1、 电磁辐射电磁辐射：是以互相垂直的电场和磁场、随是以互相垂直的电场和磁场、随时间变化而交变震荡，形成向前运动的电磁时间变化而交变震荡，形成向前运动的电磁波。如：波。如：x、微波、红外线波和紫外线都、微波、红外线波和紫外线都是电磁辐射。（仅有能量无静止质量）是电磁辐射。（仅有能量无静止质量）粒子辐射：通过消耗自己的能量传递给其它粒子辐射：通过消耗自己的能量传递给其它物质，主要有：物质，主要有：、负、负介子和带电重离介子和带电重离子。（既有能量又有静止质量）子。（既有能量又有静止质量）一、传能线密度（一、传能线密度（linear energy linear energy transfer tran
2、sfer，LETLET）指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量，其单位为的平均能量，其单位为J/m,J/m,常用常用keV/m keV/m 表示，表示，1keV/m=1.602X101keV/m=1.602X10-10-10 J/m J/m。此概念同样适用于能产生次级带电粒子的此概念同样适用于能产生次级带电粒子的射线或粒子，如射线或粒子，如X X射线和中子等。射线和中子等。二、相对生物效能二、相对生物效能（Relative Relative biological effectiveness,RBEbiological effectiveness,RB
3、E）相对生物效应的定义相对生物效应的定义：X射线（射线（250kV）引起某一）引起某一生物效应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物生物效应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需剂量的比值。效应所需剂量的比值。辐射生物效应不仅决定于辐射条件辐射生物效应不仅决定于辐射条件,还受能量分布还受能量分布的制约的制约.LET决定了生物效应的程度或频度决定了生物效应的程度或频度 即：即：X标准标准射线产生生物效应的射线产生生物效应的剂量剂量 RBE=所观察辐射所观察辐射引起相同生物效应的剂量引起相同生物效应的剂量一、自由基的定义和特性一、自由基的定义和特性 自由基（自由基（free radical)的定义
4、的定义 能够能够独立存在独立存在的、含有一个或一个以上的、含有一个或一个以上未配对电未配对电子子的任何原子、分子、离子或原子团。（单独占的任何原子、分子、离子或原子团。（单独占有原子或分子轨道的电子）。有原子或分子轨道的电子）。自由基的理化特性：自由基的理化特性：1.1.很高的反应活性很高的反应活性:自由基具有未配对电子，易与其自由基具有未配对电子，易与其它电子形成配对键，故。（见它电子形成配对键，故。（见p14-15p14-15）2.2.半寿期短半寿期短:羟自由基羟自由基为为1010-10-101010-9-9s s，水合电子水合电子为为2.3X102.3X10-4-4s s。3.3.顺磁性
5、：外加磁场时只能取平行或反平行。顺磁性：外加磁场时只能取平行或反平行。活性氧特点：含有氧，化学性质较基态氧活泼 所有含氧自由基都是活性氧（不包括基态氧），但活性氧不一定都是自由基 非自由基的活性氧特点是可以在自由基反应中产生，同时还可以直接或间接的触发自由基反应一、直接作用：一、直接作用：电离辐射的能量直接沉积于电离辐射的能量直接沉积于生物大分子，引起生物大分子的电离和激发，生物大分子，引起生物大分子的电离和激发，破坏机体的核酸、蛋白质、酶等具有生命功破坏机体的核酸、蛋白质、酶等具有生命功能的物质。能的物质。二、间接作用：二、间接作用：电离辐射首先直接作用与水，电离辐射首先直接作用与水，使水分
6、子产生一系列原发辐射分解产物，然使水分子产生一系列原发辐射分解产物，然后通过水的辐射分解产物再作用于生物大分后通过水的辐射分解产物再作用于生物大分子。间接作用的几个效应如下：子。间接作用的几个效应如下：1.1.稀释效应稀释效应 一定数量的电离辐射产生固定数量的自由一定数量的电离辐射产生固定数量的自由基基,如果是间接作用如果是间接作用,失活溶质分子数，与失活溶质分子数，与固定数量的自由基有关，与溶液浓度无关。固定数量的自由基有关，与溶液浓度无关。失活分子的百分数随溶液浓度增加而下降。失活分子的百分数随溶液浓度增加而下降。(p19)(p19)在稀释溶液系统中，间接作用为主。在稀释溶液系统中，间接作
7、用为主。2.2.旁效应旁效应 Bystander effect(1992)Bystander effect(1992)：电离辐射通过直接照：电离辐射通过直接照射引起细胞损伤或功能激活，产生的损伤或功能射引起细胞损伤或功能激活，产生的损伤或功能激活信号可以导致与其共同培养的未受照射的细激活信号可以导致与其共同培养的未受照射的细胞产生同样的损伤或激活效应。胞产生同样的损伤或激活效应。效应之机理未完全阐明。效应之机理未完全阐明。3.保护效应保护效应 受照射体系中由于有其它物质的存在，使辐射受照射体系中由于有其它物质的存在，使辐射对溶质的操作效应减轻。对溶质的操作效应减轻。4.温度效应温度效应 降低温
8、度或置于冰冻状态可使辐射损伤减轻。降低温度或置于冰冻状态可使辐射损伤减轻。一、一、氧效应氧效应 受照组织受照组织、细胞或生物大分子的辐射效应随周围细胞或生物大分子的辐射效应随周围介质中氧浓度升高而增高。介质中氧浓度升高而增高。二、氧增强比二、氧增强比（oxygen enhancement ratio,oxygen enhancement ratio,OEROER）指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有氧指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有氧条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值。条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值。LET LET与与OEROER的关系的关系 氧增强比氧增强比（OEROER
9、）为为LETLET的函数，低的函数，低LETLET（、）射线，）射线，OEROER=2.5=2.53.03.0。随着。随着LETLET增加，增加，OEROER快速下降，这与快速下降，这与 RBERBE的迅速上升位置是的迅速上升位置是相同的。相同的。LETLET约等于约等于100keV/m100keV/m的地方。的地方。三、氧浓度对氧效应的影响三、氧浓度对氧效应的影响 放射敏感性的增高与氧浓度不呈线性关系。放射敏感性的增高与氧浓度不呈线性关系。在实体瘤的放射治疗中具有实际意义。在实体瘤的放射治疗中具有实际意义。四、照射时间对氧效应的影响四、照射时间对氧效应的影响 照射前引入氧则氧效应明显。反之无
10、效，照射前引入氧则氧效应明显。反之无效，但一定条件下可产生保护效应。但一定条件下可产生保护效应。五、氧效应的发生机制五、氧效应的发生机制 氧固定假说、电子转移假说氧固定假说、电子转移假说5.5.照射部位照射部位 机体受照部位不同，所产生的生物效应亦不尽相机体受照部位不同，所产生的生物效应亦不尽相同。同。其严重程度为：其严重程度为：腹部盆腔头颈胸部四肢腹部盆腔头颈胸部四肢6.6.照射面积照射面积 内照射内照射7.7.照射方式照射方式 外照射外照射(单向单向多向多向)混合照射混合照射二、与机体有关的因素二、与机体有关的因素1.1.种系的放射敏感性种系的放射敏感性 随种系演化不同阶段，其敏感性规律是
11、种随种系演化不同阶段，其敏感性规律是种系演化愈高，机体组织结构愈复杂，放射系演化愈高，机体组织结构愈复杂，放射敏感性愈高。敏感性愈高。不同动物或不同品系之间辐射敏感性有很不同动物或不同品系之间辐射敏感性有很大差异，其敏感顺序：大差异，其敏感顺序：豚鼠豚鼠狗狗人人兔兔小鼠小鼠大鼠大鼠掌握掌握：1.1.影响电离辐射生物效应的主要因素影响电离辐射生物效应的主要因素1.射线的种类：电离密度（LET）和穿透能力是影响生物学作用的重要因素。两者呈反比关系。2.辐射剂量：照射剂量与生物效应之间存在一定的相依关系（LD50）。总的规律：剂量愈大，效应愈显著，但不完全呈线性关系（指数曲线和S行曲线）。3.辐射剂
12、量率是指单位时间内机体所接受的照射剂量。常用 Gy/d，Gy/h，Gy/min或Gy/s表示。在一般情况下，剂量率与生物效应呈正比关系，要引起急性放射损伤必须要达到一定的剂量率阈值。4.分次照射分次照射是指同一剂量的辐射，分次照射所产生的生物效应低于一次照射，分次愈多，分次间隔时间愈长，生物效应愈小。5.照射部位机体受照部位不同，所产生的生物效应亦不尽相同。其严重程度为：腹部盆腔头颈胸部四肢6.照射面积 内照射7.照射方式 外照射(单向多向)混合照射 DNADNA链断裂链断裂单链断裂（单链断裂（SSBSSB）双链断裂（双链断裂（DSBDSB）DNADNA交联交联 DNA链交联链交联 DNA-蛋
13、白质交联蛋白质交联 DNADNA二级和三级结构的变化二级和三级结构的变化 其中其中DSB是辐射所致生物学效应中是辐射所致生物学效应中最最重要的原初损伤重要的原初损伤，而，而非重接性的非重接性的DSBDSB则被则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。一、一、DNADNA损伤的种类损伤的种类 DNADNA链断裂链断裂单链断裂（单链断裂（SSBSSB）双链断裂（双链断裂（DSBDSB）DNADNA交联交联 DNA链交联链交联 DNA-蛋白质交联蛋白质交联 DNADNA二级和三级结构的变化二级和三级结构的变化 其中其中DSB是辐射所致生物学效应中是辐射所致生物学效应中最
14、最重要的原初损伤重要的原初损伤，而，而非重接性的非重接性的DSBDSB则被则被认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。认为是细胞杀伤效应的最重要的损伤。一、一、DNADNA损伤的种类损伤的种类（2 2）碱基损伤）碱基损伤 (base damage)1 1、充氧溶液中碱基损伤、充氧溶液中碱基损伤 嘧啶碱：羟自由基攻击嘧啶碱：羟自由基攻击5 5、6 6位位 腺嘌呤：羟自由基攻击腺嘌呤：羟自由基攻击8 8位位 鸟嘌呤：羟自由基攻击鸟嘌呤：羟自由基攻击4 4、5 5、8 8位位 2 2、细胞中碱基损伤、细胞中碱基损伤 进展不大，用电子自旋共振仪 酶敏感位点酶敏感位点(enzyme sensitive sit
15、es，ESS）：碱基损伤可引起）：碱基损伤可引起DNA双螺旋的局部变双螺旋的局部变性，特异的核酸内切酶能识别和切除这种损伤，性，特异的核酸内切酶能识别和切除这种损伤，并通过酶的作用，产生链断裂。这种特异性酶并通过酶的作用，产生链断裂。这种特异性酶敏感位点称为敏感位点称为ESS。无嘌呤或无嘧啶位点无嘌呤或无嘧啶位点 （apurinic/apyrimidinic sites，APS）：）：DNA链上损伤的碱基可被特异的链上损伤的碱基可被特异的DNA糖基化酶除糖基化酶除去或由于去或由于N糖基键的化学水解而丢失，形成糖基键的化学水解而丢失，形成APS。形成。形成APS在内切酶的作用下形成链断裂。在内切
16、酶的作用下形成链断裂。2.DNA2.DNA链断裂的主要特点链断裂的主要特点1)单链断裂与双链断裂的比值单链断裂与双链断裂的比值 DSBDSB约为约为SSBSSB的的1/101/201/101/20 SSBSSB由一个自由基攻击引起。由一个自由基攻击引起。DSBDSB必须由两个以上自由基引起。必须由两个以上自由基引起。一定能量的射线所产生的一定能量的射线所产生的SSBSSB和和DSBDSB有一个有一个大致的比值，但比值不是恒定的。大致的比值，但比值不是恒定的。掌握2 2、DPC形成的分子机制形成的分子机制 羟自由基有关（羟自由基有关（OH)OH)DNA与蛋白质之间形成共价键的分子机制与蛋白质之间
17、形成共价键的分子机制 1 1）辐射后蛋白质中的含硫氨基酸形成了辐射后蛋白质中的含硫氨基酸形成了自由基。自由基。2 2）蛋白质中的芳香族氨基酸形成酚型或蛋白质中的芳香族氨基酸形成酚型或酚氧型自由基，这类自由基在酚氧型自由基，这类自由基在DPC中起着主中起着主要作用。要作用。氧效应氧效应：如：紫外线：如：紫外线O O2 2DPCDPC 射线射线O O2 2DPC DPC 温度温度：孵育（孵育（4545）照射）照射DPCDPC 特别是肿瘤细胞，已用于临床特别是肿瘤细胞，已用于临床 染色质的状态染色质的状态：染色质结构愈紧，愈容易：染色质结构愈紧，愈容易交联。交联。细胞的不同周期，细胞的不同周期，DP
18、CDPC不同。不同。S S期交联最期交联最多，多，G G1 1,G,G2 2期很少期很少DNA DNA 二级和三级结构的变化二级和三级结构的变化 DNADNA变性变性：DNADNA双螺旋结构解开，氢键断裂，双螺旋结构解开，氢键断裂，克原子磷消光系数显著升高，出现了增色克原子磷消光系数显著升高，出现了增色效应，比旋光性和粘度降低，浮力密度升效应，比旋光性和粘度降低，浮力密度升高，酸碱滴定曲线改变，同时失去生物活高，酸碱滴定曲线改变，同时失去生物活性。性。二、二、DNA损伤的修复损伤的修复（回复、切除、重组、（回复、切除、重组、SOS）亚致死损伤修复亚致死损伤修复（sublethal damage
19、 repair,SLDRSLDR）：将预定的照射剂量分次给予，将预定的照射剂量分次给予，生物效应明显减轻，表明在两次照射间隔中细生物效应明显减轻，表明在两次照射间隔中细胞有所修复，这种修复称作胞有所修复，这种修复称作SLDRSLDR。潜在致死性损伤修复潜在致死性损伤修复（potentially lethal damage repair,PLDRPLDR)：照射后改变照射后改变细胞所处的状态和环境，如延长接种或给予不细胞所处的状态和环境，如延长接种或给予不良的营养和环境条件，均能提高存活率。良的营养和环境条件，均能提高存活率。DNADNA的损伤修复机制的损伤修复机制1 1、回复修复、回复修复 细
20、胞对细胞对DNADNA的某些损伤可以用很简单的方的某些损伤可以用很简单的方式加以修复在式加以修复在单一基因产物单一基因产物的催化下，的催化下，一步反应就可以完成。这种修复方式叫一步反应就可以完成。这种修复方式叫回复回复。掌握大方向就ok1 1）酶学光复活）酶学光复活 光复活酶或光复活酶或DNADNA光解酶光解酶 它的作用分成三个步骤：酶与它的作用分成三个步骤：酶与DNADNA中中的二聚体部位相结合；吸收波长为的二聚体部位相结合；吸收波长为260260380 nm380 nm的近紫外光，酶被激活，的近紫外光，酶被激活，使二聚体解聚；酶从使二聚体解聚；酶从DNADNA链上释放，链上释放，DNADN
21、A恢复正常结构。恢复正常结构。2 2）DNADNA单链断裂重接单链断裂重接 DNADNA单链断裂中有一部分是通过简单的单链断裂中有一部分是通过简单的重接而修复的，只需要一种酶重接而修复的，只需要一种酶DNADNA连接酶连接酶(ligase)(ligase)参加，因此也属于直参加，因此也属于直接回复。接回复。DNADNA连接酶能催化连接酶能催化DNADNA双螺旋结构中一双螺旋结构中一条链缺口处的条链缺口处的5 5磷酸根与相邻的一个磷酸根与相邻的一个3 3羟基形成磷酸二酯健。连接所需的能羟基形成磷酸二酯健。连接所需的能量量ATP(ATP(如动物细胞如动物细胞)。3 3）嘌呤的直接插入）嘌呤的直接插
22、入 嘌呤插入酶嘌呤插入酶 受损嘌呤受损嘌呤APSAPS 插入嘌呤（糖苷键）插入嘌呤（糖苷键）糖基化酶糖基化酶嘌呤插入酶嘌呤插入酶K+2 2、切除修复、切除修复 将损伤的部位（或连同其附近的一定部位）切将损伤的部位（或连同其附近的一定部位）切除，然后用正确配对的、完好的碱基替代修复。除，然后用正确配对的、完好的碱基替代修复。有多种酶和基因参与有多种酶和基因参与 过程：识别（损伤位点过程：识别（损伤位点 切除切除修复（补）修复（补）连接连接 两个特点两个特点:准确、正确修复。准确、正确修复。酶和蛋白质酶和蛋白质 DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA连接酶连接酶1)1)碱基切除：碱基切除：特点是切除
23、受损伤的碱基。主要过程是水解受特点是切除受损伤的碱基。主要过程是水解受损伤的碱基与脱氧核糖磷酸链之间的损伤的碱基与脱氧核糖磷酸链之间的N N糖苷糖苷键。反应由一类糖基化酶催化。键。反应由一类糖基化酶催化。也即：糖基化酶也即：糖基化酶APSAPS内、外切酶去除残基。内、外切酶去除残基。整个修复过程可分以下几步。整个修复过程可分以下几步。2 2）核甘酸切成（一段寡核苷酸）核甘酸切成（一段寡核苷酸）首先由一个酶系统识别损伤；首先由一个酶系统识别损伤；然后在损伤两侧各水解一个磷酸二酯键；然后在损伤两侧各水解一个磷酸二酯键；释放出一段寡核苷酸；释放出一段寡核苷酸；填补缺损区填补缺损区 连接酶重新完成连接
24、。连接酶重新完成连接。Ecoli的核苷酸切除修复机理的核苷酸切除修复机理。在在E Ecolicoli中，中，UvrAUvrA，UvrBUvrB，UvrCUvrC三种蛋白是必需的。三种蛋白是必需的。而且必须同时存在才能发挥作用，所以也叫而且必须同时存在才能发挥作用，所以也叫UvrABCUvrABC切切除核酸酶。除核酸酶。UvrAUvrA是是一种腺苷三磷酸酶，是一种腺苷三磷酸酶，是损伤识别蛋损伤识别蛋白白。它与。它与UvrB UvrB 结合成结合成A A2 2B B1 1复合物，结合在损伤区，使复合物，结合在损伤区，使DNADNA解旋、扭曲，并引起解旋、扭曲，并引起UvrBUvrB构象改变，与损伤
25、部位构象改变，与损伤部位形成紧密的结合。然后形成紧密的结合。然后UvrAUvrA与与UvrBUvrBDNADNA复合物解离，复合物解离，后者成为后者成为UvrCUvrC特异结合靶。特异结合靶。UvrB UvrB 在损伤的在损伤的3 3侧作一侧作一内切，随而复合物构象改变，内切，随而复合物构象改变，UvrC UvrC 得以在得以在5 5侧作第侧作第二个切口。解旋酶二个切口。解旋酶 (UvrD)(UvrD)使寡聚核苷酸片段及使寡聚核苷酸片段及UvrCUvrC从从DNADNA链上释放，然后链上释放，然后DNADNA聚合酶聚合酶取代取代UvrBUvrB。修。修补缺损区；最后由连接酶连接补片。补缺损区；
26、最后由连接酶连接补片。ADPADP核糖基多聚物的形成与存在是提高核糖基多聚物的形成与存在是提高连接酶活性的重要因素，在连接酶活性的重要因素，在DNADNA损伤修复损伤修复过程中起着重要作用过程中起着重要作用。3 3、多聚、多聚ADP-ADP-核糖的作用核糖的作用4 4、损伤的、损伤的“耐受耐受”DNADNA分子的损伤有时不能立即修复。特别是分子的损伤有时不能立即修复。特别是在复制已经开始，而损伤又在复制叉附近时，在复制已经开始，而损伤又在复制叉附近时，细胞会通过另一些机制，使复制能进行下去，细胞会通过另一些机制，使复制能进行下去，待复制完成后，再通过某种机制修复残留的待复制完成后，再通过某种机
27、制修复残留的损伤。复制时损伤并未消除，故称损伤。复制时损伤并未消除，故称“耐受耐受”。包括包括重组修复（复制后修复）、重组修复（复制后修复）、SOSSOS修复修复1 1）、重组修复）、重组修复 当当DNADNA双链发生严重损伤时需要另一种机理双链发生严重损伤时需要另一种机理来完成正确的修复。一种情况是来完成正确的修复。一种情况是两条链同时两条链同时受到损伤受到损伤；另一种情况是单链损伤尚未修复；另一种情况是单链损伤尚未修复时发生了复制，造成对应于损伤位置的新链时发生了复制，造成对应于损伤位置的新链缺乏正确模板；此时需要重组酶系将另一段缺乏正确模板；此时需要重组酶系将另一段未受损伤的双链未受损伤
28、的双链DNADNA移到损伤位置附近，提移到损伤位置附近，提供正确的模板，进行重组。这便是重组修复。供正确的模板，进行重组。这便是重组修复。2 2）SOSSOS修复修复 细胞细胞DNADNA受到损伤或复制系统受到抑制，产生受到损伤或复制系统受到抑制，产生一种调控信号，解除对许多基因的抑制，这些一种调控信号，解除对许多基因的抑制，这些基因的产物参与修复过程。基因的产物参与修复过程。SOSSOS修复过程是在损伤信号诱导下发生的，又修复过程是在损伤信号诱导下发生的，又称可诱导的称可诱导的DNADNA修复。修复。修复过程容易发生错误，故又称易错修复。修复过程容易发生错误，故又称易错修复。4 4、错配修复
29、、错配修复 错配修复是生物维持生命、保持物种稳定的错配修复是生物维持生命、保持物种稳定的种重要功能。从细菌、酵母直至哺乳动物都普种重要功能。从细菌、酵母直至哺乳动物都普遍具有此修复机理。遍具有此修复机理。在修复、重组的过程中或外界损伤因子的作用在修复、重组的过程中或外界损伤因子的作用下都有可能发生错配。在修复过程中首先要识下都有可能发生错配。在修复过程中首先要识别错配碱基对。别错配碱基对。然后需要分辨错配的哪一侧属于母链，哪一侧然后需要分辨错配的哪一侧属于母链，哪一侧属于新合成的错误链。最后修复。属于新合成的错误链。最后修复。错配纠正过程是很复杂的，至少需要错配纠正过程是很复杂的，至少需要10
30、10种活性种活性因子参加。因子参加。目前明确认识到目前明确认识到：1 1、辐射致癌效应在多种实验动物身上得到证实；、辐射致癌效应在多种实验动物身上得到证实；2 2、肿瘤的发生起源于单细胞突变（随机效应）；、肿瘤的发生起源于单细胞突变（随机效应）；3 3、肿瘤的发生过程伴有遗传学的变化；、肿瘤的发生过程伴有遗传学的变化；4 4、肿瘤的发生是多阶段过程：、肿瘤的发生是多阶段过程：包括：启动包括：启动促进促进发展发展掌握2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露39一、染色体结构畸变一、染色体结构畸变染色体型畸变（chromosome type aberration)畸变发生在染色体的两个单体上的
31、相同位点 染色单体型畸变（chromatid type aberration)畸变发生在一个染色单体上的一定位点2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露40（一）畸变与细胞周期之间的关系（一）畸变与细胞周期之间的关系一、染色体结构畸变一、染色体结构畸变畸变染色体型G1、G0染色单体型S或G22022-12-7南方医科大学放射医学系甘露41染色体的位置发生改变；遗传物质、基因总数不变；子细胞中相对恒定；如：倒位、相互易位。遗传物质分配不均；遗传物质丢失，子细胞死亡；如：无着丝粒断片、微小体、无着丝粒环、着丝粒环、双着。不稳定性畸变（Cu）稳定性畸变（Cs）2022-12-7南方医科大学放射医
32、学系甘露42一、生物剂量计一、生物剂量计1、生物剂量测定、生物剂量测定（biological dosimetry）用生物方法对受照个体的吸收剂量进行测定用生物方法对受照个体的吸收剂量进行测定2、生物剂量计、生物剂量计（biological dosimeter)估算受照剂量的生物学体系估算受照剂量的生物学体系v 良好的线性量效关系v 离体和整体照射的量效关系无显著差异2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露43三、常见的其他生物剂量测定方法三、常见的其他生物剂量测定方法1 1、早熟凝集染色体（、早熟凝集染色体（PCC)PCC)断片分析断片分析 分裂中期的细胞和间期细胞进行融合，间期细胞核被诱
33、导提前进入有丝分裂期，间期核由分散状态浓缩成染色体样结构，光镜下可见诱导细胞的中期染色体和纤细的单股PCC2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露44胞浆分裂阻滞微核法胞浆分裂阻滞微核法（cytokinesis-block method,CB法）：法）：u在培养基中加入松胞素在培养基中加入松胞素B B（不（不干扰细胞核分裂的同时阻滞胞浆干扰细胞核分裂的同时阻滞胞浆的分裂）；分裂一次的所有淋巴的分裂）；分裂一次的所有淋巴细胞的胞浆中将出现两个细胞核，细胞的胞浆中将出现两个细胞核，这种双核细胞称为这种双核细胞称为CBCB细胞。细胞。u计数计数CBCB细胞中的微核率。细胞中的微核率。2022-1
34、2-7南方医科大学放射医学系甘露454、HPRT（次黄嘌呤尿嘌呤磷酸核糖基转移（次黄嘌呤尿嘌呤磷酸核糖基转移酶）酶）基因位点突变分析基因位点突变分析u位于位于X染色体（染色体（Xq27）uHPRT是细胞体内嘌呤核甘酸生物合成的一条是细胞体内嘌呤核甘酸生物合成的一条补救途径补救途径次黄嘌呤、鸟嘌呤6-TGHPRT酶核苷5单磷酸核苷5磷酸盐细胞死亡2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露46复习参考题复习参考题4.4.在染色体畸变中，下列哪个属于稳定性畸变（在染色体畸变中，下列哪个属于稳定性畸变（）A A无着丝粒断片无着丝粒断片 B B微小体微小体 C C无着丝粒环无着丝粒环 D D着丝粒环着
35、丝粒环 E E相互易位相互易位5.5.下列哪个是染色体型的畸变（下列哪个是染色体型的畸变（）A A双着丝粒体双着丝粒体 B B单体断裂单体断裂 C C单体互换单体互换 D D裂隙裂隙 E E以上均不是以上均不是一.单项选择题2022-12-7南方医科大学放射医学系甘露47复习参考题复习参考题1.1.染色体畸变的生物学意义（染色体畸变的生物学意义（）A A生殖细胞的染色体畸变能导致流产，死胎等生殖细胞的染色体畸变能导致流产，死胎等B B体细胞染色体畸变能导致代谢缺陷、细胞死亡、寿命缩短以及免疫缺陷体细胞染色体畸变能导致代谢缺陷、细胞死亡、寿命缩短以及免疫缺陷等等C C体细胞染色体突变中，最引人注
36、目的是肿瘤和畸变的关系体细胞染色体突变中，最引人注目的是肿瘤和畸变的关系D D生殖细胞染色体突变是潜在危险，对后代造成严重后果生殖细胞染色体突变是潜在危险，对后代造成严重后果E E染色体畸变属于确定性效应染色体畸变属于确定性效应2.2.关于生物剂量剂描述正确的是（关于生物剂量剂描述正确的是（）A APPCPPC分析尤其适用于老者，免疫力低下者及受大剂量辐射者分析尤其适用于老者，免疫力低下者及受大剂量辐射者B B微核检测方法简单，分析快速，容易掌握，又有利于自动化微核检测方法简单，分析快速，容易掌握，又有利于自动化C C双着丝粒体比微核敏感，但是比微核稳定双着丝粒体比微核敏感，但是比微核稳定D
37、DG G显带和荧光原位杂交法可以进行稳定性染色体畸变分析显带和荧光原位杂交法可以进行稳定性染色体畸变分析E EHPRTHPRT基因位点突变分析可以作为终身的生物剂量计基因位点突变分析可以作为终身的生物剂量计一.多项选择题2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露一、不同群体细胞的放射敏感性一、不同群体细胞的放射敏感性 细胞细胞依据更新速率依据更新速率分为：分为：一类：不断分裂更新（敏感）一类：不断分裂更新（敏感）二类：不分裂（抗性）二类：不分裂（抗性）三类：一般不分裂或分裂很慢（抗性）三类：一般不分裂或分裂很慢（抗性）刺激后迅速分裂（敏感）刺激后迅速分裂（敏感）造血淋巴组织造血淋巴组织,胃
38、肠胃肠粘膜上皮和生殖上粘膜上皮和生殖上皮细胞皮细胞神经元神经元,肌纤维肌纤维,成成熟粒细胞熟粒细胞,红细胞红细胞再生肝再生肝2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露二、不同细胞周期时相的放射敏感性二、不同细胞周期时相的放射敏感性放射敏感性：放射敏感性：M M G2 G1G2 G1 S S早早SS晚晚2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露（一）影响：（一）影响：有丝分裂延迟（可逆性和明显剂量依赖性）有丝分裂延迟（可逆性和明显剂量依赖性）（二）机制：（二）机制：1 1、G1G1阻滞阻滞（G1 arrestG1 arrest）：细胞暂时停留在）：细胞暂时停留在G1G1期期 2 2、G
39、G2 2阻滞（阻滞（G G2 2 arrest)arrest)：细胞暂时停留在：细胞暂时停留在G2G2期期 3 3、S S相延迟（相延迟（S phase delayS phase delay）：细胞通过）：细胞通过S S相相的进程减慢的进程减慢 4 4、S/MS/M解偶联解偶联二、电离辐射对细胞周期进程的二、电离辐射对细胞周期进程的影响及其机制影响及其机制2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露一、增殖死亡一、增殖死亡（proliferative death)又名代谢死亡或延缓死亡又名代谢死亡或延缓死亡 是指受照细胞丧失了持续增殖的能力、在经过一是指受照细胞丧失了持续增殖的能力、在经过一
40、个或几个有丝分裂周期后丧失代谢活动和细胞功个或几个有丝分裂周期后丧失代谢活动和细胞功能而死亡能而死亡 使细胞丧失增殖能力的平均致死剂量使细胞丧失增殖能力的平均致死剂量Gy,故临故临床放疗的分次方案一般每次给予床放疗的分次方案一般每次给予Gy照射照射 IR IR作用后，造血细胞和淋巴细胞以凋亡途径发生死亡，作用后，造血细胞和淋巴细胞以凋亡途径发生死亡，多数肿瘤细胞以细胞凋亡和增殖死亡两种途径发生死亡，多数肿瘤细胞以细胞凋亡和增殖死亡两种途径发生死亡，在某些情况下，增殖死亡是在某些情况下，增殖死亡是IRIR致肿瘤细胞死亡的唯一途径。致肿瘤细胞死亡的唯一途径。2022-12-7南方医科大学放射医学系
41、 甘露二、细胞凋亡（二、细胞凋亡（apoptosis）维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序死亡序死亡细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用；它并不是病理条件下，自体损伤的一种作用；它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程的一种死亡过程 它包括生理性的程序死亡它包括生理性的程序死亡（一）凋亡的概念（一）凋亡的概念2022-12-7南方医
42、科大学放射医学系 甘露指数指数“单击单击”曲线曲线 细胞的存活分数为辐射剂量的简单函数细胞的存活分数为辐射剂量的简单函数 见于病毒或酶的灭活，以及少数哺乳动物细胞的杀灭见于病毒或酶的灭活，以及少数哺乳动物细胞的杀灭 属于单击单靶模型。属于单击单靶模型。D D3737的倒数即为存活曲线斜率的倒数即为存活曲线斜率 D37D37：引起细胞（或酶分子）：引起细胞（或酶分子）6363死亡（或失活）的照射死亡（或失活）的照射剂量剂量2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露 D0值值 是细胞的平均致死剂量，剂量存活曲线的直线部是细胞的平均致死剂量，剂量存活曲线的直线部分斜率的倒数分斜率的倒数 D D0
43、 0愈小，斜率愈大愈小，斜率愈大 D D0 0值大小代表细胞放射敏感性的高低值大小代表细胞放射敏感性的高低 从存活曲线对数坐标从存活曲线对数坐标0.10.1和和0.0370.037各作一条与横坐各作一条与横坐标相平行的线与曲线相交，从这两个交点分别作标相平行的线与曲线相交，从这两个交点分别作垂直线与剂量轴相交。相交点剂量之差即为垂直线与剂量轴相交。相交点剂量之差即为D D0 0值，值，多在多在1 12Gy2Gy2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露 Dq值值 准阈剂量准阈剂量（quasithreshould dose）细胞积累亚致死性损伤的能力，与损伤修复有细胞积累亚致死性损伤的能力，
44、与损伤修复有关。克服肩区所需的剂量关。克服肩区所需的剂量 由纵坐标由纵坐标1.0处作一条与横坐标的平行线，与外处作一条与横坐标的平行线，与外推线的交点在横坐标上投影点的数值即为推线的交点在横坐标上投影点的数值即为Dq 多在多在0.52.5Gy2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露 D37值值 引起细胞（或酶分子）引起细胞（或酶分子）63死亡的照射剂量死亡的照射剂量 D37D0+Dq 单靶单击时，剂量存活曲线无肩区，单靶单击时，剂量存活曲线无肩区，Dq为为0，此时此时D37就等于就等于D02022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露一、细胞放射损伤的分类一、细胞放射损伤的分类 1、致死
45、性损伤（、致死性损伤（lethal damage,LD）2、亚致死性损伤、亚致死性损伤（sublethal damage,SLD）3、潜在致死性损伤、潜在致死性损伤（potentially lethal damage,PLD）用任何方法都不能使细胞用任何方法都不能使细胞修复的损伤修复的损伤照射后经过一段充分时间照射后经过一段充分时间能完全被细胞修复的损伤能完全被细胞修复的损伤照射后，在一定条件下损照射后，在一定条件下损伤可以修复伤可以修复2022-12-7南方医科大学放射医学系 甘露1 1、造血干细胞的辐射敏感性、造血干细胞的辐射敏感性 剂量存活曲线一般呈指数曲线，剂量存活曲线一般呈指数曲线，
46、体内、外放射敏感性相近，体内、外放射敏感性相近，D0介于介于0.61.3Gy，平均平均0.9Gy；骨髓骨髓CFU-S的的n值介于值介于12.5，脾接近，脾接近1；D0值和值和n值随射线能量的增加而降低，中子偶值随射线能量的增加而降低，中子偶有例外；有例外；不同发育阶段及不同细胞周期敏感性不同。不同发育阶段及不同细胞周期敏感性不同。（一）造血干细胞（一）造血干细胞造血重建的来源与条件 来源：P200 骨髓造血干细胞（自身骨髓造血干细胞、同种骨髓造血干细胞）胚肝造血干细胞 外周血造血干细胞 脐带血造血干细胞掌握 条件P202 受体造血-免疫功能完全缺陷 重建的造血过程中，形成的免疫活性细胞对工体与
47、受体双方的细胞和组织的MHC均具有免疫耐受性，形成骨髓移植嵌合体或淋巴造血嵌合体掌握免疫系统的放射敏感性免疫系统的放射敏感性1 1、免疫组织的放射敏感性、免疫组织的放射敏感性 淋巴样组织对辐射十分敏感。淋巴样组织对辐射十分敏感。胸腺胸腺 脾脾 淋巴结淋巴结 胸腺是双相变化；胸腺是双相变化；24hr24hr最低点，最低点，1212天恢复正常，天恢复正常，18182222天再次下降。天再次下降。免疫系统的放射敏感性免疫系统的放射敏感性2 2、免疫细胞、免疫细胞 的放射敏感性的放射敏感性 M M、NKNK和成熟细胞对放射的耐受性强和成熟细胞对放射的耐受性强 造血前体细胞和造血前体细胞和B B淋巴细胞
48、敏感，浆细胞耐受性增淋巴细胞敏感，浆细胞耐受性增加加 胸腺细胞：胸腺细胞：CD4CD4+CD8CD8+CD4CD4-CD8CD8-CD4CD4-CD8CD8+CD4CD4+CD8CD8-外周血：淋巴细胞最敏感外周血：淋巴细胞最敏感 BT(ThTsTcBT(ThTsTc）第五节第五节 低水平辐射（低水平辐射（LDRLDR）的免疫效应的免疫效应低水平辐射低水平辐射：指低剂量、低剂量率的照射：指低剂量、低剂量率的照射 就人群照射而言，低剂量辐射是指就人群照射而言，低剂量辐射是指0.2Gy0.2Gy以内的低以内的低LETLET辐射或辐射或0.05Gy0.05Gy以内的高以内的高LETLET辐射。辐射。
49、低剂量率指低剂量率指0.05mGy/min0.05mGy/min以内的各种照射以内的各种照射低剂量辐射增强免疫的生物学意义低剂量辐射增强免疫的生物学意义 1 1、增强免疫和促进、增强免疫和促进DNADNA损伤修复是损伤修复是LDRLDR诱导适应性诱导适应性反应的重要部分反应的重要部分 2 2、LDRLDR增强免疫功能，改变内分泌激素和细胞因子增强免疫功能，改变内分泌激素和细胞因子的平衡，必将影响肿瘤的形成过程，特别是非特异的平衡，必将影响肿瘤的形成过程，特别是非特异免疫的的监视作用对癌的发展具有抑制作用免疫的的监视作用对癌的发展具有抑制作用 3 3、LDRLDR可抑制移植肿瘤生长和转移，并提高
50、局部放可抑制移植肿瘤生长和转移，并提高局部放射和化疗的疗效射和化疗的疗效 4 4、LDRLDR预先刺激可抑制高剂量辐射的致癌作用预先刺激可抑制高剂量辐射的致癌作用两性不育放射两性不育放射阈值比较阈值比较不育不孕的阈值(Gy):单次急性照射 慢性照射 一时性不育 0.15 0.4/年 永久性不育 3.5-6 2.0/年 单次急性照射 慢性照射 一时性不孕 0.65 1.5 0.4/年 永久性不孕 2.5-6 0.2/年ICRP第第41号出版物号出版物小鼠胚胎宫内发育的三个阶段小鼠胚胎宫内发育的三个阶段1 1、植入前期、植入前期 （0-5.5 d)0-5.5 d)2 2、器官发生期、器官发生期(5
