放射生物學(xué)第四章L

1、放放 射射 生生 物物 學(xué)學(xué)哈醫(yī)大附屬腫瘤醫(yī)院放療科哈醫(yī)大附屬腫瘤醫(yī)院放療科劉珊珊劉珊珊 第四章正常組織及器官的放射效應(yīng)正常組織及器官的放射效應(yīng)高度有規(guī)律 正常組織及器官的增殖高度受控 成人，正常狀態(tài)下：細(xì)胞繁殖丟失細(xì)胞更新快的組織（小腸上皮，皮膚及造血組織）轉(zhuǎn)化組織或結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織細(xì)胞丟失1.0 有絲分裂后組織（如神經(jīng)組織）細(xì)胞丟失因子第一節(jié)正常組織的結(jié)構(gòu)組分第一節(jié)正常組織的結(jié)構(gòu)組分一、正常組織中的細(xì)胞分化層次（一）第一種類型： 結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織（hierarchical tissue）干細(xì)胞群：具有無限自我繁殖能力擴(kuò)增細(xì)胞群：快速繁殖，但只具有有限的分裂次數(shù)功能細(xì)胞層：干細(xì)胞（stem

2、cell） 定義：指可以分裂并形成有一定分化特征的可辨認(rèn)的干細(xì)胞和即將分化的細(xì)胞。 特點(diǎn)：具有自我繁殖能力，它能避開細(xì)胞分裂和分化之間的聯(lián)系。而其他的細(xì)胞每次有絲分裂后就失去部分分化潛能而最終分化或不分裂的功能性細(xì)胞。 正常時(shí)大部分干細(xì)胞處于Go期進(jìn)入細(xì)胞周期 定義：由正在成熟的細(xì)胞組成的中間 層 次 ， 如 骨 髓 中 的 幼 紅 細(xì) 胞（ e r y t h o b l a t s ） 和 成 粒 細(xì) 胞（granuloblats）。 特點(diǎn)：分化的干細(xì)胞后代在分化過程中倍增。正在成熟的細(xì)胞（maturating cells）（二）第二種類型： 靈活組織（flexibale cells） 細(xì)

3、胞層次之間沒有明顯的界限，至少一部分功能性細(xì)胞具有自我更新能力。二、早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織二、早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織不同生物學(xué)特性正常組織對(duì)電離輻射不同反應(yīng)性 早反應(yīng)組織（early or aclite responding tissue） 晚反應(yīng)組織（slow or late responding tissue） 早反應(yīng)組織 細(xì)胞更新快，照射后損傷很快表現(xiàn)出來，這類組織的/值高，損傷以后活躍增殖來維持組織中細(xì)胞數(shù)量的穩(wěn)定并進(jìn)而使組織得到恢復(fù)。 晚反應(yīng)組織 這些組織中細(xì)胞群體的更新很慢，增殖層次的細(xì)胞在數(shù)周甚至一年或更長時(shí)間也不進(jìn)行自我更新（如神經(jīng)組織），因此損傷很晚才會(huì)表現(xiàn)出來。 /值低 1

4、978年withers發(fā)現(xiàn)早晚反應(yīng)組織在分次效應(yīng)上的差別。等效總劑量晚反應(yīng)組織曲線比早反應(yīng)組織陡分次 劑量：晚反應(yīng)組織比早反應(yīng)組織對(duì)分次劑量的變化更 明顯：加大分次劑量，晚反應(yīng)組織損傷加重（一）早反應(yīng)、晚反應(yīng)組織與分次劑量(二)早反應(yīng)、晚反應(yīng)組織與總治療時(shí)間v晚反應(yīng)組織對(duì)總治療時(shí)間的變化不敏感（更新慢，在放療期間不發(fā)生代償性增殖）v縮短總治療時(shí)間會(huì)增加對(duì)腫瘤的殺滅，不加重晚反應(yīng)組織的損傷。v早反應(yīng)組織對(duì)總治療時(shí)間敏感v縮短總治療時(shí)間，早反應(yīng)組織損傷加重第二節(jié)第二節(jié) 早期和晚期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制早期和晚期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制v區(qū)別早期反應(yīng)：照射期間或治療后幾天或幾周晚期反應(yīng)：治療后數(shù)月或數(shù)年一、早

5、期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制：早期反應(yīng)多發(fā)生于更新快的組織，由等級(jí)制約系統(tǒng)產(chǎn)生：發(fā)生時(shí)間取決于分化了的功能細(xì)胞的壽命：嚴(yán)重程度反映了死亡與存活干細(xì)胞再生率之間的平衡：靶細(xì)胞特征通常是清楚的；：有些組織同時(shí)存在早期和晚期反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制：早期反應(yīng)在治療期間觀察到，可對(duì)劑量進(jìn)行調(diào)整，保持修復(fù)所需充足的干細(xì)胞，以免發(fā)生嚴(yán)重的放射損傷。后果性晚期綜合征 (consequential late complications) 治療結(jié)束時(shí)存活干細(xì)胞數(shù)低于組織有效恢復(fù)所需的水平，則早期反應(yīng)可以作為慢性損傷保持下去。 二、晚期反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制 經(jīng)典及分子機(jī)制：經(jīng)典機(jī)制特異性靶細(xì)胞存在靶細(xì)胞學(xué)說靶細(xì)胞的放射損傷及修復(fù)再群體化

6、能力晚期反應(yīng)：指實(shí)質(zhì)細(xì)胞耗竭后無力再生而最終導(dǎo)致的纖維化：分子機(jī)制 細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng) （即刻發(fā)生，沒有潛伏期） 靶細(xì)胞之間的通訊（細(xì)胞間細(xì)胞 因子的相互作用）細(xì)胞毒誘導(dǎo)晚期效應(yīng)過程：照射細(xì)胞成分損傷基因表達(dá)改變釋放mRNA 信號(hào)傳導(dǎo) 激活受體細(xì)胞因子表達(dá)細(xì)胞增殖，細(xì)胞外基質(zhì)蛋白產(chǎn)生。例：成纖維細(xì)胞損傷膠原基因活化臨床損傷產(chǎn)生細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng) 肺：照射型上皮細(xì)胞/內(nèi)皮細(xì)胞釋放前炎性細(xì)胞因子（IL-1 IL-6,TNF-）誘導(dǎo) 巨噬細(xì)胞釋放 前纖維化細(xì)胞因子（TNF-，PDGF）自分泌、旁分泌成纖維細(xì)胞細(xì)胞基質(zhì)蛋白晚期纖維化細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng)圖圖16 16 肺泡模式圖肺泡模式圖圖圖19 19 型肺泡

7、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)模式圖型肺泡細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)模式圖板層小體圖圖20 20 型肺泡細(xì)型肺泡細(xì)胞和板層小體電胞和板層小體電鏡圖鏡圖細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng)過程 即刻：損傷后小時(shí)早期:損傷后數(shù)天到大約周晚期：損傷后個(gè)月第三節(jié)正常組織的體積效應(yīng)第三節(jié)正常組織的體積效應(yīng)v一：組織結(jié)構(gòu)關(guān)系的耐受概念：結(jié)構(gòu)性組織耐受（stuctural tissue tolerance）取決于細(xì)胞的放射敏感性以及在限定體積內(nèi)，使成熟細(xì)胞群保持臨界水平以上的干細(xì)胞活力。：功能性耐受（functional tolerance）： 取決于作為一個(gè)整體的器官是否能繼續(xù)行使功能。：受照射組織的體積對(duì)臨床耐受性有重要決定性皮膚和黏膜潰瘍腎 - 功能性腎單位肺 - 肺泡亞單位(alveolar subunit