放射生物学讲义

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1、临床放射生物学基础临床放射生物学基础重庆医科大学附属第一医院肿瘤科重庆医科大学附属第一医院肿瘤科第一章概述放射肿瘤学由四部分组成：放射治疗物理学、临床放射生物学、放射技术学、放射肿瘤学临床。放射治疗物理学：用什么？如何应用？临床放射生物学：为什么？如何应用？放疗技术学：研究具体运用各种放射源或设备治疗病人，射野设置定位技术摆位技术；放射肿瘤学临床：物理学、生物学结合肿瘤学放射生物学主要研究放射线对生物体的作用，观察不同质的放射线照射后的各种生物效应以及不同内、外因素对生物效应的影响。临床放射生物学研究和探讨人类肿瘤及正常组织在放射

2、治疗中的生物学问题。根据临床放射生物学理论阐述放射治疗原理，探讨影响肿瘤和正常组织对放射线反应性的生物学因素，寻找减少放射治疗副反应的办法和措施。目标：从应用基础研究角度为临床放射治疗医师设计和改进治疗方案提供思路和研究依据。临床放射生物学在放射治疗中的作用概念为放射治疗提供理论基础，确认放射线对肿瘤和正常组织的作用机制及其受照射后的生物体构成反应的过程。DNA损伤及修复；肿瘤乏氧细胞；肿瘤细胞再氧合；肿瘤干细胞再群体化等治疗策略的实证研究放射生物学的作用是为治疗方法的改变提供生物学方面的定量性资料。加速治疗；超分割治疗；大分割治

3、疗；乏氧细胞增敏剂；IMRT；高LET放射治疗等个体化放射治疗方案的研究和设计tailoredtherapy“个体肿瘤放射敏感性预测”其意义在于制定个体化放疗方案提供基础。放射敏感的肿瘤可降低分次剂量同时化疗；放射抗拒的肿瘤可加大分次剂量和应用放射增敏剂使患者受益。目前尚不能完全准确、可靠地预测个体肿瘤的治疗反应性，预测放射敏感性是放射治疗的“holygrail”.第二章电离辐射对生物体的作用辐射生物效应的时间标尺thetime-scaleofeffectinradiationbiology不同水平生物效应的发生时间、顺序和过程。

4、物理阶段：带电粒子和组织细胞的原子之间相互作用化学阶段：受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。特点：清除反应之间的竞争(灭活自由基的巯基化合物，固定反应等)。生物阶段：包括所有的激发过程，如损伤修复/细胞死亡等正常组织早反应：皮肤粘膜破损、肠粘膜裸露、造血系统损伤晚反应：皮肤毛细血管扩张、软组织或脏器得到纤维化、中枢神经受照射部位损伤和血管损伤辐射致癌电离辐射的直接作用和间接作用直接作用（directactionofradiation）是任何射线(X线、带电或不带电粒子）在被生物物质吸收时，直接和细胞关键的靶起作

5、用，靶的原子被电离或激发，从而启动一系列的事件导致生物改变。高LET射线主要是直接作用。间接作用（indirectactionofradiation）射线在细胞内和另一个原子或分子相互作用产生自由基，它们可以扩散一定距离达到一个关键的靶并造成损伤，称之为间接作用。即射线先作用于关键靶的周围结构，其分解产物再作用于关键靶。X射线的间接作用,从入射光子的吸收到最终生物效应的产生入射X射线光子快速电子离子自由基自由基由化学键断裂引起的化学变化生物效应射线质与相对生物效应线性能量传递（LET,linearenergytransmissio

6、n)射线与生物分子相互作用产生电离而发生的能量转换。以射线沿径迹1u所消耗的能量表示，单位为KeV/u。LET=dE/dL高LET射线：质子、中子低LET射线：直线加速器产生的X线和钴机产生γ线它的大小与电离性粒子的质量平方成正比，与速度成反比。它代表射线的质。相对生物效应(relativebiologyeffectiveness)：不同LET射线在相同剂量条件下，可产生不同的生物效应。以250KVX线或钴机产生γ线的生物效应为基础，某种射线产生与之相同的生物效应所需要的剂量比值。产生某种生物效应所需的X线剂量RBE=产生同种效应

7、所需的有关射线剂量LET与相对生物效应一般LET值越大的射线，其相对生物效应越大。同样LET的射线，单次照射与分次照射相对生物效应不同。在分割照射时，高LET射线对细胞的损伤都是致死性的；低LET射线造成的损伤部分是非致死性的。随着LET继续增高，RBE反而下降，这与高LET射线存在超杀效应（overkilleffect）有关。第三章：电离辐射的细胞效应辐射诱导的DNA损伤及修复DNA的链断裂单链断裂：离体DNA受照射后约90%为单链断裂；活体DNA受照射后比例更高。单链断裂后可以按照DNA的碱基配对原则修复（如此时发生错误修复，

8、可产生突变）。双链断裂：离体DNA受照射后约10%为双链断裂；活体DNA受照射后比例更低。双链断裂后，由于模板的消失，一般不能修复。注意断裂部位：如断裂部分彼此分开（间隔一段距离），可以修复；断裂在对侧互补碱基位置或仅隔几个碱基，发生真正双链断裂，