放疗的生物学评估和优化

随着计划优化和实施技术的完善、临床经验的积累,调强放疗应用越来越多.其生物学评估和优化方法也取得了一些进展,笔者通过系统回顾常用的放射生物学模型来探讨放疗的生物学评估和优化问题,并对涉及调强放疗的内容做了专门的阐述.     

利用独立准直器开展调强放疗算法研究

研究利用独立准直器调整射野强度分布。设计了两种递推的办法来计算射野处序列,采用模拟退火算法优化射野片的照射顺序。并以在Ｖａｒｉａｎ ６００Ｃ轲速器上实施三个临床调强射野为例,估计ＩＣ调强放疗的照射时间。照射时间一般在５至１０ｍｉｎ。它近似与机器剂量率成反比,并受调强算法,矩阵元素大小以及强度分级数的影响。     

黑色浅灰链霉菌次级代谢产物杀螺活性及其作用机制初步研究

目的　评价放线菌黑色浅灰链霉菌（Streptomyces nigrogriseolus XD 2⁃7）代谢产物储存稳定性及其分离纯化产物实验室杀螺活性,并初步探讨其杀螺作用机制。方法　制备黑色浅灰链霉菌发酵上清液,将其于-20 ℃、4 ℃和28 ℃无光照条件下放置10 d后,测定其72 h浸杀灭螺效果;将发酵上清液置于100 ℃水浴中煮沸30 min后恢复至室温,测定其72 h浸杀灭螺效果;用浓盐酸和氢氧化钠调节发酵上清液pH值为4.0、6.0和9.0,室温下静置12 h,再调节发酵上清液pH至7.0,测定其72 h浸杀灭螺效果。用大孔树脂、硅胶和十八烷基硅烷键合硅胶依次对黑色浅灰链霉菌发酵产物进行4次分离纯化,将最终分离纯化产物配置成10.00、5.00、2.50、1.25 mg/L和0.63 mg/L浓度药液,测定其72 h浸杀灭螺效果。各实验设立空白对照组以脱氯水处理,阳性对照组以0.10 mg/L氯硝柳胺处理。采用高效液相色谱法测定经纯化代谢产物浸泡后钉螺软体组织中三磷酸腺苷（adenosine triphosphate, ATP）和二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP）含量。结果　黑色浅灰链霉菌发酵上清液在-20 ℃、4 ℃和28 ℃无光照条件下放置10 d后,原液及稀释10、50倍药液浸杀钉螺72 h,钉螺死亡率均为100.00%（30/30）;经100 ℃煮沸30 min后,原液及稀释10、50倍药液浸杀钉螺72 h,钉螺死亡率均为100.00%（30/30）。发酵上清液在pH值为4.0、6.0条件下存储12 h后浸杀钉螺72 h,钉螺死亡率均为100.00%（30/30）;在pH值为9.0条件下存储12 h后浸杀钉螺72 h,钉螺死亡率为33.33% (10/30,[χ2] = 30.000,P < 0.05)。发酵上清液最终分离纯化产物100.00%（30/30）杀死钉螺所需最低浓度为1.25 mg/L。以0.10 mg/L和1.00 mg/L浓度最终分离纯化产物处理钉螺后,钉螺软体组织中ATP水平较对照组显著降低（F = 7.274,P < 0.05）,ADP水平与对照组差异无统计学意义（F = 2.485,P > 0.05）。结论　黑色浅灰链霉菌代谢产物中杀螺活性成分可在-20 ℃、4 ℃和28 ℃条件下稳定储存10 d,且耐热、耐酸而不耐碱,其杀螺机制可能是使钉螺能量代谢发生紊乱而死亡。     

血吸虫对吡喹酮抗药性的研究Ⅱ曼氏血吸虫吡喹酮敏感株与抗性株虫卵和毛蚴对吡喹酮的反应性

目的　比较曼氏血吸虫吡喹酮敏感株与抗性株虫卵和毛蚴对吡喹酮的反应性 ,旨在运用敏感株与抗性株反应性间的差异 ,建立简单快速吡喹酮敏感性检测方法。方法　将各株虫卵分别孵育于 5× 10 -6、10 -6、5× 10 -7mol/ L和 10 -7mol/ L吡喹酮溶液中 2 4h,后移至清水孵化 ,比较虫卵的孵化率。将各株毛蚴分别暴露于 10 -3 、10 -4 、10 -5、5× 10 -6、10 -6、5× 10 -7mol/ L和 10 -7mol/ L吡喹酮溶液中 ,0、1、5 min后观察比较毛蚴的运动及形态学变化。结果　经 10 -6mol/ L 和 5× 10 -7mol/L吡喹酮孵育 2 4h后 ,敏感株血吸虫虫卵的孵化率分别为 4.2 %和 3 0 .7% ,抗性株分别为 2 4.2 %和61.2 %。当毛蚴暴露于 5× 10 -6mol/ L吡喹酮中 ,敏感株 10 0 %毛蚴体中部立刻收缩变形 ,而抗性株仅见 13 .4%毛蚴变形 ;当暴露于 10 -6mol/ L 吡喹酮 0、1、5 min后 ,敏感株毛蚴的变形率分别为3 5 .5 %、63 .9%、91.2 % ;抗性株分别为 0、7.6%、14 .3 %。结论　曼氏血吸虫吡喹酮抗性株和敏感株虫卵与毛蚴阶段对吡喹酮的体外反应性的差异均非常显著。提示 ,将毛蚴移入 10 -6mol/ L吡喹酮溶液中 1min,镜下观察其变形率 ,作为曼氏血吸虫对吡喹酮敏感性的检测方法 ,可用于现场判断病人化疗失败的原因是否是由于吡喹酮抗性     

日本血吸虫尾蚴成虫及虫卵的早期诊断组分抗原分析

目的寻找具有血吸虫病早期诊断价值的组分抗原.方法以感染后不同时间的兔血清,用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和免疫印迹试验（Western blotting）方法,对日本血吸虫尾蚴、成虫和虫卵中的可溶性抗原的成分进行免疫分析.结果可溶性尾蚴抗原（SCA）94、48、41、40 kDa和38 kDa组分抗原最早出现免疫印迹反应,能被感染后2周兔血清所识别,可被感染后3周兔血清识别的SCA 71、23 kDa组分抗原反应最强.可溶性成虫抗原（AWA）最早出现反应的组分抗原是71、58 kDa,能被感染后3周兔血清所识别.可溶性虫卵抗原（SEA）最早出现反应的组分抗原是270、151、73、69、50 kDa和24 kDa,能被感染后4周兔血清所识别.结论 SCA 94、71、48、41、40、38、23 kDa,AWA 71、58 kDa和SEA 270、151、73、69、50、24 kDa能被急性感染兔血清所识别,是具有潜在早期诊断价值的组分抗原.     

TomoDirect技术在全脑全脊髓放疗中的应用

目的 为全脑全脊髓放疗建立新的TomoDirect技术(TD)布野方案,并评价剂量学参数。方法 对本院收治的7例全脑全脊髓放疗患者进行回顾性研究,在Tomo计划系统分别设计5野TD、3野TD和螺旋断层治疗(helical tomotherapy, HT)计划,比较3种计划的靶区适形指数(CI)、均匀性指数(HI)、危及器官受量、治疗时间和机器跳数(MU)。结果 除3野TD计划外其余两者均能获得较好的靶区适形度和均匀性。其中5野TD计划靶区受量明显优于3野TD计划,但略逊于HT计划;危及器官受量则各有优势。5野TD、3野TD和HT计划的靶区平均CI分别为0.79、0.57和0.88;靶区HI分别为1.06、1.16和1.05;双肺V₂₀分别为1.99%、3.30%和2.16%;心脏平均剂量分别为6.17、12.38和10.72 Gy;肝脏平均剂量分别为5.21、5.14和4.62 Gy;左侧肾脏平均剂量分别为4.30、1.99和5.03 Gy;右侧肾脏平均剂量分别为4.42、2.09和4.91 Gy。靶区以外的正常组织V₅分别为46.80%、28.06%和55.54%。5野TD计划的治疗时间最短,5野TD、3野TD及HT计划的平均治疗时间分别为677、721和907 s,MU数分别是8 773、9 657和12 581。结论 5野的TD技术应用于全脑全脊髓放疗具有一定优势,适用于难以坚持长时间治疗,且希望减少低剂量范围的患者。     

血吸虫对吡喹酮抗药性的研究XIIV湖沼型流行区日本血吸虫对吡喹酮的敏感性评价

目的比较中国大陆湖沼型流行区日本血吸虫不同分离株对吡喹酮的敏感性,为建立吡喹酮敏感性检测/监测技术提供实验依据。方法从湖南、湖北、江西、安徽和江苏5省湖沼型血吸虫病流行区现场采集感染性钉螺,分离尾蚴,以40条各虫株尾蚴感染小鼠,感染35 d后分为6组,5个用药组分别一次灌服37.5、75、150、300 mg/kg和600 mg/kg吡喹酮,对照组小鼠灌服2.5%Cremophor EL溶液。所有小鼠于感染后50 d解剖,收集小鼠体内成虫,统计虫负荷和减虫率,计算并比较不同分离株血吸虫的吡喹酮半数有效剂量(ED50值)。结果37.5、75、150、300 mg/kg和600 mg/kg吡喹酮一次灌胃给药后,各组小鼠减虫率分别为10.37%～19.81%、23.22%～33.09%、39.25%～49.61%、62.87%～74.44%和91.26%～98.09%。经不同剂量吡喹酮给药后,各组小鼠减虫率差异无统计学意义(P>0.05)。7株日本血吸虫不同分离株的吡喹酮ED50值为134.1～186.7 mg/kg,但各分离株的吡喹酮ED50值差异无统计学意义(P>0.05)。结论中国大陆湖沼型流行区日本血吸虫不同分离株对吡喹酮的敏感性差异无显著性。血吸虫吡喹酮ED50值作为定量指标,能够客观反映血吸虫种群对吡喹酮的敏感性。     

杀螺剂室内筛选实验方法标准化的研究Ⅰ.药液体积对杀螺效果的影响

目的 了解杀螺剂的不同药液体积对杀螺效果的影响。方法 实验室25℃浸泡杀螺。结果 每只钉螺用药液体积分别为0．5、1．0、2．0、3．3、10．0和20．0ml浸杀时，24h的LC50值分别为0．2242、0．1768、0．1064、0．0788、0．0788和0．0654mg/L，随药液体积增加杀螺效果增加，但增加至3.3ml/只后杀螺效果基本一致；48h的LC50值分别为0．0670、0．01167、0．0754、0．0640、0．0611和0．0367mg/L,1.0ml／只以上药液体积杀螺效果与24h组杀螺效果基本一致，但0．5ml/只组杀螺效果反而高于较大药液体积组。结论 实验室浸泡每只钉螺的杀螺药液体积宜大于3.3ml。     

多层放射性铬胶片剂量验证系统的研制

目的：采用放射性铬胶片（RCF）快速准确地验证调强放射治疗（IMRT）形成的复杂剂量分布,研制多层RCF剂量验证系统。方法：以RCF为载体,利用测量模体、RCF、胶片扫描仪及验证软件的剂量验证系统实施测量及分析;模体模拟人体外形,包含多种专用模块,软件包含二维、三维无标记点配准及验证分析功能。结果：模体凸凹槽结构结合软件无标记点自动定位功能,可快速完成胶片的固定及其与计划数据的配准以及RCF的免冲洗自动显影,减少了调强放射治疗测量和分析的不确定因素,减少物理师工作量。患者调强验证以剂量偏差3%和3 mm距离偏差为控制标准,6个临床病例的伽马分析通过率均＞90%。结论：多层RCF剂量验证系统是调强适形放射治疗剂量验证和常规质量保证的多用途工具,具有方便、准确、真实、海量信息及多用途等特点,可用于对直线加速器、伽玛刀、射波刀、后装机及粒子植入等放射治疗设备质量验证和调强治疗患者剂量的二维、三维验证。     

基于人工神经网络模型的鼻咽癌VMAT计划质量控制方法

目的训练放疗计划个体化三维剂量预测模型,并使用该模型建立计划质量控制方法。方法回顾性分析99例已临床实施的早期鼻咽癌同步加量容积旋转调强放疗(VMAT)计划,提取7个几何特征,包括各危及器官(OARs)到PTV、加量靶区和外轮廓的最小距离,及4个坐标位置关系特征。训练(89例)并验证(10例)基于人工神经网络(ANN)的三维剂量分布预测模型;然后基于该预测模型建立放疗计划质量控制方法。以各危及器官剂量学参数D2%、D25%、D50%、D75%和平均剂量(MD)为质量控制指标,通过标准为人工计划和预测剂量差别≤10%。采用由低年资物理师设计的10例计划,对该质量控制方法进行测试。结果18个头颈部OARs的主要剂量学指标,预测剂量与专家计划结果差异无统计学意义。剂量预测结果与专家计划相比,D2%、D25%、D50%、D75%和平均剂量(MD)的差别均控制在1.2 Gy以内。由低年资物理师设计的10例计划均达到常规临床剂量限值的要求,而利用建立的质量控制方法检出1例计划的脊髓、脊髓危及器官的计划体积(PRV)、脑干和脑干PRV剂量限制有待改善。根据模型预测值重新优化计划后,脊髓和脑干D2%分别降低了8.4和5.8 Gy。结论提出了一种简单易行的放疗计划质量控制方法,能克服统一性剂量限值未考虑患者特异性的缺陷,可提高个体化计划质量和稳定性。