摘要

現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使得人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂秒娮釉O(shè)備越來越多，進(jìn)而引發(fā)對(duì)電磁輻射是否損害健康更加密切的關(guān)注。一方面，已有許多研究表明，電磁輻射暴露影響人類或其他生物的健康，如電磁輻射暴露已被發(fā)現(xiàn)與多種疾病的高發(fā)生率相關(guān)，射頻電磁場(chǎng)也被列為2B類致癌物；另一方面，電磁輻射可以作為一些疾病的治療手段，如癌癥的放射治療、熱磁療等。文章通過整理多組學(xué)分析的研究成果，從細(xì)胞生物信息學(xué)、基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、微生物組學(xué)等六個(gè)方面分別總結(jié)了電磁輻射對(duì)不同組學(xué)的影響及其生物學(xué)機(jī)制。 這些研究結(jié)果可以幫助人們更好地認(rèn)識(shí)電磁輻射，并對(duì)日常生活中電磁輻射可能造成的危害進(jìn)行預(yù)防。

Abstract

Due to the rapid development of modern communications technology，people are utilizing portable electronic devices more frequently in their daily lives，which has led to concerns about whether electromagnetic radiation（EMF）can be harmful to health. Many studies have demonstrated that exposure to EMF can influence an organism’s or a person’s health. For instance，EMF exposure has been identified as a Group 2B carcinogen and has been associated with a high incidence of numerous disorders. On the other hand， EMF exposure can also be used as a treatment for some diseases，such as radiation therapy and thermomagnetic therapy for cancer. By compiling research findings based on multi ? omics big data analysis，this review summarizes the effects of EMF on human health in various omics environments and their biological mechanisms from six aspects respectively: cellular bioinformatics，genomics，transcriptomics，proteomics，metabolomics， and microbiomics. These discoveries can assist individuals to reduce the risks of EMF in their daily lives and have better understanding of the impacts of EMF on human health.

電磁輻射是一種復(fù)合電磁波，可以通過相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來傳遞能量。按照頻率從低到高分類，主要包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等等。雖然電磁輻射最早于19世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)，但其在生命誕生以前就廣泛存在于自然界中。雷電、宇宙射線、太陽熱輻射、地球熱輻射、靜電輻射等均可以產(chǎn)生電磁輻射[1]。

人們可能暴露其中的電磁場(chǎng)（electromagnetic field，EMF）主要包括兩個(gè)頻段：一個(gè)是極低頻段 （extremely low frequency，ELF），頻率小于300赫茲，如大眾熟知的電力供應(yīng)中使用的50赫茲和60赫茲，以及電力線和電氣/電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的頻率；另一個(gè)是射頻段（radio frequency，RF），頻率在10兆赫到300吉赫，包括微波，當(dāng)前無線通信設(shè)備在這個(gè)頻段運(yùn)行，主要是移動(dòng)電話使用的900兆赫和1 800兆赫?，F(xiàn)代社會(huì)人們更多地暴露于人造來源的電磁場(chǎng)，主要包括四類：一是人工的無線發(fā)射設(shè)備，包括手機(jī)、無線路由器、電信基站、無線電臺(tái)、計(jì)算機(jī)屏幕和許多其他日常生活中廣泛使用的電子設(shè)備；二是電力工頻強(qiáng)電系統(tǒng)發(fā)出的無源輻射，包括超高壓輸電線、變電所和磁懸浮軌道交通等；三是電子儀器、醫(yī)療儀器、激光照相設(shè)備等工業(yè)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的電磁輻射；四是電腦、冰箱、空調(diào)、微波爐、電磁爐、家用理療儀等家用電器產(chǎn)生的電磁輻射。隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，越來越多的高科技電子產(chǎn)品改變了人們的生活方式，在帶來快捷和便利的同時(shí)也讓人們無時(shí)無刻不暴露在電磁輻射之中。電磁輻射究竟會(huì)對(duì)人類健康造成什么影響，影響的大小及安全范圍等，是目前研究中主要關(guān)心的問題。本文整理了多組學(xué)分析的研究成果，總結(jié)電磁輻射對(duì)不同組學(xué)的影響及其生物學(xué)機(jī)制。這些研究結(jié)果可以幫助人們更好地認(rèn)識(shí)電磁輻射，并對(duì)日常生活中電磁輻射可能造成的危害進(jìn)行預(yù)防。

一、 電磁輻射的危害

（一） 風(fēng)險(xiǎn)與警示

在過去的幾十年里，關(guān)于各類電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)和對(duì)人體健康危害的科學(xué)知識(shí)不斷積累增加，研究發(fā)現(xiàn)電磁輻射暴露與退行性神經(jīng)疾病、惡性腫瘤、生殖功能異常等多種疾病的發(fā)生率增高密切相關(guān)，并成為新的致病危險(xiǎn)因素[1]。世衛(wèi)組織/國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，IARC）于2011年5月將射頻電磁場(chǎng)列為可能導(dǎo)致人類罹患癌癥的物質(zhì)（2B類），同時(shí)IARC網(wǎng)站列出的314種2B類致癌物中也包含極低頻電磁場(chǎng)[2-3]。

除了地球的自然電磁場(chǎng)外，隨著電子和通信領(lǐng)域新技術(shù)的不斷發(fā)展，許多人造電磁場(chǎng)紛紛出現(xiàn)，如自20世紀(jì)開始出現(xiàn)的供電電網(wǎng)設(shè)施，就是人造極低頻電磁場(chǎng)的重要來源[4]。在此之后，無線電廣播技術(shù)和通信技術(shù)高速發(fā)展所產(chǎn)生的多種新型電子設(shè)備，使得電磁場(chǎng)的數(shù)量大大增加。例如在過去的幾十年中，移動(dòng)電話市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)驚人的增長(zhǎng)。截至2022年2月，我國共有移動(dòng)電話用戶數(shù)165 060.5萬戶，市場(chǎng)規(guī)模居世界第一[5]。除此之外，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，如無線局域網(wǎng)（WLAN）熱點(diǎn)，包括Wi?Fi網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)產(chǎn)生海量的射頻電磁場(chǎng)[6]。研究表明，在不同國家的城市地區(qū)，包括射頻電磁場(chǎng)在內(nèi)的多源電磁輻射量均處于高水平[7]，這使得人們?cè)絹碓蕉嗟乇┞对陔姶泡椛渲?。此外，在軍事領(lǐng)域，發(fā)達(dá)軍事強(qiáng)國以電磁輻射為殺傷因素的新型高科技武器不斷出現(xiàn)，這些武器的使用將對(duì)人們的健康及生命安全造成巨大威脅。

總而言之，電磁輻射的危害正逐漸成為嚴(yán)重影響人民健康和社會(huì)發(fā)展的突出問題。因此，深入研究電磁輻射損傷效應(yīng)，闡明損傷機(jī)制，提出危害防治措施，是促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境平衡協(xié)調(diào)發(fā)展和涉及國防安全的國家重大需求。

（二） 流行病學(xué)研究

目前已有許多流行病學(xué)研究表明，電磁輻射與多種疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)高度相關(guān)。例如，一項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兒童暴露在磁感應(yīng)強(qiáng)度高于0.3 μT的極低頻電磁場(chǎng)中時(shí)，罹患白血病風(fēng)險(xiǎn)將增加1.4~1.7倍[8]。英國研究人員對(duì)29 081名兒童（包括9 700例白血病和6 605例腦瘤）進(jìn)行病例對(duì)照研究，結(jié)果表明居住在高壓線附近的兒童，白血病及腦腫瘤發(fā)病率顯著增高[9]。在瑞典1997—2003年和2007—2009年的一項(xiàng)聯(lián)合案例研究中發(fā)現(xiàn)，使用便攜式手機(jī)會(huì)增加患神經(jīng)膠質(zhì)瘤的風(fēng)險(xiǎn)[10]。2017年一項(xiàng)Meta分析結(jié)果也顯示，長(zhǎng)期使用手機(jī)（超過10年）與膠質(zhì)瘤風(fēng)險(xiǎn)呈顯著正相關(guān)，其中低級(jí)別膠質(zhì)瘤發(fā)生概率將增加2.22倍[11]。這些研究表明，電磁輻射暴露可能伴隨著多種疾病患病風(fēng)險(xiǎn)。

除了與癌癥患病風(fēng)險(xiǎn)之間存在相關(guān)性之外，電磁輻射還與非腫瘤疾病發(fā)病率相關(guān)。早在1995年，芬蘭的一項(xiàng)研究就表明中高度的極低頻電磁場(chǎng)與散發(fā)性阿爾茨海默癥之間存在關(guān)聯(lián)[12]。隨后在美國、丹麥、瑞典等地的類似研究也發(fā)現(xiàn)了這種聯(lián)系[13-15]。近年來，多項(xiàng)研究提出極低頻電磁場(chǎng)暴露可以通過激活鈣信號(hào)和過氧亞硝酸鹽/氧化應(yīng)激/炎癥等多種生物通路，改變細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度進(jìn)而引起早發(fā)性阿爾茲海默癥[16]。

（三） 電磁輻射的作用機(jī)制研究

已經(jīng)有相當(dāng)多的研究表明，電磁輻射與多種生物效應(yīng)和致病機(jī)制相關(guān)。例如電磁輻射可以影響細(xì)胞增殖分化，有研究發(fā)現(xiàn)低頻電磁場(chǎng)和高頻電磁場(chǎng)均可促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的體外增殖，同時(shí)低頻電磁場(chǎng)還可以促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元[17]。除此之外，電磁場(chǎng)還可以誘導(dǎo)骨髓干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，以及促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞的增殖和分化[18-19]。

電磁輻射可以通過非熱機(jī)制影響細(xì)胞自噬。有研究發(fā)現(xiàn)暴露在1 800兆赫電磁場(chǎng)中的小鼠胚胎細(xì)胞內(nèi)活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平顯著增加，促進(jìn)了細(xì)胞凋亡[20]。同時(shí)，這種影響還受細(xì)胞類型、細(xì)胞微環(huán)境、劑量、時(shí)間等因素影響[21]。

電磁場(chǎng)還可以影響細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。有研究發(fā)現(xiàn)，利用異氟醚可以保護(hù)大腦皮層神經(jīng)元免受電磁場(chǎng)暴露的損傷，減輕炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，改善電磁脈沖（electromagnetic pulse，EMP）誘導(dǎo)的認(rèn)知障礙[22]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于1 760兆赫的射頻電磁場(chǎng)會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ROS，刺激基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）家族蛋白產(chǎn)生并激活ERK1/2通路和FoxO3a通路，最終導(dǎo)致皮膚老化[23]。與之相近的最新研究表明，射頻電磁場(chǎng)還可能通過激活A(yù)kt/mTOR/p53通路的方式引起細(xì)胞衰老[24]。

電磁場(chǎng)還會(huì)通過增加氮中間體和ROS水平的方式間接引發(fā)DNA鏈斷裂[25-26]。有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于電磁輻射后，人成纖維細(xì)胞染色體畸變和微核數(shù)量顯著增加[27]。后續(xù)研究還發(fā)現(xiàn)，反復(fù)電磁場(chǎng)暴露將導(dǎo)致宮頸癌細(xì)胞和正常肺成纖維細(xì)胞中的DNA雙鏈斷裂[28]。

以上研究表明，電磁場(chǎng)可以通過多種方式影響細(xì)胞的生理活動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致人體健康失衡。因此，基于多組學(xué)分析技術(shù)，進(jìn)一步探究電磁輻射對(duì)人體的影響機(jī)制，是未來研究的一個(gè)發(fā)展方向。

二、 電磁輻射的多組學(xué)研究

（一） 細(xì)胞生物信息學(xué)

宇宙輻射顧名思義是來自太空的輻射，一般分為銀河宇宙射線和太陽宇宙射線。對(duì)于普通人群來說，宇宙輻射就像經(jīng)常能夠接觸到的其他低水平輻射一樣，不會(huì)造成傷害。但對(duì)于特殊職業(yè)人群，例如機(jī)組人員，頻繁的高海拔和高緯度飛行可能會(huì)受到來自太空的高水平輻射，產(chǎn)生潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，因此有專門的國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)控制機(jī)組人員的飛行時(shí)間。而對(duì)于宇航員來說，在空間站中的生活會(huì)接受到更高的輻射劑量，進(jìn)而影響健康水平。

目前有研究使用了NASA GeneLab數(shù)據(jù)庫[29] 中59名宇航員的多組學(xué)數(shù)據(jù)，全面分析太空飛行對(duì)人體健康影響的生物學(xué)機(jī)制[30]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，太空飛行會(huì)引起線粒體功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致人體不同組織中與線粒體功能相關(guān)的代謝物發(fā)生不同程度的變化，其中肝臟組織中的基因表達(dá)水平和蛋白質(zhì)表達(dá)水平變化最為明顯，這是因?yàn)楦闻K對(duì)于維持體內(nèi)成分平衡起關(guān)鍵樞紐作用。這一研究通過對(duì)轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，揭示了太空輻射可能造成的健康風(fēng)險(xiǎn)，闡明了以線粒體功能失調(diào)為中心的一系列生物學(xué)機(jī)制。

除此之外，還有研究發(fā)現(xiàn)太空飛行后宇航員的端粒長(zhǎng)度往往比太空飛行前短，而在太空飛行期間端粒延長(zhǎng)且伴隨著持續(xù)性的DNA損傷、線粒體應(yīng)激、氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和染色體畸變等現(xiàn)象[31-32]。端粒是真核生物染色體末端的DNA重復(fù)序列，負(fù)責(zé)保持染色體的完整性和控制細(xì)胞分裂周期。端粒長(zhǎng)度是一種遺傳性狀，會(huì)隨著正常衰老而減少，一旦端粒消耗殆盡，細(xì)胞將會(huì)立即啟動(dòng)凋亡機(jī)制。因此端粒常被認(rèn)為與細(xì)胞衰老有關(guān)系[33]。通過對(duì)宇航員飛行前后的端粒長(zhǎng)度進(jìn)行分析，解釋了端粒長(zhǎng)度變化的分子機(jī)制，但太空飛行對(duì)人體長(zhǎng)期健康的影響還待進(jìn)一步研究。

一方面，研究宇宙輻射引發(fā)細(xì)胞損傷的分子機(jī)制，可以幫助推進(jìn)使用高能粒子加速器治療癌癥的方案，使用與太空輻射類似的帶電粒子束摧毀深層腫瘤的同時(shí)，最大限度地減少對(duì)周圍組織的損傷。另一方面，研究太空輻射引發(fā)細(xì)胞損傷的分子機(jī)制，還可以幫助改進(jìn)太空輻射防護(hù)措施，進(jìn)一步降低太空飛行引起的健康風(fēng)險(xiǎn)。

（二） 基因組學(xué)

1986年切爾諾貝利核電站發(fā)生的核反應(yīng)堆破裂事故，導(dǎo)致周邊地區(qū)的居民暴露于輻射中，使得當(dāng)?shù)鼐用窦谞钕偃轭^狀癌（papillary thyroid cancer， PTC）的發(fā)病率顯著升高。有研究通過全基因組測(cè)序技術(shù)分析了這些癌癥患者的基因變異，發(fā)現(xiàn)無論是輻射暴露組還是對(duì)照組，其多種調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)的基因都發(fā)生了變異，但兩組的基因變異類型存在明顯差異。小時(shí)候暴露在輻射下的人群的關(guān)鍵基因更多地出現(xiàn)“融合變異”，這可能因?yàn)檩椛鋷в心芰浚驍嗔薉NA雙鏈，當(dāng)DNA雙鏈重新修復(fù)時(shí)，將錯(cuò)誤的片段連接進(jìn)來，進(jìn)而產(chǎn)生了變異。相反，對(duì)于那些沒有暴露在輻射下的人群，他們更多出現(xiàn)的是點(diǎn)突變。而且研究人員也觀察到，暴露于輻射中的兒童年齡越小，DNA雙鏈斷裂與輻射暴露之間的關(guān)聯(lián)就越強(qiáng)。這也表明DNA雙鏈斷裂可能是暴露于輻射后最早出現(xiàn)的基因變異之一，這一研究結(jié)果對(duì)輻射誘導(dǎo)的癌癥研究有著重要的啟示作用[34]。與之類似，有研究通過基因組測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)紫外線照射可以導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂[35]。這些研究說明電磁場(chǎng)暴露一定程度上可以導(dǎo)致DNA雙鏈斷裂，進(jìn)而在基因組水平上影響人體健康，因此通過全基因組測(cè)序等分析手段可以深入研究電磁場(chǎng)對(duì)人類基因組學(xué)的影響。

（三） 轉(zhuǎn)錄組學(xué)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是研究單個(gè)細(xì)胞或一群細(xì)胞所能轉(zhuǎn)錄出的所有RNA的學(xué)科。轉(zhuǎn)錄組是基因組的主要產(chǎn)物，因此分析轉(zhuǎn)錄組可以反映基因組的功能，同時(shí)還可以揭示不同類別RNA的表達(dá)變化及其轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況[36]。目前運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析電磁輻射對(duì)人體健康影響的研究中，多使用RNA測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析。

有研究通過RNA測(cè)序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)X射線照射后人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞（human lung microvascular endothelial cells，HLMVEC）中衰老相關(guān)基因的表達(dá)發(fā)生改變，同時(shí)其他顯著差異表達(dá)基因富集在細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡、DNA損傷、炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化（endothelial?to?mesenchymal transition，EMT） 等生物通路中。這些結(jié)果表明，X射線可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞衰老、低水平的細(xì)胞凋亡、炎癥增加和促進(jìn)EMT，而對(duì)這些通路的進(jìn)一步研究可以預(yù)防電磁輻射對(duì)正常組織的傷害[37]。有研究通過敲除p53基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，研究電磁輻射后p53基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，敲除p53基因后暴露于電磁輻射中會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄組的顯著失調(diào)，也就是說，多個(gè)mRNA的表達(dá)水平會(huì)隨著p53基因輻射暴露后的狀態(tài)變化而顯著改變。這說明p53基因在輻射暴露后的損傷反應(yīng)中起重要作用[38]。除了研究基因表達(dá)改變情況和轉(zhuǎn)錄調(diào)控情況之外，轉(zhuǎn)錄組分析還可以研究表達(dá)水平對(duì)放射治療效果的影響。例如，有研究通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，特定基因的高表達(dá)可以影響患者對(duì)放射治療的敏感性[39]，這有助于進(jìn)一步改善患者的預(yù)后情況?，F(xiàn)有電磁輻射對(duì)轉(zhuǎn)錄組影響的研究絕大部分都是基于bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中的樣本混合會(huì)導(dǎo)致均質(zhì)化從而掩蓋單細(xì)胞異質(zhì)性，單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和空間轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)能在單細(xì)胞水平更精細(xì)地揭示電磁輻射對(duì)不同組織區(qū)域的影響，將是未來研究的發(fā)展方向。

（四） 蛋白質(zhì)組學(xué)

蛋白質(zhì)組學(xué)是利用高通量和低通量技術(shù)研究生物體內(nèi)存在的蛋白質(zhì)種類的科學(xué)。相較于基因組學(xué)或轉(zhuǎn)錄組學(xué)，蛋白質(zhì)組學(xué)可以更好地了解細(xì)胞內(nèi)正在進(jìn)行的功能過程。蛋白質(zhì)是直接調(diào)節(jié)生理過程的分子，而并非所有基因表達(dá)的變化都必然反映在蛋白質(zhì)組上，特別是無線通信設(shè)備所產(chǎn)生的射頻電磁場(chǎng)具有的能量非常低，難以直接誘發(fā)基因突變，因此可以使用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究射頻電磁場(chǎng)對(duì)生物健康的影響[40]。

目前有許多研究觀察到電磁暴露會(huì)在一定程度上影響人體的生殖相關(guān)蛋白，例如有研究表明，暴露于射頻電磁場(chǎng)中會(huì)導(dǎo)致成人睪丸蛋白增加，這與致癌風(fēng)險(xiǎn)和生殖損傷有關(guān)。而男性往往會(huì)在靠近性腺的口袋里隨身攜帶手機(jī)，在這種情況下，可能會(huì)使性腺暴露在過強(qiáng)的電磁場(chǎng)中，進(jìn)而影響男性生殖健康[41]。除此之外，有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)X射線輻射后，人類肝星狀細(xì)胞的促纖維化標(biāo)志物表達(dá)增加，導(dǎo)致輻射誘導(dǎo)的肝纖維化[42]。針對(duì)以上電磁場(chǎng)對(duì)健康的潛在危害，通過分析細(xì)胞系的蛋白質(zhì)表達(dá)譜來制定放射治療策略，可以最大限度地減少電磁輻射導(dǎo)致的生殖損傷或肝纖維化。

（五） 代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是對(duì)細(xì)胞、組織或生物體中的代謝物、小分子底物、代謝中間體和產(chǎn)物的系統(tǒng)研究，可以發(fā)現(xiàn)特定細(xì)胞過程中的代謝標(biāo)志物。目前關(guān)于電磁場(chǎng)與人體健康的代謝組學(xué)研究較少，但仍有研究通過多變量統(tǒng)計(jì)分析健康群體與電磁場(chǎng)敏感（idiopathic environmental intolerance attributed to electromagnetic fields，IEI?EMF）群體之間的代謝譜差異。與健康群體比較，敏感群體的代謝組學(xué)特征是甘氨酸和焦谷氨酸水平較高，2?羥基異己酸鹽、膽堿、谷氨酰胺和異亮氨酸水平較低。而這些代謝物主要涉及氧化應(yīng)激防御、疼痛機(jī)制和肌肉代謝過程，因此，這些標(biāo)志物的代謝水平可能揭示了纖維肌痛（fibromyalgia，F(xiàn)M）的發(fā)病機(jī)制，并可以作為識(shí)別疾病發(fā)生的特異性標(biāo)志物[43]。除此之外，還有研究利用代謝組學(xué)研究磁熱療在抗腫瘤中的療效，例如有研究發(fā)現(xiàn)，接受12小時(shí)的磁熱療后，動(dòng)物肝酶水平會(huì)顯著升高，而10天后則檢測(cè)不到這一現(xiàn)象。這說明磁熱療會(huì)在12小時(shí)內(nèi)顯著改變肝臟的代謝模式，但10天后則恢復(fù)至原始水平。這個(gè)過程中涉及的代謝組學(xué)特征包括磷脂酰膽堿、?；撬?、葡萄糖、乳酸和丙酮酸等在代謝組學(xué)層面上具有顯著差異，因此認(rèn)為磁熱療是一種可以安全治療肝轉(zhuǎn)移瘤的方法[44]。

（六） 微生物組學(xué)

近年來，人們發(fā)現(xiàn)微生物對(duì)人體各類疾病以及免疫系統(tǒng)等都發(fā)揮著重要作用，而隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)微生物的研究也進(jìn)入了組學(xué)時(shí)代，可以利用16S rRNA宏基因組測(cè)序技術(shù)加深對(duì)微生物組的研究。目前已有研究通過測(cè)序技術(shù)分析電磁輻射暴露對(duì)微生物組組成的影響，例如有研究使用UVA和UVB波段的紫外線照射受試者皮膚，發(fā)現(xiàn)受到輻射后皮膚微生物組的構(gòu)成發(fā)生了變化，而變化的程度則因人而異，但存在的總體趨勢(shì)為紫外線照射后藍(lán)藻、梭桿菌和疣微菌會(huì)普遍增加，而乳酸桿菌會(huì)減少[45]。除了皮膚的微生物組之外，電磁場(chǎng)還會(huì)影響腸道微生物組。有研究通過16S rRNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)高劑量的全身輻射暴露后，腸道微生物組的構(gòu)成發(fā)生了變化，與腹瀉相關(guān)的羅伊氏乳桿菌增加，而扁豆菌、疣微菌門和擬桿菌減少，從而導(dǎo)致腹瀉癥狀[46]。類似研究發(fā)現(xiàn)，電磁場(chǎng)暴露不僅會(huì)導(dǎo)致抑郁樣神經(jīng)行為障礙，還會(huì)導(dǎo)致腸道微生物群失衡，而熱習(xí)服（heat acclimation，HA）則可以減輕電磁輻射引起的抑郁特征[47]。還有研究表明，在高劑量電磁輻射中仍存活至正常壽命的部分小鼠，其胃腸道中存在著獨(dú)特的微生物組，其中毛螺菌科和腸球菌科的細(xì)菌最為豐富。單關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)毛螺菌與保護(hù)作用顯著相關(guān)，而腸球菌則與促進(jìn)造血、減輕胃腸道損失顯著相關(guān)。這一結(jié)果揭示了新的輻射防護(hù)機(jī)制，并為減輕輻射治療引起的不良反應(yīng)提供了新的思路[48]。

目前還需要更多的研究來了解電磁場(chǎng)對(duì)人體微生物組的影響，通過測(cè)序技術(shù)可以快速高效地識(shí)別電磁輻射暴露的微生物組標(biāo)志物，有助于開發(fā)有效的治療干預(yù)措施以減輕輻射損傷；了解輻射損傷和輻射引起癥狀的病理生理學(xué)機(jī)制，有助于開發(fā)新藥和制定預(yù)防措施，改善接受放療的癌癥患者的生活質(zhì)量。

三、 未來與展望

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了大量的人造電磁場(chǎng)，使得人們?cè)絹碓蕉嗟乇┞对陔姶泡椛渲校M(jìn)而引發(fā)了對(duì)于電磁輻射對(duì)人體健康危害的廣泛關(guān)注。另外，近年來測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展產(chǎn)生了海量的多組學(xué)數(shù)據(jù)，研究人員使用高通量技術(shù)和分析手段可以更好地了解疾病的致病機(jī)制以及研發(fā)治療手段。這些發(fā)展為使用多組學(xué)數(shù)據(jù)分析電磁輻射對(duì)人體健康的影響打下了基礎(chǔ)。在高通量測(cè)序技術(shù)分析下，可以同時(shí)研究細(xì)胞、組織、人體中與環(huán)境因素關(guān)聯(lián)的數(shù)千個(gè)基因。同時(shí)相較于低通量實(shí)驗(yàn)手段，高通量測(cè)序技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)有效，可以對(duì)同一批樣本進(jìn)行不同組學(xué)層面測(cè)序，進(jìn)而進(jìn)行多組學(xué)綜合分析。

在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間里研究人員都在使用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法研究電磁輻射對(duì)人類健康的影響，不但效率較低，關(guān)于電磁輻射對(duì)生物影響的評(píng)估也不夠全面。目前基于組學(xué)大數(shù)據(jù)的研究越來越受到關(guān)注，但大多數(shù)研究成果都來自歐洲機(jī)構(gòu)[49]，國內(nèi)的研究尚較少，補(bǔ)齊國內(nèi)短板任重道遠(yuǎn)。因此，基于多組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究電磁輻射對(duì)人體健康的影響，可作為未來國內(nèi)電磁學(xué)與醫(yī)學(xué)交叉領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。雖然目前已經(jīng)有很多研究工作探索電磁輻射對(duì)生物體的影響，但是人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛接觸到的電磁輻射如Wi?Fi網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕等對(duì)健康的影響尚需要更多的研究去探索及驗(yàn)證。

另外，與低通量實(shí)驗(yàn)的可比性是使用高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)存在的普遍問題。例如，兩種實(shí)驗(yàn)方法是否得出一致結(jié)論，如何展示兩者之間在多大程度上具有可比性，使用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行復(fù)現(xiàn)得到驗(yàn)證的比例是多少等等。針對(duì)這些問題，還亟需制定規(guī)范的分析流程和標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)方法以確保結(jié)論的可比性和研究的高質(zhì)量性。

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