谢和平院士：深地医学研究新进展- 工业快报

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　　随着浅部矿产资源逐渐枯竭，深部探明资源量的逐步增加，资源开发已不断走向地球深部。据不完全统计，我国千米级埋深煤矿47座，金属矿16座，深部资源开采将逐渐成为新常态。国际上，主要矿业大国也相继进入深部开采，目前超过1000m的矿井已有100余座，其主要分布在南非、加拿大、德国、俄罗斯、波兰等国，其中以最具代表性的南非矿井深度已深达4000m以上。这必然会导致深地作业人员的急剧增加。

　　然而，深部矿井的作业环境对人体生理、心理、病理的影响程度与机制研究基本处于空白；更谈不上有效应对深地的健康不利因素。甚至，连“深地”本身的概念都未进行准确的界定；不同的行业对深地的界定有较大的差异。

　　深部资源和空间开发利用如何实现作业人员的安全与健康保障，需揭示深部地下特殊环境对人体健康的影响机制、以及深地环境与疾病的互馈机理与发生发展规律。然而，目前该领域研究成果鲜有报到，仅有的深地健康数据也几乎均来源于为数不多的深地实验室特定环境的有限研究。

　　在国家部署开发深地战略之际，谢和平院士团队于2015年率先在世界上提出，在开发深地资源和空间的同时，应着力于超前布局深地医学研究，特别是关注深井矿工的健康问题；并于2017年6月发表学术论文论证开展深地医学研究的可行性及当下迫切需要开展的研究方向。深地医学研究的开展不仅可以为深井矿的开采利用提供健康保障，更是在深地维度推进“健康中国”建设，为促进人民健康和布局未来提供理论依据与技术支撑。

　　初期国际上深地环境的研究多从生物角度出发，近年来逐渐受到重视。2015年国际深地实验室成立专门的国际深地实验室生物学整合研讨会，标志着深地生物医学研究进入了快车道。

　　近日，谢和平院士团队系统分析了深地医学的研究新进展，提出了深地医学未来迫切需要开展的研究方向，从而为今后深地医学及相关生物学、生命科学研究提供参考。相关研究成果于2022年3月24日以《深地医学研究新进展》为题在《煤炭学报》进行了网络首发。四川大学华西医院深地医学研究中心刘吉峰副主任医师为通讯作者。

　　深地医学，即系统研究深地环境因素对人的生理、病理以及心理影响程度及其潜在机制，也即深地的物质和空间健康效应，并探索对深地有害影响因素的防护措施，有益环境因素开发利用的专门学科。

　　研究发现矿井深部低本底辐射环境可以明显抑制正常细胞与癌细胞的生长速度，如喉癌细胞在地表培养两天后细胞增加37.73%，而地下组仅增长7.53%，深部低本底辐射环境对癌细胞的生长速度抑制更胜正常细胞，且发现核糖体、线粒体可能是细胞应答深地低本底辐射环境主要细胞器。

研究剖析了深部矿井矿工心理和作业环境的相关关系，深井矿作业工人的状态差于健康常模，约2/3的人群伴有睡眠问题，且其不佳的心理状况与井下的不良作业环境有关。

　　深地医学是向深地进军重大国家战略实施的有力保障，然而，目前还处于萌芽或起步阶段，仍需要科学家的深入探索与实践，研究梳理出了如下几个迫切需要开展的研究方向：

　　（1）矿井深地环境的基本环境表征及建模，为定性定量研究深地环境特征提供基础条件，进而从健康的角度对“深地”的概念进行界定；

（2）高温、高湿环境下矿工的应激机制，以及高温、高湿的适应性训练及防护；

（3）深地低本底辐射环境下，生物的遗传及进化特征，肿瘤损伤因素敏感性改变及应答机制，辐射对生物影响阈值的鉴定等；

（4）矿井作业空间微生物分布特征，深地环境对本底微生物及外侵微生物的互作关系，以及深地致病微生物的防控；

（5）深地环境粉尘分布特点、致病机制以及尘肺防治研究；⑥深地特种环境职业健康相关设备及技术的研发。

　　目前世界上深地实验室主要分为两种类型，即真正的地下实验室和位于既有隧道内的实验室。如美国的WIPP和加拿大的SNOLAB实验室为真正位于地下的实验室，而意大利的LNGS和我国的CJPL属于隧道型。

　　谢和平院士团队在建设的CJEM深地医学实验室开展研究获得初步成功后，在本底辐射最低的CJPL（世界上岩层覆盖最厚的地下实验室）专门留置的医学实验室也即将完成装修并投入使用。

CJPL深地医学实验室包含埋深1000 m、1500 m、2400 m的研究点和地表对照实验室。CJEM也将在前期一个观察点的基础上，增加几个不同深度的观察点。当然，由于高温是目前迫切需要解决的对人体影响的主要环境因素，因此课题组与宜宾国家应急救援队展开合作，拟利用模拟的地下高温环境从而开展高温应激机制及防护研究。为定量研究深地环境参数，课题组还设计并开发了用于模拟深地环境的初级版，即可模拟气压和气相的深地医学模拟舱。