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第1章 电离辐射的初始物理效应1

1．1带电粒子的慢衰减2

1．1．1电离和激发2

1．1．2运动带电粒子和介质电子间相互作用的一般机制2

1．1．3带电粒子的慢衰减3

1．1．4碰撞对介质的影响4

1．2吸收剂量5

1．3放射线束的剂量分布6

1．3．1带电重粒子束6

1．3．3光子束（X和γ射线）7

1．3．2电子束7

1．3．4快中子8

1．3．5负π介子8

1．4微观标度的剂量分布8

1．4．1微观水平上剂量意义的限制8

1．4．2剂量分布与LET的关系8

1．4．3微剂量测量11

第2章 辐射化学14

2．1初始物理事件14

2．2水的射解14

2．2．1自由基的形成14

2．2．2自由基的归宿和水分子的分解15

2．3辐射对水溶液的作用16

2．3．1直接作用17

2．3．2间接作用17

2．3．3辐射化学产额G值18

2．4放射敏感性化学修饰剂的作用机制19

2．4．1氧效应19

2．4．2其他种类的放射增敏剂和放射防护剂20

2．4．3化学修饰剂的反应动力学20

第3章 电离辐射对DNA及染色体的作用22

3．1 DNA及其与染色体的关系22

3．1．1 DNA的结构22

3．1．2复制和转录24

3．1．3细胞增殖周期28

3．2电离辐射对DNA的损伤29

3．2．1电离辐射引起的损伤29

3．2．2紫外线辐射引起的损伤30

3．2．3 DNA损伤分类32

3．3 DNA损伤的修复33

3．3．1引言33

3．3．2修复系统33

3．3．3 DNA修复机制和人类疾病36

3．4电离辐射对染色体的损伤38

3．4．1引言38

3．4．2染色体分析方法39

3．4．3染色体畸变的种类和分类法41

3．4．4畸变数和照射剂量之间的关系43

3．4．5染色体畸变和生物剂量计45

3．5 DNA损伤和细胞死亡46

3．5．1细胞核和细胞质的相对重要性46

3．5．2染色体的作用47

3．5．3 DNA：细胞致死性“靶”结构47

第4章 电离辐射的细胞效应52

4．1细胞死亡52

4．1．1照射所致细胞死亡的定义52

4．1．2细胞杀灭机制53

4．2．1离体细胞存活实验的方法54

4．1．3交换型染色体畸变和细胞致死性54

4．2离体培养细胞实验54

4．2．2离体细胞的乏氧照射技术57

4．2．3细胞存活曲线实验过程的质量控制58

4．2．4对离体细胞存活曲线的评价62

4．2．5细胞存活曲线的数字模型62

4．2．6用于多分次方案有效的存活曲线66

4．2．7计算肿瘤细胞的杀灭66

4．3细胞内在的放射敏感性67

4．3．1不同类型哺乳动物细胞的放射敏感性68

4．3．2放射敏感性和细胞周期时相68

4．3．3分子关卡基因70

4．3．5在体组织中细胞的时相效应作用71

4．3．4氧对外于细胞周期不同时相细胞的作用71

4．3．6细胞时相对中子敏感性的变化72

4．3．7细胞时相辐射反应差异的机制72

4．3．8细胞时相的辐射反应差异在放射治疗中应用的可能性72

4．3．9癌基因和放射抗拒性72

4．4细胞存活与修复73

4．4．1放射损伤的分类73

4．4．2潜在致死损伤与修复73

4．4．3亚致死损伤修复74

4．4．4损伤修复和射线的能量77

5．1．1细胞耗减79

第5章 正常组织的放射损伤79

5．1从细胞效应到组织损伤79

5．1．2组织的增殖动力学80

5．1．3细胞分裂延迟80

5．1．4慢修复81

5．1．5再群体化82

5．1．6组织结构的层次82

5．1．7组织效应的模式83

5．2晚期效应84

5．2．1晚期反应的发病机制84

5．2．2放射治疗中耐受性的概念86

5．3．1小肠粘腊87

5．3组织损伤举例87

5．3．2皮肤88

5．3．3粘膜反应90

5．3．4膀胱表皮91

5．3．5造血组织91

5．3．6有免疫能力的组织和淋巴免疫系统95

5．3．7肝97

5．3．8甲状腺98

5．3．9睾丸98

5．3．10卵巢100

5．3．11神经系统100

5．3．12肺101

5．3．13心脏103

5．3．14肾103

5．3．15血管和血管系统104

5．3．16骨和软骨104

第6章 正常组织的剂量效应关系106

6．1以克隆形成为指标的方法106

6．1．1原位再生长克隆106

6．1．2细胞异位移植的克隆技术113

6．1．3正常组织克隆源性细胞分析的剂量-效应关系的概述115

6．2功能指标116

6．2．1猪皮肤的反应116

6．2．2啮齿动物的皮肤反应117

6．2．3肺早期和晚期放射反应的测定120

6．2．4脊髓121

6．3以LD50为基础的观察指标121

6．3．1肺121

6．3．2食管121

6．3．3肾122

6．4用非克隆分析系统的分次照射实验推算组织的α/β比值122

6．5正常组织的功能性亚单位123

6．6放射治疗中的体积效应123

6．7组织的放射病理学124

6．9组织放射敏感性的Casaret s分类125

6．8与X射线相应的热疗效应125

6．10实质细胞和结缔组织126

第7章 细胞、组织和肿瘤动力学128

7．1细胞增殖周期128

7．1．1细胞周期组成部分的定量评估128

7．1．2潜在倍增时间132

7．2生长比例133

7．3细胞丢失133

7．3．1细胞丢失的途径134

7．3．2在实验肿瘤内测定细胞丢失134

7．4肿瘤生长的全貌135

7．4．1人体肿瘤的生长动力学135

7．4．2实体瘤和其对应正常组织细胞周期时间的比较137

第8章 放射线对肿瘤的作用139

8．1局部控制肿瘤的理论基础140

8．1．1剂量效应关系140

8．1．2肿瘤体积和治愈可能性之间的关系142

8．1．3肿瘤消退和存活细胞数之间的关系143

8．2人体肿瘤的增殖动力学对射线照射的反应143

8．2．1人体肿瘤的生长速度143

8．2．2肿瘤细胞的增殖动力学144

8．2．3照射后肿瘤体积的改变145

8．2．4肿瘤的再群体化和部分同步化148

8．3影响人体肿瘤放射敏感性的因素150

8．3．2克隆源性细胞比例的变化151

8．3．1增殖动力学的差异151

8．3．3细胞内在放射敏感性152

8．3．4宿主和肿瘤之间的关系153

第9章 乏氧细胞及其在放射治疗中的重要性155

9．1氧效应155

9．1．1氧作用的时间和氧效应的作用机制156

9．1．2需要的氧浓度157

9．1．3急、慢性乏氧158

9．2乏氧细胞160

9．2．1证实肿瘤内有乏氧细胞的第一个实验160

9．2．2不同动物肿瘤内乏氧细胞的比例160

9．2．4人体肿瘤内氧合状态的预测162

9．2．3人体肿瘤内乏氧的事实162

9．3肿瘤内乏氧细胞的再氧合166

9．3．1肿瘤受照射后乏氧细胞的命运166

9．3．2再氧合的机制168

9．3．3再氧合在放射治疗中的重要性168

9．4改变肿瘤内乏氧状态的方法168

9．4．1改变种瘤内的氧含量168

9．4．2改善微循环173

9．4．3利用对乏氧细胞有更大杀伤力的射线或其他物理手段174

9．4．4利用有针对性的药物修饰肿瘤内乏氧细胞的放射反应性174

10．1．1实验肿瘤模型的选择176

10．1实体肿瘤176

第10章 实验肿瘤模型及其分析方法176

10．1．2动物肿瘤和人体肿瘤的可比性177

10．1．3实验用瘤源的制备178

10．1．4实体瘤接种部位178

10．1．5实体瘤接种方法178

10．1．6实验用实体瘤的选择和实验要求179

10．1．7实体瘤的整体实验方法与评价指标179

10．1．8实验性实体肿瘤的保存和传代192

10．1．9肿瘤一宿主致免疫性的检测193

10．2肿瘤的离体模型193

10．2．1多细胞球体实验方法194

10．2．2多细胞球体一些生物学特性的观察196

11．1标准分次照射及其在实践中的变迁198

第11章 放射治疗中的时间、剂量和分次198

11．2分次和时间效应的历史发展199

11．2．1等效剂量和治疗方案的关系199

11．2．2一个有区别的效应的示范199

11．2．3分次和总治疗时间参数的分离200

11．3分次照射不同效应的实验资料和放射生物学解说200

11．4总治疗时间的效应207

11．5．1超分次治疗209

11．5．2加速超分次209

11．5多分次照射209

11．6线性二次模式在临床放射治疗中的应用210

11．6．1各种组织α/β值的测定方法210

11．6．2 LQ公式的临床应用212

11．7剂量率效应及有关治疗方法219

11．7．1剂量效应概述219

11．7．2非常低剂量率效应222

11．7．3近距离治疗233

11．7．4靶性放射治疗233

11．8再照射236

12．2．1热对细胞的作用238

12．2热疗的作用机制238

第12章 加热治疗238

12．1加热的方法238

12．2．2 pH和营养缺乏对细胞热敏感性的作用239

12．2．3乏氧和热疗240

12．3热对组织的效应240

12．3．1热耐受240

12．3．2热休克蛋白241

12．3．3热和肿瘤血管242

12．4．2热剂量或热剂量当量243

12．4．3温度和生物效应的相关性243

12．4．1温度的测量243

12．4热的剂量学243

12．4．4递增和递减加热244

12．5热疗的综合应用244

12．5．1热和射线的相互作用244

12．5．2热和化学治疗剂246

12．5．3热和致癌248

12．5．4家畜中自发肿瘤的实验研究249

12．6热疗的临床应用249

12．6．1单用热疗249

12．6．2热疗加放疗250

12．6．3热疗和化疗的合用252

第13章 放射效应的化学修饰剂254

13．1．1放射增敏剂研究简介256

13．1放射增敏剂256

13．1．2放射增敏剂的要求257

13．1．3放射增敏剂的临床试验257

13．1．4有临床潜在应用价值且至少已有临床试验的放射增敏剂258

13．2放射防护剂在放射治疗中的应用271

13．2．1放射防护剂的发现及作用机制271

13．2．2放射防护剂在放射治疗中的应用272

13．2．3低氧放射治疗的防护作用273

13．3对放、化疗所致正常组织晚期损伤有防与治双重作用的药物274

13．3．1防治肺及软组织晚期损伤的药物274

13．3．2防治中枢神经放射损伤的药物283

14．1化学治疗的生物学基础287

第14章 从放射生物学角度纵观化学治疗药物287

14．2药物的分类和作用方式288

14．2．1主要的几大类化疗药物288

14．2．2其他类药物290

14．3剂量效应关系291

14．4化学治疗的生物效应291

14．4．1亚致死和潜在致死损伤修复291

14．4．2氧效应和化疗药物291

14．4．3增殖和非增殖细胞292

14．4．4抗药性293

14．5化学治疗和放射治疗的比较294

14．6．2化学治疗药物对放射治疗的修饰作用296

14．6化疗药物的联合应用296

14．6．1放、化疗的联合应用296

14．6．3化疗结合加热302

14．7个体肿瘤化疗药物敏感性的分析302

14．8继发恶性肿瘤302

第15章 中子和其他重粒子305

15．1高LET射线的放射生物学特性305

15．1．1传能线密度和相对生物效应305

15．1．2 LET和细胞存活曲线的形状307

15．1．3 LET和氧效应308

15．1．4 LET和修复现象309

15．1．5 LET和细胞周期310

15．2．1快中子311

15．2中子在放射治疗中的应用311

15．2．2中子用于临床治疗的有关问题314

15．2．3硼中子俘获治疗316

15．3用于放射治疗的其他带电粒子317

15．3．1质子317

15．3．2其他带电粒子318

15．3．3负π介子319

15．3．4锎-252320

第16章 放射生物中的分子技术322

16．1历史回顾322

16．2限制性核酸内切酶322

16．3载体323

16．3．1质粒324

16．3．2 λ噬菌体324

16．3．3粘粒324

16．3．4酵母人工染色体324

16．3．5病毒325

16．4文库325

16．4．1基因组文库325

16．4．2 cDNA文库326

16．5宿主326

16．5．1大肠杆菌326

16．5．3哺乳类细胞327

16．5．2酵母327

16．6琼脂糖凝胶电泳330

16．7聚合酶链式反应331

16．8基因克隆的策略331

16．8．1功能性互补331

16．8．2杂交332

16．8．3寡核苷酸探针332

16．8．4抗体探针332

16．9基因分析332

16．9．1作图或定位332

16．9．2 DNA序列分析334

16．10．1应用基因转移技术克隆的第一个哺乳动物细胞中的修复基因336

16．10分子生物学技术应用于肿瘤放射生物学举例336

16．9．3多态性或突变336

16．9．4表达336

16．10．2从哺乳类细胞中分离并测序的第一个电离辐射修复基因337

16．10．3在酵母中鉴定并测序的分子关卡基因337

16．10．4在哺乳类细胞中作为关卡“分子警察”的p53基因339

16．10．5照射引起的肿瘤中ras癌基因的改变339

16．10．6铀矿工人的肺癌中，p53基因的特征性突变339

16．10．7父母的遗传易感性倾向与肺癌的发生339

16．10．8射线引起突变的分析340

16．10．9癌基因和放射抗拒性341

17．1．1整体照射344

17．1机体效应344

第17章 电离辐射对人体的效应344

17．1．2慢性照射348

17．1．3危象器官349

17．2辐射对胚胎和眙儿的致畸形效应350

17．2．1胚眙发育时间和辐射效应的关系351

17．2．2死亡率352

17．2．3畸形和发育缺陷352

17．2．4子宫内照射致癌353

17．3辐射致癌353

17．3．1流行病学研究354

17．3．2致癌机制研究361

17．3．3剂量效应关系364

17．3．4低剂量照射对人体致癌危险度的评价366

17．4辐射对遗传的危险度367

17．5辐射防护的生物学基础369

17．5．1各种辐射类型效应的比较369

17．5．2剂量限制的概念370

17．5．3规章371

第18章 天然放射性本底和医学照射375

18．1天然放射性本底照射375

18．1．1宇宙辐射375

18．1．2环境的天然放射性375

18．1．3内照射377

18．1．4加强的天然放射源照射379

18．2医学照射380

18．2．1放射诊断学381

18．2．2核医学388

18．3辐射与其他危险的比较396

第19章 低剂量照射的生物效应399

19．1刺激效应399

19．1．1低剂量照射刺激效应的机制400

19．1．2低剂量辐射对淋巴细胞亚群的效应401

19．1．3低剂量照射对淋巴细胞NK活性及亚群间调节的影响403

19．1．4低剂量照射的淋巴细胞外液对其细胞亚群功能的影响405

19．1．5低剂量照射对荷瘤小鼠免疫功能的影响406

19．1．6低剂量照射对肿瘤免疫的影响407

19．2适应性反应412

19．2．1低剂量照射诱导DNA链断裂的适应性反应413

19．2．2低剂量诱导淋巴细胞DNA合成的适应性反应414

19．2．3低剂量照射的淋巴细胞外液对其亚群细胞的适应性反应的影响414

19．2．4低剂量照射的脾细胞外液对胸腺细胞DNA适应性反应的影响416

19．2．5低剂量（照射）诱导淋巴细胞抗染色体畸变的效应417

第20章 临床放射生物的动态及展望420

20．1放射治疗与细胞凋亡420

20．1．1放射治疗与凋亡的发生420

20．1．2凋亡在体内的生物学调节作用422

20．2．2肿瘤放射敏感性的预测分析425

20．2放射敏感性的预测425

20．2．1正常组织的放射敏感性425

20．2．3“彗星”分析——一种检测实体瘤异质性的新方法430

20．2．4放射敏感性预测的临床应用431

20．3分子生物学在临床放射治疗中应用的可能性433

20．3．1普查和预防434

20．3．2预后因素436

20．3．3预测因子436

20．3．4治疗决策437

20．3．5新的治疗438

20．3．6随访439