临床放射生物学-医学课件.pptx

1临床放射生物学

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教材来源：中国协和医科大学出版社2008年2月第一版

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GilbertH.Fletcher,M.D.LEAFEBIGER.1973

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临床放射生物学在放射治疗中的地位和作用放射治疗是实体恶性肿瘤根治性手段之一，而且预计还会延续今后相当长的时间。临床放射生物学是放射生物学的一个分支，主要是研究人类肿瘤及正常组织在放射治疗中的生物学问题。是放射肿瘤学必不可少的专业基础之一。作用：1.提供理论基础；2.治疗策略的实证研究；3.个体化放疗方案的研究和设计。

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辐射生物效应的时间标尺

引自GGSteel.Basisclinicradiobiology

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物理阶段主要指带电粒子和构成组织细胞的原子之间的相互作用。“能量包”(packetsofenengy)的概念。

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化学阶段指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。电离和激发导致化学键断裂和自由基(freeradicals)的形成，这些自由基是高度活跃的。这个阶段的重要特点是，清除反应（scavengingreaction)和固定反应（fixationreaction）。

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生物阶段包括所有继发过程。DNA损伤后结果:1.成功修复，2.死亡，需要一定时间，3.畸变？干细胞杀灭。代偿性细胞增殖效应（正常组织和肿瘤组织均存在）。继发肿瘤（辐射致癌）放射损伤表现之一。

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电离辐射的生物效应的作用电离辐射的生物效应是由于DNA损伤导致的，DNA是关键靶。直接作用间接作用

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直接作用任何形式的辐射，X射线或γ射线，带电或不带电粒子被生物物质吸收后都有可能与细胞的关键靶DNA直接发生作用，靶原子本身的原子可以被电离或激发从而启动一系列导致生物变化的时间，就称作辐射的直接作用(directactionofradiation)。

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间接作用辐射也可以与细胞内的其他原子或分子（特别是水）相互作用，产生自由基，这些自由基可以扩散到足够远，达到并损伤关键靶DNA，这被称为电离辐射的间接作用(indirectactionofradiation)。自由基是一种游离的原子或分子，外层携带不成对轨道电子，具有高度的化学活性。

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电离辐射的直接作用和间接作用

图自ETHaii.Radiologyfortheradiologity

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水的射解当X线、γ线、带电粒子（如电子或质子）与水分子作用时，水分子会被辐射电离。可表示为：H2OH2O++e-H2O+既是离子基，也是自由基，具有高度活性。在水中，离子基与其他水分子反应形成高活性的氢氧自由基（OH.）H2O++H2O=H3O++OH.据统计，X线对哺乳动物细胞DNA的损伤，约2/3是由氢氧自由基所致。

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注:(a电离辐射引起水分解成自由基(b)水自发性离解作用

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水的射解阶段示意图

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X线间接作用的过程简述入射X线光子10-15秒快速电子10-10秒离子自由基10-9秒自由基10-5秒由化学键断裂引起的化学变化数小时数年生物效应

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射线质与相对生物效应电磁辐射线（X线和γ线）放射线离子辐射线（电子、中子、质子等）比较射线的质，用“线性能量传递（LinearEnergyTransfer,LET）“的概念。比较不同LET生物效应的差别，用“相对生物效应（RelativeBiologicEffectiveness,RBE）”的概念。

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线性能量传递（LET）国际辐射委员会（TheInternationalCommissiononRadiologicUnits）在1962年定义了LET：在