持续低剂量率照射治疗前列腺癌的生物学效应

持续低剂量率照射在前列腺癌的临床治疗方面已经积累了大量的经验。对持续低剂量率照射的生物学效应研究表现在以下几个方面：①反剂量率；②辐射敏感性；③凋亡和凋亡相关蛋白表达；④细胞周期及周期相关蛋白表达；⑤癌相关修复基因表达。     

125I粒子持续低剂量率照射和60Co γ射线高剂量率照射对H1299细胞生物学效应的比较研究

目的：探讨125I粒子持续低剂量率（CLDR）内照射和60Co γ射线高剂量率（HDR）外照射对非小细胞肺癌（NSCLC）细胞株H1299的细胞生物学效应。方法 H1299细胞处于指数生长期时分别行125I粒子CLDR照射和60Coγ射线HDR照射;克隆形成实验检测细胞存活分数,流式细胞术检测细胞周期和细胞凋亡率,Western blot检测Bax、Bcl-2蛋白表达水平。结果随着照射剂量增大,125I粒子CLDR照射比60Coγ射线HDR照射抑制H1299细胞增殖效应更明显。照射剂量为4 Gy时125I粒子组H1299细胞G2/M期百分比、细胞凋亡率分别为21．77±0．31%、13．79±0．50%;同样照射剂量下,60Co照射组H1299细胞G2/M期百分比仅为18．85±0．99%,细胞凋亡率仅为8．79±0．22%（P<0．05）。125I粒子CLDR照射明显上调Bax蛋白表达,同时下调Bcl-2蛋白表达。结论125I粒子CLDR内照射比60Coγ射线HDR外照射抑制H1299细胞增殖效应更明显。 Bcl-2/Bax蛋白比失衡在125I粒子CLDR照射抗肿瘤效应中可能发挥重要作用。     

低剂量率辐射生物效应的研究进展

辐射的剂量率能显著影响放射治疗的生物效应，降低剂量率就降低了生物效应。然而。当剂量率降低到一定阈值以下，DNA损伤不能激活细胞的探测器——共济失调毛细血管扩张症突变（ATM）基因以及ATM基因介导的损伤修复途径，因而出现细胞高的致死性，即“反剂量率效应”。在持续低剂量率照射下，主要有两条修复途径参与双链断裂（DSB）的修复，即非同源末端连接（NHEJ）修复和同源重组（HR）修复。这些修复系统在亚致死性损伤和产生剂量率效应中起重要作用。如果损伤得以完整和精确的修复，细胞的辐射敏感性就会发生改变；如果损伤不能被修复。则会诱导细胞凋亡。p53基因在低剂量率辐射引起的细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡过程中起关键作用。     

低剂量率辐射生物效应的研究进展

辐射的剂量率能显著影响放射治疗的生物效应,降低剂量率就降低了生物效应。然而,当剂量率降低到一定阈值以下,DNA损伤不能激活细胞的探测器——共济失调毛细血管扩张症突变(ATM)基因以及ATM基因介导的损伤修复途径,因而出现细胞高的致死性,即"反剂量率效应"。在持续低剂量率照射下,主要有两条修复途径参与双链断裂(DSB)的修复,即非同源末端连接(NHEJ)修复和同源重组(HR)修复。这些修复系统在亚致死性损伤和产生剂量率效应中起重要作用,如果损伤得以完整和精确的修复,细胞的辐射敏感性就会发生改变;如果损伤不能被修复,则会诱导细胞凋亡。p53基因在低剂量率辐射引起的细胞周期阻滞和诱导细胞凋亡过程中起关键作用。     

EGFR抗体对持续低剂量率照射CL187细胞的放射增敏研究

目的 探讨表皮生长因子受体(EGFR)抗体对放射性¹²⁵I粒子持续低剂量率照射大肠癌细胞CL187的增敏作用。方法 采用CL187大肠癌细胞系体外培养,实验分空白对照组、单纯抗体组、单纯照射组、照射加不同浓度抗体组。用克隆形成方法评价不同处理方式对CL187细胞的杀伤效应。应用流式细胞仪检测细胞凋亡和周期的改变。结果 EGFR与射线联合作用细胞存活分数较单纯照射组明显下降(P<0.05)。EGFR抗体浓度2、5、10 nmol/L时增敏比分别为1.34、1.59、2.08。持续低剂量率照射4 Gy后,抗体联合照射组凋亡率(39.86%±4.38%)高于单纯抗体组(12.49%±1.59%)和单纯照射凋亡率之和(21.57%±2.97%),差异有统计学意义(P<0.05)。细胞周期检测显示表皮生长因子抗体联合照射主要引起细胞的G₁期阻滞(84.51%±3.42%),持续低剂量率照射主要引起G₂/M期阻滞(46.41%±4.48%),两者联合作用时,G₁期(59.31%±5.34%)和G₂/M期(38.10%±2.57%)细胞比率增加,S期(2.59%±1.19%)细胞比率明显减少(P<0.05)。结论 表皮生长因子抗体对持续低剂量率照射具有明显的放射增敏作用,其增敏机制主要来自细胞周期的重分布和细胞凋亡的增加。     

超高剂量率照射后水分子的辐射化学效应研究

目的 对比分析超高剂量率(FLASH)照射和常规剂量率照射后水分子电离的辐射化学效应。方法 以超纯水为研究对象,分别实施常规照射和FLASH照射,采用电子顺磁共振法检测均相阶段的羟基自由基生成量,荧光探针法分析扩散期过氧化氢(H₂O₂)产量。构建脂质体常规照射和FLASH照射模型,分析水分子辐射化学效应诱发脂质过氧化情况。结果 照射可诱导水分子电离发生化学反应。其中,均相阶段,FLASH照射产生羟基自由基的水平与常规照射无明显差异(P>0.05)。扩散期,FLASH照射产生H₂O₂的水平明显低于常规照射(t=0.49~12.81,P<0.05)。构建脂质体模型证实,常规照射通过水分子辐射化学效应诱导脂质氧化应激较FLASH照射显著(t=0.31~11.73,P<0.05)。结论 FLASH照射后水分子的辐射化学效应明显弱于常规照射,这可能是FLASH效应的机制之一。     

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2.59 cGy/h时,分别给予1、2、4、6、8和10 Gy照射。⁶⁰Co照射作为对照组,吸收剂量率为2.21 Gy/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4 Gy照射后培养12、24、48和72 h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≥4 Gy时,细胞死亡率明显增高。在4 Gy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。     

125I粒子持续低剂量率照射对人食管癌细胞系KYSE150抑制作用及其机制研究

目的 研究¹²⁵I粒子持续低剂量率照射对人食管癌细胞系KYSE150的抑制作用及其机制。方法 根据不同照射方式,将KYSE150细胞分成空白对照组、高剂量率单次外照射组（SDR,1.052 Gy/min）、持续低剂量率照射组（¹²⁵I-CLDR,2.77 cGy/h）。克隆形成实验衡量KYSE150细胞对两种照射方式的敏感性,计算¹²⁵I-CLDR的相对生物学效应（RBE）。流式细胞仪分析不同照射方式对细胞凋亡和周期的影响。蛋白免疫印迹法检测不同照射方式下KYSE150细胞内γ-H2AX和Bax的蛋白表达量变化。结果 KYSE150细胞对¹²⁵I-CLDR的放射敏感性高于SDR,¹²⁵I-CLDR的相对生物学效应约为1.56;与SDR相比,¹²⁵I-CLDR能更显著地诱导KYSE150细胞的早期和晚期凋亡（t=4.07,11.08,P<0.05）,提高G₂/M期细胞比例（t=11.25,P<0.05）;¹²⁵I-CLDR组DNA损伤信号蛋白γ-H2AX和促凋亡蛋白Bax的表达水平显著升高。结论 与SDR相比,¹²⁵I-CLDR对人食管癌细胞KYSE150的抑制作用更为显著,其主要机制可能是电离辐射后肿瘤细胞克隆形成能力受损,DNA损伤严重,细胞凋亡增多,而G₂/M期细胞比例升高,细胞放射敏感性增强。     

不同低剂量率慢性γ射线照射对大鼠精子发生的影响

本研究用日剂量18.2,47.6和91.8mGy⁶⁰Co γ射线连续照射Wistar大鼠,共90天。观察剂量率和累积剂量对生精能力的损伤和恢复。结果表明: 受日剂量47.6mGy照射的大鼠,生精上皮可受到明显损伤,停照后3个月,恢复生精过程。在日剂量91.8mGy照射过程中,睾丸不断萎缩,精原细胞消失,精子也逐渐消失。停照后,生精过程未见恢复。结果提示,生精上皮对γ辐射是非常敏感的。     

电离辐射与免疫系统的生物学效应

电离辐射广泛存在于人们的生活环境中,因其类型和剂量不同,可诱发机体产生一系列生物学效应。本文从现代免疫学角度阐述辐射的生物学效应,以期为辐射危害的评价、防护和救治提供免疫学的理论依据。     

Evaluation of continuous low dose rate versus acute single high dose rate radiation combined with oncolytic viral therapy for prostate cancer

Purpose:?Conditionally Replicative Adenovirus (CRAd) has been previously demonstrated to augment the activity of radiation, resulting in synergy of cell kill. However, previous models combining radiation with CRAd have not focused on the methods of radiation delivery.

Materials and methods:?We model the combination of a novel prostate-specific CRAd, Ad5 PSE/PBN E1A-AR (Ad5: adenovirus 5; PSE: prostate-specific enhancer; PBN: rat probasin promoter; E1A: early region 1A; AR: androgen receptor), with radiation delivered both acutely and continuously, in an effort to better mimic the potential clinical modes of prostate cancer radiotherapy.

Results:?We demonstrate that pre-treatment of cells with acute single high dose rate (HDR) radiation 24 hours prior to viral infection results in significantly enhanced viral replication and virus-mediated cell death. In addition, this combination causes increased level of γ-H2AX (Phosphorylated histone protein H2AX on serine 139), a marker of double-stranded DNA damage and an indirect measure of nuclear fragmentation. In contrast, continuous low dose rate (LDR) radiation immediately following infection of the same CRAd results in no enhancement of viral replication, and only additive effects in virus-mediated cell death.

Conclusions:?These data provide the first direct assessment of the real-time impact of radiation on viral replication and the first comparison of the effect of radiation delivery on the efficacy of CRAd virotherapy. Our data demonstrate substantial differences in CRAd efficacy based on the mode of radiation delivery.     

Interfractional fluctuation of rectal dose in high dose rate brachytherapy for prostate cancer

Purpose The aim of the study was to explore the cause of the difference in the maximal rectal dose between the first and second high dose rate (HDR) brachytherapy applications by comparing the thickness of the anterior rectal wall. Materials and methods The rectal dose and the thickness of the anterior rectal wall were analyzed in 26 patients with prostate cancer. After undergoing external beam radiation treatment with a total isocenter dose of 50 Gy, they were treated with HDR brachytherapy of 7.5 Gy/fraction, two fractions daily. The interval between the first HDR brachytherapy session and the second was 5 h. The rectal doses were directly surveyed during irradiation of the HDR brachytherapy. Thickening of the anterior rectal wall was measured at the same level by axial computed tomography scans obtained before the first and second HDR brachytherapy applications. Results The maximal surveyed rectal doses during the first and second HDR brachytherapy applications were 188 ± 51 cGy and 220 ± 35 cGy, respectively (P < 0.01). The fluctuation ratio exceeded 1 in each case. The thickness of the anterior rectal wall before the first and second HDR brachytherapy applications was 18.78 ± 4.34 mm and 14.95 ± 4.09 mm (P < 0.01), respectively. The fluctuation difference exceeded 0 in each case. Conclusion The different rectal dose is attributable to thinning of the anterior rectal wall. The total rectal dose is within the range of doses at risk of exerting a toxic effect on the rectum.     

经直肠和经会阴活检对前列腺癌诊断价值的Meta分析

 目的 系统性比较了经直肠(transrectal, TR)和经会阴(transperineal, TP)前列腺活检对于前列腺癌的诊断价值。方法 通过检索Pubmed、Embase、Web of science、知网和百度学术等数据库,筛选出直到2018-10的可用研究,并对纳入本研究的5篇文献进行Meta分析,计算95%的置信区间内合并的比值比,用来评估TR和TP在前列腺癌检出率方面的差异。本文共纳入了1561例患者,随机分为TR和TP组。结果 Meta分析显示,接受TP前列腺活检的患者与TR组比较,前列腺癌检出率没有显著改善 (OR=1.09, 95% CI 0.95~1.25)。对于血清前列腺特异性抗原(PSA)水平,两组之间也没有统计学差异 (OR=-0.13, 95% CI -0.71~0.45)。对于前列腺体积,两组之间存在统计学差异(OR=-3.28, 95% CI -6.40~-0.6)。结论 meta分析显示TR和经TP活检对前列腺癌的检出率没有统计学差异。     

Wash-in rate on the basis of dynamic contrast-enhanced MRI: usefulness for prostate cancer detection and localization

PURPOSE: To evaluate the usefulness of the wash-in rate based on dynamic contrast-enhanced (DCE) MRI for the detection and localization of prostate cancer. MATERIALS AND METHODS: In 53 patients, the wash-in rate was measured in the cancer area and in three normal areas (the peripheral zone, inner portion of the transitional zone, and outer portion of the transitional zone). On the basis of these data, parametric imaging was generated and then its accuracy for cancer detection and location was evaluated compared to that of T2-weighted imaging without the use of an endorectal coil. For that purpose the entire prostate was divided into 18 segments. RESULTS: The wash-in rate value was greater in cancer tissue (9.2/second) than in three normal tissues (3.3/second, 6.7/second, and 3.2/second, respectively; P<0.001). The sensitivity and specificity were greater on parametric imaging of the wash-in rate compared to T2-weighted imaging in the entire prostate (96% and 82% vs. 65% and 60%, respectively) and the peripheral zone (96% and 97% vs. 75% and 53%; P<0.05). In the transitional zone, the sensitivity was greater on parametric imaging (96%) than on T2-weighted imaging (45%; P=0.016), but the specificity was similar (51% vs. 73%; P=0.102). CONCLUSION: The wash-in rate based on DCE-MRI is a useful parameter for prostate cancer detection and localization.     

转运常数在前列腺癌内分泌治疗后疗效评价中作用的初步研究

目的 对容量转运常数(Ktrans)和速率常数(kep)在前列腺癌内分泌治疗后疗效评价中的作用进行初步研究.方法 42例前列腺癌患者在内分泌治疗前后均在3.0T磁共振机上进行前列腺动态增强扫描.所得图像经过软件处理后,对前列腺癌在内分泌治疗前后的时间-信号强度曲线(TIC)类型及Ktrans值、kep值进行对比分析.结果 治疗前,前列腺癌区的TIC类型为:Ⅰ型,无;Ⅱ型,9例(21.43％);Ⅲ型,33例(78.57％).治疗后TIC类型为:Ⅰ型,36例(85.71％);Ⅱ型,6例(14.29％);Ⅲ型,无.内分泌治疗后,有27个癌区的TIC类型从Ⅲ型转为Ⅰ型,转为Ⅱ型6例,所有Ⅱ型曲线均转为Ⅰ型.内分泌治疗前癌区的Ktrans值和kp值分别为(90.81±33.52)×10-3min-1和(169.20±57.35)×10-3 min-1,治疗后两者下降为(31.28±14.13)×10-3 min-1和(54.83±20.81)×10-3 min-1.治疗前后有统计学差异(t=17.03和11.22,P＜0.01).结论 磁共振动态增强扫描(DCE-MRI)有助于评价前列腺癌内分泌治疗的效果,Ktrans值和kep值可用于定量评价治疗后肿瘤血管的改变.