放射生物学概述
第二节 放射生物学概述
一、放射后肿瘤细胞的六种结局
1.凋亡 高度敏感的淋巴细胞、精原细胞→凋亡。
2.流产分裂 受致死剂量损伤的细胞在进入下一次分裂周期时，由于受损DNA无法复制，如DNA双链断裂，以致分裂失败，细胞死亡。
3.子代细胞畸变。
4.形态上无任何变化。
5.有限的分裂后死亡。
6.生存 在非致死性剂量损伤后，细胞能修复DNA损伤，并能正常分裂。
二、细胞生存曲线
不同剂量照射细胞后，体外培养，计数细胞克隆的形成数，与对照组细胞形成的克隆数相比，即获得克隆源性细胞的生存率。以x轴为放射剂量（算术坐标），Y轴为生存率（对数坐标）作图便得到细胞生存曲线：S=e-aD。
S生存率，D放射剂量，a斜率。
Do是该曲线直线部分斜率的倒数，系细胞的固有放射敏感性。即每照射Do的剂量能使细胞生存率降低到原来的37%。Do越小，细胞对放射越敏感。
Dq是曲线直线部分的反推延长线于Y轴1.0处与X轴平行线的截距，Dq用以描写“肩区”的宽，用以评价细胞修复放射性损伤的能力。Dq越大则细胞修复损伤的能力越强。
N为生存曲线直线部分反推与Y轴相交，即X＝0时的Y值。N是杀灭细胞所需击中的靶数。
这类带肩区的生存曲线可用单靶多击或多靶单击学说来解释。(https://www.daowen.com)
由于一个细胞需被射线击中数次后，如N次才会死亡，所以在小剂量照射时有一个放射损伤累积的过程，因而在指数坐标中，细胞生存率的降低呈“肩区”，当所有的细胞都被击中N-1次后，生存率才呈指数性降低，即为直线。
三、放射损伤的修复
当细胞受到非致死放射剂量照射后，细胞能通过自身修复机制来修复放射损伤。这些非致死性放射损伤包括两种：潜在致死性放射损伤（potential lethal damage，PLD）和亚致死性放射损伤（sub—lethal damage，SLD）。
PLD 后的结局可以不一样，在某种情况下细胞死亡，在另一些条件下损伤却能修复。受PLD 损伤的细胞，若放射后处于一个抑制细胞分裂的环境，这个环境有助于细胞修复PLD。
四、分裂周期中不同时相细胞的放射敏感性
对放射最敏感的是M期细胞，G2期细胞也较敏感，G1早期细胞相对敏感，随着G1逐步向S期发展，放射敏感性也随之降低，至G1后期已呈相对抵抗。S 期细胞对放射呈抵抗性。放射能产生G2/M 期细胞阻滞，时相同步化的现象。当放射损伤被修复后，受阻的细胞同步在分裂周期中前进。若同步化的细胞处于抗放射时相，则放射效应不强。若处于放射敏感相，则杀灭效应大。同步化现象是短暂的，因为细胞群很快依自己固有的时相比例再重新分布，同步化消失。
五、放射过程中细胞的增殖
放射的效应决定于无细胞的增殖出现。对正常组织而言，细胞的增殖有利于放射损伤的恢复；对肿瘤而言，则产生了更多的肿瘤细胞，需用更多的剂量来杀灭它们。发生增殖的有两种细胞：一种为放射体积内克隆源性细胞；另一种为从放射体积以外，游走进入放射体积内的克隆源性细胞。在放疗疗程中，会出现细胞的加速增殖现象，常称为加速再增殖（accelerated proliferation）。对正常组织而言，促使细胞增殖的因素是：①经放射损伤后死亡的细胞能分泌刺激残存细胞分裂的因子，促使残存细胞分裂。②由于细胞的死亡使残存细胞间的接触抑制现象消失，分裂加快。正常细胞的加速再增殖有利于急性放射损伤的修复。肿瘤的加速再增殖不利于肿瘤控制。发生加速增殖的基本条件是血供改善。肿瘤通过下述途径实现加速再增殖：增加增殖细胞比例；缩短细胞周期时间；减少细胞丢失比例；变非对称分裂为对称性分裂。肿瘤开始加速再增殖的时间是在临床上肿瘤体积开始退缩之时，对多数上皮源性肿瘤而言，肿瘤加速再增殖始于放疗开始后的2～4周。
六、正常组织的再增殖能力强于肿瘤
这就是为什么放疗能治愈部分肿瘤的基本原理之一。
七、放射生物学中细胞分子生物学研究的进展
共济失调毛细血管扩张症（AT）的高放射敏感性可能归因于ATM基因。是ATM蛋白促进了放射造成的DNA 链断裂。癌基因和肿瘤放射敏感性的关系。人类肿瘤中常见的p53、Bcl-2、Ras、Myc，Raf的过度表达或激活，可能会诱导产生放射抵抗性，表现生存曲线的Do增加。人们企图用基因检测来预测人类肿瘤的放射敏感性。基因治疗着重于提高抗放射肿瘤细胞的放射敏感性。用基因转染的方法，将提高放射敏感性的基因表达或抑制放射保护作用的基因表达，如ATM、ku80、XRCC2 等转染肿瘤细胞。
（李林均 张润华）