随着技术革命的发展,过去二十年里,多种不同频率的多源电磁场(EMF)得到了大规模的传播,这一趋势肯定会持续下去(Mattsson等人,2018年),从而加剧了关于非热暴露模式下可能产生的健康影响的长期争论。事实上,射频电磁场(RF-EMF)唯一被证实的效应是由于身体组织吸收电磁能量而导致的温度升高,但文献中也报告了在非热暴露条件下的其他效应,尽管这些结果存在争议(ICNIRP 2020, 2025)。
由于无线通信技术的最新进展,目前人类群体正暴露于多种来源发出的射频(RF)EMF中,这些技术标准各不相同,尤其是第四代(4G)和第五代(5G)信号(Betta等人,2022年;Bonato等人,2022年;Chiaraviglio等人,2024年;Miclaus等人,2023年)。这些信号包括常用于连接设备和上网的Wi-Fi。显然,多种不同频率和信号的共存增加了人类对EMF的暴露,这引发了关于多源RF暴露可能产生的效应的问题。国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP,2025年)也最近强调了这一点,这也是欧盟委员会在“地平线欧洲”(Horizon Europe)研究与创新计划中的关注焦点。
在这种复杂的情况下,特别是在5G网络部署的过程中,人们开始关注开发创新方法来表征在各种使用场景下由多种来源引起的RF-EMF暴露(Liu等人,2024年;Veludo等人,2025年)。这些信息对于健康风险评估和制定适当的暴露标准至关重要(ICNIRP,2020年;Schilling等人,2021年)。
然而,实验研究主要关注的是单频率或具有不同特性的信号下的RF暴露的生物学效应,而这些研究大多将化学处理视为模拟现实生活中的EMF和其他环境因素共同作用的可能因素。在这里,当应用不同的RF频率/信号时,共暴露被定义为“多重”暴露;而当暴露于RF和其他物理或化学因素时,则定义为“联合”暴露。根据Kostoff和Lau(Kostoff和Lau,2013年)的分类,这些效应可以分为:a) 加性效应:两种因素的效应是它们各自单独作用效应的总和;b) 拮抗/保护效应:效应低于单独处理效应的总和;c) 增强效应:一种因素在另一种没有独立效应的因素的共同作用下效应增强;d) 协同效应:两种或更多因素的效应显著大于它们各自单独作用效应的总和。
关于联合暴露的研究,文献中主要考虑了与2G和3G移动电话技术相关的频率和信号条件,并采用了多种暴露剂给药方案(在RF暴露之前、同时或之后),其结果严格取决于生物模型、联合暴露剂的给药方案以及RF暴露参数(SCENIHR,2015年;SSM,2024年)。多年来,我们的研究小组一直致力于研究哺乳动物细胞对RF和其他物理或化学因素的联合暴露。我们证明,当单独施加时,多种频率、信号(2G、3G和4G技术)以及特定吸收率(SAR)值的RF暴露通常不会引起生物学效应。相反,对多种细胞模型的RF预暴露可以有效防止后续化学或物理处理的损害效应,这种效应严格取决于所采用的实验条件和电磁条件(Falone等人,2018年;Romeo等人,2020年;Sannino等人,2025年;Sannino等人,2024a;Sannino等人,2024b;Sannino等人,2024年;Sannino等人,2022年;Sannino等人,2019年;Sannino等人,2014年;Sannino等人,2011年;Zeni等人,2021年;Zeni等人,2012年)。其他独立研究小组也在不同类型的细胞中得到了类似的结果(Cao和Tong,2014年;Gapeyev和Lukyanova,2015年;He等人,2016年;He等人,2017年;Ji等人,2016年;Mortazavi等人,2017年;Zong等人,2015年)。
少数体内和体外研究探讨了多重频率/信号暴露的效应,这些研究主要由韩国研究小组进行。在这些研究中,仅考虑了2G和3G技术使用的频率/信号,结果均为阴性(Hong等人,2012年;Jin等人,2013年;Jin等人,2011年;Kang等人,2014年;Kim等人,2012年;Lee等人,2012年;Lee等人,2011a;Lee等人,2009年;Lee等人,2016年;Lee等人,2011b)。此外,还有两项独立研究小组的研究也得到了阴性结果(López-Furelos等人,2012年;Shirai等人,2017年)。此外,也有少数研究调查了Wi-Fi信号暴露的生物学和健康效应,这些研究表明,在低于监管限值的暴露下,Wi-Fi不会产生有害健康影响(Dongus等人,2022年)。然而,由于Wi-Fi设备和接入点的功率较低(通常为0.1瓦),不能预先排除其与其它RF信号相互作用的影响,因此值得进一步研究。
基于当前的RF暴露情况和现有的实验研究,本体外研究重点关注了全球范围内仍最常用的1950 MHz 4G LTE信号,一方面探讨其与menadione(MD)的联合效应,另一方面探讨了与Wi-Fi信号(2450 MHz)的多重暴露效应。MD是一种常用于研究氧化应激的半醌化合物,它是众所周知的活性氧物种(ROS)诱导剂(Loor等人,2010年)。此外,还有研究表明MD可以诱导细胞凋亡(Oztopcu-Vatan等人,2015年;Sa等人,2009年)。
我们使用了人类神经母细胞瘤细胞模型,该模型在我们之前的研究中对不同电磁条件下的联合暴露表现出响应性。我们实验室之前已经对使用波导施加器的暴露装置进行了表征,该装置可用于将细胞培养物暴露于0.3 W/kg和1.25 W/kg的SAR水平。通过分析ROS的形成、细胞凋亡和细胞周期进展,研究了4G LTE暴露单独作用、与MD两种浓度联合作用或与Wi-Fi信号联合作用时可能对细胞生理造成的改变。