氧效应与肿瘤乏氧.pdf

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1、放射治疗中的氧效应与肿瘤乏氧四川大学华西医院肿瘤中心李志平氧效应•氧效应是放射线与生物体作用中,氧对放射效应的影响.•如果有氧存在，氧就与自由基R作用而产生有机的过氧化物自由基R02。使受照射后物质的化学成分发生变化。•如没有氧存在，上述反应就不产生，而且很多被电离的靶分子可自行修复。从这一意义而言，氧可以被认为能“固定”放射损伤，这就是所谓的氧效应。氧效应发生机制氧效应发生机制Radiochemistryofrad.effect:radiationabsorption-->energetic(i.e.fast)chargedparticle

2、-->ionpaircreatedTofionpairisshort(10-10sec)1/2ionpairproducesfreeradical:OH•Toffreeradicalisshort(10-5sec)1/2ionpair＋OH•:-->indirecteffect-->breakbonds-->chemicalchanges氧效应发生机制ionpairsCHCH•32freeradicalsfunctionalfreeradical,groupunpairedelectronGenerally,thefree-radicalre

3、actionsgolikethis:CH•+OCHOanorganicperoxide2222“fixes”theindirectdamage(oxygenhasnoimpactondirectdamage)氧效应的临床实践•临床放射学家已经重视氧效应对肿瘤辐射敏感性的影响，并已在实践中发现它对放疗具有较大的作用。•在H2O2抗癌治疗:氧化氢酶CATH202--------------→O2﹢H20↓﹢R←辐射R00氧效应的临床实践•H2O2抗癌就有了两方面机理：•①氧自由基攻击癌细胞，造成损伤；•②氧效应将定损伤固定下来。即H2O2不仅提供

4、氧自由基，还提供氧。氧效应的临床实践•现在正在研究中的增加组织氧合的措施：①在高压氧仓中进行放射治疗。②在照射同时，在常压下，让病人吸入含95%氧与5%CO2的混合气体，可引起呼吸频率增加，促使末梢血管扩张，氧扩散增加。③采用传递修饰剂，如氟碳乳剂（FC）。由于它能携带大量的氧，并能在进入肿瘤组织的乏氧区而放出氧。氧效应的临床实践•④血红蛋白携氧能力增强化合物，如BW12C、BW589C。•⑤钙离子拮抗剂如肉桂苯哌唪、氟桂唪，通过抑制细胞呼吸而达到提高肿瘤细胞氧张力的作用。•⑥利用每次照射后乏氧细胞转变成氧合细胞的规律，采用小剂量分次照射。R

5、BE•相对生物效应（RelativeBiologicalEffect.RBE）产生一定生物效应标准射线剂量RBE=---------------------------产生同样生物效应另一种射线剂量氧增强比•氧增强比OER(oxygenenhancementratio)表示，其意义为在乏氧情况下与有氧情况下，得到相同生物效应所需的剂量比。D0乏氧细胞OER=-------------------D0有氧细胞氧增强比•对常规x线及Y线而言，为低LET射线,OER值为2.5--3.0，此类光子束，对氧的依赖性较大。•高LET射线OER都低，如中子

6、不过为1.6，某些带电离子OER为1，即是说它们对缺氧和有氧情况下，生物效应改变不大。NatureoftheOxygenEffectHighDoseAssay,LowDoseAssay,OER=3.5OER=2.51.01.00.9HypoxicHypoxic0.10.80.0Aerated0.7AeratedSurvivingFraction105101520253000.51.01.52.02.53.0Dose(Gy)Dose(Gy)Low-LETradiationOtherRadiationsandtheOER15MeVNeutrons

7、particles1.01.0OER=1.6OER=1.00.10.10.0Hypoxic0.0110.001Aerated0.001024601.02.03.0Dose,GyDose,GyHigh-LETradiationOConcentrationEffects2Bacteriaand100Chinesehamstercellsmammalian10systemsshowsimilareffects1A:210,000ppm0.1(air)SurvivingFraction0.01B:2200ppmO2ABCDE0.001C:355pp

8、mO20246D:100ppmO2Dose(krad)E:10ppmOPhotons2RadiosensitivityandO2ConcentrationOleve