CT会让孩子变笨吗？

——辐射防护与辐射生物学的观点

刚刚开始进行核医学研究的时候，我像每个电离辐射从业人员一样，对医疗活动中的电离辐射暴露十分警惕。于是每次因为体检和就诊进入放射科、影像科（所幸我还没当过核医学科的患者）的时候，我都会留心医学影像检查所带来的辐射剂量。很快我发现，像是拍个胸片这种暴露，对我简直可以忽略不计；而局部CT的剂量虽然大一些，也还是相当安全的。

对我和多数患者来说，只要不发生意外辐射事故，正常的医疗活动造成的电离辐射暴露是完全可以接受，至少是明显利大于弊的。但是对于辐射敏感人群来说，医疗辐射可能带来的副作用便是足以引起警惕的了。除了一部分携带特定辐射敏感基因的人，儿童和孕妇在电离辐射面前都是要特别小心的。

电离辐射像空气一样，始终伴随着我们，但在人类历史上很长的一个时期人们都没有认识到它的存在。直到19世纪末，原子物理的发展催生出放射性、元素衰变等重大发现，人类才开始了解、利用乃至滥用电离辐射。因为健康是人类的基本追求，电离辐射也首当其冲的被利用于医疗领域。记得小时候读居里夫妇的传记，最为震撼的情节是他们把镭放在皮肤附近，观察自己被电离辐射灼伤的过程并做科学记录。尽管居里夫人因辐射相关疾病英年早逝，具有“神奇能量”的镭还是被用于各种离谱的医疗活动中，乃至作为治疗性添加剂被加入牙膏、化妆品和巧克力中。时至今日，美国历史最悠久的肿瘤研究与治疗协会的名称还叫“美国镭学会”。

1928年，几位夜光表厂的女工把工厂告上法庭。她们在工厂进行涂覆含镭涂料的工作中，因为经常需要舔舐沾满涂料的毛刷头以便涂刷，摄入大量放射性元素造成辐射病。这一事件，以及随后的广岛、长崎原子弹，以及切尔诺贝利核事故等事件，促使人们全面的认识电离辐射对人体的负面影响。

现代的辐射防护理论认为，电离辐射带来的生物效应主要可分为随机效应和确定性效应。其中确定性效应是电离辐射直接对人体造成的短期可见损伤，只有达到较高放射剂量的时候才会表现出来。广岛受难者和切尔诺贝利救援人员所患的辐射病，即是确定性效应的体现。以医疗照射的剂量，最多能引起随机效应。电离辐射有一定几率对遗传物质造成随机的破坏，从而引发癌症和遗传病，这就是随机效应。该效应一般需要较长的时间才能显现，因此尤其难以研究。婴幼儿受到随机效应的影响尤为显著，一方面因为他们在生长发育过程中，细胞代谢旺盛、细胞周期活跃，对辐射更为敏感；另一方面他们的预期寿命长，随机效应的影响更有可能被体现。对婴幼儿的随机效应研究意义便更加重大，然而因为缺乏合适的样本，这项研究也就更是难上加难。

在医疗领域，我们每天面临着大量两难选择。母亲失手把婴儿摔在地上，医生担心可能出现的脑损伤。各项常规检查结果没有明确的说服力，磁共振成像的效果也不好。此时，CT似乎成为首选的诊断方式。然而CT带来的电离辐射剂量对婴儿是可观的， CT的风险会不会比误诊的风险还要高得多？CT会不会给婴儿造成不可预见的其他后果？
队列研究是回答这类问题，帮助医生和患者做出合理选择的重要参考。近年来，CT在各国愈发普及，并已经逐步成为常规诊断方法，因此回答这一问题的需求就更加迫切。想要通过流行病手段研究CT对于婴幼儿的影响，首先遇到的困难就是缺乏样本。

讽刺的是，早期一种对放射性的“滥用”，却为队列研究埋下了伏笔，甚至催生出对辐射生物学效应的重新审视——将婴儿的头部电离辐射剂量与后期智力发展建立了联系。

1895年，伦琴发现了X射线。这一发现不仅是物理学的重大突破，也影响了工程技术、临床医学乃至流行文化。第一批放射医学的研究者由此诞生，其中就包括瑞典人斯塔贝克。他的伟大贡献中，最为人所知的就是他曾报道利用镭治疗了几例癌症患者，取得了不错的效果，这标志着20世纪肿瘤治疗的一种主要方法——肿瘤放射疗法的开端。斯塔贝克后来在斯德哥尔摩开设了瑞典第一家放射医学诊所，Radiumhemmet，直译过来就是“镭房子”。“镭房子”历经变迁，现已成为了世界著名的放射医学与核医学研究机构，并拥有高水平的临床团队。我们衡量人体所受电离辐射剂量的单位西弗（或称希沃特），就是用该机构一位科学家的名字命名的。

1920到1959年期间，这里大概收治了16500个18个月以下的皮肤血管瘤患儿。皮肤血管瘤是一种常见的、良性的新生儿肿瘤，一些情况下可自愈，现在对它的处理和治疗是比较温和的。作为一个放射医学诊所，“镭房子”对这些患儿开展的治疗放在今天足以骇人听闻——他们对其中89%的患儿采用放射疗法，对病灶进行辐照。虽然治疗确实取得了一定效果，但也埋下长久的祸根，很多孩子直到长大成人，才出现了治疗的副作用。

医疗机构对这些患儿的治疗过程留下了详细的病案，而且这些孩子大多依然可以追溯，因此，他们的不幸遭遇竟成为了生物医学研究的重要契机。这批昔日患儿在长大后参与了多项婴幼儿电离辐射相关的流行病学研究，为电离辐射的生物效应研究做出了伟大的奉献。这些研究阐述了胸部照射与乳房发育不全的关系（属于确定性效应），以及乳腺癌、脑瘤、甲状腺癌等多种癌症与婴儿时期电离辐射的关系（属于随机效应）。

2004年，瑞典、美国和希腊的研究团队对这一群体又做了一项研究，发表在著名的医学研究与临床期刊《英国医学杂志》上，引起了极大的关注。他们通过巧妙的实验设计，展示出研究对象的认知能力和婴儿时期头部受到的辐射剂量具有显著的相关性。此前，没有明确的证据表明婴儿时期的低剂量电离辐射会影响智力发育。之前的研究要么是辐射剂量过高，要么就是患者本来就有影响脑功能的基础疾病（如脑瘤），而这篇研究论文开篇便直接把矛头指向婴幼儿的CT，认为他们的研究对象对今天的CT检测具有特殊的参考价值。

既然研究的是认知能力发育，那么如何进行测量呢？他们选取的一个标准是高中在校率，这可以通过档案查阅。另一个标准很有趣，是来自军队的心理测验档案。瑞典从1901年开始实行义务兵役制，到2010年才废除。废除之前，瑞典18-24岁的男子必须服兵役。瑞典军队有一套沿用50年，仅有些许改动的心理测验体系。这一测试包括了一般指令与概念分辨、技术理解和空间认知水平几个项目，而这些测验结果基本可以反映认知能力。由于只有男子要服兵役，他们的对象也就限于男子。

在样本选择方面，他们在1930到1959年之间受到放射治疗的4577名男性患儿中，剔除了信息不全、服役记录和教育记录缺失者，对剩余的2211个对象进行了研究。然后，他们利用每个患儿的照射剂量和照射位置信息，计算出其大脑接受的吸收剂量。

接着，他们利用统计手段研究了大脑吸收剂量和高中在校率、心理测验结果之间的关联性，结果是惊人的。在高中在校率方面，大脑剂量超过100 mGy之后，这一指标就表现出明显的下降。考虑社会经济因素后，其趋势也没有什么变化。对心理测验分数的回归更加明显，对于一般指令与概念分辨、技术理解两个科目，成绩和大脑受照剂量呈现明显的负相关，而空间认知水平却没有显著的相关。这一结果同样不受其他已知变量的影响。

他们对文章的结论进行了概括。在此之前，人们知道高剂量的电离辐射会对人脑的发育及心理和智力产生负面影响，而不了解婴儿时期的低剂量暴露对认知有何微妙的影响。本文指出大脑暴露在“和CT等价的辐射剂量”的电离辐射下的婴儿，其智力发育也会受到负面影响。因此，他们认为对于头部受伤婴儿是否要用CT诊断这个问题，还需进一步斟酌。

对待前文提到的那个困惑的临床医生和患儿家属，这篇文章提供的具体帮助，除了提示慎重权衡的警醒作用外，其实是有限的。流行病学研究是有力的证据，但并非唯一的决断性证据。建立婴儿时期头部低剂量电离辐射与智力发育的关系，还有很长的路要走。上面讲到的文章，已经发表十多年了，对于本文标题提出的问题，我认为最谨慎的答案还是：我们尚无定论。

这篇文章，工作踏实，数据可靠，体现了作者良好的统计学素养。能够发表在《英国医学杂志》这样高水平的期刊上，虽有轰动效应为其助力，其文章本身的品质也是毋庸置疑的。但正如任何其他工作，本研究依然存在若干缺陷。文章发表之后，杂志网站上现已有13条读者反馈，有附议的，也有质疑的，足见讨论之热烈。有读者指出，本文展示的结果，在剂量超过100 mGy的时候才比较显著，然而这一数值远高于现代CT的典型剂量。接触式的放疗和CT所用X射线的品质可能差异巨大。同时，文章所引用的事后估算剂量恐与真实数值有严重偏差。此外，尚不能排除原来所患的血管瘤波及大脑影响智力发育的因素（根源是对照选取的不合理）。

对于质疑，作者有做了部分的回应。但是多年以来，讨论还在以各种形式延续。想要阐明这一问题，必须回答出对影响智力发育的机理。2004年美国科学家曾经评论，认为辐射对胸腺的影响可能导致了智力发育的抑制。去年12月，又有人发表了一个猜想，提出电离辐射对神经系统影响的复杂的、系统的信号通路模型。正如原文作者所说，无论研究的结果如何，都有很多的工作要做。

人类认识电离辐射的历史已经超过了一百年，然而我们对它还是所知甚少。人类对待电离辐射的态度，折射出公众对待很多新技术衍生的新事物的态度。从一开始的兴奋、狂热，演化到后来的畏惧、恐慌。我们期待能够看到有一天公众对于电离辐射能拥有和专家一致的看法：谨慎、平和。其实，公众态度的转变一方面要靠科学的发展揭示世界的本性，要靠技术的进步束紧驾驭的缰绳，更要靠文化的流传散播科学精神的模因。电离辐射如此，克隆技术如此，转基因农产品大抵也是如此。

主要参考文献：

1. Hall, Per, et al. “Effect of low doses of ionising radiation in infancy on cognitive function in adulthood: Swedish population based cohort study.” BMJ 328.7430 (2004): 19.
2. Kardamakis, Dimitrios, et al. “The history of Radiumhemmet in Stockholm in the period 1895-1950. The transformation of an outpatient clinic to an academic department.” Vesalius: Acta Internationales Historiae Medicinae16.2 (2010): 95-99.
3. Hall, Per, et al. “Lenticular opacities in individuals exposed to ionizing radiation in infancy.” Radiation Research 152.2 (1999): 190-195.
4. Zakhvataev, Vladimir E. “Possible scenarios of the influence of low-dose ionizing radiation on neural functioning.” Medical Hypotheses 85.6 (2015): 723-735.
5. Fürst, C. J., et al. “Breast hypoplasia following irradiation of the female breast in infancy and early childhood.” Acta Oncologica 28.4 (1989): 519-523.
6. Lundell, Marie, and Lars-Erik Holm. “Risk of solid tumors after irradiation in infancy.” Acta Oncologica 34.6 (1995): 727-734.
7. Karlsson, Per, et al. “Intracranial tumors after exposure to ionizing radiation during infancy: a pooled analysis of two Swedish cohorts of 28,008 infants with skin hemangioma.” Radiation Research150.3 (1998): 357-364.