放射生物学1.ppt

1、临床放射生物学,发展简史,放射物理学的重要发现 1906年提出有关细胞、组织放射敏感性定律 20年代形成靶学说 40年代核武器开发和使用，全身性急性放射损伤和放射病理的研究进展很快。 1953细胞学技术发展，揭示了细胞生活周期各时相。同年阐明了乏氧具有增加细胞放射抵抗了力的作用。 60年代DNA损伤与修复的研究，提高到分子生物学水平。 80年代提出了放射治疗中需要考虑的生物因素4“R”。,放射生物在放射治疗中的意义,放射治疗在癌症治疗中的意义 放射生物在放射治疗中作用 放射生物在未来放射治疗发展中的 重要性,放疗后肿瘤与正常组织损伤的关系,关系,肿瘤治愈示意图,损伤超过此水平，组织便不能修复,

2、正常组织,肿瘤组织,治疗次数,损伤程度,放射损伤示意图,损伤超过此水平，组织便不能修复,正常组织,肿瘤组织,损伤程度,治疗次数,肿瘤复发示意图,损伤超过此水平，组织便不能修复,正常组织,肿瘤组织,损伤程度,治疗次数,最佳剂量选择与肿瘤控制率及正常组织并发症发生率的关系,百分比,100 50,局 部 肿 瘤 消 除,并发症,无并发症 局部控制,剂量,最适,肿瘤放射生物学 概念 研究电离辐射对生物作用规律的科学。 放射治疗、放射增敏、放射防护等学科的基础。,电离辐射种类及与其物质的相互作用,概念：电离辐射是指能引起被作用物质电离的放射线。 电磁辐射：是能引起被作用物质电离的放射线。 电磁辐射实质是

3、电磁波，仅有能量没有 静止质量。由光子组成。X射线、射线。 粒子辐射：高速运动的粒子，既有运动能量，又有 静止能量。主要的粒子有粒子、粒子 质子、中子、负介子和带电重离子等。,电离辐射对生物作用的时间表,（一）物理阶段 包括带电粒子和组成组织原子之间的相互作用。 当电子通过时仅作用于轨道电子，将一些电子打出原子（电离）并使其他在原子或分子内的电子进入较高能量水平（激发）。 一个10m体积的细胞，每吸收1Gy的剂量将发生超10的5次幂的电离。 （二）阶段化学 电离和激发化学键的断裂和形成被破坏的分子（自由基），非常活跃，参与一系列的反应，最后电子负荷平衡的重建。自由基反应在射线照射后约1毫秒内就

4、全部完成。 （三）生物阶段 包括其后的所有过程。占多数的损伤如DNA内的损伤都可以成功修复。仅有较少的一些损伤不能修复，这些未修复的损伤最后导致细胞死亡。 干细胞被杀灭、丢失 早反应 正常组织和肿瘤内存在细胞杀灭的继发效应，即代偿性细胞增殖。 晚反应、辐射致癌,直接作用与间接作用,构成生物体基本单位的细胞可以近似地看做是一个由水 和各种溶质分子组成的溶液体系。受到电离辐射的生物体， 其生物大分子和水处于电离粒子径迹上，不可避免的要发生 电离现象，出现生物大分子的直接损伤和水辐解产物对大分 子的间接损伤。 一、直接作用 电离辐射 破坏 生物大分子 电离、激发 核酸、蛋白质、酶 二、间接作用 电离

5、辐射 水 H OH e-水和 H2 H2O2 生物大分子,水的电离和激发,生物体：生物大分子（核酸、蛋白质） 无机分子 水占生物体重的70% H2O H2O+ H+ OH 电离 e- H2O- OH- H e- H2O+ e-水和 H2O+ H+ H3O+ H2O* H OH 激发 OH OH H2O2 H H H2 H2O H OH e-水和 H2 H2O2 H3O+,自由基与放射损伤,自由基的概念：能独立存在的，含一个或一个以上不配对电子的任何原子、分子、离子或原子团。 一 对DNA的损伤： （1） H 和 OH通过加成反应造成DNA链中嘧啶和嘌呤碱的损伤。 加成反应：自由基可在烯键或芳香

6、环中心加成，形成有机自由基， 例如 OH+RH ROH H +R RH （2） H 和 OH与核酸碱基的加成反应是电离辐射间接作用引起DNA碱基损伤的主要原理。 （3）OH也可与DNA分子中的戊糖作用，抽取氢离子，随之迅速氧化形成氧自由基。进一步分解使糖磷酸键断裂，碱基释放。,自由基与放射损伤,对脂类过氧化作用与生物膜的损伤 细胞中包括细胞膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等在内的多种膜结构统称为生物膜。 OH +LH L + H2O L + O2 LOO LOO + LH LOOH + L （1）膜脂改变导致膜功能改变和膜酶损伤； （2）脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和其他细胞成分的损

7、伤； （3）脂氢过氧化物的分解产物，特别是醛类过氧化物的分解产物对细胞及其成分的毒性效应。,自由基的清除,自由基：1 、外因诱导自由基的生成 2、内源性自由基 抗氧化抵御自由基损伤 （一）抗氧化酶类 过氧化氢酶与过氧化物酶可催化H2O2 H2O （二）脂溶性抗氧化剂 维生素E不但可清除HO2（氢过氧基）和O2（超氧阴离子） 而且可以阻断脂质过氧化。 类胡萝卜素能直接与活性氧其反应，抑制脂质过氧化。 辅酶QH2可清除O2。 （三）水溶性小分子抗氧化剂 维生素C和谷胱甘肽 V-C可很快的与O2、H2O 、 OH反应 生成抗坏血酸自由基。 （四）蛋白质性抗氧化剂 铜蓝蛋白及清蛋白,电离辐射的分子生物

8、学效应,DNA放射损伤及生物学意义,DNA链断裂 单链断裂：DNA双螺旋结构中一条链断裂（SSB） 双链断裂：两条互补的链断裂之间距离不大于4个碱基对 （DSB） 另外多种其他类型的DNA损伤与辐射所至的细胞损伤关系 不大，有些则在化疗中有重要作用。 DNA损伤是杀灭细胞和导致细胞突变的关键 1）单照射细胞质剂量大于单照射细胞核剂量 2）将短距离核素（I125）结合进细胞的DNA，可有效的达到辐射杀灭细胞和导致DNA损伤的效应。 细胞核4.1GY 细胞质24.7GY 细胞膜516.7GY,DNA放射损伤及生物学意义,3）照射后染色体畸变和辐射所致细胞杀灭有密切的关系 4）将胸腺嘧啶脱氧核甘的同

9、工异质体与染色单体结合，能修饰细胞的放射敏感性。 1 2GYDNA损伤：碱基损伤1000 单链断裂1000 双链断裂40 细胞死亡：照射后细胞分裂变异，导致染色体不均匀的分配 或染色体断片的丢失，这样大数量的DNA丢失所导致的代谢不平衡将无法完成细胞的进一步增殖。,DNA放射损伤及生物学意义,临床所用的剂量能引起大量的DNA损伤，然而细胞能成功的修复大部分的损伤。实验证明，细胞死亡的发生和射线所致SSB 数量没有相关性，但和DSB有很好的相关性。 DNA的修复：照射剂量分次给予生物效应明显减轻。 改变细胞所处的环境和状态，均能提高存活率。 修复类型 1、SSB：细胞自行修复 2、DSB：能自行

10、修复，决定细胞的转归 3、碱基：部分 4、DNA修复合成：期外合成 量低、立即 修复机制： 回复、切除、重组、SOS,DNA放射损伤及生物学意义,RNA放射损伤及生物学意义 DNA遗传信息通过RNA和蛋白质的生物合成来表达。辐射引起 DNA结构的变化导致RNA转录和翻译的改变，从而导致基因表 达障碍或紊乱 蛋白质和酶放射损伤及生物学意义 生物组织中蛋白质占干重的50% 蛋白质的合成抑制和激活同时存在，低剂量可诱导酶合成增加， 高剂量抑制 辐射后蛋白质分解增加,影响放射损伤及修复的因素,1 射线种类 2 剂量率 3 氧效应 4 增敏剂和防护剂 5 加热,分次放射治疗的组织反应,设计分次治疗方案：

11、生物学的合理性 处方剂量的科学性 “4RS”理论：细胞放射损伤的修复 周期内细胞的再分布 氧效应及乏氧细胞的再氧合 再群体化,细胞放射损伤的修复,（一）细胞的放射损伤 亚致死损伤：通常指DNA 的单链断裂，可修复的损伤。即经过一段时间，细胞基因组受损伤的部位被酶切除，以DNA的另一条单链为模板，损伤部位经复制而修复。只有分割时才表现出来。总剂量20Gy时，一次照射，存活率0.048%，而每次2Gy照射10次，细胞存活率9%。可见，虽对细胞死亡影响不大，但会增加细胞生存率。 潜在致死损伤：正常状态下应当在照射后死亡的细胞，若至于适当条件下，由于损伤的修复又可存活的现象。 致死损伤：受照射后细胞完

12、全丧失了分裂增殖能力，是一种不可修复的，不可逆和不能弥补的损伤。,（二）细胞放射损伤的修复,1.亚致死损伤的修复：指一定单一剂量分成间隔一定时间两次， 所观察到的存活细胞增加的现象。,1959年发现细胞能在3小时内完成这种修复 一般为30分到几小时 亚致死损伤半修复时间 （T 1/2）表示不同组织特性 小肠=0.5小时 脊髓=1.5小时 啮齿动物皮肤湿性脱皮=1.3小时 非常规分割中，两次间隔大于6小时,修复时间,2.潜在致死损伤的修复：与DNA双链断裂的 修复有关。 意义：黑色素瘤对辐射的抵抗性可能与照射 后大量细胞潜在致死损伤的修复有关。 3.缓慢修复：毛细血管内皮对辐射的反应属缓慢修复。

13、半修复时间为一周。,周期内细胞的再分布,细胞增殖周期 G1期：DNA合成前期，RNA迅速合成，指导大量蛋白质合其他分 子合成 S期：DNA合成期，DNA增加一倍 G2期：DNA合成后期，合成分裂期所需的RNA及P，为分裂做准备 M期：有丝分裂期，无生化合成 G0：休眠状态，一旦需要即进入G0期 敏感性 M、 G2、 G1、S,周期内细胞的再分布,周期内细胞的再分布,不同周期时相的细胞放射敏感性是不同的。 S期最耐受，处于G2和M期的细胞是最敏感。 分次治疗时，处于敏感时相的肿瘤细胞群损伤最重乃至死亡。处于放射抗拒时相的细胞向放射敏感时相移动的再分布现象，有助于提高提高放射线对肿瘤细胞的杀伤效果

14、。起着“自身增敏”作用。 精原细胞的干细胞对分次照射敏感的主要原因之一是细胞周期的再分布。,氧效应及乏氧细胞的再氧合,氧效应：细胞对电离辐射的效应强烈的依赖于氧的存在，人们把 氧在放射线和生物体相互作用中所起的影响，称为氧效应。 氧固定假说： 带电粒子 生物物质 自由基R 有机过氧机 DNA不可逆的形式，损伤固定。,肿瘤组织,小于1mm的肿瘤是充分氧合的， 肿瘤细胞增殖到一定体积时， 乏氧细胞比例保持恒定2%。 照射后肿瘤内大多数氧合好的肿瘤 细胞被杀死，剩下的那些活细胞 是乏氧的，所以照射后由100% 乏氧接近到初始值，称为再氧合。,100180微米,氧效应及乏氧细胞的再氧合,机制：1）肿瘤

15、细胞群总量减少，而血管没 有损失，这样血管密度相对增加。 2）对放射敏感的富氧细胞选择性的 被杀伤，使原先乏氧细胞到血管的距离缩短。 3）细胞死亡使总耗氧下降 4）血管的分流导致血流循环的变异 5）肿瘤细胞的迁移活动,氧效应及乏氧细胞的再氧合,氧效应及乏氧细胞的再氧合,分割放疗过程的再氧合，并不影响正常组织 的反应。仅当氧张力从小于40mmHg增加到大于 260 40mmHg时，敏感性才轻度增高。 利用分次放疗可以使肿瘤不断的再氧合，并 逐步杀灭。,再群体化,损伤之后，组织的干细胞及子代细胞在机体调节机制作用下 增殖、分化、恢复组织原来形态的过程称做再群体化。 照射或使用细胞毒性药物以后，可启

16、动肿瘤内存活的克隆原 细胞，使之比照射前分裂的更快，称之为加速再群体化。 直接证据：1）许多不同部位的肿瘤复发是在几个月以内， 明显短于细胞增殖动力学推测的几年。 2）分段治疗疗效明显低于常规分割疗效。 3）延长放疗时间510天肿瘤局部控制率明显 下降。 4）加速放疗可以提高一些肿瘤的局部控制率。,好的根治性治疗方案应该是：,1）尽可能缩短治疗时间 2）出现严重的急性放疗反应时，中断治疗时间也应尽量短 3）一般不采取单纯的分段治疗 4）非医疗原因的间断治疗，需提高剂量达到既定生物效应 5）快增长的肿瘤应该采取加速治疗，以抑制再增殖 人肿瘤干细胞的再群体化在开始治疗的28天左右开始加速 因此每天

17、增加0.6Gg的剂量以补偿加速再群体化所损失的效益 早反映组织有一定程度的快速再群体化 反应组织在疗程中不发生再群体化 肿瘤组织在疗程后期存活的干细胞启动进入快速再群体化 疗效受损,正常组织的放射损伤,正常组织的三种不同分化层次的细胞 1.干细胞 具有自我繁殖能力，能避开分裂与分化之间的联系。 大部分处于G0期。 2.分化或功能细胞 没有分裂能力最后因衰老死亡。类型相同， 寿命相似。不同类型寿命差别很大。 3.正在成熟的细胞 中间成次，如骨髓中的幼红细胞、成粒细胞 组织反应的模式 1.结构等级制模式 干细胞层次和成熟细胞层次，损伤延后与细胞转化时间呈正比。干细胞全部耗尽时无力再生导致纤维化。

18、2.灵活模式 没有明确的细胞分化层次，更新转换很慢，如肝、肾等，死亡细胞由另一个细胞分裂所代替，有雪崩现象。,早期和晚期放射反应的发生机制,早期反应 多发生于更新快的组织，发生时间取决于分化了的 功能细胞的寿命。严重程度反映了死亡的干细胞与 克隆原细胞再生率之间的平衡。 晚期反应 多发生于更新慢的组织，如心脏、肺、肾、中枢系统 潜伏期长。 临床意义 早期反应可观察到，通过调节剂量，保证组织修复 所需充足的干细胞。若结束时存活干细胞低于所需 早期反应的慢性损伤保持下去，称后果性晚期综合症。 早反应组织 晚反应组织 （1）与分次剂量关系 加大分次剂量，如大于2GY时晚期并发 症明显。 （2）与总治

19、疗时间关系 缩短总治疗时间，早反应加重，晚反应变化不明显。,不同正常组织体积耐受剂量,定义：产生临床可接受的综合征的剂量。包括客观指标（放射生物学）及主观指标（社会经济和医学伦理） 临床中所耐受的总剂量取决于照射野的体积。 DT5/5 最小耐受剂量，指标准治疗条件下， 治疗后5年内小于或等于5%的病例发生严重并发症的剂量。 DT50/5 最大耐受剂量,局部照射后正常组织耐受剂量,1.照射10-20Gy 卵巢、睾丸生殖功能丧失 发育中的乳腺、骨及软骨严重损伤 骨髓功能受抑制 10Gy照射胎儿死亡 20-45Gy 20Gy晶体浑浊，发生进行性白内障 双肾、全肺25Gy发生放射性肾炎及肺炎 全肝、全

20、心40Gy发生放射性肝炎及心机损害 50-70Gy 皮肤、口腔黏膜、食管、直肠、唾液腺、膀胱 有1-5%发生严重并发症 高剂量照射 75Gy以上不发生严重并发症的有输卵管、子 宫、成人乳腺、肌肉、胆管、周围神经 肺尖可以耐受60-90Gy剂量,肿瘤的生长,P,Q,G0,基质,分化,坏死,一 组成,肿瘤的生长速度,P,Q,G0,基质,分化,坏死,肿瘤的倍增时间： 肿瘤体积增加一倍所需时间。 由三个因素决定： 1）细胞周期时间 2）生长比例 3）细胞丢失速度,潜在倍增时间： 假定丢失因子不存在的情况下，肿瘤体积增加一倍的时间。 1）TP=(Ts)/LI =0.8-1.2 Ts为S期持续时间 LI为

21、标记S期细胞数/总细胞数 2）生长比例 P P+Q 3）细胞丢失因子=1-TP/TD =70%90% TD为实际肿瘤倍增时间 大部分肿瘤生长缓慢是因为有较高的丢失率。细胞丢失的主要机制是坏死和分化，途径：营养不良、分裂机制阻、 免疫攻击、脱落排泄和转移。,肿瘤的指数性生长,人体肿瘤的生长速度,肿瘤缩小的速度,肿瘤控制的概率,肿瘤控制的概率,肿瘤50%治愈所需剂量范围是很宽的 有些淋巴瘤仅为68Gy 有些上皮肿瘤则为20Gy 胶质瘤不可能给予高达控制50%的剂量，图象和骨肉瘤相似。 亚临床病灶：4550Gy则可控制 90% 显微镜下（病理）残存癌：需60 65Gy 临床检查出的需更大的量： T1

22、期需60Gy，T4期则需7580Gy甚至更高。 （上述剂量是指常规照射方案；每日一次2 Gy，每周照射五天 ） 1.同一类型肿瘤可治愈性的差别来自细胞的放射敏感性、再群 体化 、乏氧情况、肿瘤的大小等，还有些是基因的因素。 2.病人之间的放射剂量和质量的差别。,肿瘤体积效应,大肿瘤比小肿瘤难治愈，主要是由于需要杀灭的克隆源细胞数。 一个疗程的放射治疗达到存活比例约为10的-9次方， 如果有少于10的9次方的克隆 源细胞则可以达到治愈， 但对于一个有10的12次方克 隆源细胞的肿瘤则不一定治愈。 大肿瘤内部血供变差，造成化 疗药物难以进入，同时02降。,1,0.1,0.01,0.0001,0.0

23、01,1,0.1,10,100,1000,存活率,肿瘤体积（mm3),再群体化的加速,概念：经放疗后复发肿瘤的生长速度小于未 接受治疗的同样大小的肿瘤生长速度。 如果把肿瘤接种于以前受过照射的皮下组织部位，有类似的肿瘤生长速度减慢。 这一效应被认为是由于照射对间质（含血管）组织所至的损伤。加速再群体化和延缓再生长可以同时存在。,瘤床效应,肿瘤细胞存活曲线,肿瘤放疗后的形态学改变,病理形态学改变相似：瘤细胞退行性变及间质反应 瘤细胞退行性变： 1）核结构不清、核膜不规则、增厚、扭曲 胞浆红染，颗粒状，空泡形成及进一步融合 2）细胞皱缩、变小、破碎、溶解 间质反应： 间质水肿、炎症细胞浸润、纤维化

24、和透明变性、肉芽肿样改变 进一步变性、坏死 钙化、纤维化。 放疗退行性变是可逆的，坏死是不可逆的。,肿瘤放疗后的形态学改变,1度：瘤细胞退行性病变 2度：肉芽组织形成 3度：瘢痕形成,每期又有不同的巨检及镜检变化,影响放疗后形态学改变的因素,治疗方式 单一放疗与放、化结合 治疗剂量 10Gy以下形态改变不明显，大于25Gy明显 放疗后的时间 放疗2周后形态学改变突出 肿瘤的组织学类型 组织来源不同敏感性不同，分为三类 1）敏感：淋巴造血组织及生殖细胞及胚胎性肿瘤 2）较敏感：被覆上皮及某些N系统的肿瘤 3）不敏感：间叶组织、骨关节及间皮的肿瘤 肿瘤大小 巨大肿瘤首先表现在周边或某一区域，小则均

25、匀 分化程度 增殖和非增殖细胞群，同一组织分化不同敏感不同 部位与血供,肿瘤放射敏感性的预测,（一）细胞水平 （二）染色体水平 （三）DNA分子水平 （四）基因水平 其他 1.氧含量测定 2.超氧化物歧化酶（SOD）测定,提高肿瘤放射敏感性的方法,各类实体瘤对放疗的反应不一样 同类型肿瘤有时对某一种治疗表现出不同的反应。 多种因素造成：肿瘤细胞的血供情况 肿瘤乏氧细胞比例 肿瘤细胞增殖状态及动力学 肿瘤细胞异质性 肿瘤细胞受损伤后的修复能力 对肿瘤的生物学特性了解后，可以用一些措施或制剂影响其中某个环节，改变肿瘤细胞放疗的反应性，即提高肿瘤放射敏感性。,一、放射源的选择,理想的放射源，既能杀灭

26、肿瘤，又能保护正常组织。,*射线、低LET X射线 剂量分布好，前后高 *医用加速器电子线 表浅部位效果好，保护 肿瘤后面正常组织。 *高LET的质子、负介子、 重离子RBE值大（2）， 但机器技术复杂、价格昂贵，现仅在发达国家使用。,二、选择合适的剂量分割方式,治疗比= 正常组织耐受量 肿瘤致死量,选择合适的剂量分割方式,肿瘤 V越大 含氧量越低 敏感性越差 治疗量越大,控制鳞癌时剂量 直径8cm 放疗无法治愈,缩野技术,大肿块周围的卫星病灶或亚临床病灶血供良好， 放射敏感性高，用较低剂量就可以杀灭，采用 缩野技术，即外周剂量较中心剂量低，在消灭 肿瘤的同时，尽可能保护周围正常组织。,选择合

27、适的剂量分割方式,三、放疗时间剂量和分次的修饰,常规分割（CF）： 每周五次，每日一次，每次2Gy 超分割方案（HF）：与CF方案的总时间、总剂量相同情况下， 每天照射2次。 目的：进一步分开早反应组织和晚反应组织的效应差别。 例如：头颈部肿瘤HF 80.5Gy/70次/7周（1.15Gy*2/天） CF 70Gy/35次/7周 比较结果：1）肿瘤控制和5年生存率提高，40%59% 2）副作用没有明显增加 3）HF方案对口咽癌的优点是明显的 间隔时间：肿瘤和正常早反应组织照射后，很快出现修复， 半修复时间（T）是0.52小时，将损伤降低到初始 损伤的1%2%，需要6个T，即6* 0.52小时，

28、 所以两次间隔需要6个小时。 主要问题是晚反应组织修复较上诉时间慢，故需要 降低总剂量以保证在正常组织耐手量以下。 另外，治疗虽可行，但医院时间及金钱投入大。,放疗时间剂量和分次的修饰,加速分割：与CF方案总剂量相同，每日两次，总时间是CF的一半。 目 的：抑制快增殖肿瘤的再群体化。例如头颈部肿瘤 方 案：72 Gy/45次/5周（1.6 Gy*3/天）中间休息2周 在实践中因急性反应的限制，不可能实现。故治疗期间 需要插入一个休息期或降低总剂量。 结果比较：1.局控率增加15%，对生存率无明显优点。 2.急性反应增加。 3.晚期反应增加。 4.因此，纯粹的加速治疗只有很小心的情况下使用。 分

29、段治疗：过去为了让早反应组织能及时的修复，曾有意识在治疗 中间间隔一段时间，这样遇到肿瘤组织再增殖的负效应。 结果适得其反，不但导致肿瘤控制率下降，还加重晚反 应。,四、药物增敏-放、化联合应用,作用机制： （一）空间的协作放疗治疗原发肿瘤，化疗处理全身性扩散。 设想如果有很小部分肿瘤已扩散到照射野之外，单纯放疗则失败。,（二）独立的杀灭细胞 假如两个治疗方式都用足够的剂量，则没有相互作用的情况下， 疗效比单用一种增加。关键是化疗避免对重要正常组织的影响， 以便保持他们对放疗的耐受性。 （三）对正常组织的保护 看似不可能，但环磷酰胺、阿糖胞苷、甲氨蝶呤等都是有效的 辐射防护剂。效应与给药时间有

30、关。因要求严，很难实现。,四、药物增敏-放、化联合应用,四、放、化联合临床应用,目的：改进局部控制率和/或清除远地转移。,四、放、化联合临床应用,1.放、化联合进行 优点：避免延误放、化疗的及时实施，从而避免治疗期间的再群体化 不足：加重正常组织损伤的危险。 2.先化后放 优点：缩小体积后的较高剂量，同时远地转移灶。 缺点：推迟放疗时间，体积缩小同时，启动了肿瘤细胞的再群体化。 3.先放后化 优点：均能独立的杀灭细胞，达到原发肿瘤内最大较大的细胞杀灭。 缺点：增加远处转移的机会可能出现药物抗拒性，放疗后化疗效果差 4.放、化交替 优点：均能早期使用，并有间隔时间改进正常组织耐受性。生存率 提高

31、。且对正常组织的毒性比联合治疗小。,四、放、化联合临床应用,五、加温治疗,作用 1.加温治疗能使S期细胞放射敏感性提高3倍 2.杀灭乏氧细胞 3.降低肿瘤细胞亚致死损伤的修复能力 疗效 CR（完全缓解率）：放疗组 31% 放疗+加温 74% 方法 肿瘤内温度达43度效果较好，因有热耐受现象， 宜采用每周12次的方法，先放后加温，间隔 4 6小时为宜。,六、利用氧效应,1.分割治疗，分批杀灭，肿瘤细胞缩小，改善乏氧环境。 2.纯氧与二氧化碳混合气体吸入，配合毛细血管扩张药。 3.高压氧仓，用3个大气压氧，提高血液中的氧分压，增加副反应。 4.乏氧细胞增敏剂 5.低氧放疗，含氧8%10%吸入，目的

32、提高正常组织耐受性。 6.纠正贫血，提高转亚铁蛋白的含量，有效杀伤乏氧细胞的目的。 7. 高LET射线，OET为1.21.6，比低LET射线的2.5 3.0明显小。,传能线密度,LET概念：是指次级粒子径迹单位长度上的能量转换，即带电粒子 传给其径迹物质上的能量，用keV/m表示。 传能线密度 生物效应电离密度 电离密度（单位长度径迹上形成的离子数） 径迹均值计算法：长度 径迹 吸收剂量均值计算法：能量/径迹长度,相对生物效应,RBE：X射线（250kV)引起某一生物效应所需要剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需要剂量的比值。 RBE=D0/D0 ,辐 射 种 类相 相对相对对生物效应,相对

33、生物效应,X射线、射线 1 粒子 1 热中子 3 粒子 10 重反冲核 20,相对生物效应,RBE的影响因素：辐射品质、辐射剂量、分次照射的次数、剂量率、 和照射时有氧与否等。 LET与RBE的关系：RBE的变化是LET的函数。,LET,RBE,10 keV/m,100 keV/m,LET与RBE的局限性 LET：对其他影响微观空间能量分布的因素还考虑不足，用LET 来描述快中子的品质也有不足。 RBE：效应的严重程度实际上并未能完全恰当的表示出来。,细胞存活曲线,一、细胞存活的概念： 经放射线作用后细胞仍具有无限增殖能力，称细胞存活。 “死亡”细胞 致克隆性细胞 二、细胞存活曲线的绘制 细胞存活分数=计数的集落数/种植细胞数*集落形成率,细胞存活曲线,50%,100%,细胞存活曲线,意义： 1.研究各种细胞生物效应与放射剂量的定量关系,细胞存活曲线,2.比较各种因素对放射敏感性的影响,细胞存活曲线,观察有氧与乏氧状况下细胞放射敏感性的变化,细胞存活曲线,4.比较不同分割方案的放射生物学效应 5.考察各种放射增敏剂的效果,细胞存活曲线,6.比较单纯放疗与放、化联合的作用,细胞存活曲线,7.比较不同LET射线的生物学效应 8.研究细胞的各种放射损伤以及损伤的修复,靶学说,内容：1.生物结构内存在对放射敏感的部分，称为“靶”，其损伤将 引发某种生物效应。 2.电离辐射以