放射生物学的基础理论要点.pptVIP

放射生物学的基础理论 临床放射生物学 放射生物学是一门边缘科学，主要研究放射线对机体的作用。内容涉及从放射线对机体作用的原初反应，及其后一系列的物理、化学改变，乃至生物学方面的改变。范围由分子水平直到细胞水平、整体水平。临床放射生物学是在放射生物学研究的基础上，探讨人类肿瘤及正常组织在放射中的放射生物学课题。 放射线的生物效应 1、 放射线的“直接作用”（direct action）：任何射线在被生物物质所吸收时，是直接与细胞关键的靶起作用，靶的原子被电离或激发从而导致一系列生物改变。在中子和a粒子等高ＬＥＴ中是处于显著地位的过程。 1．氧效应的性质 氧增强比（OER）：在有氧及无氧情况下达到同样生物效应所需要的照射剂量之比 3．起作用氧的浓度： 0.5%(0.4kpa) 4. 肿瘤生长方式与乏氧细胞 1955年英国学者GRAY发现 距离血管100-150um以内为氧合细胞 150-180um为乏氧细胞 〉180um为肿瘤坏死组织 5.氧分压与放射敏感性 细胞内氧分压为放射敏感的主要因素，细胞内氧分压为20mmHg，放射最敏感 临床放射生物学的进展及展望 目标:提高肿瘤放疗疗效 减少正常组织损伤 一、加强射线对肿瘤的杀伤力 放射增敏剂 吸入高压氧 减轻对正常组织的损伤 放射防护剂 吸入低氧 线性平方模式(α-β概念)的生物学基础及临床应用 一、靶学说　　　　目前普遍认为DNA为辐射损伤主要的靶。射线和物质相互作用可产生DNA的单链或双链段裂。前者损伤大致能修复，而后者则可能产生细胞的死亡。据此可以假定辐射损伤可以用单靶单击，单靶多击或单击多靶等理论来解说。 二、细胞存活曲线　　照射后，细胞的损伤呈随机性。细胞存活曲线由肩区及线性二部分组成，肩区为亚致死性损伤的积累而致。细胞存活曲线可由Ｄ０值，n值及Ｄq值组成． 三、L-Q模型的基本概念 （一）生物剂量，物理剂量和等效剂量：物理剂量即所谓处方剂量，而生物剂量则与组织和细胞的损伤有关系。等效剂量即是产生相同生物效应所需的剂量。（二）Strandqvist曲线：主要表达了时间因素和等效剂量之间的相互关系． （三）NSD模式：总剂量（Ｄ）＝NSD※Ｎ０.２４ ※Ｔ０.１１评价：１、是经验公式，缺乏生物学基础。　　　２、把各种治疗归结为单次照射的生物剂量，不符合临床上治疗情况。　　　３、不同组织具有不同的放射敏感性，因而不能应用单一的指数０.２４来代表所有的修复情况。　　　４、不同的分割剂量照射，其指数不一致。　　　５、没有考虑到正常组织照射后产生的加速细胞增殖，另外，也与肿瘤细胞照射后经过一段潜伏期，干细胞增殖速度加快的生物学现象不一致。 （四）单靶单击与单靶多击细胞的死亡或者来自于单次致死性的击中细胞中的靶或者来至于分成２次击中所产生的亚致死性损伤的相加。前者以ad表示，后者以βd2表示。因而其最终的细胞存活率为：Ｓ＝e-(ad+d2)。可以分别把它们简称为a型细胞杀灭及β型杀灭．它们的单位分别为Gy-1和Gy-2。它们的比值即α／β＝d（Gy）。当细胞存活曲线肩区较大时，则α／β值小，而肩区小时则α／β值较高。 α／β值相当于a型细胞杀灭和β型杀灭二者生物效应相等时所需的剂量。Ｓ＝e-(ad+d2)即是所谓的线性－平方模式。 在临床工作中，若以Ｅ代表某一种生物效应，我们可以把Ｌ－Ｑ模式进行以下转换：　　　　　　　Ｓ＝e-(ad+βd2)　　　　　　lnS=-( ad+βd2) -lnS= ad+βd2设Ｅ＝ -lnS，Ｅ＝ ad+βd2。若以分割次数n次进行照射，则Ｅ＝n(ad+βd2)，Ｅ＝nd(a+βd),E=D(a+βd),其中，Ｄ为总剂量，d为分次剂量，A和β代表单击和双击所产生的细胞损伤。 （五）Ｌ－Ｑ模式仅在下列条件下才能应用：　１、每次照射后的亚致死性损伤的修复必须完全；　２、每次照射所产生的生物效应相似　３、没有把时间因素即细胞增殖考虑在内　４、细胞周期自我致敏忽略不计 （六）、Ｌ－Ｑ模式及它的衍生公式在临床上应用１、ＥＴＤ和ＢＥＤ　ＥＴＤ即外推耐受剂量　ＢＥＤ即等效生物剂量　Ｅ／a=nd(1+β/a d)=ETD or BED2、带有时间因子的ＬＱ等效换算公式Ｐ３３９３、带有不完全修复因子的ＬＱ等效换算公式　Ｐ３３９ ４、应用ＬＱ模式设计非常规分割照射方案应注意以下原则：　（１）为使晚反应组织的损伤相对低于肿瘤的杀灭，每分次剂量应小于１.８－２.０Ｇy。　（２）每天的最高分次照射总量应小于４.８－５.０Ｇy。　（３）每分次照射间隔时间