肿瘤组织放射生物学培训专家讲座

肿瘤组织放射生物学中山大学肿瘤防治中心放疗科-4肿瘤组织放射生物学培训第1页放射线生物效应直接作用间接作用肿瘤组织放射生物学培训第2页肿瘤内细胞分类：

分裂增殖期细胞

静止期细胞:G0期细胞临床上肿瘤复发根源

无增殖能力衰老细胞可视为死亡细胞破碎细胞肿瘤组织放射生物学培训第3页人体肿瘤生长速度及影响原因倍增时间（doublingtime,TD）人体肿瘤TD：4天～１年以上，中位数三个月

TD与肿瘤组织类型相关胚胎性肿瘤，27天；恶性淋巴瘤，29天；中胚层肉瘤，41天；鳞状细胞癌，58天；腺癌，82天。肿瘤组织放射生物学培训第4页肿瘤体积倍增时间决定原因细胞周期细胞生长百分比细胞丢失速度

肿瘤组织放射生物学培训第5页Tc与TD细胞周期时间（Tc）：细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束时间间隔。Steel（1977），人体肿瘤细胞周期时间从15小时到大于100小时，平均为2.3天。

肿瘤组织放射生物学培训第6页生长百分比与TD生长百分比（growthfraction,GF）：肿瘤内处于增殖周期细胞数与总细胞数百分比。人体肿瘤生长百分比：30–80%恶性淋巴瘤和胚胎癌生长百分比：90%腺癌仅为6%左右。早期，肿瘤体积较小，GF较大，对放射较敏感。晚期，肿瘤体积增大，GF变小，肿瘤对放射治疗常不敏感。

肿瘤组织放射生物学培训第7页细胞丢失与TD肿瘤生长是细胞分裂增殖与细胞丢失之间平衡结果。许多人体肿瘤生长较迟缓，大部分是因为有高细胞丢失率。肿瘤组织放射生物学培训第8页细胞丢失路径营养不良，肿瘤血运差，因为氧和其它营养成份供给不充分致使肿瘤坏死。分裂死亡：因为分裂机制障碍，细胞分裂异常或分裂后子细胞不存活。细胞分化不能再分裂，细胞最终衰老死亡。转移：经过血液和淋巴系统，肿瘤细胞失落到其它地方。脱落排泄：如胃肠道肿瘤。

引发肿瘤细胞丢失主要原因是坏死和分化。

肿瘤组织放射生物学培训第9页细胞丢失—影响肿瘤生长速度

最主要原因正常组织中，细胞丢失率为100%肿瘤组织中，90%<细胞丢失率<1肿瘤倍增时间普通比细胞增殖周期长30-90倍肿瘤组织放射生物学培训第10页不一样类型肿瘤组织特点组织类型

倍增时间（天）标识指数生长百分比（%）细胞丢失（90%）毁灭肿瘤平均剂量（Gy）胚胎肿瘤2730909425-30Gy淋巴瘤2929909435-40Gy中胚层肉瘤413.8116885Gy鳞癌588.3259060-70Gy腺癌832.167160-80Gy肿瘤组织放射生物学培训第11页肿瘤潜在倍增时间（potentialdoublingtime,Tpot）：

在假定没有细胞丢失情况下，细胞数增加一倍所需要时间，它决定于细胞周期时间和生长百分比。

肿瘤组织放射生物学培训第12页Tpot=λTs/LILI=λTs/TcTs：DNA合成时间

Tc：细胞周期总时间λ：生长细胞群体中非矩形细胞时相分布校正系数，常处于0.7和1.0肿瘤组织放射生物学培训第13页细胞丢失因子Φ=1-Tpot/TdTpot：潜在肿瘤倍增时间Td：实际肿瘤倍增时间细胞丢失因子代表细胞丢失率与新细胞产生率之间百分比。肿瘤细胞丢失因子小于“1”。肿瘤组织放射生物学培训第14页克隆源性细胞肿瘤细胞群中含有没有限分裂增殖能力细胞称为肿瘤干细胞，亦称为克隆源性细胞。人克隆源性细胞百分比为0.1%左右，但可能在不一样类型肿瘤内百分比不一样。肿瘤组织放射生物学培训第15页射线对肿瘤细胞群影响细胞周期不一样时相中细胞分布，照射后增殖周期中细胞再分布能够改变细胞群放射敏感性。静止细胞比处于增殖周期内细胞抗拒。静止细胞通常是处于血运不好，无氧和营养很差区域，这可能是造成放射抗拒另一个原因。肿瘤组织放射生物学培训第16页射线对肿瘤细胞群影响潜在致死性损伤修复对有大量静止细胞肿瘤更为主要。当肿瘤体积增加时，生长百分比下降，因而体积大肿瘤比体积小肿瘤有较多潜在致死性损伤修复。两次照射之间细胞再增殖能够部分地抵消照射杀伤作用。肿瘤组织放射生物学培训第17页分次照射后正常细胞群和肿瘤细胞群差异

肿瘤细胞群内生长百分比较正常组织为大，处于细胞周期活动细胞多，所受致死损伤比正常组织多，受其它不一样程度损伤也较正常组织多。比较不一样组织类型肿瘤，能够看到增殖细胞百分比很高及细胞丢失率很高肿瘤对放射最敏感，也最易被放射治愈。正常组织受照射后细胞增殖周期恢复较肿瘤为快。试验肿瘤受照射后，因为肿瘤组织内一部分细胞处于慢性乏氧状态，所以亚致死损伤恢复较慢，G2期延长。肿瘤组织放射生物学培训第18页分次照射后正常细胞群和肿瘤细胞群差异照射后肿瘤有可能暂时地加速生长，但这种生长速度比不上正常组织为填补损伤而出现增殖加速。肿瘤组织放射生物学培训第19页TCP与剂量之间关系存活细胞数量与初始细胞数及每分割剂量所杀灭细胞数量相关。对于临床甚至显微镜都难以发觉、极少肿瘤细胞集合亚临床病灶，45~50Gy照射剂量可使90%以上病灶取得控制。肿瘤细胞数超出106/cm3，显微镜下可发觉微小病灶，比如外科手术边缘残留病灶，需要60~65Gy才能控制肿瘤。对于临床可见或可触及肿瘤病灶，则需65Gy以上剂量。临床上，能够经过缩野技术提升肿瘤中央区域剂量。肿瘤组织放射生物学培训第20页肿瘤组织放射生物学培训第21页治疗比治疗比（Therapeuticratio,TR）正常组织耐受量与肿瘤致死量比值。

肿瘤组织放射生物学培训第22页肿瘤放射反应性=肿瘤可治愈性甲状腺髓样癌或软骨肉瘤，在治疗期间几乎没有什么消退，但这些肿瘤有很高治愈率。而小细胞肺癌等对放射极其敏感肿瘤，其预后却相当差。

因肿瘤缩小得很快而降低原定照射剂量是错误。

肿瘤组织放射生物学培训第23页影响人体肿瘤放射敏感性原因肿瘤组织类型是影响放射敏感性最主要原因。放射敏感肿瘤，如恶性淋巴瘤、白血病、精原细胞瘤、肾母细胞瘤等。仅需30-40Gy剂量就能够毁灭肿瘤或使肿瘤显著缩小。

放射中度敏感肿瘤，如鳞癌和腺癌。普通需要60-70Gy剂量才能毁灭或控制肿瘤。放射抗拒肿瘤，如各种软组织肉瘤。需要70Gy以上剂量才能到达基本控制肿瘤。肿瘤组织放射生物学培训第24页影响肿瘤放射敏感性临床原因肿瘤临床期别以往治疗情况局部感染肿瘤生长部位肿瘤临床分型病人全身情况合并症肿瘤组织放射生物学培训第25页肿瘤加速再增殖复发时间单个肿瘤细胞—30次倍增，生长为可见肿瘤10,000个存活细胞—15-17次倍增肿瘤局部复发多在照射后12个月内，提醒小于10,000个存活细胞肿瘤平均体积倍增时间仅2～3周，而当前未经照射肿瘤中位体积倍增时间约为2个月，说明在放射治疗后存在加速再增殖现象。再增殖可能是放射治疗失败原因。两次照射间细胞快速增殖可能赔偿每分次照射所造成细胞死亡。肿瘤组织放射生物学培训第26页肿瘤加速再增殖分段治疗使肿瘤局部控制率下降头颈部鳞癌患者，应用相同总剂量照射，分段治疗治疗局部控制率显著低于连续治疗肿瘤局部控制率，提醒在分段治疗间隔期间，肿瘤存在快速再增殖。肿瘤组织放射生物学培训第27页肿瘤加速再增殖总治疗时间延长降低了肿瘤局部控制率头颈部肿瘤和宫颈癌，把常规放射治疗时间延长，局部控制率显著下降，每增加1日，局部控制率下降1%-2%。在治疗开始后3-4周内，剂量并不需要增加，但以后，需要平均每日增加0.6Gy，才能克服肿瘤细胞快速增殖。正常组织粘膜增殖开