重离子相对生物效应的双尺度模拟方法比较研究

重离子放射治疗是一种重要的癌症治疗手段,准确评估重离子的辐射生物效应对于提高粒子放疗的精细化水平具有重要意义。本研究基于双尺度剂量学方法和蒙特卡罗模拟,从宏观和微观两个尺度对^(12)C离子的相对生物效应(RBE)进行对比分析。本研究采用宏观的细胞存活线性平方模型(LQ)和微观的微剂量动力学模型(MKM)计算两个尺度的^(12)C离子RBE在体内的分布。蒙特卡罗模拟290 MeV/u的展宽^(12)C离子束在水模型内的宏观剂量及传能线密度(LET)分布,进而计算宏观^(12)C离子RBE。同时统计不同位置处体素内的粒子谱信息,并作为二次源项进行微剂量线能谱的模拟,进而计算微观尺度的^(12)C离子RBE。结果显示,10%细胞存活分数对应的物理剂量水平下,坪区两个尺度^(12)C离子RBE计算结果差异为16%,在布拉格峰处差异为25%。本研究提出了一种计算相同照射情况下宏观和微观两种尺度重离子RBE的模拟方法,并为重离子RBE模型的改进和临床应用提供参考。

0.2MeV中子照射洋葱干种子后在根尖细胞内诱发微核的相对生物效应

为更好地了解单能中子照射的相对生物效应(Relativebiologicaleffectiveness,RBE),用加速器产生的0.2MeV单能中子以及Coγ射线照射洋葱种子,观察单位剂量的两种辐射在根尖细胞中的微核诱发率的60差异。0.2MeV中子单位剂量的微核诱发率为5.36±0.30(%Gy?);60Coγ射线单位剂量的微核诱发率为10.031±0.002(%Gy?)。0.2MeV单能中子照射洋葱种子后在根尖细胞诱发微核的RBE值高达173±15,其1中一个十分重要的因素就是,中子照射所致的DNA损伤的修复效率可能不同于由γ射线照射所致的DNA损伤的修复效率。

0.5MeV单能中子照射洋葱干种子后在根尖细胞内诱发微核的相对生物效应

目的了解0.5 MeV单能中子照射洋葱干种子后在根尖细胞中诱发微核的相对生物效应(RBE)。方法通过由加速器产生的0.5 MeV单能中子和60Coγ射线照射洋葱干种子,观察这两种辐射在根尖细胞中微核诱发率的差异。结果单位剂量0.5 MeV中子和60Coγ射线的微核诱发率分别为4.36±0.17和0.031±0.002(%Gy-1)。因此,0.5 MeV单能中子照射洋葱干种子后在根尖细胞中诱发微核的RBE值为141±11。结论0.5 MeV单能中子照射洋葱干种子后在根尖细胞中诱发微核的RBE值高达141±11,一方面是由于低氧效应,另一方面就是中子照射所致DNA损伤的修复效率可能远远低于?射线照射所致的DNA损伤的修复效率。

氚β射线出生前照射致大鼠大脑甘氨酸含量改变的相对生物效应研究

对2组妊娠11 d 的大鼠分别注入氚水(HTO)和用^(137)Cs γ射线照射,以仔鼠出生后18 d 时大脑甘氨酸含量的改变为生物学终点,观察两种辐射的剂量效应曲线,并将两者比较,求出氚的 RBE值。结果表明,仔鼠受氚β射线和^(137)Cs γ射线照射,吸收剂量范围分别为0.0038—1.9 Gy 和0.07—2.68 Gy,仔鼠大脑甘氨酸含量皆随剂量的增加而增加(P<0.01);大脑甘氨酸含量增加的百分数 Y 与剂量 D(Gy)可拟合成对数直线回归方程(?)_β=113.9+30.1 lgD 和(?)_γ=86.2+49.7 lgD。氚β射线的 RBE 值在吸收剂量1.9—0.19 Gy 时为2.8—6.08。

低水平氚相对生物效应的实验研究－黑色素细胞的分化异常

以小鼠皮肤黑色素细胞异常分化为指标，观察了低水平氚对￣（６０）Ｃｏγ射线的相对生物效应（ＲＢＥ），结果表明，氚剂量为０．１Ｇｙ时，ＲＢＥ为２．１６，并比较了一次与分次腹腔注入相同剂量氚水对黑色素细胞异常分化的影响，结果分次照射轻于一次照射。

氚相对生物效应的实验研究及遗传危害的估计(摘要)

随着核能和核技术的广泛应用,有关核设施向环境中排放的氚将会越来越多。主要以氚水(HTO)形式存在的环境中氚又极易通过各种途径进入人体,并参与DNA代谢,可能造成遗传危害。目前关于氚的相对生物效应(RBE)值尚无统一认识,尤其是以遗传危害为终点的资料尚不多见。本研究的目的是以小鼠为对象,从剂量与效应两个方面进行研究,为确定氚的RBE值提供放射生物学实验数据。研究中选择了在实际防护工作中常常遇到的剂量水平,采用了单次摄入和连续摄入两种照射方式。

不同传能线密度辐射的相对生物效应调查研究

该文研究高传能线密度的辐射。其能量沉积密集,通过物质时有着完全不同结构的电离径迹,径迹结构复杂,在高LET辐射下能引起更加高的DNA断裂,辐射更加严重,破坏性很大。低传能线密度辐射效应存在一些不确定性,X射线、γ射线等辐射对机体外周血的影响研究较多,可诱导机体产生适应性反应和刺激作用,如提高机体的免疫力、延长寿命及增加对二次辐射损伤的抵抗等。

基于纳剂量学量模型的碳离子束相对生物学效应计算

目前癌症严重影响人类的健康,迫切需要一种能有效治疗癌症的手段.碳离子束由于其具有较高的生物学效应和独特的布拉格峰,被认为是极具有潜在价值的放疗射线.主要利用基于纳剂量学量的LNDM(Logistic NanoDosimetry Model)模型计算不同入射能量碳离子束在水模体的相对生物学效应(Relative Biologica Effectiveness,RBE).使用GATE模拟工具得到碳离子束及其碎片在水模体中不同深度的能谱和剂量,利用预先计算的带电离子纳剂量学量数据库计算得到碳离子束的四个纳剂量学量M1、■,基于LNDM模型计算碳离子束的RBE.结果表明,碳离子束的RBE峰值随着入射能量的增加而逐渐降低,并且RBE峰值出现在布拉格峰下降沿附近.

^125I粒子持续低剂量率照射胰腺癌细胞株PANC-1相对生物效应的研究

目的探讨国产6711型^125I粒子的相对生物效应，并对其照射杀伤PANC-1细胞的效果进行了初步探讨。方法PANC-1细胞处于指数生长期时，行^125I粒子离体照射；在初始剂量率为2．59cGy／h时，分别给予1、2、4、6、8和10Gy照射。^60Co照射作为对照组，吸收剂量率为2．21Gy／min，给予相同剂量照射。用锥虫蓝染色法检测细胞死亡比率，并比较在4Gy照射后培养12、24、48和72h细胞死亡率随时间变化。采用克隆形成实验，计算细胞克隆形成率，绘制生存曲线，得出生物学参数，并测定^125I粒子与^60Co的相对生物效应。结果在相同剂量照射下，^125I持续低剂量率照射与^60Co照射相比，当≥4Gy时，细胞死亡率明显增高。在4Gy照射后，随着时间延长细胞死亡率增高，两者相比有明显差异。从生存曲线分析，^125I粒子持续低剂量率照射细胞存活分数比^60Co低，^125I粒子相对于^60Co的生物效应为1．45。结论^125I粒子持续低剂量率照射与^60Co高剂量率照射相比，细胞杀伤效应更强；测定的相对生物效应与其他研究者测量的结果相似；将为临床^125I粒子治疗肿瘤提供一定的参考价值。

重离子照射肿瘤细胞的相对生物学效应值

对人肝癌细胞SMMC–7721细胞和黑色素瘤细胞A375细胞,进行80.55MeV12C6+离子、X射线和γ射线照射,通过克隆存活实验获剂量–存活曲线,以X射线或γ射线为标准,计算重离子的相对生物学效应(Relative biological effectiveness,RBE)。结果显示,两种细胞的重离子RBE值都大于1,且分次照射的RBE大于单次照射。重离子照射SMMC–7721细胞的RBE高于A375细胞,分次照射的差异更明显。重离子具有独特的物理特性及高传能线密度(Line energy transfer,LET)下的强杀伤作用,可有效杀伤不同肿瘤细胞,减弱了细胞间的敏感性差异。临床的分次照射重离子治疗时,细胞的亚致死修复明显降低,可采取较少的照射次数达到杀伤肿瘤的目的,提高肿瘤治疗效率,减轻病人痛苦。

基于微剂量学的钆中子俘获治疗释放低能电子相对生物效应计算

目的基于微剂量学方法计算钆中子俘获治疗(157GdNCT)中释放低能电子的相对生物效应(RBE)值。方法使用蒙特卡罗(MC)程序Geant4-DNA包模拟钆中子俘获治疗中释放的低能电子在不同敏感靶标体积和物理模型中径迹结构的能量沉积分布情况及微剂量学参数,并基于微剂量动力学模型(MKM)获取其RBE值。结果低能电子RBE值在不同的敏感靶标体积下差异性较大,且随着敏感靶标体积增大而减小。以敏感靶标直径6 nm的RBE值1.77为参考,敏感靶标直径10 nm的RBE值1.53,相比于6 nm的差异百分比为13%,而直径15 nm的RBE值1.40,相比于6 nm的差异百分比高达21%。不同Geant4-DNA物理模型对低能电子RBE影响较小。以物理模型option2的RBE值1.53作为参考,option6和option7的RBE值分别为1.49和1.52,相比于option2的差异百分比分别为2.6%和0.6%。结论利用MKM计算157GdNCT释放低能电子在不同敏感靶标体积及物理模型下的RBE值为1.40~1.77。

TEPC壁对重离子束微剂量学测量及相对生物学效应计算的影响

组织等效正比计数器(TEPC)广泛应用于重离子束微剂量学测量,提供用于计算相对生物学效应(RBE)的基础数据。为研究TEPC壁对重离子束微剂量学测量及RBE计算的影响,在蒙特卡罗(MC)模拟中引入理想组织等效正比计数器(Ideal-TEPC),精确计算得到碳离子束不同水等效深度处的微剂量学量及RBE。Ideal-TEPC和常规TEPC的计算结果表明:TEPC壁会使碳离子束产生较大的辐射场畸变,且会使TEPC测量结果及RBE计算结果产生较大偏差,该偏差随贯穿深度的增加而增大。将TEPC壁视为具有固定水等效厚度的水层可在数值上抵消TEPC壁对RBE计算的影响,但在展宽Bragg峰(SOBP)后端会产生过修正现象。Ideal-TEPC结合MC模拟能有效避免TEPC壁效应及TEPC壁引起的辐射场畸变对重离子束微剂量学量和RBE计算的影响。

氚生物效应研究近期概况及展望

本文从远期效应研究(包括躯体效应和遗传效应)和相对生物效应(RBE)值研究两个方面扼要概括了近期国内外对氚生物效应研究的进展情况,并就其今后的发展予以展望。

质子生物效应

质子治疗已在发达国家中临床应用并取得重大进展。关于质子的生物效应 。

^(192)Ir高活性源衰变对HCT-8细胞和小鼠肿瘤LA_(795)生物效应的影响

用不同活度１９２Ｉｒ高活性源对ＨＶＴ－８细胞及小鼠肿瘤ＬＡ７９５的生物效应进行了实验。结果表明；在源活度为３２９．３ＧＢｑ及８５．１ＧＢｑ时，ＨＣＴ－８细胞存情曲线无显著不同，与Ｘ射线照射相比，相对生物效应（０．１存活）为０．４３；小鼠肿瘤ＬＡ７９５的实验结果表用，１９２Ｉｒ高活性源的源活度为２９２．３ＧＢｑ及９６．２ＧＢｑ时生物效应无显著差异，与同期Ｘ射线照射相比，相对生物效应为０．５５－０．６０（肿瘤生长延缓）。

吉非罗齐胶囊的人体相对生物等效性

目的 考察吉非罗齐在正常人体内的药代动力学过程 ,评价两种胶囊制剂的人体相对生物等效性 .方法 采用标准二阶段交叉设计自身对照试验方法 ,10例健康受试者单剂量口服两种吉非罗齐胶囊后 ,以 HPL C法测定吉非罗齐的血浆浓度 .结果 吉非罗齐的体内过程符合血管外一室开放模型 .吉非罗齐胶囊 A与 B的主要药动学参数 Tmax,Cmax,AUC(0～ 12 h)分别为 :(1.5± 0 .3)和 (1.6± 0 .4) h;(33.2±5 .5 )和 (34 .6± 5 .3) mg· L- 1 ;(134 .5± 11.2 )和 (131.7±17.0 ) m g· h· L- 1 ,经统计学处理 ,两者间无显著性差异 .结论 吉非罗齐胶囊 A相对胶囊 B的平均生物利用度为(10 3.5± 15 .3) % 。

不同LET射线对细胞的生物学效应

以人肝癌细胞系和正常肝细胞系为材料,报道了不同传能线密度射线辐射引发细胞染色体原初断裂及24h内的修复情况。计算了相对生物学效应的值。以L02染色体总断裂数量得出的RBE值96.05keV/μm的12C6+为3.6,512keV/μm36Ar18+为2.9。而以7721染色体总断裂数量得出的RBE值:96.05keV/μm的12C6+为3.5,512keV/μm36Ar18+也为2.9。用产生等点染色单体断裂计算,则RBE更高。对比得出,高LET对增加等点染色单体断裂量的作用要远远大于对增加染色单体断裂量的作用。等点染色单体的断裂修复难度要远远大于染色单体断裂的修复难度,这也是高LET高致死率的一个重要原因。

单纯超声及超声结合理化因子的联合作用对细胞的生物效应(英文)

讨论了单纯超声和超声结合多种物理和化学因子(如射线、高热、化疗药物、光敏剂等)对正常和恶性细胞在离体和在体条件下的不同作用,并提出与单纯超声的细胞杀伤作用相比,超声和其他因子的联合作用更安全、更有效、针对性更高。综述了单纯超声、超声结合物理、化学因子的生物效应,以期为超声抗癌的进一步研究积累资料。

肾上腺髓质素2在重要脏器的生物学效应

肾上腺髓质素2是近年来新发现的一种小分子活性肽,其作为心血管、肾脏、肺脏等重要脏器的内源性保护因子,参与机体内环境稳态的调节,具有降低血压、抗动脉粥样硬化、抗纤维化、抗凋亡、保护器官缺血再灌注损伤、调控血管生成等作用,在多种脏器和系统的病理生理过程中发挥着多样而强大的生物学效应。本文将对肾上腺髓质素2的生物学特性、组织分布、受体结合及其在心肺肾等重要脏器发挥的生物学效应进行总结,以加深对肾上腺髓质素2生物学作用机制的了解和认识。

不同功率钬激光对咽喉部离体组织的生物学效应

钬激光为目前最新的外科手术激光,既有CO2激光对组织切除的高效性,又具有良好的止血功能,可根据需要调节输出功率,使手术过程始终有一个清晰的视野及解剖层次[1]。目前在耳鼻咽喉科领域广泛应用于喉癌前病变、早期声门型喉癌,并取得了满意的效果。1.1临床资料。收集我科手术切除的咽喉部组织,其中包括19对扁桃体,2对室带,2对声带,4个会厌。1.2仪器。钬激光器(美国科医人公司),波长2100 nm,脉宽250~350μs,脉冲能量0.2~4.0 J,频率5~45 Hz,