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1、放射肿瘤学基础放射肿瘤学基础1PPT学习交流第一节：第一节： 肿瘤模型体系肿瘤模型体系常见的肿瘤模型包括：常见的肿瘤模型包括：1 1、移植性实体瘤动物模型、移植性实体瘤动物模型2 2、人类肿瘤异种移植模型、人类肿瘤异种移植模型3 3、多细胞球状体体外肿瘤模型、多细胞球状体体外肿瘤模型2PPT学习交流肿肿瘤瘤的的传传代代方方式式：从从一一代代动动物物移移植植到到下下一一代代。实实验验动动物物：兄兄妹妹交交配配近近亲亲繁繁殖殖。方方法法：无无菌菌分分离离肿肿瘤瘤细细胞胞，给给同同系系受受体体动动物物每每只只皮皮下下接接种种1 11 10 04 41 10 06 6个个肿肿瘤瘤细细胞胞，数数天天或或
2、数数周周接接种种部部位位出出现现可可触触及及的的肿肿瘤瘤。一一、移移植植性性实实体体瘤瘤动动物物模模型型3PPT学习交流特点：特点： 重复性、稳定性、定量性好重复性、稳定性、定量性好 因常用小鼠故对人体缺乏反应性因常用小鼠故对人体缺乏反应性实体瘤的评价参数实体瘤的评价参数：1 1、肿瘤生长速率：、肿瘤生长速率：通过测量肿瘤大小通过测量肿瘤大小（平均直径或体积）表示肿瘤生长速（平均直径或体积）表示肿瘤生长速率的快慢。样本量要大。率的快慢。样本量要大。4PPT学习交流 实验中每天或每两天（由肿瘤生长速率而实验中每天或每两天（由肿瘤生长速率而定）测量肿瘤大小，所得结果用时间（横坐标）与定）测量肿瘤大
3、小，所得结果用时间（横坐标）与肿瘤大小（纵坐标）绘制肿瘤曲线。当肿瘤长到一肿瘤大小（纵坐标）绘制肿瘤曲线。当肿瘤长到一定大小时（大鼠：定大小时（大鼠：8 810mm10mm；小鼠；小鼠2 24mm4mm）则可进行）则可进行多种方案处理，观察处理后肿瘤生长速率的变化。多种方案处理，观察处理后肿瘤生长速率的变化。一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时同等大一是从照射时算起，肿瘤再长到与照射当时同等大小所需的时间；小所需的时间； 一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需的时间一是从照射时算起，肿瘤长到指定大小所需的时间（T TX X射线射线），与对照组肿瘤长到同等大小所需时间（），与对照组肿瘤长到同等
4、大小所需时间（T T肿瘤肿瘤）相比较。）相比较。5PPT学习交流2 2、 TCDTCD5050 TCDTCD5050即即50%50%肿瘤控制剂量肿瘤控制剂量（50% tumor control dose50% tumor control dose）评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑制评价某种放射治疗方案对肿瘤的抑制程度；程度；测定方法：测定方法：将有同等大小肿瘤的荷瘤将有同等大小肿瘤的荷瘤动物分组动物分组不同剂量局部照射肿瘤不同剂量局部照射肿瘤定期观察定期观察分析（以肿瘤局部控制率分析（以肿瘤局部控制率为纵坐标，照射剂量为横坐标制图）为纵坐标，照射剂量为横坐标制图） TCD TCD5050。6PP
5、T学习交流3 3、稀释测定技术、稀释测定技术方法方法：荷瘤动物：荷瘤动物照射照射取瘤取瘤制细胞悬液制细胞悬液计数计数倍比浓度稀释倍比浓度稀释接种接种观察肿瘤出现情观察肿瘤出现情况况计算计算50%50%动物发生肿瘤的肿瘤数（动物发生肿瘤的肿瘤数（TDTD5050）将受将受0 0剂量照射的荷瘤动物的剂量照射的荷瘤动物的TDTD5050与受不同剂量与受不同剂量照射的荷瘤动物的照射的荷瘤动物的TDTD5050值相比，分别计算出各剂值相比，分别计算出各剂量的存活分数。量的存活分数。存活分数存活分数TDTD5050对照对照TDTD5050照射照射7PPT学习交流4 4、肺集落测定、肺集落测定方法：方法：荷
6、瘤动物原位照射肿瘤后荷瘤动物原位照射肿瘤后取瘤制成单取瘤制成单细胞悬液细胞悬液将已知数量的单细胞悬液注入受体将已知数量的单细胞悬液注入受体动物动物33周后处死动物周后处死动物计数肺集落形成数。计数肺集落形成数。将受不同剂量原位照射的肿瘤细胞注入受体动将受不同剂量原位照射的肿瘤细胞注入受体动物后所形成的肺集落数与物后所形成的肺集落数与0 0剂量照射形成的肺集剂量照射形成的肺集落数相比，可求出各照射剂量下的存活分数，落数相比，可求出各照射剂量下的存活分数，并绘制出肿瘤细胞经体内照射后的剂量存活曲并绘制出肿瘤细胞经体内照射后的剂量存活曲线。线。8PPT学习交流5 5、体内体外测定技术、体内体外测定技
7、术 采用体外集落形成方法，测定体内照射后肿采用体外集落形成方法，测定体内照射后肿瘤细胞存活率的方法。瘤细胞存活率的方法。方法：方法：将受不同剂量体内局部照射的肿瘤取将受不同剂量体内局部照射的肿瘤取出，分别制备单细胞悬液，将一定数量的细出，分别制备单细胞悬液，将一定数量的细胞种入培养皿中，在离体条件下培养胞种入培养皿中，在离体条件下培养10101414天后，存活细胞可形成集落，计数集落，计天后，存活细胞可形成集落，计数集落，计算出存活的肿瘤细胞数，与算出存活的肿瘤细胞数，与0 0剂量下存活的肿剂量下存活的肿瘤细胞数相比，得出某剂量下细胞的存活分瘤细胞数相比，得出某剂量下细胞的存活分数数 。9PP
8、T学习交流二、人类肿瘤异种移植模型二、人类肿瘤异种移植模型 多种人类肿瘤细胞可以在免疫缺陷的动物中以异种多种人类肿瘤细胞可以在免疫缺陷的动物中以异种移植生长。通常用于异种移植的受体动物为裸鼠移植生长。通常用于异种移植的受体动物为裸鼠优点：优点：保留人类的核型及各自的反应特性。保留人类的核型及各自的反应特性。缺点：缺点：排斥反应；排斥反应； 移植肿瘤细胞在小鼠体内发生动力学和细胞选择，移植肿瘤细胞在小鼠体内发生动力学和细胞选择，出现乏氧细胞；出现乏氧细胞；移植肿瘤在小鼠体内维持人类肿瘤的组织学特性，移植肿瘤在小鼠体内维持人类肿瘤的组织学特性，而基质组织则来源于小鼠。在对人类肿瘤细胞异种而基质组织
9、则来源于小鼠。在对人类肿瘤细胞异种移植物的研究中，血管系统的供应起十分重要的作移植物的研究中，血管系统的供应起十分重要的作用，因此，所得结果的确切性则较鼠类肿瘤的研究用，因此，所得结果的确切性则较鼠类肿瘤的研究差。差。10PPT学习交流三、体外肿瘤模型系统三、体外肿瘤模型系统多细胞球状体多细胞球状体某某些些肿肿瘤瘤细细胞胞在在培培养养中中形形成成多多细细胞胞球球状状体体，即即每每通通过过一一次次细细胞胞分分裂裂，子子细细胞胞粘粘在在一一起起形形成成球球形形细细胞胞团团，随随培培养养时时间间增增加加，细细胞胞团团逐逐渐渐增增大大，有有时时可可成成为为由由数数百百万万细细胞胞组组成成的的一一个个大
10、大细细胞胞团团。11PPT学习交流特点：特点：有一定组织学特性与体内肿瘤生长相似有一定组织学特性与体内肿瘤生长相似中心为非周期性类中心为非周期性类G G1 1期细胞乏氧性细胞期细胞乏氧性细胞更好的模拟了体内实体瘤，有利于增敏剂更好的模拟了体内实体瘤，有利于增敏剂和化疗药物的研究。和化疗药物的研究。 缺点缺点：必须是悬浮生长细胞，成团生长，不分离必须是悬浮生长细胞，成团生长，不分离12PPT学习交流 细胞群的组成细胞群的组成 1 1）非同步的周期细胞）非同步的周期细胞 2 2）非周期性的类）非周期性的类G G1 1期细胞期细胞 3 3）非周期性的类）非周期性的类G G1 1期乏氧细胞期乏氧细胞1
11、3PPT学习交流第第二二节节 低低氧氧及及再再氧氧合合一一、乏乏氧氧细细胞胞氧氧含含量量非非常常低低的的细细胞胞，对对辐辐射射不不敏敏感感肿肿瘤瘤由由两两部部分分细细胞胞组组成成。一一部部分分是是含含氧氧细细胞胞，对对辐辐射射敏敏感感 ；另另一一部部分分是是乏乏氧氧细细胞胞( (1 10 0 2 20 0% %) )，对对辐辐射射不不敏敏感感14PPT学习交流15PPT学习交流16PPT学习交流17PPT学习交流二、组织氧合二、组织氧合改变组织氧合状况，提高临床上对肿瘤放射治改变组织氧合状况，提高临床上对肿瘤放射治疗的治愈率疗的治愈率 1 1、高压氧舱、高压氧舱 2 2、照射同时，于常压下吸入
12、含有、照射同时，于常压下吸入含有9595氧气氧气与与5 5二氧化碳的混合气体二氧化碳的混合气体 3 3、照射前给病人吸入、照射前给病人吸入1010氧气的方法氧气的方法 4 4、采用传递修饰剂（如氟碳乳剂），由于、采用传递修饰剂（如氟碳乳剂），由于它携带大量的氧，能进入组织的乏氧区后放出它携带大量的氧，能进入组织的乏氧区后放出氧氧18PPT学习交流三、乏氧细胞再氧合三、乏氧细胞再氧合分次照射后乏氧细胞变成为氧合细胞分次照射后乏氧细胞变成为氧合细胞的现象的现象乏氧细胞再氧合是临床肿瘤放射治疗乏氧细胞再氧合是临床肿瘤放射治疗中，小剂量分次照射方案制定的重要中，小剂量分次照射方案制定的重要细胞学基础。
13、细胞学基础。19PPT学习交流第第三三节节 肿肿瘤瘤细细胞胞动动力力学学 研究肿瘤细胞群的增殖动力学，是研究肿瘤细胞群的增殖动力学，是观察细胞的运动，以形容一个细胞群观察细胞的运动，以形容一个细胞群的生长来说明肿瘤细胞总数的变化，的生长来说明肿瘤细胞总数的变化，而不是个体细胞的循环；而不是个体细胞的循环；由于正常细胞群和肿瘤细胞群增殖动由于正常细胞群和肿瘤细胞群增殖动力学的差异，射线对它们产生不同的力学的差异，射线对它们产生不同的影响和损伤，通过改变影响因素，扩影响和损伤，通过改变影响因素，扩大损伤差异，为提高肿瘤治疗疗效提大损伤差异，为提高肿瘤治疗疗效提供细胞学基础。供细胞学基础。20PPT
14、学习交流一、正常组织的增殖动力学一、正常组织的增殖动力学人体的细胞群根据其功能，可以分为以下几组人体的细胞群根据其功能，可以分为以下几组: : 1 1、休止细胞群：没有细胞分裂或、休止细胞群：没有细胞分裂或DNADNA成分改成分改变变 2 2、增殖不稳定的细胞群：在机体的生命期、增殖不稳定的细胞群：在机体的生命期内不断增殖，但速度渐慢，增殖略大于丢失。内不断增殖，但速度渐慢，增殖略大于丢失。 3 3、更新或增殖稳定的细胞群、更新或增殖稳定的细胞群 4 4、肿瘤细胞群、肿瘤细胞群21PPT学习交流1 1、正常组织的增殖动力学、正常组织的增殖动力学 受自动稳定控制系统的控制：到一定程度细受自动稳定
15、控制系统的控制：到一定程度细胞增殖就会停止，主要有胞增殖就会停止，主要有2 2种生长控制：种生长控制： 1 1）直接作用于细胞群，由子代细胞产生的）直接作用于细胞群，由子代细胞产生的对细胞增殖的反馈作用；对细胞增殖的反馈作用； 2 2）作用于细胞周围环境，可以同时对几种）作用于细胞周围环境，可以同时对几种细胞群起作用细胞群起作用 此外，神经调节、营养、温度等也起此外，神经调节、营养、温度等也起一定的调节作用。一定的调节作用。22PPT学习交流2 2、肿肿瘤瘤细细胞胞群群的的增增殖殖动动力力学学 肿瘤是生物体内按自身规律增殖的细胞群，肿瘤是生物体内按自身规律增殖的细胞群，它的增殖不受机体的正常稳
16、定控制系统约束。它的增殖不受机体的正常稳定控制系统约束。 1 1）肿瘤内的细胞群）肿瘤内的细胞群分裂细胞：处于周期中的细胞，有一定的细胞周期分裂细胞：处于周期中的细胞，有一定的细胞周期时间。时间。静止细胞：静止细胞：G G0 0期细胞，保持生长能力。期细胞，保持生长能力。无增殖能力的细胞：从肿瘤治疗角度看已死亡。无增殖能力的细胞：从肿瘤治疗角度看已死亡。 破碎细胞破碎细胞23PPT学习交流2 2）确定肿瘤生长速率主要考虑以下因）确定肿瘤生长速率主要考虑以下因素素细胞周期时间细胞周期时间：不同类型肿瘤细胞的细胞周期时：不同类型肿瘤细胞的细胞周期时间不同；同一肿瘤在不同情况下也有细胞周期时间不同；
17、同一肿瘤在不同情况下也有细胞周期时间的不同。在人类肿瘤中，许多研究指出，细胞间的不同。在人类肿瘤中，许多研究指出，细胞周期时间在周期时间在15h15h到到100 h100 h，平均，平均2.3d2.3d 。生长分数（生长分数（growth fractiongrowth fraction）：细胞群体中有：细胞群体中有增殖能力的细胞数与细胞总数之比值：增殖能力的细胞数与细胞总数之比值： 24PPT学习交流细胞丢失细胞丢失 有以下几个途径：有以下几个途径：营养不良性坏死营养不良性坏死 远离血管的细胞；远离血管的细胞；细胞增殖死亡细胞增殖死亡死于免疫打击死于免疫打击转移转移脱落脱落 结论结论 如果细胞
18、周期时间短、生长比例较高、如果细胞周期时间短、生长比例较高、细胞丢失少，那么肿瘤生长较快细胞丢失少，那么肿瘤生长较快 。25PPT学习交流肉瘤与癌：肉瘤与癌：肉瘤细胞丢失系数低于肉瘤细胞丢失系数低于癌细胞丢失系数。大剂量照射后，当癌细胞丢失系数。大剂量照射后，当癌细胞的新生暂时终止或减低时，原癌细胞的新生暂时终止或减低时，原有的癌细胞则因其高丢失系数不断死有的癌细胞则因其高丢失系数不断死亡并被清除，肿瘤缩小。而肉瘤则不亡并被清除，肿瘤缩小。而肉瘤则不同，由于其丢失系数低，在同样的辐同，由于其丢失系数低，在同样的辐射剂量下，体积缩小慢。尽管从长远射剂量下，体积缩小慢。尽管从长远看，两种肿瘤的治愈
19、率可能是相同的，看，两种肿瘤的治愈率可能是相同的，而近期内肉瘤则比癌对射线表现出相而近期内肉瘤则比癌对射线表现出相对的抗性。对的抗性。26PPT学习交流第四节第四节 肿瘤细胞对辐射的反应肿瘤细胞对辐射的反应27PPT学习交流一、辐射对肿瘤细胞群的影响一、辐射对肿瘤细胞群的影响增殖活跃的细胞对射线敏感增殖活跃的细胞对射线敏感照射后细胞群内细胞周期再分布可以改变照射后细胞群内细胞周期再分布可以改变细胞群的敏感性细胞群的敏感性正常细胞一般增殖比较缓慢，正常细胞一般增殖比较缓慢，PLDPLD明显；明显；肿瘤细胞增殖比较活跃，肿瘤细胞增殖比较活跃，PLDPLD较少较少生长慢的肿瘤，照射后体积退缩慢生长慢
20、的肿瘤，照射后体积退缩慢肿瘤组织受照后，可有再生长加速现象肿瘤组织受照后，可有再生长加速现象正常细胞受照后，细胞增殖周期恢复正常正常细胞受照后，细胞增殖周期恢复正常快，肿瘤较慢。快，肿瘤较慢。28PPT学习交流29PPT学习交流二二、肿肿瘤瘤的的剂剂量量效效应应曲曲线线正常组织和肿瘤组织均有一个正常组织和肿瘤组织均有一个S形的形的剂量效应曲线，即在较小剂量时无致剂量效应曲线，即在较小剂量时无致死效应，随着剂量增高，致死效应迅死效应，随着剂量增高，致死效应迅速增大；速增大；在肿瘤致死效应约在肿瘤致死效应约8090处的处的照射剂量能使肿瘤细胞全部被消灭。照射剂量能使肿瘤细胞全部被消灭。而此剂量已超
21、过正常组织的耐受量。而此剂量已超过正常组织的耐受量。30PPT学习交流组组织织损损伤伤 肿肿瘤瘤控控制制AB31PPT学习交流百百分分比比050100百分比050100局部肿瘤消除最适并发症并发症无并发症局部控制AB最适并发症并发症无无并并发发症症无并发症无并发症局部控制局部控制32PPT学习交流三、肿瘤细胞体内照射的存活曲线三、肿瘤细胞体内照射的存活曲线体内肿瘤照射后肿瘤细胞的存活曲线是双相性。体内肿瘤照射后肿瘤细胞的存活曲线是双相性。第一相的存活率重要与肿瘤的有氧细胞有关；第第一相的存活率重要与肿瘤的有氧细胞有关；第二相的存活率主要与乏氧细胞有关。二相的存活率主要与乏氧细胞有关。33PPT
22、学习交流四四、肿肿瘤瘤组组织织放放射射敏敏感感性性影响肿瘤放射敏感性的因素影响肿瘤放射敏感性的因素器官起源器官起源氧合作用氧合作用增殖程度增殖程度分化程度分化程度细胞在细胞周期中的位置细胞在细胞周期中的位置34PPT学习交流各种肿瘤的放射敏感性各种肿瘤的放射敏感性高敏感性肿瘤高敏感性肿瘤白血病、淋巴瘤、何杰金氏病、骨髓瘤、白血病、淋巴瘤、何杰金氏病、骨髓瘤、髓母细胞瘤、精原细胞瘤、横纹肌肉瘤髓母细胞瘤、精原细胞瘤、横纹肌肉瘤及其它未分化型肿瘤及其它未分化型肿瘤放射敏感性放射敏感性肿肿 瘤瘤 种种 类类敏感性肿瘤敏感性肿瘤基底细胞癌、鳞状上皮癌、子宫癌或乳基底细胞癌、鳞状上皮癌、子宫癌或乳腺的腺
23、癌腺的腺癌抗拒性肿瘤抗拒性肿瘤除子宫和乳腺以外其它部位的腺癌、畸除子宫和乳腺以外其它部位的腺癌、畸胎瘤、间皮瘤、分化好的肿瘤胎瘤、间皮瘤、分化好的肿瘤35PPT学习交流第五节第五节 放射治疗中的分次照射放射治疗中的分次照射一、一、分次照射中的生物因素分次照射中的生物因素, ,即四个即四个 “R R”： 1 1、放射损伤的修复放射损伤的修复(Repair )； SLD: SLD: PLD: PLD:正常组织在照射后出现反应的时间及其与剂量正常组织在照射后出现反应的时间及其与剂量的关系决定于组织或器官内的干细胞、增殖性的关系决定于组织或器官内的干细胞、增殖性细胞和功能性增殖特点细胞和功能性增殖特点
24、 。36PPT学习交流早反应组织早反应组织是指放射反应常在放疗早期出现，轻至中是指放射反应常在放疗早期出现，轻至中度反应在治疗后很快恢复。如粘膜红斑、溃疡等；度反应在治疗后很快恢复。如粘膜红斑、溃疡等；晚反应组织晚反应组织：放射损伤常在放疗结束后一段时间出现，：放射损伤常在放疗结束后一段时间出现，常难以恢复，如放射性肺炎，放射性脊髓损伤、放射常难以恢复，如放射性肺炎，放射性脊髓损伤、放射性肌肉萎缩等。放疗时应避免这种损伤性肌肉萎缩等。放疗时应避免这种损伤。原因：原因：主要与相关靶细胞的细胞增殖动力学有关，也主要与相关靶细胞的细胞增殖动力学有关，也就是与靶细胞更新的速度有关。相关的靶细胞更新速就
25、是与靶细胞更新的速度有关。相关的靶细胞更新速度快，那么，辐射效应的出现较早，而更新速度慢，度快，那么，辐射效应的出现较早，而更新速度慢，则辐射效应的出现较迟。对于照射后出现的早期或急则辐射效应的出现较迟。对于照射后出现的早期或急性反应的靶细胞基本上已明确，但对产生后期反应的性反应的靶细胞基本上已明确，但对产生后期反应的靶细胞却不完全清楚。靶细胞却不完全清楚。 37PPT学习交流38PPT学习交流39PPT学习交流40PPT学习交流2 2、细胞再增殖、细胞再增殖(Repopulation） 对根治性放射治疗，肿瘤再增殖的临床意义在对根治性放射治疗，肿瘤再增殖的临床意义在于于： 1 1）不必要的延
26、长治疗时间对治疗不利）不必要的延长治疗时间对治疗不利 2 2）如果由于急性反应严重，治疗期间必须）如果由于急性反应严重，治疗期间必须有一个间隔，间隔时间应尽量短。有一个间隔，间隔时间应尽量短。 3 3）如果不能缩短总的治疗时间，分段治疗）如果不能缩短总的治疗时间，分段治疗不是最好的治疗设计不是最好的治疗设计 4 4）由于非医疗原因治疗间断，有时需要追）由于非医疗原因治疗间断，有时需要追加治疗，根治性治疗病例可以一天内给予加治疗，根治性治疗病例可以一天内给予2 2次治次治疗。疗。 5 5）增殖快的肿瘤必须快速治疗。）增殖快的肿瘤必须快速治疗。41PPT学习交流3 3、细细胞胞周周期期内内的的再再
27、分分布布（Redistribution ）；4 4、肿肿瘤瘤内内乏乏氧氧细细胞胞再再氧氧合合（Reoxygenation ）42PPT学习交流第六节第六节放疗与其它疗效的联合应用放疗与其它疗效的联合应用43PPT学习交流一一、放放射射治治疗疗与与手手术术联联合合应应用用1 1、术术前前放放射射治治疗疗2 2、术术后后放放射射治治疗疗3 3、术术中中放放射射治治疗疗44PPT学习交流二、与化学药物治疗联合应用二、与化学药物治疗联合应用1 1、细胞对化疗药物和电离辐射反应、细胞对化疗药物和电离辐射反应的比较的比较 敏感性不同敏感性不同 细胞的细胞的SLDSLD和和PLDPLD不同不同 氧效应不同氧
28、效应不同 抗拒性不同抗拒性不同45PPT学习交流二二、与与化化学学药药物物治治疗疗联联合合应应用用2、与化学药物联合应用的理论基础与化学药物联合应用的理论基础 空间协作空间协作 46PPT学习交流三三、与与增增温温治治疗疗联联合合应应用用1 1、增增温温并并用用放放射射治治疗疗的的理理论论基基础础 增增温温对对乏乏氧氧细细胞胞、P PH H低低、营营养养较较差差的的细细胞胞作作用用大大 增增温温与与乏乏氧氧是是相相互互增增敏敏剂剂 增增温温对对S S期期细细胞胞损损伤伤大大 增增温温可可以以阻阻止止射射线线引引起起的的S SL LD D、P PL LD D47PPT学习交流48PPT学习交流复习题一、解释下列术语 乏氧细胞，乏氧细胞再氧合，有丝分裂指数，标记指数，标记有丝分裂百分数，生长分数，丢失系数二、回答问题 影响多次照射的生物因素“4R”49PPT学习交流
