《肿瘤放射治疗学》PPT课件.ppt

,肿瘤放射治疗学 总论及生物学基础,2008年,Jemal A, et al. CA Cancer J Clin 2011; 61:6990,新发病例 新发死亡 (百万) (百万) 男性 6.6 4.2 女性 6.0 3.4 总计 12.7 7.6,恶性肿瘤的全球统计,2005年上海市恶性肿瘤统计,标化发病率188/106，新发病例4.6万（男性54%），每千人中3人以上罹患癌症 三万人因癌症死亡（男性60%），居心脑血管疾病后第二位死因，每千人中2人以上因癌症而死亡 累计约18万存活着的癌症患者，每百人中就有超过1人是癌症患者,上海预防医学杂志 20(8): 421,肿瘤治疗总体概况,Bentzen SM, et al., Radiother Oncol 2005; 75: 355365 Delaney G, et al Cancer 2005; 104: 11291137,52%-70%的患者需要接受放射治疗,放射治疗 (Radiation Therapy, RT),利用电离射线(Ionizing Beam)治疗疾病,特别是各类恶性肿瘤的临床学科,故亦可称放射肿瘤学-Radiation Oncology 放射物理 放射生物 肿瘤放射治疗学 临床放疗,1895年 Roentgen 发现X线,12/22/1895,阴极射线管,1896年 第一例放射治疗 1920s X线治疗喉癌 镭治疗宫颈癌 1930s Courtard 建立了分次放射治疗的方法 1950s 钴-60治疗恶性肿瘤 1970s CT应用肿瘤诊断和治疗 加速器治疗恶性肿瘤 模拟定位机应用 1980s MRI应用肿瘤诊断和放射治疗 放射治疗计划系统(TPS)应用 1990s 适形放射治疗及调强放射治疗(IMRT) CT模拟机,一.放射生物学基础,放射物理 放射生物 肿瘤放射治疗学 临床放疗,放射治疗,物 理 手 段,生 物 效 应,光子射线 X 射线 射线,粒子射线 电子线(线) 粒子 中子 负介子 质子,线性能量传递(LET) 单位轨迹上能量传递的水平 低LET射线: X射线 (10kev/m) 射线 电子线 高LET射线: 中子 (10kev/m) 粒子 负介子,x、 射线 光电效应 康普顿效应 对电子效应,电离射线与物质的相互作用,电子线 电离 激发 韧致辐射,电离射线的剂量吸收,射线与（穿射）物质相互作用，其能量被物质吸收 单位：Gy(格雷，Gray) 1 Gy =100cGy =100rad=1J/Kg,1 Gy = 1 J/Kg,60J 1Kg水 水温 0.012 0C 60 Gy 人 ?,1 Gy = 1 J/Kg,60J 1Kg水 水温 0.012 0C 60 Gy 人 死亡,放射生物学,探讨放射线与生物体的相互作用，即放射线对肿瘤组织和 正常组织的效应，以及这两类组织被照射后所起的反应 主要在三个层面推动放射肿瘤学的发展： 1）判明机制，提供理论基础，如对乏氧和DNA损伤修复机制 的阐述 2）发展新的治疗策略，如乏氧增敏剂、非常规放疗 3）放疗的模式研究，即疗效或损伤预测模式和各类不同照射 方式之间合理切换模式的研究,辐射作用的时相,物理过程-能量吸收 电离和激发（10-16至10-12秒） 化学过程-自由基形成 损伤出现（10-12至10-2秒） 生化过程DNA受损 损伤修复/无法修复/错误修复（1秒至数小时） 生物过程（数小时至十数年） - 细胞死亡(肿瘤控制，晚期损伤)，第二原发肿瘤,细胞水平生物学,整体水平生物学,分子生物学,1.1 分子水平的放射生物效应,射线作用的靶,DNA,射线引致 DNA损伤,利用由钋产生的 粒子进行的微束实验显示：细胞核是辐射敏感部位,DNA是主要的靶点,Polonium, particles,0,10m,Scale of cell and needle,直接作用： 任何形式的辐射，如X或射线等被生物体吸收，直接作用于细胞的关键靶区，使靶自身被激发或电离，从而产生一系列的生物改变。 间接作用： 辐射作用于细胞中的其他原子或分子（通常是水），产生自由基，由自由基作用使靶产生损伤。,射线的直接和间接作用,射线作用的分类,射线直接 破坏DNA,直接作用,射线产生的 自由基破坏DNA,间接作用,H+ OH-,照射对克隆源细胞体外存活的影响,X,X,存活细胞定义：有形成集落的能力，即分裂生长成50个细胞的能力，也称为“集落形成” coloning forming,受损伤细胞的转归,凋亡 分裂死亡 分裂畸变 不能分裂, 但保持生理功能 分裂一代或几代 失去分裂能力 没有改变或改变很少 加速再增殖,1.2 细胞水平的放射生物效应,G0- 静止期 G1- DNA合成前期 S - DNA合成期 G2- DNA合成后期 M - 有丝分裂期,细胞周期,G0、S期相对不敏感 G1期相对敏感 G2、M 期敏感,放射生物学中的五个R,放射损伤的修复(repair) 细胞周期再分布(redistribution) 再充氧(reoxygenation) 再增殖(repopulation) 放射敏感性(rediosensitivity),放射损伤的修复,亚致死性损伤的修复 潜在致死性损伤的修复,细胞周期的再分布,细胞周期有不同的放射敏感性 敏感细胞杀灭，不敏感细胞进入敏感期,再充氧,乏氧细胞的放射敏感性较富氧细胞低2.5-3倍 分次放射治疗后，富氧细胞杀灭，乏氧细胞再充氧，放射敏感性增加,血 管,氧浓度,富氧,乏氧,坏死,再增殖,正常组织修复损伤、增殖 肿瘤组织加速再增殖 -克服：加速超分割，加用化疗等等 放疗的原理：肿瘤和正常组织在增殖和修复能力上的差异,增殖的 肿瘤 细胞,放射敏感性的概念,肿瘤细胞对放射线的反应，包括肿瘤退缩的速度和程度。 包括肿瘤和正常组织对放射作用的相对反应 放射敏感性与肿瘤的增殖能力成正比，与细胞的分化程度成反比,放射敏感性的分类,高度敏感：精原细胞瘤、白血病、恶性淋巴瘤 中度敏感：基底细胞癌、鳞状细胞癌、非小细胞肺癌 低度敏感：大部分脑瘤、软组织肿瘤、骨肉瘤及恶性黑色素瘤,放射敏感性与放射治愈性,放射敏感性与放射治愈性,不存在明确的相关性 放射敏感高的肿瘤往往分化程度低，恶性程度较高，容易发生远处转移，未必具有可治愈性,喉鳞癌血管内侵犯,1.3 细胞存活曲线及早、晚反应组织,细胞杀灭的“靶学说”,细胞的DNA双链中的某一特定区域存在关键位点即存在所谓的靶 靶受到放射损伤后将直接或间接引起细胞死亡 “单击单靶杀灭”：假设单次打击细胞内的单个关键靶点即可引起细胞的死亡（又称为型细胞死亡） “单击多靶杀灭” ：假设细胞内有n个靶, 只有把n个靶全部打中, 细胞才会死亡(又称型细胞死亡),细胞存活曲线及数学模型,稀疏电离,密集电离,早、晚反应组织生物学特点,根据细胞增殖动力学，可把正常组织和肿瘤分成二大类，在临床上直接表现为放射反应出现时间的早晚。 增殖快的为早期反应组织或肿瘤，如皮肤和小肠上皮细胞等，增殖慢的为晚期反应组织或肿瘤如CNS，肺等组织。,晚反应组织,早反应组织,人肿瘤及正常组织的 / 比值,大部分肿瘤的 / 比值与早反应组织 接近或略大于早反应正常组织,分割量与细胞生存,细 胞 存 活 率,单次剂量,高/值：早反应组织 大部分恶性肿瘤,低/值：晚反应组织 增殖缓慢的恶性肿瘤,A,B,二.放疗临床总论,2.1 放疗的方式,放射治疗方式,外照射，或称远距离放射: 放射源位于体外一定距离, 集中照射某一处组织, 是最常用的方式 内照射，或称近距离放射：指放射源密闭后直接放在人体表面、自然腔道内或组织内,前列腺癌的外照射与内照射,四野外照射,后,前,I125粒子植入内照射,前列腺轮廓,I125粒子,1,2,3,4,2.1 放疗分类,放射治疗分类,根治性放疗-患者可生存较长时间,且无严重的后遗症 姑息性放疗-以解除病人痛苦，提高生存质量为目的，如清洁溃疡、解除疼痛或压迫,放射治疗为首选根治疗法,1. 颜面部皮肤癌 2. 鼻咽癌 3. 扁桃体癌、口咽癌,放射治疗为主要治疗,口腔癌(除齿龈癌以外) 喉癌 精原细胞瘤 乳癌 Hodgkin氏淋巴瘤与非Hodgkin淋巴瘤 宫颈癌 食管癌 肺癌,姑息性放射治疗 (Palliative RT),对象: 无法治愈的晚期癌