第二炮兵总医院肿瘤科陈火明
写在课前的话
目前，对于肿瘤的治疗，专家逐渐形成共识—综合条件下的个体化治疗能给肿瘤病人带来很好的生存希望和受益。其中放射治疗是利用电离辐射生物效应原理，使受照射的肿瘤组织发生坏死而达到治疗肿瘤的目的，是恶性肿瘤最重要的治疗手段之一，也是手术、化学治疗恶性肿瘤的重要补充。
一、概述
人类在与肿瘤斗争的过程中，发明了许多种治疗肿瘤的方法，但疗效却不尽人意，除少数肿瘤外，很难达到治愈的目的。单靠某一种方法难以达到很好疗效。但对肿瘤的治疗，专家逐渐形成共识——综合条件下的个体化治疗能给肿瘤病人带来很好的生存希望和受益。
近年来，随着高新技术在医学上的广泛应用，出现了许多新的肿瘤治疗手段，如靶向治疗、生物免疫治疗以及各种新的物理治疗技术，但手术、化疗及放疗三大技术作为肿瘤治疗的基石地位仍然没有动摇。
放射治疗是利用电离辐射生物效应原理，使受照射的肿瘤组织发生坏死而达到治疗肿瘤的目的，是恶性肿瘤最重要的治疗手段之一，也是手术、化学治疗恶性肿瘤的重要补充。据统计外科手术可治愈 22% 的恶性肿瘤,放疗可治愈 18% 的恶性肿瘤,化疗可治愈 5% 的恶性肿瘤,大约60 - 70% 的肿瘤患者需接受放疗。
二、电离辐射的作用
电离辐射是指能引起物质电离的辐射，分粒子辐射和电磁辐射。粒子辐射是一些组成物质的基本粒子，或只是由这些基本粒子组成的原子核，因此，粒子辐射既有能量，又有静止质量，是一些高速运动的粒子。α（β）射线能引起物质分子的电离，为粒子辐射。电磁辐射，实质上是电磁波，仅有能量没有静止质量。γ（Ｘ）射线都是电磁波。γ（Ｘ）射线能
引起物质分子的电离，为电磁辐射。
电离辐射的一个重要特点是能够在被作用物质的局部释放很大的能量，引起被作用的物质发生电离和激发。电离和激发是辐射生物效应的基础。
电离作用是指生物组织中的分子被粒子或光子流撞击时，其轨道电子被击出，产生自由电子或带正电的离子，即形成离子对，这一过程称为电离作用。是高能离子如电磁辐射的能量粒子被生物组织吸收后引起效应的最重要的原初过程。
激发是当电离辐射与组织分子相互作用时，其能量不足以将分子的轨道电子击出时，可使电子跃迁到较高能及的轨道上，使分子处于激发状态，这一过程称为激发作用。被激发的分子很不稳定，容易向邻近的分子或原子释放其能量，但在放射生物效应的发生中其作用不如电离作用重要。
（一）电离辐射的生物效应
电离辐射对生物大分子及亚细胞结构的作用。电离辐射作用于生物体的时候需要放射，在此过程中有放射能量的吸收和传递、分子的激发和电离、产生自由基、化学键的断裂等分子水平的变化，这些变化会引起细胞、组织器官和系统的损伤，最终引起整体功能变化直至发生病变。
1．辐射的直接作用
直接作用是指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，破坏机体的核酸、蛋白质、酶等具有生命功能的物质。实验证明，DNA分子被电离粒子直接击中，可以发生单链或双链断裂、解聚、黏度下降等。此外辐射也可直接破坏膜系的分子结构，如线粒体膜、溶酶体膜、内质网膜、核膜和质膜，从而干扰细胞器的正常功能。
2．辐射的间接作用
辐射引起组织细胞的作用还可通过间接作用引起，像辐
射作用于水分子，产生水离解，产生自由基，这些自由基再作用于生物大分子，引起生物分子的损伤，就是一种辐射的间接作用。
3．DNA的辐射效应
辐射作用于DNA通过直接作用或间接作用引起
DNA大分子损伤，最后引起基因的改变导致组织结
构损伤，还可引起遗传的改变导致代谢改变。
4．辐射对蛋白质和酶的作用
辐射可以引起蛋白质和酶分子结构破坏，可引起大分子合成的改变，如酶激活、抑制或呈双相变化。还可以引起生物蛋白质的分解代谢改变，引起蛋白质水解酶活性增加，也可以引起机体组织摄食减少等。
5．电离辐射对生物膜的影响
膜结构破坏会引起细胞组织损伤，像膜脂质氧化、线粒体肿胀、崩解，致使溶酶体释放在周围组织中，对周围细胞产生水解作用。另外对流动蛋白质的破坏会引起膜流动性降低，膜表面电荷将降低，对生物膜也会发生损伤。
（二）电离辐射对细胞的效应
细胞的辐射敏感性呈一种规律，组织细胞对辐射的敏感性与细胞的分化程度呈反比，与细胞的增殖分裂能力呈正比。辐射敏感细胞主要有造血干细胞、肠隐窝细胞、毛囊生发细胞、生殖腺细胞等。细胞的分化程度比较高，增殖能力比较强，所以对辐射的敏感性比较强。
另外辐射也可以阻断细胞周期活动，如辐射作用的细胞可以引起周期延长，也可以引起细胞过早成熟，过早分化，大大降低了细胞质量。
（三）电离辐射对组织器官的效应
1、造血器官的损伤：可以引起造血器官的变性、坏死。
2、胃肠道的损伤：以小肠最敏感，容易引起肠黏膜上皮坏死脱落。
3、神经系统的损伤：神经系统对放疗相对不敏感，在亚致死量或致死量照射之后，一般先兴奋后抑制。如果要神经系统受到照射剂量大于50Gy，可以导致组织的循环障碍或神经细胞变性坏死。
4、免疫系统的损伤：低剂量的放射对免疫有促进作用，但是大于0.5Gy，可以抑制非特异性和获得性免疫。
5、生殖系统的损伤：生殖系统对放射敏感性较高，睾丸敏感性比卵巢更明显。睾丸受0.15Gy剂量辐射照射，精子数量会减少，2到5Gy引起暂时不育，5到6个Gy引起永久不育。
（四）电离辐射的远期效应
照射后6个月后出现的效应称为远期效应，它也可在照射后数年甚至更长的时间出现。远期效应在个体上可以表现为躯体效应和遗传效应，在临床表现可以有随机效应和确定性效应。远期效应对个体的躯体效应的影响包括：
1．致癌效应
白血病是全身照射以后诱发的最重要的远期效应。对甲状腺受照射后可以引起甲状腺癌。其他癌症，如肺癌、乳腺癌、胃癌、结肠癌、皮肤癌、多发性骨髓瘤、卵巢癌的发生都和照射有一定关系。
影响辐射致癌的因素：
（1）受照剂量：在一定剂量范围内某些癌症的发生率与照射剂量是呈线性关系的。
（2）辐射性质：高LET射线诱发肿瘤的几率与剂量成更严格的线性关系，单位剂量的肿瘤发生率高。
