第十三讲 _肿瘤放射生物学
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肿瘤放射生物学ppt课件
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。
7
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。
8
ａ粒子：粒子质量大，运动较慢 ，短距离引起较 多电离。
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。
10
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
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)
够。
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。
16
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。
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。
第十三讲-肿瘤放射生物学(共36张PPT)全
直接作用是高LET粒子与生物物质相互作用的主要过程。
低LET辐射（稀疏电离辐射），如X射线或电子线 约2/3的生物损伤是由间接作用所致。间接作用可被 化学增敏剂或辐射防护剂修饰。
间接作用过程：
1. 初级光子相互作用（光电效应，康普顿效应和电 子对效应）产生高能电子；
2. 运动的高能电子穿过组织与水产生自由基
引言
放射生物学是一门关注电离辐射对生物组织和生命组织 及生命有机体作用的分支科学，涉及两个范畴：放射物 理学和生物学。
体细胞的分类：
干细胞，能自我更新并产生分化细胞群（如造血系统 、表皮和小肠被覆粘膜） 转化细胞，这些细胞动态的进入另一个细胞群（如 网织细胞分化为红细胞） 成熟细胞，是完全分化了的失去有丝分裂活力的细胞 。
辐射诱导的DNA损伤和修复
DNA是引起一系列放射生物学效应（包括细胞死亡、突变和致 癌作用）的关键靶。射线对DNA的损伤包括单链断裂和双链断 裂。细胞受X射线照射后会发生许多单链断裂。然而在完整的 DNA，单链断裂对细胞杀灭几乎没有什么作用，因为它们很容 易以对侧的互补链为模板而使损伤得到修复，但如果是错误的 修复则可能产生突变。
受照射细胞的9种命运
1. 没有效应；
2. 分裂延缓：细胞的分裂进程延缓； 3. 凋亡：细胞在分裂前死亡或破碎后形成小体被邻近细胞所吞噬
；
4. 再繁殖失败：细胞在试图进行第一次或后续有丝分裂时 死亡；
5. 基因组的不稳定：辐射诱导的基因组不稳定会导致延后的再 繁殖失败；
6. 突变：细胞活着，但保留着突变； 7. 变异：细胞活着，但突变所致的变异显形可能致癌； 8. 旁观者效应：受照射细胞可传送信号给邻近的未照射细胞，诱
辐射损伤的时间标尺
一、细胞放射治疗的修复
肿瘤放射生物学
X射线及γ射线 1；β射线 1；α射线 10-20；P（质子） 10；n（快、慢中子）5-10。
可见α射线有很大的生物效应，但它的穿透 能力低。
2）剂量与剂量率 放射生物学效应是一种耗 能过程。电离辐射的剂量与生物学效应之间有一定 的关系。以射线剂量为横坐标，机体的存活率或存 活分数为纵坐标，则可得一剂量-存活曲线。
3）、粒子（射线）的速度大，电离密度（即 离子对/cm，就是在1cm行程所形成的离子对的数量） 小；速度小则电离密度大。α粒子带电荷多，质量 较大，故电离密度大，但它运行路程短，穿透力 低，而β射线穿透力较强。 当物质中的壳层电子所获得的能量还不足以使 它成为游离电子时，电子受激发到更高的能级。即 能量足够时发生电离作用，形成粒子对；能量不足 时发生激发作用，不形成离子对。 带电粒子通过物质时，因为受到原子核电场的 相互作用而改变其运动方向，即所谓散射。
酶反应 修复 基因变异/癌变 DNA不能复制/ 有丝分裂停止 细胞死亡
3）电离辐射对DNA损伤的方式 （1）DNA双链断裂 （2）DNA单链断裂 （3）碱基丢失 （4）形成嘧啶二聚体 （5）DNA交联形成 （6）碱基改变 （7）蛋白交联 （8）氢键断裂）
中子具有一定的能量，中子撞击原子核打出的 一部分叫反冲核。反冲核又具有一定的能量，能够 打出其它原子，即反冲核在其行程中能使与其相撞 的原子都发生电离：
n
A
A’
B
2）非弹性碰撞：中子穿入原子核内，交出自 己的一部分能量，使核处于激发状态。激发了的核 把从中子获得的能量以一个或若干个γ量子的形式 发射出来，随后进入核内的中子就带着较小的能量 从核里飞出。通常是由快中子打重元素而得。
ν 量子（散射）
e 康普敦电子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可见α射线有很大的生物效应，但它的穿透 能力低。
2）剂量与剂量率 放射生物学效应是一种耗 能过程。电离辐射的剂量与生物学效应之间有一定 的关系。以射线剂量为横坐标，机体的存活率或存 活分数为纵坐标，则可得一剂量-存活曲线。
3）、粒子（射线）的速度大，电离密度（即 离子对/cm，就是在1cm行程所形成的离子对的数量） 小；速度小则电离密度大。α粒子带电荷多，质量 较大，故电离密度大，但它运行路程短，穿透力 低，而β射线穿透力较强。 当物质中的壳层电子所获得的能量还不足以使 它成为游离电子时，电子受激发到更高的能级。即 能量足够时发生电离作用，形成粒子对；能量不足 时发生激发作用，不形成离子对。 带电粒子通过物质时，因为受到原子核电场的 相互作用而改变其运动方向，即所谓散射。
酶反应 修复 基因变异/癌变 DNA不能复制/ 有丝分裂停止 细胞死亡
3）电离辐射对DNA损伤的方式 （1）DNA双链断裂 （2）DNA单链断裂 （3）碱基丢失 （4）形成嘧啶二聚体 （5）DNA交联形成 （6）碱基改变 （7）蛋白交联 （8）氢键断裂）
中子具有一定的能量，中子撞击原子核打出的 一部分叫反冲核。反冲核又具有一定的能量，能够 打出其它原子，即反冲核在其行程中能使与其相撞 的原子都发生电离：
n
A
A’
B
2）非弹性碰撞：中子穿入原子核内，交出自 己的一部分能量，使核处于激发状态。激发了的核 把从中子获得的能量以一个或若干个γ量子的形式 发射出来，随后进入核内的中子就带着较小的能量 从核里飞出。通常是由快中子打重元素而得。
ν 量子（散射）
e 康普敦电子
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
肿瘤放射生物学专家讲座
第21页
电离辐射生物学作用——
生物机体对电离辐射反应不一样于无生命物质。
1、生物机体对电离辐射反应特征： 1）敏感 DNA在2.84C/kg(11000R)照射下， 才引发结构改变；而在生物体内，若用LD100/30d来 照射小鼠，只须几百伦琴就能够引发DNA结构改变。 2）射线对生物机体作用有潜伏期。 3）生物机体对电离辐射反应是损伤与修复 矛盾统一。
研究电离辐射对生物作用机制、辐射损伤及 其修复、放射防护等综合性科学。
肿瘤放射生物学
第2页
电离辐射普通概念——
电离辐射有粒子辐射和电磁辐射。 1、粒子辐射：α射线、β射线、带电质子和 中子辐射； 2、电磁辐射：γ射线和X射线辐射，这类辐 射是光量子发射。
肿瘤放射生物学
第3页
电离射线普通特点：高能、穿透力强。它基 本反应在电离射线射程和电离密度上。
电离作用形成离子对数量相关原因： 1）、能量高，则形成离子对多； 2）、在同一能量水平时，电荷多，形成离 子对就多；反之亦然；无电荷，则不形成离子对。 α粒子带电荷多，形成离子对也就多；而β射线 和γ射线，因为带电荷少，形成离子对就少。
肿瘤放射生物学
第8页
3）、粒子（射线）速度大，电离密度（即 离子对/cm，就是在1cm行程所形成离子正确数量） 小；速度小则电离密度大。α粒子带电荷多，质量 较大，故电离密度大，但它运行旅程短，穿透力 低，而β射线穿透力较强。
O
●n
γ
n
因为中子不带电荷，只有在碰撞时才能引发改变。
肿瘤放射生物学
第12页
3）辐射俘获：打进去是慢中子，放出来 是γ射线。中子被核所吸收，被激发了核以γ量 子形式放出其多出能量。慢中子能量与气体 能量差不多，故又叫热中子。它是经一系列碰撞 后能量逐步减低结果。
肿瘤组织放射生物学ppt课件
– 定义：人体肿瘤体积增加一倍所需要的时间。 – 长短：4天～1年（中位3个月）
肿瘤生长速度的影响因素
ONC-1204-IR-0160
肿瘤生长速度
潜在倍增时间
细胞周期 时间
生长分数
细胞丢失 的速度
肿瘤生长速度的影响因素
ONC-1204-IR-0160
• 肿瘤潜在倍增时间（potential doubling time,Tpot）
5 影响人体肿瘤放射敏感性的因素
Conclusion
6 肿瘤的加速再增殖与疗效的关系
ONC-1204-IR-0160
肿瘤内细胞放射敏感性的差异
1
分裂增殖期细胞
静止的细胞比增殖周期内的细胞抗拒 增殖周期内不同时相的细胞敏感性不同
破碎细胞
4
肿瘤内细胞
无增殖能力
的细胞
3
2
静止期 细胞
肿瘤内细胞放射敏感性的差异
11%
68%
85Gy
鳞癌
58天
8.3%
25%
90% 60-70Gy
腺癌
83天
2.1%
6%
71% 60-80Gy
肿瘤组织放射生物学
1 肿瘤细胞群的增殖动力学
ONC-1204-IR-0160
2 射线对肿瘤细胞群的影响
3 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
4
肿瘤放射反应性与肿瘤可治愈性的关系 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
4
肿瘤放射反应性与肿瘤可治愈性的关系 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
5 影响人体肿瘤放射敏感性的因素
Conclusion
6 肿瘤的加速再增殖与疗效的关系
ONC-1204-IR-0160
肿瘤控制概率（TCP）与剂量的关系
肿瘤生长速度的影响因素
ONC-1204-IR-0160
肿瘤生长速度
潜在倍增时间
细胞周期 时间
生长分数
细胞丢失 的速度
肿瘤生长速度的影响因素
ONC-1204-IR-0160
• 肿瘤潜在倍增时间（potential doubling time,Tpot）
5 影响人体肿瘤放射敏感性的因素
Conclusion
6 肿瘤的加速再增殖与疗效的关系
ONC-1204-IR-0160
肿瘤内细胞放射敏感性的差异
1
分裂增殖期细胞
静止的细胞比增殖周期内的细胞抗拒 增殖周期内不同时相的细胞敏感性不同
破碎细胞
4
肿瘤内细胞
无增殖能力
的细胞
3
2
静止期 细胞
肿瘤内细胞放射敏感性的差异
11%
68%
85Gy
鳞癌
58天
8.3%
25%
90% 60-70Gy
腺癌
83天
2.1%
6%
71% 60-80Gy
肿瘤组织放射生物学
1 肿瘤细胞群的增殖动力学
ONC-1204-IR-0160
2 射线对肿瘤细胞群的影响
3 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
4
肿瘤放射反应性与肿瘤可治愈性的关系 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
4
肿瘤放射反应性与肿瘤可治愈性的关系 肿瘤控制概率与剂量之间的关系
5 影响人体肿瘤放射敏感性的因素
Conclusion
6 肿瘤的加速再增殖与疗效的关系
ONC-1204-IR-0160
肿瘤控制概率（TCP）与剂量的关系
肿瘤的放射生物学
放疗联合免疫治疗
近年来，免疫治疗成为肿瘤治疗的新热点，放疗可以作为免疫治疗的辅助手段， 通过激活肿瘤细胞的免疫原性，提高免疫治疗效果。
04
肿瘤放射治疗的临床应用
头颈部肿瘤的放疗
头颈部肿瘤是指发生在头部和颈部的肿瘤，包括脑瘤、鼻 咽癌、喉癌等。放疗是治疗头颈部肿瘤的重要手段之一， 通过高能射线对肿瘤进行照射，达到杀灭肿瘤细胞、缩小 肿瘤体积的目的。
肿瘤的放射生物学
目录
• 肿瘤放射生物学基础 • 肿瘤放射反应的机制 • 肿瘤放射治疗的方法与技术 • 肿瘤放射治疗的临床应用 • 肿瘤放射治疗的副作用与处理 • 肿瘤放射生物学的研究前景与展
望
01
肿瘤放射生物学基础
肿瘤放射生物学定义
肿瘤放射生物学是一门研究放射线与肿瘤细胞相互作用机制的学科，旨在揭示肿 瘤对放射治疗的敏感性和抵抗性的生物学基础，为肿瘤放射治疗提供理论依据和 指导。
03
放疗时，处于增殖周期的细胞对放射线更敏感，而 静止期细胞相对不敏感。
肿瘤细胞的修复与再增殖
01 肿瘤细胞在接受放射线照射后，会启动一系列修 复机制来对抗射线损伤。
02 肿瘤细胞的修复能力较强，部分细胞可修复损伤 并继续增殖，这影响了放疗的效果。
03 了解肿瘤细胞的修复机制有助于制定更有效的放 疗策略，降低肿瘤细胞的修复能力。
与物理学领域的交叉研究，深入 探讨射线与物质相互作用机制及 放疗设备性能优化。
肿瘤免疫学
与免疫学领域的交叉研究，探索 放疗对肿瘤免疫微环境的影响及 放疗与免疫治疗的协同作用。
分子生物学与遗传
学
与分子生物学和遗传学领域的交 叉研究，揭示肿瘤细胞对射线的 应答机制及放射诱导的基因突变 和表观遗传变化。
感谢您的观看
近年来，免疫治疗成为肿瘤治疗的新热点，放疗可以作为免疫治疗的辅助手段， 通过激活肿瘤细胞的免疫原性，提高免疫治疗效果。
04
肿瘤放射治疗的临床应用
头颈部肿瘤的放疗
头颈部肿瘤是指发生在头部和颈部的肿瘤，包括脑瘤、鼻 咽癌、喉癌等。放疗是治疗头颈部肿瘤的重要手段之一， 通过高能射线对肿瘤进行照射，达到杀灭肿瘤细胞、缩小 肿瘤体积的目的。
肿瘤的放射生物学
目录
• 肿瘤放射生物学基础 • 肿瘤放射反应的机制 • 肿瘤放射治疗的方法与技术 • 肿瘤放射治疗的临床应用 • 肿瘤放射治疗的副作用与处理 • 肿瘤放射生物学的研究前景与展
望
01
肿瘤放射生物学基础
肿瘤放射生物学定义
肿瘤放射生物学是一门研究放射线与肿瘤细胞相互作用机制的学科，旨在揭示肿 瘤对放射治疗的敏感性和抵抗性的生物学基础，为肿瘤放射治疗提供理论依据和 指导。
03
放疗时，处于增殖周期的细胞对放射线更敏感，而 静止期细胞相对不敏感。
肿瘤细胞的修复与再增殖
01 肿瘤细胞在接受放射线照射后，会启动一系列修 复机制来对抗射线损伤。
02 肿瘤细胞的修复能力较强，部分细胞可修复损伤 并继续增殖，这影响了放疗的效果。
03 了解肿瘤细胞的修复机制有助于制定更有效的放 疗策略，降低肿瘤细胞的修复能力。
与物理学领域的交叉研究，深入 探讨射线与物质相互作用机制及 放疗设备性能优化。
肿瘤免疫学
与免疫学领域的交叉研究，探索 放疗对肿瘤免疫微环境的影响及 放疗与免疫治疗的协同作用。
分子生物学与遗传
学
与分子生物学和遗传学领域的交 叉研究，揭示肿瘤细胞对射线的 应答机制及放射诱导的基因突变 和表观遗传变化。
感谢您的观看
肿瘤放射治疗学的生物学基础【优质PPT】
掌握“4Rs”概念
2021/10/10
2
第一章 电离辐射对生物体的作用
第一节 辐射生物效应的时间标尺
不同水平生物效应的发生时间、顺序和过程。
生物系统受照射后辐射效应的时间标尺
2021/10/10
3
1.物理阶段
主要指带电粒子和构成组织细胞的原子之间的相互作 用
2.化学阶段
指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学
13
第三节 细胞放射存活曲线
一、概念
细胞存活曲线：是描述放射线照射剂量和细胞存活分数之 间的关系，用以研究和评估电离辐射对哺乳动物细胞增殖 能力的影响，对放射生物学研究和临床放射治疗具有重要 意义。
放射生物学规定：鉴别细胞存活的唯一标准是，受照 射后细胞是否保留无限增殖的能力，即是否具有再繁殖的 完整性。（增殖细胞而言）
2021/10/10
12
2.间期性细胞死亡
间期性细胞死亡属于细胞死亡的另一种形式，它与细 胞分裂无明显的关联。它主要发生于射线照射后几小 时以内，这样很容易被理解为对射线较敏感的肿瘤细 胞。
在所有的实体肿瘤中，约1/3的肿瘤细胞死亡属间期性 细胞死亡，其中淋巴细胞死亡是最典型的例子。
2021/10/10
二、临床意义
首先它推测的是肿瘤控制的效果，是从实验角度评估
疗效的良好指标；其次，在这个严格定义下，提示临床必
需重视这种存活细胞，这种具有无限增殖能力的细胞是治
疗中必须根除的细胞，否则将留下导致复发和转移的隐患
。 2021/10/10
14
2021/10/10
15
第四节 细胞周期时相与放射敏感性
一、细胞周期
2021/10/10
23
一、细胞放射损伤的修复
2021/10/10
2
第一章 电离辐射对生物体的作用
第一节 辐射生物效应的时间标尺
不同水平生物效应的发生时间、顺序和过程。
生物系统受照射后辐射效应的时间标尺
2021/10/10
3
1.物理阶段
主要指带电粒子和构成组织细胞的原子之间的相互作 用
2.化学阶段
指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学
13
第三节 细胞放射存活曲线
一、概念
细胞存活曲线：是描述放射线照射剂量和细胞存活分数之 间的关系，用以研究和评估电离辐射对哺乳动物细胞增殖 能力的影响，对放射生物学研究和临床放射治疗具有重要 意义。
放射生物学规定：鉴别细胞存活的唯一标准是，受照 射后细胞是否保留无限增殖的能力，即是否具有再繁殖的 完整性。（增殖细胞而言）
2021/10/10
12
2.间期性细胞死亡
间期性细胞死亡属于细胞死亡的另一种形式，它与细 胞分裂无明显的关联。它主要发生于射线照射后几小 时以内，这样很容易被理解为对射线较敏感的肿瘤细 胞。
在所有的实体肿瘤中，约1/3的肿瘤细胞死亡属间期性 细胞死亡，其中淋巴细胞死亡是最典型的例子。
2021/10/10
二、临床意义
首先它推测的是肿瘤控制的效果，是从实验角度评估
疗效的良好指标；其次，在这个严格定义下，提示临床必
需重视这种存活细胞，这种具有无限增殖能力的细胞是治
疗中必须根除的细胞，否则将留下导致复发和转移的隐患
。 2021/10/10
14
2021/10/10
15
第四节 细胞周期时相与放射敏感性
一、细胞周期
2021/10/10
23
一、细胞放射损伤的修复
肿瘤放射生物学
目前，肿瘤放射生物学的研究重点包括：放射线诱导的DNA损伤修复、细胞周期调控、细胞凋亡与自噬等机制，以及利用新型技术手段如基因编辑、高通量测序和人工智能等手段进行深入研究。
随着分子生物学和基因组学的发展，现代肿瘤放射生物学的研究范围已经扩展到细胞信号转导、基因表达调控以及肿瘤微环境等方面。
肿瘤放射生物学的历史与发展
肿瘤放射生物学应用
根据肿瘤类型、分期和患者状况，明确治疗的主要目标，如局部控制或全身治疗。
确定治疗目标
根据肿瘤的大小、位置和放射敏感性，计算出适当的放疗剂量，确保既能有效杀死癌细胞，又不会对正常组织造成过度损伤。
剂量计算
综合考虑肿瘤的位置、形状、大小以及正常组织的保护，制定出个性化的放疗计划，包括照射野设计、剂量分布和照射角度等。
制定治疗计划
ห้องสมุดไป่ตู้
肿瘤放射治疗计划制定
肿瘤放射治疗过程中的生物学监测
实时监测肿瘤反应
通过影像学检查和生物学标记物，监测肿瘤在放疗过程中的变化，及时调整治疗方案。
保护正常组织
通过生物学监测，了解正常组织的耐受性和损伤情况，及时调整放疗剂量和方案，以减少副作用和并发症。
预测疗效和预后
根据生物学监测结果，预测治疗效果和患者预后，为后续治疗提供参考依据。
研究辐射对肿瘤细胞蛋白质表达和功能的影响，揭示辐射对肿瘤细胞蛋白质组的影响。
分子生物学技术
蛋白质组学分析
基因表达分析
基因组学技术
利用基因组学技术（如全基因组测序、单核苷酸多态性分析等）研究辐射对肿瘤细胞基因组稳定性的影响。
蛋白质组学技术
利用蛋白质组学技术（如质谱分析、蛋白质芯片等）研究辐射对肿瘤细胞蛋白质表达和功能的影响。
基因组学与蛋白质组学技术
随着分子生物学和基因组学的发展，现代肿瘤放射生物学的研究范围已经扩展到细胞信号转导、基因表达调控以及肿瘤微环境等方面。
肿瘤放射生物学的历史与发展
肿瘤放射生物学应用
根据肿瘤类型、分期和患者状况，明确治疗的主要目标，如局部控制或全身治疗。
确定治疗目标
根据肿瘤的大小、位置和放射敏感性，计算出适当的放疗剂量，确保既能有效杀死癌细胞，又不会对正常组织造成过度损伤。
剂量计算
综合考虑肿瘤的位置、形状、大小以及正常组织的保护，制定出个性化的放疗计划，包括照射野设计、剂量分布和照射角度等。
制定治疗计划
ห้องสมุดไป่ตู้
肿瘤放射治疗计划制定
肿瘤放射治疗过程中的生物学监测
实时监测肿瘤反应
通过影像学检查和生物学标记物，监测肿瘤在放疗过程中的变化，及时调整治疗方案。
保护正常组织
通过生物学监测，了解正常组织的耐受性和损伤情况，及时调整放疗剂量和方案，以减少副作用和并发症。
预测疗效和预后
根据生物学监测结果，预测治疗效果和患者预后，为后续治疗提供参考依据。
研究辐射对肿瘤细胞蛋白质表达和功能的影响，揭示辐射对肿瘤细胞蛋白质组的影响。
分子生物学技术
蛋白质组学分析
基因表达分析
基因组学技术
利用基因组学技术（如全基因组测序、单核苷酸多态性分析等）研究辐射对肿瘤细胞基因组稳定性的影响。
蛋白质组学技术
利用蛋白质组学技术（如质谱分析、蛋白质芯片等）研究辐射对肿瘤细胞蛋白质表达和功能的影响。
基因组学与蛋白质组学技术
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7. 变异：细胞活着，但突变所致的变ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ显形可能致癌；
8. 旁观者效应：受照射细胞可传送信号给邻近的未照射 细胞，诱导这些细胞发生遗传学上的损伤；
9. 适应性反应：受刺激的受照射细胞对后续照射的再次
作用变德更耐受；
第十四讲 肿瘤放射生物学
余健
实用文档
肿瘤放射生物学
放射生物学中辐射的类型 细胞周期和细胞死亡 射线对细胞周期的影响 辐射损伤的类型 辐射诱导的DNA损伤和修复 早、晚反应组织和分次剂量及总治疗时间的关系 受照射细胞的9种命运 分次放射治疗的生物学基础 细胞存活曲线 临床放射治疗中的非常规分割治疗 病案实例 放射防护剂和放射增敏剂
晚反应组织：细胞更新慢，照射后损伤出现慢。 α/β值比较低。晚反应组织指机体内那些无再增 殖能力，损伤后仅以修复代偿其正常功能的细胞 组织，如脊髓、肾、肺、肝、骨和脉管系统等。
实用文档
早、晚反应组织与分次剂量
晚反应组织的损伤程度与分次剂量密切相 关，分次剂量越大，损伤越严重。后期并 发症越严重。降低分次剂量会增加组织的 放射耐受性。
S期延长： 辐射可引起细胞缓慢通过S期，主要 是由于DNA合成受到抑制的缘故。
G2期阻滞：细胞受照后有丝分裂指数立即下降， 因为细胞进入G2期后受到完全而短暂的阻滞。
不同细胞周期的放射敏感性：G2/M最敏感，G1早 期相对抗拒，G1末期相对敏感，S期最抗拒。
实用文档
三、细胞的照射
直接作用是指辐射 直接与细胞的关键 靶相互作用。靶原 子本身通过库伦相 互作用被电离或激 发，导致物理和化 学的连锁事件，最 后发生生物损伤。
实用文档
早、晚反应组织与总治疗时间
晚反应组织更新慢，在照射期间一般不发 生代偿性增殖，因此对总治疗时间不敏感。 总治疗时间与肿瘤的控制率密切相关，因 为肿瘤存在照射后的再增殖即在群体化。 缩短照射时间，克服肿瘤在增殖，可以提 高肿瘤的控制率。早反应组织类似于肿瘤 组织，亦存在再增殖，且在增殖有利于正 常组织的修复。缩短治疗时间会加重早反 应组织的损伤。
实用文档
α/β值
1. α/β值：代表了修复的能力。α型损伤 是致死性损伤，β型损伤是亚致死性，可 修复的。 α/β值越大，说明发生的亚致 死性损伤越少，即发生修复的机会和能力 越小。早反应组织修复能力低， α/β高， 晚反应组织修复能力强， α/β低。
实用文档
早反应组织和晚反应组织
早反应组织：细胞更新快，因此照射后损伤很快 会表现出来。这类组织α/β值通常比较高。损伤 之后是以活跃增殖来维持组织中的细胞数量的稳 定并使损伤得到修复。早期反应组织是机体内分 裂、增殖活跃并对放射线早期反应强烈的组织， 如上皮、粘膜、骨髓、精原细胞等
实用文档
受照射细胞的9种命运
1. 没有效应；
2. 分裂延缓：细胞的分裂进程延缓；
3. 凋亡：细胞在分裂前死亡或破碎后形成小体被邻近细 胞所吞噬；
4. 再繁殖失败：细胞在试图进行第一次或后续有丝分裂 时死亡；
5. 基因组的不稳定：辐射诱导的基因组不稳定会导致延 后的再繁殖失败；
6. 突变：细胞活着，但保留着突变；
②DNA合成期（S），晚S期细胞 通常具有较大的放射耐受性 ；
③若G1期相对较长， G1早期细 胞表现相对更耐受，其后渐 渐敏感， G1末期相对更敏感；
④G2期细胞通常较敏感，其敏感 性与M期的细胞相似；
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射线对细胞周期的影响
G1期抑制：一般来说，在快速分裂的细胞中，照 射并不影响G1到S，在缓慢分裂的 细胞中，照射 可使G1到S减慢。G1抑制与细胞内的P53有关。
DNA的两条链都发生断裂，但彼此的分开的（间隔一段距 离），也很容易发生修复，因两处断裂的修复是分别进行 的。相反，如果两条链的断裂发生在对侧互补碱基位置上， 或间隔几个碱基对，这时可能会发生双链断裂，从而导致 染色体折成两段。双链断裂被认为是电离辐射在染色体上 所致的最关键的损伤，两个双链断裂的相互作用可以导致 细胞的死亡、突变致癌作用。
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引言
放射生物学是一门关注电离辐射对生物组织和生 命组织及生命有机体作用的分支科学，涉及两个 范畴：放射物理学和生物学。
体细胞的分类： 干细胞，能自我更新并产生分化细胞群（如造血
系统、表皮和小肠被覆粘膜） 转化细胞，这些细胞动态的进入另一个细胞群
（如网织细胞分化为红细胞） 成熟细胞，是完全分化了的失去有丝分裂活力的
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直接作用是高LET粒子与生物物质相互作用的主要过程。
低LET辐射（稀疏电离辐射），如X射线或电子 线约2/3的生物损伤是由间接作用所致。间接作 用可被化学增敏剂或辐射防护剂修饰。
间接作用过程： 1. 初级光子相互作用（光电效应，康普顿效应和
电子对效应）产生高能电子； 2. 运动的高能电子穿过组织与水产生自由基 3. 自由基可造成DNA因化学键断裂所引起的变化； 4. 化学键变化导致生物效应；
DNA是引起一系列放射生物学效应（包括细胞死亡、突变 和致癌作用）的关键靶。射线对DNA的损伤包括单链断裂 和双链断裂。细胞受X射线照射后会发生许多单链断裂。 然而在完整的DNA，单链断裂对细胞杀灭几乎没有什么作 用，因为它们很容易以对侧的互补链为模板而使损伤得到 修复，但如果是错误的修复则可能产生突变。
细胞。
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一、放射生物学中辐射的类型
线性能量传递 （LET）：运动的带 电粒子穿过介质时能 量的丢失。在介质中 带电粒子的LET是 dE/dL的商。在此dE 是特定能量的带电粒 子在dL的传递距离中 所给予介质的局部平 均能量。单位： KeV/um。
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二、细胞周期和细胞死亡
①有丝分裂期（M）的细胞或接 近有丝分裂期的细胞是放射 最敏感的细胞；
电离辐射的直接作用和间接作用 实用文档
间接作用是指辐射 与细胞内的其他分 子或原子（主要是 水，细胞成分的85% 为水）相互作用， 产生自由基，在细 胞里自由基通过扩 散损伤细胞内的关 键靶。在辐射与水 的相互过程中产生 寿命极短的活化自 由基，自由基可顺 序引起细胞内关键 靶的损伤。
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辐射诱导的DNA损伤和修复