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靶與生存曲線 - 教育百科
| 靶 | |
| 與 | |
| 生 | |
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| 曲 | |
| 線 |
國家教育研究院辭書
基本資料
| 日期： | 1984年 |
| 出處： | 保健物理辭典 |
辭書內容
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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）。 |
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| 資料來源： | 國家教育研究院_靶與生存曲線 |
| 授權資訊： | 資料採「 創用CC-姓名標示- 禁止改作 臺灣3.0版授權條款」釋出 |