P-32持續(xù)低劑量率輻射的生物效應(yīng)及劑量研究.pdf

1、放射治療是臨床的一種重要治療手段，是多種良惡性疾病不可或缺的治療方法。根據(jù)其治療方式的不同，可以分為應(yīng)用輻射裝置的外放射治療和應(yīng)用放射性核素的內(nèi)放射治療。
　　外放射治療近年來發(fā)展迅速，儀器設(shè)備、放療技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)新，相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科如放射物理學(xué)、放射生物學(xué)、輻射劑量學(xué)等也得到較快的發(fā)展，使之成為放射治療的主流。內(nèi)放射治療的發(fā)展則相對滯后，輻射劑量計算困難，基礎(chǔ)研究相對不足，但其治療方法簡便，治療效果肯定，副作用輕，使之在多種疾病的治

2、療上有著外放療不可比擬的優(yōu)點。如何借鑒已有的放射學(xué)基礎(chǔ)理論，完善持續(xù)低劑量率組織內(nèi)輻射的劑量計算及生物學(xué)效應(yīng)的研究，成為應(yīng)用放射性核素內(nèi)放射治療關(guān)注的重點。
　　作者擬通過理論計算、物理測量、生物劑量評估對P-32膠體輻射劑量進行估算，通過細(xì)胞培養(yǎng)、荷瘤動物實驗以及臨床的應(yīng)用情況對輻射效應(yīng)進行探討，希望能對持續(xù)低劑量率輻射有進一步的了解，使更多的醫(yī)務(wù)工作者和患者接受該方法，并從中獲益。
　　1.P-32輻射的理論計算：

3、>　　放射性核素P-32為純β衰變，平均能量0.695MeV，物理半衰期14.26天。假設(shè)P-32在1g組織中能量沒有溢出，則輻射劑量率約為0.4Gy/MBq/h；假設(shè)1MBq的P-32在1g組織中完全衰變，則累積輻射吸收劑量約為197Gy。
　　目前β點源的輻射空間分布的數(shù)據(jù)主要依靠蒙特卡羅程序模擬計算的數(shù)值，為方便計算應(yīng)用，根據(jù)這些數(shù)據(jù)擬合成解析公式，通過積分運算可以較方便的求得任意形狀的β輻射源在任意時間段的累積輻射劑量。<

4、br>　　MIRD結(jié)合臨床需要，提出S因子計算方法，其中以3mm的立方體組織為一個體素，則P-32作為一個點源對所在體素的輻射劑量率為5.94Gy/MBq/h，對最臨近的體素的輻射劑量率為0.8Gy/MBq/h；以6mm的立方體為一個體素，則P-32對所在體素輻射劑量率為1.14Gy/MBq/h，對最臨近體素的輻射劑量率為0.09Gy/MBq/h，如果假設(shè)能量在6mm的體素內(nèi)完全吸收，則輻射吸收劑量率為1.93Gy/MBq/h。

5、　　2.P-32持續(xù)低劑量率輻射的膠片劑量測量：
　　放射性核素P-32產(chǎn)生β射線是一個連續(xù)能譜，能量從0到1.71MeV，其輻射劑量在組織內(nèi)的空間分布隨距離增加而迅速降低，常規(guī)的物理測量方法很難描述其劑量分布。目前主要依靠理論計算數(shù)值，有研究者應(yīng)用蒙卡方法，認(rèn)為在組織中，距離P-32輻射源1mm處輻射吸收劑量最高，4mm內(nèi)為主要輻射劑量形成區(qū)，6mm外輻射劑量很低。
　　作者嘗試應(yīng)用輻射直接顯色膠片（RC膠片）重疊放置方法

6、，通過測量P-32面源的垂直劑量分布，描述P-32吸收劑量的空間分布。
　　通過加速器建立0.05-5.75Gy的膠片感光灰度-輻射劑量曲線；應(yīng)用20張RC膠片（膠片厚0.225mm）重疊放置（總厚度4.5mm），將4.14MBq的1.1×1.2cm2的P-32輻射面源放置在最頂端，輻射0.5小時；通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計算每張膠片輻射劑量；根據(jù)膠片厚度推算距離輻射源不同距離處的吸收劑量；并繪制相應(yīng)的劑量-距離曲線。
　　測量結(jié)果顯示

7、：距離面源0、0.225、0.45、0.675、0.9、1.125、1.35、1.8、2.025、2.25、2.475mm處的0.5小時輻射測量吸收劑量為265、175、120、98、68、55、39、25、19、16、12、5cGy，超過2.5mm處的輻射劑量低于本研究的測量范圍，在0-2.475mm內(nèi)擬合衰減曲線為Y=257.28e-1.4521X。即放射性核素P-32的輻射劑量隨距離（毫米）增加呈指數(shù)方式衰減，在0mm處和2.5m

8、m處的輻射劑量相差約53倍，半減厚度約0.019mm。
　　3.P-32輻射的染色體畸變生物劑量估算：
　　在輻射科學(xué)領(lǐng)域，利用受電離輻射照射者所產(chǎn)生的一些生物學(xué)變化，以確定其所接受的輻射劑量的理論和方法，稱為輻射生物劑量學(xué)。其中外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)的染色體畸變量和輻射劑量在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)，該方法已被成功的應(yīng)用于輻射事故中人員的輻射劑量估測。作者嘗試將該方法擴展到內(nèi)輻射劑量估算領(lǐng)域，進行P-32持續(xù)低劑量率輻射的劑量評估。

9、
　　應(yīng)用4MVX線對離體淋巴細(xì)胞進行0、0.5、1、2、3、4、5、6Gy的輻射。培養(yǎng)3天后，進行染色體分析，計數(shù)100個細(xì)胞的雙著絲粒、著絲粒環(huán)、無著絲粒斷片。輻射后染色體畸變發(fā)生率為0％、6％、15％、41％、72％、148％、231％、382％，擬合曲線為Y=12.582X2-15.387X+9.715，染色體不穩(wěn)定畸變發(fā)生率隨輻射劑量增加呈二次多項式關(guān)系增加。
　　應(yīng)用0、0.2、0.5、2.0、5.0MBq的放射

10、性P-32膠體溶液，加入6ml的外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)液中，培養(yǎng)3天后進行染色體分析。染色體畸變率分別為0、8％、32％、191％，5.0MBq的P-32輻射劑量較大，染色體形成率很低，不便觀察分析。對照外放射的劑量-染色體畸變率曲線，0.2、0.5、2.0MBq的P-32膠體溶液持續(xù)3天的輻射劑量，相當(dāng)于單次外放療的0.8、1.6、3.9Gy輻射的生物效應(yīng)。
　　根據(jù)MIRD推薦的S因子計算，0.2、0.5、2、5MBqP-32在6

11、ml培養(yǎng)液中完成持續(xù)3天的低劑量率輻射，理論估算輻射劑量分別為0.9、2.2、8.8、22.2Gy。
　　4.P-32持續(xù)低劑量率輻射對U87細(xì)胞生長曲線的影響：
　　腦膠質(zhì)瘤是一種常見的顱腦惡性腫瘤，放射治療是為數(shù)不多的有效手段之一，如何進一步提高治療效果、降低副反應(yīng)是當(dāng)前關(guān)注的熱點。研究嘗試應(yīng)用放射性核素P-32膠體對腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87進行持續(xù)低劑量率輻射，對照高劑量率單次輻射，分析其劑量、生物學(xué)效應(yīng)。
　　應(yīng)用9

12、6孔板進行U87細(xì)胞培養(yǎng)；噻唑藍（MTT）比色法進行生長曲線的繪制；應(yīng)用0、5kBq、20kBq、0.1MBq、0.5MBq、2MBq的P-32膠體進行持續(xù)低劑量率輻射；采用加速器的4MV的X線0、1、2、4、8、16、32Gy進行單次外照射；對比分析U87細(xì)胞在不同輻射方式、輻射劑量下的生長曲線。
　　結(jié)果顯示，0.5kBq、20kBq、0.1MBq的P-32持續(xù)8天輻射未見明顯的U87生長抑制，0.5MBq組在第6天出現(xiàn)細(xì)胞生

13、長抑制，2MBq組在第3天出現(xiàn)生長抑制，隨后細(xì)胞呈負(fù)數(shù)增長；單次輻射1、2、4Gy未見明顯U87細(xì)胞抑制，8、16、32Gy輻射后細(xì)胞一過性增高后出現(xiàn)生長抑制，隨后細(xì)胞繼續(xù)呈指數(shù)增長但數(shù)量低于對照組。
　　持續(xù)低劑量率輻射累計劑量約70Gy以上，在8天內(nèi)可以觀察到對U87生長產(chǎn)生的抑制作用；單次輻射約8-32Gy，可以產(chǎn)生一段時間抑制，隨后U87細(xì)胞繼續(xù)生長。
　　5.荷U87瘤裸鼠的P-32持續(xù)低劑量率輻射治療：
　

14、　將U87接種在裸鼠背部，在瘤體大小約200mm3時，分別注射0、3.7、7.4、18.5MBq的P-32膠體，每日測量腫瘤大小變化情況，評價P-32持續(xù)低劑量率輻射對實體腫瘤的治療效果。分別在第2、7、14、28天處死小鼠，病理觀察腫瘤壞死情況。
　　對照組裸鼠注射生理鹽水，腫瘤成持續(xù)生長；P-32輻射治療組，注射后腫瘤生長減慢，隨劑量增大，抑制效果增大，抑制時間延長。
　　病理切片上可以看到壞死呈多灶分布，而且壞死程度有

15、明顯的梯度變化。在壞死中心區(qū)，核溶解呈一片嗜堿性的模糊顆粒狀物質(zhì)；向外依次為核碎裂、核固縮以及胞漿強嗜酸性改變；壞死區(qū)與非壞死區(qū)之間的腫瘤細(xì)胞胞漿透明變性，部分細(xì)胞明顯腫大呈氣球樣。壞死為凝固性壞死，壞死細(xì)胞影存在，無明顯中性粒細(xì)胞浸潤。
　　6.P-32持續(xù)低劑量率輻射在臨床中的應(yīng)用：
　　對316例淺表草莓狀血管瘤采用P-32敷貼治療，82％的患者在3月內(nèi)血管瘤消失，12％的患者血管瘤面積減少50％以上，6％的患者血管瘤

16、面積減少不足50％，無治療后繼續(xù)生長的病例。
　　對58例海綿狀深部血管瘤采用每平方厘米0.5MBq的P-32膠體局部注射的組織內(nèi)輻射治療，有效率100％，但均需要多次治療。
　　對12例惡性實體腫瘤采用每平方厘米13.5MBq的P-32膠體局部注射的組織內(nèi)輻射治療，2月內(nèi)腫瘤完全緩解的1例(8.3％)，部分緩解7例(58.3％)，無變化4例(33.3％)，2月后腫瘤繼續(xù)增長。
　　小結(jié)：
　　P-32持續(xù)低劑量