Основы клинической радиобиологии

ОСНОВЫ
КЛИНИЧЕСКОЙ
РАДИОБИОЛОГИИ

BASIC
CLINICAL
RADIOBIOLOGY

Edited by
Michael Joiner
Professor of Radiobiology
Wayne State University
USA

Albert van der Kogel
Professor of Radiobiology
Radboud University Nijmegen Medical Centre
The Netherlands

AN HACHETTE UK COMPANY

HODDER

FOURTH EDITION 

ОСНОВЫ
КЛИНИЧЕСКОЙ
РАДИОБИОЛОГИИ

Москва
Лаборатория знаний
2021

под общей редакцией
профессора, дра биол. наук Е. Б. Бурлаковой
профессора, дра мед. наук Е. В. Кижаева 

Перевод 4го английского издания
профессора, дра биол. наук И. В. Филипповича

Под редакцией
M. С. Джойнера
и О. Дж. ван дер Когеля

4е издание, электронное

УДК 615.8
ББК 28.071
Д42

С е р и я о с н о в а н а в 2006 г.
Джойнер М. С.
Д42
Основы клинической радиобиологии / М. С. Джой-
нер, О. Дж. ван дер Когель ; пер. с англ. — 4-е изд.,
электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2021. — 607 с. —
(Лучший зарубежный учебник). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10". — Загл. с титул. экрана. —
Текст : электронный.
ISBN 978-5-906828-29-3
Клиническая радиобиология — область пограничных проб-
лем в науке. Книга является тем мостом, без которого невоз-
можна эффективная лучевая терапия и дальнейшее развитие
теоретических вопросов радиобиологии и радиологии.
Учебник рассчитан на международную аудиторию и пере-
веден на разные языки. В его основе — материалы учебных
курсов для студентов, специализирующихся в области луче-
вой терапии, радиационной физики и радиобиологии.
УДК 615.8
ББК 28.071

Деривативное
издание
на
основе
печатного
аналога:
Основы
клинической
радиобиологии
/
М. С. Джойнер,
О. Дж. ван дер Когель ; пер. с англ. — М. : БИНОМ. Ла-
боратория
знаний,
2013. — 600 с.
:
ил.,
[4] с.
цв.
вкл. —
(Лучший зарубежный учебник). — ISBN 978-5-9963-1149-1.

Приведенные в книге показания к применению, противопоказания и до-
зировки препаратов настоятельно рекомендуется сверять с информацией
их производителей и соотносить с клиническими процедурами.
Авторы, редакторы и издатель не несут никакой юридической ответствен-
ности за любые содержащиеся в тексте и иллюстрациях ошибки или
упущения.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных
техническими
средствами
защиты
авторских
прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации

ISBN 978-5-906828-29-3

First published in Great
Britain in 1993 by Edward
Arnold

© 2009 Edward Arnold
© Лаборатория знаний, 2015

Авторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1. Введение: роль радиобиологии и лучевой терапии в лечении рака. . . . 13

2. Радиационно-индуцированные повреждения ДНК и их репарация
. . . 30

3. Гибель клеток после облучения: как, когда и почему они гибнут . . . . 57

4. Количественные характеристики гибели и выживаемости клеток . . . . 77

5. Зависимость доза—эффект в радиотерапии. . . . . . . . . . . . . . . . 102

6. Линейный перенос энергии и относительная биологическая
эффективность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

7. Рост опухолей и их реакция на облучение . . . . . . . . . . . . . . . . 137

8. Фракционирование дозы облучения: линейно-квадратичная модель . . 175

9. Использование линейно-квадратичной модели
в клинической практике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

10. Изменение режима фракционирования дозы облучения . . . . . . . . . 228

11. Роль временного фактора в реакции ткани на облучение . . . . . . . . 250

12. Эффект мощности дозы облучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263

13. Патогенез побочных эффектов, проявляющихся
при облучении здоровых тканей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

14. Роль объема облучаемой ткани в лучевой терапии . . . . . . . . . . . . 320

15. Кислородный эффект и фракционирование дозы . . . . . . . . . . . . . 346

16. Роль опухолевого микроокружения и клеточной гипоксии . . . . . . . 363

17. Терапевтические подходы к преодолению гипоксического
барьера опухолей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

18. Совместное применение лучевой и химиотерапии . . . . . . . . . . . . 407

Содержание

19. Устойчивость нормальных тканей к повторному облучению . . . . . . 428

20. Лучевая терапия с использованием сочетания молекулярного
имиджинга с позитронно-эмиссионной томографией . . . . . . . . . . 448

21. Таргетные препараты, усиливающие реакцию опухолей
на облучение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

22. Модификаторы биологических реакций нормальных тканей
на облучение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

23. Направленное изменение радиационно-биохимических реакций
и индивидуализация лечения больных. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

24. Использование протонов и других ионов в радиотерапии . . . . . . . . 543

25. Развитие вторичного рака после облучения . . . . . . . . . . . . . . . . 556

Словарь радиобиологических терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579

Предметный указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592

6
Содержание

М. Бауманн (M. Baumann)
Отделение клинической онкологии и Онколучевой центр радиационых
исследований в онкологии
Медицинский факультет и Университетский госпиталь Карла Густава
Каруса
Технический университет Дрездена
Дрезден
Германия
А. С. Бегг (A. C. Begg)
Отделение экспериментальной терапии
Раковый институт Нидерландов
Амстердам
Нидерланды
С. М. Бентцен (S. M. Bentzen)
Отделы онкологии, медицинской физики, биостатистики и медицинской
информатики
Факультет медицины и здравоохранения Университета Висконсин
Мэдисон, Висконсин
США
Б. Г. Вутерс (B. G. Wouters)
Отдел радиационной онкологии университета Торонто
Госпиталь принцессы Маргарет/Раковый институт Онтарио
Система университетского здравоохранения
Торонто, Онтарио
Канада
О. Дж. ван дер Когель (A. J. van der Kogel)
Отдел радиационной онкологии
Медицинский центр университета Радбоуд в Неймегене
Неймеген
Нидерланды

Авторы

В. Грегуар (V. Gre'goire)
Отдел радиационной онкологии и центр молекулярного имиджинга и экс-
периментальной радиотерапии
Католический университет в г. Лёвен. Госпиталь университета Св. Луки
Брюссель
Бельгия
В. Дёрр (W. Do..rr)
Отдел радиационной онкологии
Медицинского факультета и Госпиталя Карла Густава Каруса
Технический университет Дрездена
Дрезден
Германия
М. С. Джойнер (M. C. Joiner)
Отдел радиационной онкологии и Раковый институт Карманос
Медицинская школа университета Уэйна
Детройт, Мичиган
США
Д. Зипс (D. Zips)
Отдел радиационной онкологии
Медицинского факультета и Госпиталя Карла Густава Каруса
Технический университет Дрездена
Дрезден
Германия
М. Коритзинский (M. Koritzinsky)
Отдел радиационной онкологии университета Торонто
Госпиталь принцессы Маргарет/Раковый институт Онтарио
Система университетского здравоохранения
Торонто, Онтарио
Канада
К. Хаустерманс (K. Haustermans)
Отдел радиационной онкологии, Раковый институт в Лёвене
Университетский госпиталь Гастусберг
Лёвен
Бельгия
Дж. Ли (J. Lee)
Центр молекулярного имаджинга и экспериментальной радиотерапии
Католический университет г. Лёвен. Госпиталь университета Св. Луки
Брюссель
Бельгия
Йенс Овергорд (J. Overgaard)
Отдел экспериментальной клинической онкологии
Университетский госпиталь в г. Орхус
Орхус
Дания

8
Авторы

Г. Г. Стил (G. G. Steel)
Институт раковых исследований
Королевский марсденовский госпиталь
Саттон, Серрей
Соединенное Королевство
Ф. А. Стюарт (F. A. Stewart)
Отделение экспериментальной терапии
Раковый институт Нидерландов
Амстердам
Нидерланды
К. Р. Тротт (K. R. Trott)
Отдел онкологии
Университетский Колледж
Лондон
Соединенное Королевство
М. Р. Хорсман (M. R. Horsman)
Отдел экспериментальной клинической онкологии
Университетский госпиталь в г. Орхус
Орхус
Дания

Авторы
9

Настоящая книга представляет собой третье издание Основ клинической радио-
биологии, впервые опубликованных в 1993 г. Это учебник, рассчитанный на
международную аудиторию, в основу которого, впрочем, были положены мате-
риалы учебных курсов для студентов, специализирующихся в области лучевой
терапии, радиационной физики и радиобиологии, и организованных Европей-
ским обществом терапевтической радиобиологии и онкологии (ESTRO). Как и
ранее, в подготовке настоящего издания участвовал большой коллектив радиа-
ционных онкологов и радиобиологов из стран Европы и Северной Америки.
Все авторы читают лекции на курсах ESTRO, которые обычно проводятся два
раза в год и собирают студентов со всего мира.
Три предыдущих издания этого учебника выходили в свет под редакцией
Гордона Стила, однако в настоящем издании Гордон передал редакторские
функции двум своим старшим коллегам, которые принимают участие в работе
курсов с самого момента их организации в 1990 г. Мы весьма признательны
Гордону за гигантский труд, вложенный им в выпуск трех предыдущих изда-
ний, и очень надеемся, что и на этот раз нам удастся сохранить высокий качес-
твенный уровень излагаемых материалов и их доступность — характерные
черты всех изданий этого учебника.
Настоящее издание учебника представляет собой наиболее полную перера-
ботку предыдущих версий Основ клинической радиобиологии. Добавлены новые
разделы, посвященные лучевой терапии под контролем молекулярной визуали-
зации, модификаторам радиационных эффектов, микроокружению опухолей и
развитию вторичных радиационно-индуцированных раков. Существенно пере-
работаны главы, в которых описывается патогенез побочных эффектов, прояв-
ляющихся после облучения здоровых тканей, молекулярные механизмы
повреждений ДНК, клеточная гибель, а также вопросы направленного изменения
радиационно-биохимических реакций и индивидуализации лечения больных.
Учитывая результаты клинических исследований, показывающих увеличение
эффективности лучевой терапии опухолей при использовании препаратов адресного 
действия, особую роль приобретает их освещение в учебных программах по
радиационной биологии. Сейчас соответствующие вопросы уже появляются в
экзаменационных билетах по радиационной онкологии и медицинской физике.

Предисловие

В то же время мы по-прежнему продолжаем углубленное рассмотрение таких 
основных радиобиологических понятий, как дозовая зависимость эффектов 
облучения и фракционирование дозы, включая линейно-квадратичную
модель, временные факторы и мощность дозы, объемные эффекты и устойчивость 
тканей к повторному облучению, радиобиологию опухолевой ткани, совместное 
применение лучевой и химиотерапии и кислородный эффект.
Подробно освещаются эффекты, связанные с линейной передачей энергии
(ЛПЭ), причем особое внимание уделяется современному состоянию вопросов
применения легких ионов и протонов в клиниках некоторых радиотерапевтических 
центров, начинающих использовать их в своей практике.
Таким образом, настоящее издание учебника по объему превышает предыдущие. 
Это связано с тем, что, наряду с изложением фундаментальных положений 
радиобиологии, мы уделяем много внимания быстро развивающейся области 
молекулярной радиобиологии, поскольку для полного понимания принципов 
современной клинической радиотерапии необходимо и то и другое. Тем
не менее мы надеемся, что достигли столь же высокого уровня доступности изложения 
материала, который всегда был характерен для этого учебника. Полагаем, 
что Основы клинической радиобиологии снова будут представлять собой
ценное настольное пособие для всех работающих в области радиационной
онкологии независимо от занимаемой должности и накопленного опыта.

Майкл Джойнер
Олберт ван дер Когель

Предисловие
11