腫瘤放射生物學(xué)課件整理

腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)(OncologyRadiobiology)放射生物學(xué)研究的是輻射對(duì)生物體作用及其效應(yīng)規(guī)律的一門科學(xué)?！婋x輻射對(duì)生物體的作用——電離輻射的細(xì)胞效應(yīng)——電離輻射對(duì)腫瘤組織的作用——正常組織及器官的放射效應(yīng)——分次治療的生物學(xué)基礎(chǔ)放射生物學(xué)——由于電離輻射引起損傷，故損傷后有無(wú)恢復(fù)或修復(fù)的可能性，以及怎樣減少不必要的損傷等，都是放射生物學(xué)研究的內(nèi)容。因此，確切的說(shuō)：研究電離輻射對(duì)生物作用的機(jī)制、輻射損傷及其修復(fù)、放射防護(hù)等的綜合性科學(xué)。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育是針對(duì)所有的學(xué)生的計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)，它不分專業(yè)，旨在培養(yǎng)所有的學(xué)生擁有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)能力，能夠利用計(jì)算機(jī)解決自己專業(yè)內(nèi)的一些知識(shí)問(wèn)題。伴隨著社會(huì)的發(fā)展，信息多元化已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，所以學(xué)生如果能夠利用好計(jì)算機(jī)，就可以在最快的時(shí)間內(nèi)了解到最新的知識(shí)，這樣學(xué)校就能夠教育出一批更具有競(jìng)爭(zhēng)能力的人才。這才是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的最初目的。一、現(xiàn)在的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的基本情況和出現(xiàn)的一些問(wèn)題現(xiàn)在的《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程對(duì)于所有的高校來(lái)說(shuō)，都是一門公共課程，是把傳授學(xué)生信息技術(shù)基礎(chǔ)作為初衷的教學(xué)課程。它包括計(jì)算機(jī)的軟硬件的基礎(chǔ)知識(shí)、系統(tǒng)和基本的辦公自動(dòng)化軟件知識(shí)，還有一些多媒體知識(shí)和網(wǎng)絡(luò)知識(shí)等等，覆蓋的范圍比較廣，但是并不是很深。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，它基本上涉及了計(jì)算機(jī)的方方面面；但是對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，它的基礎(chǔ)知識(shí)就好像一把打開(kāi)計(jì)算機(jī)課程的鑰匙，對(duì)以后的深入學(xué)習(xí)至關(guān)重要。[1]隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)于專業(yè)知識(shí)的需求更為明顯，高校相應(yīng)地也加大了對(duì)于專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)于一些公共課程進(jìn)行壓縮，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候，一方面由于學(xué)習(xí)時(shí)間少，學(xué)不到相應(yīng)的知識(shí)，另一方面由于自身的不夠重視也對(duì)課程的學(xué)習(xí)發(fā)生忽略，加上不同地區(qū)的發(fā)展程度不同，現(xiàn)在的初級(jí)教育中都已經(jīng)開(kāi)展計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的課程，同時(shí)一個(gè)地區(qū)學(xué)校相應(yīng)的師資設(shè)備也存在很大的差異，所以最終造成了高校的學(xué)生自身的計(jì)算機(jī)水平良莠不齊。因此，種種因素導(dǎo)致計(jì)算機(jī)課程在教學(xué)的過(guò)程中出現(xiàn)很多的問(wèn)題，具體可以分為以下兩大類：①在課程的最初階段，師生都有一個(gè)共同的感受，那就是“難”！老師難教，學(xué)生也難學(xué)。究其原因，就是因?yàn)橛?jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程本身“范圍太廣，知識(shí)點(diǎn)太過(guò)零碎”。②在課堂上會(huì)出現(xiàn)一些學(xué)生不屑于學(xué)習(xí)，而一些學(xué)生則學(xué)不會(huì)的現(xiàn)象，原因是學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平良莠不齊。二、針對(duì)《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行分析得出的具體的教學(xué)與實(shí)踐（1）計(jì)算機(jī)的進(jìn)步和科技知識(shí)的高速發(fā)展，學(xué)生的素質(zhì)也在不斷的提升，這對(duì)于老師來(lái)說(shuō)也是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，需要老師能夠不斷地學(xué)習(xí)新的知識(shí)，來(lái)擴(kuò)充自己，提升自己的專業(yè)知識(shí)和相關(guān)的素質(zhì)水平，讓自己能夠跟得上時(shí)代的步法，聽(tīng)得懂學(xué)生的語(yǔ)言。因此老師在進(jìn)行備課的時(shí)候，就要查找一些新的知識(shí)為課堂做準(zhǔn)備，同時(shí)老師也要不斷地學(xué)習(xí)一些先進(jìn)的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的知識(shí)，更新自己的教學(xué)內(nèi)容和方法，改變自己的課堂教學(xué)手段，以最高的效果提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。比如說(shuō)，老師在講解一些關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和程序方面的知識(shí)的時(shí)候，課本上大多都是一些理論性的知識(shí)，而且課程的內(nèi)容量很大，學(xué)起來(lái)枯燥無(wú)味。這個(gè)時(shí)候，老師就要發(fā)揮自己的生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生講解一些生活中的具體事例，同時(shí)還要利用自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)?shù)丶右恍┱n堂調(diào)控的手段。例如：一次在聽(tīng)課的過(guò)程中，有一個(gè)老師在對(duì)學(xué)生解釋網(wǎng)絡(luò)域名時(shí)將其比作一個(gè)人的名字，但是IP地址的解釋則是一個(gè)人的電話號(hào)碼，兩者之間相互匹配，上網(wǎng)就是把域名轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的IP地址，就好像打電話的時(shí)候，找到名字對(duì)應(yīng)的電話號(hào)碼進(jìn)行撥打，通信的發(fā)生是因?yàn)樘?hào)碼，而與名字無(wú)關(guān)。這樣，學(xué)生就能夠形象化地理解了域名和IP地址。[2]（2）計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的任課老師要在教課之前了解自己學(xué)生的專業(yè)情況，并依照學(xué)生的專業(yè)特性實(shí)施“因材施教”，讓不同的專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程有所偏重。就好比一些計(jì)算機(jī)類的專業(yè)，比如電子、電信等等，還有一些非計(jì)算機(jī)類的專業(yè)，但是多少涉及到一些編程類的學(xué)科，比如說(shuō)心理學(xué)、機(jī)械制造等等，其中計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程后面的操作系統(tǒng)部分的內(nèi)容對(duì)以后學(xué)生的C語(yǔ)言課程、匯編語(yǔ)言課程和單片機(jī)課程都有一定的關(guān)聯(lián)，所以在這一部分就一定要給學(xué)生仔細(xì)講，同時(shí)還要讓學(xué)生結(jié)合自己的專業(yè)課的需求進(jìn)行學(xué)習(xí)；但是比如說(shuō)我所帶的班級(jí)中有化工，材料以及一些文科類的專業(yè)，針對(duì)這些專業(yè)在這一章節(jié)的教課中，就不能按照電子信息專業(yè)學(xué)生的要求來(lái)對(duì)待他們了。[3]另外，關(guān)于技術(shù)方面的知識(shí)發(fā)展速度是非?？斓?，當(dāng)知識(shí)以鉛字的形式出現(xiàn)它本身就落后了，所以，作為老師，不能夠僅僅按部就班地按照課本對(duì)學(xué)生講課，這樣就會(huì)浪費(fèi)學(xué)生的時(shí)間，而且效果也不好，老師應(yīng)該充分地利用好網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)地給學(xué)生補(bǔ)充一些相關(guān)的先進(jìn)的知識(shí)，這樣就能體現(xiàn)學(xué)生作為國(guó)家未來(lái)發(fā)展前途的先進(jìn)性。（3）針對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程本身來(lái)說(shuō)，它應(yīng)該是一門實(shí)踐很重要的課程。結(jié)合以前畢業(yè)的學(xué)生反應(yīng)的具體情況可知，在實(shí)際的工作中，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的知識(shí)應(yīng)用的是比較廣泛的。但是，當(dāng)學(xué)生被問(wèn)起會(huì)與不會(huì)的時(shí)候，學(xué)生往往就是眼高手低，缺乏實(shí)踐。究其原因?qū)W生在學(xué)習(xí)的時(shí)候，只是對(duì)照著課本，按照步驟進(jìn)行操作，感覺(jué)十分簡(jiǎn)單，但是真正工作后，好多東西不是忘了，就是記得亂七八糟的，因此主要的還是上機(jī)實(shí)踐。同時(shí)，為了保證學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量，要加強(qiáng)對(duì)上機(jī)實(shí)踐的考核，引起學(xué)生的注意，讓學(xué)生能夠真正地重視起這門課程。（4）由于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程自身的特點(diǎn)，范圍廣，知識(shí)點(diǎn)多，同時(shí)又是公共課，所以課時(shí)安排就相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少。因此，老師在講課的時(shí)候，往往為了能夠加快課堂進(jìn)程而采用多媒體教學(xué)的方式，這樣速度雖然達(dá)到了，但是好多時(shí)候，學(xué)生的思維往往是跟不上老師的速度的，而且老師的講課也只是機(jī)械的講課，缺少課堂的激情，所以學(xué)生很容易感到厭煩。基礎(chǔ)差的學(xué)生跟不上老師的進(jìn)程，基礎(chǔ)好的學(xué)生感到?jīng)]勁兒。因此，這個(gè)時(shí)候老師就要適當(dāng)?shù)募右恍┱n堂調(diào)控的手段，吸引學(xué)生的注意力，同時(shí)老師也要利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，依照課堂知識(shí)的內(nèi)容，適當(dāng)?shù)靥砑右恍┞曇?、圖片等等的因素在課堂中，一方面吸引了學(xué)生的注意力，另一方面也增加了學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的理解。比如說(shuō)，老師在講解Excel表格的具體操作的時(shí)候，可以預(yù)先制作一份求職簡(jiǎn)歷讓學(xué)生看看，然后在講解的過(guò)程中配合操作，這個(gè)時(shí)候，學(xué)生的注意力是十分集中的。還有老師講解PPT的時(shí)候，可以首先播放幾張比較優(yōu)美的PPT，這樣一方面調(diào)節(jié)了課堂氣氛，另一方面也吸引了學(xué)生的注意力，提高了學(xué)生的興趣。[4]（5）除了上述的具體方法外，老師還可以利用學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)行學(xué)科的穿插講課，充分地體現(xiàn)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用。還有，改革考試方式，提升學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)精力等等。隨著科技的發(fā)展，高校中計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)從一定程度上關(guān)系著學(xué)生未來(lái)知識(shí)的學(xué)習(xí)，更關(guān)系著一些深入性人才的培養(yǎng)。關(guān)于計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)與實(shí)踐還有很多的不足需要改變，我們一方面可以根據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，另一方面也可以和其它的高校進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)，去其糟粕，取其精華，結(jié)合自身特點(diǎn)，尋求適合自己發(fā)展的模式，努力創(chuàng)新，培養(yǎng)高知人才。數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)有機(jī)組成部分,是在基礎(chǔ)性、拓展性課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的一種有意義的主動(dòng)學(xué)習(xí),是以學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦,主動(dòng)探索實(shí)踐和相互交流為主要學(xué)習(xí)方式的學(xué)習(xí)研究活動(dòng)。如何在農(nóng)村高中數(shù)學(xué)課中開(kāi)展數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)呢?一、在日常的課堂教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)求知欲是人們思考研究問(wèn)題的內(nèi)在動(dòng)力,學(xué)生的求知欲越高,他的主動(dòng)探索精神越強(qiáng),就能主動(dòng)積極進(jìn)行思維,去尋找問(wèn)題的答案。我們教師在教學(xué)中可采用引趣、激疑、懸念、討論等多種途徑,活躍課堂氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望,以幫助學(xué)生走出思維低谷。數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程是圍繞著一個(gè)需要解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題而展開(kāi),經(jīng)過(guò)學(xué)生直接參與研究,并最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決而結(jié)束。學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程本身就是一個(gè)問(wèn)題解決的過(guò)程。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)一章新的知識(shí)、乃至一個(gè)新的定理和公式時(shí),對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),就是面臨一個(gè)新問(wèn)題。事實(shí)上,課本中,不少定理、公式的證明、推導(dǎo)本身就是一節(jié)數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)的好材料。二、在數(shù)學(xué)問(wèn)題中滲透研究性學(xué)習(xí)我們開(kāi)展數(shù)學(xué)的“研究性學(xué)習(xí)”,就是要讓學(xué)生自主地去發(fā)現(xiàn)、去研究自己感興趣的問(wèn)題,親身體驗(yàn)問(wèn)題。數(shù)學(xué)中的各種各樣的問(wèn)題為我們研究性學(xué)習(xí)提供了許多研究的方向,數(shù)學(xué)教學(xué)中的各種問(wèn)題都是滲透研究性學(xué)習(xí)的重要載體。怎樣在數(shù)學(xué)課中滲透研究性學(xué)習(xí)呢?1、在數(shù)學(xué)的應(yīng)用題中滲透研究性學(xué)習(xí)新課程改革旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,改革傳統(tǒng)教學(xué)理論嚴(yán)重脫離實(shí)際的狀況。使學(xué)生能將學(xué)到數(shù)學(xué)知識(shí)能應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題中去,這也是我們研究性學(xué)習(xí)的一個(gè)重要方面。利用數(shù)列知識(shí)解決購(gòu)房、購(gòu)車分期付款問(wèn)題,利用函數(shù)求最值的方法解決現(xiàn)實(shí)生活中最佳方案問(wèn)題,等等。帶動(dòng)學(xué)生去研究生活中的數(shù)學(xué)問(wèn)題,讓數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)帶給學(xué)生無(wú)窮的樂(lè)趣,真正的做到使學(xué)生學(xué)以致用。2、在數(shù)學(xué)開(kāi)放題中滲透研究性學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)開(kāi)放題能體現(xiàn)數(shù)學(xué)研究的思想方法,解答過(guò)程是探究的過(guò)程,能體現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題的形成過(guò)程,體現(xiàn)解答對(duì)象的實(shí)際狀態(tài),數(shù)學(xué)開(kāi)放題有利于因材施教,可以用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和發(fā)散性,使學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的成功感,使學(xué)生體驗(yàn)到數(shù)學(xué)的美感。將數(shù)學(xué)開(kāi)放題用于學(xué)生研究性學(xué)習(xí)是十分有意義的。開(kāi)放題的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識(shí),是一種新的教育理念的具體體現(xiàn)。數(shù)學(xué)開(kāi)放題作為開(kāi)展數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)一個(gè)切入口,促進(jìn)了數(shù)學(xué)教育的開(kāi)放化和個(gè)性化,從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。開(kāi)放題通常是改變命題結(jié)構(gòu),改變?cè)O(shè)問(wèn)方式,增強(qiáng)問(wèn)題的探索性以及解決問(wèn)題過(guò)程中的多角度思考,對(duì)命題賦予新的解釋進(jìn)而形成和發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題。數(shù)學(xué)老師就應(yīng)該充分的利用研究性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),編制數(shù)學(xué)開(kāi)放題,提高學(xué)生運(yùn)用的能力。但無(wú)論是改造陳題,還是自創(chuàng)新題,編制數(shù)學(xué)開(kāi)放題都要圍繞使用開(kāi)放題的目的進(jìn)行,開(kāi)放題應(yīng)當(dāng)隨著使用目的和對(duì)象的變化而改變,應(yīng)作為常規(guī)問(wèn)題的補(bǔ)充。三、在社會(huì)實(shí)踐中滲透研究性學(xué)習(xí)在數(shù)學(xué)研究性學(xué)習(xí)中,社會(huì)實(shí)踐是重要的獲取信息和研究素材的渠道,學(xué)生通過(guò)對(duì)事物的觀察、了解并親身參與取得了第一手資料,可以用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)予以解決。研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)理論與社會(huì)、科學(xué)和生活實(shí)際的聯(lián)系,特別關(guān)注環(huán)境問(wèn)題、現(xiàn)代科技對(duì)當(dāng)代生活的影響以及社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的重大問(wèn)題。要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實(shí)生活,親身參與社會(huì)實(shí)踐性活動(dòng)。同時(shí)研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)為學(xué)生參與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)提供條件和可能。對(duì)于農(nóng)村高中學(xué)生而言,要開(kāi)展研究性學(xué)習(xí),必須培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力。具體說(shuō)來(lái),主要包括有以下幾個(gè)方面能力:發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;動(dòng)手操作的能力;參加社會(huì)活動(dòng)的能力。四、在研究性學(xué)習(xí)中教師要把握指導(dǎo)的度研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用,同時(shí),也重視教師的指導(dǎo)作用。在研究性學(xué)習(xí)實(shí)施過(guò)程中,教師應(yīng)把學(xué)生作為學(xué)習(xí)探究和解決問(wèn)題的主體,并注意轉(zhuǎn)變自己的指導(dǎo)方式。由于研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,從自然、社會(huì)和生活中選擇和確定專題進(jìn)行研究,并在研究過(guò)程中主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而社會(huì)生產(chǎn)、生活以及學(xué)習(xí)中存在的需要解決的問(wèn)題是多種多樣的。不同類型的問(wèn)題適宜用不同的方法和手段解決,換一句話說(shuō),不同類型的問(wèn)題有不同的解決模式或者叫研究模式?？傊?“研究性學(xué)習(xí)”旨在將學(xué)習(xí)更多地看作一個(gè)解決問(wèn)題的過(guò)程,讓學(xué)生掌握解決問(wèn)題的方法。由對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)過(guò)程轉(zhuǎn)化為對(duì)問(wèn)題的探索過(guò)程;由對(duì)知識(shí)的認(rèn)知掌握轉(zhuǎn)化為對(duì)問(wèn)題的研究解決。這樣才能使學(xué)生學(xué)會(huì)在復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境中不斷地用探究科學(xué)的態(tài)度與方法去認(rèn)識(shí)、發(fā)現(xiàn)、改變與創(chuàng)造,真正使今天的學(xué)習(xí)成為明天參與和改造社會(huì),從而獲得發(fā)展的基礎(chǔ)。腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)腫瘤放射生物學(xué)(腫瘤放射生物學(xué)課件整理2腫瘤放射生物學(xué)課件整理3腫瘤放射生物學(xué)課件整理4腫瘤放射生物學(xué)課件整理5電離射線與物質(zhì)的相互作用——在電離射線與物質(zhì)的相互作用中，電離射線是外因，物質(zhì)（包括組成生物機(jī)體的物質(zhì)）是內(nèi)因。外因通過(guò)內(nèi)因起作用。當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，其速度將逐步降低而損失能量；損失的能量主要消耗在物質(zhì)的電離或激發(fā)上。電離射線與物質(zhì)的相互作用——6帶電的粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，和物質(zhì)中原子殼層的電子碰撞，由于靜電作用，使殼層電子產(chǎn)生加速運(yùn)動(dòng)，因而獲得足夠的能量而變成游離電子，它與正離子構(gòu)成一個(gè)離子對(duì)。這就是電離作用。

離子對(duì)是負(fù)離子（包括電子e）與正離子的合稱。離子對(duì)是電離作用的結(jié)果。帶電的粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，和物質(zhì)中原子殼層的7帶電粒子和光量子對(duì)物質(zhì)作用的區(qū)別——1、帶電粒子和原子的作用：以原子點(diǎn)外圍電子作用的可能性較大。在下例中，H2O+和e合稱為離子對(duì)。

H2O+

H2OeH2O-

形成離子對(duì)需要一定的能量。不達(dá)到這個(gè)能量水平，就不可能形成離子對(duì)。H2O帶電粒子和光量子對(duì)物質(zhì)作用的區(qū)別——H2O8

通過(guò)1V的電位差所獲得的能量稱為1電子伏特（eV）。在空氣中產(chǎn)生一對(duì)離子需要的平均能量為32.5eV。電離作用形成的離子對(duì)數(shù)量的相關(guān)因素：1）、能量高，則形成的離子對(duì)多；2）、在同一能量水平時(shí)，電荷多，形成的離子對(duì)就多；反之亦然；無(wú)電荷，則不形成離子對(duì)。α粒子帶電荷多，形成的離子對(duì)也就多；而β射線和γ射線，由于帶電荷少，形成的離子對(duì)就少。通過(guò)1V的電位差所獲得的能量稱為1電子伏特93）、粒子（射線）的速度大，電離密度（即離子對(duì)/cm，就是在1cm行程所形成的離子對(duì)的數(shù)量）?。凰俣刃t電離密度大。α粒子帶電荷多，質(zhì)量較大，故電離密度大，但它運(yùn)行路程短，穿透力低，而β射線穿透力較強(qiáng)。當(dāng)物質(zhì)中的殼層電子所獲得的能量還不足以使它成為游離電子時(shí)，電子受激發(fā)到更高的能級(jí)。即能量足夠時(shí)發(fā)生電離作用，形成粒子對(duì)；能量不足時(shí)發(fā)生激發(fā)作用，不形成離子對(duì)。帶電粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，因?yàn)槭艿皆雍穗妶?chǎng)的相互作用而改變其運(yùn)動(dòng)方向，即所謂散射。3）、粒子（射線）的速度大，電離密度（即102、中子與物質(zhì)的相互作用：只有在中子流碰撞到原子的殼層或原子核時(shí)才發(fā)生作用。中子只有在原子核相碰撞時(shí)才能把能量轉(zhuǎn)移給原子核。1）彈性碰撞：中子具有一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量而不帶電荷。它是在原子核反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的。由于中子與質(zhì)子的質(zhì)量相等，中子與質(zhì)子（氫核，H+）相撞時(shí)發(fā)生最大的能量損失。這樣的質(zhì)子叫做反沖質(zhì)子。反沖質(zhì)子的能量質(zhì)量都大于原來(lái)的質(zhì)子。因此，中子很容易被許多輕元素物質(zhì)（如水、石蠟）吸收，但能自由地通過(guò)重元素物質(zhì)（如Pb）。2、中子與物質(zhì)的相互作用：只有在中子流碰11中子具有一定的能量，中子撞擊原子核打出的一部分叫反沖核。反沖核又具有一定的能量，能夠打出其它原子，即反沖核在其行程中能使與其相撞的原子都發(fā)生電離：nAA’B中子具有一定的能量，中子撞擊原子核打出的nAA122）非彈性碰撞：中子穿入原子核內(nèi)，交出自己的一部分能量，使核處于激發(fā)狀態(tài)。激發(fā)了的核把從中子獲得的能量以一個(gè)或若干個(gè)γ量子的形式發(fā)射出來(lái)，隨后進(jìn)入核內(nèi)的中子就帶著較小的能量從核里飛出。通常是由快中子打重元素而得。由于中子不帶電荷，只有在碰撞時(shí)才能引起變化。O●nγn2）非彈性碰撞：中子穿入原子核內(nèi)，交出自O(shè)133）輻射俘獲：打進(jìn)去的是慢中子，放出來(lái)的是γ射線。中子被核所吸收，被激發(fā)了的核以γ量子的形式放出其多余的能量。慢中子的能量與氣體的能量差不多，故又叫熱中子。它是經(jīng)一系列碰撞后能量逐漸減低的結(jié)果。4）核反應(yīng)：快中子打輕元素，打進(jìn)去的是快中子，打出來(lái)的是質(zhì)子（P）、中子等。3）輻射俘獲：打進(jìn)去的是慢中子，放出來(lái)的143、光量子與物質(zhì)的相互作用：

γ射線和X射線都是光量子。它們的波長(zhǎng)更短，能量更高。γ射線一般是核衰變的結(jié)果，而X射線是認(rèn)為發(fā)射的，是核外產(chǎn)生的。γ射線和X射線與物質(zhì)的作用通常稱為電磁輻射。盡管光量子不是粒子，但一般認(rèn)為它們是有極微小的粒子（光子、量子、光量子、光量子流）組成的。其能量E可由下式求得：

E=hν，式中，ν=c/λ；h為普朗光常數(shù)，h=6.6252×10-34J/s；ν為光子頻率；c為光在真空中的速度；λ為其波長(zhǎng)。3、光量子與物質(zhì)的相互作用：15光量子的能量很高，從幾萬(wàn)電子伏特到幾億電子伏特。它們與物質(zhì)的主要作用有3個(gè)方面：1）光電效應(yīng)：當(dāng)一個(gè)光量子和原子相碰撞時(shí)，它可能將所有的能量hν都交給一個(gè)電子，使電子脫離原子而運(yùn)動(dòng)，而光子本身被吸收。由于這種作用而釋放出來(lái)的電子叫光電子。光電效應(yīng)是在光量子能量較低時(shí)發(fā)生的。它與吸收體密度、原子質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)有關(guān)。X（γ）hν●e光電子光量子的能量很高，從幾萬(wàn)電子伏特到幾億電X（γ162）康普敦-吳有訓(xùn)效應(yīng)：光量子能量中等時(shí)發(fā)生這個(gè)效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)是光量子和原子中的一個(gè)電子發(fā)生彈性碰撞相互作用。其特征是碰撞之后，光量子將一部分能量傳給電子，電子即從原子空間中以與光量子的起始運(yùn)動(dòng)方向成φ角的方向射出，光量子則朝著與自己初始運(yùn)動(dòng)方向成θ角的方向散射?！裨应土孔樱ㄉ⑸洌〆康普敦電子入射光量子散射光量子2）康普敦-吳有訓(xùn)效應(yīng)：光量子能量中等時(shí)發(fā)●173）電子對(duì)的形成：當(dāng)光量子的能量大于兩個(gè)電子的靜電能量質(zhì)量（即1.02MeV)時(shí),形成電子對(duì)。在形成電子對(duì)時(shí)，光量子本身完全消失。電子和正電子的動(dòng)能一般是不同的；它們與光量子形成的角度θ和φ也不一定相等。入射光量子e電子e+正電子●原子3）電子對(duì)的形成：當(dāng)光量子的能量大于兩個(gè)電子的入射光量子e電18由于光量子的能量不同，與物質(zhì)發(fā)生的作用類型也不相同，如下圖：光電效應(yīng)康-吳效應(yīng)電子對(duì)形成光量子能量低中＞1.02MeV由于光量子的能量不同，與物質(zhì)發(fā)生的作用類光電效19劑量及其單位——?jiǎng)┝浚簡(jiǎn)挝毁|(zhì)量的被照射物質(zhì)所吸收的能量。通常用公式D=E/M（J/g）表示。劑量單位隨所表示的對(duì)象不同而異。1、一般射線：倫琴R（對(duì)X射線、γ射線）；生物當(dāng)量倫琴Reb；物理當(dāng)量倫琴Rep；組織倫琴Rad，Gy）。吸收劑量與照射劑量不同。吸收劑量過(guò)去用rad（拉德）表示，現(xiàn)已改為Gy（戈瑞）表示。

1rad=6.24×103eV/g；1Gy=102rad劑量及其單位——202、放射性核素：放射性核素的劑量單位，以放射強(qiáng)度表示。單位有居里（Ci），毫居里（mCi）和微居里（μCi）。上述倫琴、生物當(dāng)量倫琴、物理當(dāng)量倫琴等均是照射劑量，它與X射線和γ射線產(chǎn)生的電離量有關(guān)，反映X射線和γ射線使空氣產(chǎn)生電離作用的能力大小。1倫琴是指X射線或γ射線照射1ml或0.001293g空氣，空氣中的二級(jí)電子在空氣中生成帶有1靜電單位的正負(fù)離子對(duì)時(shí)的照射劑量。但倫琴這個(gè)單位不適用于α射線、β射線和中子等粒子。2、放射性核素：放射性核素的劑量單位，以21組織倫琴，實(shí)際上為吸收劑量，常用單位是拉德或戈瑞。不僅使用于X射線和γ射線，也可用于各種粒子射線。1964年和1968年國(guó)際輻射單位及劑計(jì)量委員會(huì)建議對(duì)照射劑量和吸收劑量做出定義，用dose表示吸收劑量，而用expouredose或expoure表示照射劑量。組織倫琴，實(shí)際上為吸收劑量，常用單位是拉22電離輻射的生物學(xué)作用——生物機(jī)體對(duì)電離輻射的反應(yīng)不同于無(wú)生命物質(zhì)。1、生物機(jī)體對(duì)電離輻射的反應(yīng)特征：

1）敏感DNA在2.84C/kg(11000R)照射下，才引起結(jié)構(gòu)變化；而在生物體內(nèi)，若用LD100/30d來(lái)照射小鼠，只須幾百倫琴就可以引起DNA結(jié)構(gòu)變化。2）射線對(duì)生物機(jī)體的作用有潛伏期。3）生物機(jī)體對(duì)電離輻射的反應(yīng)是損傷與修復(fù)的矛盾統(tǒng)一。電離輻射的生物學(xué)作用——23在照射后，早期以損傷為主，后期則以修復(fù)為主。4）生物機(jī)體本身由于其個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的階段性不同，也具有特殊性。就放射敏感性而言：胚胎期＞成年；高等動(dòng)物＞低等動(dòng)物；動(dòng)物＞植物；原生動(dòng)物＞病毒；幼體敏感性高；造血器官、胸腺、生殖腺敏感性高。在照射后，早期以損傷為主，后期則以修復(fù)為主。242、電離輻射形式與生物學(xué)效應(yīng)的關(guān)系：1）不同射線的生物學(xué)作用在生物體吸收能量相等的情況下，不同射線的生物學(xué)效應(yīng)的概略比值（以等效倫琴作統(tǒng)一單位）如下：X射線及γ射線1；β射線1；α射線10-20；P（質(zhì)子）10；n（快、慢中子）5-10?？梢?jiàn)α射線有很大的生物效應(yīng)，但它的穿透能力低。2、電離輻射形式與生物學(xué)效應(yīng)的關(guān)系：252）劑量與劑量率放射生物學(xué)效應(yīng)是一種耗能過(guò)程。電離輻射的劑量與生物學(xué)效應(yīng)之間有一定的關(guān)系。以射線劑量為橫坐標(biāo)，機(jī)體的存活率或存活分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，則可得一劑量-存活曲線。2）劑量與劑量率放射生物學(xué)效應(yīng)是一26腫瘤放射生物學(xué)課件整理27腫瘤放射生物學(xué)課件整理282）照射方式照射方式不同，對(duì)生物體的影響也不同。（1）總劑量相同，分次照射沒(méi)有一次照射那樣強(qiáng)烈。這可能與分次照射之間發(fā)生的補(bǔ)償或修復(fù)有關(guān)；（2）全身照射與局部照射，局部照射機(jī)體對(duì)射線的忍受量高；全身照射機(jī)體對(duì)射線的忍受量低。因此，在腫瘤放射治療中，多采用局部、分次照射。2）照射方式照射方式不同，對(duì)生物體29（3）內(nèi)照射與外照射內(nèi)照射的情況復(fù)雜，涉及放射源、半衰期和半排泄期。內(nèi)照射對(duì)生物機(jī)體的危害較大。臨床腫瘤放療中，多采用外照射。（3）內(nèi)照射與外照射內(nèi)照射的情況復(fù)雜，涉303、外界因素對(duì)電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的影響：1）水分機(jī)體水分多，則敏感性高，反之亦然。2）氧有氧時(shí)，生物機(jī)體對(duì)射線的敏感性高，死亡率也高。照射時(shí)，有氧對(duì)生物機(jī)體的影響較大。高LET射線，如快中子、負(fù)π介子、輕原子核、其生物效應(yīng)受氧的影響較X射線小。隨著LET的增加氧效應(yīng)降低，因?yàn)楦週ET射線引起的損傷要比低LET射線嚴(yán)重得多。3、外界因素對(duì)電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的影響：31LET（Linearenergytransfer）即傳能線密度。電離發(fā)生在高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子（如電子）行進(jìn)的徑路中，這些粒子是由于吸收了輻射能量而運(yùn)動(dòng)。LET是描述沿著這種粒子的徑路產(chǎn)生的電離能量密度的重要參數(shù)，即單位長(zhǎng)度徑跡上傳遞的能量，它表示在每單位徑路長(zhǎng)度上，在組織中所沉積的能量的多少。

LET（Linearenergytransf323）溫度低溫對(duì)生物機(jī)體的輻射損傷有延緩作用。這可能是能量的吸收、傳遞需要時(shí)間和適當(dāng)?shù)臏囟鹊取?）化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)對(duì)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)為：（1）可以減輕射線反應(yīng)如巰基化合物可以把氫原子交給那些受射線作用的DNA所產(chǎn)生的自由基，從而封閉自由基；（2）可以加重射線反應(yīng)能夠提高某些腫瘤細(xì)胞的放射敏感性。3）溫度低溫對(duì)生物機(jī)體的輻射損傷有延334、電離輻射對(duì)生物體損傷的機(jī)制：

1）電離輻射的直接作用和間接作用輻射導(dǎo)致的DNA分子斷裂分為兩類：直接作用和間接作用。直接作用：是指射線直接作用于DNA分子，使DNA分子發(fā)生損傷而導(dǎo)致斷裂。間接作用：是指輻射可使水分子產(chǎn)生自由基，自由基作用于DNA分子并使之?dāng)嗔选?、電離輻射對(duì)生物體損傷的機(jī)制：34腫瘤放射生物學(xué)課件整理352）電離輻射作用的三個(gè)階段（1）物理階段:10-18—10-12s射線照射路徑上的能量釋放、激發(fā)和電離（2）化學(xué)階段：激發(fā)電離，化學(xué)鍵斷裂、自由基形成，分子結(jié)構(gòu)破壞和修復(fù)正常（3）生物階段：分子結(jié)構(gòu)破壞

酶反應(yīng)

修復(fù)基因變異/癌變

DNA不能復(fù)制/

細(xì)胞死亡

有絲分裂停止2）電離輻射作用的三個(gè)階段36腫瘤放射生物學(xué)課件整理37腫瘤放射生物學(xué)課件整理383）電離輻射對(duì)DNA損傷的方式（1）DNA雙鏈斷裂（2）DNA單鏈斷裂（3）堿基丟失（4）形成嘧啶二聚體（5）DNA交聯(lián)形成（6）堿基改變（7）蛋白交聯(lián)（8）氫鍵斷裂）3）電離輻射對(duì)DNA損傷的方式39腫瘤放射生物學(xué)課件整理40腫瘤放射生物學(xué)課件整理41細(xì)胞存活曲線——

細(xì)胞存活曲線是理解放射生物學(xué)許多內(nèi)容和概念的基礎(chǔ)。腫瘤及正常組織對(duì)于電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)是受許多因素支配的。通過(guò)電離作用，能量在活組織中沉積，從而引起一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞損傷并最終出現(xiàn)臨床上可觀察到的效應(yīng)。細(xì)胞存活曲線——42正常組織和腫瘤對(duì)于輻射的反應(yīng)是極為復(fù)雜的生物變化過(guò)程，當(dāng)前只能從經(jīng)驗(yàn)主義的角度來(lái)加以闡述。

電離輻射，無(wú)論是電磁波還是粒子輻射，都是在細(xì)胞的各個(gè)部分沉積其能量的。細(xì)胞內(nèi)部并沒(méi)有防礙能量沉積的屏障。每克組織（含有1022個(gè)分子所吸收的總能量是極少的，而且只有很少數(shù)的分子被電離。例如，400cGy（Gy的百分單位）的輻射只能引起組織吸收約4.19×10-3J/g的能量，僅有1/5×107分子被電離。正常組織和腫瘤對(duì)于輻射的反應(yīng)是極為復(fù)雜的43細(xì)胞存活曲線是用來(lái)描述輻射吸收劑量與存活細(xì)胞數(shù)量之間的關(guān)系。細(xì)胞存活（Cellsurvival）和細(xì)胞死亡（CellDeath）的放射生物學(xué)定義：電離輻射后，細(xì)胞有兩種主要的效應(yīng)，即功能喪失和生殖能力喪失。

對(duì)于已分化不再增殖的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞、肌肉細(xì)胞或分泌細(xì)胞，喪失其特殊功能便可認(rèn)為是死亡；而對(duì)于增生細(xì)胞，如造血干細(xì)胞或離體培養(yǎng)生長(zhǎng)的細(xì)胞，喪失維持增生的能力，也就是失去完整的增殖能力，便稱為死亡，即增殖性死亡（reproductivedeath）。細(xì)胞存活曲線是用來(lái)描述輻射吸收劑量與存活44這個(gè)定義反映了放射生物學(xué)對(duì)細(xì)胞存活的狹義概念。1個(gè)細(xì)胞表面完整無(wú)損，具有生理功能，有能力制造蛋白或合成DNA，甚至還能掙扎著進(jìn)行一次或兩次有絲分裂，但是，由于它已經(jīng)喪失了無(wú)限分裂和產(chǎn)生大量子代的能力，依然是被看成死亡細(xì)胞；一個(gè)存活的細(xì)胞，保持著完整的增生能力，能夠持續(xù)繁殖，產(chǎn)生大量的克隆或集落，稱為“克隆源性細(xì)胞”。

這個(gè)定義反映了放射生物學(xué)對(duì)細(xì)胞存活的狹義45這個(gè)定義在腫瘤的放射治療上特殊意義：1）通過(guò)測(cè)定離體培養(yǎng)細(xì)胞的集落生長(zhǎng)能力或測(cè)量在體內(nèi)致腫瘤生長(zhǎng)的能力，很容易并準(zhǔn)確地做出評(píng)價(jià)；2）在一定意義上，只需“殺死”這些細(xì)胞，即使它不能分裂、不能繼續(xù)生長(zhǎng)、不能擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，就能根治腫瘤。一般來(lái)說(shuō)，破壞非增殖細(xì)胞的功能需要100Gy的劑量，而使細(xì)胞喪失增殖能力的平均致死劑量往往比2Gy還少。這個(gè)定義在腫瘤的放射治療上特殊意義：1）通461、離體培養(yǎng)細(xì)胞存活曲線——單個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)成肉眼可見(jiàn)的大克隆，是細(xì)胞保留其完整增生能力的最有力的證明。這種增生能力隨輻射劑量呈函數(shù)性消退的關(guān)系，可用劑量存活曲線描述。

集落和克?。杭涫侵敢粓F(tuán)細(xì)胞，克隆是指含50個(gè)細(xì)胞以上的細(xì)胞集落。克隆是集落中的一類，而集落未必是克隆，盡管它們都是由1個(gè)細(xì)胞持續(xù)繁殖形成的細(xì)胞團(tuán)。1個(gè)細(xì)胞只有經(jīng)過(guò)連續(xù)5代以上的繁殖，才能形成一個(gè)克隆。1、離體培養(yǎng)細(xì)胞存活曲線——47腫瘤放射生物學(xué)課件整理48集落形成率（platingefficiency）：就是用來(lái)說(shuō)明種植細(xì)胞能生長(zhǎng)成集落的百分?jǐn)?shù)。如果接種100個(gè)細(xì)胞形成70個(gè)集落，其集落形成率是70%。將細(xì)胞種植在同樣的瓶皿中，X線照射以8Gy，孵育1-2周，固定、染色，可觀察到下列幾種情況：1）一些種植的單個(gè)細(xì)胞依然以單個(gè)形式存在，并不分裂；2）一些細(xì)胞掙扎著完成一次或兩次分裂，形成很小的發(fā)育不全的集落；3）另外一些細(xì)胞長(zhǎng)成大集落。這些細(xì)胞稱為“存活細(xì)胞”，因?yàn)樗鼈冊(cè)谄矫笾斜３至送暾脑鲋衬芰?。集落形成率（platingefficien49若平皿中接種2000個(gè)細(xì)胞，用8GyX射線照射。在未照射前，由于PE是70%，2000個(gè)貼壁細(xì)胞中只有1400個(gè)能形成集落，而照射后只有32個(gè)集落，所以受8Gy X射線照射后的細(xì)胞存活率是：（32/1400）×100%=0.023%因此,可以按下式得出細(xì)胞存活率:

細(xì)胞存活率=(所計(jì)數(shù)的集落數(shù)/細(xì)胞接種數(shù)×PE)×100%若平皿中接種2000個(gè)細(xì)胞，用8GyX射線照502、細(xì)胞存活曲線的形式——電離輻射對(duì)細(xì)胞群體的效應(yīng)，即照射劑量與細(xì)胞群體的存活能力之間的劑量-反應(yīng)關(guān)系，可借細(xì)胞存活曲線得到定量表達(dá)。

細(xì)胞存活曲線又稱劑量-存活曲線，是繪制在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上的。橫坐標(biāo)為算術(shù)刻度，從原點(diǎn)向右表示各單次照射劑量的增大；縱坐標(biāo)為對(duì)數(shù)刻度，表示細(xì)胞群體受不同劑量照射后的細(xì)胞存活率。2、細(xì)胞存活曲線的形式——51對(duì)于致密的電離輻射（高LET輻射），如α粒子或低能中子，存活數(shù)據(jù)從一開(kāi)始就非常趨近為一條直線，受這種性質(zhì)射線照射的特殊細(xì)胞，只用一個(gè)參數(shù)就完全能描述存活曲線，即直線的斜率。這個(gè)斜率用使成集落的細(xì)胞數(shù)下降到37%所需要的劑量來(lái)表達(dá)，稱為37%劑量斜率，定名為D0。實(shí)際D0是在劑量-效應(yīng)曲線的直線部分，使細(xì)胞存活率下降到原來(lái)的37%處（如從0.1到0.037）所需要的照射劑量。對(duì)于致密的電離輻射（高LET輻射），如α粒52D0的定量是使平均每個(gè)細(xì)胞發(fā)生一次失活事件所需要?jiǎng)┝?。電離輻射照射后，典型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞存活曲線是由“肩部”（低劑量范圍內(nèi)的彎曲部分）和“指數(shù)部”（較高劑量范圍內(nèi)的直線部分）組成的。曲線中有3個(gè)必不可少的參數(shù)：1）將指數(shù)部的直線向左方延伸，直到與縱軸相交，交點(diǎn)處的縱軸上的數(shù)據(jù)被成為外推值n。n。表達(dá)細(xì)胞被射線殺死時(shí)需要擊中的細(xì)胞的靶數(shù)或擊中數(shù)，簡(jiǎn)稱為細(xì)胞核內(nèi)的靶數(shù)。D0的定量是使平均每個(gè)細(xì)胞發(fā)生一次失活事件532）由細(xì)胞存活率為100處向右方引一條與橫軸相平行的直線，直至與直線部分的延長(zhǎng)線相交。與這一線段相當(dāng)?shù)臋M軸上劑量的大小，被稱為準(zhǔn)閾劑量Dq。Dq表達(dá)該細(xì)胞修復(fù)亞致死性損傷的能力，也可以理解為“無(wú)效”的照射劑量。實(shí)際上，Dq是表示細(xì)胞輻射耐性的參數(shù)。2）由細(xì)胞存活率為100處向右方引一條與橫軸543）在指數(shù)部直線上的任何一點(diǎn)向下方繪制一條與縱軸平行的垂直線段，使其長(zhǎng)度達(dá)到相當(dāng)于起始點(diǎn)值的37%的那一點(diǎn)為止。然后再由此垂線終點(diǎn)處向右方引一平行于橫軸的水平線，直到與指數(shù)部的直線相交。這一水平線的長(zhǎng)度所相當(dāng)?shù)膭┝浚瑸槠骄滤绖┝?，也就是指?shù)部直線的斜率D0。D0表示平均致死劑量，表達(dá)細(xì)胞群體的放射敏感性。3）在指數(shù)部直線上的任何一點(diǎn)向下方繪制一55腫瘤放射生物學(xué)課件整理56腫瘤放射生物學(xué)課件整理57隨細(xì)胞群體的放射生物學(xué)特性不同，其存活曲線的形狀也各異，從而這3個(gè)參數(shù)的數(shù)值也不相同。一般來(lái)講，不少細(xì)胞群體，包括正常組織的和腫瘤的，其存活曲線中的D0值相差不大，有些還很接近，但Dq值卻有較大差別。有些腫瘤的肩部較寬，因而放療效果不佳。正常小、大腸隱窩干細(xì)胞存活曲線中的Dq值較高，說(shuō)明對(duì)放療有抗拒性。隨細(xì)胞群體的放射生物學(xué)特性不同，其存活曲583、影響細(xì)胞存活曲線形狀的因素——D0值可以作為表示細(xì)胞放射敏感性的一個(gè)指標(biāo)。因此，影響細(xì)胞存活曲線形狀的因素，一般也是影響放射效應(yīng)的因素，在制訂放射計(jì)劃時(shí)應(yīng)加以注意。1）細(xì)胞周期的時(shí)相處于細(xì)胞周期中不同時(shí)期的細(xì)胞，其放射敏感性互不相同的情況，稱為對(duì)細(xì)胞周期的依賴性。細(xì)胞對(duì)輻射的反應(yīng)隨受照射當(dāng)時(shí)所處的時(shí)相的不同而異。處于M期的細(xì)胞對(duì)輻射最敏感，而處于晚S期的細(xì)胞敏感性最低，兩者的放射敏感性可相差2.5倍。3、影響細(xì)胞存活曲線形狀的因素——59細(xì)胞群體在第一次照射后，剩余的存活細(xì)胞再分布于細(xì)胞周期中對(duì)輻射敏感的時(shí)相，則易于被再次的照射所殺傷。2）氧效應(yīng)細(xì)胞氧分壓的大小能影響細(xì)胞的放射敏感性。在無(wú)氧狀態(tài)下，細(xì)胞的放射敏感性約為有氧狀態(tài)下的1/3。氧分壓不同時(shí)，D0值有變化。氧通過(guò)輻射所誘發(fā)的自由基而增加細(xì)胞的損傷，造成不可修復(fù)的生物化學(xué)變化，引起了加強(qiáng)放射效應(yīng)的作用。而在乏氧狀態(tài)下細(xì)胞受照射時(shí)，可通過(guò)電子俘獲造成修復(fù)的可能性增加，放射效應(yīng)也會(huì)隨之減弱。細(xì)胞群體在第一次照射后，剩余的存活細(xì)胞再60已知一些腫瘤中含有10%-20%氧分壓低的細(xì)胞（即乏氧細(xì)胞）這些乏氧細(xì)胞的存在是腫瘤放射治療的一大難題。

在所有的存活水平要達(dá)到同一生物效應(yīng)，乏氧時(shí)所需要的射線劑量為有氧時(shí)的3倍。這種比例相當(dāng)恒定。由于氧被稱為劑量改變劑（dose-modifyingAgent），乏氧時(shí)所需要射線劑量與有氧時(shí)所需要射線劑量之比稱為氧增強(qiáng)比（OxygenenhancementratioOER）。簡(jiǎn)言之，氧可以增加細(xì)胞的放射敏感性，其增加的比值為OER。已知一些腫瘤中含有10%-20%氧分壓低的細(xì)61增加放射敏感性與減少放射劑量是一致的。因此，以細(xì)胞存活率表示：乏氧100%37%有氧100%37%OER=3/1=3OER以同一水平的細(xì)胞存活率為比較前提。若OER為1，則說(shuō)明無(wú)氧效應(yīng)。3Gy1Gy增加放射敏感性與減少放射劑量是一致的。因3G62

放射敏感性與細(xì)胞存活曲線的D0值的倒數(shù)成比例。放射敏感性與氧濃度的關(guān)系是：氧分壓從0增加到大約4.0kPa（30mmHg）時(shí)，放射敏感性增加很迅速，氧張力進(jìn)一步增加到1個(gè)大氣壓的純氧時(shí)，其增敏作用的增加并不明顯。

致密電離輻射時(shí)的存活曲線是指數(shù)型的，沒(méi)有起始的肩段。此時(shí)，在有氧和乏氧情況下，其存活曲線重合。OER是1，即沒(méi)有氧效應(yīng)。對(duì)于介于致密、稀疏之間的中間型電離輻射（如中子），存活曲線有一小的肩段。在這種情況下，氧效應(yīng)是明顯的。放射敏感性與細(xì)胞存活曲線的D0值的倒數(shù)成比63對(duì)于稀疏電離輻射如X射線，其氧效應(yīng)大而重要。對(duì)于象α粒子那樣的致密電離輻射，無(wú)氧效應(yīng)；氧效應(yīng)關(guān)系可以表示為：

氧效應(yīng)稀疏電離輻射＞中間型電離輻射＞致密電離輻射X射線快中子α粒子OER2.5～3.01.61.0對(duì)于稀疏電離輻射如X射線，其氧效應(yīng)大而重643）LET高LET的輻射照射可使細(xì)胞存活曲線的肩部變小甚至消失，同時(shí)指數(shù)部的斜率變小，即直線變陡。在臨床腫瘤放療中，現(xiàn)在除了常規(guī)使用的X射線和γ射線外，已逐漸使用了快中子、負(fù)π介子、質(zhì)子等高LET的輻射，以便對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生更大的殺滅作用。4）劑量率當(dāng)減低輻射照射劑量時(shí)，以同一劑量照射后，存活的細(xì)胞數(shù)就明顯增多。這是由于在照射過(guò)程中，亞致死性損傷得到恢復(fù)，以及未受損傷的或仍有活力的細(xì)胞在極低劑量率的條件下發(fā)生了增生的緣故。3）LET高LET的輻射照射可使細(xì)胞65亞致死性損傷（SLD）是指能被細(xì)胞正常修復(fù)的損傷，往往在照射后2-6小時(shí)便得到恢復(fù)。根據(jù)定義，SLD不是直接導(dǎo)致細(xì)胞死亡的，然而它卻能使細(xì)胞對(duì)再次受到照射時(shí)的敏感性提高。如果繼一個(gè)輻射劑量照射后，相隔一段時(shí)間，再受到第二個(gè)劑量的照射，由于SLD尚未得到恢復(fù)，這種損傷就可以成為致死性損傷。細(xì)胞存活曲線中的肩部就是反映SLD的積累過(guò)程及細(xì)胞修復(fù)SLD的能力的。常規(guī)放療中所使用的輻射源，多具100cGy/min的劑量率。每個(gè)分次劑量的給予只需幾分鐘，故在亞致死性損傷（SLD）是指能被細(xì)胞正常修復(fù)66每分次實(shí)際放療中恢復(fù)是很少的。5）溫度效應(yīng)細(xì)胞的放射敏感性隨照射過(guò)程中的溫度變化而變化。溫度升高時(shí)，敏感性增加；溫度降低時(shí)，敏感性降低。和OER一樣，熱增強(qiáng)比（heatenhancementratio，HER）也是一個(gè)比值。6）防護(hù)劑與增敏劑每分次實(shí)際放療中恢復(fù)是很少的。677）分次照射將總劑量分次施予，能對(duì)正常組織有較好的容讓效應(yīng)（sparingeffect），而仍對(duì)腫瘤有致死效應(yīng)。使用多分次照射，就會(huì)在每一次分次照射之后都重建一個(gè)肩部?？倓┝肯嗤执握丈涞拇螖?shù)不同，所達(dá)到的生物學(xué)效應(yīng)相差很大。例如，10×200cGy只有5×400cGy效應(yīng)的1/90；而6×200cGy只有3×400cGy的1/15。7）分次照射將總劑量分次施予，能對(duì)正68兩個(gè)細(xì)胞群對(duì)于一定劑量的單次X射線照射，存活分?jǐn)?shù)如果只有微小的差別，那么這種差別在分次劑量照射后便被放大。許多腫瘤細(xì)胞是乏氧的，其修復(fù)SLD的能力降低。因此，分次照射所致的輻射損傷，在腫瘤細(xì)胞中累積的要比在周圍正常組織細(xì)胞中積累的大；另外，腫瘤和正常組織的有效倍增時(shí)間，可能由于照射后細(xì)胞的丟失等影響因素而表現(xiàn)出顯著的差別，也即正常組織在起初遭受輻射損傷以后增生速率可能會(huì)大大增快，而腫瘤則在每次分裂之后有很高程度的細(xì)胞丟失。因此，分次照射可增加治療比。兩個(gè)細(xì)胞群對(duì)于一定劑量的單次X射線照射，694、放射損傷的修復(fù)——從分子水平到細(xì)胞水平，有8種以上的放射損傷修復(fù)，且分別和癌細(xì)胞照射后出現(xiàn)的種種現(xiàn)象有關(guān)。目前，在放射治療中最需要注意的是Elkind修復(fù)——亞致死性損傷的修復(fù)和PLD修復(fù)——潛在致死性損傷修復(fù)。4、放射損傷的修復(fù)——701、Elkind修復(fù)細(xì)胞照射后出現(xiàn)損傷，有的細(xì)胞失去無(wú)限生長(zhǎng)能力而死亡，有的能從損傷中逐漸修復(fù)，并可保持無(wú)限增生的能力。1959年，Elkind發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞受照射產(chǎn)生亞致死性損傷（SLD）而保持修復(fù)的能力時(shí)，細(xì)胞能在3h完成這種修復(fù)，即稱為Elkind修復(fù)。如若以11.2Gy一次照射，細(xì)胞的存活率為0.001%；而先以5.05Gy照射，經(jīng)過(guò)18.1h間隔再以6.15Gy照射，細(xì)胞存活率變?yōu)?.0051%。也就是說(shuō)，在18.1h內(nèi)第一次照射造成損傷的細(xì)胞經(jīng)過(guò)修復(fù)，使細(xì)胞存活率提高了5倍以上。1、Elkind修復(fù)細(xì)胞照射后出現(xiàn)71若兩次照射的存活曲線完全相似，可以重合，即兩者n值和D0值都相同，這表示第一次照射時(shí)受到SLD的細(xì)胞在接受第二次照射之前，即在18.1h的間隔之內(nèi)已經(jīng)完成修復(fù)。所以，在需要進(jìn)行分次照射的放射治療中，這種修復(fù)是制定治療方案時(shí)必須考慮的重要因素。

2次分次照射所引起的最初存活率增高與SLD的修復(fù)有關(guān)，其修復(fù)與兩次照射的間隔時(shí)間密切相關(guān)。若兩次照射的存活曲線完全相似，可以重合，722、PLD修復(fù)是指潛在致死損傷修復(fù)（repairofPotentiallylethaldamage）。首先使用這個(gè)名詞的是加拿大人Whitmore。

PLD是指正常狀態(tài)下照射后應(yīng)死亡的細(xì)胞，由于在照射后置于適當(dāng)?shù)臈l件，進(jìn)行了損傷修復(fù)而存活的現(xiàn)象。若用X射線以20Gy對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行照射，照射后再隔不同時(shí)間取出腫瘤進(jìn)行移植。結(jié)果是取出的時(shí)間越遲，存活率越高。存活率的升高常在照射后第6h達(dá)到最高值。2、PLD修復(fù)是指潛在致死損傷修復(fù)（73這種條件下由于20Gy照射幾乎可使腫瘤組織內(nèi)有氧細(xì)胞全部死亡，所以，可以認(rèn)為與PLD修復(fù)有關(guān)的細(xì)胞幾乎均為乏氧細(xì)胞。PLD修復(fù)常見(jiàn)于飽和密度生長(zhǎng)期的細(xì)胞和乏氧細(xì)胞。如果認(rèn)為PLD修復(fù)是乏氧細(xì)胞特有的一種修復(fù)，就要把PLD修復(fù)看作是應(yīng)當(dāng)特別注意的現(xiàn)象。對(duì)于PLD修復(fù)是否和Elkind修復(fù)性質(zhì)不同這一點(diǎn)是有爭(zhēng)議的，也許沒(méi)什么不同，只是由于照射后所處的條件不同而產(chǎn)生的現(xiàn)象不同而已。這種條件下由于20Gy照射幾乎可使腫瘤組織內(nèi)74綜上所述，Elkind修復(fù)和PLD修復(fù)都發(fā)生在第一次劑量照射后的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。SLD的大小是由第一次劑量后不同時(shí)間給予的第二次劑量的反應(yīng)來(lái)測(cè)量的，重要的是第一次劑量和引起更多細(xì)胞分裂的某種刺激之間的時(shí)間間隔。在高LET射線作用后SLD和PLD都不那么明顯。綜上所述，Elkind修復(fù)和PLD修復(fù)都發(fā)生75組織水平的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)組織在受到照射后出現(xiàn)的效應(yīng)與培養(yǎng)細(xì)胞出現(xiàn)的效應(yīng)不同。在組織效應(yīng)的表現(xiàn)中，由于組織受神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響以及這些系統(tǒng)在射線的作用下產(chǎn)生變化的影響，所以不是單一的效應(yīng)。如照射腫瘤時(shí)，同時(shí)也破壞腫瘤周圍的血管，結(jié)果使得腫瘤及鄰近組織的血流量減少，既可使腫瘤和組織出現(xiàn)放射抗拒性，也可由于血運(yùn)停止，引起腫瘤和組織死亡的繼發(fā)改變。組織水平的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)組織在受到照射后出現(xiàn)的效76影響組織放射效應(yīng)的主要因素——1、射線使細(xì)胞死亡而形成的存活率，或致死率2、射線作用后殘存于組織內(nèi)的細(xì)胞的增殖能力和修復(fù)能力；3、被破壞的組織及臟器的再生能力；4、利于細(xì)胞增殖及組織再生的環(huán)境因素，例如血管系統(tǒng)的保存情況。影響組織放射效應(yīng)的主要因素——77腫瘤組織中細(xì)胞的構(gòu)成——腫瘤組織由腫瘤細(xì)胞及其作為支持組織的間質(zhì)組成，通常只有腫瘤細(xì)胞進(jìn)行增殖。1）P細(xì)胞/增殖細(xì)胞腫瘤體積增長(zhǎng)的主要來(lái)源,占整個(gè)腫瘤細(xì)胞群體的比例稱為生長(zhǎng)比例；2）Q細(xì)胞/靜止細(xì)胞由靜止或G0期細(xì)胞組成,其中一些細(xì)胞是克隆源性,有能力再群體化出一個(gè)腫瘤3）分化終末期細(xì)胞不再具有分裂能力4）死亡和正在死亡的細(xì)胞腫瘤組織中細(xì)胞的構(gòu)成——78

腫瘤的生長(zhǎng)速度決定于生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)和腫瘤細(xì)胞的生成與丟失之比，而與倍增時(shí)間關(guān)系不大。

影響腫瘤的生長(zhǎng)速度的因素：

1）腫瘤細(xì)胞倍增時(shí)間：腫瘤群體的細(xì)胞周期也分為G0、G1、S、G2和M期。多數(shù)惡性腫瘤細(xì)胞的倍增時(shí)間并不比正常細(xì)胞更快，而是與正常細(xì)胞相似或比正常細(xì)胞更慢。腫瘤的生長(zhǎng)速度決定于生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)和腫瘤細(xì)胞的792）生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)：指腫瘤細(xì)胞群體中處于增殖階段（S期+G2期）的細(xì)胞的比例。惡性轉(zhuǎn)化初期，生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)較高，但是隨著腫瘤的持續(xù)增長(zhǎng)，多數(shù)腫瘤細(xì)胞處于G0期，即使是生長(zhǎng)迅速的腫瘤生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)也只有20%。

3）瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)與丟失：營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足、壞死脫落、機(jī)體抗腫瘤反應(yīng)等因素會(huì)使腫瘤細(xì)胞丟失，腫瘤細(xì)胞的生成與丟失共同影響著腫瘤能否進(jìn)行性長(zhǎng)大及其長(zhǎng)大速度。2）生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)：指腫瘤細(xì)胞群體中處于增殖階80腫瘤生長(zhǎng)的一些參數(shù)——

1）腫瘤體積倍增時(shí)間（tumorvolumedoublingtime,Td）：指腫瘤體積增加一倍的時(shí)間，表示腫瘤生長(zhǎng)速度的參數(shù)；在腫瘤生長(zhǎng)的初期，Td值是固定的；但隨著腫瘤的增長(zhǎng)，Td值也延長(zhǎng)。Td與Tc比較，增殖初期時(shí)Td=Tc，后來(lái)則Td＞Tc。其原因可能與腫瘤增殖有關(guān)的細(xì)胞群的部分和細(xì)胞不再分裂的靜止部分的比例有關(guān)。Td的決定因素：細(xì)胞周期時(shí)間、生長(zhǎng)比例和細(xì)胞丟失率。腫瘤生長(zhǎng)的一些參數(shù)——812）潛在倍增時(shí)間（potentialdoublingtime，Tpot：是一個(gè)理論值，假設(shè)在沒(méi)有細(xì)胞丟失的情況下腫瘤細(xì)胞群體增加一倍所需要的時(shí)間。Tpot的決定因素：細(xì)胞周期時(shí)間和生長(zhǎng)比例。

3）細(xì)胞丟失因子（celllosefactor）：

細(xì)胞丟失因子或系數(shù)=1-（Tpot/Td）如果丟失系數(shù)為零，那么Tpot就等于Td。平均Tc小于Tpot，因?yàn)殪o止期細(xì)胞的存在導(dǎo)致生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)小于100％。這些因數(shù)的關(guān)系可由方程式：

Tpot=0.693TC/ln（1+GF）得出。2）潛在倍增時(shí)間（potentialdo82對(duì)于實(shí)體腫瘤，其Tpot小于Td，因?yàn)榧?xì)胞丟失系數(shù)通常是相當(dāng)高的。在確定Tpot時(shí)已經(jīng)考慮到GF，所以不會(huì)影響Tpot和Td間的關(guān)系。Tpot可以由標(biāo)記指數(shù)（LI）和S期的持續(xù)時(shí)間（Ts），用方程式Tpot=λTs/LI計(jì)算出。已有提示，雖然臨床試驗(yàn)不支持，但治療前Tpot短的腫瘤，（提示存在快速增殖細(xì)胞和高增長(zhǎng)分?jǐn)?shù)），最有可能得益于加速放射治療。對(duì)于實(shí)體腫瘤，其Tpot小于Td，因?yàn)榧?xì)胞丟83在放射治療開(kāi)始后幾周，細(xì)胞丟失系數(shù)（φ）減小，其具有減緩腫瘤消退（縮小）的凈效應(yīng)。生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)是增殖細(xì)胞數(shù)與增殖細(xì)胞數(shù)和靜止期細(xì)胞數(shù)的總和之比。如果腫瘤倍增時(shí)間（Td），即觀察的腫瘤體積倍增時(shí)間是60天，以及由細(xì)胞周期時(shí)間和生長(zhǎng)分?jǐn)?shù)計(jì)算的潛在倍增時(shí)間（Tpot）是3天，那么細(xì)胞丟失系數(shù)是95％。在放射治療開(kāi)始后幾周，細(xì)胞丟失系數(shù)（φ）84

雖然Tpot還未被證明是一個(gè)加速放射治療后遠(yuǎn)期效果的強(qiáng)有力的預(yù)測(cè)因素，但它對(duì)預(yù)選最有可能受益于加速治療的病人仍是有用的。至少對(duì)于腫瘤來(lái)說(shuō)，細(xì)胞丟失系數(shù)通常是腫瘤潛在倍增時(shí)間和總體積倍增時(shí)間之間差異的主要決定性因素。雖然Tpot還未被證明是一個(gè)加速放射治療后85人類腫瘤典型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)——細(xì)胞周期：約2天生長(zhǎng)因數(shù)：約40%丟失率：約90%癌細(xì)胞潛在倍增時(shí)間：約5天體積倍增時(shí)間：約60天人類腫瘤典型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)——86乏氧細(xì)胞與腫瘤組織——腫瘤組織中有處于各種狀態(tài)的腫瘤細(xì)胞。從氧分壓高低來(lái)考慮時(shí)，可以分為有氧細(xì)胞（Oxiccell）和乏氧細(xì)胞（Hypoxiccell）。

人類腫瘤中乏氧細(xì)胞的比例大約為30%-40%。有氧細(xì)胞和乏氧細(xì)胞在腫瘤中的分布，是通過(guò)測(cè)量腫瘤內(nèi)毛細(xì)血管到壞死部位的距離，一般為150-170μm，最遠(yuǎn)不超過(guò)180μm。

乏氧細(xì)胞與腫瘤組織——87腫瘤結(jié)構(gòu)模式圖：毛細(xì)血管壞死層有氧細(xì)胞層145-150μm15-20μm乏氧細(xì)胞層腫瘤結(jié)構(gòu)模式圖：毛細(xì)血管壞死層有氧細(xì)胞層145-150μm188腫瘤細(xì)胞以血管為中心作同心圓排列，距離毛細(xì)血管一定部位變?yōu)榉ρ跫?xì)胞層，再向外則為壞死層。Thomlinson把這種排列稱為腫瘤索（TumorCord），并認(rèn)為腫瘤索是構(gòu)成腫瘤組織的最小單位，腫瘤索大量聚集形成腫瘤組織。當(dāng)腫瘤越增大時(shí)，未出現(xiàn)損害的細(xì)胞的比例會(huì)越少。壞死的部位是距毛細(xì)血管遠(yuǎn)的部位，可以說(shuō)大部分是氧分壓為0的部位。放射敏感性沿毛細(xì)血管到壞死層的徑線逐漸改變，細(xì)胞的增生能力也自中心沿直徑向外逐漸減弱。

腫瘤細(xì)胞以血管為中心作同心圓排列，距離毛89腫瘤對(duì)放射的反應(yīng)電離輻射作用的必然結(jié)果是受照射區(qū)域的生命物質(zhì)的破壞。在腫瘤放射治療中，腫瘤照射劑量受到多方面的限制：

1）正常組織的立即反應(yīng)；2）某一組織的早期反應(yīng)；3）很大體積被照射；4）產(chǎn)生遠(yuǎn)期損傷的危險(xiǎn)。但是，控制腫瘤是放射治療的主要目標(biāo)。腫瘤對(duì)放射的反應(yīng)電離輻射作用的必然結(jié)果是受照射90腫瘤的劑量—效應(yīng)關(guān)系——臨床上腫瘤的治療成功，是指射線徹底破壞的腫瘤組織中腫瘤細(xì)胞一個(gè)也不殘存，或者腫瘤細(xì)胞即使殘存下來(lái)，但受到抑制而不能再發(fā)揮其機(jī)能。然而，臨床上所謂獲得基本治愈的局部是否就不復(fù)發(fā)呢？

TCD50是指受照射的腫瘤中50%的腫瘤治愈時(shí)所需要的放射劑量。TCD是腫瘤控制劑量（TumorControlDose）的縮寫。腫瘤的劑量—效應(yīng)關(guān)系——91把接種腫瘤的動(dòng)物分為若干組，各組給予不同劑量照射后觀察90-120天，分析各組的治愈率，由此求出使50%的腫瘤獲得治愈所必需的照射劑量。照射時(shí)腫瘤體積與TCD50之間的關(guān)系：一般而言，腫瘤體積增大時(shí)，TCD50也隨之增大。

把接種腫瘤的動(dòng)物分為若干組，各組給予不同92影響放射效應(yīng)的生物學(xué)因素——目前，腫瘤的放射治療還未完全與腫瘤放射生物學(xué)的研究相結(jié)合，幾乎所有的放射治療的臨床醫(yī)師都按過(guò)去的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行眼前的治療。腫瘤的放射生物學(xué)剛剛開(kāi)始作為腫瘤放射治療的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的一部分。目前還沒(méi)有一個(gè)客觀指標(biāo)來(lái)說(shuō)明腫瘤的照射劑量-效應(yīng)關(guān)系。影響放射效應(yīng)的生物學(xué)因素——93腫瘤接受照射后會(huì)出現(xiàn)各種反應(yīng)和現(xiàn)象。如果能更深入地理解并利用這些現(xiàn)象，就有可能進(jìn)一步提高放射治療的效果。仔細(xì)分析放射治療中出現(xiàn)的現(xiàn)象，主要有4個(gè)方面：

1）腫瘤細(xì)胞放射損傷的修復(fù)（recovery）；

2）腫瘤組織的再生和再增殖（regenerationorrepopulation）；

3）腫瘤組織中乏氧細(xì)胞的再氧合（reoxygenation）4）照射后腫瘤細(xì)胞的同步化（redistributionofcellsThroughthedivisioncycle）。Withers把這4個(gè)方面稱為放射生物的“4R”。腫瘤接受照射后會(huì)出現(xiàn)各種反應(yīng)和現(xiàn)象。如果94對(duì)于放射生物的“4R”，有人認(rèn)為它分別是：1）亞致死損傷修復(fù)（repair）；2）再氧合（reoxygenation），用于由一次輻射劑量引起紊亂后，腫瘤乏氧細(xì)胞比例往往恢復(fù)到它原有數(shù)量的過(guò)程；3）再增殖（repopulation），指放射治療后細(xì)胞的分裂和再生；4）細(xì)胞周期內(nèi)的細(xì)胞再分布（redistribution）。對(duì)于放射生物的“4R”，有人認(rèn)為它分別是：95亞致死損傷修復(fù)——亞致死損傷（SLD），指能被細(xì)胞正常修復(fù)的損傷，往往在照射后2-6h完成。SLD不是直接導(dǎo)致細(xì)胞死亡，而是能使細(xì)胞對(duì)再次照射敏感性提高。如果繼1個(gè)輻射劑量照射之后，相隔一段時(shí)間，再受到第二個(gè)劑量的照射，由于SLD尚未來(lái)得及恢復(fù)，這種損傷就可能成為致死性的，即一個(gè)SLD能與另一個(gè)SLD相互作用或累積在一起而成為致死性損傷。存活曲線的肩部就是反映SLD的累積過(guò)程和細(xì)胞SLD修復(fù)的能力。亞致死損傷修復(fù)——96X射線照射的細(xì)胞存活曲線是一種閾值型的反應(yīng)，提示在致死效應(yīng)能反映出來(lái)以前有一個(gè)損傷積累的過(guò)程。它表現(xiàn)為在細(xì)胞喪失增殖能力以前必須有一定數(shù)量的損傷關(guān)鍵點(diǎn)。假設(shè)考慮一個(gè)受小劑量照射的細(xì)胞群，在這群體內(nèi)的細(xì)胞將進(jìn)入下列三個(gè)方面之一：（1）任何一個(gè)關(guān)鍵靶點(diǎn)都沒(méi)有發(fā)生電離事件，因此細(xì)胞沒(méi)有受到損傷；（2）細(xì)胞內(nèi)所有的關(guān)鍵靶點(diǎn)都發(fā)生了電離事件。細(xì)胞喪失了完整的再繁殖能力，即細(xì)胞死亡或致死損傷；X射線照射的細(xì)胞存活曲線是一種閾值型的反97（3）一個(gè)細(xì)胞的有些而不是所有的關(guān)鍵靶點(diǎn)可能發(fā)生電離事件。這一細(xì)胞被認(rèn)為受到SLD，即細(xì)胞受到損傷但沒(méi)有被殺死，只要給細(xì)胞足夠的時(shí)間它就有能力修復(fù)SLD而完全恢復(fù)。SLD是在分次劑量實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的。這種修復(fù)現(xiàn)象在臨床放射治療中，通常采用的多次照射方案讓正常組織起到保護(hù)作用。大部分情況下，SLDR的程度和存活曲線肩段的大小有相當(dāng)好的相互關(guān)系。（3）一個(gè)細(xì)胞的有些而不是所有的關(guān)鍵靶點(diǎn)可98Dq作為衡量修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)比較產(chǎn)生相同生物損傷的一次及分次劑量而測(cè)得Dq，如兩次劑量間隔足夠的時(shí)間進(jìn)行SLDR，則需要總劑量D2才能與一次劑量D1產(chǎn)生一樣的生物損傷；而D2-D1的量等于Dq，也就意味著由于分次照射而“丟失”或“浪費(fèi)”的劑量。這個(gè)定量在整體內(nèi)的許多腫瘤及正常組織中可以測(cè)得。Dq作為衡量修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)：通過(guò)比較產(chǎn)生相同生99劑量率效應(yīng)：象X射線或γ射線這樣電離密度低的射線，劑量率是決定特定吸收劑量的生物學(xué)后果的主要因素之一。劑量率是指某種放射源在單位時(shí)間內(nèi)使組織吸收的劑量.分三類：低劑量率治療0．4～2Gy／h.中劑量率治療2～12Gy／h.高劑量率治療＞12Gy／h一般當(dāng)劑量率低而延長(zhǎng)照射時(shí)間時(shí)，一個(gè)特定的生物效應(yīng)就減少。其中包括兩個(gè)相當(dāng)不同的過(guò)程：（1）在照射期間有SLDR；（2）在一個(gè)延長(zhǎng)時(shí)間的照射中，由于細(xì)胞分裂而出現(xiàn)再增殖。劑量率效應(yīng)：象X射線或γ射線這樣電離密度100隨著劑量率的降低，存活曲線的斜率變得較平及外推值趨向于1，反映出照射期進(jìn)行了SLDR。放射治療中很重要的、典型的劑量率效應(yīng)產(chǎn)生于延長(zhǎng)的照射過(guò)程中出現(xiàn)的SLDR。如果將一次急性照射的劑量用一系列小分次劑量照射，且分次間的時(shí)間又足以讓SLD進(jìn)行修復(fù)，那么，許多小分次照射近似于連續(xù)低劑量率照射。在每個(gè)分次劑量間生物體有足夠的時(shí)間完成SLD修復(fù)，即每個(gè)分次照射都有存活曲線中的肩段再現(xiàn)。如將連續(xù)低劑量率照射作為無(wú)窮數(shù)量的小劑量分次，那么是沒(méi)有肩段的，其斜率比一次急性照射的小。隨著劑量率的降低，存活曲線的斜率變得較平101細(xì)胞周期內(nèi)的細(xì)胞再分布——原先成為細(xì)胞的同步化，在最新的術(shù)語(yǔ)中，這種細(xì)胞的部分同步化被稱為細(xì)胞周期內(nèi)細(xì)胞的再分布，所以細(xì)胞同步化與細(xì)胞再分布完全是一回事。細(xì)胞群體同步化程度數(shù)量的定義規(guī)定，從處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的細(xì)胞群體為0%到完全同步化為100%。對(duì)于非同步化細(xì)胞群體，即細(xì)胞分布在周期的各個(gè)時(shí)相中的群體進(jìn)行一次照射，不同時(shí)相的細(xì)胞對(duì)這次照射的反應(yīng)也不相同，周期中放射敏感時(shí)相的細(xì)胞會(huì)被殺死并占較大部分。細(xì)胞周期內(nèi)的細(xì)胞再分布——102照射后的總效應(yīng)在一定程度上使細(xì)胞群體同步化。如果在第一次照射之后，細(xì)胞群體立即便進(jìn)入細(xì)胞增殖周期，那么就完全有理由認(rèn)為，第二次照射的效果確定于首次照射的時(shí)間間隔。放射治療的主要方式是分次照射。那么預(yù)期治療方案的成效完全取決于分次照射的時(shí)間間隔，因?yàn)檎丈鋾?huì)引起細(xì)胞同步化，而這個(gè)同步化作用在多大程度上影響放射治療效果，目前尚不清楚。照射后的總效應(yīng)在一定程度上使細(xì)胞群體同步103已經(jīng)研究許多分次放療方案，如逐日放療、隔日放療、1周1次照射，在某些時(shí)候還1d照射3次等各種分次治療方式，但從沒(méi)有看到不同分次方案之間的顯著差別，也可能是細(xì)胞同步效果沒(méi)有差別。細(xì)胞同步化這個(gè)題目更引人注意的是考慮使用適當(dāng)?shù)乃幬锸鼓[瘤細(xì)胞同步化，隨后合理地設(shè)計(jì)出分次治療方案，使腫瘤細(xì)胞總是處于細(xì)胞周期最敏感的時(shí)相進(jìn)行照射。已經(jīng)研究許多分次放療方案，如逐日放療、隔104

藥物同步化作用難點(diǎn)：1）要求所用的藥物能被腫瘤吸收，但腫瘤的血運(yùn)供應(yīng)差，藥物不能充分吸收；2）如果藥物對(duì)腫瘤鄰近的正常組織也有較好的同步效應(yīng)，即使對(duì)腫瘤細(xì)胞的同步效果好，也沒(méi)什么用途。如果腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞的周期時(shí)間差別較大，或者有關(guān)聯(lián)的正常組織細(xì)胞都不在細(xì)胞增殖周期之中，這就不成問(wèn)題。3）同步化藥物有一定毒性且允許使用的濃度限制又必然減弱同步化的效果。藥物同步化作用難點(diǎn)：105某些腫瘤化療藥物，如甲氨蝶呤、氟尿嘧啶和羥基脲，具有使細(xì)胞群體停止于S期初期的化學(xué)效應(yīng)，即這是細(xì)胞周期中放射敏感性最高的時(shí)期之一。某些腫瘤化療藥物，如甲氨蝶呤、氟尿嘧啶和106再增殖——照射劑量不能充分破壞腫瘤組織時(shí)，腫瘤組織可以重新調(diào)整，進(jìn)行繁殖，造成整個(gè)腫瘤組織的再度復(fù)發(fā)，這種現(xiàn)象常發(fā)生于用分次照射進(jìn)行放射治療時(shí)的間隔期間。為了取得分次照射的更佳效果，需了解受照射的腫瘤細(xì)胞何時(shí)又開(kāi)始分裂，何時(shí)具備再增殖的條件，何時(shí)再行增殖。當(dāng)然，如果能在再增殖開(kāi)始前再進(jìn)行下一次照射，使腫瘤細(xì)胞再一次受到損傷時(shí)則效果更好。再增殖——107

再氧合——

再氧合是指腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞的再氧合。腫瘤細(xì)胞的再氧合，是射線照射對(duì)放射敏感性高的有氧細(xì)胞造成很多損傷后，使腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞變?yōu)橛醒跫?xì)胞的現(xiàn)象。也就是說(shuō)，1次照射后乏氧細(xì)胞的氧合成為再氧合。在分次放射結(jié)束時(shí)，腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞比例與未處理的腫瘤一樣，說(shuō)明在治療過(guò)程中，細(xì)胞從腫瘤的乏氧區(qū)移動(dòng)到氧合好的區(qū)域。再氧合——108再氧合在分次X射線照射后24h內(nèi)完成。雖然已提出很多引起再氧合的可能原因，但其機(jī)制尚不清楚。再氧合現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及其機(jī)制：1）因射線照射而失去無(wú)限增殖能力的細(xì)胞的耗氧量減少。這些細(xì)胞大部分是位于腫瘤內(nèi)部毛細(xì)血管附近的有氧細(xì)胞。由于這些細(xì)胞的耗氧量減少，就增加了可供乏氧細(xì)胞消耗的氧量；再氧合在分次X射線照射后24h內(nèi)完成。雖然已1092）改善了毛細(xì)血管的血液循環(huán)，從而可以提供更多的氧。這兩點(diǎn)是在腫瘤受照射后尚未出現(xiàn)形態(tài)學(xué)變化之前發(fā)生的。3）照射后腫瘤體積縮小，毛細(xì)血管之間的距離變短，血液循環(huán)可以達(dá)到較遠(yuǎn)的末梢處，從而提供更多的氧。4）除此之外，距毛細(xì)血管末梢較遠(yuǎn)的乏氧細(xì)胞變得接近于毛細(xì)血管，從而較易獲得氧的供給。2）改善了毛細(xì)血管的血液循環(huán)，從而可以提110腫瘤中乏氧細(xì)胞的再氧合過(guò)程，在腫瘤放射治療的實(shí)踐中意義非常重要。如果人類腫瘤的再氧合過(guò)程迅速而有效的話，那么長(zhǎng)時(shí)間的多分次放射治療可能是對(duì)付人類腫瘤中乏氧細(xì)胞唯一的有效方法。腫瘤中乏氧細(xì)胞的再氧合過(guò)程，在腫瘤放射治111再群體化（Repopulation）損傷之后，組織的干細(xì)胞在機(jī)體調(diào)節(jié)機(jī)制的作用下，增殖、分化、恢復(fù)組織原來(lái)形態(tài)的過(guò)程稱做

再群體化。這一概念早先用于描述正常組織損傷之后的恢復(fù)過(guò)程。再群體化效應(yīng)可以被增殖層次細(xì)胞