肿瘤放射治疗学基础知识

晚反应组织平均值 2.9 早反应组织平均值10.6 肿瘤通常 >10
大部分肿瘤的 / 比值与早反应组织 接近或略大于早反应正常组织
分割量与细胞生存
A 单次剂量 细 胞 存 活 率 低/值：晚反应组织 增殖缓慢的恶性肿瘤 B
高/值：早反应组织 大部分恶性肿瘤
二.放疗临床总论
2.1 放疗的方式
细胞周期的源自文库分布
• 细胞周期有不同的放射敏感性
• 敏感细胞杀灭，不敏感细胞进入敏感期
再氧合
• 乏氧细胞的放射敏感性
较富氧细胞低2.5-3倍 • 分次放射治疗后，富氧 细胞杀灭，乏氧细胞再 充氧，放射敏感性增加
血 管 富氧 乏氧 坏死 氧浓度
再增殖（再群体化）
• 在肿瘤体积不断消退的同时，残存的10%存活克隆源性细 胞已在快速成长。 • 进行分割照射时，每次照射量不可能达到破坏全部肿瘤细 胞的目的，肿瘤细胞的再增殖是不可避免的。
根治性放疗--患者可生存较长时间,且无严 重的后遗症 姑息性放疗--以解除病人痛苦，提高生存质
量为目的，如清洁溃疡、解除疼痛或压迫
放射治疗为首选根治疗法
1. 颜面部皮肤癌 2. 鼻咽癌 3. 扁桃体癌、口咽癌
放射治疗为主要治疗
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 口腔癌(除齿龈癌以外) 喉癌 精原细胞瘤 乳癌 Hodgkin氏淋巴瘤与非Hodgkin淋巴瘤 宫颈癌 食管癌 肺癌
• 肿瘤细胞的再群体化往往在疗程开始后的2~3周出现，所以
不能随意降低每次放疗剂量和延长疗程时间。
再增殖
• 正常组织修复损伤、增殖
• 肿瘤组织加速再增殖
--克服：加速超分割， 加用化疗等等
增殖的 肿瘤 细胞
• 放疗的原理：肿瘤和正常 组织在增殖和修复能力上 的差异
考虑到肿瘤组织放疗再增殖的特点，一个好的根治性放 疗方案应该是： • 尽可能缩短治疗时间 • 出现严重的急性放疗反应时，中断治疗的时间也应尽量短
放射敏感性的分类
• 高度敏感：精原细胞瘤、白血病、恶性 淋巴瘤 • 中度敏感：基底细胞癌、鳞状细胞癌、 非小细胞肺癌 • 低度敏感：大部分脑瘤、软组织肿瘤、 骨肉瘤及恶性黑色素瘤
放射敏感性与放射治愈性
• 不存在明确的相关性
• 放射敏感高的肿瘤往 往分化程度低，恶性 程度较高，容易发生 远处转移，未必具有 可治愈性
电离射线的剂量吸收
• 射线与（穿射）物质相互作用，其能量
被物质吸收 • 每单位质量吸收的能量单位：Gy
• 1 Gy =100cGy =100rad=1J/Kg，
即1kg被辐照的物质吸收1J的能量为1Gy
辐射作用的时相
• 物理过程--能量吸收
• 化学过程--自由基形成 • 生化过程—DNA受损 秒至数小时） • 生物过程（数小时至十数年） -- 细胞死亡(肿瘤控制，晚 期损伤)，第二原发肿瘤
分次放疗的生物学基础—— 放射生物学中的4Rs
• 放射损伤的修复(repair) • 乏氧细胞再氧合(reoxygenation)
• 细胞周期再分布(redistribution) • 再增殖(repopulation)
放射损伤的修复
• 影响分次放射反应中最常见的生物现象是 亚致死性损伤的修复。 • 当分次照射时，与早反应组织相比，晚反 应组织可以得到较多的保护。
某些肿瘤化疗药物，如甲氨蝶呤、氟尿 嘧啶和羟基脲，具有使细胞群体停止于 S期初期的化学效应，即这是细胞周期 中放射敏感性最高的时期之一。
氧效应
细胞氧分压的大小能影响细胞的放射敏感性。 氧通过辐射所诱发的自由基而增加细胞的损伤 ，造成不可修复的生物化学变化，引起了加强 放射效应的作用。
在无氧状态下，细胞的放射敏感性约为有氧状 态下的1/3。
细胞存活曲线及数学模型
稀疏电离
密集电离
早、晚反应组织生物学特点
• 根据细胞增殖动力学，可把正常组织和肿瘤分 成二大类，在临床上直接表现为放射反应出现 时间的早晚。
• 增殖快的为早期反应组织或肿瘤，如皮肤和小 肠上皮细胞等，增殖慢的为晚期反应组织或肿 瘤如CNS，肺等组织。
晚反应组织
早反应组织
人肿瘤及正常组织的 / 比值
电离和激发（10-16至10-12秒）
损伤出现（10-12至10-2秒） 损伤修复/无法修复/错误修复（1
1.1分子水平的放射生
物效应
射线作用的靶
DNA
射线引致 DNA损伤
射线的直接和间接作用
• 直接作用：
任何形式的辐射，如X或γ射线等被生物体吸收，直 接作用于细胞的关键靶区（DNA），使靶自身被激发或电 离，从而产生一系列的生物改变（DNA分子发生损伤而 导致断裂）。
• 间接作用：
辐射作用于细胞中的其他原子或分子（通常是水） ，产生自由基，由自由基作用使靶产生损伤。（能被增 敏剂和防护剂修饰）
1.2 细胞水平的放射
生物效应
细胞周期
• • • • • G0--G1--S --G2--M --静止期 DNA合成前期 DNA合成期 DNA合成后期 有丝分裂期
• G0、S期相对不敏感 • G1期相对敏感 • G2、M 期敏感
姑息性放疗的常见指征
• 颅内转移(脑水肿)
• 食管阻塞
• 尿道/阴道出血 • 骨转移(预防病理性骨折、截瘫、止痛)
放射治疗方式
• 外照射，或称远距离放射: 放射源位于体
外一定距离, 集中照射某一处组织, 是最
常用的方式
• 内照射，或称近距离放射：指放射源密闭 后直接放在人体表面、自然腔道内或组织 内
前列腺癌的外照射与内照射
四野外照射
3
后
I125粒子植入内照射
2
4
前列腺轮廓
1
前
I125粒子
2.1 放疗分类
放射治疗分类
喉鳞癌血管内侵犯
1.3 细胞存活曲线及早、晚 反应组织
细胞杀灭的“靶学说”
• 细胞的DNA双链中的某一特定区域存在关键位点即
存在所谓的靶
• 靶受到放射损伤后将直接或间接引起细胞死亡
• “单击单靶杀灭”：假设单次打击细胞内的单个关
键靶点即可引起细胞的死亡（又称为α型细胞死亡
）
• “单击多靶杀灭” ：假设细胞内有n个靶, 只有把 n个靶全部打中, 细胞才会死亡(又称β型细胞死亡
放射生物学基础
放射治疗
物 理 手 段 生 物 效 应
粒子射线
电子线(线) 粒子 中子 负π介子 质子
线性能量传递(LET)
单位轨迹上能量传递的水平 低LET射线: X射线 (<10kev/μm) 射线 电子线
光子射线
X 射线 射线
高LET射线: 中子 (≥10kev/μm) 粒子 负π介子
• 一般情况下，不要采用单纯的分段治疗
• 非医疗原因的中断治疗，需通过提高剂量以达到既定的生 物效应 • 快增长的肿瘤应采取加速治疗，以抑制再增殖，更好的控 制肿瘤
放射敏感性的概念
肿瘤细胞对放射线的反应，包括肿瘤退 缩的速度和程度。 包括肿瘤和正常组织对放射作用的相对 反应 放射敏感性与肿瘤的增殖能力成正比， 与细胞的分化程度成反比
姑息性放射治疗
(Palliative RT)
• 对象: 无法治愈的晚期癌症患者 • 目的: 缓解症状, 如止痛、止血、清洁 溃疡，改善生活质量 • 要点: 不因治疗而增加痛苦 不是简单的推迟死亡, 而是延长有 意义的生命
To Cure — Sometimes To Relieve — Always To Encourage — Forever