由于各研究所采用的暴露方法、暴露强度及所研究的生物学效应指标等方面的差异，使得研究结果之间尚缺乏一致性及重复性，因此目前尚不能得出低强度电磁辐射生物学效应的明确结论。
参考文献
[1] Fritze K, et al. [J]. Acta Neuropathol (Berl), 1997,94(5):465-470.
[2] Neubauer C, et al. [J]. Bioelectromagnetics 1990,11(4):261-268.
[3] Schirmacher A, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2000,21:338-345.
[4] Tsurita G, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2000,21:364-371.
[5] Pomerai DD, et al. [J]. Nature , 2000,405:417-418.
[6] Kasevich RS. [J]. IEEE Spectrum, 2002, 8:15-16.
[7] French PW, et al. [J]. Differentiation, 2001,67(4-5):93-97.
[8] Muscat J, et al. [J]. JAMA, 2000,284:3001-3007.
[9] Inskip PD, et al. [J]. N Engl Med, 2001, 344(2):79-86.
[10] Frey AH. [J]. Environ Health Perspec, 2001,109(5):A200.
[11] Hardel L, et al. [J]. Eur J Cancer Prev, 2002,11(4):377-86.
[12] Utteridge TD, et al. [J]. Radiat Res, 2002,158(3):357-364.1997.
[13] Adey WR, et al. [J]. Radiat Res, 1999,152(3):293-302.
[14] Adey WR, et al. [J]. Cancer Res, 2000,60(7):1857-1863.
[15] Huber.R, et al. [J]. J Sleep Res, 2002,11:289-295.
[16] Eulitz C, et al. [J]. Neuroreport, 1998, 9:3229-3232.
[17] Freude G, et al. [J]. Bioelctromagnetics, 1998,19:384-387.
[18] Freude G, et al. [J]. Eur J Appl Physiol, 2000,81:18-27.
[19] Krause CM, et al. [J]. Neuroreport, 2000,11:761-764.
[20] Krause CM, et al. [J]. Int J Radiat Biol, 2000,76:1659-1667.
[21] Preece AW, et al. [J]. Int J Radiat Biol, 1999,75:447-456.
[22] Koivisto M, et al. [J]. Neuroreport, 2000,11:413-415.
[23] Koivisto M, et al. [J]. Neuroreport, 2000,11:1641-1643.
[24] Koivisto M, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2001,22:212-215.
[25] Sandstrom M, et al. [J]. Occup Med (Lond), 2001,51(1):25-35.
[26] Lee TM, et al. [J]. Neuroreport, 2001,12:729-731.
[27] Cobb BL, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2000,21:524-537.
[28] Zotti-Martelli L, et al. [J]. Mut Res, 2000,472:51-58.
[29] Tice RR, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2002,23(2):113-126.
[30] d’Ambrosio G, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2002,23:7-13.
[31] Paredi P, et al. Laryngoscope, 2001,111:159-162.
[32] Oftedal G, et al. [J]. Occup Med (Lond), 2000,50(4):237-245.
[33] Adair ER, et al. [J]. Bioelectromagnetics, 2001,22:429-439.
[34] Saito K, et al. [J]. J Toxicol Sci, 1998,23(3):197-203.
[35] Cranfield CG, et al. [J]. Int J Radiat Biol, 2001,77(12):1207-1217.
[36] Adair RK. [J]. Bioph J, 2002,82:1147-1152.
[37] Niehaus M, et al. [J]. Heart, 2001,86(3):246-246.
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