腫瘤放射治療學

腫瘤放射治療學－總論及生物學基礎惡性腫瘤的全球統(tǒng)計2008年JemalA,etal.CACancerJClin2011;61:69–90新發(fā)病例新發(fā)死亡(百萬)(百萬)男性6.6

4.2女性6.03.4總計12.7 7.62005年上海市惡性腫瘤統(tǒng)計上海預防醫(yī)學雜志20(8):421標化發(fā)病率188/106，新發(fā)病例4.6萬（男性54%），每千人中3人以上罹患癌癥01三萬人因癌癥死亡（男性60%），居心腦血管疾病后第二位死因，每千人中2人以上因癌癥而死亡02累計約18萬存活著的癌癥患者，每百人中就有超過1人是癌癥患者03腫瘤治療總體概況BentzenSM,etal.,RadiotherOncol2005;75:355–365DelaneyG,etal..Cancer2005;104:1129–113752%-70%的患者需要接受放射治療放射治療(RadiationTherapy,RT)利用電離射線(IonizingBeam)治療疾病,特別是各類惡性腫瘤的臨床學科,故亦可稱放射腫瘤學-RadiationOncology放射物理放射生物 腫瘤放射治療學臨床放療121895年Roentgen發(fā)現(xiàn)X線陰極射線管12/22/18951896年第一例放射治療1920sX線治療喉癌鐳治療宮頸癌1930s

Courtard建立了分次放射治療的方法1950s鈷-60治療惡性腫瘤1970s

CT應用腫瘤診斷和治療加速器治療惡性腫瘤模擬定位機應用1980s

MRI應用腫瘤診斷和放射治療

放射治療計劃系統(tǒng)(TPS)應用1990s適形放射治療及調(diào)強放射治療(IMRT)

CT模擬機一.放射生物學基礎放射物理放射生物 腫瘤放射治療學臨床放療物理手段生物效應放射治療光子射線X射線

射線粒子射線

電子線(線)粒子中子負π介子質(zhì)子線性能量傳遞(LET)單位軌跡上能量傳遞的水平

低LET射線:X射線

(<10kev/μm)

射線 電子線高LET射線:中子(≥10kev/μm)

粒子 負π介子x、射線光電效應康普頓效應對電子效應電子線電離激發(fā)韌致輻射電離射線與物質(zhì)的相互作用Gy=100cGy=100rad=1J/Kg03單位：Gy(格雷，Gray)02射線與（穿射）物質(zhì)相互作用，其能量被物質(zhì)吸收01電離射線的劑量吸收Gy=1J/Kg60J 1Kg水 水溫↑0.0120CGy 人 ?Gy=1J/Kg0160J 1Kg水 水溫↑0.0120CGy 人 死亡02放射生物學探討放射線與生物體的相互作用，即放射線對腫瘤組織和正常組織的效應，以及這兩類組織被照射后所起的反應主要在三個層面推動放射腫瘤學的發(fā)展：判明機制，提供理論基礎，如對乏氧和DNA損傷修復機制的闡述發(fā)展新的治療策略，如乏氧增敏劑、非常規(guī)放療放療的模式研究，即療效或損傷預測模式和各類不同照射方式之間合理切換模式的研究物理過程--能量吸收 電離和激發(fā)（10-16至10-12秒）01化學過程--自由基形成損傷出現(xiàn)（10-12至10-2秒）02生化過程—DNA受損損傷修復/無法修復/錯誤修復（1秒至數(shù)小時）03生物過程（數(shù)小時至十數(shù)年）--細胞死亡(腫瘤控制，晚期損傷)，第二原發(fā)腫瘤04輻射作用的時相細胞水平生物學整體水平生物學分子生物學分子水平的放射生物效應21DNA射線引致DNA損傷射線作用的靶DNA是主要的靶點利用由釙產(chǎn)生的α粒子進行的微束實驗顯示：細胞核是輻射敏感部位Poloniumαparticles010μmScaleofcellandneedle任何形式的輻射，如X或γ射線等被生物體吸收，直接作用于細胞的關鍵靶區(qū)，使靶自身被激發(fā)或電離，從而產(chǎn)生一系列的生物改變。輻射作用于細胞中的其他原子或分子（通常是水），產(chǎn)生自由基，由自由基作用使靶產(chǎn)生損傷。直接作用：間接作用：射線的直接和間接作用射線作用的分類射線直接破壞DNA直接作用射線產(chǎn)生的自由基破壞DNA間接作用H+OH-每1Gy產(chǎn)生:堿基損傷 >1000

單鏈斷裂-1000

雙鏈斷裂-40照射對克隆源細胞體外存活的影響XX存活細胞定義：有形成集落的能力，即分裂生長成50個細胞的能力，也稱為“集落形成”coloningforming010302凋亡分裂死亡分裂畸變不能分裂,但保持生理功能分裂一代或幾代 失去分裂能力沒有改變或改變很少加速再增殖受損傷細胞的轉歸細胞水平的放射生物效應細胞周期G0---靜止期G1---DNA合成前期S---DNA合成期G2---DNA合成后期M---有絲分裂期G0、S期相對不敏感G1期相對敏感G2、M期敏感放射損傷的修復(repair)細胞周期再分布(redistribution)再充氧(reoxygenation)再增殖(repopulation)放射敏感性(rediosensitivity)放射生物學中的五個R01亞致死性損傷的修復02潛在致死性損傷的修復放射損傷的修復細胞周期有不同的放射敏感性敏感細胞殺滅，不敏感細胞進入敏感期細胞周期的再分布再充氧壞死乏氧細胞的放射敏感性較富氧細胞低2.5-3倍分次放射治療后，富氧細胞殺滅，乏氧細胞再充氧，放射敏感性增加氧濃度血管富氧乏氧再增殖增殖的腫瘤細胞腫瘤組織加速再增殖正常組織修復損傷、增殖放療的原理：腫瘤和正常組織在增殖和修復能力上的差異-克服：加速超分割，加用化療等等腫瘤細胞對放射線的反應，包括腫瘤退縮的速度和程度。放射敏感性與腫瘤的增殖能力成正比，與細胞的分化程度成反比包括腫瘤和正常組織對放射作用的相對反應放射敏感性的概念STEP03STEP01STEP02高度敏感：精原細胞瘤、白血病、惡性淋巴瘤中度敏感：基底細胞癌、鱗狀細胞癌、非小細胞肺癌低度敏感：大部分腦瘤、軟組織腫瘤、骨肉瘤及惡性黑色素瘤放射敏感性的分類放射敏感性與放射治愈性放射敏感性與放射治愈性不存在明確的相關性放射敏感高的腫瘤往往分化程度低，惡性程度較高，容易發(fā)生遠處轉移，未必具有可治愈性喉鱗癌血管內(nèi)侵犯細胞存活曲線及早、晚反應組織“單擊單靶殺滅”：假設單次打擊細胞內(nèi)的單個關鍵靶點即可引起細胞的死亡（又稱為α型細胞死亡）細胞的DNA雙鏈中的某一特定區(qū)域存在關鍵位點即存在所謂的靶靶受到放射損傷后將直接或間接引起細胞死亡“單擊多靶殺滅”：假設細胞內(nèi)有n個靶,只有把n個靶全部打中,細胞才會死亡(又稱β型細胞死亡)細胞殺滅的“靶學說”細胞存活曲線及數(shù)學模型密集電離02稀疏電離01根據(jù)細胞增殖動力學，可把正常組織和腫瘤分成二大類，在臨床上直接表現(xiàn)為放射反應出現(xiàn)時間的早晚。增殖快的為早期反應組織或腫瘤，如皮膚和小腸上皮細胞等，增殖慢的為晚期反應組織或腫瘤如CNS，肺等組織。早、晚反應組織生物學特點晚反應組織早反應組織人腫瘤及正常組織的/比值晚反應組織平均值2.9早反應組織平均值10.6腫瘤通常>10大部分腫瘤的/比值與早反應組織接近或略大于早反應正常組織1細胞存活率2單次劑量3高/值：早反應組織大部分惡性腫瘤4低/值：晚反應組織增殖緩慢的惡性腫瘤6B5A分割量與細胞生存二.放療臨床總論2.1放療的方式外照射，或稱遠距離放射:放射源位于體外一定距離,集中照射某一處組織,是最常用的方式01內(nèi)照射，或稱近距離放射：指放射源密閉后直接放在人體表面、自然腔道內(nèi)或組織內(nèi)02放射治療方式前列腺癌的外照射與內(nèi)照射四野外照射后前I125粒子植入內(nèi)照射前列腺輪廓I125粒子2.1放療分類01根治性放療--患者可生存較長時間,且無嚴重的后遺癥姑息性放療--以解除病人痛苦，提高生存質(zhì)量為目的，如清潔潰瘍、解除疼痛或壓迫02放射治療分類ABC鼻咽癌扁桃體癌、口咽癌顏面部皮膚癌放射治療為首選根治療法01口腔癌(除齒齦癌以外)02喉癌03精原細胞瘤04乳癌05Hodgkin氏淋巴瘤與非Hodgkin淋巴瘤06宮頸癌07食管癌08肺癌放射治療為主要治療姑息性放射治療

(PalliativeRT)1對象:無法治愈的晚期癌癥患者2