手機(jī)電磁輻射對聽覺系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展

楊紅紅 左汶奇 鐘時勛

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，耳鼻咽喉科（重慶 400016）

手機(jī)是我們生活中必不可缺少的聯(lián)系工具，根據(jù)國家工業(yè)和信息化部發(fā)布的《中國無線電管理年度報告2018》顯示，截止2018年底，我國手機(jī)用戶已達(dá)到15.7億戶，全國移動通信基站總數(shù)已達(dá)648萬個。手機(jī)給人類生活帶來便利的同時，它所產(chǎn)生的電磁輻射（electromagnetic radiation,EMR）因可能影響人類健康而受到社會的廣泛關(guān)注，電磁輻射已被聯(lián)合國人類環(huán)境會議列為必須控制的公害之一[1]。

聽覺系統(tǒng)是手機(jī)電磁輻射的直接效應(yīng)器官，也是暴露時間最長的器官，易受電磁輻射的損傷。聽覺是由耳、聽神經(jīng)和聽覺中樞的共同作用來完成的，外耳主要是耳廓和外耳道，中耳主要是鼓膜和聽骨鏈，一般不會受到電磁輻射的損傷，因此，內(nèi)耳和聽覺中樞是電磁輻射損傷研究的熱點(diǎn)，但研究結(jié)果存在較大爭議，故本文就手機(jī)電磁輻射對聽覺系統(tǒng)（耳蝸、耳蝸核、下丘、海馬、聽覺皮層等）的影響做出綜述。

1 電磁輻射

電磁輻射從輻射源向周圍空間發(fā)射，由空間共同移動的電能量和磁能量所組成，以波的形式移動并傳遞能量和動量。與人類健康密切相關(guān)的電磁輻射主要包括：①極低頻場(extremely low frequency ELF)：頻率范圍為0-300Hz，主要來源于電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、電力生產(chǎn)和輸送等；②射頻輻射（Radio frequency electromagnetic fields,RF-EMF）：頻率范圍為100KHz-300GHz，包括高頻電磁場和微波，主要來源于電視信號的發(fā)射與接收、無線電通訊、廣播等。手機(jī)電磁輻射的頻率主要為800-2000MHz，屬于射頻輻射。手機(jī)在通話過程中，首先將聲能轉(zhuǎn)換為電信號，然后再把電信號轉(zhuǎn)換為電磁波發(fā)射出去，這種電磁波就是電磁輻射。

電磁輻射對人體的損傷主要有熱效應(yīng)（Thermal Effects）、非熱效應(yīng)(Nonthermal Effects)和累積效應(yīng)[2]。①熱效應(yīng)：電磁輻射能量轉(zhuǎn)換為熱量，引起生物組織或者系統(tǒng)溫度升高，一般發(fā)生在100KHz以上的頻率范圍內(nèi)。②非熱效應(yīng)：生物體都存在微弱的電磁場，它們是穩(wěn)定和有序的，一旦受到外界電磁場的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場將遭到破壞，人體也會遭受損害。非熱效應(yīng)可發(fā)生在各個頻段。③累積效應(yīng)：熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，人體受到的損傷還沒來得及自我修復(fù)，就再次受到電磁輻射的影響，其傷害程度就會發(fā)生累積，久而久之會成為永久性病態(tài)，甚至危及生命。對于長期接觸電磁輻射的群體，即使頻率和強(qiáng)度很低，也可能會誘發(fā)病變，高頻輻射更是如此。

衡量手機(jī)電磁輻射常用的指標(biāo)為頻率和比吸收率（Specific Absorption Ratio,SAR），目前全球移動通訊常用的頻率為800-2000MHz；而SAR是指單位時間內(nèi)（通常任意六分鐘內(nèi)）單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電磁輻射能量，標(biāo)準(zhǔn)單位是瓦特每千克組織重（W/kg）。根據(jù)國際非電離輻射防護(hù)委員會（ICNIRP）相關(guān)規(guī)定，歐洲手機(jī)的SAR值一般設(shè)定在2W/kg以內(nèi)，我國手機(jī)的SAR值也是設(shè)定在2W/kg以內(nèi)，美國手機(jī)的SAR值相對較嚴(yán)格，一般設(shè)定在1.6W/kg以內(nèi)。另外，電磁輻射對不同組織、部位的影響是不同的，ICNIRP還規(guī)定了一般暴露全身平均SAR值限定為0.08W/kg，頭頸部是2W/kg，四肢是4W/kg；職業(yè)暴露的全身SAR值限定為0.4W/kg，頭頸部是10W/kg，四肢是20W/kg[3]。

2 電磁輻射對聽覺系統(tǒng)的影響

聽覺傳導(dǎo)通路起始于耳蝸，終止于聽覺皮層。聲音經(jīng)外耳收集、中耳增壓后傳導(dǎo)到內(nèi)耳，經(jīng)耳蝸毛細(xì)胞轉(zhuǎn)換為電信號后，首先到達(dá)耳蝸神經(jīng)核，后經(jīng)上橄欖復(fù)合體、外側(cè)丘系、下丘、丘腦的內(nèi)測膝狀體，最后將聽覺信息傳遞到聽覺皮層，聽覺皮層接受聽覺信息，經(jīng)分析綜合后產(chǎn)生聽覺意識。

2.1 人體研究

在公眾人群中，Monnery[4]對12名健康志愿者通過純音測聽等方法進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在手機(jī)通話過程中耳蝸毛細(xì)胞功能沒有明顯改變；Gupta[5]對67名使用手機(jī)超過1年的健康成人行ABR檢測發(fā)現(xiàn)聽閾無明顯升高；Sudan[6]對52680名兒童研究發(fā)現(xiàn)手機(jī)電磁輻射對聽力無相關(guān)性影響。同時，部分研究將人體短時間暴露于手機(jī)輻射場內(nèi)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)對象的聽閾無明顯升高。例如：Ozturan[7]和Uloziene[8]予以30名志愿者手機(jī)電磁輻射（900MHz或1800MHz）10分鐘；Oysu[9]予以18名志愿者電磁輻射（900MHz、0.82W/kg）15分鐘，Parazzini[10]予以 73名志愿者電磁輻射（1947MHz、1.75W/kg）20分鐘，Bamiou[11]予以30名志愿者電磁輻射（882MHz、1.3W/kg）30分鐘，Mora[12]予以20名志愿者電磁輻射（900MHz、1800MHz）15至30分鐘后，通過純音測聽、聽性腦干反應(yīng)(Auditory brainstem response，ABR）、畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射（Distortion products otoacoustic emission,DPOAE）、瞬態(tài)聲誘發(fā)耳聲發(fā)射(Transient evoked otoacoustic emissions,TEOAE)等方法對受試者進(jìn)行聽力閾值檢測，均發(fā)現(xiàn)聽閾無明顯升高。然而，Oktay[13]對40名使用手機(jī)超過4年的健康成人行ABR檢查，發(fā)現(xiàn)10-20min/天的手機(jī)使用人群ABR閾值無明顯改變，但2h/天的手機(jī)使用人群ABR閾值升高；Garcia Callejo[14]采用前瞻性隊(duì)列研究方法進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)組為323例聽力正常并經(jīng)常使用手機(jī)的志愿者，對照組為172名沒有使用手機(jī)的志愿者，研究發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組言語頻率的聽閾較對照組提高1-5分貝；同樣，Das[15]對100名健康醫(yī)學(xué)生的研究發(fā)現(xiàn)長時間使用手機(jī)會提高聽力閾值，馬冬云[16]對106名使用手機(jī)不同頻次和年限的人群行腦干聽覺誘發(fā)電位（BAEP）檢測，發(fā)現(xiàn)長期使用手機(jī)人群（使用年限＞10年，使用頻率＞10次/天，通話時長＞3分/次）除Ⅰ波PL、ILD、Ⅰ-Ⅲ IPL改變外，Ⅴ波波幅較同側(cè)Ⅰ波及對側(cè)Ⅴ波波幅低50%以上，Ⅲ-Ⅴ/Ⅰ-Ⅲ＞1，刺激閾值明顯高于對側(cè)的腦干型改變，而較少使用手機(jī)人群（使用年限＜5年，使用頻率＜5次/天，通話時長＜1分/次）BAEP異常，是以PL、ILD改變?yōu)橹鞯膬?nèi)耳型，以上結(jié)果顯示聽神經(jīng)傳導(dǎo)通路出現(xiàn)了相應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞軸索損害及脫髓鞘改變，即對聽神經(jīng)通路有早期損害。在特殊人群中，Oktay[17]發(fā)現(xiàn)長期職業(yè)暴露于電磁輻射中亦可提高聽力閾值。以上研究提示，手機(jī)電磁輻射對聽閾的影響，與手機(jī)使用頻率、使用時間密切相關(guān)，短期使用手機(jī)可能不會提高聽力閾值，但長期暴露于手機(jī)電磁輻射，可能會導(dǎo)致聽閾升高。目前電磁輻射對人類聽覺系統(tǒng)的影響尚不明確，且在人體研究上存在較大的局限性，因此，較多研究在動物模型上進(jìn)行。

2.2 動物實(shí)驗(yàn)

2.2.1 電磁輻射對耳蝸的影響

耳蝸（Cochlea）是內(nèi)耳的重要組成部分，是傳導(dǎo)并感受聲波的結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)將來自于中耳的聲音信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的神經(jīng)電信號，經(jīng)神經(jīng)纖維傳導(dǎo)至大腦的中樞聽覺系統(tǒng)，經(jīng)處理后實(shí)現(xiàn)聽覺知覺。體外實(shí)驗(yàn)中，Huang[18]將大鼠耳蝸聽毛細(xì)胞（HEI-OCI）暴露于1760MHz、20W/kg電磁輻射24或48小時，發(fā)現(xiàn)該細(xì)胞周期、DNA及熱休克蛋白等指標(biāo)未見明顯異常。Aran[19]將耳蝸內(nèi)毛細(xì)胞暴露于900MHz、1W/kg電磁輻射，內(nèi)毛細(xì)胞的數(shù)量、形態(tài)等未見異常；另有研究發(fā)現(xiàn)大鼠耳蝸邊緣細(xì)胞暴露于1800MHz，2W/kg、4W/kg電磁輻射，其能量不足以引起細(xì)胞DNA的損傷和細(xì)胞凋亡[20]。然而，馮小華[21]研究發(fā)現(xiàn)長時間的手機(jī)電磁輻射能影響豚鼠離體耳蝸外毛細(xì)胞（OHC）膜離子通透性和膜電位的形成，從而導(dǎo)致離體OHC膜電位對不同強(qiáng)度純音刺激的敏感性逐漸降低，耳蝸毛細(xì)胞是聽覺感受器，毛細(xì)胞受損可能會導(dǎo)致聽覺功能的降低或喪失。另外，左汶奇[22]研究發(fā)現(xiàn)短期暴露于1800MHz、4w/kg電磁輻射下，耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)有改變，即有自噬小體、自噬溶酶體出現(xiàn)，自噬蛋白LC3-II和beclin1顯著表達(dá)，提示電磁輻射在一定條件下可以引起耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的損傷。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，Seckin[23]等將新生大鼠暴露于900MHz、1800MHz電磁輻射系統(tǒng)中21天，每天1h，DOPAE檢測發(fā)現(xiàn)聽力無明顯改變，但耳蝸超微結(jié)構(gòu)有細(xì)胞凋亡、壞死等表現(xiàn)。到目前為止，電磁輻射對耳蝸的影響還沒有明確的定論，還需要更多的實(shí)驗(yàn)研究來證實(shí)。

2.2.2 電磁輻射對耳蝸核的影響

耳蝸核(cochlear nucleus)是位于腦干靠近腦橋和延腦之間區(qū)域的神經(jīng)核團(tuán)，是所有耳蝸傳入神經(jīng)纖維的終止處和聽覺投射系統(tǒng)中第一級神經(jīng)突觸的發(fā)生地。Ozguri[24]將Wistar大鼠暴露于電磁輻射下持續(xù)30天，聽性腦干反應(yīng)（ABR）檢測聽閾未見明顯異常，但耳蝸核神經(jīng)元細(xì)胞出現(xiàn)空泡化、變性、水腫及固縮等表現(xiàn)。同樣，Celiker[25]將Wistar大鼠暴露于2100MHz電磁輻射下30天，ABR檢測發(fā)現(xiàn)聽閾未見明顯異常，但耳蝸核凋亡指標(biāo)升高，且有細(xì)胞變性出現(xiàn)。研究表明，長期電磁輻射可導(dǎo)致大鼠耳蝸核病變，但聽力無明顯改變，可能是因?yàn)檫@些超微結(jié)構(gòu)的改變尚不足以引起功能的改變。

2.2.3 電磁輻射對丘腦的影響

丘腦是最重要的感覺傳導(dǎo)接替站，來自全身各種感覺的傳導(dǎo)通路（除嗅覺外），均在丘腦內(nèi)更換神經(jīng)元，然后投射至大腦皮質(zhì)。丘腦作為一個中繼核團(tuán)在調(diào)控皮層之間信息傳遞和更廣泛的皮層活動中發(fā)揮作用[26,27]，目前尚無電磁輻射對丘腦影響的相關(guān)研究，這有待進(jìn)一步探討。

2.2.4 電磁輻射對聽覺皮層的影響

聽覺皮層是大腦皮質(zhì)的一個亞皮質(zhì)區(qū)域，是感知外界信號的高級神經(jīng)中樞，在信號處理加工過程中起著重要作用。體外實(shí)驗(yàn)中，Occelli[28]將聽覺皮層細(xì)胞經(jīng)過脂多糖處理后暴露于1800MHz、1.55W/kg強(qiáng)度下6小時，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元活動受到影響。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，Maskey[29]將ICR小鼠暴露于835MHz，4W/kg電磁輻射下每天8小鼠，持續(xù)3個月，發(fā)現(xiàn)暴露組聽覺皮層甘氨酸受體表達(dá)下降，聽性腦干內(nèi)細(xì)胞數(shù)量和神經(jīng)纖維網(wǎng)減少，ABR檢測聽力閾值升高，提示長期暴露于電磁輻射下可能引起動物模型的聽力下降，且考慮主要是通過降低甘氨酸受體的數(shù)量導(dǎo)致的。

2.2.5 電磁輻射對海馬的影響

海馬主要負(fù)責(zé)存儲信息，是人學(xué)習(xí)和記憶的關(guān)鍵部位，但也參與感覺、嗅覺、觸覺等信息的加工，有研究證實(shí)海馬是聽覺刺激的響應(yīng)區(qū)和聽覺信息傳遞的控制區(qū)，聽覺信息可通過聽覺通路傳遞到海馬CA3區(qū)。羅小莉[30]將SD大鼠短期（持續(xù)48h）或長期（1h/天，持續(xù)48天）暴露于1800MHz，2W/kg、4W/kg、10W/kg強(qiáng)度下，大鼠ABR聽閾未見明顯升高，但血清活性氧簇（Reactive oxygen species,ROS）含量升高及海馬CA3區(qū)超微結(jié)構(gòu)損傷。Gupta[31]將SD大鼠暴露于900MHz、1800MHz、2450MHz電磁輻射1h/天、持續(xù)28天，發(fā)現(xiàn)暴露于2450MHz大鼠的海馬組織乙酰膽堿和凋亡指標(biāo)（如細(xì)胞色素C、caspase-3、caspase-9）明顯升高。史長華[32]將Wistar大鼠暴露于900MHz電磁輻射，發(fā)現(xiàn)輻射組海馬CA1區(qū)和CA3區(qū)錐體細(xì)胞層變薄，細(xì)胞排列紊亂、疏松，胞漿尼氏體減少，并出現(xiàn)大量神經(jīng)元缺失。羅海水[33]將體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)干細(xì)胞暴露于900MHz電磁輻射下降，電鏡發(fā)現(xiàn)海馬神經(jīng)干細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的改變，出現(xiàn)染色質(zhì)邊集、固縮，核膜及細(xì)胞器改變甚至消失等不可逆改變。但是，張媛[34]將SD大鼠暴露于1800MHz電磁輻射下21天，電鏡未發(fā)現(xiàn)海馬組織超微結(jié)構(gòu)的改變，未見神經(jīng)細(xì)胞凋亡、壞死等病變，可能是由于海馬組織埋在大腦深處，它所能吸收的電磁輻射能量非常低所致，關(guān)于電磁輻射對海馬組織的影響，還需要進(jìn)一步探討。

2.2.6 電磁輻射對聽神經(jīng)瘤的影響

2011年，電磁輻射被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究中心列為可能的人類致癌物（2B組）[35]，但關(guān)于“手機(jī)電磁輻射是否增加聽神經(jīng)瘤的患病率”，目前仍沒有明確結(jié)果。Christensen[36]和Takebayashi[37]對聽神經(jīng)瘤的病例進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)使用手機(jī)不會增加聽神經(jīng)瘤的發(fā)病率，且聽神經(jīng)瘤在顱內(nèi)的位置與慣用左耳或右耳接打手機(jī)無關(guān)，以及聽神經(jīng)瘤的大小也與持續(xù)暴露于手機(jī)電磁輻射的時間無關(guān)；Schoemaker[38]和Honn[39]研究也發(fā)現(xiàn)短期使用手機(jī)并未增加聽神經(jīng)瘤的患病率,且聽神經(jīng)瘤的患病率與手機(jī)每日使用時間、使用頻率和手機(jī)型號均無相關(guān)性，但是,使用手機(jī)大于10年的人群，其同側(cè)聽神經(jīng)瘤的患病率會大大增加。Hardell[40,41]團(tuán)隊(duì)分別對1997-2000年和2000-2003年的中樞神經(jīng)腫瘤患者進(jìn)行病例對照研究，發(fā)現(xiàn)長期使用手機(jī)人群，特別是使用手機(jī)大于10年的人群，患聽神經(jīng)瘤風(fēng)險大大升高，盡管研究樣本量不夠大，但他們總結(jié)出使用手機(jī)會增加患聽神經(jīng)瘤的概率。有關(guān)手機(jī)與聽神經(jīng)瘤風(fēng)險之間相關(guān)性的調(diào)查和研究存在以下問題：①目前流行病學(xué)研究主要采用病例對照研究和回顧性列隊(duì)研究，但存在選擇性偏倚、回憶性偏移等缺點(diǎn)。②手機(jī)用戶的使用時間不是很長，而聽神經(jīng)瘤的潛伏期較長，故不能確定手機(jī)電磁輻射對聽神經(jīng)瘤的長期影響。③用戶使用的手機(jī)類型不同，不同手機(jī)類型發(fā)出的電磁輻射頻率、強(qiáng)度不同，因此導(dǎo)致各項(xiàng)研究結(jié)果之間存在差異性，這就需要更多的前瞻性、對比研究來加以論證。總之，關(guān)于手機(jī)電磁輻射與聽神經(jīng)瘤的發(fā)生是否有關(guān)尚不明確，還有待進(jìn)一步闡明。

3 結(jié)論

手機(jī)電磁輻射對聽覺系統(tǒng)影響的作用機(jī)制尚不清楚，目前得到廣泛認(rèn)同的機(jī)制是ROS系統(tǒng)的激活，激活的ROS系統(tǒng)可攻擊線粒體及細(xì)胞核等引起細(xì)胞損傷，也可誘發(fā)線粒體介導(dǎo)的內(nèi)源性細(xì)胞凋亡途徑和激活Ca2+通道而引起細(xì)胞凋亡和損傷[42]；另有文獻(xiàn)報道，電磁輻射可以損傷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白的錯折疊和熱休克蛋白的產(chǎn)生。電磁輻射對聽覺系統(tǒng)的影響仍需進(jìn)一步明確，但研究存在以下問題，首先，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的動物壽命相對較短，通過研究只能探討短期手機(jī)電磁輻射對聽覺系統(tǒng)的影響，而長期影響仍不明確；其次，人體與動物的生理結(jié)構(gòu)存在差異，故動物研究的結(jié)果很難與人體組織相提并論；再者，雖然目前關(guān)于手機(jī)電磁輻射的研究較多，但不同研究者選取的細(xì)胞、組織、動物類型、輻射強(qiáng)度、輻射方式等均有很大差異，且電磁輻射損傷的劑量效應(yīng)關(guān)系尚不明確，也就無法為電磁防護(hù)提供一定參考。由于不能排除手機(jī)電磁輻射對聽覺系統(tǒng)的危害，我們需減少對手機(jī)的依賴。