臨床放射生物學(xué)課件

臨床放射生物學(xué)青醫(yī)附院腫瘤中心放射治療二科劉希光臨床放射生物學(xué)青醫(yī)附院腫1IGRT3D-TPSPET-CTCONE-BEAMMLCDVHLINACPET-CTCT-SIM理想劑量分布EPIDMRIIGRT3D-TPSPET-CTCONE-BEAMMLCDV2第一講放射線的生物學(xué)效應(yīng)放射生物學(xué)在腫瘤放射治療中的作用

(1)為放射治療提供理論依據(jù),研究射線對腫瘤組織和正常組織的作用機(jī)制和差別例如:乏氧再氧合再增殖DNA損傷修復(fù)

第一講放射線的生物學(xué)效應(yīng)放射生物學(xué)在腫瘤放射治療中的作用3(2)發(fā)現(xiàn)新的特異性的治療方法例如:乏氧細(xì)胞增敏劑高LET射線治療加速和超分割放射治療

臨床放射生物學(xué)課件4(3)探求新的放療方案例如:立體定向放療(大分割放療)術(shù)中照射組織間照射臨床放射生物學(xué)課件5與臨床放射治療有關(guān)的放射生物學(xué)概念一、放射敏感性與放射治愈性放射敏感性是指放射效應(yīng)的程度。按放射治療腫瘤的效應(yīng)，腫瘤分成:放射敏感（如淋巴瘤、精原細(xì)胞、無性細(xì)胞瘤）中等敏感（如大部分上皮細(xì)胞腫瘤）放射抗拒（如源于間質(zhì)、軟組織和骨的腫瘤）與臨床放射治療有關(guān)的放射生物學(xué)概念6腫瘤的放射敏感性與腫瘤的組織來源、分化程度、腫瘤的大體類型、增殖速度、血供等有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件7放射敏感性：指一切照射條件完全嚴(yán)格一致時(shí)，機(jī)體器官或組織對輻射反應(yīng)的強(qiáng)度或速度快慢不同，若反應(yīng)強(qiáng)或速度快，其敏感性高，反之則低。臨床腫瘤治療中，放射敏感性反映了腫瘤消退的程度和速度臨床放射生物學(xué)課件8Bergonie-Tribondeau法則（B-T法則）：

分裂能力或增殖能力愈強(qiáng)的組織愈敏感。分化程度越差的組織愈敏感，反之亦然。放射敏感性與組織的分裂程度成正比，與分化程度成反比。

Bergonie-Tribondeau法則（B-T法則）：9放射敏感性的四個(gè)主要因素：腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在敏感性、氧合狀態(tài)、乏氧克隆細(xì)胞所占的比例、腫瘤細(xì)胞亞致死性損傷的修復(fù)能力。臨床放射生物學(xué)課件10放射生物學(xué)表達(dá)放射敏感性的指標(biāo):以往用D0,N,Dq來表達(dá)細(xì)胞的放射敏感性,近年來研究,SF2可更好地表達(dá)不同類型腫瘤放射治療后的效果.SF2:2Gy照射后的細(xì)胞存活率.臨床放射生物學(xué)課件11二、腫瘤控制概率（tumorcontrolprobability,TCP)腫瘤的控制概率取決于腫瘤的敏感性和腫瘤的大小、放射治療的總劑量和分割等因素有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件12GyTCPTCD50g50TCPforAdenocarcinomaofProstateGyTCPTCD50g50TCPforAdenocar13三、正常組織并發(fā)癥概率（normaltissuecomplicationprobability,NTCP)正常組織的放射損傷分為急性早期反應(yīng)、晚期損傷，急性損傷消退后無明顯后遺癥，晚期損傷可以將不同的器官分為串形排列（例如脊髓，腸管）和并形排列（例如肺，肝）臨床放射生物學(xué)課件14NormalTissueDoseResponseorNTCPGyNTCP-Lung(PneumonitisG3)-Rectum(SevereproctitisG3)TD50TD5NormalTissueDoseResponseor15腫瘤控制概率正常組織并發(fā)癥概率TCPNTCP劑量大腫瘤（乏氧細(xì)胞）并發(fā)癥腫瘤控制50100TCP、NTCP不適合亞臨床病變腫瘤控制概率正常組織并發(fā)癥概率TN劑量大腫16四、亞臨床病灶所謂亞臨床灶是指用一般臨床檢查方法不能發(fā)現(xiàn)的，肉眼也看不到的，而且顯微鏡下也是隱性的病灶，這種病灶常常位于腫瘤主體的周圍或遠(yuǎn)隔部位，有時(shí)是多發(fā)病灶，如果亞臨床病灶不加以消滅，勢必造成治療失敗。臨床放射生物學(xué)課件17五、治療比（治療獲得系數(shù)）(therapeuticgainfactor,TGF)TGF=某一措施對腫瘤的影響/同一措施對正常組織的影響臨床放射生物學(xué)課件18六、LET（linearenergytransfer）線性能量轉(zhuǎn)換即帶電粒子傳遞給其徑跡物質(zhì)上的能量的速率(Kev/u)。一般情況下，射線LET越大，在相同的吸收劑量下其生物效應(yīng)越大。放射治療使用的X線、γ線及電子線(β線)，屬于低LET射線；快中子、質(zhì)子、重粒子等屬于高LET射線。高、低LET射線產(chǎn)生的生物效應(yīng)不同。高

LET射線的生物學(xué)效應(yīng)明顯大于低LET射線.高LET射線照射后細(xì)胞存活曲線的肩區(qū)小或無;對氧和細(xì)胞周期的依賴性也小;分次照射和劑量率的效應(yīng)也小.六、LET（linearenergytransfer）線19七、克隆源性細(xì)胞的概念在特定的生長環(huán)境內(nèi)有能力形成含有超過50個(gè)細(xì)胞集落的細(xì)胞，稱為克隆源性細(xì)胞。腫瘤受到一定劑量的照射后受致死損傷的細(xì)胞并不是全部立即死亡，有些細(xì)胞還能保存其分裂能力進(jìn)行無限分裂而形成超過含有50個(gè)細(xì)胞以上的克隆或集落。這也是腫瘤放療后復(fù)發(fā)的重要原因。臨床放射生物學(xué)課件20放射治療的基本目標(biāo)盡量消滅腫瘤

盡量避免或減少對正常組織的損傷

放射治療的基本目標(biāo)盡量消滅腫瘤21放射線的生物效應(yīng)放射線的生物效應(yīng)22照射的“直接作用”是直接和細(xì)胞關(guān)鍵的靶起作用，靶的原子被電離或激發(fā)從而啟動(dòng)一系列的事件導(dǎo)致生物改變。在中子等高LET種這是處于顯著地位的過程。另一方面涉嫌在細(xì)胞內(nèi)可能和另一個(gè)原子或分子相互作用（尤其在水中）產(chǎn)生自由基，他們可以擴(kuò)散一定距離達(dá)到一個(gè)關(guān)鍵的靶并造成損傷，這就叫照射的”間接作用“。估算哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)X射線所致DNA損傷2/3是由間接作用引起的。照射的“直接作用”是直接和細(xì)胞關(guān)鍵的靶起作23直接作用1.概念：射線直接作用于生物大分子，破壞其結(jié)構(gòu)的過程。2.過程：照射RHRH+RH+R·+H+RH為有機(jī)分子，R·為有機(jī)分子自由基。

直接作用1.概念：射線直接作用于生物大分子，破壞其結(jié)構(gòu)的過程24間接作用1.概念：射線作用于生物體中的水分子，產(chǎn)生的自由基離子或自由基再作用于生物大分子，導(dǎo)致?lián)p傷。2.過程：生物系統(tǒng)內(nèi)水的成分很大，因此大部分輻射所致的電離發(fā)生于水分子中。照射后10-10秒，水將有三種主要水解產(chǎn)物：e-aq、H·、OH·，高度活躍。間接作用1.概念：射線作用于生物體中的水分子，產(chǎn)生的自由基離25放射線細(xì)胞殺滅的機(jī)制DNA是放射線對細(xì)胞作用最關(guān)鍵的靶微輻射研究顯示：用放射線殺死細(xì)胞時(shí)，單獨(dú)照射細(xì)胞漿所需的照射劑量要比單獨(dú)照射細(xì)胞核大得多。放射性同位素（如3H,125I）摻入核DNA可有效地造成DNA損傷并殺死細(xì)胞。受放射線照射后染色體畸變率與細(xì)胞死亡密切相關(guān)。當(dāng)特異地把胸腺嘧啶類似物，如碘脫氧尿核苷或溴脫氧尿核苷摻入染色體時(shí)可修飾細(xì)胞的放射敏感性。放射線細(xì)胞殺滅的機(jī)制26輻射所致的DNA損傷主要是DNA鏈的斷裂，包括：單鏈斷裂(singlestrandbreak,SSB):可以修復(fù)雙鏈斷裂（doublestrandbreak,DSB）:導(dǎo)致細(xì)胞死亡臨床放射生物學(xué)課件27另外還有：堿基損傷（破壞或丟失）；DNA分子的交聯(lián)（DNA雙鏈間或分子間出現(xiàn)交叉聯(lián)合）；DNA糖磷主鏈的破壞、傳遞能力減弱，不能作為模板等。臨床放射生物學(xué)課件28正常DNA分子

GUANNINE-鳥嘌呤THYMINE-胸腺嘧啶

CYTOSINE-胞嘧啶ADENINE-腺嘌呤

正常DNA分子

GUANNINE-鳥嘌呤TH29DNA分子損傷示意圖DNA分子損傷示意圖30射線作用的靶射線引致DNA損傷DNA射線作用的靶射線引致DNA31電離輻射對生物的作用電離輻射對生物作用的時(shí)間表1.物理階段包括帶電粒子和組成組織的原子之間的相互作用。一個(gè)高速的電子通過DNA分子只需用10-10秒，而通過一個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞用10-14秒。當(dāng)電子通過時(shí)產(chǎn)生次級電子，這些次級電子在通過其鄰近原子時(shí)可使之激發(fā)或電離，從而導(dǎo)致一連串的電離事件。一個(gè)10um提及的細(xì)胞，每吸收1Gy的照射劑量將發(fā)生超過105次的電離。電離輻射對生物的作用322.化學(xué)階段電離和繼發(fā)導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂和形成被破壞的分子（自由基）。這些自由基非?；钴S有極高的活性。自由基反應(yīng)在射線照射后的1毫秒內(nèi)就全部完成。臨床放射生物學(xué)課件333.生物階段放射線造成DNA損傷的大多數(shù)可以修復(fù)，僅有少數(shù)的一些損傷不能修復(fù)。這些不能損傷的修復(fù)導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。細(xì)胞死亡需要一定的時(shí)間，細(xì)胞在受小劑量的照射后在死亡之前可能進(jìn)行一定次數(shù)的分裂。正常組織的損傷會出現(xiàn)早期反應(yīng)或晚期反應(yīng)。臨床放射生物學(xué)課件34正常組織和惡性腫瘤受照射后的反應(yīng)一、細(xì)胞的放射損傷電離輻射可引起細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)及各種細(xì)胞器的損傷，破壞它們的結(jié)構(gòu)和功能。其中以細(xì)胞核最為敏感。1956年OrdDanniele實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)放射敏感性的測定正常組織和惡性腫瘤受照射后的反應(yīng)35細(xì)胞的損傷形式與照射劑量、劑量率、射線種類、照射方式及細(xì)胞的外環(huán)境等多因素有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件36細(xì)胞的損傷形式與照射劑量、劑量率、射線種類、照射方式及細(xì)胞的外環(huán)境等多因素有關(guān)。小劑量所引起的分子水平的損傷，往往在當(dāng)代細(xì)胞中不表現(xiàn)出來，而是通過遺傳突變的形式出現(xiàn)；劑量增大，導(dǎo)致細(xì)胞分裂抑制；大劑量照射，可造成細(xì)胞死亡。臨床放射生物學(xué)課件37二、細(xì)胞的死亡形式細(xì)胞受照射后的死亡形式分為：間期死亡(interphasedeath)：細(xì)胞處于有絲分裂間期的死亡，沒有進(jìn)行分裂的能力。間期細(xì)胞死亡以凋亡的形式.大約1/3的實(shí)體腫瘤的輻射效應(yīng)與細(xì)胞凋亡有關(guān).凋亡又稱為程序性細(xì)胞死亡,有些基因與凋亡有關(guān),例如:bcl-2,c-myc,p53.增殖性死亡（reproductivedeath）：細(xì)胞受照射后，還要分裂一次或幾次后再死亡。細(xì)胞死亡屬于哪一種形式，與照射劑量等有關(guān)。兩種細(xì)胞死亡均與射線劑量有關(guān).增殖性死亡與劑量成指數(shù)關(guān)系;細(xì)胞凋亡在1.5~5Gy內(nèi)較敏感,并在照射后數(shù)小時(shí)出現(xiàn).二、細(xì)胞的死亡形式38三、死亡細(xì)胞和存活細(xì)胞臨床放射治療的目的是抑制腫瘤的繼續(xù)生長、阻止癌細(xì)胞繁殖傳代，所以放射生物學(xué)規(guī)定：

鑒別細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)是照射后的細(xì)胞是否有無限增殖的能力。四、正常細(xì)胞分類正常細(xì)胞也可分為三類：三、死亡細(xì)胞和存活細(xì)胞39四、正常細(xì)胞分類正常細(xì)胞也可分為三類：①增殖細(xì)胞群：如造血干細(xì)胞，表皮與胃腸粘膜上皮的干細(xì)胞。這類細(xì)胞始終保持活躍的分裂能力，連續(xù)進(jìn)入細(xì)胞周期循環(huán)；臨床放射生物學(xué)課件40

②不再增殖細(xì)胞群：如成熟的紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞，它們喪失了分裂能力，又稱終末細(xì)胞（endcell）；

41③暫不增殖細(xì)胞群：如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞。它們是分化的，并執(zhí)行特定功能的細(xì)胞，在通常情況下處于G0期，故又稱G0期細(xì)胞。在某種刺激下，這些細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期。如肝部分切除術(shù)后，剩余的肝細(xì)胞迅速分裂。臨床放射生物學(xué)課件42細(xì)胞存活曲線（cellsurvivalcurve)細(xì)胞存活曲線是用來定量描述輻射吸收劑量與存活細(xì)胞數(shù)量的相關(guān)性的一種方法。細(xì)胞存活的定義放射生物學(xué)規(guī)定，鑒別細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)是照射后細(xì)胞是否保留無限增殖的能力。

臨床放射生物學(xué)課件43a.以線性二次模型(LQ)擬合的存活曲線b.以多靶單擊模型擬合的存活曲線細(xì)胞存活曲線擬合分析和繪制a.以線性二次模型(LQ)擬合的存活曲線細(xì)胞存44Kellerer和Rossi（1972）根據(jù)所謂雙重輻射作用理論提出的線性——二次模型S=e(-αD+βD2)。該模型假定輻射引起的細(xì)胞損傷是有二部分組成，一部分與照射劑量成比例，稱為α型損傷;另一部分與照射劑量的平方成比例，稱為β型細(xì)胞損傷.α型損傷不可修復(fù),而β型細(xì)胞損傷可修復(fù).該模型的特點(diǎn)是合成曲線呈連續(xù)彎曲曲線，沒有一個(gè)斜率不變的末尾指數(shù)區(qū)域，因此也就沒有D0以及外推數(shù)N，其特殊優(yōu)點(diǎn)是指有2個(gè)可以調(diào)整的系數(shù)，即α和β。Kellerer和Rossi（1972）根據(jù)所謂雙重輻射45存活曲線參數(shù)的生物學(xué)意義1.初始斜率D1，是指在存活曲線的初始直線部分，存貨細(xì)胞分?jǐn)?shù)降低到0.37所需要的劑量，反映細(xì)胞在低劑量區(qū)的放射敏感性，臨床放射生物學(xué)課件462.最終斜率D0，是指在劑量效應(yīng)曲線的直線部分是細(xì)胞存活從0.1到0.037或從0.01到0.0037所需要的劑量，他表示平均是每個(gè)細(xì)胞發(fā)生一次失火事件所需要的劑量，所以也稱為平均致死劑量，他反應(yīng)每種細(xì)胞在相對高劑量區(qū)對射線的敏感性，D0值越大，細(xì)胞對放射愈抗拒臨床放射生物學(xué)課件473.外推數(shù)N值，將存活曲線的直線部分延長，是指與縱軸相交所得的數(shù)。臨床放射生物學(xué)課件484.準(zhǔn)閾劑量Dq：是反映肩區(qū)大小的參數(shù)。將細(xì)胞存活直線部分延長，與通過存活率為1的橫軸相交點(diǎn)的劑量就是Dq。它表明細(xì)胞亞致死損傷修復(fù)能力的大小。臨床放射生物學(xué)課件49正常組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)一、細(xì)胞增殖周期與放射敏感性細(xì)胞周期可分為以下四期：（1）DNA合成前期(G1期)（2）DNA合成期（S期）（3）有絲分裂前期（G2期）（4）分裂期（M期）有些細(xì)胞處于真正休止?fàn)顟B(tài)不參加周期活動(dòng)，成為G0期細(xì)胞，當(dāng)需要時(shí)，一接到某種信號，G0期細(xì)胞就能開始準(zhǔn)備DNA的合成而變成G1期細(xì)胞，G0其細(xì)胞處于休止?fàn)顟B(tài)，沒有RNA合成。正常組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)50細(xì)胞周期示意圖細(xì)胞周期示意圖51細(xì)胞周期中的時(shí)相放射敏感性G2后期和M期的放射敏感性最高，G1期和S早期的放射敏感性較差，S后期和G1早期具有很強(qiáng)放射抵抗性。但不管細(xì)胞在什么事項(xiàng)，都會在照射后遭到損傷而死亡。臨床放射生物學(xué)課件52實(shí)驗(yàn)證明，在細(xì)胞周期各期細(xì)胞的氧效應(yīng)沒有什么差別。細(xì)胞周期各期對X射線和中子的放射敏感性的變化相同，即M期最敏感，S期敏感性最差；但是敏感的程度有所不同，快中子照射時(shí)，最敏感的期與最抗拒的期之間的放射敏感性的差別縮小臨床放射生物學(xué)課件53二、放射線對正常組織的影響近年來，根據(jù)增殖動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識和靶細(xì)胞存活公式對α/β比值的推算等新概念將正常組織分成早反應(yīng)組織、晚反應(yīng)組織，一般認(rèn)為更新快的組織在放療中是早反應(yīng)組織，而更新曼的組織屬于晚反應(yīng)組織，大部分腫瘤屬于早反應(yīng)組織。臨床放射生物學(xué)課件54早反應(yīng)組織在照射后的表現(xiàn)主要表現(xiàn)為急性反應(yīng)，大多數(shù)急性反應(yīng)在放療較長的過程或5周的治療中都有顯著的再增殖，表現(xiàn)出一定程度的反應(yīng)減少，如在治療后5~6周，口咽部粘膜反應(yīng)減少，受照射皮膚上皮出現(xiàn)克隆。臨床放射生物學(xué)課件551.皮膚放射型皮膚損傷的第一個(gè)癥狀是紅斑，閾值大約在5Gy以上，與照射后幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)，主要是血管反應(yīng)。初始的紅斑消失以后，一周后又在憲兵持續(xù)較少的時(shí)間。在照射量達(dá)到20~40Gy以后，基底層內(nèi)的前體細(xì)胞不能再產(chǎn)生新細(xì)胞，成熟的上皮細(xì)胞持續(xù)丟失的結(jié)果就產(chǎn)生上皮剝脫形成抗?jié)儭?.皮膚562.造血系統(tǒng)造血系統(tǒng)受照射后引起急性反應(yīng)的靶細(xì)胞是各種前體細(xì)胞，而不是與長期修復(fù)有關(guān)的靶細(xì)胞——干細(xì)胞。造血系統(tǒng)受到照射后，干細(xì)胞減少，使其對擴(kuò)增部分的前體細(xì)胞的供應(yīng)減少，同時(shí)前體細(xì)胞的本身也受到了照射的損傷。2.造血系統(tǒng)573.小腸隱窩細(xì)胞分裂很快，受照射后丟失也很快，小腸絨毛細(xì)胞本身是不增殖的，對照射也沒有立即的效應(yīng)，照射劑量搞高的反應(yīng)是小腸上皮剝脫，從而產(chǎn)生致命的胃腸綜合征，出現(xiàn)失水及電解質(zhì)和蛋白質(zhì)丟失。3.小腸58

4.睪丸睪丸對照射的反應(yīng)也取決于組織的動(dòng)力學(xué)，照射睪丸后選擇性地使早期精原細(xì)胞耗盡。

59晚反應(yīng)組織在受照射后的表現(xiàn)一些已經(jīng)分化的緩慢更新器官的損傷的表現(xiàn)是晚反應(yīng)，一般都有纖維細(xì)胞和其它結(jié)締組織的過度生長，形成廣泛的纖維化。臨床放射生物學(xué)課件60晚反應(yīng)正常組織包括肺、脊髓、膀胱、腦和腎組織,受照射后的損傷往往由鄰近細(xì)胞的復(fù)制——功能細(xì)胞進(jìn)入分裂周期來代償?shù)模皇歉杉?xì)胞分裂分化成終末細(xì)胞的結(jié)果。臨床放射生物學(xué)課件61晚反應(yīng)組織的發(fā)病機(jī)制1.實(shí)質(zhì)細(xì)胞群體的干細(xì)胞耗損2.血管損傷臨床放射生物學(xué)課件621.肺大劑量照射后，肺損傷的早期反應(yīng)是，大約在照射后一個(gè)月左右發(fā)生，這是由于照射引起肺泡壁通透性的改變，但這對照射后3~6個(gè)月所產(chǎn)生的放射性肺炎并不起主導(dǎo)作用，放射性肺炎的特征是肺泡毛細(xì)血管壁界面失去平衡，造成肺泡膨脹不全，血液漏入肺泡腔內(nèi)造成出血，這是肺功能兩種關(guān)鍵成分及肺泡表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生和屏障活性喪失的結(jié)果。主要的靶細(xì)胞是肺II型細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。放射性肺炎的第二階段損傷是肺的放射性纖維變。1.肺632.脊髓由于照射后的脊髓損傷發(fā)生肢體癱瘓的潛伏期相當(dāng)長（至少4個(gè)月），大多數(shù)人認(rèn)為放射性脊髓炎是由于血管的損傷。但可以較肯定的說，晚期的脊髓功能損傷不是由于對神經(jīng)細(xì)胞的直接作用，其最可能的靶細(xì)胞群是（a）膠質(zhì)細(xì)胞群，（b）內(nèi)皮細(xì)胞群。膠質(zhì)細(xì)胞群受損后髓質(zhì)和神經(jīng)根就會發(fā)生節(jié)段性的脫髓鞘。這涉及隨后有些病人會有觸電樣的感覺異常的Lhermitte‘s征。2.脊髓643.血管系統(tǒng)組織受到照射時(shí)，血管可能發(fā)生反應(yīng)，一方面是由于照射對血管的直接作用，另一方面是由于其它組織成分損傷的反應(yīng)。照射的直接效應(yīng)可分為三期：急性期有血管擴(kuò)張及滲透性改變；中期，主要是放射線對內(nèi)皮細(xì)胞的效應(yīng)；后期，大血管壁的變化。3.血管系統(tǒng)65早反應(yīng)和晚反應(yīng)正常組織的劑量效應(yīng)關(guān)系當(dāng)用較少的照射次數(shù)而分次劑量加大，晚期反應(yīng)就較嚴(yán)重。早期反應(yīng)α/β比為10，晚期反應(yīng)α/β比為3。臨床放射生物學(xué)課件66Withoutconsideringcellproliferationanddamage/repair,smallfractiondosewithlargenumberoffractionsseemsalwaysgoodfornormaltissues,meanwhileitremains‘similar’effectfortumor.Withoutconsideringcellproli673.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)三種類型：亞致死損傷（subletheldamage,SLD）潛在致死損傷（potentialletheldamage,PLD）致死損傷（letheldamage,LD）3.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)681.SLD：細(xì)胞受照射后在一定時(shí)間內(nèi)能修復(fù)的損傷。在一小時(shí)內(nèi)可以出現(xiàn)修復(fù)，一般4-8小時(shí)完成，是一個(gè)代謝過程的修復(fù)，與DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成都無關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件692.PLD：細(xì)胞受照射后，如有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷可以修復(fù)，如沒有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷就將轉(zhuǎn)化為不可逆的損傷，使細(xì)胞最終喪失增殖能力。PLD一般能造成細(xì)胞的死亡。M期、G1及G2期的細(xì)胞都沒有PLD的修復(fù)，加溫療法(熱療)可以抑制PLD的修復(fù)。PLD及修復(fù)對放射治療有重要意義。2.PLD：細(xì)胞受照射后，如有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷703.LD：細(xì)胞受損傷在任何情況下都不能修復(fù)，細(xì)胞完全喪失分裂繁殖能力。臨床放射生物學(xué)課件71正常組織的耐受量1.常規(guī)超高壓治療條件下人體正常組織的耐受量：常規(guī)放射治療中正常組織的耐受量一般可參考表。此處標(biāo)準(zhǔn)治療條件是指超高壓治療（1~6MV），1000cGy/周，每天一次，治療5次，休息2天，整個(gè)治療根據(jù)治療總劑量，在2~8周內(nèi)完成。正常組織的耐受量72TD50/5為最大耐受量，指在標(biāo)準(zhǔn)治療條件下，治療后5年時(shí)，50%的病例發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥的劑量。臨床放射生物學(xué)課件73TD5/5最小耐受劑量：指在標(biāo)準(zhǔn)治療條件下，治療后5年內(nèi)，小于或等于5%的病例發(fā)生嚴(yán)重合并癥的劑量。臨床放射生物學(xué)課件74放射耐受量器官損傷（cGy）TD5/5TD50/5射野面積（cm2）皮膚潰瘍，眼中纖維化55007000100唾液腺口腔干燥50006500100胃潰瘍，穿孔出血45005500100肝臟急慢性肝炎25004000全肝腎臟急慢性腎炎20002500全腎睪丸永久不育100400整個(gè)睪丸卵巢永久不育200625整個(gè)卵巢肺急慢性肺炎30003500100心臟心包炎，全心炎4500550060%軟骨/骨生長受阻，侏儒10003000整塊骨，10（兒童）晶體白內(nèi)障5001200整個(gè)或部分眼球

放射耐受量75人體各種組織的放射敏感性高度敏感的組織淋巴組織（淋巴細(xì)胞和淋巴幼稚細(xì)胞）胸腺（胸腺細(xì)胞）骨髓（幼稚紅、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞）胃腸上皮（特別小腸隱窩上皮細(xì)胞）性腺（睪丸和卵巢的生殖細(xì)胞）胚胎組織

人體各種組織的放射敏感性76中度敏感的組織

感覺器官（角膜、晶狀體、結(jié)膜）內(nèi)皮細(xì)胞（主要是血管、血竇和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞）皮膚上皮（毛囊上皮細(xì)胞）唾液腺腎、肝、肺組織上皮細(xì)胞

臨床放射生物學(xué)課件77低度敏感組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)分泌細(xì)胞（性腺內(nèi)分泌細(xì)胞）

低度敏感組織78功能性亞單位的概念功能性亞單位（functionalsubunits,FSU)組成，而每一個(gè)FSU有若干靶細(xì)胞組成。因此在決定一個(gè)組織的耐受劑量時(shí)，不僅要考慮到靶細(xì)胞的放射敏感性，而且也要注意到FSU中靶細(xì)胞的數(shù)量。臨床放射生物學(xué)課件791.并聯(lián)排列:

照射一個(gè)亞單位不會導(dǎo)致其它亞單位的損傷。如腎單位、肝小葉、肺單元

2.串聯(lián)排列：一個(gè)亞單位的破壞可導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)功能的失去，如皮膚、粘膜、脊髓

1.并聯(lián)排列:80臨床放射生物學(xué)課件81容積效應(yīng)的概念不同器官的容積效應(yīng)是不一樣的，它決定于器官的結(jié)構(gòu)及周圍靶細(xì)胞遷移的速度和距離。器官受照射的范圍是決定臨床耐受性的一個(gè)很重要的因素，它不同于組織本身的放射敏感性。臨床放射生物學(xué)課件821.照射容積的增加可導(dǎo)致組織的耐受性的下降。2.雖然照射所引起的損傷相似，但由于照射容積增加會使正常組織并發(fā)癥增加。1.照射容積的增加可導(dǎo)致組織的耐受性的下降。83再次照射正常組織的耐受性臨床需要:對放療后一定時(shí)間后腫瘤原位復(fù)發(fā)或照射野內(nèi)出現(xiàn)新的病灶的患者,要考慮再次放療的問題.再次放療的可行性:正常組織可增殖性再生(proliferativeregeneration)有些部位的惡性腫瘤臨床已證實(shí)再次放療可行,例如:鼻咽癌,肺癌等再次放療的風(fēng)險(xiǎn):正常組織殘留損傷應(yīng)謹(jǐn)慎選擇再次放療再次照射正常組織的耐受性臨床需要:對放療后一定時(shí)間后腫瘤原位84皮膚:急性反應(yīng)再程放療的耐受性:初次放療的皮膚急性放射損傷在8周內(nèi)得到很好恢復(fù),幾乎是完全放射耐受的.晚期損傷資料不多.耐受性低于急性反應(yīng).Brown和Probert(1975)證實(shí),分次放療后6月,小鼠皮膚再程放療的耐受性是急性反應(yīng)完全耐受劑量(BED)的85%~95%

皮膚:85小腸小腸對再次放療的耐受性與皮膚相似.初次照射后8周恢復(fù)對再程放療的完全耐受性(Reynaud和Travis,1984).小腸損傷和再程放療的耐受性的快速恢復(fù)與小腸快速增殖動(dòng)力學(xué)一致.

小腸小腸對再次放療的耐受性與皮膚相似.初次照射后8周恢復(fù)86肺動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,肺具有一定的組織修復(fù)和對再次放療的耐受性.大部分肺細(xì)胞屬于慢反應(yīng)組織,但急性損傷的恢復(fù)與皮膚和小腸類似.超過BED70%的初次照射后則不能達(dá)到對再程放療的完全耐受.較高劑量初次照射后恢復(fù)較慢.這與II型肺泡細(xì)胞的增殖有關(guān).低劑量照射后這些細(xì)胞的丟失可代償;高劑量照射后II型細(xì)胞接近耗盡,需要更長時(shí)間的再增殖.高劑量照射后,致死性肺炎出現(xiàn)早,特別是在間隔時(shí)間短的情況下.肺87腫瘤組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)一、影響腫瘤生長率的因素1.生長比例（growthfraction,GF)腫瘤內(nèi)進(jìn)行增殖活動(dòng)的細(xì)胞與總細(xì)胞數(shù)的比例稱為生長比例。GF=P/P+QP:增殖細(xì)胞數(shù)；Q：靜止細(xì)胞數(shù)腫瘤組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)88決定腫瘤生長率的三個(gè)因素中（細(xì)胞周期的長短，生長比例；細(xì)胞丟失率），主要的因素是細(xì)胞丟失率。臨床放射生物學(xué)課件892.潛在性倍增時(shí)間（potentialdoublingtime,Tpot)即是在沒有細(xì)胞丟失的條件下，腫瘤細(xì)胞增加1倍所需時(shí)間。不同組織來源的腫瘤Tpot差異很大.但人類腫瘤大多在1~30天.根據(jù)Tpot可選擇放療劑量分割方式,如Tpot小于4.6天,應(yīng)用加速超分割放療療效優(yōu)于常規(guī)分割.臨床放射生物學(xué)課件90二、影響腫瘤敏感性的主要因素1.氧效應(yīng)由于分子氧的存在而把應(yīng)在照射中能得到修復(fù)的損傷固定下來，不再產(chǎn)生修復(fù)。乏氧細(xì)胞主要存在腫瘤組織中，腫瘤內(nèi)發(fā)癢細(xì)胞的存在已成為放射治療失敗的一個(gè)重要因素。二、影響腫瘤敏感性的主要因素912.細(xì)胞周期中的時(shí)相放射敏感性2.細(xì)胞周期中的時(shí)相放射敏感性92

3.射線的性質(zhì)不同的射線具有不同的特性，包括LET、RBE、劑量率等都會直接影響到細(xì)胞存活率及組織的損傷

934.抗癌藥物在放療時(shí)，同時(shí)應(yīng)用抗癌藥物（簡稱為化療）會直接影響到生物效應(yīng)。例如某些化學(xué)藥物可以增加腫瘤放射敏感性，如順鉑和紫杉醇等臨床放射生物學(xué)課件945.熱療42~430C的加熱能減少肩區(qū)及增加細(xì)胞存活曲線的斜率以達(dá)到增加細(xì)胞的放射敏感性。5.熱療95相對生物學(xué)效應(yīng)(RBE):是指在產(chǎn)生相同生物學(xué)效應(yīng)的情況下,已知射線的劑量與待測射線的劑量之比.LET越大,RBE越大.臨床放射生物學(xué)課件96氧增強(qiáng)比(OER)是用來說明乏氧細(xì)胞對射線的敏感性低.是指在產(chǎn)生同樣生物學(xué)效應(yīng)的前提下,細(xì)胞乏氧與富氧時(shí)的所需放射劑量之比.高LET射線,OER小.臨床放射生物學(xué)課件97氧效應(yīng)的機(jī)制:比較公認(rèn)的理論是“氧固定假說（OxygenFixationHypothesis）即當(dāng)帶電粒子穿過生物物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生許多電子對，這些電子對壽命極短，約為10–10秒，當(dāng)生物物質(zhì)吸收了放射線以后形成自由基。這些自由基是高活度分子，能擊斷化學(xué)鍵造成靶分子的損傷（通常是DNA），從而啟動(dòng)一系列事件并最終以損傷的形式表達(dá)出來。在有氧存在的情況下，氧與自由基R作用形成有機(jī)過氧基（RO2），它是靶物質(zhì)的不可逆形式，于是損傷被化學(xué)固定下來，因此認(rèn)為氧對照射的損傷起了“固定”作用稱之為“氧固定假說”。氧效應(yīng)的機(jī)制:98劑量率效應(yīng)在臨床上常用外放療的劑量率是較高的,每分鐘幾個(gè)Gy左右.但當(dāng)劑量率下降至1Gy/分鐘,那么每Gy所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)就減弱,這種現(xiàn)象稱劑量率效應(yīng)臨床放射生物學(xué)課件99分次放療的理論基礎(chǔ)Withers于1987年提出4個(gè)R的概念,即:Repair:再修復(fù)Repopulation:再增殖Reoxygenation:再氧合Redistribution:細(xì)胞周期時(shí)相再分布分次放療的理論基礎(chǔ)100細(xì)胞周期再分布的意義一般認(rèn)為，分次放射治療中存在著處于相對放射抗拒時(shí)相的細(xì)胞向放射敏感時(shí)相移動(dòng)的再分布現(xiàn)象，這有助于提高放射線對腫瘤細(xì)胞的殺傷效果。如果未能進(jìn)行有效的細(xì)胞周期內(nèi)時(shí)相的再分布，則也可能成為放射抗拒的機(jī)制之一。細(xì)胞周期再分布的意義101再氧合如果用大劑量單次照射腫瘤，腫瘤內(nèi)大多數(shù)放射敏感的氧合好的細(xì)胞將被殺死，剩下的那些活細(xì)胞是乏氧的。因此，照射后即刻的乏氧分?jǐn)?shù)將會接近100%，然后逐漸下降并接近初始值，這種現(xiàn)象稱為再氧合。直徑<1mm的腫瘤是充分氧合的

超過這個(gè)大小會出現(xiàn)乏氧。臨床放射生物學(xué)課件102再群體化（Repopulation)損傷之后，組織的干細(xì)胞在機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制的作用下，增殖、分化、恢復(fù)組織原來形態(tài)的過程稱做再群體化。這一概念早先用于描述正常組織損傷之后的恢復(fù)過程。再群體化效應(yīng)可以被增殖層次細(xì)胞的缺失或非增殖性功能細(xì)胞層的缺失所啟動(dòng)。再群體化的概念也用于腫瘤，但涵義有所不同。照射或使用細(xì)胞毒性藥物以后，可啟動(dòng)腫瘤內(nèi)存活的克隆源細(xì)胞，使之比照射或用藥以前分裂得更快，這稱之為加速再群體化（acceleratedrepopulation）。再群體化（Repopulation)103亞致死損傷的修復(fù)指假如將某一即定單次照射劑量分成間隔一定時(shí)間的兩次時(shí)所觀察到的存活細(xì)胞增加的現(xiàn)象。1959年Elkind發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞受照射產(chǎn)生亞致死損傷而保持修復(fù)能力時(shí)，細(xì)胞能在3小時(shí)內(nèi)完成這種修復(fù)，將其稱之為亞致死損傷修復(fù)。亞致死損傷的修復(fù)104非常規(guī)分割放射治療常規(guī)放療:每天1次,每次照射劑量1.8~2.0Gy,每周照射5天,總劑量在6~8周完成.超分割:減少每次的照射劑量,1.1~1.5Gy/次,每天2次,間隔4~6小時(shí),總療程與常規(guī)照射相同或略短,而總劑量增加.優(yōu)點(diǎn):在不明顯增加正常組織后期并發(fā)癥的前提下,提高總劑量,從而提高局部控制率.缺點(diǎn):因每周劑量增加,急性反應(yīng)增加.非常規(guī)分割放射治療常規(guī)放療:每天1次,每次照射劑量1.8~2105例如:RTOG對III期NSCLC:采用每次1.2Gy,每天2次,總劑量69.6Gy組明顯提高腫瘤局部控制率.例如:RTOG對III期NSCLC:采用每次1.2Gy,每106加速超分割:每次1.1Gy,每天3次,間隔6小時(shí)以上,每周5天,總劑量增加,而總療程縮短.優(yōu)點(diǎn):較短的時(shí)間內(nèi)給予較高劑量的照射,而且每天給予2~3次,每天的照射劑量增加,總療程縮短,可克服腫瘤細(xì)胞的加速再增殖,提高腫瘤局控率.缺點(diǎn):急性和后期反應(yīng)增加.

加速超分割:每次1.1Gy,每天3次,間隔6小時(shí)以上,每周5107大分割放療例如立體定向放療例如:腦星形細(xì)胞瘤r刀X刀以50%等劑量線為邊緣劑量等中心處可達(dá)28Gy/1次.

肺癌日本HiroshOnishi1993~2003日本多中心臨床I/II期試驗(yàn),298例I期肺癌18Gy1次~75Gy/22次,中位BED108Gy.總有效率86%.大分割放療例如立體定向放療108生物效應(yīng)劑量放療總劑量相同的情況下,分割劑量不同,對正常組織或腫瘤組織的效應(yīng)不同.

BED=nd(1+d/α/β)生物效應(yīng)劑量放療總劑量相同的情況下,分割劑量不同,對正常組織109用ＬＱ模式設(shè)計(jì)非常規(guī)分割方案要求：１．為減少晚期反應(yīng)組織的損傷，每次分割劑量應(yīng)小于２Ｇy；２．每天的總劑量小于５Ｇy；３．每分次照射間隔的時(shí)間應(yīng)大于６小時(shí)；４．在不致引起嚴(yán)重急性反應(yīng)的情況下，盡量縮短總的治療時(shí)間．用ＬＱ模式設(shè)計(jì)非常規(guī)分割方案要求：110放射治療分子生物學(xué)已知某化合物能影響輻射效應(yīng)IL－1，TNF，IL－12能保護(hù)骨髓功能生長因子如FGF能修復(fù)肺的內(nèi)皮細(xì)胞損傷TNF－α能增加輻射生物效應(yīng)腫瘤細(xì)胞某些基因蛋白的表達(dá)感性有關(guān)放射治療分子生物學(xué)已知某化合物能影響輻射效應(yīng)111調(diào)強(qiáng)放射治療的放射生物學(xué)特點(diǎn)1.照射時(shí)間延長致亞致死性損傷修復(fù)增加而導(dǎo)致生物效應(yīng)下降.因此,應(yīng)相應(yīng)增加照射劑量.中國醫(yī)科院腫瘤醫(yī)院研究結(jié)果:采用克隆形成分析法,IMRT組隨著照射時(shí)間延長,相對劑量率下降,導(dǎo)致生物效應(yīng)下降10%2.低劑量超敏調(diào)強(qiáng)放射治療的放射生物學(xué)特點(diǎn)1.照射時(shí)間延長致亞致死性損傷112立體定向治療的放射生物學(xué)特點(diǎn)腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在放射敏感性作用較低4個(gè)“R”理論不能完全用來解釋立體定向治療單次大劑量照射的效果主要由于血管損傷和抑制細(xì)胞增殖而死亡的結(jié)果根據(jù)L-Q模式：早期反應(yīng)組織：單次20GY→相當(dāng)于常規(guī)照射50Gy 后期反應(yīng)組織：單次20GY→相當(dāng)于常規(guī)90－100Gy。腦壞死：常規(guī)照射9－36周出現(xiàn)立體定向照射于照射后僅數(shù)周便出現(xiàn)腦組織并發(fā)癥取決于照射容積及分次劑量

謝謝立體定向治療的放射生物學(xué)特點(diǎn)腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在放射敏感性作用較113臨床放射生物學(xué)青醫(yī)附院腫瘤中心放射治療二科劉希光臨床放射生物學(xué)青醫(yī)附院腫114IGRT3D-TPSPET-CTCONE-BEAMMLCDVHLINACPET-CTCT-SIM理想劑量分布EPIDMRIIGRT3D-TPSPET-CTCONE-BEAMMLCDV115第一講放射線的生物學(xué)效應(yīng)放射生物學(xué)在腫瘤放射治療中的作用

(1)為放射治療提供理論依據(jù),研究射線對腫瘤組織和正常組織的作用機(jī)制和差別例如:乏氧再氧合再增殖DNA損傷修復(fù)

第一講放射線的生物學(xué)效應(yīng)放射生物學(xué)在腫瘤放射治療中的作用116(2)發(fā)現(xiàn)新的特異性的治療方法例如:乏氧細(xì)胞增敏劑高LET射線治療加速和超分割放射治療

臨床放射生物學(xué)課件117(3)探求新的放療方案例如:立體定向放療(大分割放療)術(shù)中照射組織間照射臨床放射生物學(xué)課件118與臨床放射治療有關(guān)的放射生物學(xué)概念一、放射敏感性與放射治愈性放射敏感性是指放射效應(yīng)的程度。按放射治療腫瘤的效應(yīng)，腫瘤分成:放射敏感（如淋巴瘤、精原細(xì)胞、無性細(xì)胞瘤）中等敏感（如大部分上皮細(xì)胞腫瘤）放射抗拒（如源于間質(zhì)、軟組織和骨的腫瘤）與臨床放射治療有關(guān)的放射生物學(xué)概念119腫瘤的放射敏感性與腫瘤的組織來源、分化程度、腫瘤的大體類型、增殖速度、血供等有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件120放射敏感性：指一切照射條件完全嚴(yán)格一致時(shí)，機(jī)體器官或組織對輻射反應(yīng)的強(qiáng)度或速度快慢不同，若反應(yīng)強(qiáng)或速度快，其敏感性高，反之則低。臨床腫瘤治療中，放射敏感性反映了腫瘤消退的程度和速度臨床放射生物學(xué)課件121Bergonie-Tribondeau法則（B-T法則）：

分裂能力或增殖能力愈強(qiáng)的組織愈敏感。分化程度越差的組織愈敏感，反之亦然。放射敏感性與組織的分裂程度成正比，與分化程度成反比。

Bergonie-Tribondeau法則（B-T法則）：122放射敏感性的四個(gè)主要因素：腫瘤細(xì)胞的內(nèi)在敏感性、氧合狀態(tài)、乏氧克隆細(xì)胞所占的比例、腫瘤細(xì)胞亞致死性損傷的修復(fù)能力。臨床放射生物學(xué)課件123放射生物學(xué)表達(dá)放射敏感性的指標(biāo):以往用D0,N,Dq來表達(dá)細(xì)胞的放射敏感性,近年來研究,SF2可更好地表達(dá)不同類型腫瘤放射治療后的效果.SF2:2Gy照射后的細(xì)胞存活率.臨床放射生物學(xué)課件124二、腫瘤控制概率（tumorcontrolprobability,TCP)腫瘤的控制概率取決于腫瘤的敏感性和腫瘤的大小、放射治療的總劑量和分割等因素有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件125GyTCPTCD50g50TCPforAdenocarcinomaofProstateGyTCPTCD50g50TCPforAdenocar126三、正常組織并發(fā)癥概率（normaltissuecomplicationprobability,NTCP)正常組織的放射損傷分為急性早期反應(yīng)、晚期損傷，急性損傷消退后無明顯后遺癥，晚期損傷可以將不同的器官分為串形排列（例如脊髓，腸管）和并形排列（例如肺，肝）臨床放射生物學(xué)課件127NormalTissueDoseResponseorNTCPGyNTCP-Lung(PneumonitisG3)-Rectum(SevereproctitisG3)TD50TD5NormalTissueDoseResponseor128腫瘤控制概率正常組織并發(fā)癥概率TCPNTCP劑量大腫瘤（乏氧細(xì)胞）并發(fā)癥腫瘤控制50100TCP、NTCP不適合亞臨床病變腫瘤控制概率正常組織并發(fā)癥概率TN劑量大腫129四、亞臨床病灶所謂亞臨床灶是指用一般臨床檢查方法不能發(fā)現(xiàn)的，肉眼也看不到的，而且顯微鏡下也是隱性的病灶，這種病灶常常位于腫瘤主體的周圍或遠(yuǎn)隔部位，有時(shí)是多發(fā)病灶，如果亞臨床病灶不加以消滅，勢必造成治療失敗。臨床放射生物學(xué)課件130五、治療比（治療獲得系數(shù)）(therapeuticgainfactor,TGF)TGF=某一措施對腫瘤的影響/同一措施對正常組織的影響臨床放射生物學(xué)課件131六、LET（linearenergytransfer）線性能量轉(zhuǎn)換即帶電粒子傳遞給其徑跡物質(zhì)上的能量的速率(Kev/u)。一般情況下，射線LET越大，在相同的吸收劑量下其生物效應(yīng)越大。放射治療使用的X線、γ線及電子線(β線)，屬于低LET射線；快中子、質(zhì)子、重粒子等屬于高LET射線。高、低LET射線產(chǎn)生的生物效應(yīng)不同。高

LET射線的生物學(xué)效應(yīng)明顯大于低LET射線.高LET射線照射后細(xì)胞存活曲線的肩區(qū)小或無;對氧和細(xì)胞周期的依賴性也小;分次照射和劑量率的效應(yīng)也小.六、LET（linearenergytransfer）線132七、克隆源性細(xì)胞的概念在特定的生長環(huán)境內(nèi)有能力形成含有超過50個(gè)細(xì)胞集落的細(xì)胞，稱為克隆源性細(xì)胞。腫瘤受到一定劑量的照射后受致死損傷的細(xì)胞并不是全部立即死亡，有些細(xì)胞還能保存其分裂能力進(jìn)行無限分裂而形成超過含有50個(gè)細(xì)胞以上的克隆或集落。這也是腫瘤放療后復(fù)發(fā)的重要原因。臨床放射生物學(xué)課件133放射治療的基本目標(biāo)盡量消滅腫瘤

盡量避免或減少對正常組織的損傷

放射治療的基本目標(biāo)盡量消滅腫瘤134放射線的生物效應(yīng)放射線的生物效應(yīng)135照射的“直接作用”是直接和細(xì)胞關(guān)鍵的靶起作用，靶的原子被電離或激發(fā)從而啟動(dòng)一系列的事件導(dǎo)致生物改變。在中子等高LET種這是處于顯著地位的過程。另一方面涉嫌在細(xì)胞內(nèi)可能和另一個(gè)原子或分子相互作用（尤其在水中）產(chǎn)生自由基，他們可以擴(kuò)散一定距離達(dá)到一個(gè)關(guān)鍵的靶并造成損傷，這就叫照射的”間接作用“。估算哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)X射線所致DNA損傷2/3是由間接作用引起的。照射的“直接作用”是直接和細(xì)胞關(guān)鍵的靶起作136直接作用1.概念：射線直接作用于生物大分子，破壞其結(jié)構(gòu)的過程。2.過程：照射RHRH+RH+R·+H+RH為有機(jī)分子，R·為有機(jī)分子自由基。

直接作用1.概念：射線直接作用于生物大分子，破壞其結(jié)構(gòu)的過程137間接作用1.概念：射線作用于生物體中的水分子，產(chǎn)生的自由基離子或自由基再作用于生物大分子，導(dǎo)致?lián)p傷。2.過程：生物系統(tǒng)內(nèi)水的成分很大，因此大部分輻射所致的電離發(fā)生于水分子中。照射后10-10秒，水將有三種主要水解產(chǎn)物：e-aq、H·、OH·，高度活躍。間接作用1.概念：射線作用于生物體中的水分子，產(chǎn)生的自由基離138放射線細(xì)胞殺滅的機(jī)制DNA是放射線對細(xì)胞作用最關(guān)鍵的靶微輻射研究顯示：用放射線殺死細(xì)胞時(shí)，單獨(dú)照射細(xì)胞漿所需的照射劑量要比單獨(dú)照射細(xì)胞核大得多。放射性同位素（如3H,125I）摻入核DNA可有效地造成DNA損傷并殺死細(xì)胞。受放射線照射后染色體畸變率與細(xì)胞死亡密切相關(guān)。當(dāng)特異地把胸腺嘧啶類似物，如碘脫氧尿核苷或溴脫氧尿核苷摻入染色體時(shí)可修飾細(xì)胞的放射敏感性。放射線細(xì)胞殺滅的機(jī)制139輻射所致的DNA損傷主要是DNA鏈的斷裂，包括：單鏈斷裂(singlestrandbreak,SSB):可以修復(fù)雙鏈斷裂（doublestrandbreak,DSB）:導(dǎo)致細(xì)胞死亡臨床放射生物學(xué)課件140另外還有：堿基損傷（破壞或丟失）；DNA分子的交聯(lián)（DNA雙鏈間或分子間出現(xiàn)交叉聯(lián)合）；DNA糖磷主鏈的破壞、傳遞能力減弱，不能作為模板等。臨床放射生物學(xué)課件141正常DNA分子

GUANNINE-鳥嘌呤THYMINE-胸腺嘧啶

CYTOSINE-胞嘧啶ADENINE-腺嘌呤

正常DNA分子

GUANNINE-鳥嘌呤TH142DNA分子損傷示意圖DNA分子損傷示意圖143射線作用的靶射線引致DNA損傷DNA射線作用的靶射線引致DNA144電離輻射對生物的作用電離輻射對生物作用的時(shí)間表1.物理階段包括帶電粒子和組成組織的原子之間的相互作用。一個(gè)高速的電子通過DNA分子只需用10-10秒，而通過一個(gè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞用10-14秒。當(dāng)電子通過時(shí)產(chǎn)生次級電子，這些次級電子在通過其鄰近原子時(shí)可使之激發(fā)或電離，從而導(dǎo)致一連串的電離事件。一個(gè)10um提及的細(xì)胞，每吸收1Gy的照射劑量將發(fā)生超過105次的電離。電離輻射對生物的作用1452.化學(xué)階段電離和繼發(fā)導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂和形成被破壞的分子（自由基）。這些自由基非?；钴S有極高的活性。自由基反應(yīng)在射線照射后的1毫秒內(nèi)就全部完成。臨床放射生物學(xué)課件1463.生物階段放射線造成DNA損傷的大多數(shù)可以修復(fù)，僅有少數(shù)的一些損傷不能修復(fù)。這些不能損傷的修復(fù)導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。細(xì)胞死亡需要一定的時(shí)間，細(xì)胞在受小劑量的照射后在死亡之前可能進(jìn)行一定次數(shù)的分裂。正常組織的損傷會出現(xiàn)早期反應(yīng)或晚期反應(yīng)。臨床放射生物學(xué)課件147正常組織和惡性腫瘤受照射后的反應(yīng)一、細(xì)胞的放射損傷電離輻射可引起細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)及各種細(xì)胞器的損傷，破壞它們的結(jié)構(gòu)和功能。其中以細(xì)胞核最為敏感。1956年OrdDanniele實(shí)驗(yàn)：細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)放射敏感性的測定正常組織和惡性腫瘤受照射后的反應(yīng)148細(xì)胞的損傷形式與照射劑量、劑量率、射線種類、照射方式及細(xì)胞的外環(huán)境等多因素有關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件149細(xì)胞的損傷形式與照射劑量、劑量率、射線種類、照射方式及細(xì)胞的外環(huán)境等多因素有關(guān)。小劑量所引起的分子水平的損傷，往往在當(dāng)代細(xì)胞中不表現(xiàn)出來，而是通過遺傳突變的形式出現(xiàn)；劑量增大，導(dǎo)致細(xì)胞分裂抑制；大劑量照射，可造成細(xì)胞死亡。臨床放射生物學(xué)課件150二、細(xì)胞的死亡形式細(xì)胞受照射后的死亡形式分為：間期死亡(interphasedeath)：細(xì)胞處于有絲分裂間期的死亡，沒有進(jìn)行分裂的能力。間期細(xì)胞死亡以凋亡的形式.大約1/3的實(shí)體腫瘤的輻射效應(yīng)與細(xì)胞凋亡有關(guān).凋亡又稱為程序性細(xì)胞死亡,有些基因與凋亡有關(guān),例如:bcl-2,c-myc,p53.增殖性死亡（reproductivedeath）：細(xì)胞受照射后，還要分裂一次或幾次后再死亡。細(xì)胞死亡屬于哪一種形式，與照射劑量等有關(guān)。兩種細(xì)胞死亡均與射線劑量有關(guān).增殖性死亡與劑量成指數(shù)關(guān)系;細(xì)胞凋亡在1.5~5Gy內(nèi)較敏感,并在照射后數(shù)小時(shí)出現(xiàn).二、細(xì)胞的死亡形式151三、死亡細(xì)胞和存活細(xì)胞臨床放射治療的目的是抑制腫瘤的繼續(xù)生長、阻止癌細(xì)胞繁殖傳代，所以放射生物學(xué)規(guī)定：

鑒別細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)是照射后的細(xì)胞是否有無限增殖的能力。四、正常細(xì)胞分類正常細(xì)胞也可分為三類：三、死亡細(xì)胞和存活細(xì)胞152四、正常細(xì)胞分類正常細(xì)胞也可分為三類：①增殖細(xì)胞群：如造血干細(xì)胞，表皮與胃腸粘膜上皮的干細(xì)胞。這類細(xì)胞始終保持活躍的分裂能力，連續(xù)進(jìn)入細(xì)胞周期循環(huán)；臨床放射生物學(xué)課件153

②不再增殖細(xì)胞群：如成熟的紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、心肌細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞，它們喪失了分裂能力，又稱終末細(xì)胞（endcell）；

154③暫不增殖細(xì)胞群：如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞。它們是分化的，并執(zhí)行特定功能的細(xì)胞，在通常情況下處于G0期，故又稱G0期細(xì)胞。在某種刺激下，這些細(xì)胞重新進(jìn)入細(xì)胞周期。如肝部分切除術(shù)后，剩余的肝細(xì)胞迅速分裂。臨床放射生物學(xué)課件155細(xì)胞存活曲線（cellsurvivalcurve)細(xì)胞存活曲線是用來定量描述輻射吸收劑量與存活細(xì)胞數(shù)量的相關(guān)性的一種方法。細(xì)胞存活的定義放射生物學(xué)規(guī)定，鑒別細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)是照射后細(xì)胞是否保留無限增殖的能力。

臨床放射生物學(xué)課件156a.以線性二次模型(LQ)擬合的存活曲線b.以多靶單擊模型擬合的存活曲線細(xì)胞存活曲線擬合分析和繪制a.以線性二次模型(LQ)擬合的存活曲線細(xì)胞存157Kellerer和Rossi（1972）根據(jù)所謂雙重輻射作用理論提出的線性——二次模型S=e(-αD+βD2)。該模型假定輻射引起的細(xì)胞損傷是有二部分組成，一部分與照射劑量成比例，稱為α型損傷;另一部分與照射劑量的平方成比例，稱為β型細(xì)胞損傷.α型損傷不可修復(fù),而β型細(xì)胞損傷可修復(fù).該模型的特點(diǎn)是合成曲線呈連續(xù)彎曲曲線，沒有一個(gè)斜率不變的末尾指數(shù)區(qū)域，因此也就沒有D0以及外推數(shù)N，其特殊優(yōu)點(diǎn)是指有2個(gè)可以調(diào)整的系數(shù)，即α和β。Kellerer和Rossi（1972）根據(jù)所謂雙重輻射158存活曲線參數(shù)的生物學(xué)意義1.初始斜率D1，是指在存活曲線的初始直線部分，存貨細(xì)胞分?jǐn)?shù)降低到0.37所需要的劑量，反映細(xì)胞在低劑量區(qū)的放射敏感性，臨床放射生物學(xué)課件1592.最終斜率D0，是指在劑量效應(yīng)曲線的直線部分是細(xì)胞存活從0.1到0.037或從0.01到0.0037所需要的劑量，他表示平均是每個(gè)細(xì)胞發(fā)生一次失火事件所需要的劑量，所以也稱為平均致死劑量，他反應(yīng)每種細(xì)胞在相對高劑量區(qū)對射線的敏感性，D0值越大，細(xì)胞對放射愈抗拒臨床放射生物學(xué)課件1603.外推數(shù)N值，將存活曲線的直線部分延長，是指與縱軸相交所得的數(shù)。臨床放射生物學(xué)課件1614.準(zhǔn)閾劑量Dq：是反映肩區(qū)大小的參數(shù)。將細(xì)胞存活直線部分延長，與通過存活率為1的橫軸相交點(diǎn)的劑量就是Dq。它表明細(xì)胞亞致死損傷修復(fù)能力的大小。臨床放射生物學(xué)課件162正常組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)一、細(xì)胞增殖周期與放射敏感性細(xì)胞周期可分為以下四期：（1）DNA合成前期(G1期)（2）DNA合成期（S期）（3）有絲分裂前期（G2期）（4）分裂期（M期）有些細(xì)胞處于真正休止?fàn)顟B(tài)不參加周期活動(dòng)，成為G0期細(xì)胞，當(dāng)需要時(shí)，一接到某種信號，G0期細(xì)胞就能開始準(zhǔn)備DNA的合成而變成G1期細(xì)胞，G0其細(xì)胞處于休止?fàn)顟B(tài)，沒有RNA合成。正常組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)163細(xì)胞周期示意圖細(xì)胞周期示意圖164細(xì)胞周期中的時(shí)相放射敏感性G2后期和M期的放射敏感性最高，G1期和S早期的放射敏感性較差，S后期和G1早期具有很強(qiáng)放射抵抗性。但不管細(xì)胞在什么事項(xiàng)，都會在照射后遭到損傷而死亡。臨床放射生物學(xué)課件165實(shí)驗(yàn)證明，在細(xì)胞周期各期細(xì)胞的氧效應(yīng)沒有什么差別。細(xì)胞周期各期對X射線和中子的放射敏感性的變化相同，即M期最敏感，S期敏感性最差；但是敏感的程度有所不同，快中子照射時(shí)，最敏感的期與最抗拒的期之間的放射敏感性的差別縮小臨床放射生物學(xué)課件166二、放射線對正常組織的影響近年來，根據(jù)增殖動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識和靶細(xì)胞存活公式對α/β比值的推算等新概念將正常組織分成早反應(yīng)組織、晚反應(yīng)組織，一般認(rèn)為更新快的組織在放療中是早反應(yīng)組織，而更新曼的組織屬于晚反應(yīng)組織，大部分腫瘤屬于早反應(yīng)組織。臨床放射生物學(xué)課件167早反應(yīng)組織在照射后的表現(xiàn)主要表現(xiàn)為急性反應(yīng)，大多數(shù)急性反應(yīng)在放療較長的過程或5周的治療中都有顯著的再增殖，表現(xiàn)出一定程度的反應(yīng)減少，如在治療后5~6周，口咽部粘膜反應(yīng)減少，受照射皮膚上皮出現(xiàn)克隆。臨床放射生物學(xué)課件1681.皮膚放射型皮膚損傷的第一個(gè)癥狀是紅斑，閾值大約在5Gy以上，與照射后幾小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)，主要是血管反應(yīng)。初始的紅斑消失以后，一周后又在憲兵持續(xù)較少的時(shí)間。在照射量達(dá)到20~40Gy以后，基底層內(nèi)的前體細(xì)胞不能再產(chǎn)生新細(xì)胞，成熟的上皮細(xì)胞持續(xù)丟失的結(jié)果就產(chǎn)生上皮剝脫形成抗?jié)儭?.皮膚1692.造血系統(tǒng)造血系統(tǒng)受照射后引起急性反應(yīng)的靶細(xì)胞是各種前體細(xì)胞，而不是與長期修復(fù)有關(guān)的靶細(xì)胞——干細(xì)胞。造血系統(tǒng)受到照射后，干細(xì)胞減少，使其對擴(kuò)增部分的前體細(xì)胞的供應(yīng)減少，同時(shí)前體細(xì)胞的本身也受到了照射的損傷。2.造血系統(tǒng)1703.小腸隱窩細(xì)胞分裂很快，受照射后丟失也很快，小腸絨毛細(xì)胞本身是不增殖的，對照射也沒有立即的效應(yīng)，照射劑量搞高的反應(yīng)是小腸上皮剝脫，從而產(chǎn)生致命的胃腸綜合征，出現(xiàn)失水及電解質(zhì)和蛋白質(zhì)丟失。3.小腸171

4.睪丸睪丸對照射的反應(yīng)也取決于組織的動(dòng)力學(xué)，照射睪丸后選擇性地使早期精原細(xì)胞耗盡。

172晚反應(yīng)組織在受照射后的表現(xiàn)一些已經(jīng)分化的緩慢更新器官的損傷的表現(xiàn)是晚反應(yīng)，一般都有纖維細(xì)胞和其它結(jié)締組織的過度生長，形成廣泛的纖維化。臨床放射生物學(xué)課件173晚反應(yīng)正常組織包括肺、脊髓、膀胱、腦和腎組織,受照射后的損傷往往由鄰近細(xì)胞的復(fù)制——功能細(xì)胞進(jìn)入分裂周期來代償?shù)模皇歉杉?xì)胞分裂分化成終末細(xì)胞的結(jié)果。臨床放射生物學(xué)課件174晚反應(yīng)組織的發(fā)病機(jī)制1.實(shí)質(zhì)細(xì)胞群體的干細(xì)胞耗損2.血管損傷臨床放射生物學(xué)課件1751.肺大劑量照射后，肺損傷的早期反應(yīng)是，大約在照射后一個(gè)月左右發(fā)生，這是由于照射引起肺泡壁通透性的改變，但這對照射后3~6個(gè)月所產(chǎn)生的放射性肺炎并不起主導(dǎo)作用，放射性肺炎的特征是肺泡毛細(xì)血管壁界面失去平衡，造成肺泡膨脹不全，血液漏入肺泡腔內(nèi)造成出血，這是肺功能兩種關(guān)鍵成分及肺泡表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生和屏障活性喪失的結(jié)果。主要的靶細(xì)胞是肺II型細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。放射性肺炎的第二階段損傷是肺的放射性纖維變。1.肺1762.脊髓由于照射后的脊髓損傷發(fā)生肢體癱瘓的潛伏期相當(dāng)長（至少4個(gè)月），大多數(shù)人認(rèn)為放射性脊髓炎是由于血管的損傷。但可以較肯定的說，晚期的脊髓功能損傷不是由于對神經(jīng)細(xì)胞的直接作用，其最可能的靶細(xì)胞群是（a）膠質(zhì)細(xì)胞群，（b）內(nèi)皮細(xì)胞群。膠質(zhì)細(xì)胞群受損后髓質(zhì)和神經(jīng)根就會發(fā)生節(jié)段性的脫髓鞘。這涉及隨后有些病人會有觸電樣的感覺異常的Lhermitte‘s征。2.脊髓1773.血管系統(tǒng)組織受到照射時(shí)，血管可能發(fā)生反應(yīng)，一方面是由于照射對血管的直接作用，另一方面是由于其它組織成分損傷的反應(yīng)。照射的直接效應(yīng)可分為三期：急性期有血管擴(kuò)張及滲透性改變；中期，主要是放射線對內(nèi)皮細(xì)胞的效應(yīng)；后期，大血管壁的變化。3.血管系統(tǒng)178早反應(yīng)和晚反應(yīng)正常組織的劑量效應(yīng)關(guān)系當(dāng)用較少的照射次數(shù)而分次劑量加大，晚期反應(yīng)就較嚴(yán)重。早期反應(yīng)α/β比為10，晚期反應(yīng)α/β比為3。臨床放射生物學(xué)課件179Withoutconsideringcellproliferationanddamage/repair,smallfractiondosewithlargenumberoffractionsseemsalwaysgoodfornormaltissues,meanwhileitremains‘similar’effectfortumor.Withoutconsideringcellproli1803.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)三種類型：亞致死損傷（subletheldamage,SLD）潛在致死損傷（potentialletheldamage,PLD）致死損傷（letheldamage,LD）3.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)1811.SLD：細(xì)胞受照射后在一定時(shí)間內(nèi)能修復(fù)的損傷。在一小時(shí)內(nèi)可以出現(xiàn)修復(fù)，一般4-8小時(shí)完成，是一個(gè)代謝過程的修復(fù)，與DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成都無關(guān)。臨床放射生物學(xué)課件1822.PLD：細(xì)胞受照射后，如有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷可以修復(fù)，如沒有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷就將轉(zhuǎn)化為不可逆的損傷，使細(xì)胞最終喪失增殖能力。PLD一般能造成細(xì)胞的死亡。M期、G1及G2期的細(xì)胞都沒有PLD的修復(fù)，加溫療法(熱療)可以抑制PLD的修復(fù)。PLD及修復(fù)對放射治療有重要意義。2.PLD：細(xì)胞受照射后，如有合適的環(huán)境或條件，則這種損傷1833.LD：細(xì)胞受損傷在任何情況下都不能修復(fù)，細(xì)胞完全喪失分裂繁殖能力。臨床放射生物學(xué)課件184正常組織的耐受量1.常規(guī)超高壓治療條件下人體正常組織的耐受量：常規(guī)放射治療中正常組織的耐受量一般可參考表。此處標(biāo)準(zhǔn)治療條件是指超高壓治療（1~6MV），1000cGy/周，每天一次，治療5次，休息2天，整個(gè)治療根據(jù)治療總劑量，在2~8周內(nèi)完成。正常組織的耐受量185TD50/5為最大耐受量，指在標(biāo)準(zhǔn)治療條件下，治療后5年時(shí)，50%的病例發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥的劑量。臨床放射生物學(xué)課件186TD5/5最小耐受劑量：指在標(biāo)準(zhǔn)治療條件下，治療后5年內(nèi)，小于或等于5%的病例發(fā)生嚴(yán)重合并癥的劑量。臨床放射生物學(xué)課件187放射耐受量器官損傷（cGy）TD5/5TD50/5射野面積（cm2）皮膚潰瘍，眼中纖維化55007000100唾液腺口腔干燥50006500100胃潰瘍，穿孔出血45005500100肝臟急慢性肝炎25004000全肝腎臟急慢性腎炎20002500全腎睪丸永久不育100400整個(gè)睪丸卵巢永久不育200625整個(gè)卵巢肺急慢性肺炎30003500100心臟心包炎，全心炎4500550060%軟骨/骨生長受阻，侏儒10003000整塊骨，10（兒童）晶體白內(nèi)障5001200整個(gè)或部分眼球

放射耐受量188人體各種組織的放射敏感性高度敏感的組織淋巴組織（淋巴細(xì)胞和淋巴幼稚細(xì)胞）胸腺（胸腺細(xì)胞）骨髓（幼稚紅、粒細(xì)胞和巨核細(xì)胞）胃腸上皮（特別小腸隱窩上皮細(xì)胞）性腺（睪丸和卵巢的生殖細(xì)胞）胚胎組織

人體各種組織的放射敏感性189中度敏感的組織

感覺器官（角膜、晶狀體、結(jié)膜）內(nèi)皮細(xì)胞（主要是血管、血竇和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞）皮膚上皮（毛囊上皮細(xì)胞）唾液腺腎、肝、肺組織上皮細(xì)胞

臨床放射生物學(xué)課件190低度敏感組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)分泌細(xì)胞（性腺內(nèi)分泌細(xì)胞）

低度敏感組織191功能性亞單位的概念功能性亞單位（functionalsubunits,FSU)組成，而每一個(gè)FSU有若干靶細(xì)胞組成。因此在決定一個(gè)組織的耐受劑量時(shí)，不僅要考慮到靶細(xì)胞的放射敏感性，而且也要注意到FSU中靶細(xì)胞的數(shù)量。臨床放射生物學(xué)課件1921.并聯(lián)排列:

照射一個(gè)亞單位不會導(dǎo)致其它亞單位的損傷。如腎單位、肝小葉、肺單元

2.串聯(lián)排列：一個(gè)亞單位的破壞可導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)功能的失去，如皮膚、粘膜、脊髓

1.并聯(lián)排列:193臨床放射生物學(xué)課件194容積效應(yīng)的概念不同器官的容積效應(yīng)是不一樣的，它決定于器官的結(jié)構(gòu)及周圍靶細(xì)胞遷移的速度和距離。器官受照射的范圍是決定臨床耐受性的一個(gè)很重要的因素，它不同于組織本身的放射敏感性。臨床放射生物學(xué)課件1951.照射容積的增加可導(dǎo)致組織的耐受性的下降。2.雖然照射所引起的損傷相似，但由于照射容積增加會使正常組織并發(fā)癥增加。1.照射容積的增加可導(dǎo)致組織的耐受性的下降。196再次照射正常組織的耐受性臨床需要:對放療后一定時(shí)間后腫瘤原位復(fù)發(fā)或照射野內(nèi)出現(xiàn)新的病灶的患者,要考慮再次放療的問題.再次放療的可行性:正常組織可增殖性再生(proliferativeregeneration)有些部位的惡性腫瘤臨床已證實(shí)再次放療可行,例如:鼻咽癌,肺癌等再次放療的風(fēng)險(xiǎn):正常組織殘留損傷應(yīng)謹(jǐn)慎選擇再次放療再次照射正常組織的耐受性臨床需要:對放療后一定時(shí)間后腫瘤原位197皮膚:急性反應(yīng)再程放療的耐受性:初次放療的皮膚急性放射損傷在8周內(nèi)得到很好恢復(fù),幾乎是完全放射耐受的.晚期損傷資料不多.耐受性低于急性反應(yīng).Brown和Probert(1975)證實(shí),分次放療后6月,小鼠皮膚再程放療的耐受性是急性反應(yīng)完全耐受劑量(BED)的85%~95%

皮膚:198小腸小腸對再次放療的耐受性與皮膚相似.初次照射后8周恢復(fù)對再程放療的完全耐受性(Reynaud和Travis,1984).小腸損傷和再程放療的耐受性的快速恢復(fù)與小腸快速增殖動(dòng)力學(xué)一致.

小腸小腸對再次放療的耐受性與皮膚相似.初次照射后8周恢復(fù)199肺動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,肺具有一定的組織修復(fù)和對再次放療的耐受性.大部分肺細(xì)胞屬于慢反應(yīng)組織,但急性損傷的恢復(fù)與皮膚和小腸類似.超過BED70%的初次照射后則不能達(dá)到對再程放療的完全耐受.較高劑量初次照射后恢復(fù)較慢.這與II型肺泡細(xì)胞的增殖有關(guān).低劑量照射后這些細(xì)胞的丟失可代償;高劑量照射后II型細(xì)胞接近耗盡,需要更長時(shí)間的再增殖.高劑量照射后,致死性肺炎出現(xiàn)早,特別是在間隔時(shí)間短的情況下.肺200腫瘤組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)一、影響腫瘤生長率的因素1.生長比例（growthfraction,GF)腫瘤內(nèi)進(jìn)行增殖活動(dòng)的細(xì)胞與總細(xì)胞數(shù)的比例稱為生長比例。GF=P/P+QP:增殖細(xì)胞數(shù)；Q：靜止細(xì)胞數(shù)腫瘤組織的增殖動(dòng)力學(xué)和放射反應(yīng)201決定腫瘤生長率的三個(gè)因素中（細(xì)胞周期的長短，生長比例；細(xì)胞丟失率），主要的因素是細(xì)胞丟失率。臨床放射生物學(xué)課件2022.潛在性倍增時(shí)間（potentialdoublingtime,Tpot)即是在沒有細(xì)胞丟失的條件下，腫瘤細(xì)胞增加1倍所需時(shí)間。不同組織來源的腫瘤Tpot差異很大.但人類腫瘤大多在1~30天.根據(jù)Tpot可選擇放療劑量分割方式,如Tpot小于4.6天,應(yīng)用加速超分割放療療效優(yōu)于常規(guī)分割.臨床放射生物學(xué)課件203二、影響腫瘤敏感性的主要因素1.氧效應(yīng)由于分子氧的存在而把應(yīng)在照射中能得到修復(fù)的損傷固定下來，不再產(chǎn)生修復(fù)。乏氧細(xì)胞主要存在腫瘤組織中，腫瘤內(nèi)發(fā)癢細(xì)胞的存在已成為放射治療失敗的一個(gè)重要因素。二、影響腫瘤敏感性的主要因素2042.細(xì)胞周