How does radiation work in cancer treatment

  为什么放射线可以杀死癌细胞？

 放射線是高能的X光 （低线性能量传递， Low LET）、用放射線的机器將這能量準確的送到肿瘤科医生构画的放射目标 （肿瘤和/或者临近的淋巴腺），放射线对生物体发生直接或间接的作用，续而破坏細胞裡面脱氧核糖核酸（DNA）双股螺旋体的結合，而使得DNA鍵断裂、細胞因而失去再生的功能。細胞因再生功能受損而死亡,癌细胞死亡引起肿瘤萎缩。


放射线的作用
（一）直接作用： 射线直接作用于机体组织的DNA，使其直接产生DNA键断裂，使这些生物大分子的正常生理功能遭到破坏。高线性能量传递（electrons, protons）射线对生物体的作用以直接作用为主。
（二） 间接作用 （主要）：对体内水分子的电离作用，产生自由基，续而导致生物大分子的损伤。射线的间接作用主要依赖于氧的存在 （肿瘤多处于乏氧状态），所以放疗多采用小剂量长时间的射线照射，好让其对氧含量的依赖程度下降，以达到较好的放疗效果。

 癌细胞在接受放射线后会发生一系列的复杂变化 (4"R"+1"R")：

（一）損伤 (Repair) ：受到致死損伤的细胞将发生死亡；而受到潜在致死损伤的细胞得以修复后生存下来。

（二）复氧(Reoxygenation)： 肿瘤组织常处于乏氧的状态，导致部分癌细胞逃避放射线的損伤。这是放疗后肿瘤再生长／复发的常见原因之一。放疗中，也有原来乏氧的细胞可能获得再氧合的机会，从而对放疗的敏感性增加。

（三） 再增殖(Repopulation):   放疗后细胞分裂将加快，肿瘤组织生长也比较快。考虑细胞有增殖的作用，放疗需要每日一次，长达数星期才能达到更满意的治疗效果。

（四）再分布(Redistribution): 细胞常处于不同的细胞增殖周期中，所以对放射敏感度也有所不同的。处于G2 和M期的细胞最敏感。细胞周期中最敏感的部分被放射线杀死后，其余处于不敏感周期的癌细胞会出现周期的变动（再分布），进入下一个细胞周期。
(五) "新成员"-->放射敏感性 (Radiosensitivity): 不同的肿瘤在同样的放射技术和剂量下,会产生不同的放射生物反应。高度敏感肿瘤: 如淋巴类肿瘤;低度敏感肿瘤如骨肉瘤。

以上的 5"R" 解释了为何放射治疗需分次小剂量的原因；癌细胞的分裂比较快， 修复能力较弱，需要的时间也较长。假如每次放疗后癌细胞的损伤约10%，那么经过多次的放疗，癌细胞的生存数量趋近于0%。放射治疗通常是一星期五次，以让放疗后对放射线不敏感的G1，S期细胞进入放射敏感的G2 和M期；让非增殖的G0期细胞进入增殖期。

正常组织对放射治疗的反应
正常组织的细胞分裂比癌细胞慢，相对的较不易被放射破坏。而且，正常的细胞修复能力比癌细胞强，一般在损失后六小时修复。