腫瘤放射生物學(xué)基礎(chǔ)(一)

腫瘤放射生物學(xué)基礎(chǔ)

（一）南華大學(xué)附屬南華醫(yī)院腫瘤科孫建湘電離輻射對生物體的作用電離輻射照射生物體物理吸收化學(xué)過程生物效應(yīng)電離輻射對生物的作用物理階段10-18秒1Gy—105電離化學(xué)階段自由基生物階段損傷修復(fù)癌變電離輻射照射生物系統(tǒng)后的效應(yīng)時間表電離輻射的生化效應(yīng)DNA關(guān)鍵靶電離輻射直接作用間接作用生物效應(yīng)直接作用：有機自由基使DNA鏈斷裂間接作用：水分子電離產(chǎn)生的強自由基使DNA損傷H2O→H2O++e-H2O++H2O+→H3O+OH電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)輻射誘導(dǎo)的DNA損傷及修復(fù)脫氧核糖核酸（DNA)是一系列生物學(xué)效應(yīng)（包括細(xì)胞死亡、突變和致癌作用）的關(guān)鍵靶。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)單鏈斷裂雙鏈斷裂（關(guān)鍵損傷）電離輻射輻射所致的細(xì)胞死亡概念：細(xì)胞死亡是放射線對細(xì)胞的遺傳物質(zhì)和DNA造成不可修復(fù)的損傷。細(xì)胞死亡形式：胞核的放射敏感比胞質(zhì)高100倍

⑴間期死亡⑵有絲分裂死亡細(xì)胞死亡的機制：⑴DNA是關(guān)鍵靶⑵凋亡細(xì)胞存活曲線定義：根據(jù)不同的劑量和相應(yīng)的不同生存率繪制出來的曲線，即為細(xì)胞存活曲線。這曲線既可以通過體外細(xì)胞培養(yǎng)，也可以通過體內(nèi)試驗獲得。研究和評估電離輻射哺乳動物細(xì)胞增殖能力即再繁殖完整性的影響。

細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)：受照射的細(xì)胞是否保留無限增殖的能力。（如果細(xì)胞受照射后形態(tài)完整，還能進(jìn)行少數(shù)幾次有絲分裂，但已經(jīng)失去了無限分裂增殖的能力，仍被認(rèn)為是死亡細(xì)胞）生存曲線的繪制：由于射線對生物體的損傷是隨機的，細(xì)胞對射線的敏感度不同，我們可以看到細(xì)胞的存活曲線可出現(xiàn)兩種情況。細(xì)胞的生存曲線是一條直線，說明細(xì)胞對射線敏感的表現(xiàn)，也就是說，細(xì)胞DNA被一次擊中就發(fā)生死亡。但是大多數(shù)細(xì)胞并非這種情形，在低劑量區(qū)時，存活曲線有一個肩區(qū)，當(dāng)劑量較大時，才成直線。因此生存曲線是一個二次曲線，我們常用線性二次方程來描述。生存曲線的肩區(qū)，是由于細(xì)胞受到射線照射后不是就可以導(dǎo)致細(xì)胞死亡的這個細(xì)胞必須還要受到射線的照射才能死亡，因此在低劑量區(qū)時有一個放射損傷的積累過程。

細(xì)胞存活曲線幾個參數(shù)D0平均致死量，代表著這一細(xì)胞群的放射敏感性，直線越陡，即D0值越小，殺滅63%細(xì)胞所需要的劑量就越小。N值指細(xì)胞內(nèi)所含的放射敏感區(qū)的域數(shù)，即靶數(shù)。Dq代表存活的肩寬寬度，在此劑量范圍內(nèi)，細(xì)胞表現(xiàn)為非致死損傷的修復(fù)，Dq值越大，造成細(xì)胞指數(shù)死亡所需要的劑量越大。S2為照射2Gy后細(xì)胞的存活率。

需注意細(xì)胞存活曲線僅代表細(xì)胞水平的，與組織水平的放射生物效應(yīng)還有一定距離，離體培養(yǎng)的細(xì)胞和復(fù)雜的人體也有較大的區(qū)別。

細(xì)胞存活曲線的意義：是一切放射生物學(xué)研究的基礎(chǔ)。

①研究各種細(xì)胞生物效應(yīng)與放射劑量的定量關(guān)系

②比較各種因素對放射敏感性的影響。

③觀察有氧和乏氧情況下細(xì)胞放射敏感性的變化

④比較不同放射分割方案的放射生物學(xué)效應(yīng)。

⑤考察各種放射增敏劑的效用

⑥比較單純放療和放療綜合治療的作用

⑦比較不同LET射線的生物學(xué)效應(yīng)

⑧研究細(xì)胞的各種放射損傷

細(xì)胞周期時相與放射敏感性細(xì)胞周期時相圖細(xì)胞周期中不同時相細(xì)胞對放射線的敏感性:

（1）M期和G2期對放射線最敏感