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'临床放射生物学基础 临床放射生物学基础放射生物学基本概念临床放射生物学效应放射治疗的时间、剂量分割模式提高放射生物学效应的方法加温治疗的原理及应用 放射生物学基本概念 放射生物学基本概念传能线密度传能线密度(LET)是指能够直接电离的粒子直接在其单位长度径迹上消耗的平均能量其单位为J/m，一般常用keV/μm表示lkeV/μm=1.602×10-10J/m。X、γ射线和中子虽不是直接电离粒子，但它们在与物质相互作用后可产生次级带电粒子，故LET的概念也适用于它们。在一般情况下，射线的LET值愈大，在相同吸收剂量下其生物效应愈大。 放射生物学基本概念相对生物效能(RBE)，也称“相对生物效应”X射线(250kV)引起某一生物效应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需剂量的比值。影响LET的因素：放射线质、放射剂量大小、分次照射次数、剂量率等RBE与LET成正相比LET＜10keV/μm，RBE随LET增加而上升幅度较小。LET=10-100keV/μm，RBE随LET增加而迅速上升。LET＞100keV/μm，RBE随LET继续增加而下降。——过多的射线能量并不能引起更强的生物学效应。 放射生物学基本概念自由基与活性氧自由基是指能独立存在的、含有一个或一个以上不配对电子的任何原子、分子、离子或原子团。自由基由于具有未配对电子，易与其他电子配对成键，故具有很高的反应活性、不稳定性、顺磁性等特点。如：氢自由基(H·)、羟自由基(·OH)作用：损伤DNA、生物膜等活性氧是指氧的某些代谢产物和一些反应的含氧产物。特点是含有氧，化学性质较基态氧更为活泼。如：O-、O2-、·OH、H2O2、RO·、ROO·都是活性氧。 放射生物学基本概念氧效应、氧增强比氧效应受照射的组织、细胞或生物大分子的辐射效应随周围介质中氧浓度升高而增加，这种现象称为氧效应。在一定效应水平上所需的照射剂量不同，有氧时引起相同效应的剂量要低于无氧时的剂量。氧增强比氧增强比(OER)是指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有氧条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值，常用以衡量氧效应的大小。OER= 放射生物学基本概念靶学说生物结构内存在着对辐射敏感的部分，称为“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，击中概率遵循泊松分布。单次或多次击中靶区可产生某种放射生物效应，如生物大分子失活或断裂等。 放射生物学基本概念靶学说单击效应生物大分子或细胞的敏感靶区被电离粒子击中1次即足以引起生物大分子的失活或细胞的死亡，这就是所谓的单击效应。多击效应有的生物大分子和多数细胞的剂量存活曲线不呈指数下降，被认为其靶区需要受到2次或2次以上的击中才会失活，这就是多击效应。 放射生物学基本概念靶学说单靶模型、多靶模型假定生物分子或细胞中存在一个放射敏感的靶区，属单靶模型。有些放射生物现象，难以用单靶击中来解释，例如某些病毒和细菌受不同品质的辐射作用后用单靶模型计算其靶体积时，发现α射线的靶体积大于γ射线的靶体积，显然与事实不符。若用多靶模型计算，则两种射线所得结果一致。对于许多较高级的生物体，情况都是如此。 放射生物学基本概念靶分子当前引人注目的靶分子是基因组DNA和生物膜。基因组DNA作为射线作用的靶分子，并非随机地作用于分子的任何部位，而是分子中的某些要害部位易受损伤．碱基不稳定性位点易发生断裂，生物膜细胞的膜系包括质膜、核膜和细胞器(线粒体、溶酶体等)膜。膜系是电离辐射作用的靶之一。细胞膜系具有重要的生物功能，且对电离比较敏感。细胞可发生两类辐射损伤，一类称N型损伤；另一类称O型损伤。 放射生物学基本概念与辐射有关的因素辐射的种类辐射的剂量（LD50）辐射剂量率分次照射照射部位（腹部-盆腔-头颈-胸部-四肢）照射面积照射方式（内照射、外照射、混合照射）与机体有关的因素种系的放射敏感性个体发育的放射敏感性影响辐射生物效应的主要因素 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应肿瘤组织细胞的放射生物效应 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应细胞的放射敏感性不同细胞群体的放射敏感性不断分裂、更新的细胞群体，对电离辐射的敏感性较高不分裂的细胞群体，对电高辐射有相对的抗性在一般状态下基本不分裂或分裂的速率很低，对辐射相对地不敏感不同细胞周期时相的放射敏感性细胞周期分为4个时相，即G1,S,G2和MG2时相对辐射最敏感，其次为G1时相，而S时相相对较不敏感不同环境中细胞的放射敏感性环境中氧分压对细胞放射敏感性影响十分明显。在低LET辐射(如X射线)作用下，氧的存在将加强射线对细胞的杀伤力。 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应电离辐射对细胞周期的影响G2阻滞照射后细胞周期进程停滞于G2时相，不进行分裂，因此G2相细胞堆积。G1阻滞并非所有的细胞系在照射后都出现G1阻滞，只有表达野生型p53的细胞系表现出辐射诱导的G1阻滞。S相延迟电离辐射使细胞通过S相的进程减慢，称为S相延迟，与DNA合成速率下降有关。巨细胞形成电离辐射可引起某些细胞体积增大，成为巨细胞，这种细胞可存活一定时间，具有功能活性，但最终将发生细胞凋亡。 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应细胞存活曲线细胞存活曲线，是通过测量受不同辐射剂量照射后，有增殖能力的细胞在体内、外克隆或集落的能力，即存活率的变化所绘制出的剂量-效应曲线。 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应辐射所致细胞损伤及修复细胞放射损伤的分类致死性损伤(LD)，不可修复，不可逆地导致细胞死亡亚致死性损伤(SLD)，经过一段充分时间能完全被细胞修复，若在未修复时再给予另一亚致死性损伤(例如再次照射)，可形成致死性损伤潜在致死性损伤(PLD)，受照射后环境条件影响的损伤，在一定条件下损伤可以修复 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应辐射所致细胞损伤及修复细胞放射损伤的修复潜在致死性损伤的修复亚致死性损伤的修复如果在亚致死性损伤修复之前再累积损伤，细胞则可能死亡。 临床放射生物学效应正常组织细胞的放射生物效应正常组织的放射耐受性放射耐受性是指照射剂量与某一特定损伤指标(如:50%皮肤湿性脱皮，5%放射性肺炎或脊髓照射后的1%截瘫)的关系。正常组织的放射效应类型：早反应——早反应组织(更新快的组织)30天内口腔黏膜、消化道黏膜、造血系统晚反应——晚反应组织(更新慢的组织)30天后，潜伏期长肺、肾、心脏、中枢神经系统另：同时存在早期和晚期效应的发生机制，如：皮肤 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤细胞动力学肿瘤细胞动力学是研究肿瘤细胞群的增殖动力学。①分裂细胞②静止细胞，G0期细胞③无增殖能力的细胞，死亡细胞④破碎细胞，死亡细胞影响肿瘤生长速率的三个因素：①细胞周期时间②生长分数③细胞丢失 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤细胞动力学细胞周期时间（Tc）：不同类型肿瘤细胞的Tc不同同一肿瘤在不同情况下，也会有Tc的改变 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤细胞动力学生长分数（GF）：细胞群体中，有增值能力的细胞与细胞总数之比。有增值能力的细胞GF=细胞群的细胞总数肿瘤的生长速率：细胞增殖细胞丢失 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤细胞动力学细胞丢失肿瘤细胞丢失途径：①营养不良性坏死②细胞的增殖死亡③死于免疫性打击④转移⑤脱落，见于大多数肿瘤之中，是细胞丢失的一种主要方式，如胃肠癌。 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应乏氧细胞再氧合分次照射后乏氧细胞变成为氧合细胞的现象乏氧细胞再氧合是临床肿瘤放射治疗中，小剂量分次照射方案制定的重要的细胞学基础。 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤细胞对辐射的反应辐射对肿瘤细胞群的影响增殖活跃的细胞对射线敏感照射后细胞群内细胞周期再分布可以改变细胞群的敏感性肿瘤细胞增殖比较活跃，潜在致死性损伤修复较少照射前生长慢的肿瘤，照射后体积退缩较慢。肿瘤组织受照射缩小后，可能有再生长加速现象肿瘤细胞受照射后，细胞增殖周期恢复正常较慢 临床放射生物学效应肿瘤组织细胞的放射生物学效应肿瘤组织的放射敏感性影响因素：部位、分化程度、乏氧等高敏感性：白血病、淋巴瘤、精原细胞瘤、未分化肿瘤敏感性：基底细胞癌、鳞癌、子宫癌、乳腺癌抗拒性：畸胎瘤、间皮瘤、分化好的肿瘤 放射治疗的时间、剂量分割模式常规分割照射的生物学基础非常规分割照射的生物学基础生物剂量等效换算的数学模型不同时间、剂量分割照射时应注意的事项 常规分割照射的生物学基础临床放射生物学中的4R肿瘤细胞放射损伤的再修复亚致死性损伤的再修复潜在致死性损伤的再修复肿瘤细胞周期内的再分布肿瘤乏氧细胞的再氧合肿瘤细胞的再增殖 常规分割照射的生物学基础早反应组织、晚反应组织早反应组织的特点：细胞更新快，放疗反应或损伤多发生在照射期间或治疗以后的最初几天或几周内。α/β比值较高，损伤后以活跃的增殖方式来维持组织中细胞数量的稳定，使组织损伤得到恢复。 常规分割照射的生物学基础早反应组织、晚反应组织晚反应组织的特点：细胞更新慢，放疗反应或损伤多发生在照射治疗以后数月或数年后才能表现出来。α/β比值通常较低。 常规分割照射的生物学基础早反应组织、晚反应组织早、晚反应组织与治疗时间的关系晚反应组织细胞更新较慢，在放疗期间一般不会发生代偿性增殖，故对治疗总时间的变化不敏感，缩短总的治疗时间，会增加对肿瘤细胞的杀灭，但不会加重晚反应组织的损伤。早反应组织对治疗总时间的变化非常敏感，缩短总的治疗时间会加重早反应组织的损伤。肿瘤类似于早反应组织，在不引起严重急性反应的情况下，为保证治疗效果，应尽量缩短放射治疗的总时间。 非常规分割照射的生物学基础超分割放疗加速超分割放疗后程加速超分割放疗 超分割放射治疗◇每天的照射次数较常规分割多（超过1次），◇每次的照射剂量较常规分割少，◇疗程与常规分割相似。——即不改变总的治疗时间，照射次数增加，照射总剂量可适当增加。一般以每周照射5天，每天照射2次，每次照射1.1～1.2Gy为宜。每日2次照射的间隔时间为≥6小时。日剂量和总剂量较常规分割增加10-20%。 加速超分割通过增加每日照射次数或每周照射次数使整个疗程缩短，总治疗剂量不增加或减少。即：缩短总的治疗时间，剂量不增加或减少。如：1.5-2.0Gy/次，3次/日，5日/周。 后程加速超分割治疗前三周采用常规分割治疗，后三周采用加速超分割治疗，1.5Gy/次，2次/日，间隔6小时，总剂量60Gy/35次/5周。前四周采用常规分割治疗，后二周采用加速超分割治疗 生物剂量等效换算的数学模型生物剂量时间-剂量-分次模型 提高放射生物学效应的方法氧饱和度放射增敏剂放射防护剂加温治疗 提高放射生物学效应的方法化学修饰剂能改变哺乳类动物细胞放射反应的化学物质放射增敏剂不影响正常组织而选择性地增强射线对肿瘤细胞的杀伤效果放射防护剂仅保护正常组织而对肿瘤组织却不产生同等的保护效应 增加氧在肿瘤细胞内的饱和度氧是最好的辐射敏化剂氧合好的细胞比低氧细胞对X射线更为敏感乏氧细胞对X射线更具有抗性解决乏氧细胞的途径：在放疗时吸入高压氧或不加压的氧气、增加血流或乏氧细胞增敏剂吸入碳合氧(即5%CO2+95%O2)以提高血液氧含量，解决慢性乏氧的问题，同时用烟酰胺扩张肿瘤内暂时闭塞的血管从而克服肿瘤内的急性乏氧细胞 放射增敏剂的临床应用放射增敏剂能够增加机体组织或细胞的放射敏感性，并且与放射线合并应用时，能够增加照射致死效应的化学药物或药物。如：DNA前体碱基类似物、乏氧细胞增敏剂巯基抑制剂、类氧化合物放射增敏比（SER） 放射防护剂的临床应用放射防护剂在机体或某一生物系统受到电离辐射前给予某种化合物，能够减轻其辐射损伤、促进修复，具有这种作用的化合物或药物。如：氯磷汀（amifostine，WR2721)剂量降低系数（DRF） 加温治疗的原理及应用增温的细胞效应细胞对增温的反应取决于温度的高低及增温时间的长短。在41.5～46.5℃范围内，温度越高，增温持续越久，细胞杀伤作用越显著。细胞周期各时相细胞对增温的敏感性处于细胞周期各时相细胞对热的敏感性与其对X线的敏感性互补，细胞周期中对X射线抗性最高的晚S期细胞对增温最敏感。这是增温与X射线联合应用提高肿瘤治疗疗效的重要的细胞学基础。 加温治疗的原理及应用影响增温细胞效应的因素pH值、营养条件、氧增温与X射线联合作用氧增强比（TER） THANKYOU！ 寻梦之旅精要总结一、本专题关键词梦想理想信仰二、打开思路的问题1、请问你的梦想是什么？2、为什么你如此在意这个梦想？（小目标）3、为了这个梦想（小目标），你付出了什么？三、写作模板（一）1、名称：找回梦想2、类型：起承转合式3、结构：（1）有梦：确定你的梦想或者“小目标”是什么（2）疑梦：你曾经对梦想的怀疑和困惑什么？（3）寻梦：为了追寻梦想而奋斗的镜头画面（4）圆梦：说明梦想已经实现或者我已经对梦想不再彷徨。 '