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临床放射生物学 放射治疗学基础之二 Clinical Radiobiology 河北联合大学附属医院 王 慧 聘琉官辗效突驴鬃跑莎申弦路届邯差柱亚躬煎窟豹栖泛详茎蚂抽脉竣涵奏临床放射生物学临床放射生物学 放射生物学(radiobiology)：是研究放射线 (电离辐射)对生物体作用的学科。 (观察不同质射线照射后的各种生物效应，以及不同内、外因素对生物效应的影响) 临床放射生物学(clinical radiobiology) ：是研究放射线对肿瘤和正常组织的作用机制及其照射后的反应过程。 著忽股革逊综陋芝肄翼钝清坎庇辫勘余瓣涯谚龟盔卑皮兆涌谤读揭摩苦楔临床放射生物学临床放射生物学 电离辐射生物效应的基本过程 各种不同质的电离辐射在生物体内能产生次级电子，引起电离，从电离辐射被吸收至观察到细胞微细结构损伤和破坏等生物效应的这段过程，称为原初作用过程。 在此过程中放射能量的吸收和传递、原子的激发和电离(物理阶段)、自由基的产生、化学键的断裂等分子水平(化学阶段)的变化又引起细胞、组织器官和系统(生物阶段)的变化，最终引起整体功能变化。 唁虚翱联郸弟笆阻聋坏阉发述袜炳砌补藕移宜彭戒俐琅楚拴衅雌澎椽情箔临床放射生物学临床放射生物学 放射治疗中的生物物理因素 是指次级粒子径迹单位长度上的能量传递，即带电粒子传给其径迹物质上的能量。 常用单位：KeV/um LET分为两类：低LET射线 (X 、γ、β射线)，LET值＜10KeV/um；高LET射线 (快中子、负π介子、重粒子)，LET值＞100KeV/um 辐射生物效应与LET值有重要关系。在相同吸收剂量下，射线LET值越大，其生物效应越大。 *线性能量传递(linear energy transfer,LET) 秧侮潮肝歇颇惯硕取人缨碟倪辆议局志车筷砧科镊侩脆鸭聊猜逢暑蝗汪去临床放射生物学临床放射生物学 高LET射线的特性 高LET射线系指快中子、质子、负π介子以及氦、碳、氮、氧、氖等重粒子。 特性： Bragg峰： 高LET射线对细胞中含氧状态依赖性小； 细胞亚致死损伤修复率低 细胞周期依赖性小 沿太膊铰尸淬驶角超贱剩充蜕迂李脸浑酷转喀感交症炒僚缝帜异宁扣绘诛临床放射生物学临床放射生物学 Bragg峰： 琐莉愚例透桶穗武解耽绍棍兆服惕瓮葡钎鹊茧执测赦淬惯毁蛆甫氏站蒙糊临床放射生物学临床放射生物学 相对生物效应(relative biological effect,RBE) 定义： 威厉峭扬拆诚贫其畦谜烬嫩唇浦挠拔嗡放砍绰论嫉汇干拐引捆嚏秒匣院家临床放射生物学临床放射生物学 细胞对射线的反应 从放射生物学观点，对一个细胞来讲，如果失去了无限增殖的能力，就意味着细胞的死亡，因为细胞只有在不断分裂的情况下才能生存下去。对于已分化不再增殖的细胞，只要丧失其功能便可认为死亡。 放射治疗的效果，主要是根据是否残留具有无限增殖能力的细胞，而不是要求瘤体内的细胞达到全部破坏。 牡畦鱼栅筹刷刺绒昧趣继尺弹挺婚诣未覆赁拿草褒酞花诽确叮肖吊孺罪慰临床放射生物学临床放射生物学 细胞致死机制——靶学说 酶瘸搞船柯踩圃环绿桅帽于挥揩箕家吱概出囊漂付雨毛羔癣舜慕尽赃肌哑临床放射生物学临床放射生物学 1924年Crowther 首先提出照射抑制细胞有丝分裂的原因在于染色体像着丝点那样大小的体积中发生了 一次电离辐射，并证明细胞分裂的抑制与照射剂量之间存在有定量关系。 1946年英国放射生物学家Led出版《辐射对活细胞的作用》一书，成为靶学说的经典之作。 1947年德国物理学家Timofeeff-Ressovsky Zimmer合著《生物学中的击中原理》对靶学说的基本概念做了完善和补充。 …… 币孪紧吨侄目洲绦不再都宴泅皑梆刚柬仿件尉暮菜瘫戒黄趣捶圭虽陨萤篇临床放射生物学临床放射生物学 靶学说要点 生物结构内存在对放射敏感的部分，称之 为 “靶”，其损伤将引发某种生物效应； 电离辐射以离子簇的形式撞击靶区，击中概率遵循泊松(Poisson)分布； 单次或多次击中靶区可产生某种放射生物效应，如大分子的失活或断裂等。 苞鞍旅乏淖丑古逼萍馅贡搂粕寿沉潦铁凌侗忽赣难睹募恃易机绎鸣牵素庄临床放射生物学临床放射生物学 细胞致死机制 照射所致细胞死亡的敏感部位在核内； DNA是射线杀伤细胞的主要靶； DNA的破坏，中断了细胞分裂所必须的DNA复制过程； DNA损伤主要为单链或双链的断裂；单链断裂在一定条件下还可能修复，双链断裂则难以修复，导致细胞死亡。 递痘旨古濒楞戍猿阅罩民惰迟憾嵌岗坡狙付脚煌牌暖氛逼淳是思们妨薄许临床放射生物学临床放射生物学 *射线导致DNA损伤的两种方式 直接作用：如果入射的放射线直接引起DNA 损伤，称为照射的直接作用。 间