第四章电离辐射生物学作用原理.ppt

负π介子与其他带电粒子一样，可在其射程形成布拉格峰。 根据负π介子的损伤特点，人们可将肿瘤组织至于射程末端电离密度较高的峰值区，而将正常组织置于电离密度小的前区，取得肿瘤的最大杀伤效果，同时尽可能减小对正常组织的损伤。 某些原子核如碳、氮、硼、氖和氩原子被剥去或部分剥去外层电子后形成的带正电荷的原子核称为重离子，重离子均为直接电离粒子。 6.重离子 接近射程末端，吸收剂量迅速增大，形成布拉格峰。随着重离子原子序数增加，布拉格峰变得越来越窄，同时峰的高度也增加 在重离子穿行的深度-剂量曲线上，入射坪区吸收剂量相对保持恒定，坪区长度取决于入射粒子的能量。 用γ射线、 质子束和重离子束( 碳离子束) 对肿瘤进行辐照治疗， 其效果的比 较可列于下表 第二节 传能线密度、相对生物效能与辐射敏感性 (一)传能线密度（LET）也称线碰撞阻止本领 1.概念 产生的电离事件的空间分布差别也很大 带电粒子 由于 电荷质量比不同 运动速度不同 1950年以前，常用线性电离密度来描述一些电离辐射的品质。这是指射线在一个单位长度射程中所产生的离子对数目。但是这只能对气体中才能产生的离子对数目进行合理准确的测量。 传能线密度：指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量，即带电粒子在物质中穿行 dl 距离时，与电子发生的能量损失dE 单位：J/m，一般用keV/μm表示 1keV/μm=1.602×10-10 J/m LET数学表达式： Zirkle等人于1952年提出了传能线密度(liner energy transfer，LET)的概念。 显然不同LET射线在DNA分子双螺旋引起的电离密度分布不同，LET高的射线，电离密度也大；反之则小。因此射线LET值越大，由相同吸收剂量产生的辐射生物效应也越大。 由于带电粒子与径迹内分子或原子作用后损失掉大部分能量，这时再与组织或受照介质分子或原子作用后只能留下较少的能量，所以同一粒子在径迹不同部位的LET值也不同，LET仅是一个平均值。 ①将径迹分为若干相等的距离，计算粒子在每一段距离消耗的平均能量，称径迹平均传能密度（LETT）。 2. LET均值的两种计算方法 ②将径迹分为若干相等的能量增量，计算能量或吸收剂量，再把沉积在径迹上的能量除以径迹长度，得到剂量平均传能密度（LETD） (二)相对生物效能(RBE)也称相对生物效应或相对生物效率 用来比较相同吸收剂量下不同辐射作用于生物体产生生物效应的差异的物理量 X射线应用广泛，故以它产生的生物效应作为比较基准。 RBE的定义：以250keV X射线或固定能量的γ射线引发某种生物效应所需剂量与所研究的辐射引发相同生物效应(种类和程度均同)需要的剂量的比值。 RBE与LET呈正相关关系 各种电离辐射的相对生物效应 20 10 10 相对生物效应 5~8 3 1 1 相对生物效应 中能中子 重反冲核 热中子 α β 快中子 X、γ 辐射种类 辐射种类 RBE可因照射剂量的时空分布、受照体系及所处环境、研究的生物效应终点不同而有所差异。 X射线或γ射线、β粒子、热中子、中能中子、快中子、α粒子及重反冲核的相应生物效能列于下表 (三)辐射敏感性(IRS) 辐射敏感性是指各种生物有机体对辐射敏感的程度 定义：某种辐射以相同的剂量作用于生物体，或作用于同一生物体，或作用于同一生物体的不同组织及细胞，由于生物体的差异造成产生的生物学效应不同，这两种生物效应的差异称为辐射敏感性。 常用同种辐射引发不同生物产生相同生物效应所需的剂量的比值来表示。比较不同种系或同种生物不同个体辐射敏感性的指标常用以下的量表示： 动物存活率或半数致死剂量(受照后30d内死亡50%所需的剂量) 染色体畸变率 细胞存活率 克隆形成率 辐射诱发的细胞凋亡率 细胞周期阻滞及DNA双链断裂损伤程度 1906年，法国科学家Bergonie和Tribondeau发现，分裂的生精细胞所受损伤大于静止不分裂的间质细胞。 染色体畸变所致的白血病 染色体畸变所致 顺时针方向，依次为3天、5天、6天大的人类克隆胚胎 细胞形态学改变3株宫颈癌细胞经过60Co照射或顺铂作用后均出现细胞皱缩，体积变小，染色质斑块状聚集在核膜下，并有凋亡小体 而BHRF1-CNE2细胞组在照射后两天细胞数下降，从第3天细胞数就开始回升，此后便保持持续的增殖 60Co照射对b-CNE2增殖能力的影响：在照射后的第1天，对照组的细胞数较b-CNE2组的明显下降，在第2～4天其细胞数继续下降，此后增殖率才逐渐上升。 DNA双链断裂 他们在深入研究