臨床放射生物學(xué)基礎(chǔ)

關(guān)于臨床放射生物學(xué)基礎(chǔ)第一頁，共九十四頁，2022年，8月28日放射生物學(xué)

Radiobiology放射生物學(xué)研究的是輻射對(duì)生物體作用及其效應(yīng)規(guī)律的一門科學(xué)

第二頁，共九十四頁，2022年，8月28日放射生物學(xué)

Radiobiology

電離輻射對(duì)生物體的作用分為物理階段化學(xué)階段生物階段第三頁，共九十四頁，2022年，8月28日物理階段10-18—10-12s射線照射路徑上的能量釋放激發(fā)電離第四頁，共九十四頁，2022年，8月28日化學(xué)階段激發(fā)電離化學(xué)鍵斷裂自由基形成修復(fù)正常分子結(jié)構(gòu)破壞第五頁，共九十四頁，2022年，8月28日生物階段分子結(jié)構(gòu)破壞修復(fù)酶反應(yīng)基因變異/癌變DNA不能復(fù)制/有絲分裂停止細(xì)胞死亡第六頁，共九十四頁，2022年，8月28日電離輻射的直接作用和間接作用輻射導(dǎo)致的DNA分子斷裂分為兩類：直接作用(directeffect)和間接作用(indirecteffect)。直接作用是指射線直接作用于DNA分子，使DNA分子發(fā)生損傷而導(dǎo)致斷裂。間接作用是指輻射可使水分子產(chǎn)生自由基，自由基作用于DNA分子并使之?dāng)嗔训谄唔?，共九十四頁?022年，8月28日DNA是放射線對(duì)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。第八頁，共九十四頁，2022年，8月28日

靶的概念所謂“靶”指的是細(xì)胞內(nèi)對(duì)放射線敏感的位點(diǎn)。Lee1946年在他的“輻射對(duì)活細(xì)胞作用”一書中，創(chuàng)立了靶的概念，認(rèn)為輻射的生物效應(yīng)是由于放射線擊中了生物大分子或細(xì)胞內(nèi)對(duì)射線敏感的特定區(qū)域并使之電離的結(jié)果，并將這個(gè)敏感區(qū)域形象的稱為“靶”。第九頁，共九十四頁，2022年，8月28日DNA單鏈斷裂單鏈斷裂的修復(fù)過程是受酶控制的TTC第十頁，共九十四頁，2022年，8月28日DNA雙鏈斷裂染色體斷裂

一般認(rèn)為，引起DNA損傷并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡的主要是DNA的雙鏈斷裂。這主要是由于在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)輻射引起的單鏈斷裂可以大部分得到修復(fù)，而雙鏈斷裂不易修復(fù)，且修復(fù)的過程中有可能發(fā)生的修復(fù)差錯(cuò)TCA第十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(xì)胞存活曲線

細(xì)胞存活:經(jīng)射線照射后,細(xì)胞仍具有無限增殖能力稱為細(xì)胞存活.如沒有無限增殖能力,

即使形態(tài)完整,有有限分裂能力,但不能傳種接代,也稱為細(xì)胞死亡.第十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日哺乳動(dòng)物細(xì)胞存活曲線橫坐標(biāo)表示劑量，按線性標(biāo)度繪制，縱坐標(biāo)表示存活率，按對(duì)數(shù)標(biāo)度繪制第十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日哺乳動(dòng)物細(xì)胞存活曲線D0(平均致死劑量,meanlethaldose)D0=1/k,K為直線的斜率.

它表明,殺死63%的細(xì)胞所需的照射劑量.D0值越小,細(xì)胞越敏感.第十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日哺乳動(dòng)物細(xì)胞存活曲線Dq值(準(zhǔn)閾劑量,quasithresholddose)

代表存活曲線的肩寬,也稱為浪費(fèi)劑量.

表示:開始照射到細(xì)胞呈指數(shù)性死亡時(shí)所“浪費(fèi)”的劑量.SF2:為用2GY單次照射后的細(xì)胞存活率,

作為細(xì)胞放射敏感性的指標(biāo)之一.第十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(xì)胞存活曲線的臨床意義1:研究各種生物效應(yīng)與放射劑量的關(guān)系.2:比較各種因素(氧﹑放射增敏劑﹑化學(xué)藥物﹑放射保護(hù)劑﹑不同射線﹑以及其他物理因素)對(duì)細(xì)胞放射敏感性的影響.第十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日

生物劑量

生物劑量是指對(duì)生物體放射反應(yīng)程度的測量.它與物理劑量不一致.因?yàn)閯┝柯什煌?生物效應(yīng)不一樣.第十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

線性二次模式線性二次模式(Linerquadraticmodel,LQ)

電離輻射作用于靶細(xì)胞并造成該細(xì)胞的損傷由α和β兩個(gè)損傷概率復(fù)合而成.單擊致死,損傷與吸收劑量成正比,用α表示.多擊致死,損傷與吸收劑量的平方成正比,用β表示.第十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日

線性二次模式S=e–n(αd+βd)S:存活比例.e:自然對(duì)數(shù)的底.d:分次劑量

n:照射次數(shù)

α

β為系數(shù).2第十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日

線性二次模式-LnS=n(αd+βd2)=nd(α+βd)=E

E:生物效應(yīng).nd=D,d:分次劑量

E/β=nd(α/β+d)

總生物效應(yīng)(Totaleffect,TE),

單位為(Gy)2.

第二十頁，共九十四頁，2022年，8月28日

線性二次模式E/α=D〔1+d/(α/β)〕E/α為生物有效劑量(biologicallyeffectivedose,BED),單位為Gy.

它代表:整個(gè)分次照射或低劑量連續(xù)照射過程的生物效應(yīng).第二十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日

線性二次模式LQ的臨床意義

1:預(yù)測劑量分割方式的生物效應(yīng),而提出超分割,加速超分割,低分割等照射方式.2:不同劑量分割方式的等量轉(zhuǎn)換

n2d2〔1+d2/(α/β)〕=n1d1〔1+d1/(α/β)〕D2/D1=1+d2/(α/β)/1+d1/(α/β)第二十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性

細(xì)胞周期時(shí)間（cell-cycletime）,也稱為有絲分裂周期時(shí)間,是兩次有效的有絲分裂之間的時(shí)間M有絲分裂期G1G2SDNA合成期第二十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性有絲分裂期細(xì)胞或接近有絲分裂期細(xì)胞是放射最敏感細(xì)胞晚S期細(xì)胞通常具有較大的放射抗拒性若G1期相對(duì)較長,G1早期細(xì)胞表現(xiàn)相對(duì)輻射抗拒,其后逐漸敏感,G1末期相對(duì)更敏感G2期細(xì)胞通常較敏感,敏感性與M期相似第二十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日第二十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)描述腫瘤生長的一些參數(shù)潛在倍增時(shí)間（potentialdoublingtime,Tpot）是一個(gè)理論值,假設(shè)在沒有細(xì)胞丟失的情況下腫瘤細(xì)胞群體增加一倍所需要的時(shí)間決定因素:細(xì)胞周期時(shí)間生長比例第二十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)描述腫瘤生長的一些參數(shù)細(xì)胞丟失因子（celllosefactor）細(xì)胞丟失因子=1-Tpot/TdTd:Tumorvolumedoublingtime第二十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)人類腫瘤典型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)細(xì)胞周期：約2天生長因數(shù)：約40%丟失率：約90%癌細(xì)胞潛在倍增時(shí)間：約5天體積倍增時(shí)間：約60天第二十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織根據(jù)正常組織的不同特性和對(duì)電離輻射的不同反應(yīng),將正常組織分為早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織兩大類早反應(yīng)組織(Earlyrespondingtissue)細(xì)胞更新快,放射后的損傷很快會(huì)表現(xiàn)出來,這類組織α/β比值較高(10),損傷后以活躍的增殖來維持組織中的細(xì)胞數(shù)量.如:粘膜上皮、骨髓第二十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織晚反應(yīng)組織(Laterespondingtissue)細(xì)胞更新慢,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)細(xì)胞,放射后的損傷很晚才表現(xiàn)出來,這類組織α/β比值較小(3).在臨床上應(yīng)根據(jù)早晚反應(yīng)組織的特點(diǎn),安排合適的總劑量、總治療時(shí)間和分次劑量,特別保護(hù)晚反應(yīng)組織第三十頁，共九十四頁，2022年，8月28日早晚反應(yīng)組織的差別組織類型生存曲線的α/β比值對(duì)分次量大小的敏感性對(duì)治療總時(shí)間的敏感性早反應(yīng)組織高+++晚反應(yīng)組織、低++++0第三十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日腫瘤與正常組織的放射敏感性相對(duì)敏感性正常組織

腫瘤控制劑量高度敏感淋巴組織、胸腺、造血組織、性腺、胃腸上皮、胚胎組織淋巴網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的腫瘤、胚胎性腫瘤30-40Gy/3-4W中度敏感感覺器官（角膜、晶狀體、結(jié)膜）皮膚上皮（毛囊、皮脂腺）、口咽復(fù)層上皮、小血管和淋巴管、唾液腺、腎、肝、肺等上皮各種組織器官的鱗狀細(xì)胞癌60-70Gy/6-7W低度敏感中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺（包括性腺內(nèi)分泌細(xì)胞）、心臟各種組織器官的一般腺癌等70-80Gy/7-8W不敏感肌肉組織、骨與軟骨組織、結(jié)締組織各種肉瘤及神經(jīng)節(jié)膠質(zhì)細(xì)胞瘤等≧80Gy第三十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日4Rs

細(xì)胞放射損傷的修復(fù)(Repairofradiationdamage)：周期內(nèi)細(xì)胞時(shí)相的再分布（Redistributionwithinthecellcycle）氧效應(yīng)及乏氧細(xì)胞的再氧合（Theoxygeneffectandreoxygenation）再群體化(Repopulation)第三十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(xì)胞放射損傷的類型亞致死損傷(sublethaldamage)，潛在致死損傷(potentiallethaldamage)致死損傷(lethaldamage)。

一.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)

(Repairofradiationdamage)

第三十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日

亞致死損傷是指受照射以后，細(xì)胞的部分靶而不是所有靶內(nèi)所累積的電離事件，通常指DNA的單鏈斷裂。亞致死損傷是一種可修復(fù)的放射損傷，對(duì)細(xì)胞死亡影響不大,但亞致死損傷的修復(fù)會(huì)增加細(xì)胞存活率。

一細(xì)胞放射損傷的修復(fù)

(Repairofradiationdamage)

第三十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日潛在致死損傷

正常狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)在照射后死亡的細(xì)胞，若在照射后置于適當(dāng)條件下由于損傷的修復(fù)又可存活的現(xiàn)象。但若得不到適宜的環(huán)境和條件則將轉(zhuǎn)化為不可逆的損傷使細(xì)胞最終喪失分裂能力。

一.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)

(Repairofradiationdamage)

第三十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日致死損傷受照射后細(xì)胞完全喪失了分裂繁殖能力，是一種不可修復(fù)的，不可逆和不能彌補(bǔ)的損傷。

一.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)

(Repairofradiationdamage)

第三十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

一.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)

亞致死損傷的修復(fù)是一專業(yè)術(shù)語，指假如將某一既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)。為增加正常組織的損傷修復(fù),兩次照射之間應(yīng)間隔6小時(shí)以上.第三十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日影響亞致死損傷修復(fù)的因素放射線的性質(zhì)低LET射線照射后細(xì)胞有亞致死損傷和亞致死損傷的修復(fù)，高LET射線照射后細(xì)胞沒有亞致死損傷因此也沒有亞致死損傷的修復(fù)。細(xì)胞的氧合狀態(tài)

處于慢性乏氧環(huán)境的細(xì)胞比氧合狀態(tài)好的細(xì)胞對(duì)亞致死損傷的修復(fù)能力差。細(xì)胞群的增殖狀態(tài)未增殖的細(xì)胞幾乎沒有亞致死損傷的修復(fù)等。第三十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日密度抑制的平臺(tái)期細(xì)胞的X射線細(xì)胞存活曲線第四十頁，共九十四頁，2022年，8月28日

二.周期內(nèi)細(xì)胞時(shí)相的再分布（RedistributionWithintheCellCycle）離體培養(yǎng)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，處于不同周期時(shí)相的細(xì)胞放射敏感性是不同的，總的傾向是

S期的細(xì)胞（特別是晚S期）是最耐受的

G2和M期的細(xì)胞是最放射敏感的?？赡艿脑蚴牵珿2期細(xì)胞在分裂前沒有充足的時(shí)間修復(fù)放射損傷。第四十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日細(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(duì)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(duì)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。第四十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日三.氧效應(yīng)及乏氧細(xì)胞的再氧合（Theoxygeneffectandreoxygenation）氧效應(yīng)人們把氧在放射線和生物體相互作用中所起的影響，稱為氧效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，氧效應(yīng)只發(fā)生在照射期間或照射后數(shù)毫秒內(nèi)。隨著氧水平的增高放射敏感性有一個(gè)梯度性增高，最大變化發(fā)生在0-20mmHg氧增強(qiáng)比把在乏氧及空氣情況下達(dá)到相等生物效應(yīng)所需的照射劑量之比叫做氧增強(qiáng)比（OxygenEnhancementRatioOER），通常用OER來衡量不同射線氧效應(yīng)的大小。第四十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日

氧增強(qiáng)比

（OxygenEnhancementRatio.OER）

OER=D0乏氧細(xì)胞D0有氧細(xì)胞第四十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日第四十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日第四十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日

腫瘤乏氧和乏氧細(xì)胞首先指出實(shí)體瘤內(nèi)有乏氧細(xì)胞存在是在1955年，由Thomlinson和Gray根據(jù)他們對(duì)人支氣管癌組織切片的觀察提出的。有活力組織的厚度為100-180微米，當(dāng)腫瘤細(xì)胞層的厚度超過氧的有效擴(kuò)散距離時(shí)，細(xì)胞將不能存活。那些處于即將壞死邊緣部位的細(xì)胞但仍有一定活力的細(xì)胞稱為乏氧細(xì)胞。第四十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

乏氧細(xì)胞的再氧合直徑<1mm的腫瘤是充分氧合的

超過這個(gè)大小會(huì)出現(xiàn)乏氧。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(huì)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。第四十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日四.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。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）。第四十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日單次20GyX射線照射后大鼠移植瘤腫瘤消退和再生長的總生長曲線。值得重視的是，在這段時(shí)間里腫瘤還在明顯皺縮和消退著，而存活克隆源細(xì)胞的分裂數(shù)目比以前更多更快。第五十頁，共九十四頁，2022年，8月28日

加速再群體化

在臨床上，人的腫瘤也存在著相似現(xiàn)象。人腫瘤干細(xì)胞的再群體化在開始治療后的28天左右開始加速。因此每天增加0.6Gy是需要的，以補(bǔ)償加速再群體化所損失的效益。第五十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日再群體化受照射組織的再群體化反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間在不同組織之間有所不同。放射治療期間存活的克隆源性細(xì)胞（ClonogenicCell）的再群體化是造成早反應(yīng)組織、晚反應(yīng)組織及腫瘤之間效應(yīng)差別的重要因素之一。在常規(guī)分割放療期間，大部分早反應(yīng)組織有一定程度的快速再群體化。而晚反應(yīng)組織由于它的生物學(xué)特性一般認(rèn)為療程中不發(fā)生再群體化。如果療程太長，療程后期的分次劑量效應(yīng)將由于腫瘤內(nèi)存活干細(xì)胞已被啟動(dòng)進(jìn)入快速再群體化而受到損害。第五十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日第五十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)皮膚黏膜

急性反應(yīng)，分為三度

Ⅰ度：發(fā)生紅斑，表現(xiàn)為充血，潮紅，有燒灼和刺癢的感覺，以后漸漸變成暗紅，表皮脫屑，稱干性皮炎。

Ⅱ度：充血，水腫，水泡形成，糜爛，有滲出，稱濕性脫皮。

Ⅲ度：放射性潰瘍。慢性反應(yīng)：主要為皮下纖維化。第五十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)造血系統(tǒng)：

照射后骨髓各層次細(xì)胞急聚減少，但很快再生。再次照射，可使骨髓自身能力

減弱，造成骨髓抑制。第五十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)小腸：類似于皮膚急性反應(yīng)。照射后，小腸隱窩細(xì)胞丟失，不能更新，已分化的細(xì)胞持續(xù)脫落，絨毛變短。40～

50GY照射后，1％～5％會(huì)出現(xiàn)小腸放射反應(yīng)，嚴(yán)重者出現(xiàn)出血，穿孔及梗阻。

慢性反應(yīng)：因?yàn)槟c道血管損傷(閉塞或狹窄)造成黏膜廣泛潰瘍,腸道狹窄,出血甚至腸穿孔,壞死,直腸,乙狀結(jié)腸梗阻,陰道膀胱瘺等.第五十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)晚反應(yīng)組織照射后表現(xiàn):

肺:早期（2-6月）反應(yīng)為滲出,損傷Ⅱ型細(xì)胞,造成表面活性物質(zhì)減少.肺泡萎縮，肺泡

膨脹不全，血管內(nèi)物質(zhì)滲進(jìn)肺泡。

晚期(數(shù)月至數(shù)年)反應(yīng)為肺纖維化.第五十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)中樞神經(jīng)系統(tǒng):

放射損傷表現(xiàn)為脊髓損傷,放射性脊髓炎.主要為血管損傷造成.40GY/20F是安全的.劑量過高,或單次量偏大可出現(xiàn)損傷.表現(xiàn)為一過性低頭頸有觸電感,進(jìn)一步發(fā)展可引起感覺障礙,甚至截癱.

腦組織在大劑量照射后,可出嗜睡,頭暈,記憶力下降,顱內(nèi)高壓,或腦組織壞死至功能減退.

處理:控制照射劑量,及單次量.使用血管擴(kuò)張劑,及腦神經(jīng)營養(yǎng)藥,各種維生素.嚴(yán)重者作高壓氧艙及手術(shù)治療.第五十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)肝:肝的放射損傷主要與照射體積有關(guān).照射體積越大,

要求劑量越低,分次劑量越小.體積劑量﹤25%60GY25%~50%45~50GY﹥50%30~35GY第五十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織放射反應(yīng)腎臟:雙全腎﹤20GY.

病理表現(xiàn)為腎小球和腎小管萎縮及硬化.

照射可引起直接的血管損傷和進(jìn)行性腎小球毛細(xì)血管血栓形成.

腎損傷的α/β比值是3.第六十頁，共九十四頁，2022年，8月28日正常組織放射反應(yīng)

再次照射正常組織的耐受性

皮膚:如果間隔8周以上,可以再次放療,耐受性很好.

小腸:目前沒有明確資料.

骨髓:如果干細(xì)胞的再生時(shí)間充足,恢復(fù)一定耐受性.

肺:較高劑量照射后,超過70%的第一次劑量再程治療不能耐受.第六十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日

腫瘤的放射反應(yīng)腫瘤敏感性的預(yù)測

1:克隆形成分析法:不同的劑量照射后,培養(yǎng)照射過的細(xì)胞,計(jì)算集落形成率.2GY照射后腫瘤細(xì)胞存活分?jǐn)?shù),稱為SF2.第六十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日

腫瘤的放射反應(yīng)2:腫瘤細(xì)胞潛在倍增時(shí)間(Tpot)測定

Tpot(potentialdoublingtime)

主要測定能持續(xù)增殖的細(xì)胞的增長速度.Tpot﹤4天,腫瘤生長快.治療用加速治療.Tpot﹥4天,腫瘤生長慢.用常規(guī)治療.第六十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日

腫瘤的放射反應(yīng)3:細(xì)胞凋亡(apoptosis)測定

凋亡快的組織,放射敏感性高.

凋亡慢的組織,放射敏感性低第六十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日

腫瘤控制率TCP(tumorcontrolprobability)

決定因素:腫瘤放射敏感性及腫瘤大小等.

亞臨床病灶:45~50GY,可控制﹥90%的細(xì)胞.

鏡下殘存病灶需60~65GY.

T1期病灶需70GY.

T4期病灶可能需75~80GY.第六十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日TCP和NTCP第六十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織并發(fā)癥概率NTCP

(normaltissuecomplicationprobability)

對(duì)于晚期反應(yīng)還要考慮不同器官的次級(jí)功能單位(functionalsubunits,FSUs)的排列方式,可分為串形排列,平行排列或兩者都有.第六十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

正常組織并發(fā)癥概率串形排列器官有:脊髓,腸道等.當(dāng)其中一部分受損時(shí),可能導(dǎo)致整個(gè)器官功能喪失.平行排列器官有:肺,肝等,其中一部分受損,

不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)器官功能喪失.

因此,對(duì)于X刀等大分割劑量照射技術(shù),不適于串形排列器官.第六十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日臨床放射治療中非常規(guī)分割治療研究分次放射治療的生物學(xué)基本原理

把一次劑量分成數(shù)次時(shí)可由于分次劑量之間亞致死損傷的修復(fù)以及在總治療時(shí)間足夠長的情況下由于干細(xì)胞的再群體化而保護(hù)正常組織（但如果總治療時(shí)間太長也會(huì)同時(shí)損失腫瘤治療效益）。與此同時(shí)，把一次劑量分成數(shù)次還可由于分次照射之間腫瘤的再氧合和再分布而對(duì)腫瘤有敏化作用第六十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日超分割放射治療(Hyperfractionation)

基本目的是進(jìn)一步分開早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織的效應(yīng)差別。純粹的超分割可以被定義為：在與常規(guī)分割方案相同的總治療時(shí)間內(nèi)，在保持相同總劑量的情況下每天照射2次。

第七十頁，共九十四頁，2022年，8月28日歐洲協(xié)作組（theEuropeanCooperationGroup頭頸部腫瘤的超分割臨床實(shí)驗(yàn)EORTC22791方案

超分割80.5Gy/70次/7周(1.15Gy×2/天)與常規(guī)70Gy/35次/7周相比結(jié)果

1、腫瘤控制率和5年生存率升高，40-59%，說明提高了療效.

2、沒有明顯增加副作用。

3、此方案對(duì)口咽癌的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。第七十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日2.加速治療（AcceleratedTreatment）純粹加速治療的定義

在1/2常規(guī)治療的總時(shí)間內(nèi)，通過一天照射2次或多次的方式，給予與常規(guī)相同的總劑量。然而，在實(shí)踐中因急性反應(yīng)的限制達(dá)到這種狀態(tài)是不可能的。必須在治療期間插入一個(gè)休息期或降低劑量。加速治療的主要目的

抑制快增殖腫瘤細(xì)胞的再群體化第七十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日EORTC進(jìn)行了頭頸部腫瘤（不包括口咽癌）的隨機(jī)前瞻臨床研究(EORTC22851)

方案

72Gy/45次/5周(1.6Gy×3/天)中間休2周，常規(guī)方案是2Gy×35/70Gy/7周。結(jié)果局控率增加15%，對(duì)生存率無明顯優(yōu)點(diǎn)。急性反應(yīng)增加晚期反應(yīng)增加（包括致死性并發(fā)癥）結(jié)論純粹的加速治療只有在極端小心的情況下才可用第七十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日連續(xù)加速超分割放射治

（ContinuousHyperfractionatedAcceleratedRadiationTherapy）是由MountVernon醫(yī)院和Gray實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行的，這個(gè)方案叫做連續(xù)加速超分割治療(CHART)。方案主要思路降低分次劑量以減輕晚期反應(yīng)，縮短總治療時(shí)間以減少腫瘤的增殖。方案

36次/12天，每天3次間隔6小時(shí)，1.4-1.5Gy/次，總劑量50.4-54Gy。按常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)它的總劑量是非常低的，當(dāng)然是在很短的時(shí)間內(nèi)完成治療。第七十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日

CHART方案的特點(diǎn)小劑量/次，36次總治療時(shí)間短，連續(xù)12天治療期間無休息，3次/天，間隔6小時(shí)1.4-1.5Gy/次，總劑量50.4-54Gy第七十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日CHART方案的結(jié)果腫瘤局部控制率是好的，因總治療時(shí)間短。急性反應(yīng)明顯，但峰在治療完成以后。大部分晚期反應(yīng)是可以接受的，因每次劑量小。脊髓是例外，在50Gy出現(xiàn)嚴(yán)重的放射性脊髓病。因?yàn)?小時(shí)間隔時(shí)間對(duì)脊髓而言太短。第七十六頁，共九十四頁，2022年，8月28日

放射增敏劑增敏比(sensitizationenhancementratio,SER)

SER=單純照射達(dá)到特定生物效應(yīng)所需劑量/照射合并增敏劑后達(dá)到單純照射同樣生物效應(yīng)所需劑量

治療增益因子(therapeuticgainfactor,TGF)

它反映某一種藥物對(duì)腫瘤和正常組織兩者間的不同效應(yīng).

TGF=SERtum/SERnor

TGF﹥1時(shí),才能考慮用于臨床.第七十七頁，共九十四頁，2022年，8月28日

放射增敏劑乏氧細(xì)胞增敏劑:

MISO:SER可達(dá)2.2~2.4,但它的神經(jīng)毒性大,

不能用于臨床,可作為其他增敏劑的對(duì)比劑.甘氨雙唑鈉(希鎂鈉):可以提高實(shí)體瘤乏氧細(xì)胞對(duì)射線的敏感性.馬藺子素,鴉膽子油等.第七十八頁，共九十四頁，2022年，8月28日

放射增敏劑化學(xué)藥物:

機(jī)制:1.抑制放射損傷的修復(fù),如放線菌素D,

阿霉素,羥基脲,阿糖胞苷,順鉑等.2.細(xì)胞同步化,藥物對(duì)S期細(xì)胞有效,而

S期細(xì)胞對(duì)放射抗拒.3.放療后,腫瘤再群體化增加,化療藥物可減緩再群體化過程.第七十九頁，共九十四頁，2022年，8月28日

放射增敏劑

4.化療可增加不活躍的細(xì)胞周期時(shí)相向活躍的細(xì)胞周期時(shí)相轉(zhuǎn)移.5.通過兩種方法的一種,減少腫瘤負(fù)荷.第八十頁，共九十四頁，2022年，8月28日

放射增敏劑臨床常用為增敏的化學(xué)藥物

1.氟嘧啶:5-FU,希羅達(dá)等.2.羥基脲.3.絲裂霉素.4.鉑類:順鉑,卡鉑等,用于肺癌,食管癌等.5.紫杉醇類藥物:用于肺癌,乳腺癌等.第八十一頁，共九十四頁，2022年，8月28日

加熱治療機(jī)制:加熱可以使組織細(xì)胞核仁結(jié)構(gòu)改變,使細(xì)胞膜流動(dòng)性和通透性改變,從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡.方法:全身加熱:用于晚期播散性病變,特別是放化療無效及全身轉(zhuǎn)移病變.浸在熱水中,太空艙等.

局部加熱:主要是增加局部腫瘤的治療溫度,包括淺表加熱和腔內(nèi)加熱短波透熱,射頻,微波,超聲等.

區(qū)域熱療:通過加熱的液體循環(huán)用于肢體腫瘤的灌注.第八十二頁，共九十四頁，2022年，8月28日

加熱治療特性:1:處于酸性PH的細(xì)胞對(duì)熱敏感.2:缺乏營養(yǎng)的細(xì)胞對(duì)熱敏感.3:乏氧細(xì)胞不比有氧細(xì)胞對(duì)熱敏感性差.

因此,可與放射治療合并使用.第八十三頁，共九十四頁，2022年，8月28日

加熱治療熱耐受由于一個(gè)開始的加熱而產(chǎn)生一過性的無遺傳性的,但對(duì)隨后加熱有抗拒性的現(xiàn)象稱為

熱耐受.

熱休克蛋白:細(xì)胞受熱后,產(chǎn)生特定分子量的蛋白,它們的產(chǎn)生與熱耐受相一致.

故建議熱療,應(yīng)每周一次,最多兩次.第八十四頁，共九十四頁，2022年，8月28日

加熱治療加熱治療和放射治療的綜合作用1:不同細(xì)胞周期的細(xì)胞對(duì)熱和放療的敏感性不一樣.熱對(duì)S期細(xì)胞敏感,而放療對(duì)G2及S

期細(xì)胞敏感.兩者互補(bǔ).2:熱可以抑制射線所致的SLDR,從而增敏射線的細(xì)胞毒作用.第八十五頁，共九十四頁，2022年，8月28日

高LET射線傳能線密度

LET