輸血對放射治療的影響 - 從 4R 談起

今天跟門診時,老師突然轉過頭來問,輸血對放射治療的影響,以及輸血為何未必能有效提升放射治療效果,我一時語塞,只能支支吾吾的說回去查,其實這說基本也是基本,要說到很深也能很深,於是我決定來做個整理

大家都知道輻射生物學的基本 4 R:

1. repair
2. reassortment
3. repopulation
4. reoxygenation

輻射生物學的4R, 是我們為何要分次進行放射治療的重要理論基礎

1. repair: 我們經由實驗發現, 正常組織在分次治療時,其修復DNA破壞的能力比腫瘤細胞好
2. reassortment(redistribution): 在分次治療的過程中, 因為處在G2/M 細胞週期的細胞比較容易被殺死,因此留下來的幾乎都是處在S phase 的細胞, 因此我們需要等一段時間,讓細胞進入G2/M phase 再來殺
3. repopulation: 在分次治療的期間內,正常組織會生長,但腫瘤細胞也會生長(所以劑量有時要提高)
4. reoxygenation: 在有氧狀態下, 放射治療對腫瘤的破壞力較高

分次放射治療利用repair 和 repopulation, 來讓正常細胞恢復; 利用redistribution 和 reoxygenation來破壞腫瘤細胞

其他三個之後再來好好探討,這裡就先針對reoxygenation來討論

這裡有一個專有名詞,被稱為 OER(oxygen enhancement dose):

OER= (radiation dose in hypoxia)/(radiation dose in air)

簡單來說,就是在缺氧狀態下,要達到同樣效果,需要幾倍輻射劑量, 大部分的細胞經過實驗結果,都差不多 3.0 左右 (缺氧錯了嗎QQ),不過如果輻射劑料低一點, OER可以降到 2.0左右

腫瘤細胞為什麼能過的這麼爽,其中一個機制就是較大顆的腫瘤細胞中間會有壞死的中心,常在缺氧狀態下,當然難殺死

這裡就能看出分次治療的好處惹, 我們先把外層充氧的細胞殺掉,讓內層缺氧的細胞和氧氣接觸,之後過一段時間再做放射治療,不就能提升效果了嗎XD

當然上面這些都只是理論, 實際上輸血可能能提升血液含氧量,但這些氧氣不一定能真正運送到腫瘤細胞,所以輸血不一定能提升放射治療效果!!!

reference:

1. radiobiology for the radiologists, 8th edition
2. basic clinical radiobiology
3. http://www.tma.tw/ltk/102561203.pdf
4. https://ocw.mit.edu/courses/nuclear-engineering/22-55j-principles-of-radiation-interactions-fall-2004/lecture-notes/