QRCode

靶與生存曲線

陳正興
1984年
保健物理辭典

名詞解釋:  在微生物學的範疇,生物數據是取自實驗室裏培養的細胞。由輻射生物學取得的生物數據,可證實細胞內確有靶的存在。   輻射生物實驗,常以生存分數代表一羣細胞經照射後活性的變化。活性是指細胞仍具正常功能,能移繼續分裂,否則就是不具活性。而生存分數則代表一羣細胞經照射後,具有活性之細胞個數,與照射前之細胞個數的比值。通常,生存分數與輻射劑量的大小有關。每單位質量所吸收的輻射能量與生存分數的關係常以生存曲線表示。由生存曲線中,我們可以決定細胞為單靶或多靶。若游離輻射在單靶細胞由碰撞一次即使細胞不具活性,稱為單擊單靶 (single hit single target) 現象。若多靶細胞內一靶受擊後即變成不具活性,則為單擊多靶現象。若每一靶均受擊後才不具活性,則稱為多擊多靶現象。   若細胞內沒有靶的存在,則不同種類的游離輻射給予細胞相同的劑量時,造成的生物效應應該是相同的,但事實上並不如此。直線能量轉移(LET)小的游離輻射,如電子、X射線,和LET大的游離輻射,如中子、質子,在照射細胞時,雖然照射劑量相同,但單位距離能量轉移的頻率却不一樣(見圖1)。      帶電粒子在介質中的軌跡(見圖2)包含一主軌跡、δ射線軌跡和離子簇三種。在計算帶電粒子的LET時,因為δ射線的軌跡離主軌跡較遠,游離不能集中,故其能量轉移不算在原輻射的能量轉移內,而離子簇的軌跡離主軌跡較近,故併入計算。   游離輻射對生物體造成的生物效應多至無法分類。生物學家常使用比較生物效應(RBE)來表示各種游離輻射,在等劑量的情況下造成不同效應的能力。RBE值和生物效應的種類、劑量及LET值有關(見圖4)。當觀察培養細胞經大劑量輻射後,其生存分數降至1%時,發現直線能量轉移等於100~200千電子伏/微公尺,RBE達最高值約3.2。但同樣的輻射,如使用中等或低劑量,使培養細胞生存分數降至20%及80%時分別比較,發現RBE最高值仍然落在100~200千電子伏/微公尺間,但RBE值分別變為4.5及7.4,因此RBE不但與輻射直線能量轉移有關,而且也與觀察的生物效應種類和劑量有關。      實驗室中所培養的細胞,若受照射後仍有再分裂的能力,即稱為生存。前面也提到,生存曲線節細胞的活性變化線。常見的一種生存曲線呈指數函數的關係見圖4曲線(1)。生存分數S與吸收劑量D的關係為:S=e-αD,微分後α=(-ds/s)/dD,α即每單位劑量對細胞生存分數的改變率。      由於生存分數是吸收劑量的指數函數,因此生存分數的對數應與吸收劑量成線性關係,若以半對數圖來表示,則曲線(1)變成一直線(見圖5)。      α又稱為細胞的輻射敏感度,對圖曲線(1)而言,其值為常數。因此,假設某人分10次共接受了1格雷的劑量(每次為0.1格雷),根據圖5的直線關係,這10次劑量中任何一次所產生的生存分數變化是相等的。也就是說,劑量對生物體所造成的輻射傷害,不因其以往體內已接受之劑量值而有所改變,此時輻射傷害沒有累積性,故敏感度相等。   由於圖5曲線(1)的生存分數對劑量而言沒有累積性,因此我們推斷,影響此生存分數之細胞內的靶只有一個。因為如果是多靶的話,每次劑量很可能只擊中其中部分的靶,無法造成細胞的死亡,而下一次的劑量,只要擊中剩餘的靶,就能使生存分數降低,因此,輻射傷害在此情況下就具有累積性,與結果不符。以細胞內的靶受擊一次,來決定細胞被打死或仍然生存(all or nothing effect),在靶論中稱為單靶單擊模型。   另一種常見的生存曲線呈S型,稱為S型曲線,見圖4,5曲線(2)。從曲線(2)可以得知:   一、每單位劑量殺死細胞的機率是A區<B區<C區。換言之,即劑量愈大,細胞生存分數愈小,所以曲線(2)具有累積性的輻射傷害。   二、從S型曲線可以獲知細胞內含有多靶。若必須每一個靶都受輻射才能殺死細胞,則稱為多靶多擊模型。這兒有一點要提的是,當劑量達到C區內,只剩一單靶尚具活性。   三、多擊單靶模型可能存在。   四、以外挿方法將S型曲線往低劑量延伸,可決定細胞內靶的數目。若細胞內所有靶對輻射的敏感度都相等,則外挿直線與生存分數軸交點的數值,即相當於靶的數目(見圖6)。   

靶與生存曲線

進行詞彙精確檢索結果
出處/學術領域 英文詞彙 中文詞彙
靶與生存曲線 進行詞彙精確檢索結果
出處/學術領域 中文詞彙 英文詞彙

引用網址: