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1、 肿瘤组织的放射效应 肿瘤放射敏感性的预测 提高肿瘤放射敏感性的方法 X刀治疗颅内肿瘤的放射生物学基础 肿瘤的基因治疗与放射治疗第1页/共88页一、放射生物学发展简史放射生物学发展简史1895年年12月月28日伦琴宣布发现了日伦琴宣布发现了X射线射线1934年约里奥年约里奥-居里夫妇发现了人工放射性居里夫妇发现了人工放射性1896年年7月月GRUBBE用用X射线治疗一例乳腺癌射线治疗一例乳腺癌1897年年FREUND用用X射线治愈了一例良性发痣射线治愈了一例良性发痣1899年公布了第一例用放射治疗治愈的病人年公布了第一例用放射治疗治愈的病人第2页/共88页1906年年Bergorine 和和T
2、ribondeau在研究放射线对睾丸在研究放射线对睾丸的效应时提出有关细胞、组织放射敏感性的一条定的效应时提出有关细胞、组织放射敏感性的一条定律：细胞和组织的放射敏感性与其分裂活动成正比，律：细胞和组织的放射敏感性与其分裂活动成正比，而与其分化程度成反比。而与其分化程度成反比。1953年年HOWARD和和PELC使用放射自显影技术揭示使用放射自显影技术揭示了细胞生活周期各时相，开辟了细胞生物学的一个了细胞生活周期各时相，开辟了细胞生物学的一个新领域。新领域。第3页/共88页1956年年Puck和和Marcus首次报道了哺乳动物受照射后首次报道了哺乳动物受照射后细胞集落计数的实验研究结果，确定了
3、放射剂量与细胞集落计数的实验研究结果，确定了放射剂量与细胞存活的关系。细胞存活的关系。70年代至年代至80年代年代Withershr等学者系统提出了放射治等学者系统提出了放射治疗中需要考虑的生物因素即（疗中需要考虑的生物因素即（4R）：）：细胞放射损伤的再修复细胞放射损伤的再修复（repair)肿瘤组织的再增殖肿瘤组织的再增殖 (repreduction)肿瘤乏氧细胞的再氧合肿瘤乏氧细胞的再氧合 (reoxygenation)肿瘤细胞的再分布肿瘤细胞的再分布 (redistrabution)第4页/共88页1994年联合国原子放射效应科学委员会确认年联合国原子放射效应科学委员会确认了低水平放射
4、可诱导适应性反应的事实了低水平放射可诱导适应性反应的事实结论：临床放射生物学是肿瘤放射治疗、放结论：临床放射生物学是肿瘤放射治疗、放射损伤防治和医护人员放射防护标准的基础射损伤防治和医护人员放射防护标准的基础第5页/共88页二、电离辐射生物效应的基本过程二、电离辐射生物效应的基本过程电离辐射种类及其与物质的相互作用电离辐射种类及其与物质的相互作用电离辐射：是指能引起被作用物质电离的放射线。电离辐射：是指能引起被作用物质电离的放射线。可分为电磁辐射和粒子辐射可分为电磁辐射和粒子辐射电磁辐射：电磁辐射：X射线和射线都是电磁辐射均由光子组成，射线和射线都是电磁辐射均由光子组成，X射线射线是从核外产生
5、的，而射线是从核内产生的。是从核外产生的，而射线是从核内产生的。主要通过光电效应、康普顿效应和电子对产生等主要通过光电效应、康普顿效应和电子对产生等三种方式将能量转移给被碰撞的物质。三种方式将能量转移给被碰撞的物质。第6页/共88页粒子辐射：是一些组成物质的基本粒子，粒子辐射：是一些组成物质的基本粒子，或者由这些基本粒子构成的原子核，这些或者由这些基本粒子构成的原子核，这些粒子具有运动能量和静止质量。包括：粒子具有运动能量和静止质量。包括：粒子、粒子、粒子、质子、中子、负粒子、质子、中子、负介子和带介子和带电重离子等。电重离子等。第7页/共88页粒子：粒子质量大，运动较慢粒子：粒子质量大，运动
6、较慢，短距离引起较，短距离引起较多电离。多电离。粒子或电子：质量小，带负电荷在介质中容易被粒子或电子：质量小，带负电荷在介质中容易被介质原子的轨道电子所偏转，形成曲折的径迹，其介质原子的轨道电子所偏转，形成曲折的径迹，其实际穿透的深度小于其径迹的长度。在其径迹的末实际穿透的深度小于其径迹的长度。在其径迹的末端，由于能量逐渐降低，速度减慢，与介质原子作端，由于能量逐渐降低，速度减慢，与介质原子作用概率加大，故电离密度增高。高能电子主要在组用概率加大，故电离密度增高。高能电子主要在组织深部产生电离作用。织深部产生电离作用。第8页/共88页中子：是质量为中子：是质量为1.009质子质量单位不带电的粒
7、子，质子质量单位不带电的粒子，属高传能线密度射线。中子穿透力较大，与介质原属高传能线密度射线。中子穿透力较大，与介质原子核碰撞时，将其能量传递出来。中子与物质的相子核碰撞时，将其能量传递出来。中子与物质的相互作用可分为散射和核反应两大类。互作用可分为散射和核反应两大类。散射：中子与被照射物质原子核的性质不变。有三散射：中子与被照射物质原子核的性质不变。有三种方式：弹性散射、非弹性散射、去弹性散射。种方式：弹性散射、非弹性散射、去弹性散射。核反应：中子与介质原子核的性质都发生了变化。核反应：中子与介质原子核的性质都发生了变化。过程：俘获、散裂。过程：俘获、散裂。第9页/共88页负负介子：介子的大
8、小介与电子和质子之间。介介子：介子的大小介与电子和质子之间。介子可以带正电、负电或不带电。调节负介子的子可以带正电、负电或不带电。调节负介子的入射能量，可控制其入射深度，以适合肿瘤的入射能量，可控制其入射深度，以适合肿瘤的治疗。由于负介子具有特定的吸收方式，对正治疗。由于负介子具有特定的吸收方式，对正常组织损伤效应小，给放射治疗肿瘤提供最大常组织损伤效应小，给放射治疗肿瘤提供最大治疗增益。治疗增益。重离子：带电重离子是指某些原子被剥去外围重离子：带电重离子是指某些原子被剥去外围电子后，形成带正电荷的原子核。电子后，形成带正电荷的原子核。第10页/共88页在深度在深度-剂量曲线上，重离子入射坪区
9、其吸收剂剂量曲线上，重离子入射坪区其吸收剂量保持相对恒定，坪区的长度决定于入射离子的量保持相对恒定，坪区的长度决定于入射离子的能量，靠近射程的末端，吸收剂量急剧升高，形能量，靠近射程的末端，吸收剂量急剧升高，形成布喇格峰，随着重离子原子序数的增加，布喇成布喇格峰，随着重离子原子序数的增加，布喇格峰变的越来越窄，同时峰的高度也增加，峰对格峰变的越来越窄，同时峰的高度也增加，峰对坪剂量比增加。这样有利于放射治疗时将肿瘤设坪剂量比增加。这样有利于放射治疗时将肿瘤设定在剂量高的不喇格峰区内，达到对肿瘤的最大定在剂量高的不喇格峰区内，达到对肿瘤的最大杀伤效果，而对正常组织产生较小的损害。杀伤效果，而对正
10、常组织产生较小的损害。第11页/共88页电离和激发电离和激发电离作用：是高能粒子和电磁辐射的能量被生物组电离作用：是高能粒子和电磁辐射的能量被生物组织吸收后引起效应的最重要的原初过程。织吸收后引起效应的最重要的原初过程。激发作用：当电离辐射与组织分子相互作用，其能激发作用：当电离辐射与组织分子相互作用，其能量不足以将分子的轨道电子击出时，可使电子跃迁量不足以将分子的轨道电子击出时，可使电子跃迁到较高级的轨道上，使分子处于激发状态，这一过到较高级的轨道上，使分子处于激发状态，这一过程称为激发作用。程称为激发作用。水的电离和激发：电离辐射作用于机体生物大分子水的电离和激发：电离辐射作用于机体生物大
11、分子的同时，也作用于机体的水分子。电离辐射作用于的同时，也作用于机体的水分子。电离辐射作用于水分子而产生的活性产物又可进一步影响生物大分水分子而产生的活性产物又可进一步影响生物大分子。子。第12页/共88页传能线密度与相对生物效应传能线密度与相对生物效应传能线密度（传能线密度（LET）：是指次级粒子径迹单位长）：是指次级粒子径迹单位长度上的能量转换，表明物质对具有一定电荷和一度上的能量转换，表明物质对具有一定电荷和一定速度的带电粒子的组织本领，也即带电粒子传定速度的带电粒子的组织本领，也即带电粒子传给其径迹物质上的能量，用千电子伏特给其径迹物质上的能量，用千电子伏特/微米表示。微米表示。辐射生
12、物效应大小与辐射生物效应大小与LET值有重要关系。一般情值有重要关系。一般情况下，射线况下，射线LET值愈大在相同的吸收剂量下其生值愈大在相同的吸收剂量下其生物效应愈大。物效应愈大。LET与电离密度成正比，高与电离密度成正比，高LET射射线的电离密度大，低线的电离密度大，低LET射线的电离密度较小。射线的电离密度较小。电离密度：是指单位长度径迹上形成的离子数。电离密度：是指单位长度径迹上形成的离子数。第13页/共88页相对生物效应（相对生物效应（RBE）RBE定义为：定义为：X射线引起某以生物效应所需要剂射线引起某以生物效应所需要剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需要剂量量与所观察的辐射引起
13、同一生物效应所需要剂量的比值。的比值。影响因素：辐射品质、辐射剂量、分次照射的次影响因素：辐射品质、辐射剂量、分次照射的次数、剂量率和照射时有氧与否等。数、剂量率和照射时有氧与否等。第14页/共88页LET和和RBE的局限性的局限性LET只考虑了沿着带电离子径迹进行能量传递，只考虑了沿着带电离子径迹进行能量传递，对其他对其他 影响微观空间能量分布的因素还考虑的不影响微观空间能量分布的因素还考虑的不够。够。RBE是个相对量，将放射生物效应的严重程度实是个相对量，将放射生物效应的严重程度实际上并未能完全恰当的表现出来。际上并未能完全恰当的表现出来。第15页/共88页LET与与RBE的关系的关系RB
14、E的变化是的变化是LET的函数。当的函数。当LET增加时，增加时，RBE也缓慢增加，在也缓慢增加，在LET小于小于10KEV/UM时时情况基本如此。当情况基本如此。当LET到达到达100KEV/UM时时RBE达到最大值。如果达到最大值。如果LET继续增加，继续增加，RBE值反而下降，表明过多的射线能量并不能用值反而下降，表明过多的射线能量并不能用于引起生物效应上而是被浪费了。于引起生物效应上而是被浪费了。第16页/共88页自由基与放射损伤自由基与放射损伤自由基的概念：指能独立存在的，含一个或一个以上不自由基的概念：指能独立存在的，含一个或一个以上不配对电子的任何原子、分子、离子、或原子团。具有
15、很配对电子的任何原子、分子、离子、或原子团。具有很高的反应活性，具有不稳定性，具有顺磁性等。高的反应活性，具有不稳定性，具有顺磁性等。活性氧：指氧的某些代谢产物和一些反应的含氧产物。活性氧：指氧的某些代谢产物和一些反应的含氧产物。分为：氧的单电子还原物氧的双电子还原物分为：氧的单电子还原物氧的双电子还原物H2O2烷烃过烷烃过氧化物氧化物ROOH及其裂解产物及其裂解产物RO.、ROO.处于激发态的氧，处于激发态的氧，单线态氧和羟基化合物。单线态氧和羟基化合物。主要类型：超氧阴离子、过氧化氢（主要类型：超氧阴离子、过氧化氢（H2O2）和羟自由基）和羟自由基（HO.）第17页/共88页自由基对生物分
16、子的作用自由基对生物分子的作用自由基化学反应的主要类型自由基化学反应的主要类型：抽氢反应：自由基可从有机分子的抽氢反应：自由基可从有机分子的C-H键中抽取键中抽取氢原子，形成有机自由基氢原子，形成有机自由基加成反应：自由基可在烯键或芳香环中心加成，加成反应：自由基可在烯键或芳香环中心加成，形成有机自由基。形成有机自由基。电子俘获反应：电子俘获反应：E-水合被有机分子俘获引起后者水合被有机分子俘获引起后者的损伤，引起二硫键断裂。的损伤，引起二硫键断裂。歧化反应；歧化反应；还原反应；氧化反应。还原反应；氧化反应。第18页/共88页自由基对自由基对DNA的损伤的损伤.OH和和H.通过加成反应造成通过
17、加成反应造成DNA链中嘧啶和嘌链中嘧啶和嘌呤碱的损伤呤碱的损伤.OH和和H.与核酸碱基的加成反应是电离辐射间接与核酸碱基的加成反应是电离辐射间接作用引起作用引起DNA碱基损伤的主要原因碱基损伤的主要原因亦可与亦可与DNA分子中的戊糖作用，抽取氢原子，分子中的戊糖作用，抽取氢原子，随之迅速氧化，形成氧自由基。进一步分解使随之迅速氧化，形成氧自由基。进一步分解使糖磷酸键断裂，碱基释放。糖磷酸键断裂，碱基释放。第19页/共88页总之自由基对总之自由基对DNA作用后果主要有作用后果主要有三类：即单双链断裂、无嘌呤无嘧三类：即单双链断裂、无嘌呤无嘧啶位点和产生环胞和嘧啶衍生物。啶位点和产生环胞和嘧啶衍生
18、物。第20页/共88页自由基对脂类过氧化作用与生物膜的损伤自由基对脂类过氧化作用与生物膜的损伤细胞中包括细胞膜、线粒体膜、内质网膜、细胞中包括细胞膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、核膜等在内的多种膜结构统称为溶酶体膜、核膜等在内的多种膜结构统称为生物膜。生物膜。生物膜作用：为细胞提供了生存空间，也是生物膜作用：为细胞提供了生存空间，也是细胞从事物质转运、能量转换、信息传递与细胞从事物质转运、能量转换、信息传递与识别等具体生命活动的结构基础。识别等具体生命活动的结构基础。第21页/共88页脂质过氧化作用引起生物膜损伤的机制：脂质过氧化作用引起生物膜损伤的机制：l 膜质改变导致膜功能改变和膜酶损伤
19、膜质改变导致膜功能改变和膜酶损伤l 脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和其他脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和其他细胞成分的损伤；细胞成分的损伤；l 脂氢过氧化产物，特别是醛类过氧化物的分脂氢过氧化产物，特别是醛类过氧化物的分解产物对细胞及其成分的毒性效应解产物对细胞及其成分的毒性效应第22页/共88页抗氧化酶系和其他抗氧化物质抗氧化酶系和其他抗氧化物质哺乳动物有一系列抗氧化抵御自由基损伤的功能。哺乳动物有一系列抗氧化抵御自由基损伤的功能。参与这功能的物质包括抗氧化酶类、脂溶性抗氧参与这功能的物质包括抗氧化酶类、脂溶性抗氧化剂、小分子抗氧化剂和蛋白性抗氧化剂等。化剂、小分子抗氧化剂和蛋白性抗氧化
20、剂等。抗氧化酶类：清除自由基的酶类统称为抗氧化剂抗氧化酶类：清除自由基的酶类统称为抗氧化剂目前已知的有分解目前已知的有分解H2O2的过氧化氢酶与过氧化物的过氧化氢酶与过氧化物酶，催化超氧阴离子的超氧化物歧化酶，清除羟酶，催化超氧阴离子的超氧化物歧化酶，清除羟基过氧化物的谷光甘肽转硫酶。基过氧化物的谷光甘肽转硫酶。第23页/共88页脂溶性抗氧化剂：主要有：维生素脂溶性抗氧化剂：主要有：维生素E、类胡萝卜、类胡萝卜素和泛醌。素和泛醌。小分子抗氧化剂：包括：维生素小分子抗氧化剂：包括：维生素C和谷胱甘肽。和谷胱甘肽。蛋白性抗氧化剂：铜蓝蛋白是人血浆的含铜蛋白蛋白性抗氧化剂：铜蓝蛋白是人血浆的含铜蛋白
21、是细胞液中重要的抗氧化剂之一。是细胞液中重要的抗氧化剂之一。当机体受到电离辐射而自由基和活性氧增加时，当机体受到电离辐射而自由基和活性氧增加时，上述各抗氧化剂能形成的抗氧化防御系统可迅速上述各抗氧化剂能形成的抗氧化防御系统可迅速动员起来，发挥各自的清除活性氧和自由基作用，动员起来，发挥各自的清除活性氧和自由基作用，防止其对细胞的损伤。防止其对细胞的损伤。第24页/共88页直接作用与间接作用直接作用与间接作用直接作用：电离辐射的能量直接沉积于生物直接作用：电离辐射的能量直接沉积于生物大分子上引起生物大分子的电离和激发，破大分子上引起生物大分子的电离和激发，破坏机体的核酸蛋白质和酶等具有生命功能的
22、坏机体的核酸蛋白质和酶等具有生命功能的物质这种直接由射线造成的生物大分子损伤物质这种直接由射线造成的生物大分子损伤效应称为直接作用。效应称为直接作用。第25页/共88页间接作用：电离辐射首先直接作用于水，使水分间接作用：电离辐射首先直接作用于水，使水分子产生一系列原发辐射分解产物，然后通过水的子产生一系列原发辐射分解产物，然后通过水的辐射分解产物再作用于生物大分子，引起后者的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物理和化学变化，这种作用称为间接物理和化学物理和化学变化，这种作用称为间接作用。作用。在电离辐射的间接作用时，其辐射能量沉积于水在电离辐射的间接作用时，其辐射能量沉积于水
23、分子，而生物效应却发生在生物大分子上。机体分子，而生物效应却发生在生物大分子上。机体的多数细胞含水量很高，故间接放射生物效应对的多数细胞含水量很高，故间接放射生物效应对生物大分子的损伤具有重要生物大分子的损伤具有重要 意义。意义。第26页/共88页在活动机体放射损伤的发生中两种作用经常在活动机体放射损伤的发生中两种作用经常是同时存在的并且相辅相成。对于放射杀灭是同时存在的并且相辅相成。对于放射杀灭细胞，抑制和称，诱发染色体畸变等效应，细胞，抑制和称，诱发染色体畸变等效应，一般在多数情况下间接作用和直接作用具有一般在多数情况下间接作用和直接作用具有大致同等的重要性。大致同等的重要性。第27页/共
24、88页氧效应与氧增比氧效应与氧增比氧效应：受照射的生物系统或分子的放射效应遂介质氧效应：受照射的生物系统或分子的放射效应遂介质中氧浓度的增加而增加，这种现象称为阳效应。中氧浓度的增加而增加，这种现象称为阳效应。氧效应在放射生物学和放射肿瘤治疗中是一个重要问氧效应在放射生物学和放射肿瘤治疗中是一个重要问题。生物大分子、细菌、细胞包括肿瘤细胞都存在氧题。生物大分子、细菌、细胞包括肿瘤细胞都存在氧效应。效应。肿瘤细胞在有氧条件下照射后，其细胞存活曲线斜率肿瘤细胞在有氧条件下照射后，其细胞存活曲线斜率显著增大，表明有氧是放敏感性明显增高。在一定生显著增大，表明有氧是放敏感性明显增高。在一定生物效应水平
25、上所需要的照射剂量不同，有氧是引起相物效应水平上所需要的照射剂量不同，有氧是引起相同效应的剂量要低于无氧时的剂量。同效应的剂量要低于无氧时的剂量。第28页/共88页氧增强比（氧增强比（OER）：是指缺氧条件下，引起一定）：是指缺氧条件下，引起一定效应所需放射剂量与有氧条件下引起同样效应所效应所需放射剂量与有氧条件下引起同样效应所需放射剂量的比值，常用以衡量氧效应的大小。需放射剂量的比值，常用以衡量氧效应的大小。实验证明，氧是目前为止最强的放射增敏剂。实验证明，氧是目前为止最强的放射增敏剂。OER值大于值大于1。氧对低氧对低LET放射生物效应影响较大，有氧条件下，放射生物效应影响较大，有氧条件下
26、，放射损伤严重，反之损伤轻。放射损伤严重，反之损伤轻。第29页/共88页氧浓度对氧效应的影响：氧浓度对氧效应的影响：氧浓度与放射敏感度之间，并不存在剂量效应氧浓度与放射敏感度之间，并不存在剂量效应的的 线形关系。线形关系。照射时间对氧效应的影响：照射时间对氧效应的影响：氧引如的时间对放射效应有较大影响，照射前氧引如的时间对放射效应有较大影响，照射前引入氧，表现出氧效应，而照射后引入氧则无引入氧，表现出氧效应，而照射后引入氧则无效效 第30页/共88页值得注意的是：值得注意的是：极度乏氧细胞的氧份额极度乏氧细胞的氧份额65CG,其小肠放射综合征达其小肠放射综合征达25%-50%.第55页/共88
27、页结肠结肠,直肠直肠2.5%-155的患者可有显著的结直肠症状的患者可有显著的结直肠症状.患者接受放疗数天患者接受放疗数天,数周后数周后,可出现里急后重可出现里急后重,粘液粘液血便血便,腹泻腹泻,便秘及肛管疼痛等症状便秘及肛管疼痛等症状,放疗后数月或放疗后数月或数年可因肠壁血管损伤引起广泛粘膜溃疡数年可因肠壁血管损伤引起广泛粘膜溃疡,肠腔狭肠腔狭窄窄,出血甚至肠穿孔出血甚至肠穿孔,坏死等坏死等.第56页/共88页治疗治疗:目前无特效的治疗目前无特效的治疗,主要是对症处理主要是对症处理l 使用镇静剂使用镇静剂l 肛管内应用麻痹性膏剂以舒缓肠痉挛肛管内应用麻痹性膏剂以舒缓肠痉挛l 应用胆酸结合树脂
28、治疗腹泻应用胆酸结合树脂治疗腹泻l 里急后重者可试用氢化可地松里急后重者可试用氢化可地松,氢氧化铝直氢氧化铝直肠乳剂及抗生素等灌肠治疗肠乳剂及抗生素等灌肠治疗l 对慢性放射性直肠炎的出血可用止血药对慢性放射性直肠炎的出血可用止血药,局局部烧灼部烧灼,激光等治疗激光等治疗.第57页/共88页(四四)睾丸睾丸,卵巢卵巢精原细胞瘤对放射线敏感精原细胞瘤对放射线敏感,睾丸照射睾丸照射1.06GY就有可就有可能发生不育能发生不育,照射照射30GY后几个月才能开始产生精子后几个月才能开始产生精子.放射时尽量保护睾丸放射时尽量保护睾丸卵巢照射卵巢照射1.5-2.0GY月经可受抑制月经可受抑制,2-3GY就有
29、可能就有可能发生不孕发生不孕30GY左右可使卵巢功能完全停止左右可使卵巢功能完全停止.对于年轻对于年轻,需生育的妇女应尽可能注意保护卵巢需生育的妇女应尽可能注意保护卵巢.第58页/共88页晚反应组织受照射后的表现晚反应组织受照射后的表现无再增殖能力无再增殖能力,仅有修复功能的一类组织仅有修复功能的一类组织如脊髓如脊髓,肾肾,肺肺,肝肝,皮肤皮肤,骨骨,纤维脉管系统纤维脉管系统等等均属晚反应组织晚反应组织.第59页/共88页肺肺照射后肺损伤的早期反应是渗出照射后肺损伤的早期反应是渗出,大约发生在大约发生在1个月个月左右左右.全身照射时发生放射性肺炎的阈值大约为全身照射时发生放射性肺炎的阈值大约为
30、7.5GY，发生发生5%放射性肺炎的剂量约为放射性肺炎的剂量约为9.5GY。全肺照射全肺照射20GY即可产生肺损害，即可产生肺损害，肺癌放疗时，肺局部放射反应是不可避免的，若范肺癌放疗时，肺局部放射反应是不可避免的，若范围局限则无明显症状。围局限则无明显症状。第60页/共88页放射性肺炎分急性和慢性放射性肺炎分急性和慢性急性急性：发生在治疗后发生在治疗后3周，周，4-6周达高峰，周达高峰，2-3月消月消退。退。常见症状常见症状：刺激性干咳，可能有低热、盗汗及呼刺激性干咳，可能有低热、盗汗及呼吸困难。重者突然高热，胸痛、紫绀及气急等。吸困难。重者突然高热，胸痛、紫绀及气急等。治疗主要是治疗主要是
31、：大量皮质激素、抗生素和吸氧等。：大量皮质激素、抗生素和吸氧等。第61页/共88页慢性慢性：因肺纤维化造成，常于治疗后因肺纤维化造成，常于治疗后2-3月出月出现可持续多年现可持续多年表现：表现：持续性、刺激性干咳及肺功能减退持续性、刺激性干咳及肺功能减退治疗治疗：主要是消炎、止咳及大剂量抗生素、主要是消炎、止咳及大剂量抗生素、皮质激素、维生素支持治疗，重症者加吸氧皮质激素、维生素支持治疗，重症者加吸氧等措施。等措施。第62页/共88页原则原则：肺局部放疗时，应尽量减少正常肺局部放疗时，应尽量减少正常肺的损伤，全肺照射时使用剂量不应超过肺的损伤，全肺照射时使用剂量不应超过15GY（常规分割），当
32、疗程延长，减少（常规分割），当疗程延长，减少每次剂量，则总剂量以不超过每次剂量，则总剂量以不超过25GY/3-4周周为宜。为宜。第63页/共88页脊髓、脑脊髓、脑在放疗后数月到数年内可发生在放疗后数月到数年内可发生放射性脊髓炎放射性脊髓炎，一般，一般在常规分割照射时很少发生放射性脊髓炎，但剂量在常规分割照射时很少发生放射性脊髓炎，但剂量过高或每次剂量偏大，多次放疗则易发生。过高或每次剂量偏大，多次放疗则易发生。症状：症状：早期可在放疗数月后出现一侧或双侧肢体的早期可在放疗数月后出现一侧或双侧肢体的感觉异常，低头时颈有触电样感觉即感觉异常，低头时颈有触电样感觉即Lhermitte征，征，多数可自
33、愈，少数以后可发展为典型的脊髓半切综多数可自愈，少数以后可发展为典型的脊髓半切综合征合征:一侧痛温觉障碍和对侧运动障碍，双侧痛温一侧痛温觉障碍和对侧运动障碍，双侧痛温觉障碍，单侧运动障碍。也可发展为脊髓横贯性损觉障碍，单侧运动障碍。也可发展为脊髓横贯性损伤或梗死，表现为截瘫、伤或梗死，表现为截瘫、第64页/共88页放射性脑损伤放射性脑损伤放疗后数周到放疗后数周到3-4月出现月出现表现：表现：嗜睡、头晕、有时低热。可不做治疗轻者嗜睡、头晕、有时低热。可不做治疗轻者2周可自愈，需与脑肿瘤复发鉴别。周可自愈，需与脑肿瘤复发鉴别。全脑照射全脑照射20GY可出现厌甜食或咸食等食欲改变。可出现厌甜食或咸食
34、等食欲改变。当脑受较高剂量当脑受较高剂量45GY大面积照射时，有惊恐、焦大面积照射时，有惊恐、焦虑、烦躁不安、头痛、失眠等虑、烦躁不安、头痛、失眠等第65页/共88页早发性延迟反应早发性延迟反应:有嗜睡头晕有嗜睡头晕晚发性延迟反应晚发性延迟反应:有逐渐加重的嗜睡记忆力有逐渐加重的嗜睡记忆力减退颅神经麻痹及头痛恶心呕吐等。减退颅神经麻痹及头痛恶心呕吐等。严重的神经机能紊乱表现为供济失调，肌张严重的神经机能紊乱表现为供济失调，肌张力增加，肢体震颤等椎体外系症状。力增加，肢体震颤等椎体外系症状。第66页/共88页放射性脊髓脑病治疗放射性脊髓脑病治疗主要是主要是:用大剂量皮质激素、维生素用大剂量皮质激
35、素、维生素C和和维生素维生素B、能量合剂和脱水剂、能量合剂和脱水剂必要时手术探查，切除坏死病灶或减压必要时手术探查，切除坏死病灶或减压第67页/共88页肝肝肝脏的耐受剂量与受照的肝体积有关，照射野肝脏的耐受剂量与受照的肝体积有关，照射野小于正常肝体积的小于正常肝体积的25%，放射剂量可达，放射剂量可达60GY，照射野占正常体积的照射野占正常体积的25%-50%放射剂量可达放射剂量可达45GY-50GY；照射野大于正常肝体积的；照射野大于正常肝体积的50%及及全肝照射不宜超过全肝照射不宜超过30GY-35GY。第68页/共88页若全肝照射大于若全肝照射大于30GY则有可能发生放射性则有可能发生放
36、射性肝炎出现肝肿大、腹水、黄疸及肝功能衰肝炎出现肝肿大、腹水、黄疸及肝功能衰竭竭治疗治疗：卧床休息、高热量低脂肪饮食及中：卧床休息、高热量低脂肪饮食及中药保肝药保肝 治疗。治疗。第69页/共88页肾肾肾的耐受量较低，常规全肾照射肾的耐受量较低，常规全肾照射20GY，5年内有年内有1%-5%的患者发生放射性肾炎，照射的患者发生放射性肾炎，照射25GY可有可有50%的患者发生。的患者发生。双侧全肾照射双侧全肾照射17-18GY/3.5周未见肾功能损伤，周未见肾功能损伤，因此全肾照射不要超过因此全肾照射不要超过20GY或减小每次剂量，或减小每次剂量，总量可达总量可达25GY/3-4周，不得以时最好用
37、铅快挡周，不得以时最好用铅快挡部分肾。部分肾。第70页/共88页急性放射性肾炎，常发生在放疗后急性放射性肾炎，常发生在放疗后6-8周，表现：周，表现：蛋白尿、高血压、贫血和心脏肥大等症状。蛋白尿、高血压、贫血和心脏肥大等症状。治疗：同肾小球肾炎，必要时用人工肾以度过治疗：同肾小球肾炎，必要时用人工肾以度过急性期，部分患者可发展为慢性肾炎、肾萎缩急性期，部分患者可发展为慢性肾炎、肾萎缩及肾功能衰竭。及肾功能衰竭。第71页/共88页血管系统血管系统放射线对血管系统的直接效应分为三期：放射线对血管系统的直接效应分为三期：急性期：血管扩张及渗透性改变急性期：血管扩张及渗透性改变中间期：主要是射线对内皮
38、细胞的效应中间期：主要是射线对内皮细胞的效应后期：后期：大血管壁的改变大血管壁的改变第72页/共88页常规分割时正常组织的放射耐变量常规分割时正常组织的放射耐变量常规放射治疗方案：每周常规放射治疗方案：每周5次，每次次，每次2GY，每天，每天1次次局部照射不同剂量后正常组织的损伤情况：局部照射不同剂量后正常组织的损伤情况：（1）吸收剂量）吸收剂量10-20GY范围，卵巢、睾丸生殖机范围，卵巢、睾丸生殖机能明显受抑制，局部骨髓照射后不能再生。能明显受抑制，局部骨髓照射后不能再生。受照射受照射10GY的宫内胎儿出现晶体混浊、进行性白的宫内胎儿出现晶体混浊、进行性白内障甚至死亡，内障甚至死亡，20G
39、Y生长中的骨与软骨完全停生长中的骨与软骨完全停止生长。止生长。第73页/共88页（2）照射）照射20-45GY，整个消化系统，大部分或，整个消化系统，大部分或全部胃、小肠、结肠受照射会发生轻度损伤。全部胃、小肠、结肠受照射会发生轻度损伤。双侧肾、全肺照射双侧肾、全肺照射25GY以上既有一定比例的患以上既有一定比例的患者发生放射性肾炎及放射性肺炎，者发生放射性肾炎及放射性肺炎，全肝照射全肝照射40GY以上出现一定比例的放射性肝炎以上出现一定比例的放射性肝炎全心照射全心照射40GY以上，有心机损伤的可能。以上，有心机损伤的可能。甲状腺、垂体受此剂量照射后会出现功能低下，甲状腺、垂体受此剂量照射后会
40、出现功能低下，生长中肌肉、淋巴结可以萎缩生长中肌肉、淋巴结可以萎缩第74页/共88页（3）照射）照射50-70GY剂量范围：皮肤、口腔粘膜、剂量范围：皮肤、口腔粘膜、食管、直肠、唾液腺、前列腺、膀胱有食管、直肠、唾液腺、前列腺、膀胱有1%-55发发生严重并发症，成熟的骨和软骨、中枢神经系统、生严重并发症，成熟的骨和软骨、中枢神经系统、脊髓、眼、耳和肾上腺等器官可发生一定比例的脊髓、眼、耳和肾上腺等器官可发生一定比例的损伤，发生率约损伤，发生率约205-50%。（4）高耐受的组织器官，照射达）高耐受的组织器官，照射达75GY以上而不以上而不发生严重并发症发生严重并发症 的器官有：输尿管、子宫、成
41、人的器官有：输尿管、子宫、成人肌肉、乳腺、胆道、关节软骨及周围神经等。肌肉、乳腺、胆道、关节软骨及周围神经等。第75页/共88页五五 肿瘤组织的放射效应肿瘤组织的放射效应肿瘤增殖动力学肿瘤增殖动力学肿瘤的生物学特征决定了其增殖动力学特点。肿瘤的生物学特征决定了其增殖动力学特点。由最初的不均匀性生长期、指数生长期到生由最初的不均匀性生长期、指数生长期到生长缓慢期。从临床前期发展到临床可发现的长缓慢期。从临床前期发展到临床可发现的肿瘤即肿瘤即1CM3大小，重量大小，重量1G左右，含左右，含109细胞，细胞，期间须经期间须经30次左右倍增。次左右倍增。第76页/共88页潜在倍增时间：指肿瘤细胞在存在
42、丢失因子情况潜在倍增时间：指肿瘤细胞在存在丢失因子情况下，其体积增加一倍的时间，而潜在倍增时间则下，其体积增加一倍的时间，而潜在倍增时间则指在假定丢失因子不存在的情况下，肿瘤体积增指在假定丢失因子不存在的情况下，肿瘤体积增加一倍的时间。加一倍的时间。S期细胞比例（期细胞比例（SPF）：）：S期细胞代表细胞增殖活性，虽期细胞代表细胞增殖活性，虽S期细胞对放射相期细胞对放射相对抗拒，但若对抗拒，但若SPF值高，其整体放射敏感性高值高，其整体放射敏感性高第77页/共88页肿瘤放疗后的形态学改变肿瘤放疗后的形态学改变肿瘤放疗后肿瘤放疗后 病理形态学改变病理形态学改变主要表现为瘤细胞的退形性改变及间质反
43、主要表现为瘤细胞的退形性改变及间质反应两方面应两方面影响放疗后形态学改变的因素：影响放疗后形态学改变的因素：第78页/共88页 1、治疗方式治疗方式 2、治疗剂量治疗剂量 3 、放疗后的时间放疗后的时间 4 、肿瘤的组织学类型肿瘤的组织学类型 5 、肿瘤大小肿瘤大小 6 、肿瘤的分化程度肿瘤的分化程度 7 、发生部位与供血、发生部位与供血第79页/共88页六六 肿瘤放射敏感性的预测肿瘤放射敏感性的预测肿瘤放射敏感性是放射治疗中应考虑的第肿瘤放射敏感性是放射治疗中应考虑的第5个个“R”理想的预测方法应达到的要求：理想的预测方法应达到的要求：1 与肿瘤控制有特异关系与肿瘤控制有特异关系 2 检测时
44、间短检测时间短 3 相对样本总体误差较小相对样本总体误差较小 4 对常规放疗作出放射抗拒预测假阳性率低对常规放疗作出放射抗拒预测假阳性率低 5 对机体相对无损伤对机体相对无损伤 第80页/共88页提高肿瘤放射敏感性的方法提高肿瘤放射敏感性的方法一一 放射源的选择放射源的选择二二 选择合适的剂量分割方式选择合适的剂量分割方式三三 放疗时间剂量和分次的修饰放疗时间剂量和分次的修饰目前临床工作中选用的剂量分割方式目前临床工作中选用的剂量分割方式超分割：每次超分割：每次1.2GY每天两次，间隔每天两次，间隔6小时以上小时以上第81页/共88页加速分割：每天照射加速分割：每天照射2次以上，间隔次以上，间
45、隔4-6小时，每小时，每次次1.8-2.0GY 加速超分割加速超分割:通过用比常规分割分次小的剂量，并通过用比常规分割分次小的剂量，并用短于常规疗程的时间，适用于快速增殖肿瘤用短于常规疗程的时间，适用于快速增殖肿瘤低分割放疗：适用于亚致死损伤修复能力强的肿低分割放疗：适用于亚致死损伤修复能力强的肿瘤瘤，例如黑色素瘤，例如黑色素瘤后程加速超分割：后程加速超分割：方法为最初方法为最初2周用周用1.2GY/次，次，2次次/天（间隔天（间隔6H），），共共24GY/20次，再次，再2周用周用1.4GY/次，次，2次次/天，共天，共28GY/20次，最后次，最后1.5周用周用1.6GY/次，次，2次次/
46、天，共天，共22.4GY/次，适用于肿瘤在次，适用于肿瘤在4周后开始加速再增殖。周后开始加速再增殖。第82页/共88页四四 药物增敏：以周期时相特异细胞毒药物可杀灭药物增敏：以周期时相特异细胞毒药物可杀灭某些对放射不敏感的细胞或抑制某些对放射不敏感的细胞或抑制DNA修复，以提高修复，以提高放射敏感性。如阿糖胞苷等能杀死放射敏感性。如阿糖胞苷等能杀死S期细胞。期细胞。五五 加温治疗：加温能杀灭加温治疗：加温能杀灭S期细胞作用类似羟基脲。期细胞作用类似羟基脲。因存在热耐受性现象，不宜每天连续加温，宜采用因存在热耐受性现象，不宜每天连续加温，宜采用每周每周1-2次的方法，且先放疗后加温，两者间隔次的
47、方法，且先放疗后加温，两者间隔4-6小时为宜。小时为宜。第83页/共88页六六 利用氧效应：利用氧效应：提高组织中氧含量或改善治疗乏氧细胞提高组织中氧含量或改善治疗乏氧细胞的方法：的方法：分割放疗分割放疗纯氧或二氧化碳的混合气体吸入纯氧或二氧化碳的混合气体吸入高压氧舱高压氧舱乏氧细胞增敏剂等乏氧细胞增敏剂等第84页/共88页七七 X 刀治疗颅内肿瘤的放射生物学基础刀治疗颅内肿瘤的放射生物学基础神经系统放射反应的临床表现神经系统放射反应的临床表现1 急性期放射反应：出现于放疗后急性期放射反应：出现于放疗后4周之内周之内表现；恶心、呕吐、癫痫表现；恶心、呕吐、癫痫2 亚急性期：发生于亚急性期：发生
48、于X刀治疗后刀治疗后4周到周到6个月个月表现：头痛、恶心、记忆力下降、脱发等。表现：头痛、恶心、记忆力下降、脱发等。3 慢性期：发生于慢性期：发生于X刀治疗后刀治疗后6个月以上个月以上表现：与照射的部位有关表现：与照射的部位有关第85页/共88页八八 肿瘤的基因治疗与放射治疗肿瘤的基因治疗与放射治疗肿瘤基因治疗的基本概念：肿瘤基因治疗的基本概念：是通过人工的方法把外源性是通过人工的方法把外源性DNA片段转移片段转移到细胞核到细胞核，并使之在肿瘤细胞内高效表达，并使之在肿瘤细胞内高效表达，从而达到控制肿瘤目的的治疗。从而达到控制肿瘤目的的治疗。第86页/共88页第87页/共88页感谢您的观看！第88页/共88页