质子束照射对细胞生存水平的研究

一般情况下,细胞凋亡在照射后产生第一次有丝分裂,就有一个间期死亡使得细胞凋亡更快速。与X射线的剂量增加时,坏死呈指数增加的现象不同,凋亡随剂量增加而趋于饱和。细胞凋亡的RBE和坏死的RBE—样与LET有关。在密集电离辐射下,例如在30〜200keV铁离子或碳离子束流游离照射,若干戈瑞或更小的剂量下,细胞凋亡的RBE值会增加,且和基因状态无关。细胞凋亡的RBE与染色体畸变坏死,通路细胞杀伤的RBE是基本相同的。

出国看病多少钱?详询爱诺美康。关于细胞死亡,每单位剂量导致的突变频率,随着带电粒子的LET值大小而变化,并与带电粒子的原子系数有关。突变的表达方式和细胞活力有关,在一定范围内细胞的突变发生率随剂量增加而增加,但当剂量继续增加可使突变细胞完全失去活力,则呈现下降趋势。有研究对不同能量的质子束照射次黄嘌呤,位点产生突变的RBE值做过系统评估,发现它的RBE值大约等同于细胞死亡的RBE值,和低LET的X射线相比,这些数据提示,对于每个单位细胞死亡来说,质子不会对生存的细胞带来额外的危险。

质子束照射对细胞生存水平的研究

对质子而言,造成细胞死亡的大突变的LET是在25~30keV叫射程内,比其他具有同等LET的带电粒子中观测到的值要高。对碳和氖(neon)离子束流,高RBE是在LET为155keV处观测到的。电离辐射后的细胞转化或癌变的表达方式,与细胞突变时的表达方式,常常具有相同的特性。在低LET X射线和带电粒子中,细胞转化的发生率随剂量增大而增加,但当转化后或潜在转化的细胞死亡后,该发生率又随着剂量的增大而减少。

然而,若只评价每个生存细胞的转化细胞数目,其发生率一般仅随剂量的增加而升高。大转化效率的LET也与粒子束的特性有关,质子束约在30keV范围内,并随着带电粒子的Z值而增加到更髙,细胞死亡和细胞转化的RBE值中有相同的数值。Bragg峰的宽度一般小于接受放射治疗的病灶宽度。由于治疗目的是尽可能提高病灶接受的大剂量,以及尽量保护邻近正常组织。所以在治疗时要采用扩展Bragg峰(S0BP)束流,以使其高剂量区能完全覆盖肿瘤区。

产生合适的S0BP朿流,一般先要选择一个能量和穿透性较强的单能射线,以覆盖大部分的靶区后缘,同时再选择一系列能量和强度都逐步降低的射线,以覆盖靶区的较前部分。S0BP后沿的大部分主要由较高LET粒子束的Bragg峰构成,而靠前部分则由高能量、低LET的粒子束构成。RBE不仅随S0BP束流中的LET变化而改变,还与受照细胞和组织类型以及剂量的大小有关。可以看出这些影响因素是相互关联的。细胞和xrs5是一种DNA DSB修复缺陷的突变CH0细胞,在接受X射线碳离子照射后,产生了电离密度为13.7keV的LET,终生存曲线由线性二次方程拟合而成。

出国看病多少钱?详询爱诺美康。在正常细胞中,RBE随LET增加而升高,在275keV处有一个宽域的大值。对200keV的碳离子来说,用50%细胞生存水平评估的RBE,要比用1%细胞生存水平评估的RBE高。用X射线照射DSBs修复缺陷的xrs5细胞时,呈线性剂量反应关系,RBE不随LET的增加而改变,且RBE值和评估时的生存水平无关。

从重的带电粒子及类似的研究可以发现,高LET射线的RBE在细胞的低剂量区中特别明显,这是难以用低剂量X射线治疗的。这类细胞在线性二次曲线中属于低o/p值范畴。而高LET照射的效应可增加a值,直到p值起到很小作用,甚至不起作用。看到对X线照射具有线性反应的细胞,就有一个高比值RBEs是不随剂量而变化的。

目前,关于密集电离辐射如碳离子和较重离子的研究,已取得可靠的数据,其中包括不同剂量条件下RBE的变化,以及不同靶细胞的生存变化。在中子束的临床试验中观察到低值的组织,出现了出乎意料的严重晚期反应,即晚反应组织,这实际上与体外试验的结果是相符的。爱诺美康提供出国看病服务。目前国外已完成的少量关于质子束照射,不同细胞的生存水平和RBE关系的研究提示,质子束在那些对X射线相对抗拒的细胞中,能产生高的RBE,而与细胞本身无关。

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