腫瘤放射治療策略——放射生物學(xué)基礎(chǔ)篇

1、腫瘤放射治療策略 ——放射生物學(xué)基礎(chǔ)篇,戴宇虹湖南省邵陽市中醫(yī)醫(yī)院 腫瘤內(nèi)科,概 述,重要性：放射腫瘤學(xué)的三大基本支柱：腫瘤學(xué)、放射物理學(xué)、臨床放射生物學(xué)。目的：提高腫瘤放射治療療效，減少正常組織損傷，延長患者生命和改善生活質(zhì)量。意義：是放射腫瘤學(xué)家了解放射線治療腫瘤的生物學(xué)機(jī)制，以及從事有關(guān)研究的思想庫和試驗(yàn)基地。,放射生物學(xué)在放射治療中的作用,1.提供理論基礎(chǔ)：確認(rèn)放射線對腫瘤和正常組織的作用機(jī)制及受照

2、射后生物體內(nèi)的反應(yīng)過程。（如DNA損傷修復(fù)、腫瘤乏氧細(xì)胞、再氧和及腫瘤干細(xì)胞的再群體化等生物效應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展過程和機(jī)制）2.治療策略及驗(yàn)證：臨床放射生物學(xué)研究的主要著眼點(diǎn)事研究和測定物理吸收量與生物效應(yīng)的關(guān)系，配合臨床研究發(fā)展新的、特異性的放射治療方法（如超分割、加速分割等放療模式，乏氧細(xì)胞增敏劑等）3.個(gè)體化放射治療方案的研究和設(shè)計(jì)：如放射抗拒的腫瘤可以通過加大分次劑量等措施使患者獲益。,電離輻射對生物體的作用《電離輻射的直接和

3、間接作用》,輻射的種類：電離輻射、非電離輻射,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,輻射生物效應(yīng)的時(shí)間尺標(biāo)（三個(gè)過程）1.物理吸收過程：在10-15秒內(nèi)結(jié)束。2.化學(xué)過程：時(shí)間為10-3到10-5秒。3.生物學(xué)影響：細(xì)胞死亡的時(shí)間需要數(shù)天到數(shù)月，輻射致癌作用需要數(shù)年，可遺傳的損傷需要數(shù)代才能觀察到。,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,《輻射生物效應(yīng)的時(shí)間尺標(biāo)圖》,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,電離輻射對任何生物體的照

4、射都將啟動(dòng)一系列的變化過程，大致可以分為三個(gè)階段：1.物理階段（帶電粒子和構(gòu)成組織細(xì)胞的原子之間的相互作用）2.化學(xué)階段（受損的原子和分子與其他細(xì)胞成分發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)的時(shí)期）3.生物階段（所有的繼發(fā)過程）,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,1.物理階段概念：帶電粒子和構(gòu)成組織細(xì)胞的原子之間的相互作用時(shí)期。作用方式：高速電子穿過DNA分子，與DNA分子的軌道電子相互作用，將其原子中的一些電子逐出（電離），并使其原子或分子內(nèi)

5、其他的電子進(jìn)入更高的能量水平（激發(fā)），當(dāng)能量足夠時(shí)導(dǎo)致級(jí)聯(lián)電離事件。能量包：χ射線是由光子構(gòu)成，當(dāng)χ射線被生物物質(zhì)所吸收，則能量就會(huì)在組織和細(xì)胞中沉積下來，這種能量的沉積是以分散、不連續(xù)的能量包形式，非均勻性地被沉淀下來。,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,能量包的意義：例如：對一名70Kg的成人而言：4 Gy=67卡，這個(gè)能量如果以不同的方式作用于人體將會(huì)產(chǎn)生什么作用呢？1.轉(zhuǎn)化成熱量：代表體溫上升0.002°C

6、2.以熱量的形式吸收：相當(dāng)于和一口熱咖啡3.轉(zhuǎn)化成機(jī)械能做功：相當(dāng)于把人從地面舉起40cm所做的功。4.轉(zhuǎn)換成χ射線：單次4Gy的χ射線全身照射，在許多情況下將是致死的。,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,χ射線的潛力是它的作用不在于所吸收的總能量的大小，而是在于單個(gè)能量包的大小。熱能或機(jī)械能能量的吸收是均勻的，需要很大的能量才能使生物體產(chǎn)生損傷。一束χ射線中的能量可被量子化為多個(gè)大的能量包，每個(gè)能量包的能量大到足以打斷化學(xué)

7、鍵而最終引起一系列的生物學(xué)事件。在光子的生物效應(yīng)中，如果光子能量超過124eV，就會(huì)使生物物質(zhì)發(fā)生電離。,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,2.化學(xué)階段概念：受損的原子和分子與其他細(xì)胞成分發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)的時(shí)期作用方式：電離和激發(fā)導(dǎo)致化學(xué)鍵的斷裂和自由基的形成（即破損的分子）。此階段的特點(diǎn)：清除反應(yīng)之間的競爭，如滅活自由基的巰基化合物，以及導(dǎo)致生物學(xué)上重要分子穩(wěn)定化學(xué)變化的固定反應(yīng)。自由基反應(yīng)在生物體受到照射后月1ms內(nèi)全

8、部完成。,電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,3.生物階段概念：所有的繼發(fā)過程。1.初始階段：開始是于殘存化學(xué)損傷作用的酶反應(yīng)，大量的損傷，如DNA損傷都會(huì)被成功的修復(fù)，極小部分不能修復(fù)的損傷最終將會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。（細(xì)胞死亡是需要一定的時(shí)間的，實(shí)際情況是小劑量的照射后細(xì)胞在死亡之前可以進(jìn)行幾次有絲分裂）2.后繼階段：①早期反應(yīng)：由于干細(xì)胞被殺滅，使得正常組織在受照射后幾周或幾個(gè)月出現(xiàn)損傷表現(xiàn)（如皮膚黏膜破損、造血系統(tǒng)損傷等）,

9、電離輻射對生物體的作用《生物效應(yīng)》,②.晚期反應(yīng)：受照射的毛細(xì)血管擴(kuò)張、各類軟組織或臟器纖維化等。③.繼發(fā)腫瘤：更晚的放射損傷表現(xiàn)是出現(xiàn)繼發(fā)腫瘤。,電離輻射對生物體的作用《電離輻射的直接和間接作用》,關(guān)鍵靶：DNA電離輻射（χ射線/γ射線）對生物體的效應(yīng)，是通過其本身直接作用于細(xì)胞的關(guān)鍵靶DNA，或通過與細(xì)胞內(nèi)的其他原子或分子（特別是水）相互作用產(chǎn)生“自由基”，通過自由基的擴(kuò)散到達(dá)細(xì)胞并損傷關(guān)鍵靶DNA（間接作用）。自由基：是

10、一種游離的原子或分子，外層攜帶不成對軌道電子。這種狀態(tài)的原子或分子具有高度的化學(xué)活性。 （在原子或分子中，軌道電子數(shù)平衡則自旋配對的，從而可以使其化學(xué)性質(zhì)保持高度穩(wěn)定）,電離輻射對生物體的作用《電離輻射的直接和間接作用》,1.直接作用：如果入射的放射線直接引起DNA 損傷，稱為照射的直接作用。2.間接作用：如果放射線通過對水的電離產(chǎn)生氫氧自由基（OH · ），引起DNA損傷，稱為照射的間接作用。(據(jù)估算哺乳動(dòng)物細(xì)胞

11、內(nèi)X線所致DNA損傷的2/3是由OH · 基引起的)。,入射χ線光子,,快速電子,,離子自由基,,自由基,由化學(xué)鍵斷裂引起的化學(xué)變化,,,生物效應(yīng),電離輻射對生物體的作用《電離輻射的直接和間接作用》,,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)》,1.輻射誘導(dǎo)的DNA損傷及修復(fù)理論依據(jù)：有許多的研究證據(jù)顯示，DNA是引起一系列放射生物學(xué)效應(yīng)（包括細(xì)胞死亡、突變和致癌）的關(guān)鍵靶。DNA是射線殺傷細(xì)胞的主要靶。DNA的破壞，中

12、斷了細(xì)胞分裂所必須的DNA復(fù)制過程。DNA損傷主要為單鏈或雙鏈的斷裂，單鏈斷裂在一定條件下還可能修復(fù)，雙鏈斷裂則難以修復(fù)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)》,2.輻射致細(xì)胞死亡的概念細(xì)胞的死亡是放射線對細(xì)胞的遺傳物質(zhì)和DNA造成不可修復(fù)的損傷所致。從放射生物學(xué)觀點(diǎn)，對一個(gè)癌細(xì)胞來講，如果失去了無限增殖的能力，就意味著癌細(xì)胞的死亡，因?yàn)榧?xì)胞只有在不斷分裂的情況下才能生存下去。對于已分化不再增殖的細(xì)胞，只要喪失其功

13、能便可認(rèn)為死亡。放射治療的效果，主要是根據(jù)是否殘留具有無限增殖能力的細(xì)胞，而不是要求瘤體內(nèi)的細(xì)胞達(dá)到全部破壞。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)》,3.輻射致細(xì)胞死亡機(jī)制DNA是關(guān)鍵靶《靶學(xué)說》生物結(jié)構(gòu)內(nèi)存在對放射敏感的部分，稱之 為 “靶”，其損傷將引發(fā)某種生物效應(yīng)。電離輻射以離子簇的形式撞擊靶區(qū)，擊中概率遵循泊松(Poisson)分布。單次或多次擊中靶區(qū)可產(chǎn)生某種放射生物效應(yīng)，如大分子的失活或斷裂等,放射線的細(xì)胞效

14、應(yīng)《電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)》,4.輻射所致的細(xì)胞死亡的形式①.有絲分裂死亡：由于染色體的損傷，細(xì)胞在試圖進(jìn)行有絲分裂時(shí)死亡。（意味子代細(xì)胞的死亡）②.凋亡：大多情況下是正常細(xì)胞的生理過程。作為輻射引起的細(xì)胞死亡形式之一，其具有高度的細(xì)胞類型依賴性。（淋巴細(xì)胞）③.自嗜：是指細(xì)胞消化自己的部分包漿從而形成巨大分子和能量的過程。④.壞死：細(xì)胞在極端環(huán)境下突發(fā)的死亡。⑤.衰老：細(xì)胞永久喪失了分裂能力。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活

15、曲線》,細(xì)胞存活的定義：按照放射生物學(xué)的規(guī)定，鑒別細(xì)胞存活的唯一標(biāo)準(zhǔn)是，受照射后細(xì)胞是否保留無限增殖能力，即是否具有再繁殖完整性?？寺≡葱约?xì)胞：在特定的環(huán)境下，存活細(xì)胞有能力形成超過50個(gè)細(xì)胞的集落，這種細(xì)胞稱為克隆源性細(xì)胞。細(xì)胞數(shù)量達(dá)到5 0個(gè)以上表示已繁殖了5-6代死亡細(xì)胞：凡是失去無限增殖能力，不能產(chǎn)生大量子代的細(xì)胞稱為死亡細(xì)胞。細(xì)胞存活曲線：細(xì)胞存活曲線是定量描述輻射吸收劑量與細(xì)胞存活之間關(guān)系的曲線，在放射生物學(xué)研究中具有

16、重要意義，是研究腫瘤細(xì)胞內(nèi)在放射敏感性的基礎(chǔ)。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,細(xì)胞存活曲線的臨床意義 ：研究各種細(xì)胞生物效應(yīng)與放射劑量的定量關(guān)系。細(xì)胞存活曲線的三大數(shù)學(xué)模型：①.單靶單擊模型——指數(shù)存活曲線②.多靶單擊模型③.線性二次模型,,非指數(shù)存活曲線,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,單靶單擊模型（S=exp(-D/D0)）此模型假設(shè)細(xì)胞內(nèi)只有1個(gè)靶，只要一次擊中

17、這1個(gè)靶，細(xì)胞就會(huì)死亡。從公式可知, 當(dāng)劑量D=D0時(shí), 上式的值為 S=exp(-D/D0)=exp(-1)=0.368 因此, D0（平均致死劑量）也可理解為使細(xì)胞存活率達(dá)到36.8%時(shí)所需的照射劑量, 這個(gè)劑量可簡明地作為細(xì)胞（細(xì)菌或病毒等）對射線敏感性的一個(gè)指標(biāo)。一般來說, 此模型適用于描述由高LET電離輻射如（α粒子）所致細(xì)胞存活率曲線。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,多靶單擊模型(SF=

18、1-（1- e-kD）N)此模型假設(shè)細(xì)胞內(nèi)有N個(gè)靶，每個(gè)靶都相同，只有所有靶都失活，細(xì)胞才死亡，而每個(gè)靶的失活只需一次擊中。公式 SF=1-（1- e-kD）N e為自然對數(shù)的底，k是與射線的質(zhì)及細(xì)胞敏感性有關(guān)的常數(shù)，D為細(xì)胞所受的照射劑量。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,用該模型繪制的存活曲線表現(xiàn)為：在低劑量區(qū)，出現(xiàn)一個(gè)緩慢下降的肩區(qū)（shoulder）（因亞致死損傷累積的關(guān)系）在高劑量區(qū)，曲線近

19、似直線，細(xì)胞呈指數(shù)性死亡，有些細(xì)胞存活曲線始終沒有指數(shù)性死亡的直線部分。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,單靶單擊模型 多靶單擊模型,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,多靶單擊模型的特點(diǎn)是有多個(gè)生物學(xué)參數(shù)：D1 (初始斜率)：細(xì)胞存活曲線的初始部分。是將存活細(xì)胞數(shù)目降至照射前數(shù)目的37%所需的射線劑量。表示受照射細(xì)胞在低劑量范圍的放射敏感性。D0 (最終斜率)：是指細(xì)胞存活

20、從0.1下降到0.037或從0.01下降到0.0037所需的劑量，亦稱為平均致死劑量。表示受照射細(xì)胞在高劑量區(qū)的放射敏感性。 D0值越大，細(xì)胞對放射越抗拒。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,Dq (準(zhǔn)域劑量)：是指肩區(qū)的寬度，將細(xì)胞存活曲線直線部分延長，與通過存活率為1的橫軸相交點(diǎn)的劑量。表示亞致死損傷的修復(fù)能力， D q值越大，說明造成細(xì)胞指數(shù)性死亡所需的劑量越大。N (外推數(shù))：是指細(xì)胞內(nèi)所含放射敏感區(qū)域數(shù)，即靶數(shù)。(因隨

21、實(shí)驗(yàn)條件改變而有較大幅度的變化，與實(shí)際情況不符，現(xiàn)已少用),放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,線性二次模型（亦稱L-Q模型）數(shù)學(xué)模式：Ｓ＝e-(?d+?d²)S為細(xì)胞存活率；d為單次照射劑量； α值代表線性效應(yīng)，即指細(xì)胞存活曲線的初始斜率，決定低劑 量照射下?lián)p傷的程度； β值代表平方效應(yīng)，它的貢獻(xiàn)隨劑量增加而加大。 當(dāng)

22、線性部分和平方部分對殺滅細(xì)胞的貢獻(xiàn)相等時(shí)，其照射劑量等于α和β的比值，即α/β。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,根據(jù)細(xì)胞存活曲線推導(dǎo)得出：S =e -n (αd +βd2)公式兩邊取自然對數(shù)得出：-lnS= n(αd +βd2) -lnS代表放射線的生物效應(yīng)，用“E”表示，則為：E= n(αd +βd2)E：生物效應(yīng)；n：照射次數(shù)；d：分次劑量,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,描述了組織生物效應(yīng)與分次照射及劑量

23、之間的關(guān)系預(yù)測不同劑量分割方式的生物效應(yīng)進(jìn)行不同劑量分割方式的等效轉(zhuǎn)換n1(αd1 +βd12)= n2(αd2 +βd22)不同組織射線照射后反應(yīng)不同。根據(jù)細(xì)胞增殖動(dòng)力學(xué)和α/β比值將正常組織分成早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織。早反應(yīng)組織：指機(jī)體內(nèi)分裂、增殖活躍并對放射線早期反應(yīng)強(qiáng)烈的組織，如上皮、黏膜、造血組織、精原細(xì)胞等；(包括大多數(shù)腫瘤組織)晚反應(yīng)組織：指機(jī)體內(nèi)無再增殖能力，損傷后僅以修復(fù)代償其功能的細(xì)胞組織，如脊髓、腎、

24、肺、肝、結(jié)締組織等。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,該模型假定輻射引起的細(xì)胞死亡由以下兩種方式組成，一種方式為射線一次擊中兩條鏈，其生物效應(yīng)與照射劑量成比例，以αd表示；另一種方式為射線分別擊中兩條鏈，其生物效應(yīng)與照射劑量的平方成比例，以βd2表示。用該模型合成的曲線特點(diǎn)是呈連續(xù)彎曲的曲線，沒有一個(gè)斜率不變的末尾指數(shù)區(qū)域。該模型只有2個(gè)可以調(diào)整的系數(shù)，即α、β。不同組織的α/β值是不一樣的，一個(gè)特定組織的α/β值意味著在這

25、個(gè)劑量值，單擊所產(chǎn)生的生物效應(yīng)與雙擊所產(chǎn)生的生物效應(yīng)相同。α/β值一般不受所選擇的生物效應(yīng)水平的影響，并且能反映早期反應(yīng)組織、晚期反應(yīng)組織以及腫瘤對劑量反應(yīng)性的差別。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,意義：L-Q模型對臨床放射治療的主要貢獻(xiàn)是，它把實(shí)驗(yàn)室有關(guān)細(xì)胞和組織分次劑量效應(yīng)研究的成果與臨床有機(jī)地結(jié)合起來。它分別考慮早期反應(yīng)和晚期反應(yīng)組織對分次劑量和治療總時(shí)間的不同反應(yīng)。研究表明，晚期反應(yīng)組織的曲線較早期反應(yīng)組織的曲線更陡。

26、癌組織類似于早期反應(yīng)組織，當(dāng)分割劑量減少（如每次1.2Gy），而給予相當(dāng)增殖快的組織所能耐受的劑量時(shí)，則晚期反應(yīng)組織就可以得到保護(hù)，這成為超分割放射治療優(yōu)于常規(guī)放射治療的原因之一。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞放射存活曲線》,線性二次模型,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性》,細(xì)胞周期：兩次有效的有絲分裂之間的時(shí)間，稱為有絲分裂周期時(shí)間（mitotic-cycle time），通常叫做細(xì)胞周期時(shí)間。細(xì)胞周期時(shí)間＝分裂期（M期）＋

27、間期；間期又包括DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）。普通光學(xué)顯微鏡只能觀測到M期，其它時(shí)相無法區(qū)分。,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性》,細(xì)胞周期時(shí)相示意圖,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性》,,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性》,腫瘤內(nèi)細(xì)胞放射敏感性的差異,靜止的細(xì)胞比增殖周期內(nèi)的細(xì)胞抗拒增殖周期內(nèi)不同時(shí)相的細(xì)胞敏感性不同,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與

28、放射敏感性》,概括：①.有絲分裂的細(xì)胞或接近有絲分裂的細(xì)胞是放射最敏感的細(xì)胞②.晚S期的細(xì)胞通常具有較大的放射抗拒性③.若G1期相對較長，G1早期細(xì)胞表現(xiàn)相對放射抗拒，其后逐漸敏感，G1末期相對更敏感④.G2期細(xì)胞通常較敏感，其敏感性與M期的細(xì)胞相似增殖期細(xì)胞（P細(xì)胞）＞靜止期細(xì)胞（Q細(xì)胞） M/G2期＞G1期＞S期＞G0期原因：分裂期DNA明顯增多,放射線的細(xì)胞效應(yīng)《細(xì)胞周期時(shí)相與放射敏感性》,細(xì)胞周期時(shí)相效應(yīng)在放射治

29、療中的意義①. 對非同步化細(xì)胞進(jìn)行單次放射線照射，不同時(shí)相細(xì)胞放射敏感性不同。② .敏感細(xì)胞被殺滅，一次照射后總效應(yīng)是細(xì)胞群體的同步化。③ .留下來的細(xì)胞處于對射線相對耐受的時(shí)相，分次照射之間，細(xì)胞通過周期進(jìn)入更敏感的時(shí)相（再分布），增加了分次放療方案中以后照射的放射敏感性。,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,1.腫瘤的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)層次腫瘤的惡性細(xì)胞根據(jù)其增殖動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，可分為四個(gè)層次:①.第一層次：由活躍分裂的細(xì)胞組成，

30、是腫瘤體積增長的主要來源。（這個(gè)層次的細(xì)胞又稱為P細(xì)胞或是增殖細(xì)胞）②.第二層次：由靜止或G0期細(xì)胞組成。（G0層次的細(xì)胞可再次進(jìn)入細(xì)胞周期，有些G0細(xì)胞可能是克隆源性的，是危險(xiǎn)的，須在治療中消滅）③.第三層次：由分化的終末細(xì)胞組成，終末分化細(xì)胞不再具有分裂能力。（對患者已沒有什么危險(xiǎn)）④.第四層次：由已經(jīng)死亡及正在死亡的細(xì)胞構(gòu)成。,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,2.腫瘤的生長速度腫瘤患者整個(gè)疾病的進(jìn)程在很大程度上依賴

31、于原發(fā)和轉(zhuǎn)移腫瘤的生長速度。在治療不成功的患者中，復(fù)發(fā)的速度和患者的存活時(shí)間，與腫瘤生長速度有關(guān)。幾個(gè)重要參數(shù)：①.腫瘤體積倍增時(shí)間②.潛在倍增時(shí)間（理論參數(shù)，即在沒有細(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）③.細(xì)胞丟失因子,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,倍增時(shí)間（doubling time, TD）定義：人體腫瘤體積增加一倍所需要的時(shí)間。長短：4天～1年（中位3個(gè)月）腫瘤潛在倍增時(shí)間（potent

32、ial doubling time,Tpot）定義：假定沒有細(xì)胞丟失的情況下，細(xì)胞數(shù)增加一倍所需要的時(shí)間細(xì)胞周期時(shí)間（ TC ）定義：兩次分裂結(jié)束的時(shí)間間隔長短：15小時(shí)～大于100小時(shí)（平均2.3天）生長分?jǐn)?shù)（GF）腫瘤內(nèi)處于增殖周期的細(xì)胞數(shù)與總細(xì)胞數(shù)的比例,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,腫瘤體積倍增時(shí)間（Td）：是描述腫瘤生長速度的重要參數(shù)。（三個(gè)重要因素所決定）①.細(xì)胞周期時(shí)間（TC）②.生長比例（GF）

33、③.細(xì)胞丟失率人類腫瘤的典型動(dòng)力學(xué)參數(shù),腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,3.腫瘤的指數(shù)性和非指數(shù)性生長指數(shù)生長：是指腫瘤在相等的時(shí)間間隔內(nèi)以一個(gè)恒定的比例增加。非指數(shù)生長：如果增加細(xì)胞丟失率、延長細(xì)胞周期時(shí)間、降低生長比例，都會(huì)導(dǎo)致腫瘤的非指數(shù)生長。腫瘤體積的對數(shù)隨時(shí)間呈線性生長，這是最簡單的生長模式，理論上必需滿足：所有細(xì)胞均在增殖，并且沒有細(xì)胞丟失，也就是說腫瘤倍增時(shí)間等于細(xì)胞周期時(shí)間。實(shí)際上腫瘤生長的倍增時(shí)間要長

34、于細(xì)胞周期時(shí)間，因?yàn)榇嬖诩?xì)胞丟失和去周期化，腫瘤生長是非指數(shù)性的。,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,細(xì)胞丟失的丟失方式：營養(yǎng)不良、血供差、腫瘤壞死細(xì)胞分化：不能再分裂，最終衰老死亡分裂死亡：分裂障礙、異?；蜃蛹?xì)胞不存活轉(zhuǎn)移：脫落排泄：,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,3.人體腫瘤的生長速度原發(fā)灶、轉(zhuǎn)移造、不同類腫瘤，不同病例類型腫瘤，不同宿主以及生長在同一宿主的不同部位，人體腫瘤體積倍增時(shí)間均不相同，時(shí)間范圍

35、非常寬腫瘤患者的疾病進(jìn)程依賴于腫瘤的生長速度和治療的有效性。,腫瘤的放射生物學(xué)《腫瘤的增殖動(dòng)力學(xué)》,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,概述：相對于腫瘤組織而言，正常組織細(xì)胞的增殖是有規(guī)律的，細(xì)胞的增殖是受控制的。成人組織正常狀態(tài)下細(xì)胞繁殖和細(xì)胞丟失是平衡的，更新快的細(xì)胞（腸粘膜上皮細(xì)胞）被稱為轉(zhuǎn)化組織或結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織，細(xì)胞丟失因子是1；而有絲分裂后組織（神經(jīng)細(xì)胞），細(xì)胞丟失因子是0。 正常

36、組織細(xì)胞之間形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)，細(xì)胞的生死維持著精確的平衡，使機(jī)體的組織結(jié)構(gòu)及構(gòu)成組織的細(xì)胞保持在穩(wěn)定狀態(tài)。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,1.正常組織細(xì)胞的分化層次 結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織：這種組織中干細(xì)胞群、擴(kuò)增細(xì)胞群、功能細(xì)胞群之間有清楚的界限 靈活組織：特點(diǎn)是細(xì)胞層次間沒有明顯界限，其中至少有一部分功能性細(xì)胞具有自我更新能力。 結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織 靈活組織

37、,,干細(xì)胞（自我更新）,前體細(xì)胞（擴(kuò)增）,成熟細(xì)胞（功能）,干細(xì)胞,成熟細(xì)胞（功能）,,,,,,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,結(jié)構(gòu)等級(jí)制約組織①干細(xì)胞: 指可以分裂很多次并形成有一定分化特征的可辨認(rèn)的干細(xì)胞和即將分化的細(xì)胞。干細(xì)胞具有自我繁殖能力，它能避開細(xì)胞分裂與細(xì)胞分化之間的聯(lián)系。而其他細(xì)胞在每次有絲分裂后就會(huì)失去部分分化潛能而最終分化成不分裂的功能性細(xì)胞。干細(xì)胞大部分處于G0期，受到刺激后很快進(jìn)入

38、細(xì)胞周期。②分化或功能細(xì)胞： 是與干細(xì)胞完全不同的另一層的細(xì)胞（如血液循環(huán)中的粒細(xì)胞和小腸粘膜絨毛細(xì)胞），這些細(xì)胞沒有分裂能力，最終衰老死亡。③ 正在成熟的細(xì)胞：在干細(xì)胞和分化的功能細(xì)胞之間存在著一個(gè)由正在成熟細(xì)胞組成的中間層次。分化的干細(xì)胞后代在分化進(jìn)程中倍增，如骨髓中的幼紅細(xì)胞和成熟粒細(xì)胞。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,2.早期組織和晚期反應(yīng)組織概念：根據(jù)正常組織不同的生物學(xué)特性及對電離輻射的不同反應(yīng)，將正

39、常組織分為：早反應(yīng)組織和晚反應(yīng)組織，目的是為了進(jìn)行生物劑量的等效換算。①.早反應(yīng)組織特點(diǎn)：細(xì)胞更新快，照射后的損傷很快就表現(xiàn)出來；a/β比值高（8-10）；損傷后以活躍的細(xì)胞增殖來維持細(xì)胞數(shù)量進(jìn)而使損傷得到恢復(fù)。 ②.晚反應(yīng)組織的特點(diǎn)：組織中細(xì)胞群體更新很慢（如神經(jīng)組織）；損傷很晚才表現(xiàn)出來；a/β比值低（2-3）。損傷后往往需要臨近結(jié)構(gòu)其它組織細(xì)胞來修復(fù)。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,3.早、晚反應(yīng)組織與

40、分次放療：兩種組織在分次效應(yīng)上存在差別，晚反應(yīng)組織比早反應(yīng)組織對分次劑量變化更敏感。加大分次劑量晚反應(yīng)組織損傷加重，當(dāng)分次劑量大于2Gy時(shí)，晚期并發(fā)癥明顯增加。4.早、晚反應(yīng)組織與治療時(shí)間：由于晚反應(yīng)組織更新慢，放療期間不發(fā)生代償性增殖，因此對治療時(shí)間變化不敏感，縮短治療時(shí)間會(huì)增加對腫瘤細(xì)胞的殺滅，但不會(huì)增加晚期并發(fā)癥。早反應(yīng)組織對治療時(shí)間反應(yīng)敏感，縮短治療時(shí)間早反應(yīng)組織損傷加重。早反應(yīng)組織對射線的反應(yīng)類似于腫瘤組織。,腫瘤的放射生物

41、學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,5.早期和晚期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制早期和晚期放射反應(yīng)的區(qū)別是：早期反應(yīng)發(fā)生在照射期間或治療以后的最初幾天或幾周；而晚期放射反應(yīng)則延遲數(shù)月或數(shù)年后才表現(xiàn)出來。①.早期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制：反應(yīng)的發(fā)生由等級(jí)制約系統(tǒng)產(chǎn)生，反應(yīng)發(fā)生時(shí)間取決于分化了的功能細(xì)胞的壽命，反應(yīng)的嚴(yán)重程度反映了死亡與干細(xì)胞再生之間的平衡。后果性晚期綜合征：是指，如果治療結(jié)束時(shí)存活干細(xì)胞數(shù)低于組織有效恢復(fù)所需的水平則早期反應(yīng)可作為慢性

42、損傷保持下去，此種情況即被稱為“后果性晚期綜合征”。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,②.晚期放射反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制(經(jīng)典及分子機(jī)制) 經(jīng)典概念：晚期反應(yīng)是指實(shí)質(zhì)細(xì)胞耗竭后無力再生而最終導(dǎo)致的纖維化。 分子機(jī)制：靶細(xì)胞受到照射后，由于它是多細(xì)胞的，因此導(dǎo)致細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)效應(yīng)的產(chǎn)生，是細(xì)胞得以恢復(fù)和表達(dá)晚期效應(yīng)信息的擴(kuò)增載體。 目前認(rèn)為:受照射后由于細(xì)胞因子和生長因子所介導(dǎo)的各種細(xì)胞群之間的相互作

43、用，最終導(dǎo)致了晚期放射損傷形成。細(xì)胞因子和生長因子的識(shí)別是一個(gè)即刻時(shí)間的過程，同時(shí)也是雙向的，提示某些細(xì)胞因子結(jié)合物的抑制或擴(kuò)增最終將決定臨床事件的過程。死亡的靶細(xì)胞決定臨床過程的方向，但存活細(xì)胞通過細(xì)胞因子的級(jí)聯(lián)效應(yīng)決定晚期可觀察到的臨床表現(xiàn)。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,正常組織及器官的放射效應(yīng)①.對于早反應(yīng)組織而言，靶細(xì)胞的特征清楚，相反晚反應(yīng)組織潛伏期較長。有些組織同時(shí)存在早期、晚期反應(yīng)發(fā)生機(jī)制。②.早

44、、晚反應(yīng)組織的區(qū)分對腫瘤治療意義重大，早期損傷治療期間即可觀察到，治療期間對劑量進(jìn)行調(diào)整，以保持有足夠的干細(xì)胞進(jìn)行修復(fù)。晚反應(yīng)組織損傷表現(xiàn)較晚，多沒有足夠的干細(xì)胞來修復(fù)，取代以纖維化瘢痕，可產(chǎn)生嚴(yán)重的并發(fā)癥。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,早反應(yīng)組織和大多數(shù)腫瘤的α/β值大(10Gy左右)；晚反應(yīng)組織的α/β值小(約2~3Gy)。早、晚反應(yīng)組織對不同分次照射的反應(yīng)不同。晚反應(yīng)組織比早反應(yīng)組織有較大的修復(fù)能力，分次劑

45、量對晚反應(yīng)組織的影響比早反應(yīng)組織大，因此，大分次劑量對晚反應(yīng)組織更為有害。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,不同單次劑量與等效常規(guī)分割劑量對照*常規(guī)分割：2Gy/次，5次/周,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,正常組織的體積效應(yīng) ①.組織結(jié)構(gòu)耐受，結(jié)構(gòu)性組織耐受取決于細(xì)胞的放射敏感性以及內(nèi)在限定體積內(nèi)使成熟細(xì)胞群保持臨界水平以上的干細(xì)胞活力。 ②.功能性耐受，功能性耐受取決于作為一個(gè)

46、整體的器官是否能耐受繼續(xù)行使功能。 ③.受照射體積對臨床耐受性可能有重要決定性，存在著一個(gè)受照射的閾值體積。,腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,放射治療中的耐受性的概念，統(tǒng)計(jì)某一劑量照射產(chǎn)生損傷的概率，一般小于5％被認(rèn)為是小概率時(shí)間，但存在個(gè)體差異。理論上要求早期放射反應(yīng)可以耐受，晚期放射損傷應(yīng)該避免，尤其是限制器官。⒈ 串型器官 (以脊髓為例) ⑴ 受照長度 ⑵ 橫截面范圍 ⑶ 不均勻劑量分布可否接

47、受 ⑷ 估計(jì)生物學(xué)效應(yīng)⒉ 并型器官 (以肺為例) ⑴ 肺照射體積 ⑵ 劑量部位 ⑶ 肺功能狀態(tài),腫瘤的放射生物學(xué)《正常組織及器官的放射反應(yīng)》,,正常組織耐受量 (cGy),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,臨床放射治療醫(yī)生在設(shè)計(jì)分次治療方案時(shí)，應(yīng)注意把握兩個(gè)要點(diǎn)：①.生物學(xué)的合理性②.處方劑量設(shè)定的科學(xué)性分次放射治療的理論基礎(chǔ)：①.細(xì)胞放射損傷的修復(fù)②.周期內(nèi)細(xì)胞的再分布③.氧效應(yīng)及乏氧細(xì)胞

48、的再氧合④.再群體化,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,細(xì)胞放射損傷的修復(fù)致死性損傷(lethal damage, LD)：在任何情況下都不能使細(xì)胞修復(fù)的損傷。亞致死性損傷(sublethal damage, SLD)：照射后經(jīng)過一定時(shí)間能完全修復(fù)的損傷。(DNA單鏈斷裂)潛在致死性損傷(potential lethal damage,PLD)：受照射后在一定條件下可以修復(fù)的損傷。(DNA雙鏈斷裂),腫瘤的放射生物

49、學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,分次照射后的組織反應(yīng) 4個(gè)“R”亞致死損傷修復(fù)(repair of sublethal damage)再群體化(repopulation)細(xì)胞周期時(shí)相再分布(redistribution within the cell cycle)腫瘤乏氧細(xì)胞再氧合(reoxygenation),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,亞致死性損傷的修復(fù) (SLDR)潛在致死性損傷的修復(fù) (PLDR)

50、射線的性質(zhì)：低LET射線有 SLDR 及PLDR劑量率：劑量率高修復(fù)差氧效應(yīng)：處于乏氧狀態(tài)的細(xì)胞修復(fù)能力強(qiáng)細(xì)胞所處周期時(shí)相：S期存活曲線肩區(qū)最大其他：輻射增敏劑和防護(hù)劑、加熱早反應(yīng)組織受輻射損傷后，主要通過子代細(xì)胞的不斷增值來彌補(bǔ)放療損傷。（腫瘤的放射反應(yīng)類似早反應(yīng)組織）晚反應(yīng)組織受輻射損傷后，因?yàn)楹苌倩驔]有細(xì)胞增值能力，主要通過亞致死性損傷修復(fù)來抵御放療損傷。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,分次劑量的大小對

51、正常組織和腫瘤的放射性損傷是有著不同影響的α/β參數(shù)值反應(yīng)了組織的修復(fù)能力①α/β值小的組織修復(fù)亞致死損傷的能力較強(qiáng)，反之則修復(fù)能力較弱。②早反應(yīng)組織的α/β值較高，細(xì)胞存活曲線的肩區(qū)較窄，當(dāng)分割劑量變小時(shí)進(jìn)入晚反應(yīng)組織的肩區(qū)時(shí)，早反應(yīng)組織仍處于指數(shù)殺滅區(qū)。結(jié)論：對于晚反應(yīng)組織，使用較小的分割劑量有利于保護(hù)組織，或是提高放射耐受性。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,亞致死性損傷修復(fù)的臨床意義：分次照射的主要目的是保

52、護(hù)正常組織，但亦使部分腫瘤組織亞致死損傷得到修復(fù)。早反應(yīng)組織及腫瘤組織修復(fù)的主要方式是增殖，亞致死損傷修復(fù)作用較小。晚反應(yīng)組織的修復(fù)能力較強(qiáng)，且?guī)缀醪淮嬖诩?xì)胞的再增殖，亞致死損傷修復(fù)對其至關(guān)重要。分次劑量減低或照射次數(shù)增加，對晚反應(yīng)組織具有“保護(hù)”作用。大分割劑量對晚反應(yīng)組織更為有害。較小的分次劑量會(huì)獲得較好的治療增益。為保證晚反應(yīng)組織亞致死損傷完全修復(fù)，兩次照射之間要留有充足的時(shí)間間隔 (＞6小時(shí))。,腫瘤的放射生物學(xué)《

53、分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,分次照射后的組織反應(yīng) 4個(gè)“R”亞致死損傷修復(fù)(repair of sublethal damage)再群體化(repopulation)細(xì)胞周期時(shí)相再分布(redistribution within the cell cycle)腫瘤乏氧細(xì)胞再氧合(reoxygenation),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,再群體化(再增殖)概念：組織損傷后，干細(xì)胞及子代細(xì)胞在機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制作用下，增

54、殖、分化、恢復(fù)組織原來形態(tài)的過程，稱為再群體化。為早反應(yīng)組織和腫瘤組織，對放射性損傷的主要修復(fù)方式。臨床意義：對早反應(yīng)的正常組織而言，有利于放射損傷的修復(fù)。（急性放療反應(yīng)在放療的后期逐漸減輕）對腫瘤組織而言，則產(chǎn)生了更多的腫瘤細(xì)胞，需要更多的劑量來殺滅它們。（不利于腫瘤控制）,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,分次照射后的組織反應(yīng) 4個(gè)“R”亞致死損傷修復(fù)(repair of sublethal damage)

55、再群體化(repopulation)細(xì)胞周期時(shí)相再分布(redistribution within the cell cycle)腫瘤乏氧細(xì)胞再氧合(reoxygenation),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,細(xì)胞周期時(shí)相再分布分次照射后，處于敏感時(shí)相的腫瘤細(xì)胞群損傷最重乃至死亡，殘留細(xì)胞部分出現(xiàn)腫瘤細(xì)胞周期的再分布。隨時(shí)間推移處于細(xì)胞周期中敏感時(shí)相(G2-M期)的細(xì)胞比例增大。因此，腫瘤細(xì)胞周期的再分布起到“自身

56、增敏”作用。腫瘤組織輻射損傷后，殘存細(xì)胞加速再增殖，G0期細(xì)胞進(jìn)入增殖周期。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,腫瘤細(xì)胞增殖動(dòng)力學(xué),,,增殖期細(xì)胞＞靜止期細(xì)胞 M/G2期＞G1期＞S期＞G0期,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,分次照射后的組織反應(yīng) 4個(gè)“R”亞致死損傷修復(fù)(repair of sublethal damage)再群體化(repopulation)細(xì)胞周期時(shí)相再分布(redistrib

57、ution within the cell cycle)腫瘤乏氧細(xì)胞再氧合(reoxygenation),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,腫瘤乏氧細(xì)胞再氧合分次照射中，由于腫瘤體積縮小，乏氧細(xì)胞變得接近血管，使供血供氧改善。腫瘤乏氧細(xì)胞的再氧合對提高放射治療增益比有益。腫瘤細(xì)胞照射后再氧合時(shí)間大多數(shù)在6-24小時(shí)內(nèi)完成。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,氧效應(yīng)：目前常用的射線，包括60CO的γ線和加速器高

58、能χ線，都是低LET射線，細(xì)胞受到此類射線照射后的損傷與氧的存在密切相關(guān)，氧的存在使得放射損傷加重的現(xiàn)象稱為“氧效應(yīng)”。氧增強(qiáng)比（OER）：表示氧增強(qiáng)放射效應(yīng)的程度，其定義為在無氧狀態(tài)下達(dá)到同等生物效應(yīng)所需的劑量之比。氧在自由基水平其作用：在有氧的情況下，則氧與有機(jī)自由基R ● 作用產(chǎn)生RO2，這種有機(jī)過氧基是靶物質(zhì)損傷不可逆的形式?？梢哉J(rèn)為氧對放療損傷起“固定”作用。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,“4R”原理小

59、結(jié)1.后期反應(yīng)組織對分割劑量的變化早期反應(yīng)組織更敏感，修復(fù)亞致死損傷的時(shí)間也較長2.早期反應(yīng)組織和腫瘤都有很強(qiáng)的再增殖能力，但是前者的加速再增殖發(fā)生得更早，峰值更高。3.在分次放療期間，細(xì)胞周期時(shí)相的再分布對快速增殖的組織有增敏作用，4.分次放療期間，乏氧細(xì)胞再氧和是迅速的，起到腫瘤自身增敏作用。分次放療的原則：放療所需總劑量應(yīng)在盡可能短的總時(shí)間內(nèi)給予，每次使用最小實(shí)用劑量。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,時(shí)間—

60、劑量—分次關(guān)系晚反應(yīng)組織受照后多以亞致死損傷修復(fù)補(bǔ)充細(xì)胞丟失，而早反應(yīng)組織則以再增殖方式補(bǔ)充細(xì)胞丟失；晚反應(yīng)組織受單次劑量影響大，故多分次每次小劑量有利于保護(hù)晚反應(yīng)正常組織；常規(guī)分割治療中，受照組織再氧合速度快于二次分割的時(shí)間間隔；早反應(yīng)組織有很大的增殖能力，加速放療能較好地控制早反應(yīng)腫瘤組織的增殖；常規(guī)分割中，如出現(xiàn)停照情況，則會(huì)發(fā)生腫瘤細(xì)胞的加速再增殖；總劑量相同，治療時(shí)間延長，腫瘤控制率降低。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次

61、放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,治療比 ( TR)放療方案的設(shè)計(jì)原則是：最大限度地控制腫瘤，同時(shí)將并發(fā)癥降至最低。(尋求劑量的平衡點(diǎn))臨床上常用治療增益系數(shù) ( TGF) 表達(dá)某治療方案的臨床可行性（TGF必須＞1，值愈大愈好。）,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,腫瘤控制概率（TCP）與劑量的關(guān)系劑量級(jí)別亞臨床病灶（臨床甚至顯微鏡都難以發(fā)

62、現(xiàn)的病灶）：45～50Gy控制90％的病灶顯微鏡下微小病灶，手術(shù)邊緣殘留：60～65Gy臨床可見/可觸及的病灶：65Gy以上109的腫瘤需要62Gy才能殺滅,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,1.放射敏感性VS放射治愈性：放射敏感性是指腫瘤對放射的反應(yīng)，即照射后腫瘤縮小的程度及速度。腫瘤的放射敏感性取決于它們的組織來源、分化程度、腫瘤的大體類型及病人的一般狀況。放射可治愈性是指在腫瘤的原發(fā)部位或區(qū)域把腫瘤清除掉。

63、放射敏感性與放射可治愈性之間無明顯相關(guān)性，一個(gè)腫瘤可能放射敏感但不能治愈，或反之。,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,大多數(shù)腫瘤屬于早反應(yīng)組織根據(jù)腫瘤組織受到射線照射后的反應(yīng)程度，依敏感性將腫瘤分為三類：放射敏感腫瘤：惡性淋巴瘤、白血病、精原細(xì)胞瘤、腎母細(xì)胞瘤等（ 30～40Gy ）放射中度敏感的腫瘤：鱗癌和腺癌（ 60～70Gy ）放射抗拒的腫瘤：軟組織肉瘤（>70Gy）,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基

64、礎(chǔ)》,影響腫瘤放射敏感性的臨床因素臨床期別/腫瘤體積：血運(yùn)、乏氧既往治療情況：足量放療、不正確的手術(shù)、多次穿刺等→纖維組織增多、營養(yǎng)及氧供應(yīng)差局部感染：水腫壞死，加重乏氧生長部位：瘤床血運(yùn)：肌肉>脂肪/骨臨床分型：外生型>內(nèi)生型，菜花型/表淺型>結(jié)節(jié)型/浸潤型>潰瘍型患者的全身情況：營養(yǎng)和貧血合并癥：活動(dòng)性肺結(jié)核、甲亢、糖尿病,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,2.可治愈性局部放療治愈性

65、：放療腫瘤消退的速度快慢：取決于腫瘤細(xì)胞增殖的速度病理類型相同的腫瘤結(jié)束時(shí)，腫瘤完全消退的患者局部控制可能性大相當(dāng)一部分在治療結(jié)束時(shí)已經(jīng)無腫瘤的也出現(xiàn)復(fù)發(fā)結(jié)束時(shí)仍有殘留的，仍可得到很好的控制。建議2～3個(gè)月才能對消退情況做出滿意的評估腫瘤縮小快而降低原定的照射劑量是錯(cuò)誤的,腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,腫瘤對放射線的反應(yīng),腫瘤的放射生物學(xué)《分次放療的生物學(xué)基礎(chǔ)》,非常規(guī)劑量分割方式超分割：指在同樣的總治療

66、時(shí)間內(nèi)用更多的分次數(shù)。一天內(nèi)多于一個(gè)分次，但分次劑量減少。 1.2Gy/次，每天2次，間隔6小時(shí)以上?？倓┝颗c常規(guī)放療相同，其目的是保護(hù)正常組織。加速分割：分次數(shù)增加，分次劑量保持不變，總治療時(shí)間縮短。 1.8~2Gy/次，每天2次，間隔6小時(shí)以上。加速超分割：總治療時(shí)間縮短，分次數(shù)增加，比常規(guī)放療分次劑量小。 1.5Gy/次，每天3次，間隔6小時(shí)以上?？s短治療時(shí)間，可提高對腫瘤組織的控制率，但正常組織反應(yīng)大。后程加速超分割：考慮

67、照射后腫瘤細(xì)胞加速增生，開始4周常規(guī)分割，然后每天2次， 1.5Gy/次。療效較好，晚期反應(yīng)大但能耐受。,腫瘤的放射生物學(xué)《生物劑量等效換算數(shù)學(xué)模型》,一、生物劑量的概念：臨床意義上的放射劑量學(xué)中的物理學(xué)含義和生物學(xué)含義有所不同，各自的側(cè)重的角度也不同。國際原子能第30號(hào)報(bào)告定義：生物劑量：是指對生物體輻射反應(yīng)的測定。物理劑量：即指吸收劑量，物理劑量的本質(zhì)就是對生物體從射線場得到多少能量的一種描述。因此物理劑量與生物劑量是一

68、種外因和內(nèi)因的關(guān)系。,腫瘤的放射生物學(xué)《生物劑量等效換算數(shù)學(xué)模型》,放射治療中的兩個(gè)主要的劑量參量:物理劑量---吸收劑量(劑量) (ABSORBED DOSE ,DOSE,)生物劑量---生物等效劑量(等效劑量) (IsoEffect Dose ,EQD2) 生物效應(yīng)劑量 (Biolog

69、ical Effective Dose,BED),腫瘤的放射生物學(xué)《生物劑量等效換算數(shù)學(xué)模型》,物理劑量---放射治療中的外因,是放射治療的必要條件.生物劑量---放射治療中的內(nèi)因,是放射治療的基本基礎(chǔ).外因必須通過內(nèi)因才能起作用! 不提供”物理劑量”,當(dāng)然就談不上放射治療;但是不考慮人體組織對放射性射線的不同的生物效應(yīng),腫瘤控制率和生存質(zhì)量就無從談起.因?yàn)槟[瘤控制率和生存質(zhì)量就是通過”生物劑量”來衡量的.