课件：放射生物学--电离辐射的细胞效应.ppt

增温的细胞效应 细胞对增温的反应取决于温度的高低及增温时间的长短。 图4.30显示了以上两因素对细胞存活的影响，在41.5~46.5°C范围内，温度越高，增温持续越久，细胞杀伤作用越显著。 所获细胞存活曲线的形状与x射线作用后类似，即开始有一个肩区，紧接着是指数部分。 增温的细胞效应 但在温度较低时，曲线比较复杂，细胞经较长时间增温作用后，存活曲线变平，表明长时间的热作用，细胞产生了热耐受性。 目前尚未肯定正常与肿瘤细胞热敏感性的差别。 对增温直接杀伤细胞的机制尚无彻底的了解。 细胞周期各时相细胞对增温的敏感性 处于细胞周期各时相细胞对热的敏感性与其对x射线的敏感性互补。 图中表明，细胞周期中对x射线抗性最高的晚s期细胞对增温最敏感。 这是增温与x射线联合应用提高肿瘤治疗疗效的重要的细胞学基础。 影响增温细胞效应的因素 pH：实验证明，当调节缓冲液中的pH后，立即增温处理细胞，处于酸性pH中的细胞似乎对热更敏感。 但对长期处于乳酸堆积所造成的低pH环境中的细胞是否仍具有对热的敏感性尚不了解，有待证实。 影响增温细胞效应的因素 营养条件：已经证明，当细胞的能量供应危机时，处于营养缺乏状态下的细胞对热更敏感。 氧：实验证明，急性缺氧后，缺氧细胞与氧合细胞对热的敏感性相似。慢性缺氧，细胞长期处于缺氧状态下，对热的敏感性稍有增加，此时细胞敏感性的增加可能是由于长期缺氧使细胞处于低pH和营养缺乏的结果。 影响增温细胞效应的因素 以上结论虽来自离体实验资料，人们有理由推想，肿瘤中心部的细胞由于血运障碍，而处于营养缺乏、酸性pH及乏氧环境中，因此对热更敏感。 综上所述，酸性缺氧条件下的细胞对增温的敏感性形成与x射线作用的另一种互补关系。 这将成为增温与x射线联合应用，提高肿瘤治疗疗效的又一重要的细胞学基础。 增温与X射线联合作用 增温无论是单用还是与X射线合用对肿瘤组织的损伤大于对相应正常组织的损伤，其理由有： 1)低氧不能保护细胞的热损伤，而且可能是一种热致敏剂、肿瘤中的低氧细胞对热更敏感。 2)存在于肿瘤内的营养不良细胞对增温更为敏感。 3)肿瘤组织内由于乏氧代谢而有酸的堆积，使增温对低pH下的细胞损伤作用更大。 增温与X射线联合作用 4)增温对细胞周期中的s期细胞损伤更大，因此增温可用于治疗含s期细胞较多的肿瘤。 5)增温可防止潜在致死性损伤的修复。由于受x射线照射的肿瘤细胞有潜在致死性损伤的修复，而正常细胞则否。故增温有选择性地加重肿瘤细胞损伤的作用。 增温与X射线联合作用 6)若用微波或超声局部增温时，血液供应不良的肿瘤达到的温度将高于周围正常组织，即使1°C之差也会引起效应的差别。 7)肿瘤细胞本身可能就比正常细胞对增温更敏感。 增温与X射线联合作用 除前述增温对细胞的效应与x射线有互补作用外，已经证明，无论是局部增温还是全身增温均能激起机体的全身防御反应，特别是提高机体的免疫功能，这将是增温与放射治疗联合应用提高肿瘤放疗疗效的重要因素。 增温与X射线联合作用 因此近年来，增温作为放射治疗的辅助措施已大量用于临床肿瘤治疗。 增温与放疗、化疗的联合应用将对肿瘤治疗产生新的前景。 潜在致死性损伤的修复 潜在致死性损伤的修复在临床放射治疗中有重要意义。 潜在致死性损伤修复在动物移植肿瘤中己得到证实。 有人推测某些人类肿瘤，如黑色素瘤对辐射的抗性可能与照射后大量肿瘤细胞潜在致死性损伤的修复有关。此假说有待进一步证实。 亚致死性损伤的修复 哺乳动物细胞受x射线照射后的剂量存活曲线的特点是在低剂量部分有肩区。 这种反应特点表明，必须积累损伤才能产生致死效应。 亚致死性损伤的修复 从靶学说的观点分析，细胞丧失其增殖能力之前，必须有多个靶被损伤(击中)，多靶现象可解释存活曲线起始部分的肩。 若细胞群体受到一定剂量照射，群体中的不同细胞可以发生下列三种情况之一。 亚致死性损伤的修复 1)细胞内没有任何关键靶区被击中，因此细胞末受损伤。 2)细胞内的全部关键靶区被击中，细胞将在下一代或以后的有丝分裂过程中死亡。 3)细胞内的某些而不是全部靶区被击中，细胞受到亚致死性损伤，但并不死亡，在供给能量和营养的情况下，经过一定时间(大约lh)，细胞所受损伤能被修复。如果在亚致死性损伤修复之前再累积损伤，细胞则可能死亡。 亚致死性损伤的修复 修复进行得很快，在1小时以内可以出现修复，一般4~8小时可以完成。 高LET射线照射后没有（如α粒子照射）或有很小的SLD修复（如15MeV中子照射）。 高剂量率在照射期间不存在SLD修复。 在细胞周期所有时相均有SLD修复，放射最抗拒期有较大的修复SLD潜力。 没有增殖的细胞几乎没有SLD修复。 亚致死性损伤的修复 亚致死性损伤和修复的分子基础尚不完全清楚。目前认为损伤可能主要是DNA单链断裂。 经过一定时间，细胞基