1、细胞组织和肿瘤动力学优选细胞组织和肿瘤动力优选细胞组织和肿瘤动力学学2022-10-282教学要求教学要求教学目标教学目标了解细胞生长比例，细胞丢失概念和途径。了解细胞生长比例，细胞丢失概念和途径。掌握细胞增殖周期，人体肿瘤的生长动力学，实掌握细胞增殖周期，人体肿瘤的生长动力学，实体瘤和其对应正常组织细胞固期时间的比较。体瘤和其对应正常组织细胞固期时间的比较。应用实验肿瘤内测定细胞丢失，为实际治疗提供应用实验肿瘤内测定细胞丢失，为实际治疗提供依据。依据。本章重点本章重点1.细胞周期组成部分的定量评估。细胞周期组成部分的定量评估。2.人体肿瘤的生长动力学。人体肿瘤的生长动力学。2022-10-2
2、83第第7章章 细胞、组织和肿瘤动力学细胞、组织和肿瘤动力学n7.1 细胞增殖周期细胞增殖周期n7.2 生长比例生长比例n7.3 细胞丢失细胞丢失n7.4 肿瘤生长的全貌肿瘤生长的全貌2022-10-284第第7章章 细胞、组织和肿瘤动力学细胞、组织和肿瘤动力学n7.1 细胞增殖周期细胞增殖周期n用普通显微镜观察，只能见到有丝分裂的过程用普通显微镜观察，只能见到有丝分裂的过程n在细胞周期的大部分时间内，染色体分散于细在细胞周期的大部分时间内，染色体分散于细胞内，无法观察到。胞内，无法观察到。n细胞周期两次有丝分裂之间的时间细胞周期两次有丝分裂之间的时间2022-10-285第第7章章 细胞、组
3、织和肿瘤动力学细胞、组织和肿瘤动力学n7.1 细胞增殖周期细胞增殖周期n脉冲标记使细胞与一定量的脉冲标记使细胞与一定量的3H标记的胸腺嘧啶或溴标记的胸腺嘧啶或溴脱氧尿嘧啶接触一段时间。脱氧尿嘧啶接触一段时间。n该标记的该标记的DNA前期化合物在细胞进入前期化合物在细胞进入S期时通过期时通过DNA复制被结合进复制被结合进DNA。n该该3H标记的胸腺嘧啶可用放射自显影辨别。标记的胸腺嘧啶可用放射自显影辨别。n3H标记的溴脱氧尿嘧啶可用特殊染色或特定抗体辨标记的溴脱氧尿嘧啶可用特殊染色或特定抗体辨认。认。2022-10-2867.1 细胞增殖周期细胞增殖周期n7.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估
4、细胞周期的组成部分的定量评估n7.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间2022-10-2877.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n有丝分裂指数（有丝分裂指数（mitotic index,MI指数）指数）MCTMIT MT有丝分裂时间CT 分裂周期总时间 校正系数2022-10-288（4）宿主和肿瘤之间的关系影响人体肿瘤放射敏感性的因素标记结束后，细胞在周期内前进（五）照射后肿瘤组织的恢复与生长理论上必须在很短的时间内供应足够量的被标记细胞决定肿瘤生长速度的因素有三个 细胞周期内不同时相放射敏感性不同；UM未标记的有丝分裂相细胞周期组成部分的定量评估。细胞周期两次有
5、丝分裂之间的时间同时有cjun、junD及cfos等基因表达增肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞凋亡的影响分化程度似乎和倍增时间有关。2实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较3H胸腺嘧啶作用的S相的细胞将放射活性结合进细胞内；2实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较2实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较检测肿瘤细胞凋亡指数。7.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n标记指数（标记指数（labeling index,LI指数）指数）SCTLIT DNAST合成时间CT 分裂周期总时间n注：分裂期的细胞才能被标记注：分裂期的细胞才能被标记2022-10-2897
6、.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n1.百分标记有丝分裂细胞技术（百分标记有丝分裂细胞技术（PLM）n最易标记的时相是最易标记的时相是S期期n最易观察的是最易观察的是M期期nPLM标记技术标记技术n将处于将处于S期的细胞群标记上核素，期的细胞群标记上核素，n并观察这些被标记的细胞在细胞周期中从并观察这些被标记的细胞在细胞周期中从S期向期向M期运动中在期运动中在M期的出现时间期的出现时间n技术特点技术特点n费时费事费时费事n需要大量的系列样本需要大量的系列样本n观察离体细胞方便观察离体细胞方便2022-10-28107.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期
7、的组成部分的定量评估n1.百分标记有丝分裂细胞技术（百分标记有丝分裂细胞技术（PLM）n观察离体细胞观察离体细胞n（1）用）用3H标记的胸腺嘧啶加入细胞培养液内；标记的胸腺嘧啶加入细胞培养液内；q理论上必须在很短的时间内供应足够量的被标记细胞理论上必须在很短的时间内供应足够量的被标记细胞q实践中一般用实践中一般用20分钟进行标记分钟进行标记n（2）带脉冲标记时间结束后，弃去有放射性的）带脉冲标记时间结束后，弃去有放射性的培养液，加入新鲜培养液培养液，加入新鲜培养液n在体实验在体实验n（1）腹腔注射将）腹腔注射将3H标记的胸腺嘧啶导入体内；标记的胸腺嘧啶导入体内；n（2）20分钟后用腹腔注射大量
8、的分钟后用腹腔注射大量的“冷冷”胸腺嘧胸腺嘧啶啶q清除清除3H标记的胸腺嘧啶标记的胸腺嘧啶2022-10-28117.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n1.百分标记有丝分裂细胞技术（百分标记有丝分裂细胞技术（PLM）n体内体内n3H胸腺嘧啶作用的胸腺嘧啶作用的S相的细胞将放射活性结合进相的细胞将放射活性结合进细胞内；细胞内；n标记结束后，细胞在周期内前进标记结束后，细胞在周期内前进n定期取材定期取材n将标本固定、染色并准备自显影。将标本固定、染色并准备自显影。n对每个样本中有放射性标记的有丝分裂细胞百分对每个样本中有放射性标记的有丝分裂细胞百分比进行计数（标记的
9、有丝分裂百分比）比进行计数（标记的有丝分裂百分比）nLM标记的有丝分裂相标记的有丝分裂相nUM未标记的有丝分裂相未标记的有丝分裂相2022-10-28122022-10-28137.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n1.百分标记有丝分裂细胞技术（百分标记有丝分裂细胞技术（PLM）nLM标记的有丝分裂相标记的有丝分裂相nUM未标记的有丝分裂相未标记的有丝分裂相n只有只有1%2%的细胞处于分裂状态的细胞处于分裂状态n其中只有部分被标记上其中只有部分被标记上n理想细胞群体理想细胞群体n细胞周期一致；细胞周期一致；2022-10-28147.1.1 细胞周期的组成部分的
10、定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n理想细胞群体理想细胞群体n细胞周期一致；细胞周期一致；n细胞群处于细胞群处于S期时，刚好被标记上（标志细胞群）；期时，刚好被标记上（标志细胞群）；n标记结束后，细胞周期继续前进；标记结束后，细胞周期继续前进；n开始几个小时内取的材料没有被标记的有丝分裂相；开始几个小时内取的材料没有被标记的有丝分裂相；n标志细胞群到标志细胞群到M期时，出现被标记的有丝分裂相（期时，出现被标记的有丝分裂相（b）；）；nM期末期，有丝分裂细胞数最多（所有）（期末期，有丝分裂细胞数最多（所有）（c）；）；n有丝分裂过程（有丝分裂过程（cd）；）；n有丝分裂完毕，标记细胞数很快下降
11、为零（有丝分裂完毕，标记细胞数很快下降为零（de）。）。2022-10-2815强，考虑与bcl2基因受抑制有关。分化程度似乎和倍增时间有关。方法流式细胞仪（FCM）体内照射的剂量存活曲线分化程度似乎和倍增时间有关。肿瘤的辐射剂量-效应曲线结论:吸入高浓度氧后改吸低浓度氧的同时合并放疗的方1 细胞周期的组成部分的定量评估方法流式细胞仪（flow cytometer;FCM）（1）腹腔注射将3H标记的胸腺嘧啶导入体内；第7章 细胞、组织和肿瘤动力学肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞凋亡的影响将处于S期的细胞群标记上核素，无增殖能力的细胞注：表内数值为相当于假照射对照的，n=45；癌可能在照射一个
12、剂量后很快就有戏剧性的缩小；细胞则死亡不多，所以存活率主要与果肿瘤周围是早反应组织，应适当延长放射治（2）克隆源性细胞比例的变化原癌基因和抑癌基因突变第第7章章 细胞、组织和肿瘤动力学细胞、组织和肿瘤动力学n7.1 细胞增殖周期细胞增殖周期2022-10-28162022-10-28177.1.1 细胞周期的组成部分的定量评估细胞周期的组成部分的定量评估n2.离体和在体实验性细胞周期时间的测定离体和在体实验性细胞周期时间的测定n结论结论n缺乏第二峰，则细胞周期时间范围很宽缺乏第二峰，则细胞周期时间范围很宽n恶性细胞有较短的周期时间恶性细胞有较短的周期时间nG2、M和和S时相相对固定时相相对固定
13、nG1时相差异决定了细胞周期的差异时相差异决定了细胞周期的差异2022-10-28187.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间n方法流式细胞仪（方法流式细胞仪（flow cytometer;FCM）n将流体喷射技术、激光技术、空气技术、将流体喷射技术、激光技术、空气技术、射线能谱术及电子计算机等技术与显微射线能谱术及电子计算机等技术与显微荧光光度计密切结合的一种非常先进的检荧光光度计密切结合的一种非常先进的检测仪器。测仪器。n通过测量细胞及其他生物颗粒的散射光和通过测量细胞及其他生物颗粒的散射光和标记荧光强度，来快速分析颗粒的物理或标记荧光强度，来快速分析颗粒的物理或化学性质，并可以对细胞进行分类
14、收集，化学性质，并可以对细胞进行分类收集，可以高速分析上万个细胞，并能同时从一可以高速分析上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个细胞特征参数，进行定个细胞中测得多个细胞特征参数，进行定性或定量分析，具有速度快、精度高、准性或定量分析，具有速度快、精度高、准确性好等特点。确性好等特点。2022-10-2819n多数流式细胞计是一种零分辨率的仪器多数流式细胞计是一种零分辨率的仪器q它只能测量一个细胞的诸如总核酸量，总蛋白量等它只能测量一个细胞的诸如总核酸量，总蛋白量等指标指标q而不能鉴别和测出某一特定部位的核酸或蛋白的多而不能鉴别和测出某一特定部位的核酸或蛋白的多少少q也就是说，它的细节也就是说
15、，它的细节 分辨率为零分辨率为零 2022-10-28207.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间n方法流式细胞仪（方法流式细胞仪（flow cytometer;FCM）n流式细胞仪主要由四部分组成。流式细胞仪主要由四部分组成。n流动室和液流系统流动室和液流系统n激光源和光学系统激光源和光学系统n光电管和检测系统光电管和检测系统n计算机和分析系统计算机和分析系统2022-10-28212022-10-28222022-10-28237.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间n定义测定能持续增值的细胞的增长速度定义测定能持续增值的细胞的增长速度n目的获得细胞周期内不同时相的细胞分布，目的获得细胞周期内不同
16、时相的细胞分布，为预测一个分次照射的放疗计划可能得到为预测一个分次照射的放疗计划可能得到的结果提供一个参考的结果提供一个参考n方法流式细胞仪（方法流式细胞仪（FCM）=SpotTTLIDNAST 是合成器的长度LI是标记指数是校正系数2022-10-28247.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间nPotential doubling time,Tpotn结果将病人分为两组结果将病人分为两组nTpot小于四天，肿瘤生长快小于四天，肿瘤生长快nTpot大于四天，肿瘤生长慢大于四天，肿瘤生长慢=SpotTTLI2022-10-28257.1.2 潜在倍增时间潜在倍增时间n将病人分为两组将病人分为两组n
17、Tpot小于四天，肿瘤生长快小于四天，肿瘤生长快nTpot大于四天，肿瘤生长慢大于四天，肿瘤生长慢n治疗组治疗组n常规治疗组常规治疗组 70Gy/7周周n加速超分割治疗组加速超分割治疗组 72Gy/5周周n肿瘤生长慢，两个治疗组没区别；肿瘤生长慢，两个治疗组没区别；n肿瘤生长快，加速治疗组效果更好。肿瘤生长快，加速治疗组效果更好。2022-10-28267.2 生长比例生长比例n肿瘤细胞分两类肿瘤细胞分两类n增殖细胞（增殖细胞（proliferating cell,P）n静止细胞（静止细胞（quiescent cell,Q）PGF=P+Q生长比例生长比例 2022-10-28277.2 生长比
18、例生长比例 补充补充肿瘤内的细胞有：肿瘤内的细胞有：分裂细胞分裂细胞 静止细胞静止细胞 无增殖能力的细胞无增殖能力的细胞 破碎细胞破碎细胞 2022-10-2828将处于S期的细胞群标记上核素，影响放疗疗效的主要因素 肿瘤细胞群内的生长比例原来就较正常组织为大，受照射损伤死亡较正常组织多，丢失比率大。细胞则死亡不多，所以存活率主要与G1时相差异决定了细胞周期的差异方法流式细胞仪（flow cytometer;FCM）方法流式细胞仪（FCM）Tpot大于四天，肿瘤生长慢细胞丢失高的肿瘤有利于对化疗的反应，并出现在高标记指数的肿瘤中。注：表内数值为相当于假照射对照的，n=45；M期末期，有丝分裂细
19、胞数最多（所有）（c）；细胞则死亡不多，所以存活率主要与（2）克隆源性细胞比例的变化（2）带脉冲标记时间结束后，弃去有放射性的培养液，加入新鲜培养液肿瘤放疗时，血管分布与肿瘤细胞的乏氧第7章 细胞、组织和肿瘤动力学照射后，细胞产生减少（相同）多数流式细胞计是一种零分辨率的仪器（五）照射后肿瘤组织的恢复与生长肿瘤的辐射剂量-效应曲线并观察这些被标记的细胞在细胞周期中从S期向M期运动中在M期的出现时间 S S期：期：DNADNA合成期；合成期；G G2 2期：分裂前期；期：分裂前期；G G1 1期：期：DNADNA合成前期；合成前期；M M期：分裂期。期：分裂期。细胞周期与肿瘤细胞生长分数细胞周期
20、与肿瘤细胞生长分数2022-10-28297.2 生长比例生长比例n将标记的胸腺嘧啶注入带肿瘤的动物，经过将标记的胸腺嘧啶注入带肿瘤的动物，经过几个细胞周期后取出肿瘤，切片做自显影几个细胞周期后取出肿瘤，切片做自显影n假设肿瘤内细胞有两个明显的亚群假设肿瘤内细胞有两个明显的亚群n一个群具有一致的细胞周期一个群具有一致的细胞周期n另一个群根本不生长（没死另一个群根本不生长（没死 or 没死）没死）PGF=P+QGF 标记细胞比例标记的分裂相比例2022-10-28307.2 生长比例生长比例PGF=P+QGF 标记细胞比例标记的分裂相比例标记有丝分裂数标记细胞比例总细胞数标记有丝分裂数标记的分裂
21、相比例分裂细胞数2022-10-28317.2 生长比例生长比例2022-10-28327.3 细胞丢失细胞丢失n肿瘤生长是因细胞分裂致细胞数增长和各种肿瘤生长是因细胞分裂致细胞数增长和各种类型的细胞丢失平衡的结果。类型的细胞丢失平衡的结果。n后果肿瘤的生长速度比根据所了解的个体细后果肿瘤的生长速度比根据所了解的个体细胞周期时间和生长比例所作出的预计慢得多。胞周期时间和生长比例所作出的预计慢得多。n测量比较新细胞的产生速度和观察到的肿瘤测量比较新细胞的产生速度和观察到的肿瘤生长速度来得到。生长速度来得到。n细胞丢失因子细胞丢失因子d1-pot/TT potT潜在倍增时间dT 真实倍增时间202
22、2-10-28337.3 细胞丢失细胞丢失n细胞丢失因子细胞丢失因子n细胞丢失因子代表细胞丢失率和新细胞产生细胞丢失因子代表细胞丢失率和新细胞产生率之比，它代表了肿瘤所丢失的生长潜力。率之比，它代表了肿瘤所丢失的生长潜力。d1-pot/TT 2022-10-28347.3.1细胞丢失的途径细胞丢失的途径n1.营养不足而死亡。营养不足而死亡。q最常见，最主要最常见，最主要n2.凋亡或程序性细胞死亡。凋亡或程序性细胞死亡。q有孤立的退化细胞核远离于明显的坏死区有孤立的退化细胞核远离于明显的坏死区n3.死于免疫攻击。死于免疫攻击。n4.转移。转移。q如通过血液和淋巴系统扩散如通过血液和淋巴系统扩散n
23、5.剥落。剥落。q主要存在人的肿瘤，如肠道主要存在人的肿瘤，如肠道2022-10-2835肿瘤细胞群的增殖动力学肿瘤细胞群的增殖动力学2022-10-28367.3.2在实验肿瘤内测定细胞丢失在实验肿瘤内测定细胞丢失n实验测量细胞丢失因子实验测量细胞丢失因子2022-10-28377.3.2在实验肿瘤内测定细胞丢失在实验肿瘤内测定细胞丢失2022-10-28387.3.2在实验肿瘤内测定细胞丢失在实验肿瘤内测定细胞丢失n实验测量细胞丢失因子特点实验测量细胞丢失因子特点n肉瘤有低的细胞丢失因子值；肉瘤有低的细胞丢失因子值；70%n临床反应临床反应n照射后，细胞产生减少（相同）照射后，细胞产生减少
24、（相同）n癌可能在照射一个剂量后很快就有戏剧性的癌可能在照射一个剂量后很快就有戏剧性的缩小；缩小；n肉瘤则不会不明显。肉瘤则不会不明显。2022-10-2839分化程度似乎和倍增时间有关。第7章 细胞、组织和肿瘤动力学凋亡或程序性细胞死亡。肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞凋亡的影响肿瘤细胞群的增殖动力学常规治疗组 70Gy/7周除子宫和乳腺以外其它部位的腺癌、畸胎瘤、3H标记的溴脱氧尿嘧啶可用特殊染色或特定抗体辨认。（三）肿瘤内血管的反应有丝分裂过程（cd）；细胞丢失因子代表细胞丢失率和新细胞产生率之比，它代表了肿瘤所丢失的生长潜力。流式细胞仪主要由四部分组成。总之，凋亡敏感群体再现的分子生
25、物学机制的揭示将有助于人们调节凋亡反应，增加肿瘤放疗的敏感性。肿瘤组织大于1mm3时，需要生成新的血管为其继续增殖提供足够的氧气和营养物质，排除代谢产物，同时肿瘤细胞通过血管向四周组织和器官侵入，发生转移。注：表内数值为相当于假照射对照的，n=45；Potential doubling time,Tpot细胞周期与肿瘤细胞生长分数第7章 细胞、组织和肿瘤动力学7.4 肿瘤生长的全貌肿瘤生长的全貌n决定肿瘤生长速度的因素有三个决定肿瘤生长速度的因素有三个n1.群体中增殖细胞的细胞周期时间；群体中增殖细胞的细胞周期时间；n2.生长比例，处于增殖状态的细胞群；生长比例，处于增殖状态的细胞群；n3.因
26、细胞死亡或细胞从肿瘤内丢失所致的细胞因细胞死亡或细胞从肿瘤内丢失所致的细胞丢失率。丢失率。2022-10-28407.4 肿瘤生长的全貌肿瘤生长的全貌n7.4.1人体肿瘤的生长动力学人体肿瘤的生长动力学n7.4.2实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较的比较2022-10-2841肿瘤生长概貌肿瘤生长概貌膨胀性生长膨胀性生长外生性生长外生性生长浸润性生长浸润性生长2022-10-28427.4.1人体肿瘤的生长动力学人体肿瘤的生长动力学n肿瘤生长速度特点肿瘤生长速度特点n1.同样组织类型的肿瘤长在不同病人身上，其同样组织类型的肿瘤长在不同病人身上，其生长速度
27、不同；生长速度不同；n2.同一病人身上的所有转移炤有类似的生长速同一病人身上的所有转移炤有类似的生长速度；度；n3.组织类型和生长速度之间有相关性；组织类型和生长速度之间有相关性；n4.分化程度似乎和倍增时间有关。分化程度似乎和倍增时间有关。2022-10-28437.4.1人体肿瘤的生长动力学人体肿瘤的生长动力学n肿瘤生长速度特点肿瘤生长速度特点n已证实，人体肿瘤中那些有最快的平均生长速度和最高已证实，人体肿瘤中那些有最快的平均生长速度和最高的生长比例以及细胞更新率的组织类型的肿瘤是放射最的生长比例以及细胞更新率的组织类型的肿瘤是放射最敏感的；敏感的；n唯一用化疗能获得治愈的是那些组织类型有
28、高标记指数唯一用化疗能获得治愈的是那些组织类型有高标记指数的人体肿瘤；的人体肿瘤；n细胞丢失高的肿瘤有利于对化疗的反应，并出现在高标细胞丢失高的肿瘤有利于对化疗的反应，并出现在高标记指数的肿瘤中。记指数的肿瘤中。2022-10-28447.4.2实体瘤和其对应正常组织细胞周实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较期时间的比较n一般结论一般结论n恶性细胞的细胞周期时间明显比它们的正常对恶性细胞的细胞周期时间明显比它们的正常对应组织为短。应组织为短。n例外发生于快增殖正常组织的肿瘤，如白血病例外发生于快增殖正常组织的肿瘤，如白血病或胃肠道的肿瘤。或胃肠道的肿瘤。n受到照射后，结果如何？受到照射后，
29、结果如何？2022-10-28457.4.2实体瘤和其对应正常组织细胞周实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较期时间的比较n受到照射后受到照射后n1.引起肿瘤细胞繁殖周期的延长。引起肿瘤细胞繁殖周期的延长。n2.正常组织的细胞周期被缩短。正常组织的细胞周期被缩短。n也存在例外也存在例外2022-10-2846四、肿瘤对电离辐射的反应四、肿瘤对电离辐射的反应（一）肿瘤快增殖细胞反应（一）肿瘤快增殖细胞反应（二）肿瘤细胞群反应（二）肿瘤细胞群反应（三）肿瘤内血管的反应（三）肿瘤内血管的反应（四）肿瘤的辐射剂量效应曲线（四）肿瘤的辐射剂量效应曲线（五）照射后肿瘤组织的恢复与生长（五）照射后肿瘤组织
30、的恢复与生长（六）电离辐射与肿瘤细胞凋亡（六）电离辐射与肿瘤细胞凋亡（七）肿瘤放射敏感性及其预测（七）肿瘤放射敏感性及其预测2022-10-2847（一）肿瘤快增殖细胞反应（一）肿瘤快增殖细胞反应1.早反应组织照射以后损伤很快便表现出来。如 果肿瘤周围是早反应组织，应适当延长放射治 疗的时间。因为治疗速度过快会引起早反应组 织的严重反应，影响疗效。2.晚反应组织表现为形成广泛的纤维化。如果肿 瘤周围是晚反应组织，则增加分次照射的次 数，以得到缩短总治疗时间，加速治疗的目的。放射反应的速度并不能衡量肿瘤的放射敏感性。放射反应的速度取决于肿瘤内克隆原性细胞的增殖动力学；肿瘤细胞的寿命。2022-1
31、0-2848（二）肿瘤细胞群反应（二）肿瘤细胞群反应肿瘤细胞对电离辐射的反应的相关因素 增殖活跃的细胞对射线敏感；细胞周期内不同时相放射敏感性不同；潜在致死性损伤修复；分次照射之间细胞的再增殖；照射前生长慢的肿瘤，照射后体积退缩较慢；肿瘤组织受照缩小后，可能有再生长加速现象；受照射后肿瘤细胞恢复较慢。2022-10-2849（三）肿瘤内血管的反应（三）肿瘤内血管的反应肿瘤血管生成的过程肿瘤血管生成的过程2022-10-2850新生血管形成与恶性肿瘤新生血管形成与恶性肿瘤肿瘤细胞产生肿瘤细胞产生肿瘤组织形成肿瘤组织形成肿瘤细胞的转移和浸润肿瘤细胞的转移和浸润原癌基因和抑原癌基因和抑癌基因突变癌基
32、因突变分泌血管生长因子分泌血管生长因子分泌蛋白酶水解酶分泌蛋白酶水解酶2022-10-2851肿瘤与血管生成的关系肿瘤与血管生成的关系 肿瘤组织大于1mm3时，需要生成新的血管为其继续增殖提供足够的氧气和营养物质，排除代谢产物，同时肿瘤细胞通过血管向四周组织和器官侵入，发生转移。因此，新血管的生成是肿瘤迅速增殖和转移的重要条件。2022-10-2852放疗与肿瘤血管的关系放疗与肿瘤血管的关系肿瘤放疗时，血管分布与肿瘤细胞的乏氧和再氧合密切相关。在分次照射治疗时，肿瘤增长率的降低可使以往因供求不平衡造成的乏氧细胞趋向再氧合。2022-10-2853Control 2 Gy 6 2 (2 Gy+0
33、.075 Gy 2)2022-10-2854（四）肿瘤的辐射剂量效应曲线（四）肿瘤的辐射剂量效应曲线1.S形剂量存活曲线肿瘤局部控制率的正常组织并发症发生率与剂量的关系肿瘤局部控制率的正常组织并发症发生率与剂量的关系2022-10-28552.体内照射的剂量存活曲线第第1相（相（A）的存）的存活率主要与肿瘤的活率主要与肿瘤的有氧细胞有关；有氧细胞有关；第第2相（相（B）的存）的存活率主要与乏氧细活率主要与乏氧细胞有关。胞有关。表明有氧细胞的辐表明有氧细胞的辐射敏感性比乏氧细射敏感性比乏氧细胞强。胞强。WHT/Ht小鼠的鳞状上皮癌的存活曲线小鼠的鳞状上皮癌的存活曲线肿瘤的辐射剂量效应曲线肿瘤的辐
34、射剂量效应曲线2022-10-2856 存活率=有氧细胞存活数+乏氧细胞存活数 肿瘤中的细胞总数小剂量照射死亡的细胞大部分是有氧细胞，乏氧 细胞则死亡不多，所以存活率主要与 有氧细胞的改变有关；大剂量照射有氧细胞几乎全部死亡，所以在此情 况下，存活率主要取决于乏氧细胞的 变化。肿瘤的辐射剂量肿瘤的辐射剂量-效应曲线效应曲线2022-10-2857（五）照射后肿瘤组织的恢复与生长（五）照射后肿瘤组织的恢复与生长 正常组织受照射后细胞增殖周期的恢复较肿瘤细胞为快。照射后肿瘤可能有暂时的加速生长，但这种生速度比不上正常组织为填补损伤而出现的增殖加速。肿瘤细胞群内的生长比例原来就较正常组织为大，受照射
35、损伤死亡较正常组织多，丢失比率大。2022-10-2858影响放疗疗效的主要因素影响放疗疗效的主要因素肿瘤的放射敏感性淋巴类肿瘤,白血病,精源细胞 瘤等 鳞癌 大多数腺癌组织的活跃性和分化程度与氧有关的因素照射剂量和照射剂量率其他人为因素的影响射线的选择，分次照射时间的改变，放射防护剂，热疗等照射后肿瘤组织的恢复与生长照射后肿瘤组织的恢复与生长2022-10-2859（六）电离辐射与肿瘤细胞凋亡（六）电离辐射与肿瘤细胞凋亡细胞凋亡过程（四个阶段）a.凋亡信号转导；b.凋亡基因激活；c.凋亡的执行；d.凋亡细胞的清除。2022-10-28601.1.凋亡过程凋亡过程+受体受体cAMPCa2+神经
36、酰胺神经酰胺凋亡凋亡诱导诱导因素因素死死亡亡信信号号凋亡相关基因激活凋亡相关基因激活Dnase激活激活Caspases激活激活巨噬细胞吞噬巨噬细胞吞噬分解凋亡细胞分解凋亡细胞信号转导信号转导基因激活基因激活执行凋亡执行凋亡凋亡细胞清除凋亡细胞清除abcd正常细胞正常细胞凋亡细胞凋亡细胞胸腺细胞胸腺细胞2022-10-2862CTLCTL正在诱导肿瘤细胞凋亡正在诱导肿瘤细胞凋亡CTL肿瘤细胞肿瘤细胞2022-10-28632.2.肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞胞凋亡的影响凋亡的影响凋亡异质性 肿瘤细胞中一部分照射后即发生凋亡，而另一部分即使给予较高的剂量也不会
37、发生凋亡的现象。2022-10-2864肿瘤三种细胞肿瘤三种细胞 分裂增殖的细胞 处于G0期的细胞复发根源 无分裂增殖能力的细胞无害 在分次放疗中随着细胞的增殖，出现新的凋亡敏在分次放疗中随着细胞的增殖，出现新的凋亡敏感群，体现出凋亡与细胞增殖的密切关系。感群，体现出凋亡与细胞增殖的密切关系。总之，凋亡敏感群体再现的分子生物学机制的揭总之，凋亡敏感群体再现的分子生物学机制的揭示将有助于人们调节凋亡反应，增加肿瘤放疗的敏感示将有助于人们调节凋亡反应，增加肿瘤放疗的敏感性。性。肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞肿瘤凋亡的异质性对辐射诱导肿瘤细胞凋亡的影响凋亡的影响2022-10-28653.3.氧
38、诱导凋亡对辐射诱导凋亡的影响氧诱导凋亡对辐射诱导凋亡的影响目的:探讨不同浓度氧对放射所致肿瘤细胞凋亡的影响方法:实验分为空气组、高氧组及低氧组。肿瘤细胞为小鼠自发性肺腺癌细胞,接种于纯系小鼠 右后肢皮下，待荷瘤肢直径达10 mm时照射22 Gy，检测肿瘤细胞凋亡指数。结果:高氧可增加凋亡；低氧吸入0.5 min后与空气组相近。结论:吸入高浓度氧后改吸低浓度氧的同时合并放疗的方 法能够提高肿瘤细胞放射敏感性，这一现象可通过其 增加肿瘤细胞凋亡的方式来解释.2022-10-2866实验结果显示 在高浓度氧（95%）情况下所有人或鼠的肿瘤细胞系均出现较明显的凋亡反应，而在低氧情况下绝大多数细胞系没有
39、出现凋亡；而且发现乏氧情况下肿瘤缩小较少，再生长也快。同时有cjun、junD及cfos等基因表达增强，考虑与bcl2基因受抑制有关。氧诱导凋亡对辐射诱导凋亡的影响氧诱导凋亡对辐射诱导凋亡的影响2022-10-2867BcL2BcL2族分子族分子 BcL2基因是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之基因是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之一，其表达的蛋白质一，其表达的蛋白质BcL2蛋白最初发现于蛋白最初发现于B淋巴淋巴细胞瘤（细胞瘤（B cell lymphoma,BcL2)而得名，具有而得名，具有抗凋亡作用。抗凋亡作用。BcL2的高表达能阻抑多种凋亡诱导的高表达能阻抑多种凋亡诱导因素所引发的细胞凋亡
40、。如射线、糖皮质激素、因素所引发的细胞凋亡。如射线、糖皮质激素、热休克、多种化疗药物。热休克、多种化疗药物。2022-10-2868 小鼠全身照射后胸腺细胞凋亡相关基因蛋白表达水平的变化小鼠全身照射后胸腺细胞凋亡相关基因蛋白表达水平的变化蛋白分子0.075 Gy 2 Gy峰值/低谷(h)峰值/低谷(h)p53a29.8(24)*129.1(12)*60.0(12)*233.3(12)*125.2(48)37.4(24)*63.3(24)*53.9(12)*194.0(8)*83.8(24)*140.0(12)*81.1(12)*16.1(48)*455.7(24)*149.9(48)*153.
41、4(24)*Bcl-2BaxBcl-2/Bax比值比值Bcl-XLBadFasLGadd45注：表内数值为相当于假照射对照的，注：表内数值为相当于假照射对照的，n=45；与对照比较；与对照比较*P0.05，*P0.01；2022-10-2869（七）肿瘤放射敏感性及其预测（七）肿瘤放射敏感性及其预测1.肿瘤放射敏感性2.影响人体肿瘤放射敏感性的因素 （1）增殖动力学的差异 （2）克隆源性细胞比例的变化 （3）细胞内在放射敏感性 （4）宿主和肿瘤之间的关系3.放射敏感性的预测 （1）肿瘤放射敏感性的预测方法 （2）正常组织放射敏感性的检测2022-10-28701.1.肿瘤放射敏感性肿瘤放射敏感性放射感敏性肿 瘤 种 类高敏感性肿瘤白血病、淋巴瘤、霍奇金病、骨髓瘤、髓母细胞瘤、精原细胞瘤、横纹肌肉瘤、肾母细胞瘤及其它未分化型肿瘤敏感性肿瘤基底细胞癌、鳞状上皮癌、子宫癌或乳腺的腺癌、分化差的脑胶质瘤等抗拒性肿瘤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、恶性黑色素瘤、胃癌、软骨肉瘤等2022-10-2871
