2019年 · 第39卷第08期

With the development of modern computing technology and medical physics, radiotherapy has made great progress. The theoretical basis of radiobiology seems to lag behind the clinical application of radiotherapy, which hampers the further improvement of treatment efficacy and the optimization of treatment modality. In this paper, some emerging challenges of precision radiotherapy technology to the traditional theory of radiobiology, such as radiosensitivity, dose-response curve and survival curve, linear-quadratic model, 4Rs theory, as well as the interaction between cancer and microenvironment, radiation-induced second primary cancers (RISPC), will be discussed. The interplay between precision radiotherapy and traditional radiobiology theories will be addressed with the aim to potentially solve some of the challenging problems.

It has been realized that the 4Rs (repair, repopulation, redistribution, and reoxygenation) would affect the result of cell irradiation, and thus radiation treatment. The 4Rs each occurs at different dose rates, usually very low dose rates. Depending on the dose rate used for treatment, the corresponding R should be included in the linear－quadratic equation (LQ) and biological effective dose (BED) calculation. For low dose rate brachytherapy(LDR) especially permanent implant, all the 4Rs should be included in LQ for BED calculation. The 4Rs, especially repair and repopulation, play a critical role in dose fractionation. Various dose fractionation schemes such as hyperfractionation and hypofractionation are determined in consideration of the 4Rs. Stereotactic radiation therapy uses hypofractionation with high fractional doses and combine with high accuracy target localization techniques to achieve high local control rates compared to conventional dose fractionation schemes. The 4Rs have been taken into account for LDR and permanent implant. Recently, LQ for permanent implant brachytherapy has been modified to include all the 4Rs for gynecological malignancy 131Cs permanent implants. Including the 4Rs in radiation therapy has significantly improved the effectiveness and efficiency of radiation therapy for cancer treatment.

Exposure to low-dose radiation (LDR, mostly less than 100 mGy) may reduce the vulnerability of exposed tissues to subsequent high-dose radiation (HDR)-induced damage, a phenomenon known as adaptive responses, which occurs via mechanisms including anti-inflammation and anti-oxidation. Alzheimer′s disease (AD) is a type of dementia that causes problems with memory, thinking, and behavior. Using the available literature, this review will examine whether there is any effect of LDR on AD. The available evidence shows that although LDR can alter the expression of some genes related to AD such as Apbb1, Lrp1, and Il1α，these alterations do not cause AD-like syndromes in animals, suggesting that LDR may also simultaneously upregulate several protective mechanisms that prevent the eventual development of AD. Furthermore, LDR seems capable of improving the symptoms of AD, as evidenced by the experience of an 81-year-old female AD patient. This patient was diagnosed with AD more than 10 years ago and gradually progressed to advanced AD in 2015, despite routine treatment. The patient then received about 12 computed tomography scans (about 40 mGy each) up until Nov. 2017, which significantly improved her quality of life and reduced several AD symptoms. The improvement in this patient′s medical condition led to a few recent clinical trials investigating the effects of LDR on AD. To date, there is no efficient therapy available for AD, thus whether exposure to LDR at 100 mGy can provide a preventive or therapeutic effect for AD is an important issue. If LDR is a potential treatment for AD, as suggested by this reported case, this non-invasive approach would also bear the merit that it would be unlikely to cause a significant radiation health risk, as the LDR could be delivered locally to the head without any impact on other organs.

近距离治疗是将放射性同位素植入或置于肿瘤周边的一种技术。中心高剂量及随着距离的增加剂量迅速衰减是其最大的特点。近距离治疗主要包括低剂量率、高剂量率和脉冲剂量率3种。近距离治疗的最大优势是保证肿瘤组织充足剂量的基础上降低周围正常组织的放射性损伤。临床近距离治疗技术的进步与其放射生物学特点联系紧密。临床近距离治疗放射生物学的基本概念主要包括剂量率效应、放射性损伤的修复、再氧合、细胞周期的再分布及再群体化。探索近距离治疗放射生物学与临床近距离治疗效果的关系，利用近距离治疗的放射生物学特点，指导临床上近距离治疗的具体应用需要大量转化医学的工作。最终的目的是增加肿瘤局部控制率、降低不良反应及提高患者最终的生存期。

放射治疗与免疫检查点抑制剂(immune-checkpoint inhibitors, ICI)在抗肿瘤方面具有协同作用，这种作用涉及与免疫系统间的复杂效应机制，并可能改善肿瘤患者的临床结果。然而，放疗联合ICI协同调节免疫应答的同时也可能引发治疗相关不良反应。鉴于联合治疗的临床研究与实践日益增加，需要关注放疗和ICI联合研究中不良反应事件的发生风险，进而评估联合治疗的安全性。

远处转移是癌症治疗的主要障碍之一。鞘氨醇-1-磷酸受体-1(sphingosine-1-phosphate receptor 1，S1PR1)在恶性肿瘤中过度表达，通过激活下游信号通路增强细胞侵袭和迁移活性、调控上皮间质转化(EMT)以及诱导淋巴管与血管生成，最终导致肿瘤转移的发生。S1PR1与获得性放射抗性的产生也有密切关联。本文就S1PR1及其在肿瘤转移和放疗抵抗中的作用进行综述。

目的 从动物模型层面探讨扩散峰度成像(DKI)在预测食管癌放疗敏感性方面的应用价值。 方法 建立人食管癌Eca-109裸鼠移植瘤模型，实验组给予单次剂量15 Gy(6 MV X射线)照射，对照组不接受任何处理。比较两组移植瘤体积及表观弥散系数(ADC)、平均扩散峰度(MK)、平均扩散系数(MD)的变化情况，观察实验组与对照组在相应时间点的细胞密度和坏死比例。 结果 实验组裸鼠移植瘤在照射后明显出现了生长延迟现象，从照后第7天开始实验组移植瘤体积明显小于对照组(t＝3.206～6.149, P<0.05)。照后第3天开始实验组ADC值及MD值明显高于对照组，MK值明显低于对照组(tADC＝－11.018～－2.049, tMD＝－6.609～－2.052, tMK＝2.492～9.323, P<0.05)。照后第3天开始对照组细胞密度高于实验组，实验组的坏死比例高于对照组(t密度＝ －8.387～－2.239, t坏死比例＝2.980～17.430, P<0.05)。 结论 单次大剂量照射可以抑制荷瘤裸鼠肿瘤生长，ADC、MK、MD值均可以先于肿瘤形态学变化而发生改变，移植瘤细胞密度及坏死比例的变化与ADC、MK、MD值的变化基本吻合。DKI具有早期预测食管癌放疗敏感性的价值。

目的 探讨调强放疗时代，肛管鳞癌同步放化疗的疗效及影响因素。 方法 收集本院2011年以来接受根治性放疗的肛管鳞癌患者19例，回顾性分析该组患者的生存情况及其影响因素。 结果 中位随访时间31个月，3年无局部复发生存和总生存分别为88.1%和91.7%。放化疗期间3级不良反应主要表现为白细胞减低(15.8%)、血小板减低(10.5%)、腹泻(15.8%)、皮肤反应(31.6%)。与历史数据对比，容积旋转调强放疗在肛管鳞癌的治疗中疗效和不良反应方面优于常规放疗。单因素分析显示，对比含5-FU的同步化疗方案，应用含卡培他滨的同步化疗可能是控制肿瘤进展的有利因素(P<0.05)。 结论 调强技术放疗治疗肛管鳞癌在疗效和正常组织保护方面可能更有优势，同步化疗采用含卡培他滨的双药方案可能是降低肿瘤进展的有利因素。

目的 基于Halcyon加速器的乳腺癌固定野调强放射治疗(IMRT)计划质量和执行效率的研究。 方法 回顾分析基于Trilogy平台治疗完成的10例左侧乳腺癌IMRT计划，将靶区和危及器官导入Eclipse 15.1版本计划系统，重新设计基于Halcyon治疗平台的IMRT计划，比较两种计划靶区和危及器官受量、机器跳数、子野面积和执行时间差异。 结果 Halcyon左侧乳腺癌IMRT计划能够满足临床要求，靶区各剂量指标与Trilogy计划差异无统计学意义(P>0.05)。Halcyon计划中左肺的V10、V20、Dmean均低于Trilogy计划(Z＝－2.22～－1.78, P<0.05)，Halcyon计划心脏的V5为(27.80±7.66)%高于Trilogy计划的(23.18±8.19)%(Z＝－0.71, P<0.05)，Dmean为(7.03±1.80)Gy低于Trilogy计划的(7.11±2.40) Gy,但差异无统计学意义(P>0.05)。Halcyon计划的机器跳数为1 770.5±383.9，Trilogy计划的机器跳数为1 526.2±227.7,差异有统计学意义(Z＝－1.44, P<0.05)。Halcyon计划执行时间为(3.01±0.28)min, Trilogy计划执行时间为(12.38±1.49)min,差异有统计学意义(Z＝－3.42, P<0.05)。 结论 Halcyon加速器左侧乳腺癌IMRT在保证计划质量降低危及器官剂量的同时显著缩短了治疗时间。

2011年3月11日，地震和海啸袭击日本东北部，造成福岛第一核电站发生大量放射性物质释放到环境中的严重事故。本文对后福岛时期的环境监测方式、环境数据(环境γ剂量率、环境样品)及食品、野生动植物等监测结果进行总结分析，并归纳综述近年来福岛地区环境及灾民健康情况。通过总结福岛第一核电站事故经验，结合我国国情进行了讨论分析。

目的 研究光子外照射事故下人体的剂量重建方法，并在局部剂量分布层面上验证方法的准确性。 方法 基于开源蒙特卡罗代码Geant4，使用国际辐射防护委员会(ICRP)103号建议书推荐的人体体素模型，研究外照射事故照射条件下的剂量重建方法，实现全身平均吸收剂量、器官吸收剂量和局部剂量分布的评价。为了对建立的方法进行验证，使用组织等效的物理仿真模型ART；通过CT扫描，建立起其分辨率为1.57 mm×1.57 mm×10.00 mm的体素模型；在标准辐射场下进行一系列热释光剂量计(TLD)照射实验，比较实验和剂量重建模拟的结果。 结果 实验测量值的综合相对不确定度为10.9%，剂量重建模拟值的综合相对不确定度在非组织交界面处为7.10%，在组织交界面处为16.6%。对451个测量点位进行统计分析，模拟值除以测量值的均值为0.972，标准差为0.083 8，在0.95～1.05，0.90～1.10和0.80～1.20范围内的比例分别为49.2%，79.4%和96.4%。 结论 基于人体体素模型的蒙特卡罗剂量重建方法无论在全身或器官层面，还是在局部剂量分布层面都满足实际使用的精度要求，可作为外照射事故下对受照者进行剂量评估的有力工具，为诊断和救治提供支持。

目的 对99Tcm-亚甲基二膦酸盐(MDP)单光子发射计算机断层成像术(SPECT)骨显像患者周围辐射水平及其影响因素进行研究，为保证周围人员辐射安全提供实验依据。 方法 对367例中国医学科学院肿瘤医院全身骨显像的患者进行测量，测量其不同时间及不同距离处的周围剂量当量率，分析周围剂量当量率随时间及距离的变化规律，估算周围不同距离处的剂量水平，评估周围人员的辐射剂量。 结果 患者周围剂量当量率随时间指数衰减，患者体内99Tcm有效半衰期随时间增加；周围剂量当量率距患者4 m内随距离的变化呈幂函数，平均幂值为－1.45。从患者注射99Tcm药物至患者体内99Tcm基本消失，在距患者0.5、1.0和1.5 m处的周围辐射剂量水平分别为238.3、99.7和61.8 μSv；在注射后不同的时间点(0、3和6 h)，与患者距0.5 m滞留10 min，辐射剂量分别为9.9、3.0和1.9 μSv。 结论 骨显像患者周围剂量当量率随时间和距离快速降低。骨显像患者会对周围人员造成一定的照射，但是剂量水平远低于国家标准的规定。建议患者进行骨显像的当天尽量不要进行和医护人员长时间近距离接触的其他诊疗。

目的 利用蒙特卡罗程序模拟点扫描质子束治疗机头，建立精准的质子束流蒙特卡罗模拟计算模型。 方法 利用蒙特卡罗程序FLUKA，结合上海市质子重离子医院治疗机头几何结构，建立点扫描质子束治疗机头的蒙特卡罗模型。通过对不同能量下水中积分深度剂量分布，等中心点处空气中束斑大小的测量和模拟，建立精准的模拟模型。利用该模型模拟质子束扩展布拉格峰，并与对应治疗计划系统(treatment planning system, TPS)计算结果进行比较分析。 结果 对于射程末端90%积分深度剂量值，各能量下模拟和测量的偏差均不高于0.5 mm。而对于80%至20%末端跌落，各能量质子的模拟和测量的偏差在0.1 mm以内。质子束流束斑大小的模拟与测量结果偏差最大为0.45 mm。对扩展布拉格峰的剂量验证的模拟与TPS计算结果进行对比，γ分析通过率高于90%(2 mm，2%标准)。 结论 利用蒙特卡罗程序FLUKA可以建立点扫描质子治疗机头模型，该模型满足临床要求，可以精确地模拟点扫描质子束的输运。该模型通过测量验证，可以作为剂量验证工具，评估临床治疗计划，能够减少剂量验证所需的束流时间，从而增加患者治疗数量。