正常组织放射反应和损伤

1978年Withers用等效总剂量和分次剂量作 图显示：
晚反应组织的曲线比早反应组织陡晚反应组织 比早反应组织对分次剂量的变化更敏感。
加大分次剂量，晚反应组织损伤加重 与晚反应组织相比早反应组织对分次剂量的变
化不太敏感。
早反应组织、晚反应组织与总治疗时间
晚反应组织更新很慢，在放射治疗期间一般不 发生代偿性增殖，因此对总治疗时间的变化不 敏感。
晚期放射反应的发生机制
经典概念 假设正常组织中的靶细胞（Target cell）决定
事件（如照射）的临床过程。 主要强调特异性靶细胞的存在，修复和再群体
化能力。 最初的放射效应是由实质细胞或血管内皮细胞
结缔组织产生的。 Travis对“晚期反应”的定义是：晚期反应是
指实质细胞耗竭后无力再生而最终导致的纤维 化
放射主要影响干细胞而对分化细胞的寿 命无太大修饰作用
.
在所有细胞中，干细胞最放射敏感 成熟进程中的细胞放射敏感性较低，且
随分化的完成继续降低。 不再分裂的充分分化了的细胞是非常放
射抗拒的
.
给不同组织放射敏感性相同的干细胞以相 同剂量的照射，损伤的表达和修复时间却 不相同，这是由子代细胞的固有特性决定 的。
在这个层次中，分化的干细胞后代在分化进 程中倍增（如骨髓中的幼红细胞(erythroblats) 和成粒细胞(granuloblats)就是中间层次的细 胞）。
灵活组织 (flexible tissue)
特点
干细胞与功能细胞间没有明显的界限 细胞转化很慢
正常组织的放射敏感性
正常组织放射敏感性取决于细胞的类型 和分化程度。
细胞层次间没有明显的界限
等级结构组织 （hierarchical tissue)
等级结构组织有三种ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同分化层次的细胞
干细胞（stem cells）： 自我复制和更新，可以分裂很多次并形成一系
列分化特征的分化细胞。 能避开细胞分裂和分化之间的联系，即其他细
胞在每次有丝分裂后就会失去部分分化潜能而 最终分化成不分裂的功能性细胞。 正常情况下大部分干细胞都处于Go期，但刺 激以后可很快进入细胞周期
正常组织放射反应和损伤
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基本概念 正常组织的结构 正常组织的放射反应模式 早反应组织和晚反应组织 早、晚期放射反应的发生机制 正常组织的体积效应 正常组织和器官的放射损伤 再程放射治疗的正常组织耐受性
基本概念
正常组织细胞与细胞之间不是孤立存在的，它 们形成复杂的结构，
在正常情况下细胞的生、死之间维持着精确的 平衡，它使机体的组织结构及构成组织的细胞 数量保持在稳定状态。
缩短总治疗时间会增加对肿瘤的杀灭。早反应 组织损伤也加重。
在用LQ公式进行生物等效换算时把肿瘤类似于 早反应组织看待，因此在不致引起严重急性反 应的情况下，为保证肿瘤控制应尽量缩短总治 疗时间
早、晚期放射反应的发生机制
早期放射反应的发生机制 晚期放射反应的发生机制
早期放射反应的发生机制
结构等级制约组织器官与灵活组织器官 的早期放射反应发生及持续时间不同
在结构等级制约组织早期反应发生的时 间取决于分化了的功能细胞的寿命而灵 活组织则主要表现为级联效应
反应的严重程度反映了生、死干细胞之 间的平衡。
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有些器官同时存在早期和晚期效应的发生机制。 （如皮肤，除了早期的上皮反应还会发生严重 的晚期损伤--纤维化、萎缩和毛细血管扩张）。
在同一器官，可以顺序地发生不同类型的损伤， 其发生机制和靶细胞均不相同
模式。 结构等级制约组织中至少存在着两个层次的细
胞（干细胞层次和成熟细胞层次）。 损伤的表现的时间与细胞的更新转化时间成比
例。
更新转换时间是一个与功能细胞衰老所致的死亡有关 的时间过程，与照射剂量无关。
损伤的进一步发展只取决于功能性细胞的寿命，照射 通常不影响这个进程
灵活模式
特点 灵活组织没有明确的细胞分化层次和严格的细
胞等级结构（如肝、肾等）。 这些组织的更新慢，被诸如外科、化学或物理
因素损伤后，所有细胞都进入增殖。 在这种组织中，一个细胞衰老死亡后其位置由
另一个细胞的分裂所取代。
组织增殖的图解
A等级结构系统
B 灵活组织系统
早反应组织和晚反应组织
为便于理解和进行生物剂量的换算正常 组织分成早反应和晚反应组织
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功能细胞（functional cells）： 通常没有分裂能力最后因衰老而死亡
（如血循环中的粒细胞和小肠黏膜绒毛 细胞）。
某一既定类型的所有细胞都具有相似的寿命，但不 同类型的细胞之间寿命差别很大，如红细胞的寿命 为120天而粒细胞则不到1天
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正在成熟的细胞(maturating cells)：
临床医生在设计治疗方案时应特别注意 早反应和晚反应组织在生物效应之间的 重要差别。
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早反应组织
细胞更新很快，照射以后损伤很快便会表现出 来。这类组织的α/β比值通常较高，
晚反应组织
这些组织中细胞群体的更新很慢，损伤很晚才 会表现出来。晚反应组织的α/β比值通常较低。
早反应、晚反应组织与分次剂量
细胞损伤时不仅要考虑死亡细胞本身 而且要考虑由死亡细胞带来的连锁反应。 必须弄懂组织的结构及动力学。
正常组织的结构
正常组织结构类型 等级结构组织（hierarchical tissue)
在这种组织中干细胞、扩增细胞与功能细胞层 之间具有清楚的可识别的界限
灵活组织 (flexible tissue)
如小肠和睾丸组织的干细胞具有相似的放射敏感性，小 肠的损伤在几天内便表现出来并在两周内修复。而睾丸 精子生成的减少可持续几个月。
正常组织的放射反应模式
等级结构制约模式
（hierarchical model)
灵活模式 （flexible model）
等级结构制约模式
特点： 为大多数上皮性早反应组织所经历的放射反应
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新认识
放射诱发的长久性细胞因子级联效应
(cascades of cytokine)
照射后即刻 --细胞成分（如膜、胞浆体和DNA等）的 损伤--启动细胞间的对话--基因表达发生了改变。
反应的过程是：立即释放mRNA --立即到达各自相邻 细胞的受体，--通过信号传导受体细胞被激活--导致少 量的或一系列细胞因子的表达--最终导致细胞增殖或 细胞外基质蛋白的产生，最终导致纤维化的产生。