辐射治疗应用刍议

2009-04-02 10:05曹仕煜
中国教育技术装备 2009年6期
关键词:强磁场细胞凋亡放疗

曹仕煜

摘要 很多因素能诱导细胞凋亡,电离辐射是最重要因素之一。利用放射治疗机理与电子移动原理相结合,阐述治疗方法,探讨电离辐射与细胞凋亡的机理,增强放射治疗效果,对辐射防护和肿瘤治疗有重要意义。

关键词 肿瘤细胞;电离辐射;细胞凋亡;强磁场;放疗

中图分类号:R454.1 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2009)06-0093-01

放疗是癌症三大治疗手段之一。用各种不同能量射线照射肿瘤,以抑制和杀灭癌细胞是一种治疗方法。电离辐射可以杀伤细胞,但各种组织细胞对电离的敏感程度不同,生长快肿瘤在延长照射时间内,分裂所产生的细胞将代偿辐射所致死亡细胞。肿瘤细胞对辐射敏感性基本上遵循Bergonic-Tribodeau定律,即辐射敏感性与增殖能力大小成正比,与分化程度成反比[1]。

某些肿瘤细胞(如淋巴瘤、尤文氏瘤等)对放疗敏感;辐射的剂量率能显著影响放疗生物效应,尤其是非离子射线如x、γ射线。放疗都是用高能量射线,足以使细胞原子发生电离,使之不能适应该环境生长而导致死亡或生长受抑制。根据放射生物学原理,肿瘤组织和晚反应正常组织的生物学效应取决于剂量率,即如果总剂量不变,剂量率提高,正常组织晚反应或弱幅度大于肿瘤控制率的减少。就是说,治疗增益比(肿瘤控制率与正常组织并发症发生率之比)随剂量率增加而减少。高剂量率照射能引起治疗增益比下降。放射性粒子具有非常低的初始剂量率[2]。以x线放疗时,放疗精确度提高后,对受照肿瘤靶区确定精确度也需要随之显著提高。高能量x射线与组织细胞原子的轨道电子发生光电效应和康普顿效应,使细胞原子的轨道电子受冲击脱出轨道,致原子瞬间处于带电状态而产生电离作用,达到抑制或杀死细胞作用。其他种类放疗(如γ刀、x粒子)或放射元素(如镭等),同样利用产生电离作用来达到治疗目的。根据上述原理(电离作用),即对放疗敏感细胞比正常组织细胞的电离而受冲击要低,这样可采取非放射性电离也许产生同样效果。细胞对DNA损伤的反应一般分为3个阶段:1)对损伤DNA的感知;2)损伤估计阶段;3)DNA修复或细胞死亡。细胞周期检查点(Cheek point)在损伤反应系统中起着关键作用,DNA损伤后细胞是否走向凋亡与P53基因状态有关[3]。

正常人体各类组织细胞对电子的某些持性,如高频电流对人体无刺激作用,但产生很强热量。由于病理性组织细胞(如淋巴瘤、尤文氏瘤等)对电离敏感性高,受损条件低,易达到杀伤肿瘤细胞目的。对于胫骨中部尤文氏瘤,可在瘤两端向骨部装入导线,最好用钛金属,因它对人体造成反应少,并将其固定于组织内,在导线两端施加高频脉冲电流,逐步调整其频率,使之对人体无刺激作用,又能对瘤体有杀伤作用。如果难做到这一点,可以在病人局部麻醉情况下定向施以高频电流,使局部电离增强,对肿瘤细胞杀伤或抑制作用,具体调节数据要在实践中逐步验证和完善。同时也可能因肿瘤性质不同而异。虽然人体各组织间或肿瘤间导电性能不同,为让正常组织不受电离或电离降低,可以对非需电离部分加上强磁场,因为高频脉冲直流电在有强磁场区域里难以通过,这是电子移动受到磁场力作用所致,该部分的电流就很弱,不至于损伤组织细胞。故此方法可适用于大部分肿瘤治疗,尤其是对放疗敏感组织细胞更好,可选择性进行电离,尽可能对周边组织减少损伤,最大程度减少放疗副作用(如肝癌)。这是因为癌组织密度相对比周围组织高,即它的导电性相对比周围组织高,而且癌组织细胞里DNA成分较多所致。辐射使受照射细胞表面受损伤穿孔,引起细胞膜透性改变,使带负电荷的外源DNA进入细胞,随着辐射剂量增加,胞内基因产物量相应增加,抑制肿瘤生长。研究电离辐射致细胞凋亡的分子机制对基因—放射治疗的选择及寻找新的分子靶点具有重要指导意义。

倘若没有明显导电性差异,可根据上述磁场控制方法而达到,对不同部位肿瘤可依此放疗方法得到局部电离杀伤癌细胞,以达到治疗目的,尤近体表者,操作更方便,效果最佳。同时,癌细胞自身结构复杂,DNA成分较多,或许稍为带电,利用高频脉冲直流电方法,可类同电泳方法达到集中于癌细胞周围,限制其扩散作用,进行电离治疗。电离诱发细胞凋亡是一个极为复杂的生物学过程,涉及基因活化、转录、蛋白修饰酶的激活及离子浓度等诸多因素。

电极连接方法和磁极的控制,在实践中总结、完善治疗方法,以达到治疗效果。对电离辐射诱导肿瘤基因—放射治疗的研究,作为治疗肿瘤重要手段,利用肿瘤组织与正常组织对诱发细胞凋亡的敏感性差异,用小剂量辐射选择诱发肿瘤细胞凋亡,既消除癌细胞,又保护正常细胞,为肿瘤治疗提供新思路。但目前仍面临载体的稳定性、临床验证等系列问题,需要继续探索。大量实验研究已证实,低剂量辐射可诱导机体适应性反应,并有抗肿瘤、提高机体免疫力的作用,将开辟肿瘤治疗的新途径。

参考文献

[1]廖安燕,王俊杰.持续低量率照射治疗前列腺的生物效应[J].国外医学:放射医学核医学分册,2005,29(4):190-192

[2]王俊杰,修典荣,冉维强,等.放射性粒子组织间近距离治疗肿瘤[M].第二版.北京:北京大学医学出版社,2004:20-24

[3]王济车,王俊杰.低剂量率辐射生物效应的研究发展[J].国外医学:放射医学核医学分册,2005,29(4):186-189

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