《肿瘤的放射生物学》PPT课件

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ａ粒子：粒子质量大，运动较慢 ，短距离引起较 多电离。
β 粒子或电子：质量小，带负电荷在介质中容易被 介质原子的轨道电子所偏转，形成曲折的径迹，其 实际穿透的深度小于其径迹的长度。在其径迹的末 端，由于能量逐渐降低，速度减慢，与介质原子作 用概率加大，故电离密度增高。高能电子主要在组 织深部产生电离作用。
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中子：是质量为1.009质子质量单位不带电的粒子， 属高传能线密度射线。中子穿透力较大，与介质原 子核碰撞时，将其能量传递出来。中子与物质的相 互作用可分为散射和核反应两大类。
散射：中子与被照射物质原子核的性质不变。有三 种方式：弹性散射、非弹性散射、去弹性散射。
核反应：中子与介质原子核的性质都发生了变化。 过程：俘获、散裂。
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传能线密度与相对生物效应
传能线密度（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组织本领，也即带电粒子传 给其径迹物质上的能量，用千电子伏特/微米表示。
辐射生物效应大小与LET值有重要关系。一般情 况下，射线LET值愈大在相同的吸收剂量下其生 物效应愈大。LET与电离密度成正比，高LET射 线的电离密度大，低LET射线的电离密度较小。
肿瘤放射生物学
➢ 放射生物学发展简史 ➢电离辐射生物效应的基本过程 ➢ 细胞存活曲线 ➢放射损伤与修复 ➢正常组织的放射反应
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➢ 肿瘤组织的放射效应 ➢ 肿瘤放射敏感性的预测 ➢ 提高肿瘤放射敏感性的方法 ➢ X刀治疗颅内肿瘤的放射生物学基础 ➢ 肿瘤的基因治疗与放射治疗
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一 、放射生物学发展简史
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电离和激发
电离作用：是高能粒子和电磁辐射的能量被生物组 织吸收后引起效应的最重要的原初过程。
激发作用：当电离辐射与组织分子相互作用，其能 量不足以将分子的轨道电子击出时，可使电子跃迁 到较高级的轨道上，使分子处于激发状态，这一过 程称为激发作用。
水的电离和激发：电离辐射作用于机体生物大分子 的同时，也作用于机体的水分子。电离辐射作用于 水分子而产生的活性产物又可进一步影响生物大分 子。
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自由基与放射损伤
自由基的概念：指能独立存在的，含一个或一个以上不 配对电子的任何原子、分子、离子、或原子团。具有很 高的反应活性，具有不稳定性，具有顺磁性等。
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负∏介子：介子的大小介与电子和质子之间。介 子可以带正电、负电或不带电。调节负介子的 入射能量，可控制其入射深度，以适合肿瘤的 治疗。由于负介子具有特定的吸收方式，对正 常组织损伤效应小，给放射治疗肿瘤提供最大 治疗增益。
重离子：带电重离子是指某些原子被剥去外围 电子后，形成带正电荷的原子核。
RBE是个相对量，将放射生物效应的严重程度实 际上并未能完全恰当的表现出来。
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LET与RBE的关系
RBE的变化是LET的函数。当LET增加时， RBE也缓慢增加，在LET小于10KEV/UM时 情况基本如此。当LET到达100KEV/UM时 RBE达到最大值。如果LET继续增加，RBE 值反而下降，表明过多的射线能量并不能用 于引起生物效应上而是被浪费了。
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在深度-剂量曲线上，重离子入射坪区其吸收剂 量保持相对恒定，坪区的长度决定于入射离子的 能量，靠近射程的末端，吸收剂量急剧升高，形 成布喇格峰，随着重离子原子序数的增加，布喇 格峰变的越来越窄，同时峰的高度也增加，峰对 坪剂量比增加。这样有利于放射治疗时将肿瘤设 定在剂量高的不喇格峰区内，达到对肿瘤的最大 杀伤效果，而对正常组织产生较小的损害。
电离密度：是指单位长度径迹上形成的离子数。
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相对生物效应（RBE）
RBE定义为：X射线引起某以生物效应所需要剂 量与所观察的辐射引起同一生物效应所需要剂量 的比值。
影响因素：辐射品质、辐射剂量、分次照射的次 数、剂量率和照射时有氧与否等。
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LET和RBE的局限性
LET只考虑了沿着带电离子径迹进行能量传递， 对其他 影响微观空间能量分布的因素还考虑的不 够。
1953年HOWARD和PELC使用放射自显影技术揭示 了细胞生活周期各时相，开辟了细胞生物学的一个 新领域。
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1956年Puck和Marcus首次报道了哺乳动物受照射后 细胞集落计数的实验研究结果，确定了放射剂量与 细胞存活的关系。
70年代至80年代Withershr等学者系统提出了放射治 疗中需要考虑的生物因素即（4R）： ✓ 细胞放射损伤的再修复 （repair) ✓ 肿瘤组织的再增殖 (repreduction) ✓ 肿瘤乏氧细胞的再氧合 (reoxygenation) ✓ 肿瘤细胞的再分布 (redistrabution)
1895年12月28日伦琴宣布发现了X射线 1934年约里奥-居里夫妇发现了人工放射性 1896年7月GRUBBE用X射线治疗一例乳腺癌 1897年FREUND用X射线治愈了一例良性发痣 1899年公布了第一例用放射治疗治愈的病人
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1906年Bergorine 和Tribondeau在研究放射线对睾丸 的效应时提出有关细胞、组织放射敏感性的一条定 律：细胞和组织的放射敏感性与其分裂活动成正比， 而与其分化程度成反比。
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1994年联合国原子放射效应科学委员会确认 了低水平放射可诱导适应性反应的事实
结论：临床放射生物学是肿瘤放射治疗、放 射损伤防治和医护人员放射防护标准的基础
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二、电离辐射生物效应的基本过程
电离辐射种类及其与物质的相互作用
电离辐射：是指能引起被作用物质电离的放射线。 可分为电磁辐射和粒子辐射
电磁辐射：
X射线和射线都是电磁辐射均由光子组成，X射线 是从核外产生的，而射线是从核内产生的。
主要通过光电效应、康普顿效应和电子对产生等 三种方式将能量转移给被碰撞的物质。
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粒子辐射：是一些组成物质的基本粒子， 或者由这些基本粒子构成的原子核，这些 粒子具有运动能量和静止质量。包括：ａ 粒子、β粒子、质子、中子、负∏介子和带 电重离子等。