背景:太空辐射成分复杂,对宇航员产生的危害主要来源于银河宇宙射线的高LET辐射,即高能质子和重离子,以及这些高能粒子作用于屏蔽物产生的次级粒子。尽管重离子所占比例很低,但是贡献的剂量却占总剂量的50%以上;其对生物组织的电离辐射能力很强,能使生命遗传物质的重要靶分子DNA发生复杂损伤,从而导致细胞死亡、突变或转化,危害宇航员身体健康。目前人们对空间辐射生物效应的认识较少,我国对太空辐射生物效应的实验研究十分有限,宇航员的生物剂量评估还是空白。目的:通过开展不同能量12C重离子诱导人外周血淋巴细胞损伤效应的研究,获得染色体畸变率与微核率随辐射剂量的变化规律,建立不同能量重离子辐射的剂量-效应曲线和数学模型,研究12C离子辐射产生的相对生物效应,为客观评价宇宙辐射的生物剂量提供科学依据。方法:利用地面加速器产生的29KeV/μm和148KeV/μm的12C离子,对离体人外周血淋巴细胞进行辐照。照射剂量为0.5～5.0Gy,剂量率为0.5Gy/min。采用培养开始加秋水仙素和胞浆分裂阻滞等方法,对染色体畸变和淋巴细胞微核进行分析,同时观察不同培养时间染色体畸变的时间效应。结果:29KeV/μm和148KeV/μm的12C离子0.5～5.0Gy照射诱导的染色体畸变双加环剂量-效应方程均为线性模式,RBE值分别为5.05～0.97和5.65～1.39;诱导的微核剂量-效应方程均为线性平方模式,RBE值分别为3.30～0.78和4.25～1.22。两种能量的12C离子诱导的染色体畸变和淋巴细胞微核,随着LET的增高而增高,暴露于148KeV/μm的12C离子诱导的染色体双加环畸变,随着培养时间的延长明显增加,其RBE值从3.03升高到8.29。不同能量12C离子诱导的染色体畸变双加环和微核,在细胞间的分布均呈过离散分布,且泊松分布u检验的相对变异系数随着剂量的升高而升高,离散趋势也愈明显。结论:12C离子诱导的染色体畸变率和微核率随着能量的增高而增高,微核率在3.0Gy以上趋于饱和;148KeV/μm的12C离子诱导的染色体畸变双加环,随着培养时间的延长明显增高,RBE值也随之升高。因此,用常规染色体培养方法将会造成损伤的低估。这项研究为宇航员的剂量估算提供了科学依据,同时对重离子治疗恶性肿瘤具有重要临床意义。