临床放射生物学培训课件

1、临床放射生物学临床放射生物学放射治疗的地位1999年Tubiana 报告45%的恶性肿瘤可以治愈。临床放射生物学2放射治疗的地位1999年Tubiana 报告45%的恶性肿瘤放射肿瘤学的内容放射肿瘤学临床肿瘤学放射物理学放射生物学临床放射生物学实验放射生物学放射治疗学临床放射生物学3放射肿瘤学的内容放射肿瘤学临床肿瘤学放射物理学放射生物学临床放射生物学对放射治疗的影响1.阐明肿瘤和正常组织辐射损伤的机制、过程2.有助于放疗的新的治疗方法的建立3.为前瞻性临床试验提供备选治疗方案临床放射生物学4放射生物学对放射治疗的影响1.阐明肿瘤和正常组织辐射损伤的机放射治疗的两大基本原则最大程度地杀灭肿瘤最

2、大程度地保护正常组织临床放射生物学5放射治疗的两大基本原则临床放射生物学5细胞生物学基本概念在所有生物体中，能独立存在的最小单位是细胞。细胞的结构：细胞核和胞浆。胞浆与放射生物效应的关系较小，细胞核是产生辐射效应的主要部位。临床放射生物学6细胞生物学基本概念在所有生物体中，能独立存在的最小单位是细胞细胞核的主要成分是DNADNA是辐射引起细胞死亡及损伤的主要靶区临床放射生物学7细胞核的主要成分是DNADNA是辐射引起细胞死亡及损伤的主要放射线的生物效应直接作用间接作用临床放射生物学8放射线的生物效应直接作用临床放射生物学8直接作用 Direct action直接作用 射线被生物物质吸收时,直接

3、和细胞关键的靶起作用，靶原子被电离或激发启动一系列生物事件导致生物改变。破坏肌体的核酸、蛋白质和酶等具有生命功能的物质。本质：射线直接造成生物大分子损伤效应高LET射线，如中子或粒子临床放射生物学9直接作用 Direct action直接作用高LET射线间接作用 Indirect action 电离辐射作用于一个原子和分子的同时又直接作用于水，使水分子产生一系列原发辐射分解产物，然后通过这些辐射分解产物再作用于生物大分子，引起后者的物理和化学变化本质：通过水电离。临床放射生物学10间接作用 Indirect action 电离辐射间接作用 Indirect action常见水占生物体重的70左

4、右，细胞80%是水每个 DNA分子，含 1.2X107 个水分子临床放射生物学11间接作用 Indirect action常见临床放射生物学水分子受电离辐射作用时，发生电离和激发作用。 使水分子产生羟自由基(OH)和氢自由基（H）。自由基 发射损伤临床放射生物学12水分子受电离辐射作用时，发生电离和激发作用。 使水放射线对生物体的作用临床放射生物学13放射线对生物体的作用临床放射生物学13一、放射线对生物体的作用方式(一)三阶段作用过程： 任何生物体经照射后均产生一系列的变化过程，这些变化的时间过程有很大差异，以时间过程分可分为三个时相：物理过程化学过程生物阶段临床放射生物学14一、放射线对生

5、物体的作用方式(一)三阶段作用过程：物理过 高速运转的电子以10-18S的速度通过DNA分子及以10-14S的速度穿过哺乳动物细胞，因而产生了一系列的电离和激发的过程。 DNAe-10-18S细胞10-14Se-物理过程： 即包括带电粒子和组成组织的原子之间的相互作用过程。电离、激发临床放射生物学15 高速运转的电子以10-18S的速度通过DNA分子及以其次是化学过程即受到损伤的原子和分子 细胞中其他的结构起快速的化学反应 形成自由基，并参予一系列的反应最后导致电子负荷平衡的重建，自由基反应一般在照射后千分之一秒内完成。临床放射生物学16其次是化学过程即受到损伤的原子和分子 细胞中其他最后是生

6、物阶段大量的占多数的损伤如DNA内的损伤都可以成功的修复仅有较少的损伤不能修复，这些未能修复的损伤最后导致细胞死亡。临床放射生物学17最后是生物阶段大量的占多数的损伤如DNA内的损伤都可以成功的电离辐射生物效应的时标:(The time-scale of effects in radiation biology) 物理过程（10-15秒内结束）。化学过程（DNA残基的存在时间10-3 到10-5）秒）。生物学过程（细胞死亡需数天到数月，辐射致癌作用需数年，可遗传的损伤需经数代才能观察到临床放射生物学18电离辐射生物效应的时标:(The time-scale of 临床放射生物学19 临床放射生

7、物学19 放射线对DNA的损伤：辐射所致DNA损伤主要是DNA链的断裂。其有两种类型的链断裂：单链断裂和双链断裂。单链断裂(SSB)可由一个自由基攻击而产生而双链断裂(DSB)须由两个自由基引起临床放射生物学20 放射线对DNA的损伤：辐射所致DNA损伤主要是DNA链的实验发现细胞死亡的发生和射线所致的SSB数量没有相关性，但和产生的DSB数量有较好的相关性。可见DSB是辐射致死细胞的 关键损伤。临床放射生物学21临床放射生物学21 细胞死亡：两种形式存在 增殖性细胞死亡 间期性细胞死亡临床放射生物学22 细胞死亡：两种形式存在临床放射生物学22增殖性细胞死亡是指细胞受照射后一段时间内，仍继续

8、保持形态的完整，甚至还保持代谢的功能，直至几个细胞周期以后才死亡。这是最常见的细胞死亡形式。临床放射生物学23增殖性细胞死亡是指细胞受照射后一段时间内，仍继续保持形态的完间期性细胞死亡细胞死亡与细胞周期无关死亡一般发生在照射后几小时内以细胞凋亡的形式出现。最典型的间期死亡是淋巴瘤细胞的死亡。在临床上看到唾液腺经照射后很快出现口腔干燥的感觉，为什么？唾液腺的浆细胞的放射生物效应是细胞凋亡临床放射生物学24间期性细胞死亡细胞死亡与细胞周期无关在临床上看到唾液腺经照射两种死亡都依赖于照射剂量前者与剂量呈指数性关系细胞凋亡在剂量1.5-5Gy范围内较敏感及照射后数小时内即可发生。指数关系的特点：增加一

9、定剂量就有一定比例的细胞而不是数量的细胞被杀死临床放射生物学25两种死亡都依赖于照射剂量指数关系的特点：增加一定剂量就有一定在刚放疗结束的病理切片中，发现有形态完整的肿瘤细胞有意义吗？临床放射生物学26在刚放疗结束的病理切片中，发现有形态完整的肿瘤细胞有意义吗？一、细胞存活的概念和存活曲线的绘制 (一)细胞存活的概念 对于有增殖能力的细胞，如造血细胞、离体培养细胞、肿瘤细胞等，凡是保留其增殖能力，能无限产生子代的细胞，称之为存活细胞。临床放射生物学对肿瘤细胞存活可定义为:经放射线作用后细胞仍具有无限增殖能力的细胞。临床放射生物学27一、细胞存活的概念和存活曲线的绘制 (一)细胞存活的概念临相反

10、，细胞在照射后已失去无限增殖能力，即便其形态仍保持完整，有能力制造蛋白质，有能力合成DNA，甚至还能再经过一次或两次有丝分裂，产生一些子细胞，但最终不能继续传代者称为已“死亡”细胞。临床放射生物学28相反，细胞在照射后已失去无限增殖能力，即便其形态仍保持完整，按照细胞存活定义，放射治疗效果主要是根据是否残留有无限增殖能力的细胞，而不是要求瘤体内的细胞达到全部破坏。因此，在刚放疗结束的病理切片中，发现有形态完整的肿瘤细胞有意义吗？不一定证明是有临床意义的肿瘤残留。临床放射生物学29按照细胞存活定义，放射治疗效果主要是根据是否残留有无限增殖能肿瘤的放射生物学临床放射生物学30肿瘤的放射生物学临床放

11、射生物学30肿瘤内细胞的分类：增殖细胞 Proliferating cell, P静止细胞 Quiescent cell, Q G0期细胞,临床上肿瘤复发的根源无增殖能力的衰老细胞 死亡细胞 破碎细胞临床放射生物学31肿瘤内细胞的分类：增殖细胞 Proliferating ce(一)人体肿瘤的生长动力学 Collins 1956年首次测定人体肿瘤生长速度 肿瘤倍增时间（doubling time, TD）在病人与病人间差异很大 人体肿瘤TD ：4天年以上，中位数三个月对比之下，在同一病人身上的所有转移灶却有类似生长速度。临床放射生物学32(一)人体肿瘤的生长动力学 Collins 1956年组

12、织类型和生长速度之间肯定有相关性: 胚胎性肿瘤，27天；恶性淋巴瘤，29天； 中胚层肉瘤，41天；鳞状细胞癌，58天； 腺癌，82天。此外，分化程度似乎和倍增时间也有关，分化差的癌一般进展较快。临床放射生物学33组织类型和生长速度之间肯定有相关性:临床放射生物学33基本概念2）肿瘤的生长速度 对肿瘤生长速度的描述包括如下参数： 临床放射生物学34基本概念2）肿瘤的生长速度临床放射生物学34肿瘤的体积倍增时间 （tumor volume doubling time,Td )由3个主要因素决定：细胞周期时间（the cell cycle time)生长比例 (the growth fraction

13、)细胞丢失速率（the rate of cell lose)临床放射生物学35肿瘤的体积倍增时间临床放射生物学35细胞周期与TD 细胞周期时间（Tc）：细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的时间间隔。临床放射生物学36细胞周期与TD 细胞周期时间（Tc）：细胞从一次分裂结束到下生长比例 （Growth fraction, GF） PGF = P+Q临床放射生物学37生长比例 （Growth fraction, G生长比例与TD人体肿瘤的生长比例：3080%恶性淋巴瘤和胚胎癌的生长比例：90% 腺癌仅为6%左右。早期，肿瘤体积较小，GF较大，对放射较敏感。 晚期，肿瘤体积增大，GF变小，肿瘤对放射

14、治疗 常不敏感。 临床放射生物学38生长比例与TD人体肿瘤的生长比例：3080%临床放射生物学肿瘤的生长速度潜在倍增时间（potential doubling time,Tpot)指假设在没有细胞丢失情况下肿瘤细胞群体增加一倍所需的时间（Steel ,1977)。 Ts Tpot = _ LI Ts：s期持续时间，LI：标记指数， ：校正系数（0.7-1.0）临床放射生物学39肿瘤的生长速度潜在倍增时间（potential doubli细胞丢失与TD 肿瘤生长是细胞分裂增殖与细胞丢失之间平衡的结果。正常组织中，细胞丢失率为100% 肿瘤组织中细胞丢失率106/cm3，显微镜下可发现的微小病灶

15、6065Gy临床可见或可触及的肿瘤病灶 65Gy以上临床放射生物学43肿瘤细胞数106/cm3，显微镜下可发现的微小病灶临床放射照射后肿瘤体积与预后放射治疗可治愈性和肿瘤消退之间没有严格的相关性。因肿瘤缩小很快而降低照射剂量是错误的。在同一类型的肿瘤内，治疗结束时，肿瘤已完全消退的病人局部控制的可能性较大。临床放射生物学44照射后肿瘤体积与预后放射治疗可治愈性和肿瘤消退之间没有严格的靶学说与/模式生物剂量等效换算的数学模型临床放射生物学45靶学说与/模式生物剂量等效换算的数学模型临床放射生物学(一)单击模型在一个靶中发生一次电离事件，产生所期 望的生物效应，称为一次击中或单击。假定生物大分子或

16、细胞中只有一个敏感靶区，被电离粒子击中一次，即足以引起生物大分子的失活或细胞的死亡，这就是所谓的单击(Single-hit)效应。 临床放射生物学46(一)单击模型在一个靶中发生一次电离事件，产生所期 望的生辐射所引起的DNA内的损伤数比那些最后导致细胞死亡的损伤数要大得多。一个可导致平均每个细胞有一次致死事件的照射剂量将杀死63的细胞，而剩下的37还是有活性的。这个剂量被称为平均致死剂量(Do)。临床放射生物学47辐射所引起的DNA内的损伤数比那些最后导致细胞死亡的损伤数要MicrobeamBiological and Environmental ResearchLow Dose Radia

17、tion Research ProgramAlpha Hits for Cell TransformationEach cell hit by one particleAverage of one particle/cellMiller et al.1999临床放射生物学48MicrobeamBiological and Enviro靶学说 致电离辐射对生物靶的击中是一种相互独立的随机事件，符合泊松分布（poisson distribution）的规律 Se-D/D0 S为细胞存活分数；e为自然对数的底，数值是2.718；D为照射剂量；D0为平均致死剂量，其定义是每个靶平均被击中一次的照射剂量

18、。 临床放射生物学49靶学说 致电离辐射对生物靶的击中是一种相 给予平均致死剂量的照射时，D=D0，Se-10.37。此时平均每个细胞被击中一次，似乎细胞应该全部死亡，但实际情况只有63的细胞死亡，37的细胞存活。Se-D/D0临床放射生物学50 给予平均致死剂量的照射时，D=D0，Se-10.37这是因为生物靶被射线击中是一个随机过程，当100个细胞平均受到1次打击时，有37个未被击中，37个被击中1次，18个被击中2次，6个被击中3次，偶有个别细胞被击中4-5次，总的次数是100，但有37的细胞幸存。如果给予2个D0剂量的照射，则S0.370.3713.7，依次类推，这就是射线杀灭细胞的指

19、数规律。、临床放射生物学51这是因为生物靶被射线击中是一个随机过程，当100个细胞平均受靶学说临床放射生物学52靶学说临床放射生物学52靶学说单击单靶情况只存在于生物大分子和低级生物，如某些小病毒和细菌。哺乳动物细胞的辐射杀灭机制比低等生物复杂得多，常用单击多靶学说来解释，这一学说认为，在细胞内有多个（n）能够独立承受亚致死损伤的靶，在一次照射中直至n-1个靶被击中，细胞仍能够修复其损伤而存活下去，但n个靶同时灭活则造成细胞死亡。 临床放射生物学53靶学说单击单靶情况只存在于生物大分子和低级生物，如某些小病毒线性二次模型Thames和Bentzen于80年代提出 LQ模型以DNA双链断裂造成细

20、胞死亡为理论依据 由一个辐射粒子在通过相互靠近的DNA双链处一次将其击断,这种方式产生的DNA断裂数直接与吸收剂量成正比,S= e-D 两个辐射粒子途经DNA双链附近,各产生一个彼此很靠近的单链断裂,这种方式产生的DNA断裂数直接与吸收剂量的平方成正比, S=e-D2临床放射生物学54线性二次模型Thames和Bentzen于80年代提出临床放线性二次模型 也就是说：假定辐射引起的细胞死亡：一种方式为射线一次击中两条链，其生物效应与照射剂量成比例，以d表示；另一种方式为射线分别击中两条链，其生物效应与照射剂量的平方成比例，以d2表示。临床放射生物学55线性二次模型 也就是说：假定辐射引起的细胞

21、死亡：临床放射生线性二次模型任何类型辐射效应造成的细胞杀灭都是 总的生物效应为两者之和，即S S Se-D e-D2e -(DD2) 单击致死性杀灭 （型）亚致死性损伤累积杀灭 （型）临床放射生物学56线性二次模型任何类型辐射效应造成的细胞杀灭都是单击致死性杀灭线性二次模型当一次照射引起的上述两种效应相等时，则D=D2，/D。因此，/代表的是这样一个剂量，在此剂量照射时线性部分（D）对放射效应的贡献与平方部分（D2）的贡献相同，其单位是Gy。临床放射生物学57线性二次模型当一次照射引起的上述两种效应相等时，则D=DLQ模型推导LQ模型基本表达式 Se -(DD2) 等式取对数 lnS（DD2）

22、设分次照射中放射生物效应（E）为细胞死亡的累积，则E（DD2）。对于分割次数为n次的照射，则En（dd2）nd（d）D（d）等式除以 E/D（1d/）D1d/(/) 临床放射生物学58LQ模型推导LQ模型基本表达式 Se -(DD2)LQ模型推导E/即为生物效应等同剂量（biologically equivalent dose, BED），式中影响放射生物效应的因素有总剂量D、分割剂量d和/值 。BED对衡量生物效应很有用。E/D1d/(/) 临床放射生物学59LQ模型推导E/即为生物效应等同剂量（biological总剂量对放射效应的影响不言而喻，分割剂量对放射生物效应的影响与组织的/值密切

23、相关，式中d/(/)反映的是分割剂量的变化对不同/值组织的影响，即分割放射敏感性，称为单位剂量相对生物效应（relative effectiveness per unit dose, RE）。 E/D1d/(/) 临床放射生物学60总剂量对放射效应的影响不言而喻，E/D1d/(/LQ模型的衍生公式 LQ模型的基本公式仅在以下假设成立时方可应用 每次照射后的亚致死性损伤完全修复； 每次照射产生的生物效应相似； 在疗程中没有细胞的增殖； 细胞周期的自我增敏忽略不计。 临床放射生物学61LQ模型的衍生公式 LQ模型的基本公式仅在以下假设成立时方可LQ模型的衍生公式 LQ模型必须加入不完全修复因子（H

24、m）和反映细胞增殖因素的时间因子f(T)才符合临床放疗的实际情况临床放射生物学62LQ模型的衍生公式 LQ模型必须加入不LQ模型的衍生公式总的效应 BEDD1+d(1+Hm)/(/)-(0.693/)(T-Tk)/TpotT为总疗程时间；TK为从第一次照射到加速再增殖开始的时间，文献报道为1-30天，通常取14天；Tpot为潜在倍增时间 临床放射生物学63LQ模型的衍生公式总的效应临床放射生物学63二、/比值 表示引起细胞杀伤中单击和双击成分相等时的剂量，以吸收剂量单位Gy表示。 /比值的意义在于反映了组织生物效应受分次剂量改变的影响程度。D=D2，/D临床放射生物学64二、/比值 表示引起细

25、胞杀伤中单击和双击成分相等时表1 正常组织的/值组织/（Gy）*早反应组织皮肤(脱皮)9.4(6.114.3)11.7(9.115.4)21(16.227.8)毛囊（脱皮）7.7(7.48)5.5(5.25.8)唇粘膜（脱皮）7.9(1.825.8)小肠（克隆）7.1(6.87.5)结肠（克隆）8.4(8.38.5)睾丸（克隆）13.9(13.414.3)脾（克隆）8.9(7.510.9)晚反应组织脊髓（瘫痪）2.5(0.77.7)颈段3.4(2.74.3)胸段4.1(2.26.5)腰段5.2(210.2)脑（LD50/10月）2.1(1.114.4)眼（白内障）1.2(0.62.1)临床放射

26、生物学65表1 正常组织的/值组织/（Gy）*早反应组织皮 早反应组织和大多数肿瘤的/值大（10Gy左右） 晚反应组织/值小（约3Gy）。BEDD1d/(/) 临床放射生物学66 早反应组织和大多数肿瘤的/值大（10Gy左右）B早反应组织是指机体内那些分裂、增殖活跃并对放射早期反应强烈的组织。如肿瘤组织、上皮、粘膜、骨髓、精原细胞等。机体内那些无再增殖能力，损伤后仅以修复代偿其正常功能的细胞组织，称为晚反应组织，如脊髓、肾、肺、肝、皮肤、骨和脉管系统等。临床放射生物学67早反应组织是指机体内那些分裂、增殖活跃并对放射早期反应强烈的 分次放射治疗的生物学基础 放射治疗从一开始就基本上是分次治疗的

27、模式临床放射生物学68 分次放射治疗的生物学基础 放射治疗从一开始分次放射治疗方式常规分割方式(1.8-2Gy/次,5次/周) 1920年,Coutard创立非常规分割方式！临床放射生物学69分次放射治疗方式常规分割方式(1.8-2Gy/次,5次/周)影响分次放射治疗的生物学因素“4Rs”放射损伤的修复(repair of radiation damage)周期内细胞的再分布(redistribution within the cell cycle)氧效应及乏氧细胞的再氧合(oxygen effect and reoxygenation)再群体化(repopulation)。！临床放射生物学7

28、0影响分次放射治疗的生物学因素“4Rs”放射损伤的修复(rep辐射致细胞损伤的分类致死性损伤（ lethal damage, LD）亚致死性损伤（ sublethal damage, SLD）潜在致死性损伤（potential lethal damage, PLD）临床放射生物学71辐射致细胞损伤的分类致死性损伤（ lethal damage(二)亚致死性损伤的修复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，细胞在3小时内完成这种修复。定义：指将某一既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。 临床放射生物学72(二)亚致死性损伤的修复19

29、59年Elkind发现，当细胞受1亚致死损伤的修复受许多因素影响多数情况下可用T1/2为1.5小时来估算，如果两次照射间隔为6小时，正常组织经过4个T1/2后已经修复了93.75%的亚致死损伤所以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，以利于亚致死损伤的完全修复临床放射生物学731亚致死损伤的修复受许多因素影响临床放射生物学73意义：分次剂量对晚反应组织有保护作用临床放射生物学74意义：分次剂量对晚反应组织有保护作用临床放射生物学74因为在肿瘤放疗中，晚反应组织损伤是限制肿瘤剂量提高的主要因素之一：晚反应组织的亚致死损伤修复能力早反应组织。在一定范围内，减少分割剂量可提高

30、晚反应组织的耐受量，而对早反应组织和肿瘤组织的杀灭效应没有明显影响。临床放射生物学75因为在肿瘤放疗中，晚反应组织损伤是限制肿瘤剂量提高的主要因素所以大分次剂量对晚反应组织更为有害。持续的较低的分次剂量可使晚反应正常组织比早反应正常组织及肿瘤受较少损伤。 临床放射生物学76所以大分次剂量对晚反应组织更为有害。临床放射生物学76亚致死损伤的修复和分割剂量Lee等报道621例鼻咽癌每次照射4.2Gy，2次/周，总剂量50.4Gy，10年颞叶坏死发生率18%另一组320例，2.5Gy,4次/周,总剂量60Gy,10年颞叶坏死发生率仅5%。临床放射生物学77亚致死损伤的修复和分割剂量Lee等报道621

31、例鼻咽癌每次照射2潜在致死损伤的修复：指照射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既定剂量照射后细胞存活比例的现象。临床放射生物学782潜在致死损伤的修复：指照射后改变细胞的环境条件，因潜在致此种修复对临床放疗很重要。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： 即放射敏感的肿瘤潜在致死损伤修复不充分，而放射耐受肿瘤具有较充分的潜在致死损伤修复机制。临床放射生物学79此种修复对临床放疗很重要。临床放射生物学79二、周期内细胞的再分布 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。临床放射生物学80二、周期内细胞的再分布 离体培养细胞实验表明，处于不

32、同周期细胞增殖周期M 、G2期最敏感S期的细胞(特别是晚S期)抵抗临床放射生物学81细胞增殖周期M 、G2期最敏感S期的细胞(特别是晚S期)抵抗处于S期的细胞(特别是晚S期)是耐受的处于G2和M期的细胞是最放射敏感的，可能是G2期细胞在分裂前没有充足的时间修复放射损伤。临床放射生物学82处于S期的细胞(特别是晚S期)是耐受的临床放射生物学82再分布现象 一般认为，分次放疗中存在着处于相对放射抗拒时相的细胞 放射敏感时相移动的再分布现象，这有助于提高放射线对肿瘤细胞杀伤现象如果不能进行有效的细胞周期内时相的再分布，则也可能成为放射抗拒的机制之临床放射生物学83再分布现象 一般认为，分次放疗中存在

33、着处于相对放射抗细胞周期时相的再分布效应 因早期反应的肿瘤和正常组织都具有这一“自身增敏”效应，而 晚反应组织不具备这一特征。 意义： 细胞周期再分布提高了晚反应正常组织与肿瘤的治疗差异。临床放射生物学84细胞周期时相的再分布效应 细胞周期再分布提高了晚反应正常组织三、氧效应及乏氧细胞的再氧合（oxygen effect and reoxygenation）(一)氧的重要性：早期的研究发现，细胞对电离辐射的效应强烈地依赖于氧的存在临床放射生物学85三、氧效应及乏氧细胞的再氧合（oxygen effect a氧效应 人们把氧在放射线和生物体相互作用中所起的影响，称为氧效应。 实验表明，氧效应只发

34、生在照射期间或照射后数毫秒内。随着氧水平的增高放射敏感性有一个梯度性增高，最大变化发生在0-20mmHg临床放射生物学86氧效应 人们把氧在放射线和生物体相互作用中所起的影(二)肿瘤乏氧：实体瘤的生长需要不断地诱导血供，这个过程称之为血管生成。 如不能满足肿瘤生长中的需要，因此造成营养不良和供氧不足区域，乏氧细胞便存在这些区域，但这些乏氧细胞仍是有活力的。临床放射生物学87(二)肿瘤乏氧：实体瘤的生长需要不断地诱导血供，这个过程称之Vascular supply and tumor growthBlood Oxygenated Hypoxic NecrosisVessel Cells Cell

35、s Apoptosisoxygen Labelling index 35% 20% 10% 0%临床放射生物学88Vascular supply and tumor growA NOVEL TO OVERCOME HYPOXIC TUMOR RESISTANCECu-ATSM-GUIDED IMRT临床放射生物学89A NOVEL TO OVERCOME HYPOXIC 临床实验已间接地证明人实体肿瘤有乏氧细胞存在，并能影响放射效应。临床放射生物学90临床实验已间接地证明人实体肿瘤有乏氧细胞存在，并能影响放射效(三)乏氧细胞的再氧合:那些处于即将坏死边缘部位的细胞但仍有一定活力的细胞称为乏氧细

36、胞直径500010000全乳肺急,慢性肺炎30003500100cm215002500全肺毛细血管扩张,硬化50006000700010000心脏心包炎,全心炎4500550060%骨及软骨儿童 生长受阻,侏儒10003000整块骨或10cm2 成人坏死,骨折,硬化600010000整块骨或10cm2脑梗死,坏死60007000全脑梗死,坏死7000800025%脊髓梗死,坏死450005500 10cm临床放射生物学129表2（续）各类正常组织放射耐受量（cGy）器官损伤1%-5%临床放射生物学130临床放射生物学130临床放射生物学培训课件Park KF. et al Radiograph

37、ics 20:83-98, 2000毛玻璃样变 斑片状实变临床放射生物学132Park KF. et al Radiographics 2第十一节 改变放射效应的措施临床放射生物学133第十一节 改变放射效应的措施临床放射生物学133 增加对肿瘤细胞的杀伤(增敏剂) 保护正常组织不受或少受射线影响(防护剂) ，从而可以增加放射剂量达到杀伤更多肿瘤细胞的目的。一、改变放射效应的方法临床放射生物学134 一、改变放射效应的方法临床放射生物学134 靶区剂量升级和治疗增益TCP/NTCP & Therapeutic Ratio DoseProbabilityP&A-RTSensitizerTCPNTCPTR临床放射生物学135 靶区剂量升级和治疗增益TCP/NTCP & Therap二、增加肿瘤放射敏感性的措施 (一)克服乏氧细胞放射抗