组织对辐射的反应

组织对辐射的反应乃是辐射对组织中实质细胞和对组织中血管及间质细胞的效应之总合。

在具有稳定群体的组织(被称为非更新体系)或非分裂的实质细胞(例如中枢神经系统的神经元及横纹肌细胞)中，常规的分次照射所造成的关键损伤可能发生在血管成分之中，因这些组织中的实质细胞都是对辐射有抗拒性的。例如，用甚至100cGy以下的剂量照射后便可观察到毛细血管通透性的增加。在病理学上，这些组织的急性损伤的特征是血管扩张、局部水肿、炎症甚至出血；慢性损伤则表现为小脉管系统的狭窄或闭塞、伴有纤维化及常出现实质细胞数目的继发性减少。

在内稳机理调控下，含有分裂细胞的组织(被称为更新体系)，其实质成分以及血管基质成分两者都于照射后遭受明显的辐射损伤。在更新体系中，正常时其细胞数量处于平衡状态，因为通过分裂所产生的新细胞的数量与通过老化细胞的死亡或功能细胞的迁徙而丢失的细胞数量是相等的。一个能杀死实质成分中大多数干细胞的辐射剂量，会造成行使功能的成熟细胞的缺失。最早遭受影响的是具有最短转换时间的更新体系。该体系于照射后经过一段时间，如果尚有足够数量的干细胞存活的话，通过这些干细胞的增殖与分化，该体系便可达到再群体化，从而不但拥有一定数量的细胞(包括干细胞、幼稚细胞、成熟细胞及衰老的细胞)，而且也重新行使其功能。表2－3列出了一些更新体系的大致转换时间。

表2－3 一些更新体系的转换时间*

*转换时间指细胞群体中全部细胞都被新生细胞代替所需的时间。

每个器官都是由不同组织构成的，其中有些组织增殖较快(例如肠的上皮，它是快速更新群体)，而另一些则增殖较慢(例如肠壁中的血管和纤维组织，它们更新速率很慢)。射线使器官中增殖快的组织发生损伤，从而表现为早期反应(最早者可出现于单次照射后的数天以内，或分次照射中疗程之初)；而增殖慢的组织的辐射损伤则表现为晚期损伤(出现于治疗完成之后的数个月，甚至更长的时间)。

临床和实验室的资料提示，早期和晚期反应组织，随着分次照射方式的改变，有着不同的反应。当分次次数减少而每分次剂量加大时，晚期的反应就更为严重。这两种组织在反应上的这种分离，可以用它们修复损伤能力的不同，或其剂量－反应曲线中肩区形状的不同来加以解释。晚期反应组织的剂量－存活曲线要比早期反应组织者曲率大(图2－12)。

图2－12 早期与晚期反应组织存活曲线的差别

晚期反应组织的剂量－反应曲线的曲率比早期反应组织者大。从线性二次公式来分析，早期反应组织的α／β比值要比晚期反应组织者大。

在描述细胞对不同剂量的反应的关系中，有一个称作“线性二次模型”，其公式为，S=e

式中S代表细胞存活；D为单次照射剂量；α为单击(指射线一次击中细胞核中DNA分子的两条链，使之发生断裂)所造成的细胞死亡；β则为双击(射线两次击中DNA的两条链)而导致的细胞死亡。

一个特定的组织的α／β比值，表示当单击所产生的生物学效应与双击的生物学效应相同时的那个剂量，即αD=βD(图2－12中两条曲线相交的点)。早期反应组织的α／β比值要大于晚期反应组织者(表2－4)。

表2－4 由多分次实验所获线性与二次项的比值

癌肿组织的细胞增殖快，故其对射线的反应类似于早期反应的组织。当分割剂量减小而分次照射次数增加时，若给予使癌肿周围正常组织中增殖快的组织能够耐受的剂量，则晚期反应的组织就可得到保护。此即超分割放疗优于常规放疗的一个原因。