分次放射基础

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1、分次放射治疗的生物学基础中国医学科学院肿瘤医院放疗科　杨伟志著名放射生物学家Withers指出：临床放射治疗医生在设计分次治疗方案时，应注意把握两个要点生物学的合理性和处方剂量设定的科学性。必须了解影响分次放射治疗的生物学因素。“4Rs”概念是重要环节。4Rs细胞放射损伤的修复(Repairofradiationdamage)：周期内细胞时相的再分布（Redistributionwithinthecellcycle）氧效应及乏氧细胞的再氧合（Theoxygeneffectandreoxygenation）再群体化(Repopulation)细胞放射损伤的类型亚致死损伤(sublet

2、haldamage)，潜在致死损伤(potentiallethaldamage)致死损伤(lethaldamage)。一.细胞放射损伤的修复(Repairofradiationdamage)亚致死损伤是指受照射以后，细胞的部分靶而不是所有靶内所累积的电离事件，通常指DNA的单链断裂。亚致死损伤是一种可修复的放射损伤，对细胞死亡影响不大,但亚致死损伤的修复会增加细胞存活率。细胞放射损伤的修复(Repairofradiationdamage)潜在致死损伤正常状态下应当在照射后死亡的细胞，若在照射后置于适当条件下由于损伤的修复又可存活的现象。但若得不到适宜的环境和条件则将转化为不可逆的损

3、伤使细胞最终丧失分裂能力。细胞放射损伤的修复(Repairofradiationdamage)致死损伤受照射后细胞完全丧失了分裂繁殖能力，是一种不可修复的，不可逆和不能弥补的损伤。细胞放射损伤的修复(Repairofradiationdamage)细胞放射损伤的修复细胞放射损伤的修复1）亚致死损伤的修复是一专业术语，指假如将某一即定单次照射剂量分成间隔一定时间的两次时所观察到的存活细胞增加的现象。1959年Elkind发现，当细胞受照射产生亚致死损伤而保持修复能力时，细胞能在3小时内完成这种修复，将其称之为亚致死损伤修复。中国仓鼠细胞受2分次X射线照射后的细胞存活细胞放射损伤的修复

4、影响亚致死损伤的修复的因素放射线的性质低LET射线照射后细胞有亚致死损伤和亚致死损伤的修复，高LET射线照射后细胞没有亚致死损伤因此也没有亚致死损伤的修复。细胞的氧合状态处于慢性乏氧环境的细胞比氧合状态好的细胞对亚致死损伤的修复能力差。细胞群的增殖状态未增殖的细胞几乎没有亚致死损伤的修复等。细胞放射损伤的修复临床意义细胞亚致死损伤的修复速率一般为30分钟到数小时。常用亚致死损伤半修复时间（T1/2）来表示不同组织亚致死损伤的修复特性（小肠T1/2为0.5小时，脊髓1.5小时或更长，啮齿动物皮肤湿性脱皮的T1/2为1.3小时是早反应组织中最长的）。从临床资料来看，Oliver和Ha

5、ll提出的半修复时间T1/2=1.5小时已被用于低剂量率照射的生物等效换算。在临床非常规分割照射过程中，两次照射之间间隔时间应大于6小时，以利于亚致死损伤完全修复。细胞放射损伤的修复2）潜在致死损伤的修复指照射以后改变细胞的环境条件，因潜在致死损伤的修复或表达而影响即定剂量照射后细胞存活比例的现象。Little及其同事用密度抑制的平台期细胞培养研究潜在致死损伤，如果照射后在进行克隆形成分析实验前把细胞保持在密度抑制状态6-12小时细胞存活率同步增加。当存在潜在致死损伤修复时，潜在致死损伤与放射治疗的关系变得更加明显。密度抑制的平台期细胞的X射线细胞存活曲线细胞放射损伤的修复影响潜在

6、致死损伤修复的因素放射线的质，高LET射线照射没有潜在致死损伤的修复。细胞所处的周期时相，如果照射后6小时或更长时间细胞没有分裂则会发生潜在致死损伤的修复，这种修复现象在离体实验可用照射后6小时的平台期来证实。潜在致死损伤修复对临床放射治疗是重要的，研究提示，某些放射耐受的肿瘤可能与它们的潜在致死损伤修复能力有关。二.周期内细胞时相的再分布（RedistributionWithintheCellCycle）离体培养细胞实验表明，处于不同周期时相的细胞放射敏感性是不同的，总的倾向是S期的细胞（特别是晚S期）是最耐受的G2和M期的细胞是最放射敏感的。可能的原因是，G2期细胞在分裂前没有

7、充足的时间修复放射损伤。Sinclair和Morton（1965）不同周期时相仓鼠细胞的放射敏感性变化周期内细胞时相的再分布用S期特异性药物处理诱导产生的细胞周期再分布现象照射后即刻存活克隆源细胞的分布杀灭S期细胞的药物也倾向于短暂地阻断细胞进入S期，几小时以后为G1期后部的堆积再以后，这些细胞恢复并移动通过S期处于半同步化而药物的第二个剂量效应是最大的，同样的效应也发生在照射以后，这就是再分布的基础。用S期特异性药物处理后细胞周期的再分布a.照射后即刻存活克隆源细胞