四、细胞死亡

（一）细胞死亡类型

1．间期死亡（intermitoticdeath）：细胞受照射后不经分裂，在几小时内就开始死亡，称间期死亡，又称即刻死亡。体内发生间期死亡的细胞分为二类：一类是不分裂或分裂能力有限的细胞，如淋巴细胞和胸腺细胞，受几百mGy照射后即发生死亡；另一类是不分裂和可逆性分裂的细胞，如成熟神经细胞、肌细胞和肝、肾细胞等，需要照射几十至几百Gy才发生死亡。细胞间期死亡发生率随照射剂量增加而增加，但达到一定峰值后，再增加照射剂量，死亡率也不再增加。间期死亡的原因是核细胞的破坏，其机理主要是由于DNA分子损伤和核酸、蛋白质水解酶被活化，导致染色质降解，组蛋白外溢，发生细胞核固缩、裂解。照射后膜结构的破坏、细胞能量代谢障碍，也是促成间期死亡的因素。

2．增殖死亡（reproductivedeath）：细胞受照射后经过1个或几个分裂周期以后，丧失了继续增殖的能力而死亡，称增殖死亡，也称延迟死亡。体内快速分裂的细胞，如骨髓细胞受数Gy射线照射后数小时至数天内即发生增殖死亡。分裂细胞在受到很大剂量照射后也可发生间期死亡。增殖死亡的机理主要是由于DNA分子损伤后错误修复和染色体畸变等原因导致有丝分裂的障碍。

（二）剂量存活曲线

剂量存活曲线（dode survival curve）是反映照射剂量与细胞死亡率之间的关系，分析受照射细胞群体辐射效应的一种模式。在培养皿上培养有增殖能力的哺乳类细胞，观察细胞集落形成率，以每一集落代表1个存活细胞。其集落形成率随照射剂量增加而减少。以集落形成率代表细胞存活率与照射剂量在半对数座标纸上作图即构成剂量存活曲线（图3-5）。

图3-5 哺乳类细胞典型剂量存活曲线

剂量存活曲线的形状有两种，图中A线是简单的指数曲线，生物分子的灭活、原核细胞死亡，或高LET辐射哺乳类细胞，多符合这样的剂量存活曲线。B线是带“肩”的指数曲线，“肩”表示在低剂量区细胞存活率降低缓慢，“肩”的大小反映了细胞对亚致死损伤的耐受力或修复能力。大多数哺乳类细胞受低LET辐射照射符合带“肩”的剂量存活曲线。

通常用D₃₇、D₀、D_q和n等参数来表示剂量存活曲线的特征。

D₃₇是指存活曲线上存活率由1降至0.37所需的剂量。

D₀称平均致死剂量（mean lethal dose），是指存活曲线指数部分，即直线部分存活率每降低至0.37所需的剂量。D₀是该直线斜率的倒数。D₀的大小反映了细胞的辐射敏感性，哺乳类细胞的D₀值多在1～2Gy之间。（图中e为自然对数的底，等于2.718，1/e≈0.37）。

D_q称拟阈剂量（quasithreshold dose），是在剂量存活曲线上存活率为1处划一横坐标的平行线，与B线直线部分延长线相交，其所对应的剂量即为D_q。在A线上D_q＝0，故D₃₇＝D₀。

n称外推值（extrapolationnumber）是剂量存活曲线B的直线部分的延长线与纵座标的交点。

D_q和n值都反映曲线“肩”部的大小，在放射生物学和放射治疗学中常用D₀、D_q和n等参数比较各类的细胞辐射敏感性和修复能力。