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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-252 320

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