26
生物损伤的表现
生物损伤
– 微观上表现为细胞死亡，细胞内结构和细胞连接 组成的改变 – 宏观上表现为组织功能暂时或永久的丧失
不同类型细胞其死亡的定义也有不同
– 已分化不再增殖的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、 分泌细胞指功能的丧 4 000
全身骨髓 局部骨髓
36
正常组织的放射耐受量（cGy）
组织器官 损伤 TD5/5 5 000～6 000 >8 000 >8 000 5 000 2 000～3 000 6 000 6 000 TD50/5 7 000～10 000 >10 000 >10 000 >7 000 4 000～5 000 8 000 10 000 10cm2 10cm2 整个淋巴结 整块肌肉 整块肌肉 10cm2
10
不同组织的细胞群按增殖和生长活动 可分为四大类
快更新组织（fast renew tissue）
– 具有未分化的干细胞（undifferentiated stem cell， USC），包括造血细胞、小肠上皮、表皮、输精上皮和 淋巴生成细胞等
慢更新组织（slow renew tissue）
23
组织放射敏感性的放射生物学因素
再增殖和加速再增殖
氧效应（再氧化） 再修复 细胞周期再群体化
24
放射线对正常组织的影响
25
放射线生物损伤的机理
放射线作用于组织，组织内细胞群会发生一 系列物理、化学和生物反应 射线作用于生物体，产生了大量的快速运动 电子，许多电子能够使吸收介质的其他原子 电离，破坏机体内不可缺少的化学键，造成 一系列后果，最终表现为生物损伤
定义：产生临床可接受的综合症的剂量 最小耐受量（TD5/5）
– 是指在标准治疗条件下，照射后5年内放射合并 症发生率不超过5％（实际工作中指发生率为1 ％～5％）所对应的放射剂量
最大耐受量（TD50/5）
– 是指标准治疗条件下，照射后5年内放射合并症 发生率不超过50％（实际工作中指发生率为25 ％～30％）所对应的放射剂量
22
根据放射敏感性来将全身正常组织分 为四大类 （2）
低度敏感组织
– 剂量范围5000～7000cGy – 皮肤，口腔粘膜，食管，直肠，唾液腺，胰腺，膀胱， 成熟的骨和软骨，中枢神经系统，脊髓，眼，耳，肾上 腺等
不敏感组织
– 剂量范围7500cGy以上 – 输尿管，子宫，成人乳腺，成人肌肉，血液，胆道，关 节软骨和周围神经，肺尖可耐受6000～9000cGy的剂量， 常规剂量放疗对这些组织基本不发生严重并发症
21
根据放射敏感性来将全身正常组织分 为四大类（1）
高度敏感组织
– 剂量范围为1000～2000cGy – 包括生殖腺——卵巢、睾丸，发育中的乳腺，生 长中的骨和软骨，骨髓等
中度敏感组织
– 剂量范围为2000～4500cGy – 胃，小肠，结肠，肾，肺，肝，甲状腺，垂体， 生长中的肌肉，淋巴结等
损伤
严重中耳炎 梅尼埃病 溃疡，粘膜炎 症 口腔干燥 功能低下
TD5/5
6 000 6 000 6 000 5 000 4 500
TD50/5
7 000 7 000 7 500 7 000 15 000 全中耳 全前庭 50cm2 50cm2
设野面积或长度
全甲状腺
正常组织的放射耐受量（cGy）
组织器官 心脏 损伤 心包炎，全心 炎 TD5/5 4 500 1 000 >5 000 2 500 TD50/5 5 500 1 500 >10 000 4 000 60％ 全乳 全乳 全肝 设野面积或长度
10 000
400 625～1200 >20 000 >10 000 400 3 000 10 000
5～10cm
全睾丸 (5cGy/天,散射) 全卵巢 全子宫 全阴道 全胎儿 整块骨或10cm2 整块骨或10cm2
生长受阻， 1 000 侏儒 坏死，骨 折硬化 再生不良 6 000
200 3 000
乳腺（儿童） 不发育 乳腺（成人） 萎缩，坏死 肝脏 急、慢性肝炎 肝功能衰竭， 腹水 肾脏 肾上腺 急、慢性肾炎 功能低下
1 500
3 500 2 000 1 500 >6 000
2 000
4 500 2 500 2 000 －
全肝条状照射
全肝 全肾 全肾条状照射 全肾上腺
35
正常组织的放射耐受量（cGy）
27
基于放射损伤的器官分类（1）
Ⅰ类器官 包括骨髓、肝、胃、小肠、脑、脊髓、心脏、 肺、肾和胎儿等 多为人体的重要器官，如果受到照射的话， 在一定剂量下可能会产生严重的放射损伤， 甚至影响患者的生命 临床计划设计时应尽量避免不照射或少照射
28
基于放射损伤的器官分类（2）
Ⅱ类器官 包括皮肤、口腔、咽部、食管、直肠、唾液腺、膀胱、子宫、 睾丸、卵巢、生长期软骨、儿童骨、成人软骨、成人骨、眼 （视网膜、角膜、晶体）、内分泌腺（甲状腺、肾上腺、垂 体）、周围神经、耳（中耳、内耳）等 可以耐受一定的放射剂量，产生中度的放射损伤，损伤后可 能导致一定的功能障碍，但基本对生命无严重影响 临床计划设计可在肿瘤剂量充足的条件下考虑减少此类器官 的照射量
正常组织的放射耐受量（cGy）
组织器官
耳（中耳） 耳（前庭） 口腔粘膜 唾液腺 甲状腺 喉 食管 胃 小肠 结肠 直肠 肺 食管炎，溃疡， 6 000 狭窄 溃疡，穿孔， 出血 溃疡，穿孔， 出血 溃疡，狭窄 溃疡，狭窄 急、慢性肺炎 4 500 5 000 4 500 6 000 3 000 1 500 7 500 5 500 6 500 6 500 8 000 3 500 2 500 75cm2 100cm2 100cm2 100cm2 100cm2 100cm2 全肺 34
16
加速再增殖理论
经射线照射后可引起细胞群的再增殖，在一 定的剂量作用下还可能存在加速再增殖，这 种加速再增殖在其他治疗方式（例如外科、 化疗、加温治疗等）所致的损伤时很少出现 或根本没有，不同组织加速再增殖的开始时 间存在较大的差异
17
3―A‖学说（Dorr）
治疗一段时间后，组织细胞在接受一定损伤 刺激，正常组织和肿瘤内部会出现三种情况
– 干细胞加速分裂（Accelerated stem cell division） – 不对称丢失（Asymmetry loss） – 流产分裂（Abortive division）
它们相互影响，使组织发生比治疗前要快几 倍的再增殖
18
临床上加速再增殖的表现有
分段放疗的疗效比连续放疗的疗效差； 肺肿瘤治疗后短期内复发，复发时间远远小于肿瘤倍增时间 临床观察到头颈肿瘤的放疗时间延长，肿瘤复发比例增加 头颈肿瘤放疗前与放疗中的肿瘤细胞倍增时间由最初的60天 左右缩短至4天左右
快更新组织 主要表现为放射急性反应，照射损伤出现时 间较早，损伤后主要通过同源干细胞增殖、 分化来补充 大多数正常组织与肿瘤组织都属于早反应组 织
15
晚反应组织
慢更新组织 主要表现为放射晚期反应，一般都有纤维细 胞和其他结缔组织过度增生，形成广泛纤维 化，尚有血管内皮细胞的损伤造成血供减少 和器官功能的缓慢丧失 损伤后不是干细胞增殖分化的结果，而是由 附近的功能细胞进入分裂周期，通过细胞复 制来代偿
混合模式
13
早反应组织和晚反应组织
分类基础
– 增殖动力学 – 靶细胞存活公式对α/β比值的推算
临床上将正常组织分为两大类：早反应组织 （early response tissue）和晚反应组织 （late response tissue） 两者在放射损伤的表现方面有明显的区别
14
早反应组织
正常组织加速再增殖理论上应该存在且与肿瘤组织类似 常规分割，单纯放疗的鼻咽癌患者，在放疗DT40Gy以后， 口腔粘膜反应程度会有所减轻 具体是组织细胞群再增殖还是加速再增殖的作用更大无定论
19
正常组织放射敏感性
20
放射敏感性定义
放射敏感性是指一切照射条件完全严格一致 时，机体器官或组织对辐射反应的强弱或速 度快慢不同；若反应强、速度快，其敏感性 就越高，反之则低 细胞放射生物学角度来看，放射敏感性定义 为造成一次击中所需的辐射量（剂量）越小， 放射敏感性越高 B－T 定律
– 肿瘤（尤其头颈部癌）的局控率明显增加 – 生存时间延长 – 生活质量在治疗效果的评价方面日益重要
5
放射生物学的意义
放射治疗的两大基本原则
– 最大程度地杀灭肿瘤 – 最大程度地保护正常组织
正常组织的放射生物学效应对放疗方案的设 计、实施和修改影响巨大
6
复发是最严重的并发症?
Eagle Pigeon
正常组织的临床放射生物学
中山大学肿瘤医院 放疗科 韩 非
前 言
2
放射肿瘤学的内容
放射肿瘤学
临床肿瘤学 放射物理学 放疗技术学
放射生物学
临床放射生物学
实验放射生物学
3
实验生物学与临床生物学的关系
争论: 增殖能力与生存能力
我国研究现状 我科研究现状
4
放射肿瘤学的发展特点
放射治疗技术的改进，放射物理学的迅猛发 展，肿瘤诊断水平提高，治疗效果“越来越 好”
梗死，坏死
7 000
8 000
25％
脑干
梗死，坏死
5000
6500
全脑干
脊髓
垂体 眼 角膜 晶体
梗死，坏死
功能低下 全眼炎，出 血 角膜炎 白内障
4 500
4 500 5 500 5 000 500
5 500 20 000～30 000