放射反应的放射化学基础及放射治疗的生物学基础

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1、放射反应的放射化学基础及放射治疗的生物学基础(-)放射化学反应机体受射线照射后立即发生放射化学反应，其机理是有机体内约含有70%的水，而射线与水作用产生一些口由基，如H、OH、过氧化氢等，继而引起能量吸收。因此，照射时冇机氧的存在是放射反应最重要的修饰剂。(-)放射治疗的生物学基础机体受照射后发生一系列生物效应，根据生物体组织结构水平可将放射效应分为以下3种：1.组织水平的放射效应组织即细胞群体受照射后会产生形态和功能的改变，各种组织都是由处于细胞周期不同时相的细胞所组成，而不同时相细胞放射敏感性不同，多数哺乳类细胞G2、M时相最敏感，而G、S

2、时相敏感性差，G。细胞对放射抗拒。经放射后，发生乏氧细胞再氧合、细胞周期再分布、细胞再增殖、细胞损伤修复和细胞补充。表现为细胞增殖周期延长或分裂延迟，某些细胞群丧失分裂能力。2.细胞水平的放射效应放射生物学认为细胞失去无限增殖的能力即为死亡。根据死亡出现时期來分，放射引起的细胞死亡可分为间期死亡和增殖死亡。根据细胞形态可将死亡分为细胞坏死和细胞凋亡。放射诱导凋亡分为分裂前凋亡和分裂后凋亡。通过选择性增加凋亡可能增加某些治疗抗肿瘤的功效，另一方而，通过选择性抑制凋亡可能降低肿瘤治疗带来的并发症。3.分子水平的放射效应在基因组中，DNA辐射损伤具有

3、选择性和分布的不均一性，在各种形式的DMA损伤中，双链断裂(DSE)受到特别重视，因它与细胞存活密切相关。DSB后可发主一定形式的修复，但多为错误的修复，或形成双着丝粒染色体而致死，或发生染色体对称异位，活化原癌基因，如可诱发白血病或淋巴瘤；或基因缺失，使抑癌基因丢失或失活，如可诱发实体瘤。受照射后细胞周期的变化受细胞周期素的调控。细胞周期中存在3个检查点，即Gi/S、S/G2、G2/M检查点，这些检查点分别由不同周期素调节P34的活性，以确保各细胞周期转换的止确性和及时性。与细胞凋亡有关的基因尚有be1—2.myc、ras等。细胞受照射后尚引

4、起细胞信号传导改变，其早期反应基因有c—fm、c-jun等。早期反应基因的激活引发晚期反应基因的激活，从而表达重要效应蛋白，如肿瘤坏死因了(TNF)和转化生长因了(TGFB)等，成都西部肿瘤研究所认为与放射性肺纤维化冇关。一种组织如骨髓、小肠上皮、鳞状上皮和移行上皮等大致由3种相互联系的细胞组成。①干细胞：这是一种能进行多次分裂直到分化成熟成为功能细胞，也可在分裂后不进行分化，成为亲代细胞的子细胞（同为子细胞）。②已分化的细胞或称功能细胞：如小肠膜的绒毛细胞，不能再分裂，经过衰老而死亡。③趋向成熟的分化细胞：介于上述两者Z间，是干细胞的子代，尚

5、未完全分化，正在完成类分化过程。一般地，干细胞的敏感性最高，随着分化成熟的提高，其敏感性逐渐下降，完全分化而不再分裂的细胞敏感性最低。1.放射敏感性在一定的剂量、时间和照射野内，各种组织细胞受放射线的彩响而产生不同程度的改变。肿瘤组织通常用放射敏感性来表示，而正常组织多称为放射耐受性。放射敏感性肿瘤是指射线使此类肿瘤消失的剂量远低丁正常组织的耐受量，如恶性淋巴瘤和精原细胞瘤等。这类肿瘤往往恶性程度高，早期可冇远处转移。放射不敏感的肿瘤多来源于经常处于静止状态的细胞、组织，如骨、软骨、横纹肌和神经等，这类肿瘤给予较高的放射剂量亦不能控制，而这个剂

6、量可使临近正常组织产生不可修复的损伤。但是，随着放射生物学的发展，通过改变治疗方案也可以捉高放射敏感性，如黑色素瘤，通过增加每次分割剂量（500-600cGy/次，每周2次）疗效捉高。介于以上两者Z间者称为屮度敏感性肿瘤，其肿瘤的致死剂量和正常组织的耐受量接近。因此这类肿瘤宜早期发现早期治疗。这类肿瘤通常位于身体浅表部位或可见的自然腔道内，如皮肤癌、宫颈癌、鼻咽癌、口腔及唇癌，其病理类型多为鳞状上皮细胞癌。影响肿瘤放射敏感性的因素有很多，除组织来源、病理类型和分化程度外，尚包括肿瘤的部位、周围正常组织的类型及肿瘤组织与正常组织的关系、病期的早晚

7、和患者的一般情况。细胞的氧合状态是影响细胞放射敏感性的重要因素z—，其他因素包括细胞周期的分布、分割照射期间肿瘤组织与正常组织再增殖速度的差异，致克隆细胞的比例、细胞固有的放射敏感性、细胞损伤的修复和宿主与肿瘤的关系。2.放射耐受性人体组织对放射的敏感性与其增殖能力成正比，与其分化程度成反比。在一定剂量下，敏感性与照射而积呈正相关。放射损伤的表现最终取决于组织内干细胞群耗尽的程度。近年来，根据实验放射治疗学和放射生物学的发展，将正常组织划分为早反应组织和晚反应组织，而肿瘤基本屈于早反应组织。据L—Q模式（线性二次方程式），早期放射反应组织r/

8、

9、3值较大，lOGy左右；后期放射反应组织r/p值较小，在2—3Gy。⑴早期放射反应组织：放射反应出现在放疗期间，即放疗开始后2月内，如放射性食管炎、黏