临床肿瘤放射生物学培训课件

临床肿瘤放射生物学
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第一节 肿瘤放射治疗的生物学基础
四、 细胞存活曲线
4、非指数性存活曲线。照射后，细胞不是立即出 现指数性死亡，而是在存活曲线上先出现一个“ 肩段” ，对辐射表现一定的抗拒。以后随剂量增 加，才呈指数性死亡。这种现象可用多靶单击说 或单靶多击说解释。以多靶单击说为例，存活曲 线中“肩段”的出现便是群体细胞对照射所表现 出的效应。假定每一个细胞内有n个靶。只有击中 n个靶时才能造成细胞死亡，但即使n—1个靶被击 中，也不会造成细胞死亡，剂量加大时，逐渐使n 个靶均被击中的细胞跟着增多，使存活曲线肩段 下降，当每一个未死亡细胞均被击中n—1个靶时 ，“肩段”结束，以后，每击中一个靶，便使一 个细胞死亡，存活率即与剂量呈指数性关系，存 活曲线肩段之后即为直线状下降 。
力)的现象。实验证明与PLD修复有关ห้องสมุดไป่ตู้细
胞几乎均为乏氧细胞，并主要存在于G0期
及相当不活跃的G1期细胞内。临床肿瘤放射生物学
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6．细胞存活曲线有关参数的含义 Do(平均致死剂量，mean lethal does)：为存活曲线 直线部分斜率k的倒数(Do =1/k )，表示细胞的放射 敏感性，即照射后余下37％细胞所需的放射量。 D0值越小，即杀灭63％细胞所需的剂量就越小， 曲线下降迅速(斜率大)。 N值(外推数，extrapolation number)：细胞内所含的 放射敏感区域数，即靶数，表示细胞内固有的与放 射敏感性相关的参数，是存活曲线直线部分的延长 线与纵轴相交处的数值。 Dq值(准阈剂量，quasithreshold dose)：代表存活曲 线的肩段宽度，细胞表现为亚致死损伤的修复(全 部细胞进入n-1状态之前)。Dq值越大，说明造成细 胞指数性死亡的所需剂量越大。经存活率为100％ 的点作与横轴平行的直线，再延长存活曲线直线部 分与之相交即可得出Dq值。 Ds：意义同Dq，更好地表示了肩段的宽度，即存 活曲线呈直线下降前所受到的剂量，但在存活曲线 上是肩段的实际宽度。 D-2：即细胞数下降到10-2时(S=0.01)所受到的剂量 值。
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四、 细胞存活曲线
1. 细胞存活的定义 •细胞存活：细胞具有无限增殖的能力。 •死亡”细胞：细胞失去增殖能力，即使照射后细胞的形态仍然保持完整 ，有能力制造蛋白质，有能力合成DNA，甚至还能再经过一次或两次有 丝分裂，产生一些子细胞，但最后不能继续传代者称为“死亡”细胞。 •克隆（集落）：在离体培养的细胞中，一个存活的细胞可分裂增殖成一 个细胞群体。具有生成克隆能力的原始存活细胞，称为“克隆源性细胞” 。
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第五章 肿瘤临床放射生物学概论
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一、电离辐射对细胞的作用
1. 直接作用
电离辐射直接将能量传递给生物 分子，引起电离和激发，导致分 子结构的改变和生物活性的丧失 。这个作用是随机的，生物分子 的损伤局限于分子的一定部位或 较弱的化学键上。
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三、 细胞的辐射效应
1. 细胞杀灭的随机性 2. 放射后细胞的结局 ：凋亡，流产分裂，子代细胞畸变 ，形态上 无任何变化，有限的分裂后死亡，生存。 3. 细胞死亡： ⑴ 增殖性细胞死亡(reproductive cell death) ：指细胞受照射后一 段时间内, 仍继续保持形态的完整,甚至还保持代谢的功能,直至几 个细胞周期以后才死亡。 ⑵ 间期性细胞死亡(interphase death—apoptosis) 其一般发生在照射 后几小时内，在临床上，最典型的间期性死亡的细胞是淋巴细胞 。大多数情况下，它以细胞凋亡的形式出现。
的时间呈指数性关系，常用半修复时间
T1/2(细胞损伤修复50%所需时间)来表示
。一般来说，分割剂量增大，修复能力减
弱。
•潜在致死损伤 ( potential lethal damage，
PLD)修复 ：指在正常状态下，应当在照射
后死亡的细胞，若置于适当的条件下，由
于损伤的修复，又可存活(保持无限增殖能
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四、 细胞存活曲线
5.放射损伤的修复
•亚致死损伤(sublethal damage，SLD)修复
或称Elkind修复：照射后有的细胞失去无
限增殖的能力而死亡，有的能从损伤中逐
渐修复，并可保持无限增殖的能力。组织
修复动力学研究表明SLD的修复与照射后
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四、 细胞存活曲线
2.细胞存活曲线的绘制
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四、 细胞存活曲线
3、指数性存活曲线是指细胞存活率与照射剂量成指 数性反比关系。以同一剂量照射放射敏感与放射抗拒 的细胞，其存活率也不同。 N /N0 = e-KD ，将纵坐 标存活率改为对数坐标 ln N /N0 = -KD 。其与剂量D 及K值便成直线关系。按照靶学说，指数性存活曲线 是单靶单击的结果。
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五、与放射生物效应有关的几个指标
•线性能量转换(linear energy thansfer,LET)：是指次级粒子径迹单位 长度上的能量转换，表明物质对具有一定电荷和一定速度的带电粒 子的阻止本领。即带电粒子传给其径迹上的能量。
•氧增强比(oxygen enhancement ratio，OER)：是用来说明乏氧细胞 对射线的敏感性，是在产生相同生物效应的基础上，细胞乏氧及富 氧时所需的剂量之比。乏氧细胞辐射致死量/富氧细胞辐射致死量。
2. 间接作用
射线通过与细胞中的非靶原子或 分子（特别是水分子）作用，产 生自由基，后者可以扩散一定距 离达到一个关键的靶并造成靶分 子损伤。
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二、机体受放射后的变化过程
1.物理学过程 光电效应、康普顿效应和电子对效应，重复多次，产生大量正负离子 2.化学过程 形成自由基 3.生物反应过程 不能依据机体吸收的能量来衡量