辐射防护剂

亦称“抗放药”。能提高机体抗电离辐射能力或能减轻辐射损伤的一类药物。如胱胺、半胱胺和雌三醇等化合物。

辐射防护剂

即抗放射药物。

辐射防护剂

辐射防护剂又称抗辐射药物，通常指在照射前或照射后早期应用能减轻电离辐射对机体的全身或局部损伤，从而有助于损伤的治疗和恢复的药物。
本世纪初，人们就已探索机体内外环境的变化对辐射敏感性的影响。至三十年代和四十年代，辐射化学的研究发现，外加物质的存在可影响水自由基对溶质的反应，并研究了硫代乙醇酸、谷胱甘肽、色氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、硫脲等对离体的结晶形酶、病毒等的辐射保护作用。1949年发现氰化钠、半胱氨酸、谷胱甘肽对哺乳动物的辐射防护作用。五十年代又相继发现了半胱胺(MEA)、胱胺和S-2-氨基乙基异硫脲(AET)等有效化合物，并对其药理特性和作用机制进行多方面的研究。
辐射防护剂效价的评定，在动物实验中可选用30天活存率、平均活存天数等与不给药的对照组相比较来进行。造成给药组一定损伤程度所需要的照射剂量与造成对照组同等损伤程度所需要的照射剂量之比称为“剂量减低系数”(Dose Reduction Factor,DRF)，例如以动物照射后30天的射线半数致死量(LD₅0/30)为准，则某药物的剂量减低系数可由给药组的LD₅0/₃₀: 对照组的LD₅₀/₃₀求得。剂量减低系数也是评价辐射防护剂的重要标准。
主要类型 (1)含硫辐射防护剂： 是辐射防护剂中的主要类型，大都含有SH或分解后可转化为SH的含硫化合物。(见“含硫辐射防护剂”条)。
(2) 胺类辐射防护剂。(见“胺类辐射防护剂”条)
(3)雌激素类辐射防护剂。(见“雌激素类辐射防护剂”条)
(4) 中草药类辐射防护剂： 如茜草提取物可使受265rad照射狗的活存率提高33.4%(P<0.01)。临床症状减轻，造血功能恢复较快，尤以网织红细胞最明显。曾试用于化疗和放疗所致白细胞减少症病人520例，具有升白细胞效果，未见明显不良反应。其他如茴香脑、刺五加、千金藤、灵芝、紫芝、土党参、土元胡和人参果等，均有一定抗放效果。但对这类药物尚需深入研究和探索。
辐射防护剂的实际应用受到很大限制，在和平时期除偶然事故造成急性放射病外，很少有此类病例，因此主要是在临床放射治疗中进行试用研究。
作用原理 电离辐射通过电离和激发生物分子的直接作用或通过射解水所产生的自由基(H·、OH·、HO·₂等)的间接作用，对机体产生一系列损伤。辐射防护剂可使辐射损伤得到不同程度的减轻。目前对辐射防护剂作用机制了解尚不完全。对硫醇等的辐射物理化学效应和生化-生理效应的作用原理有如下几种假说：
(1) 自由基清除和氢原子修复： 辐射防护剂可以和水射解所形成的部分自由基结合使之失去活性，从而减轻活性自由基对生命重要分子的损伤。如硫醇化合物中半胱氨酸、半胱胺、胱胺和通过重排作用形成巯基乙胍的氨乙基异硫脲(AET)等都有此作用。当辐射直接作用于敏感分子MH，形成不稳定的中间有机自由基M·或过氧化物自由基MOO·时，防护剂能提供氢原子，使之分别转化为MH和MOOH，从而防止这些生物有机自由基的进一步反应。
(2) 形成混合双硫键：半胱胺酸-半胱胺类的SH基能与体内蛋白质的SH基或S-S基形成暂时性的混合双硫键，从而提高蛋白质靶子对辐射直接作用或间接作用的稳定性，这些靶子可能在组蛋白、纺锤体蛋白修复酶或细胞膜上。
对于直接作用造成生物分子的电离，可以通过混合双硫键从防护剂获得一个电子作为补充，从而避免分子内电荷转移到敏感部位产生键的断裂。在此过程中，防护剂被氧化，蛋白质则受到保护。
对射线的间接作用，混合双硫键受到OH·、HO·₂等自由基作用时，防护剂被氧化而蛋白质不受损伤地恢复到原有的具有SH基的状态。
(3) 生化休克： 认为某些防护剂在体内形成的混合双硫键只是产生防护作用的起始原因。但防护剂与细胞线粒体等的膜成分和酶的SH生成混合二硫化合物后，使细胞的超微结构和功能产生复杂的变化，表现为细胞和线粒体通透性的增加，酶活性、糖代谢、核酸和蛋白质合成的抑制，细胞分裂延迟或抑制等。这些代谢和功能状态的一系列变化称为“生化休克”。处于“生化休克”状态的细胞具有较大的辐射抗性。
(4) 造成缺氧和低氧：电离辐射作用于机体时，氧能与氢自由基形成具有更高活性的HO₂自由基。氧又能与已损伤的分子结合成过氧化物自由基而使损伤成为不可逆的过程。降低受照射系统中的氧分压，造成缺氧状态，可明显减轻辐射损伤。在细菌、植物和哺乳动物都可观察到这种“氧效应”的存在。
因此，任何能减少机体氧的摄取，增加氧的消耗，干扰氧的传递能力，以及抑制有关酶的活性和代谢功能等，都能降低组织的氧分压而减弱辐射的“氧效应”。例如，能形成变性血红蛋白的对氨基苯丙酮(PAPP)和对氨基偶氮苯，以及NaNO2,Na2SO3和5-HT等防护剂，都可使辐射敏感组织造成暂时的缺氧和低氧条件，而起到防护作用。
(5) 内源性辐射防护物质释放：半胱胺、胱胺等氨基硫醇类药物可使细胞或组织内SH基含量增加。它的增加和防护剂的浓度及其防护作用之间都有一定的平行关系。内源性SH基来源于某些蛋白质与谷胱甘肽(GSH)以混合双硫键结合的“储藏库”，通过与防护剂的交换反应释放出还原的谷胱甘肽 (蛋白质-S-S-G+PS^H—→蛋白质 -S-S-P+GSH)。有人认为，GSH的截面较半胱胺酸或半胱胺等其它防护剂者大，故能较容易地捕获辐射产生的自由基，并能借助谷胱甘肽过氧化酶清除辐射产生的过氧化物自由基而发挥防护作用。
(6)螯合某些酶的金属离子： 辐射所形成的有机过氧化物，能使线粒体细胞色素氧化酶的铜离子氧化，使酶不能维持细胞内正常的电子转运过程。某些防护剂能可逆地螯合细胞色素氧化酶的铜离子，从而减轻辐射对酶的损伤，有利于酶的修复。
临床试用 在动物实验中已找到许多辐射防护剂。但平时急性全身性辐射损伤的病例很少，不可能直接观察这些辐射防护剂对人体的作用。一般只能在局部、分次照射的放疗病人或应用拟放射药物的化疗病人中试用。选用的药效评价指标有：
❶减轻放射反应症状，如全身不适、恶心或呕吐。
❷改善外周血相或骨髓相，如推迟或减轻放疗后白细胞减少。
❸减少因照射引致的外周血淋巴细胞或骨髓细胞染色体畸变。
❹对局部敏感组织辐射损伤的防护，如减轻照射后皮肤、粘膜、腮腺或性腺等损伤。
❺对某些与辐射损伤有关的生理或生化指标的影响，如血或尿中胞浆素含量的变化等。由于放疗病人中上述指标的个体差异很大，故应采用随机对照的临床试验设计。
现有的辐射防护剂大致可分以下四类：
(1)毒性大，不可能进行临床试用。如氰化物、变性血红蛋白形成剂、对氨基苯丙酮等。
(2) 初步临床试用表现副作用大、效果差。如
❶半胱胺，未继续试用。其衍生物β-氨基乙基硫代磷酸钠(AETP)的副作用较小，对环磷酰胺引起的中性粒细胞减少有一定防治效果。
❷氨乙基异硫尿(AET)。
❸5-甲氧基色胺。
(3)在人体中副作用小，但效果不肯定。如谷胱甘肽，千金藤素等。
(4) 副作用小，有一定抗辐射效果，值得进一步试用和研究。如
❶胱胺，可口服。照射前用可减轻白细胞减少的幅度，并减少骨髓细胞染色体畸变率。
❷肾上腺素红类，如肾上腺素红单脒基腙甲磺酸盐(S-Adchnon)。
❸二乙基硫辛酰胺，肌内注射150～300mg可减轻白细胞及血小板下降幅度，及淋巴细胞染色体畸变率。促进放疗结束后白细胞及血小板的恢复。
❹雌激素、雌三醇、乙炔雌二醇可减轻白细胞下降幅度。
❺2-巯基丙酰甘氨酸(MPG即thiola)口服250mg可减轻白细胞减少幅度及淋巴细胞染色体畸变率。
❻WR-2721 〔2-(3-氨基丙基氨基)乙基硫代磷酸〕，已完成临床Ⅰ期试用，现进行Ⅱ期试用。