肿瘤组织放射生物学(刘秀芳)推荐.ppt

2004-4 肿 瘤 组 织 放 射 生 物 学 中山大学肿瘤防治中心放疗科 放射线的生物效应 直接作用 间接作用 * 肿瘤内细胞的分类： 分裂增殖期细胞 静止期细胞: G0期细胞 临床上肿瘤复发的根源 无增殖能力的衰老细胞 可视为死亡细胞 破碎细胞 * 人体肿瘤的生长速度及影响因素 倍增时间（doubling time, TD） 人体肿瘤TD ：4天～１年以上，中位数三个月 TD与肿瘤的组织类型有关 胚胎性肿瘤，27天；恶性淋巴瘤，29天； 中胚层肉瘤，41天；鳞状细胞癌，58天； 腺癌，82天。 * 肿瘤体积倍增时间的决定因素 细胞周期 细胞生长比例 细胞丢失的速度 * Tc与TD 细胞周期时间（Tc）：细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的时间间隔。 Steel（1977），人体肿瘤细胞周期时间从15小时到大于100小时，平均为2.3天。 * 生长比例与TD 生长比例（growth fraction, GF）： 肿瘤内处于增殖周期的细胞数与总细胞数的比例。 人体肿瘤的生长比例：30–80% 恶性淋巴瘤和胚胎癌的生长比例：90% 腺癌仅为6%左右。 早期，肿瘤体积较小，GF较大，对放射较敏感。 晚期，肿瘤体积增大，GF变小，肿瘤对放射治疗常不敏感。 * 细胞丢失与TD 肿瘤生长是细胞分裂增殖与细胞丢失之间平衡的结果。 许多人体肿瘤生长较缓慢，大部分是因为有高的细胞丢失率。 * 细胞丢失途径 营养不良，肿瘤血运差，由于氧和其它营养成分供应不充足致使肿瘤坏死。 分裂死亡：由于分裂机制障碍，细胞分裂异常或分裂后的子细胞不存活。 细胞分化不能再分裂，细胞最终衰老死亡。 转移：通过血液和淋巴系统，肿瘤细胞失落到其它地方。 脱落排泄：如胃肠道肿瘤。 引起肿瘤细胞丢失的主要原因是坏死和分化。 * 细胞丢失—影响肿瘤生长速度的最重要的因素 正常组织中，细胞丢失率为100% 肿瘤组织中， 90%细胞丢失率1 肿瘤的倍增时间一般比细胞增殖周期长30-90倍 * 不同类型肿瘤组织的特点 组织类型 倍增时间 （天） 标记指数 生长比例 （%） 细胞丢失 （90%） 消灭肿瘤平均剂量（Gy） 胚胎肿瘤 27 30 90 94 25-30Gy 淋巴瘤 29 29 90 94 35-40Gy 中胚层肉瘤 41 3.8 11 68 85Gy 鳞癌 58 8.3 25 90 60-70Gy 腺癌 83 2.1 6 71 60-80Gy * 肿瘤潜在倍增时间 （potential doubling time, Tpot）： 在假定没有细胞丢失的情况下，细胞数增加 一倍所需要的时间，它决定于细胞周期时间 和生长比例。 * Tpot = λTs /LI LI =λTs/Tc Ts：DNA合成的时间 Tc：细胞周期的总时间 λ：生长的细胞群体中非矩形细胞时相分布 的校正系数，常处于0.7和1.0 * 细胞丢失因子 Φ=1-Tpot/Td Tpot：潜在肿瘤倍增时间 Td：实际肿瘤倍增时间 细胞丢失因子代表细胞丢失率与新的细胞产生率之间的比例。 肿瘤细胞丢失因子小于“1”。 * 克隆源性细胞 肿瘤细胞群中具有无限分裂增殖能力的细胞称为肿瘤干细胞，亦称为克隆源性细胞。 人克隆源性细胞比例为0.1%左右，但可能在不同类型的肿瘤内比例不同。 * 射线对肿瘤细胞群的影响 细胞周期不同时相中的细胞分布，照射后增殖周期中细胞的再分布可以改变细胞群的放射敏感性。 静止的细胞比处于增殖周期内的细胞抗拒。静止细胞通常是处于血运不好，无氧和营养很差的区域，这可能是导致放射抗拒的另一个因素。 * 射线对肿瘤细胞群的影响 潜在致死性损伤的修复对有大量静止细胞的肿瘤更为重要。当肿瘤体积增加时，生长比例下降，因而体积大的肿瘤比体积小的肿瘤有较多的潜在致死性损伤的修复。 两次照射之间细胞的再增殖可以部分地抵消照射的杀伤作用。 * 分次照射后正常细胞群和肿瘤细胞群的差异 肿瘤细胞群内的生长比例较正常组织为大，处于细胞周期活动的细胞多，所受的致死损伤比正常组织多，受其他不同程度的损伤也较正常组织多。比较不同组织类型的肿瘤，可以看到增殖细胞百分比很高及细胞丢失率很高的肿瘤对放射最敏感，也最易被放射治愈。 正常组织受照射后细胞增殖周期的恢复较肿瘤为快。实验肿瘤受照射后，由于肿瘤组织内一部分细胞处于慢性乏氧状态，因此亚致死损伤的恢复较慢，G2期延长。 * 分次照射后正常细胞群和肿瘤细胞群的差异 照射后肿瘤有可能暂时地加速生