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你知道相对生物效能吗?

2023-05-12  兰州大学核科学与技术学院

来源:中国辐射防护协会

相对生物效能(relative biological effectiveness,RBE)曾称“相对生物效应”,是衡量不同辐射种类在诱发特定健康效应方面的一种相对标准,表示为产生相同程度的某一特定生物学终点,低传能线密度(LET)参考辐射的剂量相对于所考虑的辐射的剂量之比。参考辐射的选取并不一致,多选用钴-60和铯-137的γ射线,或大于200kV的高能X射线,资料中需注明。在诱发随机效应方面,RBE值以辐射权重因子WR表示(见表1)。

图片来源:中国辐射防护协会

RBE值来自离体或在体的实验,低能X射线的RBE值明显高于钴-60的γ射线。细胞实验显示,20kV的X射线RBE值是常规X射线(200kV)的2~3倍,是钴-60γ射线的2倍。氚水(HTO)的实验证实,HTO的RBE值是γ射线的1~3倍,是X射线的1~2倍。HTO的RBE值波动在1~3.5,多认为处于1~1.5的范围。关注俄歇电子的生物效应时,当碘-125(以UdR)与DNA结合时,其RBE值达7~9,仅在细胞核中但不与DNA结合时,RBE为4,当其仅停留于胞浆中则RBE=1。

α粒子的RBE值因所考虑的生物效应终点而有较大差异,在同一生物效应终点时,则因所在器官和组织位置而异。根据有限的人类数据估算的α粒子RBE值,肺癌和肝癌为10~20,骨肿瘤和白血病则略低些。α粒子和He离子诱发人淋巴细胞染色体双着丝粒体畸变的RBE 值见表2。

图片来源:中国辐射防护协会

中子的RBE值要高得多,与其能量相关。不同能量中子以钴-60γ射线为参考辐射时诱发人淋巴细胞染色体畸变的RBE值见表3。

图片来源:中国辐射防护协会

表4中列出了产生严重确定健康效应不同辐射类型的RBE值。

图片来源:中国辐射防护协会

应用辐射防护中使用的辐射权重因数(WR)就是根据不同辐射在随机效应的RBE的评价得出的。RBE值随所考虑的剂量、剂量率和生物学终点而变化。在低剂量下的随机效应RBE对辐射防护有特别意义。

对于给定种类和能量的辐射,RBE值是一个范围。在低剂量和低剂量率时,RBE值达最大值(RBEM)。因此,对于确定辐射防护中使用的辐射权重因数来讲,RBEM是特别重要的。在低剂量范围内,WR与剂量和剂量率无关。