輻射可殺滅癌症,然而,過多接觸輻射會損傷健康組織。
專題:Science系列
如今,一個新的數學公式可比舊的方法更為精確地計算給癌症病人的輻射劑量,並能夠幫助臨床醫生提高放療的品質。 在所有的癌症病患中,有超過一半的人會接受放射治療,即應用高能X射線使腫瘤縮小,並中止癌細胞的生長。 如今的放射療法是一種精確而且強有力的工具,它能夠照射到小範圍之上,同時又可將周邊細胞的附帶損傷降至最低。 像其它藥物一樣,側度一個病人所需要的放射劑量以及一個病人需要接受多少次的治療是非常重要的。 由於放射線是高度聚焦的,因此如今的病人所接受的是較大的放射劑量,而不是像過去那樣的長系列低劑量治療。 在過去的幾十年中,醫生們所依賴的是同一個線形二次方程來計算放射劑量,但新的技術已經使得這一標準公式變得不適用了。
一般而言,科學家們相信,人類細胞的DNA是放射療法的標靶,而放射線會引起2種類型的DNA損傷:致死性損傷及亞致死性損傷。 致死性的損傷會造成細胞的即刻死亡,它與亞致死性損傷不同,因為亞致死性損傷只引起細胞的損傷,它會有兩種後果:如果沒有發生進一步損傷的話,亞致死性損傷可被修復;但如果遭到更多的輻射時,它會變成致死性損傷。 Jian Wang及其同僚發現,舊的公式沒有考慮到這樣的事實,即在高劑量輻射的時候,DNA所遭受的亞致死性損傷較少,而致死性損傷則較多。 如此所導致的計算錯誤會隨著輻射劑量的增大而增加,造成某一特定的輻射劑量的功效被高估,並可能造成對患者的治療不足。 現在,研究人員計算出一個新的公式,它在低劑量和高劑量時都適用,並能精確地計算細胞亞致死性損傷的劑量。 取自過去研究的實驗(這些試驗測試了在不同的放射劑量時,在實驗室和動物體內的細胞生長)證實,新的公式在整個的劑量範圍內皆能精確地預測放射療法的殺滅效應。(生物谷Bioon.net)
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生物谷推薦原文出處:
Sci Transl Med DOI: 10.1126/scitranslmed.3000864
A Generalized Linear-Quadratic Model for Radiosurgery, Stereotactic Body Radiation Therapy, and High–Dose Rate Brachytherapy
Jian Z. Wang1,*, Zhibin Huang1, Simon S. Lo1, William T. C. Yuh2 and Nina A. Mayr1,?
推薦會議:
第一屆國際醫學影像和放射學新進展暨學術論著發表策略研討會
2011 Medical Imaging and Radiological Innovations Conference
會議時間:2011年3月25日--3月27日
會議地點:上海醫學院路復旦醫學院明道樓
Conventional radiation therapy for cancer usually consists of multiple treatments (called fractions) with low doses of radiation. These dose schemes are planned with the guidance of the linear-quadratic (LQ) model, which has been the most prevalent model for designing dose schemes in radiation therapy. The high-dose fractions used in newer advanced radiosurgery, stereotactic radiation therapy, and high–dose rate brachytherapy techniques, however, cannot be accurately calculated with the traditional LQ model. To address this problem, we developed a generalized LQ (gLQ) model that encompasses the entire range of possible dose delivery patterns and derived formulas for special radiotherapy schemes. We show that the gLQ model can naturally derive the traditional LQ model for low-dose and low–dose rate irradiation and the target model for high-dose irradiation as two special cases of gLQ. LQ and gLQ models were compared with published data obtained in vitro from Chinese hamster ovary cells across a wide dose range [0 to ~11.5 gray (Gy)] and from animals with dose fractions up to 13.5 Gy. The gLQ model provided consistent interpretation across the full dose range, whereas the LQ model generated parameters that depended on dose range, fitted only data with doses of 3.25 Gy or less, and failed to predict high-dose responses. Therefore, the gLQ model is useful for analyzing experimental radiation response data across wide dose ranges and translating common low-dose clinical experience into high-dose radiotherapy schemes for advanced radiation treatments.