持续低剂量率照射对血管损伤的研究进展论文

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1、持续低剂量率照射对血管损伤的研究进展论文【摘要】全文从持续低剂量率放疗的物理学特点、生物学特点以及对血管的损伤等方面对其生物学效应作了初步阐述。与传统的外照射相比近距离照射具有局部剂量高，达到边缘后剂量突然下降；照射范围内剂量分布不均匀，近源处最高；照射时间短，采取一次连续照射或数次照射完成治疗等特点。持续降低照射剂量率，许多细胞系中细胞的死亡率并不是随剂量率的降低平行下降。而是当剂量率下降到某一个临界值时，继续降低剂量率，细胞的死亡率反而明显的增加，产生所谓的“反剂量率效应（inversedoserateeffect）”。持续低剂量率照射对血管的损伤是照射区域炎症反应；血管内皮细

2、胞以及血管平滑肌细胞增殖抑制、凋亡增加综合作用的结果。【关键词】血管损伤近距离放疗应用于临床治疗虽已有100多年的历史.freeliddledoserate，MDR，4Gy/h～12Gy/h）；高剂量率（highdoserate，HDR，12Gy/h）；脉冲剂量率（pulsedoserate，PDR，指剂量率在1Gy/h～3Gy/h，照射间隔1次/h，每次治疗10min左右的模式）1，2。2持续低剂量率放疗的生物学特点临床上之所以将近距离治疗的模式根据参考点剂量率的不同划分为几个区段和类别是因为在不同的剂量率下对应的生物效应各不相同。HDR是指剂量率12Gy/h，即剂量率高到足以在

3、很短时间内（短于亚致死性损伤的修复，即1h）完成照射，从而使在1min或5min内所实施的照射剂量效应差别不大，当照射时间长于15min～20min时生物效应下降。而LDR具有三个主要特点：①照射的实施是在肿瘤内或肿瘤附近，因此通常可以达到理想的剂量分布；②它是在一段时间以内持续进行照射，因此在治疗期间可发生亚致死性损伤的修复；③通常在较短的时间内完成治疗，总治疗时间大大短于外照射3。2.1持续低剂量率放疗时的剂量率效应通常所说的剂量率效应是指：实施放射治疗时，每单位剂量生物效应随剂量率降低而下降，这是由于在较长的照射期间发生了亚致死损伤的修复。当剂量率2Gy/min时，在多数真核

4、细胞系统中有生物学意义的照射剂量将在数分钟内完成，在照射过程中极少发生或不发生DNA单链断裂的修复，也观察不到剂量率效应。当剂量率2×10-3Gy/min时，在多数真核细胞系统中有生物学意义的照射剂量将在数小时内才能完成，DNA单链的修复大致是完全的。当剂量率低于2Gy/min高于2×10-3Gy/min时，有生物学意义的照射剂量的给出时间和DNA单链断裂的修复速率常数差不多，可以观察到剂量率效应，表现为剂量率变化时生物效应关系也随之变化。这种变化可以用“4R”来描述，所谓“4R”是指：①亚致死损伤的修复（repairofsublethaldamage）：细胞受照射发生亚致死损伤的

5、修复，它的速率一般为30min到数小时当剂量率从1Gy/min下降到0.1Gy/min时，修复将会修饰放射效应。在LDR治疗时，由于总治疗时间的关系，亚致死性损伤的修复是最重要的因素。②周期内细胞的再分布（redistributionin），照射时间将持续几周时，单次照射会发生有意义的再群体化从而影响放射效应。④乏氧细胞的再氧合（reoxygenation）：它对于肿瘤细胞而言是一个很重要的生物学因素。再氧合在LDR比HDR更有效，特别是那些只进行近距离治疗的病人，这是由于LDR与HDR相比，用LDR乏氧细胞所受的损伤大于分次HDR治疗；而用HDR氧合的肿瘤细胞所受的损伤大于氧合的

6、正常细胞1，2。2.2持续低剂量率放疗时的反剂量率效应在LDR放射治疗中，每单位剂量生物效应随剂量率降低而下降，但临床经验和大量的研究都显示，持续降低照射剂量率，许多细胞系中细胞的死亡率并不是随剂量率的降低平行下降。而是当剂量率下降到某一个临界值时，继续降低剂量率，细胞的死亡率反而明显增加，产生所谓的“反剂量率效应”（inversedoserateeffect）。MitchellCR等4报道，当给予一个低于30cGy/h的持续低剂量率照射时可以观察到明显的反剂量率效应，他以T98G人类胶质细胞作为研究材料进一步研究了当给予一个LDR预照射是否会消除通常观察到的反剂量率效应。结果是当

7、给予一个30cGy/h～60cGy/h，总量5Gy（使用60Co）的预照射后，马上用240-KVpX-射线给予持续低剂量率照射时反剂量率效应没有出现，但间隔4h后重新出现；当给予5cGy/h～10cGy/h，总量2Gy的预照射时，反剂量率效应不受影响。当预照射总量从5Gy逐渐下降到2Gy时，反剂量率效应也在逐渐增强。关于反剂量率效应的产生，目前有如下几种假说：①“G2期阻滞”，有些细胞系如Hela细胞系，在1.54Gy/h的照射后，细胞被阻滞在周期的不同时相而停止分裂