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(duì)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(duì)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(shí)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(jī)自由基使DNA鏈斷裂間接作用：水分子電離產(chǎn)生的強(qiáng)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(duì)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(jī)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(yàn)獲得。研究和評(píng)估電離輻射哺乳動(dòng)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(duì)生物體的損傷是隨機(jī)的，細(xì)胞對(duì)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(duì)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(shí)，存活曲線有一個(gè)肩區(qū)，當(dāng)劑量較大時(shí)，才成直線。因此生存曲線是一個(gè)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(gè)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(shí)有一個(gè)放射損傷的積累過程。

細(xì)胞存活曲線幾個(gè)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(duì)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(shí)相與放射敏感性細(xì)胞周期時(shí)相圖細(xì)胞周期中不同時(shí)相細(xì)胞對(duì)放射線的敏感性:

（1）M期和G2期對(duì)放射線最敏感