细胞存活曲线

---

辐射对细胞群体的效应，即辐照剂量与细胞群体的活存能力(也就是对于生殖死亡的抗拒能力)之间的剂量－反应关系，可借细胞存活曲线得到定量的表达。所观察的细胞群体可以是在体外培养的细胞系，也可以是在体内受到照射后在体内或在体外测试的。

细胞的存活曲线(也称为剂量－存活曲线)是绘制在半对数坐标纸上的。坐标的横轴为算术刻度，从原点向右表示各单次照射剂量的增大；纵轴为对数刻度，表示细胞群体受不同剂量照射后存活的分数。若以照射前的细胞数目作为100%(或以其商1，即10⁰)标示，则照射后的存活分数相当于照前的百分数(或其商，或10的负指数)标示。图2－1为一模式图。图中的曲线是由“肩部”(低剂量范围内的弯曲部分)和“指数部”(较高剂量范围内的直线部分)组成的。曲线中有三个参数：(1)将指数部的直线向左上方延伸，直到与纵轴相交，交点处的纵轴上的数值被称为外推值(n)；(2)由存活分数为10⁰向右方引一与横轴相平行的直线，直至与上述延线相交。与这一线段相当的横轴上剂量的大小被称为准阈剂量(D_q)；(3)在指数部直线上的任一点向下方绘一与纵轴相平行的垂直线段，使其长度达到相当于起始点数值的37%(即1／e)的那一点为止。然后再由此垂直线终点处向右方引一平行于横轴的水平线，直到与指数部的直线相交。这一水平线的长度所相当的剂量即为平均致死剂量，亦即指数部直线的斜率(D₀)。

图2－1 哺乳动物细胞的典型存活曲线

横坐标示低LET辐射单次照射剂量

这三个参数的意义是：n表达细胞被射线杀死时需要击中的细胞的靶数或击中数(参见放射生物学专着中关于“靶理论”和“击中理论”部分)；D_q值表达该细胞修复亚致死性损伤(见2．5．1)的能力，也可理解为“无效”的照射剂量；D₀则表达该细胞群体的辐射敏感性。

随细胞群体的放射生物学特性不同，其存活曲线的形状也各异，从而上述三参数的数值亦不相同。但一般言之，不少细胞群体，包括正常组织的和肿瘤的，其存活曲线中的D₀值相差不大，有些还很接近，但D_q值却有较大的差别(参见图2－2)。

(a)

(b)

(c)

图2－2 三种细胞群体的存活曲线

(a)为哺乳动物外周血淋巴细胞；(b)为大鼠毛细血管内皮细胞；(c)为小鼠小肠隐窝干细胞。三者Dq值(亦即肩部宽度)相差极为悬殊。

现将已知的哺乳动物和人的正常组织与某些肿瘤组织的有关参数列于表2－2。

表2－2 哺乳动物及人一些正常及肿瘤组织存活曲线的参数值(cGy)

注：(1)所列数据都是低LET辐射在不缺氧条件下照射的结果；

(2)由于所测定的技术(及细胞系)的差别，不同作者所报道的参数可有很大出入

有些肿瘤的肩部较宽，因而放疗效果不佳，如黑素瘤(图2－3)。再者，肠道的癌对放疗也有抗拒性，这从表2－2中正常小、大肠隐窝干细胞存活曲线中的Dq值较高可以得到说明。

图2－3 人几种恶性肿瘤细胞的存活曲线

恶性卵巢肿瘤(三种)、黑素瘤(两种)和胰腺癌(两种)细胞。黑素瘤细胞的肩部较另外两类恶性肿瘤细胞者宽得多。