放射生物学
《放射生物学》(含实验内容)教学大纲.
《放射生物学》（含实验内容）教学大纲课程编码：10272060课程名称：放射生物学英文名称：Medical Radiobiology开课学期：8学时/学分：80学时/5 （其中实验学时：36学时）课程类型：专业必修课开课专业：放射医学选用教材：医学放射生物学（第二版）主要参考书：《生物化学》，顾天爵主编《生理学》，张镜如主编《医学免疫学》，龙振洲主编《医学遗传学基础》，杜传书主编《医学细胞生物学》，宋今丹主编《医学分子生物学》，伍欣星、聂广主编《辐射剂量学》，田志恒编《实用放射放射治疗物理学》，冯宁远、谢虎臣、史荣等主编《肿瘤放射治疗学》，谷铣之、殷蔚伯、刘泰福等主编《放射毒理学》，朱寿彭、李章主编《放射损伤和防护》，刘克良、姜德智编《医学放射生物学》，刘树铮主编《低水平辐射兴奋效应》刘树铮著《辐射免疫学》，刘树铮编著《辐射血液学》，刘及主编Radiobiology for the radiologist, Hall EJ eds执笔人：金顺子、龚守良、吕喆一、课程性质、目的与任务医学放射生物学是放射医学的一门重要的基础学科。
通过医学放射生物学的学习，使放射医学专业本科生重点掌握电离辐射对动物机体，特别是人体的影响，为进一步学习放射防护，放射损伤和放射治疗提供生物学理论基础。
二、教学基本要求理论课教学要求使用多媒体和板书结合起来，讲授放射生物学的理论知识；实验课教学要求教师提前进行预实验，保证实验结果的可行性和准确性，让学生掌握实验技能，培养学生的科研思维和创新能力。
三、各章节内容及学时分配第一章电离辐射生物学作用的物理和化学基础[目的]1.了解医学放射生物学研究的基本知识2.系统掌握电离辐射生物学作用的基本规律及其原理3.掌握影响电离辐射生物效应的主要因素[讲授内容]1.电离辐射的种类与物质的相互作用（1）电磁辐射（2）粒子辐射2.电离和激发（1）电离作用（2）激发作用（3）水的电离和激发3.传能线密度与相对生物效能（1）传能线密度（2）相对生物效应4.自由基（1）自由基的概念（2）自由基与活性氧（3）自由基对生物分子的作用（4）抗氧化防御功能5.直接作用与间接作用（1）直接作用（2）间接作用6.氧效应与氧增强比（1）氧效应（2）氧增强比（3）氧浓度对氧效应的影响（4）照射时间对氧效应的影响（5）氧效应的发生机制7.靶学说与靶分子（1）概述（2）单击模型（3）多击模型（4）单击与多靶模型（5）DNA双链断裂模型（6）靶分子8.影响电离辐射生物效应的主要因素（1）与辐射有关的因素（2）与机体有关的因素[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射增敏及辐射防护[教学手段]课堂讲授，采用挂图或多媒体教学设备等第二章电离辐射的分子生物学效应[目的]1.掌握DNA损伤、修复及其生物学意义2.掌握染色质的辐射生物效应3.掌握辐射对细胞膜结构与功能的影响及辐射致癌的分子基础4.了解辐射所致RNA、蛋白质细胞与功能变化以及辐射所致的能量代谢障碍[讲授内容]1.辐射甩致DNA损伤及其生物学意义（1）DNA链断裂（2）DNA交联（3）DNA损伤的生物学意义2.辐射引起的DNA功能与代谢变化（1）辐射对噬菌体、DNA感染性的灭活作用（2）辐射对DNA转化活力的影响（3）辐射对DNA生物合成的抑制作用与机制（4）辐射对DNA降解过程的作用3.染色质的辐射生物效应（1）染色质的辐射敏感效应（2）染色质的辐射降解（3）染色质蛋白的辐射效应4.DNA辐射损伤的修复及其遗传学控制（1）不同类型DNA损伤的修复（2）DNA的损伤修复机制（3）基因组内修复的不均一性（4）DNA修复基因5.辐射对细胞膜结构与功能的影响（1）辐射对膜组分的影响（2）辐射对膜转运功能的影响（3）辐射对膜结合酶活性的影响（4）辐射对膜受体功能的影响（5）辐射对DNA-膜复合物的作用6.辐射致癌的分子基础（1）体细胞突变（2）癌基因和肿瘤抑制基因[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射所致RNA结构与功能的变化2.蛋白质和酶的辐射生物效应3.辐射所致的能量代谢障碍[教学手段]板书、挂图或多媒体课件第四章电离辐射的细胞效应[目的]1.掌握电离辐射对细胞作用的特点，为学习辐射整体效应打下基础2.学习辐射细胞生物学的基本规律，指导肿瘤放射治疗的临床实践[授课内容]1.细胞的放射敏感性（1）不同细胞群体的放射敏感性（2）不同时相细胞的放射敏感性（3）环境因素对细胞放射敏感性的影响2.电离辐射对细胞周期进程的影响（1）电离辐射对细胞周期进程的影响（2）电离辐射影响细胞周期进程的机制①G1期阻滞及基因调控②G2期阻滞及基因调控③电离辐射影响细胞周期进程的生物学意义3.电离辐射引起细胞死亡及机制（1）辐射引起细胞死亡的类型（2）细胞凋亡①细胞凋亡的概念②细胞凋亡的的特征③细胞凋亡的基因调控④细胞凋亡的辐射效应4.细胞存活的剂量效应（1）细胞存活的概念（2）细胞存活的体内、外测量（3）细胞存活的剂量效应曲线①指数单击曲线②多击或多靶曲线5.辐射诱导的细胞损伤及其修复（1）细胞放射损伤的分类（2）细胞放射损伤的修复（3）影响细胞放射损伤及修复的因素[授课时数] 6学时[自学内容]1.辐射对细胞功能的影响（本章第六节）2.诱导的细胞突变及恶性转化（本章第七节）[教学手段]部分多媒体教学第五章电离辐射对调节系统的作用[目的]学习电离辐射对调节系统作用的基本规律，解释辐射效应整体调节机制。
3第二章临床放射生物学
细胞死亡： 1.增殖性死亡：几个细胞周期以后才死 即失去无限增殖能力
亡，
2.间期性死亡(凋亡)：几个小时内就死亡，细 胞对放射敏感性较高，比如淋巴细胞 细胞凋亡:是基因控制的细胞自主有序的死亡， 是主动争取的一种死亡过程。就像树叶或花自然 凋落一样。
辐射所致细胞死亡
几百戈瑞的大剂量照射之后，所有细胞机能都中止，最终发生细 胞溶解，这种情况被认为是细胞即刻死亡或间期死亡； 用较低的几个戈瑞照射正在分裂或还能进行分裂的细胞（如骨髓 细胞系、皮肤或小肠隐窝），此时部分细胞丧失其分裂或增殖能力。 另一方面，存活细胞或能够生存发育的细胞是指保持细胞增殖能力， 并能够因此而形成集落或克隆的细胞，这些细胞称为克隆源性细胞。 在体内，肿瘤和正常组织只有一小部分细胞属于克隆源性细胞，受照 后期数量迅速减少。 上述细胞死亡定义对放射治疗具有特殊意义，因为肿瘤细胞即使全都 依然存在，但失去了无限增殖能力，并因此而失去了局部浸润或远地 转移的能力，这样也就达到局部控制的目的。 同样，对于正常组织，大多数急性和慢性放射效应都发生在丧失生存 发育能力的情况下。
三.细胞存活曲线
受照射的细胞保留完整的增殖能力，能无限分裂 产生大量子代细胞形成一个集落或克隆的干细胞 称为细胞存活
细胞存活曲线：用来定量描述辐射吸收剂量与存 活细胞数量的相关性的一种方法。
指数性存活曲线：
细胞存活率与照射剂量成指数性反比关系，即在细 胞放射敏感性不变时，剂量越大，细胞死亡越多； 而敏感度越低，细胞存活率越高； 以同一剂量照射放射敏感与放射抗拒的细胞，其存 活率不同。根据指数性反比关系，即使照射剂量达 到极大时（临床一般不可能用这么高的剂量），也 会有少数细胞存活。p40图 用密集电离辐射如中子、a粒子为放射源，可有这 种放射效应。
3.临床放射生物学基础
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。
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。
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。
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。
GF =
有增值能力的细胞 细胞群的细胞总数
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
放射生物学绪论
4
一、放射生物学的历史
1903 Bergonié和Tribondéau发现提出细胞放射敏感性学说 1922 Dessaur提出了靶学说 1927 Müller首次在果蝇中观察到X射线诱导遗传性突变效应
博士后流动站
14
四、展望
2014 年放射生物学与组学国际研讨 会
2014 年 9 月 10~11 日，放射生物学与组学国际研 讨会在北京召开。本次会议由中国毒理学会主办， 军事医学科学院放射与辐射医学研究所承办。会议 邀请了国际放射防护委员会生物效应委员会主席 Morgan 教授等 11 名著名学者做学术报告。
1992 Nagasawa&Little 提出了电离辐射旁效应现象
2005 电离辐射生物效应(Biological Effects of Ionizing Radiation BEIR) Ⅶ报告了低水平辐射对健康的危险性。
9
一、放射生物学的历史
1947 (Atomic Bomb Casualty Commission, ABCC)原子弹灾害
6
一、放射生物学的历史
1959 Elkind通过分裂剂量照射哺乳动物细胞观察其修复现象 1962 Hall和Bedford 证明了体外细胞的剂量率效 应
1963 Terasima和Tolmach 观察细胞周期不同时相的辐射敏感性
பைடு நூலகம்
1968 Casarett 分类了组织放射敏感性
7
一、放射生物学的历史
第一章 绪论
1
绪 论
一、放射生物学的历史 二、放射生物学教材的历史和本书的基本结构 三、放射生物教研室的历史
临床放射生物学基础
临床放射生物学基础临床放射生物学是研究电离辐射对肿瘤组织和正常组织的效应以及研究这两类组织被射线作用后所引起的生物反应的一门学科。
它是放射肿瘤学的四大支柱（肿瘤学、放射物理学、放射生物学和放射治疗学）之一，因此从事肿瘤放射治疗的医生必须掌握这门学科的基础知识。
第一章物理和化学基础第一节线性能量传递一、概念线性能量传递(linear energy transfer, LET)是指射线在行径轨迹上，单位长度的能量转换。
单位是KeV/um。
注意，LET有两层含义，其物理学含义为带电粒子穿行介质时能量的损失即阻止本领，而LET的生物学含义则强调带电粒子穿行介质时能量被介质吸收的线性比率。
例如，γ射线在穿过细胞核时，以孤立单个的电离或激发形式将大部分能量沉积在细胞核中，引起DNA损伤，其部分损伤又能够被细胞核中的酶修复，1Gy的吸收剂量相当于产生1000个γ射线轨迹，故γ射线属于低LET；α粒子在穿过细胞核时产生的轨迹少，但每条轨迹的电离强度大，因而产生的损伤大，这种损伤常常累及邻近的多个碱基对，于是损伤难以修复，1Gy的吸收剂量相当于产生4个α粒子轨迹，故α粒子属于高LET。
一般认为10KeV/um 是高LET和低LET的分界值，LET值＜10KeV/um时称低LET射线，如X 、γ、β射线， LET 值＞10KeV/um时称高LET射线，如中子、质子、α粒子。
二、高LET射线特性1.物理学特点：高LET存在Bragg峰，即射线进入人体后最初的阶段能量释放（沉积）不明显，到达一定深度后能量突然大量释放形成Bragg峰（即射线在射程前端剂量相对较小,而到射程末端剂量达到最大值），随后深部剂量又迅速跌落。
2.高LET生物效应特点：(1) 相对生物效应（RBE）高，致死效应强，细胞生存曲线的陡度加大；(2) 氧增强比(OER)小，对乏氧细胞的杀伤力较大；(3) 亚致死性损伤的修复能力小，细胞生存曲线无肩部；(4)细胞周期依赖性小，高LET能够杀伤常规放疗欠敏感的G0 期和S 期细胞。
放射生物学基本概
放射生物学基本概念
• 放射生物学：研究放射线对生物体的作用。（作用的原初反应及其后一 系列的物理/化学改变）
• 辐射的种类：
• ㈠电离辐射：能引起被作用物质电离的射线，可分为电磁辐射和粒子辐 射。
• 电磁辐射是以互相垂直的电场和磁场、随时间变化而交变振荡、形成向 前运动的电磁波。有能量没有静止质量。X射线和γ射线都是电磁辐射。 无线电波、微波、红外线、可见光和紫外线也都属于电磁辐射。但只有 X射线和γ射线能引起物质分子电离，为电离辐射。其他为非电磁辐射， 不能引起物质分子的电离，只能引起分子振动、转动或电子能级状态的 改变。具有相同的波速，波长越短，频率愈大者，其能量越高，穿过物 质的能力愈大。
组织器官和系统的变化，最终引起整体功能变化直至发生病变。）
• 电离辐射的一个重要特点：能在被作用物质的局部释放很大的能 量，引起被作用物质的电离和激发。电离和激发又是电离物学基本概念
• 传能线密度（LET）是指电离粒子直接在其单位长度 径迹上消耗的平均能量。辐射生物效应的大小与LET 值有重要关系，射线LET值越大，在相同吸收剂量下 其生物效应越大。电离密度是指单位长度径迹上形成 的离子数，LET与电离密度成正比。
靶分子：基因组DNA和生物膜
• 基因组DNA是细胞功能活动的调节枢纽，是射线作用的靶分子， 并非随机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，这些要害部位是射线损伤的脆弱点，引起染色体断裂， 分析研究发现在浅G带中畸变率较高，而浅带中存在c-fra部位或 原癌基因或两者共存，是诱发染色体断裂发生率增高的重要因素。 这些研究提示DNA中存在要害部位，对射线敏感性较高。
• 生物膜：细胞膜系具有重要生物功能，对电离较敏感。N型损伤 （DNA分子的电离原初事件，受氧浓度影响较小）和O型损伤 （主要部位为膜系，发生膜的脂质过氧化作用，受氧浓度影响较 大，具有明显的氧增强效应）
临床放射生物学的名词解释
临床放射生物学的名词解释临床放射生物学作为一门交叉学科，是研究放射照射对生物体产生的生物效应和放射防护的科学原理与方法的学科。
它涉及到很多专业术语和名词，以下将对一些常见的名词进行解释，以便更好地理解和应用临床放射生物学知识。
1. 放射生物学：放射生物学是研究放射照射对生物体产生的生物效应的科学。
它探讨放射线对细胞、组织、器官和整个生物体的影响，旨在揭示放射线对生物体的损伤机制和影响程度。
2. 生物效应：生物效应是指放射线照射对生物体产生的生理、生化和分子水平上的改变。
这些效应包括辐射疾病（如白血病、肿瘤等）、基因突变、DNA损伤、遗传效应以及其他可能引起组织器官功能障碍的不良影响。
3. 剂量：剂量是指放射线吸收的量，用来衡量生物体所受到的放射照射。
常用的剂量单位包括雷诺（Roentgen，R）、吉里（Gray，Gy）、希沃特（Sievert，Sv），用于表示照射的强度、吸收的能量以及损伤的潜在影响。
4. 辐射损伤：辐射损伤是指放射线照射后引起的细胞、组织、器官或整个生物体的变化与损伤。
辐射损伤主要表现为基因突变、DNA损伤、细胞凋亡、细胞周期紊乱和组织器官功能异常，可导致放射疾病的发生。
5. 放射防护：放射防护是指采取一系列防护措施，以减少或防止人体受到放射照射的危害。
放射防护措施包括工作场所的防护设计、个人防护装备的使用、放射源的合理布置和管理，旨在保障操作人员、公众和环境的安全。
6. 总剂量效应：总剂量效应是指生物体受到一定剂量的放射线照射后可能出现的一系列不良效应。
这些效应包括急性效应和慢性效应，如急性炎症反应、恶性肿瘤、生殖功能障碍等。
7. 反应剂量效应：反应剂量效应是指生物体对照射剂量的可感知、可测量、可评估的生理和生物学响应。
这些响应是剂量依赖性的，它既可以是有益的，也可以是有害的。
8. 遗传效应：放射线照射对细胞和生殖细胞的遗传物质（DNA）产生的变异和损伤所引起的基因突变，导致遗传信息的传递出现变异。
放射生物学全篇
（一）物理阶段 包括带电粒子和组成组织原子之间的相互作用。 当电子通过时仅作用于轨道电子，将一些电子打出原子（电离）并使其他在原子或分子内的电子进入较高能量水平（激发）。 一个10m体积的细胞，每吸收1Gy的剂量将发生超10的5次幂的电离。 （二）阶段化学 电离和激发化学键的断裂和形成被破坏的分子（自由基），非常活跃，参与一系列的反应，最后电子负荷平衡的重建。自由基反应在射线照射后约1毫秒内就全部完成。 （三）生物阶段 包括其后的所有过程。占多数的损伤如DNA内的损伤都可以成功修复。仅有较少的一些损伤不能修复，这些未修复的损伤最后导致细胞死亡。 干细胞被杀灭、丢失 早反应 正常组织和肿瘤内存在细胞杀灭的继发效应，即代偿性细胞增殖。 晚反应、辐射致癌
治疗次数
损伤程度
放射损伤示意图
１ ２ ３ ４
５ ６ ７ ８
损伤超过此水平，组织便不能修复
正常组织
肿瘤组织
９ １０
１１
１２１３１４１５１６１７
损伤程度
治疗次数
肿瘤复发示意图
１ ２ ３ ４
５ ６ ７ ８
损伤超过此水平，组织便不能修复
正常组织
肿瘤组织
９ １０
１１
１２１３１４１５１６１７
损伤程度
（二）细胞放射损伤的修复
1.亚致死损伤的修复：指一定单一剂量分成间隔一定时间两次， 所观察到的存活细胞增加的现象。
1959年发现细胞能在3小时内完成这种修复 一般为30分到几小时 亚致死损伤半修复时间 （T 1/2）表示不同组织特性 小肠=0.5小时 脊髓=1.5小时 啮齿动物皮肤湿性脱皮=1.3小时 非常规分割中，两次间隔大于6小时
放射生物在放射治疗中的意义
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放射生物学(Radiobiology)放射生物学研究的是放射对生物体作用及其效应规律的一-门学科。
1.正常组织对放射性的反应2.肿瘤对放射性的反应正常组织对放射的反应最小耐受量(TD5/5)一定的剂量-分割模式照射后5年内严重放射并发症发生率不超过5%的剂量最大耐受量(TD50/5)一定的剂量-分割模式照射后5年内严重放射并发症发生率不超过50%的剂量肿瘤放射治疗的两大基本原则1.最大程度地杀灭肿瘤2.最大程度地保护正常组织正常组织与肿瘤组织分次照射后的差别二、分次放疗的生物学基础(4R理论)在引起相同正常组织损伤时，多数时候分割照射的肿瘤局控要优于单次照射分割放射的生物学基础一4R理论(1975由Withers提出)放射损伤的修复(Repair of radiation damage)细胞周期的再分布(Redistribution within the cell cycle)乏氧细胞的再氧合(Reoxygenation)再群体化(Repopulation)（一）细胞放射损伤的修复1.亚致死损伤(sublethal damage)指受照射以后，细胞的部分靶内所累积的电离事件，通常指DNA单链断裂。
亚致死损伤是一种可修复的放射损伤。
亚致死损伤的修复：指假如将某一给定单次照射剂量，分成间隔一定时间的两次时所观察到的存活细胞增加的现象。
1959年EIkind发现，当细胞受照射产生亚致死损伤而保持修复能力时，细胞能在3小时内完成这种修复，将其称之为亚致死损伤修复。
影响亚致死损伤的修复的因素：1.放射线的质低LET辐射细胞有亚致死损伤和亚致死损伤的修复，高LET辐射细胞没有亚致死损伤因此也没有亚致死损伤的修复2.细胞的氧合状态处于慢性乏氧环境的细胞比氧合状态好的细胞对亚致死损伤的修复能力差3.细胞群的增殖状态未增殖的细胞几乎没有亚致死损伤的修复临床意义：细胞亚致死损伤的修复速率一般为30分钟到数小时常用亚致死损伤半修复时间(T1/2) 来表示不同组织亚致死损伤的修复特性在临床非常规分割照射过程中，两次照射之间间隔时间应大于6小时，以利于亚致死损伤完全修复2.潜在致死损伤(potential lethal damage)正常状态下应当在照射后死亡的细胞，在照射后置于适当条件下由于损伤的修复又可存活的现象。
若得不到适宜的环境和条件则将转变为不可逆的损伤使细胞最终丧失分裂能力。
潜在致死损伤修复指照射以后改变细胞的环境条件，因潜在致死损伤的修复或表达而影响给定剂量照射后细胞存活比例的现象。
此种修复对临床放疗很重要，某些放射耐受的肿瘤可能与它们的潜在致死损伤修复能力有关:放射敏感的肿瘤潜在致死损伤修复不充分，而放射耐受肿瘤具有较充分的潜在致死损伤修复机制。
3.致死损伤(lethal damage)受照射后细胞完全丧失了分裂繁殖能力，是一种不可修复的，不可逆和不能弥补的损伤。
（二）细胞周期再分布分次放射治疗中存在着处于相对放射抗拒时相（G1/S）的细胞向放射敏感时相（G2/M）移动的再分布现象，这有助于提高放射线对肿瘤细胞的杀伤效果。
早期反应的肿瘤和正常组织都具有这一“自身增敏”效应，晚反应组织不具备这一特征。
意义:1.如果未能进行有效的细胞周期再分布，则可能成为放射抗拒的机制之一;2.细胞周期再分布提高了晚反应正常组织与肿瘤的治疗差异。
（三）乏氧细胞的再氧合氧效应:氧在放射线和生物体相互作用中所起的影响。
氧增强比(OER)=无氧状态产生一定生物效应的剂量/有氧状态产生相同生物效应的剂量如果用大剂量单次照射肿瘤，肿瘤内大多数放射敏感的氧合好的细胞将被杀死，剩下的那些活细胞是乏氧的，这时的乏氧分数将会接近100%，然后逐渐下降并接近初始值，这种现象称为再氧合。
,临床意义：分次照射有利于乏氧细胞的再氧合，临床上采用分次放疗的方法使其不断氧合并逐步杀灭。
（四）再群体化照射或使用细胞毒性药物以后，可启动肿瘤内存活的克隆源细胞，使之比照射或用药以前分裂得更快，这称之为加速再群体化。
经典放射生物学理念:疗程结束时肿瘤干细胞是否得到有效杀灭是决定肿瘤长期控制的关键。
放射治疗期间存活肿瘤干细胞的再群体化是造成早反应组织、晚反应组织及肿瘤之间效应差别的重要因素之一。
在常规分割放疗期间，肿瘤及大部分早反应组织有一定程度的快速再群体化。
而晚反应组织一般认为疗程中不发生再群体化。
如果疗程太长，疗程后期的分次剂量效应将由于肿瘤内存活干细胞已被启动进入快速再群体化而受到损害。
尽量避免无谓的治疗中断或延长总治疗时间，已有文献报道证实延长总疗程或中断治疗可导致肿瘤复发率增加;如急性反应重，治疗期间必须有一个间断时，应尽量短;治疗前生长速度很快的肿瘤(增殖周期短)最好采取加速分割治疗;非医疗原因造成的治疗中断应采取措施补充剂量。
分次照射4R原理小结分次照射给正常组织更好的修复亚致死损伤的时间;分次照射期间细胞周期时相再分布对肿瘤组织有增敏作用;分次照射期间乏氧细胞再氧合，使得肿瘤对射线更敏感;放疗中肿瘤的加速再群体化能力，使得放疗的时间不做不必要的延长。
三、肿瘤放射增敏临床常见策略（一）选择合适放射源:高LET射线理想的剂量分布：从一个方向的入射线能在肿瘤深度达到高剂量，而肿瘤前后的正常组织剂量较低:质子能杀灭乏氧细胞：氧增强比(OER)要小能杀灭非增殖期(Go)细胞：对增殖周期中各期相细胞的放射敏感性差异小高LET射线生物学特点：RBE随LET的增加而增加高LET射线照射后，细胞存活曲线为指数性，基本为直接致死损伤LET与氧效应: LET越大，OER越小，氧的影响越小LET与细胞周期: LET增加，各期细胞的敏感性基本无差别质子放射治疗优势质子穿透性强，在能量变化过程中可形成“布拉格峰”，对肿瘤产生强大的杀灭效应，同时又对周围正常组织损伤较小;（二）药物增敏:化疗药、靶向药物及免疫药物1.化疗药物增敏机制：抑制放射损伤的修复，如顺铂、VP16等;化疗可增加不活跃的细胞周期时相向活跃的细胞周期时相转移:化疗药物对S期细胞有效，而S期细胞对放射抗拒;放疗后肿瘤再群体化增加，化疗药物可减缓再群体化过程。
1.拓扑异构酶抑制剂: VP16,主要用于肺癌2.铂类:顺铂、卡铂等，用于肺癌、鼻咽癌等3.紫杉醇类药物:紫杉醇、多西紫杉醇等，用于肺癌、乳腺癌等2. 靶向药物增敏(靶向EGFR的抗体)局部晚期头颈鳞癌，放疗联合西妥昔单抗治疗可以提高总生存，中位生存期从29月延长到49月3.免疫治疗放疗联合免疫治疗的远隔效应远隔效应(the abscopal effect): 局部放射治疗可以消灭或缩小远处转移部位(非放射部位)的肿瘤。
放疗联合免疫的作用机制放疗促进肿瘤抗原释放,增加肿瘤细胞的免疫原性放疗促进肿瘤抗原递呈放疗促进CD8*T细胞迁移浸润放疗激活炎性细胞，促发炎性因子释放-致放疗远位效应四、临床放射生物学模型及检测方法一、体外模型1.细胞周期的再分布(redistribution)●细胞处于S期(特别是晚S期)对放疗最抗拒(同源重组修复);●细胞处于有丝分裂期或接近有丝分裂期(G2和M期)对放疗最敏感。
2.细胞周期G2/M检测点(p-Histone H3 staining)Histone H3丝氨酸磷酸化是M期发生的特异分子事件。
当细胞周期从G2期转换到M期时，染色质上的Histone H3 Ser10发生磷酸化，在后期快速的去磷酸化。
3. DNA损伤检测(彗星实验、γ-H2AX焦点)彗星实验(Comet assay):也被称为单细胞凝胶电泳实验(Single cell gel electrophoresis),是一种在单细胞水平上检测DNA损伤的技术。
当DNA受损后，断裂的碎片进入到凝胶中，在电场的作用下，DNA碎片离开原位向阳极迁移形成彗尾。
DNA损伤越重，断裂越多，彗星尾矩也越长。
γ-H2AX焦点:细胞中发生DSB时，H2AX被ATM迅速磷酸化为yH2AX并形成可以在荧光显微镜下清楚可辨的焦点，是反映DNA双链断裂的特异性指标。
4. DNA修复检测(Rad51焦点)Rad51焦点: DNA DSB时，可发生DNA双链断裂修复，主要有同源重组修复(HRR)和非同源末端连接(NHEJ)，其中Rad51是同源重组的关键蛋白，可调控同源姐妹染色单体的侵入，其焦点的形成是反映DNA双链断裂时HR的重要指标。
,5.细胞克隆存活曲线(多靶单击模型、线性二次模型)是用来定量描述放射线照射剂与细胞存活比之间的关系。
以剂为横坐标，存活率为纵坐标。
放射生物学定义:鉴定细胞存活的唯一标准是细胞是不是保留无限增殖的能力。
即所分析的是克隆源细胞(>50个细胞的克隆)的增殖活性而不是受照射群体中任意细胞的功能活性。
增殖性死亡:细胞受照射后形态完整无损，具有生理功能，有能力制造蛋白质或合成DNA,甚至于还能通过一次或几次有丝分裂;但它已失去了无限分裂和产生子代的能力。
(后遗效应:放疗结束后肿瘤继续缩小;临床治愈:带瘤生存)二、体内模型:动物实验1.比较各种因素对放射敏感性的影响:注意设置对照组，以明确放射效应2.探索潜在放射增敏剂的效果:要有单独药物处理组，最好对细胞生长无显著影响的情况下有放射增敏效应。
动物实验是临床前研究，对研究放射生物学是必不可少的一环，也是临床试验前的必经阶段第七讲临床放射物理学基础-1一、射线与物质的作用辐射在物理学上指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态，在真空或介质中传送。
●电磁波:微波、可见光、X射线、γ射线(γ)●粒子辐射: α射线(a) 、β射线(β) 、中子辐射●声辐射:超声波、●引力波直接电离辐射--电子与物质相互作用电子进入物质中时，与物质原子的轨道电子或原子核发生弹性碰撞和非弹性碰撞1.弹性碰撞中，电子的方向发生改变，但没有能量损失2.非弹性碰撞中，电子发生方向改变，也损失部分动能非弹性碰撞：b:入射电子与原子核的距离a:原子半径●Soft collision软碰撞: b>>a,与原子发生相互作用，损失较少的动能(few %)●Hard collision硬碰撞: b=a, 与轨道电子发生相互作用，损失较多动能(up to 50%)●Radiation collision辐射: b<<a，与原子核发生相互作用，以韧致辐射形式产生光子(能量为0~入射动能)Stopping Power阻止本领线性阻止本领(S) : Linear stopping power●入射电子与物质的非弹性碰撞造成的能量损失由总线性阻止本领表示Sou ;●S代表了入射电子动能在每单位路径x上的能量损失ExScot=dEx/dX单位: Mev/cm治疗用电子束在水中的能量损失大约为2Mev/cm质量阻止本领(S/p) : Mass stopping power对于重带电粒子(α粒子、质子、士π介子)，辐射损失可以忽略，主要是碰撞损失对于轻带电粒子(正负电子)，碰撞+辐射带电粒子能量小于10Mev时,碰撞损失占主要地位。