• 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。（能被增敏剂 和防护剂修饰）
1.2 细胞水平的放射生物效应
细胞周期
• G0--- 静止期 • G1--- DNA合成前
期 • S --- DNA合成期 • G2--- DNA合成后
期 •• M G0-、--S有期丝相分对裂不期敏感 • G1期相对敏感 • G2、M 期敏感
• 肿瘤细胞的再群体化往往在疗程开始后的2-3周出现，所以 不能随意降低每次放疗剂量和延长疗程时间。
• 正常组织修复损伤、增殖 • 肿瘤组织加速再增殖
放疗的原理： 肿瘤和正常组织在增殖和修复能力上的差异
化疗增敏的机制：
1、5-Fu等：杀灭对放射线相对抗拒的S期细胞，抑 制肿瘤细胞DNA的放射损伤修复，以及通过影响细 胞周期重分布使周期敏感的细胞成分增加。
一、放射生物学基础
放射治疗
物
生
理
物
手
效
段
应
粒子辐射
电子线(线) 粒子 中子 负π介子 质子
电磁辐射
X 射线
射线
线性能量传递(LET)
放射线在单位长度上传递给物质 的能量
低LET射线: X射线 (<10kev/μm) 射线
电子线
高LET射线: 中子、质子 (≥10kev/μm) 粒子
负π介子
电离射线的剂量吸收
多叶光栅（Multileaf collimator——MLC )
2.2 调强适形放射治疗 Intensity Modulation Conformal
Radiation Therapy, IMRT
为什么要引入调强放疗？
三维适形放疗及之前的放疗方式使用的都是 强度几乎一致的射线，而肿瘤本身的厚度是不 均一的，因此造成肿瘤内部剂量分布不均。为 了实现肿瘤内部剂量均匀，就必须对射野内的 射线强度进行调整。
氧效应
细胞氧分压的大小能影响细胞的放射敏感性。
氧通过辐射所诱发的自由基而增加细胞的损伤 ，造成不可修复的生物化学变化，引起了加强 放射效应的作用。
在无氧状态下，细胞的放射敏感性约为有氧状 态下的1/3。
常规分割放射治疗
• 常规分割放射治疗：2Gy/次，1次/日，5日/周。 • 是数十年来的经验方案，是最基本和最常用的放
• 乏氧细胞的放射敏感性
氧浓度
较富氧细胞低约3倍
• 分次放射治ห้องสมุดไป่ตู้后，富氧
细胞杀灭，乏氧细胞再
血
充氧，放射敏感性增加
管
富氧
坏死 乏氧
再增殖（再群体化） Repopulation
• 在肿瘤体积不断消退的同时，残存的10%存活克隆源性细胞 已在快速成长。
• 进行分割照射时，每次照射量不可能达到破坏全部肿瘤细 胞的目的，肿瘤细胞的再增殖是不可避免的。
放疗中的凹形靶区，只有用调强方法才能得 到这种形状的高剂量分布，而周围正常组织剂 量很小。
▪ IMRT技术把一束射线分解为几百束细小的射线 ，分别调节每一束射线的强度，射线以一种在时 间和空间上变化的复杂形式进行照射。
2、铂类：抑制受损肿瘤细胞DNA的修复；增加乏 氧细胞的敏感性。
3、紫杉醇类：促使微管聚合，抑制解聚，使细胞阻 滞在G2-M期。
二、三维适形、调强放疗
2.1 三维适形放射治疗
3-dimensional conformal radiation therapy 3DCRT
▪ 理想的放射治疗技术应是按照肿瘤形状给靶区 很高的致死量，而靶区周围的正常组织不受到 照射。
射治疗方法。
分次放疗的生物学基础—— 放射生物学中的4Rs
• 放射损伤的修复(repair) • 细胞周期再分布(redistribution) • 乏氧细胞再氧合(reoxygenation) • 再增殖(repopulation)
放射损伤的修复Repair
• 影响分次放射反应中最常见的生物现象是亚致死损伤的 修复能力。
• 射线与（穿射）物质相互作用，其能量 被物质吸收
• 每单位质量吸收的能量单位：Gy • 1 Gy =100cGy =100rad=1J/Kg， 即1kg被辐照的物质吸收1J的能量为1Gy
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
适形放射治疗定义
适形放射治疗为一种治疗技术，使得： 高剂量区的形状在三维方向上 与靶区（病变）的形状一致。
靶区
剂量分布
适形
▪ 利用多叶光栅将照射野的形状由普通放疗的方形 或矩形调整为肿瘤的形状。
▪ 使照射的高剂量区在人体内的三维立体空间上与 肿瘤的实际形状相一致。
▪ 提高了肿瘤的照射剂量，保护了肿瘤周围的正常 组织，降低放射性并发症，提高肿瘤的控制率。
• 晚反应组织比早反应组织修复能力大。当分次照射时， 与早反应组织（肿瘤组织）相比，晚反应组织可以得到 较多的保护。
• 两次照射间隔（大于6小时），提供正常组织的修复机 会。
细胞周期的再分布 Redistribution
• 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
再氧合Reoxygenation
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
1.1分子水平的放射生物效应
DNA
射线作用的靶
射线引致 DNA损伤
电离辐射的直接和间接作用
• 直接作用：
任何形式的辐射，如X或γ射线等被生物体吸收，直接 作用于细胞的关键靶区（DNA），使靶自身被激发或电 离，从而产生一系列的生物改变（DNA分子发生损伤而导 致断裂）。