Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние сочетанного гамма-нейтронного облучения на гибель опухолевых клеток in vitro и in vivo

ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние сочетанного гамма-нейтронного облучения на гибель опухолевых клеток in vitro и in vivo"

На правах рукописи

БЕКЕТОВ Евгений Евгеньевич

ВЛИЯНИЕ СОЧЕТАННОГО ГАММА-НЕЙТРОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ГИБЕЛЬ ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТОК IN VITRO И IN VIVO

03.01.01 - Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск-2012

1 8 ОПТ 2012

005053338

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Научный руководитель:

доктор биологических наук Ульяненко Степан Евгеньевич. Официальные оппоненты:

Петин Владислав Георгиевич, доктор биологических наук, профессор, ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, заведующий Отделом исследований комбинированных воздействий;

Егорова Елена Игоревна, кандидат биологических наук, Обнинский институт атомной энергетики Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», зам. заведующего кафедрой биологии.

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится 23 октября 2012 года в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 208.132.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Медицинский радиологический научный центр» по адресу: 249036, г.Обнинск, Калужской обл., ул. Королева, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр».

Автореферат разослан « -3 » сентября 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Палыга Геннадий Фёдорович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Использование нейтронов в лучевой терапии злокачественных новообразований берет свое начало с 1938 г. - первых клинических испытаний, проводившихся в Беркли (США). Ретроспективный анализ первого опыта применения нейтронов в терапии, а также стремительное развитие радиобиологии в 50-60 гг., позволили сделать вывод о перспективности этого вида корпускулярного излучения. После успешных последующих клинических испытаний в 60-х гг. лечение онкологических заболеваний с использованием нейтронов было продолжено в США, Германии и Японии. Большой вклад в развитие этого вида лучевой терапии внесли радиобиологи и онкологи г.Обнинска, Томска и Снежинска.

Нейтронная терапия остается одним из наиболее эффективных методов лечения некоторых видов и локализаций злокачественных новообразований, особенно в случае поздних стадий развития этого заболевания. К настоящему моменту методами лучевой терапии с использованием нейтронов пролечено более 20 ООО пациентов. Ключевым отличием этого вида корпускулярного излучения от традиционных для лучевой терапии фотонного и электронного излучений является его высокая биологическая эффективность, которая позволяет преодолевать радиорезистентность гипоксических опухолевых клеток. Однако использование в курсе лучевой терапии только нейтронов часто приводит к образованию тяжелых лучевых повреждений здоровых тканей. Поэтому в схемах лучевой терапии нейтроны применяются вместе с редкоионизирующим излучением.

Значительное увеличение эффективности гамма-нейтронной терапии, как с точки зрения противоопухолевого действия, так и за счет снижения дозовых нагрузок на здоровые ткани (вместе с этим и уменьшение частоты и величины их поздних лучевых реакций) может быть достигнуто путем дальнейшей оптимизации схем облучения. Большая часть схем фракционирования гамма-нейтронного излучения, применяемых в клинике, не имеет под собой достаточного экспериментального и теоретического обоснования. Это, в первую очередь, относится к величине курсовой дозы нейтронов относительно суммарной дозы, получаемой пациентом в ходе курса лучевой терапии (вклад нейтронов). До сегодняшнего дня выбор дозы определяется в основном только толерантностью здоровых тканей, то есть их способностью переносить облучение без серьезных лучевых реакций. Противоречивые данные имеются и в отношении оптимальной последовательности действия плотно- и редкоионизируюших излучений.

Среди причин малого количества исследований в данном направлении основной является невозможность для большинства источников нейтронов обеспечивать широкий диапазон конфигураций облучения: изменять порядок

действия нейтронов и гамма-квантов, варьировать величины доз и мощностей доз. Имеющиеся единичные данные о влиянии вклада нейтронов на биологическое действие смешанного воздействия нейтронов и гамма-излучения указывают на наибольшую эффективность при 20-40% вкладе нейтронов по физической дозе (в зависимости от энергии нейтронов и использованного тест-объекта). Таким образом, взаимодействие нейтронов и фотонов может носить синергический характер. Противоречивые результаты получены при исследовании влияния последовательности, в которой целесообразнее применять нейтроны и фотоны для достижения большей эффективности облучения.

Проблема взаимодействия нейтронного и редкоионизирующего излучений имеет прямое отношение к оценке профессиональных рисков, в том числе в случае техногенных катастроф: взаимное действие редкоионизирующего излучения и нейтронов может носить синергический характер, что отразится в большей опасности для здоровья такого смешанного воздействия.

Цель и основные задачи исследования.

Целью настоящей работы являлось изучение закономерностей изменения биологической эффективности комбинированного излучения нейтронов с энергией 14 МэВ и фотонов при различном вкладе нейтронов в суммарную дозу и в зависимости от режима фракционирования излучений на модельных опухолях: меланоме B-I6 и саркоме М-1 в исследованиях in vitro и in vivo.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить относительную биологическую эффективность нейтронов с

энергией 14 МэВ при импульсном и непрерывном режиме воздействия.

2. Изучить влияние вклада нейтронов на эффективность одновременного

воздействия нейтронов и гамма-квантов.

3. Оценить биологическую эффективность последовательного облучения

нейтронами и гамма-квантами культуры клеток меланомы В-16 при изменении последовательности действия излучения и интервала между воздействиями.

4. Изучить влияние последовательного воздействия нейтронов и гамма-

излучения на противоопухолевую эффективность на животных-опухоленосителях.

5. Провести сравнение биологической эффективности смешанного облучения

фотонов и нейтронов при их одновременном и последовательном действии на культуру клеток меланомы В-16.

Научная новизна работы.

В процессе выполнения диссертационной работы создана установка по соосному облучению биологических объектов моноэнергетическими нейтронами и гамма-квантами. Использование в качестве источников нейтронов генераторов, в которых протекает реакция взаимодействия дейтерия с тритиевой мишень, позволило получить чистые потоки нейтронов (без редкоионизирующего компонента) и провести, таким образом, сравнение эффективности различных схем этого комбинированного воздействия. Показано, что большей биологической эффективностью последовательное воздействие нейтронов и фотонов обладает в том случае, когда первой следует фракция плотноионизирующего излучения. Этот вывод в большей степени справедлив к исследованиям in vivo. В случае одновременного облучения нейтронами и гамма-квантами максимальное взаимодействие этих излучений наблюдается при вкладе нейтронов в физическую дозу 20%. Проведено сравнение эффективности одновременного и последовательного действия моноэнергетических нейтронов и фотонов гамма-излучения. Полученные данные свидетельствуют о равной биологической эффективности режимов одновременного и последовательного (при минимальном интервале между облучениями) действия. Таким образом, впервые выполнено комплексное исследование влияния на противоопухолевую эффективность таких параметров смешанного гамма-нейтронного воздействия, как вклад нейтронов в суммарную дозу, последовательность действия каждого из излучений.

Научно-практическая значимость исследования.

Полученные данные о закономерностях изменения биологической эффективности гамма-нейтронного излучения в зависимости от его параметров, таких как вклад плотноионизирующей составляющей и режим фракционирования, позволят разработать более эффективные схемы лучевой терапии онкологических новообразований с использованием нейтронного излучения. Данные, полученные на основе изучения характера взаимодействия нейтронов и редкоионизирующего излучения при их одновременном действии, позволят более корректно оценивать радиационные риски для людей, в том числе профессиональные риски работников АЭС. Одной из составных частей данной работы стала адаптация для клинического применения малогабаритных нейтронных генераторов, разрабатываемых ВНИИ Автоматики им. H.JI. Духова.

Положения, выносимые на защиту.

1. Относительная биологическая эффективность нейтронного излучения с энергией 14 МэВ для 10% выживаемости клеток меланомы В-16 составляет 2,7 и не зависит от мощности дозы в диапазоне 0,06-0,25 Гр/мин и режима облучения: непрерывного или импульсного.

2. Одновременное действие нейтронов с энергией 14 МэВ и гамма-излучения ^Со при вкладе нейтронов в суммарную дозу 20-30% носит синергический характер.

3. Последовательное облучение нейтронами и гамма-квантами в режиме, при котором первой идет фракция плотноионизирующего излучения, обладает большей противоопухолевой эффективностью у крыс с саркомой М-1.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях:

• Актуальные вопросы генетики, радиобиологии и радиоэкологии. Вторые

чтения, посвященные памяти В.И. Корогодина и В.А. Шевченко, 12-13 января, 2009 г., Дубна;

• Техногенные системы и экологический риск, 24 апреля 2009 г., Обнинск;

• Third International Conference, Dedicated to N. W. Timofeeff-Ressovsky

«Modern problems of genetics, radiobiology, radioecology and evolution», October 9-14,2010, Alushta.

• VI Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология,

радиационная безопасность), 25-28 октября 2010, Москва;

• 8-й Международная конференция «Ядерная и радиационная физика», 20-23

сентября 2011 г., Алматы, Казахстан;

Диссертация апробирована 04.06.2012 г. на научной конференции Экспериментального радиологического сектора ФГБУ «Медицинский радиологический научный центр» Министерства здравоохранения и социального развития РФ (протокол № 263)

Личное участие

Автор принимал непосредственное участие в планировании и проведении экспериментов, обработке и интерпретации полученных данных.

Публикации

По результатам исследования опубликовано 6 работ. В том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ.

Объём и структура диссертационной работы

Диссертация изложена на 139 страницах рукописного текста и содержит введение, 3 главы, заключение, выводы. Работа иллюстрирована 7 таблицами и 26 рисунками. Указатель литературы содержит 171 источник, из них 117 зарубежных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Клопогонная активность меланамы В-16. Эффективность различных режимов гамма-нейтронного облучения оценивали по методу, предложенному Паком и Маркусом (Риск Т. е1 а!., 1956), заключающемся в том, что одиночные выжившие после облучения клетки способны в течение нескольких дней образовывать целые колонии, видимые невооруженным глазом, которые можно подсчитать и, таким образом, определить выживаемость культуры клеток.

В качестве тест-объекта использовали перевиваемую культуру клеток мышиной меланомы В-16 (банк клеток «ФГБУ Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина» РАМН), приспособленную к выращиванию в монослое и используемую для оценки эффективности различных методов терапии онкологических заболеваний, в том числе нейтрон-захватной терапии (1сЫЬазЫ М. й а1., 1989). Клетки культивировали по стандартной методике (Фрешни Р. и соавт., 1989).

В процессе облучения клетки находились в пластиковых чашках Петри в состоянии плотного монослоя. После инкубации в течение 7-8 дней клетки фиксировали и окрашивали (Сис1а К. е1 а!., 2007). Подсчет клоногенных клеток проводили на счетчике колоний (ШегеЫепсе, Франция), учитывая колонии, видимые невооруженным глазом — содержащие 50 и более клеток. Фракцию клоногенных клеток выражали в процентах от высеянных при каждой дозе облучения с учетом выживаемости клеток в контроле (без облучения). Считали, что количество выросших колоний подчиняется распределению Пуассона (Воа§ .1., 1979), в случае, когда число выросших колоний было велико (800-1000) и на одну экспериментальную точку приходилось несколько повторов, ошибку оценивали с точки зрения нормального распределения.

Теоретические значения выживаемости. Ожидаемые значения выживаемости рассчитывали исходя из предположения о независимом действии редкоионизирующего излучения и нейтронов (формула 1)

где: £> - доза 1-го и 2-го излучения,

а, Р - коэффициенты уравнения дозовой зависимости для излучений 1 и 2.

Определение коэффициентов синергизма. В настоящей работе сравнение различных режимов гамма-нейтронного воздействия проводили с применением коэффициента синергизма. В общем виде данный коэффициент определяется отношением изоэффективных доз смешанного излучения (Кт .1. е1 а1., 2001; Петин В.Г., 1987). В рамках данной работы использовался также модифицированный вариант коэффициента синергизма — формула 2.

(1)

*с = ^Тс°Р -100% (2)

Tcop.

где: STcoр - выживаемость клеток, рассчитанная для независимого действия на объект каждого излучения, входящего в состав пучка, ^эксп - экспериментально полученное значение выживаемости клеток.

Животпые-опухоленосители. Для исследования эффективности различных режимов фракционированного гамма-нейтронного воздействия использовали беспородных крыс-самцов, массой 180-200 г. В правую заднюю лапку животным имплантировали солидную перевиваемую опухоль - саркому М-1. Противоопухолевую эффективность оценивали по показателю, который представлял собой интеграл от зависимости объема опухоли от времени после облучения. Объем опухоли определяли по формуле эллипсоида. Лучевые реакции кожи, попавшей в зону облучения, оценивали по 10-кодовой шкале (от пороговой эритемы до обширной язвы) (Кузнецова М.Н. и соавт., 1990). Степень поражения выражали в баллах с учетом суток проявления. Итоговыми показателем служил коэффициент, который представлял собой интеграл от зависимости кожных реакций от времени после облучения.

Для оценки эффективности облучения также использовали мышей-самцов гибридов первого поколения СВАхС57В1/6 массой 20-22 г. В правую заднюю лапку животных подкожно имплантировали суспензию клеток мышиной меланомы в количестве ~ 106 клеток (0,2 мл). Эффективность облучения оценивали по изменению объема опухоли, который определяли по формуле эллипсоида.

Источники излучения. В качестве источников нейтронов использовали разработанные во ВНИИ Автоматики им. H.JI. Духова компактные генераторы ИНГ-031 и НГ-14. В результате реакции 3Н(</,я)4Не образуются нейтроны с энергией 14 МэВ. ИНГ-031 - источник импульсного нейтронного излучения. Длительность каждого импульса 2 мкс. В данной работе использовали режим работы генератора при частоте 50 Гц. Источником гамма-излучения служила установка «Луч» ( Со). При облучении объектов источники излучений располагались соосно: нейтронный генератор сверху и установка «Луч» снизу.

Статистическая обработка. Анализ полученных данных проводился с помощью статистической программы R-Project (Comprehensive R Archive Network, версия 2.15) с применением общепринятых критериев: дисперсионного анализа и критериев Стьюдента и Колмогорова-Смирнова.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Биологическая эффективность нейтронов с энергией 14 1У1эВ

Первым этапом настоящей работы была оценка относительной биологической эффективности моноэнергетических (14 МэВ) нейтронов. В роли стандартного излучения использовали воздействие гамма-квантов ^Со при мощности дозы 1 Гр/мин. В качестве источника нейтронов использовали установку ИНГ-031. Полученные данные изображены на рисунке 1.

100

В 10

а ю

1

2 £П

1

0 2 4 6 8 10

Доза, Гр

Рис. 1 - Зависимость выживаемости клеток меланомы В-16 от дозы гамма-излучения и нейтронов с энергией 14 МэВ.

Значения выживаемости клеток после нейтронного облучения показали, что дозовая зависимость для нейтронов имеет линейный характер в полулогарифмических координатах. Для редкоионизирующего излучения была получена ярко выраженная линейно-квадратичная зависимость.

Значение ОБЭ нейтронов с энергией 14 МэВ, соответствующее 10% выживаемости клеток, составило 2,7, что полностью соответствует данным литературы по быстрым нейтронам для данной линии клеток (ІсЬіЬазЬі М. еі а!., 1989). Известно, что значение ОБЭ нейтронов не постоянно и зависит не только от обоих параметров излучений, например, мощности дозы и тест-системы, но и от выбора уровня эффекта, для которого проводится оценка этого показателя. Изменение значения ОБЭ нейтронов с энергией 14 МэВ в зависимости от дозы гамма-излучения показано на рисунке 2.

Из рисунка 2 видно, что ОБЭ нейтронов имеет максимальное значение именно при низких дозах, когда дозовая кривая находится на стадии «плеча». При более высоких дозах (> 10 Гр по гамма-излучению) ОБЭ стремится к значениям 1,5-2. Пунктиром на рисунке отмечено значение для 10% выживаемости.

Доза, Гр

Рис. 2 - Зависимость ОБЭ нейтронов с энергией 14 МэВ от дозы гамма-излучения. Пунктиром указано значение для 10% выживаемости.

Сравнение зффеїстивностн импульсного и непрерывного потока нейтронов

В настоящем исследовании были использованы нейтронные генераторы ИНГ-031 и НГ-14. Первый из них является источником импульсного излучения, с возможностью выбора частоты от 1 до 100 Гц, второй — непрерывного потока нейтронов. Результаты сравнения эффективности нейтронного излучения, генерируемого установками НГ-14 и ИНГ-031 (50 Гц) представлены на рисунке 3.

Рис. 3 - Зависимость выживаемости клеток меланомы В-16 от дозы излучений генераторов непрерывного потока нейтронов (НГ-14) и импульсного излучения

(ИНГ-031, частота 50 Гц).

Несмотря на небольшую разницу в коэффициентах уравнений (а - 0,85 для импульсного генератора и 0,87 для непрерывного пучка нейтронов), значения ОБЭ совпадали. Исходя из этого, можно сделать вывод, что эффективность

непрерывного потока нейтронов и импульсного нейтронного излучения при частоте 50 Гц одинакова.

Влияние мощности дозы нейтронного излучения на его эффективность

Представленная на рисунке 1 дозовая зависимость для нейтронного излучения была получена при различных мощностях доз. Облучение клеток проводили в чашках Петри, расположенных стопкой. Для более корректной последующей оценки влияния параметров смешанного воздействия на его эффективность и для того, чтобы исключить влияние мощности дозы на итоговую выживаемость, был проведен эксперимент по облучению клеток на генераторе ИНГ-031 нейтронным излучением с мощностями доз 0,25 и 0,06 Гр/мин, которые были основными при проведении дальнейших исследований по смешенному облучению. Полученные данные позволили сделать вывод о том, что мощность дозы нейтронного излучения в исследуемом интервале доз и мощностей доз не влияет на выживаемость клеток, что согласуется с имеющимися данные по нейтронам такой энергии (Оюпе1 С. е1 а1., 2000).

Эффективность одновременного облучения пентпонамн н гамма-нзлученнем н ее зависимость от вклада нейтронов

Для комплексной оценки влияния вклада нейтронов на эффективность одновременного воздействия нейтронов и фотонов был поставлен ряд экспериментов. Сравнение различных режймов проводилось с учетом ожидаемых значений выживаемости для каждого из них. Полученные данные показаны на рисунках 4-6.

:

:

:

о

2

4

б

8

Дсгаа облучения, Гр

Рис. 4 - Зависимости выживаемости клеток от дозы одновременного воздействия фотонов и нейтронов при вкладе последних 15%.

Рис. 5 - Зависимости выживаемости клеток от дозы одновременного воздействия фотонов и нейтронов при вкладе последних 30%.

Доза облучения, Гр

Рис. 6 - Зависимости выживаемости клеток от дозы одновременного воздействия фотонов и нейтронов при вкладе последних 45%.

Экспериментальные дозовые зависимости изображены вместе с кривыми по ожидаемой выживаемости, которые рассчитывали исходя из предположения о независимом характере действия.

Из данных, представленных на рисунках 4-6, следует, что для вкладов в интервале 15-30% наблюдается повышение эффективности воздействия по сравнению с ожидаемыми значениями, то есть имеет место синергизм. Увеличение доли нейтронов в дозе облучения до 45% приводит к снижению эффекта и равенству экспериментальных и теоретических кривых -аддитивности. Выявленный эффект синергизма более отчетлив на уровне 30%. Для получения числовой характеристики данных различий был проведен расчет

коэффициентов синергизма. Полученная зависимость синергизма от вклада нейтронов показана на рисунке 7.

коэффициента

ю 20 30 40 50

Вклад нейтронов, %

Рис. 7 - Зависимость коэффициента синергизма от вклада нейтронов при одновременном воздействии гамма-квантов и нейтронов (указаны стандартные ошибки средних значений).

Полученная и представленная на рисунке 7 зависимость коэффициента синергизма от вклада плотноионизирующей составляющей указывает на наличие оптимального значения этого параметра для нейтронов — 30%. Режимы с меньшим значением вклада нейтронов также показали некоторое повышение эффективности относительно ожидаемых значений. Повышение доли нейтронов в дозе облучения нивелирует данный эффект и приводит к выраженному независимому характеру действия нейтронов и фотонов при их одновременном воздействии.

Было проведено исследование, в котором большее внимание уделялось режимам гамма-нейтронного излучения с вкладом нейтронов 20%. Данные этого исследования позволили установить, что наибольшей эффективностью, наряду с 30% обладает режим с 20% вкладом нейтронов.

Влияние последовательности излучений на клетки меланомы В-16

В рамках изучения влияния последовательности действия и интервала между нейтронным и гамма-излучениями был поставлен ряд экспериментов, в которых временной интервал между облучениями варьировал от 0,5 до 2 часов. Полученные данные указывали на отсутствие не только достоверных отличий в эффективности этих режимов, но, даже, и о наличие тенденции к этому. Отдельно был изучен вопрос об эффективности воздействия с минимальным интервалом, когда окончание действия одного излучения совпадало с началом облучения другим: и в этом случае оба режима показали почти идентичную эффективность воздействия.

В дальнейших экспериментах для увеличения доли сублетальных повреждений, а, вместе с этим и большего влияния интервала между фракциями на выживаемость, было решено использовать более низкую мощность дозы гамма-излучения — 0,33 Гр/мин. Данная корректировка была учтена при планировании следующего исследования, данные по которому представлены на рисунке 8. Мощность дозы гамма-излучения составила 0,33 Гр/мин, нейтронов — 0,25 Гр/мин, суммарная физическая доза — 6,81 Гр, вклад нейтронов — 20,0%.

£

з 4 со 4

3

Рис. 8 - Изменение выживаемости клеток меланомы в зависимости от последовательности действия нейтронов и гамма-излучения и интервала между

ними.

Данные рисунка 8 указывают не только на наличие отличий в эффективности режимов с различной последовательностью действия нейтронов и гамма-излучения. Такой же вывод можно сделать, рассчитав фактор изменения дозы (ФИД) для каждого режима (рисунок 9).

Интервал между фракциями, мин

Рис. 9 - Изменение значение фактора изменения дозы в зависимости от последовательности действия нейтронов и гамма-излучения и интервала между

ними.

Таким образом, режим облучения смешанным гамма-нейтронным воздействием при последовательности п—*у приводит к некоторому снижению выживаемости по сравнению с обратной последовательностью (у—*п) при 20% вкладе нейтронов. Увеличение интервала между фракциями нейтронов и гамма-квантов до 2 часов сопровождается недостоверным, но отчетливым снижением эффекта для обоих режимов облучения.

Наиболее аргументированным является объяснение полученных данных с точки зрения быстро и медленно восстанавливающихся повреждений ДНК. Исходя из имеющихся в литературе данных (Sakai К. et al., 1987) нейтронное облучение приводит к образованию значительно меньшего числа быстро восстанавливающихся повреждений (5-7 минут после окончания воздействия), чем редкоионизирующее воздействие. Именно этим можно объяснить различие в эффективности режимов с разной последовательностью. В то же время для нейтронов характерно такое же, как и в случае гамма-квантов, количество медленно восстанавливающихся повреждений (до 70 минут), что приводит к понижению эффективности облучения с увеличением интервала между фракциями.

Несмотря на это, окончательного вывода о механизмах, посредством которых, последовательность действия излучений влияет на эффективность смешанного воздействия нейтронов и фотонов сделать нельзя. Описанные механизмы с восстановлением субповреждений подразумевают образование последних в ходе облучения обоими агентами. Однако линейная форма дозовой зависимости для нейтронов с энергией 14 МэВ не позволяет сделать вывод, о том, что в ходе нейтронного облучения кроме летальных образуются и достаточное, для объяснения описанного выше эффекта, количество сублетальных повреждений.

Таким образом, полученные результаты, в целом, укладываются в общепринятые представления о том, что эффективность различных режимов последовательного действия редко- и плотноионизирующего излучений с минимальным интервалом между ними не будет различаться (Lam G., 1989).

В качестве завершающего комплекс исследований на культуре клеток меланомы был эксперимент по прямому сравнению одновременного и последовательного облучения нейтронами и гамма-излучениям. Вклад нейтронов в суммарную дозу составил 20%. Последовательно облучение проводили в режиме п—>у. Полученные данные указывали на отсутствие различий в эффективности этих режимов. Этот результат так же, как и в случае изучения влияния последовательности на эффективность смешанного воздействия, может быть объяснен с точки зрения быстро восстанавливающихся повреждений.

Противоопухолевая эффективность у животных-опухоленосителей после гамма-нейтронного облучения

Сравнение противоопухолевой эффективности режимов гамма-нейтронного облучения с разной последовательностью действия излучений проводили на мышах с меланомой В-16. Исходя из полученных данных был сделан вывод, что при данных условиях облучения (вклад нейтронов составил 10% по эквивалентной дозе) изменение последовательности действия нейтронов и гамма-квантов не приводит к изменению эффективности такого смешанного воздействия. Кроме противоопухолевого действия решающую роль имеет и толерантность к облучению здоровых, окружающих опухоль, тканей. Поэтому последующие исследования in vivo было решено проводить на более крупных животных: крысах с саркомой М-1, которые позволяют оценивать реакцию на облучение кожного покрова. В проведенном исследовании интервал между фракциями составил 40 минут. Дозы гамма-излучения и нейтронов равнялись 22 и 3 Гр соответственно. Полученные данные по изменению объема опухоли представлены на рисунке 10.

Рис. 10 - Изменение объема опухоли (саркома М-1) у крыс в зависимости от времени после облучения нейтронами и гамма-квантами в разной последовательности.

Из данных на рисунке 10 можно отметить заметное превосходство по противоопухолевой эффективности режима п—*у. При этой схеме облучения наблюдались все основные стадии изменения объема опухоли после воздействия ионизирующего излучения: продолжение первичного роста, регрессия, сменяющаяся рецидивом. В случае облучения нейтронами и гамма-квантами в обратной последовательности регрессия опухоли не наблюдалась: ее заменила стадия ремиссии, при которой объем опухоли практически не изменялся. Сравнение объемов опухоли в динамике начиная с 10 дня после облучения показало наличие достоверного различия между группами (Р < 0,001, 0,01, 0,01 и 0,05 для 10, 13, 16 и 21 суток соответственно). Сравнение

экспериментальных групп на поздних сроках (27 сутки) не выявило различий между группами, что можно объяснить повышенным разбросом значений объема опухоли у животных, облученных в режиме у—»и.

Полученные результаты свидетельствовали так же о том, что более высокая противоопухолевая эффективность режима, при котором первой идет фракция нейтронов, сопровождается повышенными кожными реакциями.

ВЫВОДЫ

1. Относительная биологическая эффективность нейтронов с энергией 14 МэВ при импульсном с частотой 50 Гц и непрерывном режиме воздействия совпадает и составляет 2,7 по тесту клоногенной активности клеток меланомы В-16.

2. Выживаемость клеток меланомы В-16 не зависит от мощности дозы нейтронного излучения с энергией 14 МэВ в диапазоне от 0,06 до 0,25 Гр/мин.

3. Одновременное облучение нейтронами с энергией 14 МэВ и гамма-излучением 60Со клеток меланомы В-16 in vitro носит синергический характер при вкладе по нейтронной составляющей в физическую дозу 2030%.

4. Комбинированное облучение культуры опухолевых клеток гамма-квантами и нейтронами в последовательном режиме, когда первой идет фракция нейтронов, не приводит к статистически значимому повышению эффективности воздействия по сравнению с облучением в обратной последовательности.

5. Увеличение временного интервала между фракциями нейтронов и фотонов вне зависимости от последовательности их действия с 15 до 120 минут снижает эффективность смешанного воздействия.

6. Сравнение биологической эффективности одновременного гамма-нейтронного облучения и последовательного воздействия нейтронами и фотонами при отсутствии интервала между фракциями не выявило различий в выживаемости клеток меланомы В-16.

7. Использование режима смешанного облучения в последовательности л—>у позволяет достичь повышения противоопухолевой эффективности у животных-опухоленосителей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

При планировании лучевой терапии с использованием нейтронов для достижения максимальной эффективности в отношении опухолевых клеток

целесообразно применять плотноионизирующее излучение с вкладом по физической дозе 20-30%.

Полученные данные свидетельствуют о том, что последовательность действия излучений при гамма-нейтронной терапии может оказывать существенное влияние на эффективность лечения. Таким образом, более целесообразными могут являться схемы фракционирования со сменяющимися фракциями редко- и плотноионизирующего излучений.

СПИСОК научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Бекетов Е.Е., Корякин С.Н. Оценка влияния последовательности гамма- и нейтронного воздействий на динамику роста меланомы В-16 in vivo I I VI Региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск», Обнинск. - 2009. - С. 105-109.

2. Бекетов Е.Е., Корякин С.Н., Исаева Е.В., Баранов А.П., Лычагин A.A., Ульяненко С.Е. Изучение противоопухолевой эффективности сочетанного гамма- и нейтронного воздействия на мышах с меланомой В-16 // Вторые чтения памяти В.И. Корогодина и В.А. Шевченко: «Актуальные вопросы генетики, радиобиологии, радиоэкологии», Дубна-Москва, 2009, С. 77.

3. Isaeva Е.В., Koryakin S.N., Beketov Е.Е., Ulianenko S.E., Lychagin A.A., Yadrovskaya V.A. Influence of various regimens of gamma-neutron irradiation on radiosensitivity of melanoma B-16 cells. Third International Conference, Dedicated to N. W. Timofeeff-Ressovsky «Modern problems of genetics, radiobiology, radioecology and evolution». Alushta, 9-14 October 2010. - P. 64.

4. Исаева E.B., Корякин C.H., Бекетов E.E., Ульяненко С.Е., Лычагин A.A. Ююногенная активность клеток мышиной меланомы В-16 после воздействия импульсного нейтронного излучения генератора ИНГ-031. Материалы VI Съезда по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность). - Москва, 25-28 октября 2010. —Т.1. - С 238.

5. Бекетов Е.Е., Корякин С.Н., Исаева Е.В., Ульяненко С.Е. Возможности гамма-нейтронной терапии на базе компактных нейтронных генераторов // Материалы 8-й Международной конференции «Ядерная и радиационная физика», Алматы, Казахстан, 20-23 сентября 2011. - С. 302-303.

6. Исаева Е.В., Бекетов Е.Е., Корякин С.Н., Лычагин A.A., Ульяненко С.Е. Сравнение биологической эффективности импульсного и непрерывного нейтронного излучения с энергией 14 МэВ на культуре клеток мышиной меланомы В-16 // Бюллетень Национального радиационно-эпидемиологического регистра «Радиация и риск». - 2012. - Т. 21. - № 2. -С. 83-90.

Заказ 2073 Тираж 100 Объём 1 п.л. Формат 60х841/16 Печать офсетная

Отпечатано в МП «Обнинская типография» 249035 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Комарова, 6

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бекетов, Евгений Евгеньевич

Введение.

Глава 1 Обзор литературы.

1.1 Применение нейтронов в онкологии.

1.2 Источники нейтронного излучения в лучевой терапии.

1.3 Взаимодействие нейтронов с биологической средой.

1.4 Относительная биологическая эффективность нейтронного излучения.

1.5 Особенности действия нейтронного излучения на биологические объекты.

1.6 Влияние параметров смешанного облучения нейтронами и гамма-квантами на его биологическую эффективность.

1.6.1 Последовательность действия нейтронов и гамма-излучения.

1.6.2 Вклад нейтронов в суммарную дозу.

1.6.3 Одновременное действие нейтронов и редкоионизирующего излучения.

1.6.4 Оценка биологического действия смешанного излучения.

Глава 2 Материалы и методы.

2.1 Изучение гамма-нейтронного воздействия по клоногенной активности клеток меланомы В-16.

2.1.1 Посев и подсчет колоний меланомы В-16.

2.1.2 Определение коэффициентов синергизма.

2.2 Оценка эффективности облучения на животных-опухоленосителях.

2.3 Источники излучения и процедура облучения.

2.4 Статистическая обработка и программное обеспечение.

Глава 3 Результаты и их обсуждение.

3.1 Оценка биологической эффективности нейтронов с энергией 14 МэВ и гамма-излучения на культуре клеток меланомы В-16.

3.1.1 Сравнение эффективности импульсного и непрерывного потока нейтронов.

3.1.2 Влияние мощности дозы нейтронного излучения на его эффективность.

3.1.3 Влияние мощности дозы гамма-излучения на его эффективность.

3.2 Эффективность одновременного облучения нейтронами и гамма-излучением и ее зависимость от вклада нейтронов.

3.3 Влияние последовательности действия гамма-излучения и нейтронов на клетки меланомы В-16.

3.4 Изучение противоопухолевой эффективности у животных-опухоленосителей после гамма-нейтронного облучения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние сочетанного гамма-нейтронного облучения на гибель опухолевых клеток in vitro и in vivo"

Актуальность работы

Использование нейтронов в лучевой терапии злокачественных новообразований берет свое начало с 1938 г. - первых клинических испытаний, проводившихся в Беркли (США) под руководством Р. Стоуна. Ретроспективный анализ первого опыта применения нейтронов в терапии, а также стремительное развитие радиобиологии в 50-60 гг. позволили сделать вывод о перспективности этого вида корпускулярного излучения. Проводившиеся в конце 60-х гг. вторые клинические испытания еще в большей степени стимулировали дальнейшее радиобиологическое изучение эффективности этого вида излучения и его применение в лучевой терапии. Лечение онкологических заболеваний с использованием нейтронов было продолжено в США, Германии и Японии. В целом, лучевую терапию с использованием нейтронов проводили в более чем трех десятках центров по всему миру. Большой вклад в развитие этого вида лучевой терапии внесли радиобиологи и онкологи г.Обнинска, Томска и Снежинска.

Нейтронная терапия остается одним из наиболее эффективных методов лечения некоторых видов и локализаций злокачественных новообразований, особенно в случае поздних стадий развития этого заболевания. К настоящему моменту методами лучевой терапии с использованием нейтронов пролечено более 20 ООО пациентов. Сравнение с другими видами лучевой терапии, в первую очередь протонами и ионами, отчетливо указывает на ее перспективность: нейтроны обладают значительно большей биологической эффективностью, чем протоны, а использование экономичных, по сравнению с установками для ионной терапии, генераторов нейтронов обеспечит несравнимо меньшую стоимость курса лучевой терапии.

Ключевым отличием этого вида корпускулярного излучения от традиционных для лучевой терапии фотонного и электронного излучений является его высокая биологическая эффективность, которая позволяет преодолевать радиорезистентность гипоксических опухолевых клеток. Однако использование в курсе лучевой терапии только нейтронов часто приводит к образованию тяжелых лучевых повреждений здоровых тканей. Поэтому в схемах лучевой терапии нейтроны применяются вместе с редкоионизирующим излучением.

Значительное увеличение эффективности гамма-нейтронной терапии, как с точки зрения противоопухолевого действия, так и за счет снижения дозовых нагрузок на здоровые ткани (вместе с этим, и уменьшение частоты и величины их поздних лучевых реакций) может быть достигнуто путем дальнейшей оптимизации схем облучения. Большая часть схем фракционирования гамма-нейтронного излучения, применяемых в клинике не имеет под собой достаточного экспериментального и теоретического обоснования. Это, в первую очередь, относится к величине курсовой дозы нейтронов относительно суммарной дозы, получаемой пациентом в ходе курса лучевой терапии (вклад нейтронов). До сегодняшнего дня выбор дозы определяется в основном только толерантностью здоровых тканей, то есть их способности переносить облучение без серьезных лучевых реакций. Противоречивые данные имеются и в отношении оптимальной последовательности действия плотно- и редкоионизирующих излучений.

Среди причин малого количества исследований в данном направлении основной является невозможность для большинства источников нейтронов обеспечивать широкий диапазон конфигураций облучения: изменять порядок действия нейтронов и гамма-квантов, варьировать величины доз и мощностей доз. Важно отметить, что величины доз каждого из излучений должны не зависеть друг от друга, что не всегда возможно, например, в случае исследований на ядерных реакторах. Имеющиеся единичные данные о влиянии вклада нейтронов на биологическое действие смешанного воздействия нейтронов и гамма-излучения указывают на наибольшую эффективность при 20-40% вкладе нейтронов по физической дозе (в зависимости от энергии нейтронов и использованного тест-объекта). По данным некоторых исследований эффективность гамма-нейтронного -* излучения значительно превышает теоретически ожидаемые значения. Таким образом, взаимодействие нейтронов и фотонов может носить синергетический характер. Требует проверки эффективность гамма-нейтронного воздействия с высоким вкладом нейтронов: 60-80% - по некоторым данным наблюдающийся при 40-50% вкладе антагонизм

У сменяется ростом биологической эффективности. Противоречивые % / результаты получены при исследовании влияния последовательности, в которой целесообразнее применять нейтроны и фотоны для достижения г« большей эффективности облучения.

Проблема взаимодействия нейтронного и редкоионизирующего излучений имеет прямое отношение к проблемам оценки профессиональных рисков, в том числе в случае техногенных катастроф: взаимное действие редкоионизирующего излучения и нейтронов может носить синергетический характер, что отразится в большей опасности для здоровья такого \ смешанного воздействия. Предполагается, что взаимодействие различных типов излучений, приводящих к образованию сублетальных повреждений при их одиночном действии, всегда будет носить синергетический характер. В одних из первых работ в этом направлении каких-либо доказательств наличия подобного взаимодействия для нейтронов и редкоионизирующего излучения обнаружено не было; позднее такие данные были получены.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы являлось изучение закономерностей изменения биологической эффективности комбинированного излучения нейтронов с энергией 14 МэВ и фотонов при различном вкладе нейтронов в суммарную дозу и в зависимости от режима фракционирования излучений на модельных опухолях: меланоме Вг16 и саркоме М-1 в исследованиях in vitro и in vivo.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить относительную биологическую эффективность нейтронов с энергией 14 МэВ при импульсном и непрерывном режиме воздействия.

2. Изучить влияние вклада нейтронов на эффективность одновременного воздействия нейтронов и гамма-квантов.

3. Оценить биологическую эффективность последовательного облучения нейтронами и гамма-квантами культуры клеток меланомы В-16 при изменении последовательности действия излучения и интервала между воздействиями.

4. Изучить влияние последовательного воздействия нейтронов и гаммаизлучения на противоопухолевую эффективность на животных-опухоленосителях.

5. Провести сравнение биологической эффективности смешанного облучения фотонов и нейтронов при их одновременном и последовательном действии на культуру клеток меланомы В-16.

Научная новизна

В процессе выполнения диссертационной работы создана установка по соосному облучению биологических объектов моноэнергетическими нейтронами и гамма-квантами. Использование в качестве источников нейтронов генераторов, в которых протекает реакция взаимодействия дейтерия с тритиевой мишень, позволило получить чистые потоки нейтронов (без редкоионизирующего компонента) и провести, таким образом, сравнение эффективности различных схем этого комбинированного воздействия. Показано, что большей биологической эффективностью последовательное воздействие нейтронов и фотонов обладает в том случае, когда первой следует фракция плотноионизирующего излучения. Этот вывод в большей степени справедлив к исследованиям in vivo. В случае одновременного облучения нейтронами и гамма-квантами максимальное взаимодействие этих излучений наблюдается при вкладе нейтронов в физическую дозу 20%. Проведено сравнение эффективности одновременного и последовательного действия моноэнергетических нейтронов и фотонов гамма-излучения. Полученные . данные свидетельствуют о равной биологической эффективности режимов одновременного и последовательного (при минимальном интервале между облучениями) действия. Таким образом, впервые выполнено комплексное исследование влияния на противоопухолевую эффективность таких параметров смешанного гамма-нейтронного воздействия, как вклад нейтронов в суммарную дозу, последовательность действия каждого из излучений.

Научно-практическая значимость

Полученные данные о закономерностях изменения биологической эффективности гамма-нейтронного излучения в зависимости от его параметров, таких как вклад плотноионизирующей составляющей и режим фракционирования, позволят разработать более эффективные схемы лучевой терапии онкологических новообразований с использованием нейтронного излучения. Данные, полученные на основе изучения характера взаимодействия нейтронов и редкоионизирующего излучения, при их одновременном действии позволят более корректно оценивать радиационные риски для людей, в том числе профессиональные риски работников АЭС. Одной из составных частей данной работы стала адаптация для клинического применения малогабаритных нейтронных генераторов, разрабатываемых ВНИИ Автоматики им. H.JI. Духова.

Объем и структура работы

Диссертация изложена на 139 страницах рукописного текста и содержит введение, 3 главы, заключение, выводы. Работа иллюстрирована 7 таблицами и 26 рисунками. Указатель литературы содержит 171 источник, из них 117 зарубежных.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Бекетов, Евгений Евгеньевич

Выводы

1. Относительная биологическая эффективность нейтронов с энергией 14

МэВ при импульсном с частотой 50 Гц и непрерывном режиме воздействия совпадает и составляет 2,7 по тесту клоногенной активности клеток меланомы В-16.

2. Выживаемость клеток меланомы В-16 не зависит от мощности дозы нейтронного излучения с энергией 14 МэВ в диапазоне от 0,06 до 0,25 Гр/мин.

3. Одновременное облучение нейтронами с энергией 14 МэВ и гаммаизлучением 60Со клеток меланомы В-16 in vitro носит синергический характер при вкладе по нейтронной составляющей в физическую дозу 20-30%.

4. Комбинированное облучение культуры опухолевых клеток гаммаквантами и нейтронами в последовательном режиме, когда первой идет фракция нейтронов, не приводит к статистически значимому повышению эффективности воздействия по сравнению с облучением в обратной последовательности.

5. Увеличение временного интервала между фракциями нейтронов и фотонов вне зависимости от последовательности их действия с 15 до 120 минут снижает эффективность смешанного воздействия.

6. Сравнение биологической эффективности одновременного гамманейтронного облучения и последовательного воздействия нейтронами и фотонами при отсутствии интервала между фракциями не выявило различий в выживаемости клеток меланомы В-16.

7. Использование режима смешанного облучения в последовательности п—*у позволяет достичь повышения противоопухолевой эффективности у животных-опухоленосителей.

Заключение

Несмотря на большой опыт совместного применения нейтронов и редкоионизирующего излучения в лучевой терапии злокачественных новообразований, многие особенности действия на биологические объекты такого смешанного воздействия до последнего времени оставались невыясненными.

Использование в клинике двух типов ионизирующего излучения сразу поднимают вопрос о схеме их применения: последовательности действия каждого из них, режимах фракционирования в рамках целого курса терапии, соотношении величин их доз (вкладе нейтронов). Изучению влияния указанных параметров облучения посвящено исключительно малое количество исследований. Причина этого лежит в необходимости создания облучательского комплекса, включающего в себя сразу две независимые установки: источники нейтронов и редкоионизирующего излучения. Кроме трудностей с расположением этих источников в пространстве, возникают проблемы дозиметрического характера, к которым относится и отсутствие дозиметров, способных учитывать дозы только нейтронного излучения.

Среди описанных в литературе большее количество данных относится к влиянию на эффективность смешанного воздействия последовательности излучений. Однако однозначных выводов в этом вопросе сделать нельзя: встречаются результаты, указывающие на большую эффективность как одного режима (и—>у), так и обратного (уЕдиничные данные встречаются по оценке влияния на эффективность облучения вклада нейтронов. Анализ этих сведений показал, что наибольшим эффектом обладает гамма-нейтронное облучение с вкладом по нейтронам 20-40%. Задачей настоящего работы было прояснить эти вопросы, то есть провести комплексное исследование эффективности гамма-нейтронного воздействия с различными параметрами облучения. Ключевым аспектом диссертации являлась оценка эффективности одновременного воздействия нейтронов и редкоионизирующего излучения.

Источниками нейтронного излучения в настоящей работе служили два компактных генератора (разработки ВНИИ Автоматики им. Н.Л. Духова): ИНГ-031 и НГ-14. Первый из них был источником импульсного нейтронного излучения, второй — генерировал непрерывное излучение. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что эффективность непрерывного потока нейтронов и импульсного нейтронного излучения при частоте 50 Гц одинакова.

В качестве основной тест-системы использовали клоногенную активность опухолевых клеток — мышиной меланомы В-16. Анализ выживаемости культуры после облучения нейтронами и гамма-квантами позволил определить, что значение ОБЭ нейтронов с энергией 14 МэВ, соответствующее 10% выживаемости клеток, составило 2,7, что полностью соответствует литературным данным по быстрым нейтронам для данной линии клеток. Получена зависимость ОБЭ нейтронов от дозы гамма-излучения, обусловленная линейно-квадратичной дозовой зависимостью в случае гамма-квантов. Указанная изменчивость ОБЭ нейтронов поднимает дополнительные вопросы при планировании экспериментов по изучению эффективности смешанных излучений, что в полной мере касается и интерпретации полученных данных. Таким образом, в рамках данной работы при выполнении исследований и анализе полученных данных понятие «эквивалентные» дозы не использовались. Сравнение различных режимов гамма-нейтронного облучения проводили посредством определения ожидаемых (теоретических) значений, рассчитанных исходя из предположения о независимом действии каждого из излучений.

Планирование экспериментов по смешанному облучению биологических объектов указало на возможные трудности, связанные с влиянием на итоговый эффект мощностей доз обоих агентов. Проведенные эксперименты позволили выяснить, что мощность дозы нейтронного излучения в интервале от 0,06 до 0,25 Гр/мин не влияет на выживаемость клеток. Обратное наблюдалось для гамма-излучения: снижение мощности дозы с 1 до 0,33 Гр/мин привело к значительному повышению выживаемости. Исходя из этого, при планировании дальнейших исследований изменение мощности дозы редкоионизирующего излучения при переходе от одного режима гамма-нейтронного облучения к другому было минимизировано.

Предварительное исследование влияния вклада нейтронов на эффективность одновременного воздействия нейтронного- и гамма-излучений показало, что среди значений этого параметра: 10, 30 и 45% (по физической дозе) наибольшей биологической эффективностью обладает режим с 30% вкладом плотноионизирующего излучения. Последующие точечные исследования позволили дополнить и уточнить этот вывод. Прямое сравнение эффективности облучения при вкладе по нейтронам в 20 и 30% показало большую эффективность первого режима. Установлено, что увеличение этого параметра (вклада) в случае одновременного гамма-нейтронного облучения от 10 до 20% сопровождается ростом биологической эффективности до выраженного синергизма. Дальнейшее увеличение вклада нейтронов приводит к некоторому снижению эффективности и в случае 45% вклада эффект возвращается на уровень аддитивности. Результаты, полученные при изучении эффективности более высоких значений по вкладу (75%), указывают на наличие антагонизма.

В другой части настоящей работы было проведено сравнение эффективности последовательного облучения клеток меланомы нейтронами и гамма-квантами. Режим облучения смешанным воздействием при последовательности п—>у приводит к снижению выживаемости по сравнению с обратной последовательностью (у—т). Увеличение интервала между фракциями нейтронов и гамма-квантов до 2 часов приводит к снижению эффекта для обоих режимов облучения. Полученные результаты могут быть объяснены с точки зрения быстро и медленно восстанавливающихся повреждений ДНК. Нейтронное облучение приводит к образованию значительно меньшего числа быстро восстанавливающихся повреждений (57 минут после окончания воздействия), чем редкоионизирующее воздействие. В то же время для нейтронов характерно такое же, как и в случае гамма-квантов, количество медленно восстанавливающихся повреждений (до 70 минут), что приводит к понижению эффективности облучения с увеличением интервала между фракциями. Несмотря на то, что используемый подход (учет медленно и быстро восстанавливающихся повреждений) объясняет полученные данные, однозначного вывода о причинах большей эффективность режима гамма-нейтронного облучения, при котором первой идет фракция плотноионизирующего компонента сделать нельзя. Полученная в работе линейная дозовая зависимость для нейтронов указывает, что после облучением этим корпускулярным излучением в клетках не накапливаются субповреждения.

На завершающем этапе исследования на культуре клеток меланомы В-16 было показано, что выживаемость после одновременного облучения гамма-квантами и нейтронами при 20% вкладе последних не имеет статистически значимого отличия от той, которая наблюдалась в случае последовательного действия этих ионизирующих агентов.

Заключительные эксперименты, проведенные в рамках настоящей диссертационной работы на животных-опухоленосителях, подтвердили данные, полученные для культуры клеток. Облучение крыс с саркомой М-1 смешанным воздействием с вкладом нейтронов по эквивалентной дозе 10% показало, что режим, при котором первой идет фракция нейтронов, обладает большей биологической эффективностью.

Данные, полученные в рамках настоящей диссертационной работы отвечают на два ключевых вопроса, связанные с эффективностью гамма-нейтронного излучения. Во-первых, облучение культуры опухолевых клеток и животных-опухоленосителей двумя фракциями: нейтронным и гамма-излучением большей эффективностью обладает режим, при котором первой идет фракция плотноионизирующего излучения. Во-вторых, сравнение эффективности одновременного гамма-нейтронного облучения при различных соотношения этих двух компонентов показало, что наиболее выраженным синергетическим характером обладает режим с 20% вкладом по нейтронам.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бекетов, Евгений Евгеньевич, Обнинск

1. Бейли H. Статистические методы в биологии / пер. с англ. В. П. Смилги ;под ред. В. В. Налимова. М. : Мир, 1963. - 272 с.

2. Бекман И. Н. Радиоактивность и радиация. Курс лекций Электронныйресурс. М. : Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, 2006. URL: http://profbeckman.narod.ru/RRO.htm (дата обращения: 01.03.2012).

3. Биологические эффекты нейтронов разных энергий / Е. А. Жербин, С. П.

4. Капчигашев, А. Г. Коноплянников и др. -М. : Энергоатомиздат, 1984. 144 с.

5. Быстрые нейтроны в онкологии / В. А. Лисин и др. ; под ред.

6. Л.И.Мусабаевой. Томск : Изд-во НТЛ, 2000. - 188 с.

7. Важенин А. В. Уральский центр нейтронной терапии: история создания,методология, результаты работы / А. В. Важенин, Г. Н. Рыкованов. — М. : Издательство РАМН, 2008. 144 с.

8. Власов Н. А. Нейтроны. М. : Наука, 1971. - 552 с.

9. Втюрин Б. М., Иванов В. К., Иванов В. Н. и др. Сочетанная нейтронная игамма-терапия рака языка // Медицинская радиология. 1986. - № 9. -С. 14-19.

10. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц ; пер. с англ.

11. Ю.А. Данилова. М. : Практика, 1998. — 459 с.

12. Дистанционная нейтронная терапия / Б. Н. Зырянов и др. Томск :

13. Издательство Томского университета, 1991. 300 с.

14. Жербин Е. А. Мирные профессии нейтронов / Е. А. Жербин. М.:1. Знание, 1980.-96 с.

15. Зинченко В. А. Влияние условий облучения быстрыми нейтронами напролиферативную активность опухолевой ткани, культивируемой в диффузионных камерах // Клиническая онкология. 1989. - Вып. 9. -С. 95-97.

16. Индык В. М., Парновская Н. В. Биологические эффекты быстрыхнейтронов со средней энергией 22 МэВ // Радиобиология. 1988. -Т.28. - Вып. 4. - С. 520-523.

17. Использование нейтронных источников из калифорния-252 для лечениязлокачественных новообразований / Б. М. Втюрин и др.; под ред. А.Ф. Цыба. М.: ПК ВНИИМИ, 1982. - 80 с.

18. Коггл Д. Биологические эффекты радиации / пер. с англ. И. И.

19. Пелевиной, Г. И. Миловидовой ; под ред. А. Н. Деденкова. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 184 с.

20. Колесникова А.И. Радиобиологическая характеристика клоногенныхклеток-предшественников некоторых нормальных и опухолевых тканей животных и человека: автореф. дис. док. мед. наук / Антонина Ивановна Колесникова. Обнинск, 1988.

21. Котеров А. Н., Никольский А. В. Адаптация к облучению in vivo //

22. Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. -№ 6. -С.648-662.

23. Кудряшов Ю. Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) /под ред. В. К. Мазурика, М. Ф. Ломанова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. -448 с.

24. Кузнецова М. Н., Ульяненко С. Е. ОБЭ нейтронов реактора БР-10 попротивоопухолевому эффекту и острым лучевым реакциям кожи // Медицинская радиология. 1989. - № 5. - С. 45-47.

25. Кузнецова М. Н., Ульяненко С. Е., Сысоев А. С. Острые реакции кожикрыс после облучения реакторными нейтронами // Медицинская радиология. 1990. - Т. 35. - № 7. - С. 43-45.

26. Культура животных клеток. Методы / Д. Конки и и др.; под ред.

27. Р.Фрешни. М.: Мир, 1989. - 333 с.

28. Ли Д. Действие радиации на живые клетки / под ред. Н. П. Дубинина,

29. Н.И. Шапиро ; пер. с англ. М. Л. Бельковского и др. М.: Госатомиздат, 1963.-288 с.

30. Макарова Г. В. Радиобиологические предпосылки применения быстрыхнейтронов в лучевой терапии злокачественных опухолей // Быстрые нейтроны в лучевой терапии злокачественных опухолей. М.: ПК ВНИИМИ, 1976. - С. 7-58.

31. Моисеев А. Н., Климанов В. А., Морозова Н. И. Вычисление ОБЭнейтронов на основе данных спектров ЛПЭ протонов отдачи //

32. Медицинская физика. 2010. - № 3(47). - С. 11-13.

33. Мусабаева Л. И., Величко С. А., Кицманюк 3. Д. Поздние лучевыеповреждения после нейтронной терапии // Медицинская радиология. — 1990. Т. 35. - № 5. - С. 21-24.

34. Мусабаева Л. И., Ланцман В. А., Лисин В. А. и др. Фракционированиедозы фотонной и нейтронной терапии при комбинированном лечении остеогенной саркомы // Медицинская радиология. 1990. - Т. 35. -№4.-С. 27-32.

35. Нейтроны в лечении злокачественных новообразований / А. Ф. Цыб, С.

36. Е. Ульяненко, Ю. С. Мардынский и др. Обнинск : БИСТ, 2003. -112с.

37. Нейтроны ядерных реакторов в лечении злокачественныхновообразований / И. А. Гулидов, Ю. С. Мардынский, А. Ф. Цыб, А.С.Сысоев. Обнинск : МРНЦ РАМН, 2001.-132 с.

38. Обатуров Г. М., Соколов Г. М., Ульяненко С. Е., Цыб Т. С. Актуальныепроблемы радиобиологии нейтронов // Радиационная биология. Радиоэкология. 1997. - Т. 37. - № 4. - С. 475-481.

39. Окада Ш. Радиационна биохимия клетки / пер. с англ. Б. С. Беренфельдаи др.; под ред. Ю. Б. Кудряшова, А. Г. Тарасенко. М.: Мир, 1974. -408 с.

40. Особенности механизмов действия плотноионизирующих излучений /

41. И.Б. Кеирим-Маркус и др.; под ред. А. В. Савича, В. К. Мазурика. -М.: Медицина, 1985. 232 с.

42. Петин В. Г. Биофизика неионизирующих физических факторовокружающей среды. Обнинск : МРНЦ РАМН, 2006. - 265 с.

43. Петин В. Г. Генетический контроль модификацийрадиочувствительности клеток. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 208 с.

44. Раджу М. Р. Терапия тяжелыми частицами: некоторые аспекты иперспективы // Медицинская радиология. 1987. - Т.32. - №8. - С.7-9.

45. Радиация и патология / А. Ф. Цыб и др.; под ред. А. Ф. Цыба. М.:

46. Высшая школа, 2005. 341 с.

47. Сайкова В. А., Балдычев А. С., Постникова JI. Н. и др. К оценкебиологического действия нейтронов с энергией 14 МэВ // Радиобиология. 1983. - Т. 23. - Вып. 1. - С. 59-62.

48. Севанькаев А. В., Герасименко В. Н. Сравнительная частота аберрацийхромосом в культуре лимфоцитов человека в зависимости от режима нейтронного облучения // Радиобиология. 1989. - № 2. - С. 264-266.

49. Терапевтическая радиология: руководство для врачей / А. Ф. Цыб и др.;под ред. А. Ф. Цыба, Ю. С. Мардынского. М.: ООО МК, 2010. -552с.

50. Ульяненко С. Е., Ротт Г. М., Кузнецова М. Н., Сморызанова О. А.

51. Выживаемость мышей и содержание металлотионеинов в и печени и почках как критерий оценки воздействия импульсного и нейтронного излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. -№4.-С. 387-391.

52. Урбах В. Ю. Биометрические методы. М.: Наука, 1964. - 415 с.

53. Фесенко Э. В., Лучник Н. В. Влияние комбинированного гамманейтронного облучения на образование структурных мутаций // Фундаментальные и прикладные аспекты нейтронной радиобиологии. Сборник научных работ. Обнинск : НИИ МР АМН СССР, 1985. - С. 54-64.

54. Цыб Т. С., Кабакова Н. В., Пахомова О. Н. Летальные эффектыпоследовательного действия быстрых (0,85 МэВ) нейтронов и 20 МэВ электронов на дрожжевые клетки // Нейтроны и тяжелые заряженные частицы в биологии и медицине. Обнинск, 1989. - С. 64-67.

55. Цыб Т. С., Кабакова Н. М., Перевозчиков Н. В. Биологические эффектыу клеток дрожжей БассИаготусеБ при одновременном действии 20 МэВ электронов и а-частиц 239Ри // 3-й Съезд по радиационным исследованиям, Пущино. 1997.-Т. 1.-С. 137-138.

56. Цыб Т. С., Комарова Е. В., Потетня В. И., Обатуров Г. М. Биологическиеэффекты импульсного и непрерывного нейтронного излучения для клеток дрожжей БассЬаготусез // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. - Т. 41. - № з. с. 290-294.

57. Цыб Т. С., Пахомова О. Н. Летальные эффекты последовательногодействия у-излучения и быстрых (0,85 МэВ) реакторных нейтронов у клеток дрожжей 8ассЬагошусез // 3-й Съезд по радиационным исследованиям, Пущино. 1997.-Т. 1.-С. 138-139.

58. Шапоров В. Н. Биологические эффекты смешанного гамма-нейтронного1.ll. iизлучения с различными гамма-вкладами: автореф. дис. канд. мед. Наук / Валерий Николаевич Шапоров. М., 1971.

59. Эйдус JI. X. Физикохимические основы радиобиологических процессови защиты от излучения. М.: Атомиздат, 1979. - 216 с.

60. Эмануэль Н. Н. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов. —1. М.: Наука, 1977.-497 с.

61. Ярмоненко С. П., Вайнсон А. А. Радиобиология человека и животных.

62. М.: Высш. шк., 2004. 549 с.

63. Adams R. Cell culture for biochemistry / ed. by R. Burdon, P. Knippenberg.

64. Amsterdam : Elsevier Science Publishers B.V., 1990. 364 p.

65. Balcer-Kubiczek E., Harrison G., Hei. T. Neutron dose-rate experiments atthe AFRRI nuclear reactor // Radiation Research. 1991. -N. 128. -P. S65-S70.

66. Barendsen G., Koot C., van Kersen G. et al. The effect of oxygen onimpairment of the proliferative capacity of human cells in culture by ionizing radiations of different LET // International Journal Radiation Biology. 1966. -V. 10. -N. 4. - P. 317-327.

67. BatemanJ., Rossi H., Bond V., Gilmarting J. The dependence of RBE onenergy of fast neutrons. 2. Biological evaluation at discrete neutron energies in the range 0.43 to 1.80 MeV // Radiation Research. — 1961. — N.15.-P. 694-706.

68. Bird R., Zaider M., Rossi H., Hall E. The sequential irradiation of mammaliancells with X rays and charged particles of high LET // Radiation Research. 1983. -N. 93. - P. 444-452.

69. Bishop O. Statistics for biology. London: Longman, 1971. - 216 p.

70. Boag J. Статистическая обработка результатов определениявыживаемости клеток / пер. с англ. А. А. Вайнсона, A. JI. Выгодской //

71. Жизнеспособность клеток, облученных в малых дозах: теоретические и клинические аспекты. М. : Медицина, 1979. - С. 47-59.

72. Broerse J., Barendsen G. Recovery of cultured cells after fast neutronirradiation // International Journal Radiation Biology. 1969. - V. 15. -N.4.-P. 335-339.

73. Broerse J., Barendsen G., van Kersen G. Survival of cultured human cellsafter irradiation with fast neutrons of different energies in hypoxic and oxygenated conditions // International Journal Radiation Biology. 1968. -V. 13.-N. 6.-P. 559-572.

74. Broerse J., Zoetelief J. Dose inhomogeneities for photons and neutrons nearinterfaces // Radiation Protection Dosimetry. 2004. - V. 112. - N. 4. -P.509-517.

75. Broerse J., Zoetelief J. Dosimetric aspects of fast neutron irradiations of cellscultered in monolayer // International Journal Radiation Biology. 1978. -V. 33.-N. 4.-P. 383-385.

76. Caswell E., Coyne J. Interaction of neutrons and secondary charged particleswith tissue: secondary particle spectra // Radiation Research. — 1972. — N.52.-P. 448-470.

77. Catterall M., Kingsley D., Lawrence G. et al. The effects of fast neutrons oninoperable carcinoma of the stomach // Gut. 1975. -N. 16. -P. 150-156.

78. Denekamp J., Harris S., Morris C., Field S. The response of a transplantabletumor to fractionated irradiation. II. Fast neutrons // Radiation Research. -1976.-N. 68.-P. 93-103.

79. Dionet C., Tchirkov A., Alard J. et al. Effects of low-dose neutrons applied atreduced dose rate on human melanoma cells // Radiation Research. 2000. -N. 154.- P. 406-411.

80. Douglas J., Koh W., Austin-Seymour M., Laramore G. Treatment of salivarygland neoplasms with fast neutron radiotherapy // Archives of Otolaryngology. Head & Neck Surgery. 2003. -N. 129(9). - P. 944-948.

81. Elkind M., Sutton H. X-ray damage and recovery in mammalian cells inculture // Nature. 1959. - N. 4695. - Oct. 24. - P. 1293-1295.

82. Endo S., Hoshi M., Takada J. et al. Neutron generator (HIRRAC) anddosimetry study // Journal Radiation Research. 1999. - N. 40. — Suppl. -P. 14-20.

83. Endo S., Yishida E., Yoshitake Y. et al. Dosimetry of fission neutrons in a 1

84. W reactor, UTR-KINKI // Journal Radiation Research. 2002. - N. 43. -P. 381-386.

85. Fertil B., Deschavanne P., Possoz A. et al. In vitro radiosensitivity of sixhuman cell lines // Radiation Research. — 1982. N. 90. — P. 526-537.

86. Field S. Radiobiological aspects of fast neutron therapy // Proceedings of the

87. Royal Society of Medicine. 1972. -N. 65. - P. 835-839.

88. Fox J., McNally N. Cell survival and DNA double-strand break repairfollowing X-ray or neutron irradiation of V79 cells // International Journal

89. Radiation Biology. 1988.-V. 54.-N. 6.-P. 1021-1030.

90. Fujikawa K., Hasegawa Y., Matsuzawa S. et al. Dose and dose-rate effects of

91. X rays and fission neutrons on lymphocyte apoptosis in p53(+/+) and p53(-/-) mice // Journal Radiation Research. 2000. - N. 41. - P. 113-127.

92. Gajendiran N., Tanaka K., Kumaravel T., Kamada N. Neutron-inducedadaptive response studied in go human lymphocytes using the comet assay // Journal Radiation Research. 2001. - N. 42. - P. 91 -101.

93. Goodhead D. Mechanisms for the biological effectiveness of high-LETradiations // Journal Radiation Research. 1999. -N.40. - Suppl. - P. 1-13.

94. Goodhead D., Berry R., Bance D. et al. High energy fast neutrons from the

95. Harwell variable energy cyclotron // American Journal of Roentgenology. — 1977.-N. 129.-P. 709-719.

96. Goud N., Feola J., Maruyama Y. Sperm shape abnormalities in mice exposedto californium-252 radiation // International Journal Radiation Biology. -1987. V. 52. -N. 5. - P. 755-760.

97. Gragg R., Humphrey R., Meyn R. The response of Chinese hamster ovarycells to fast neutron radiotherapy beams. I. Relative biological effectiveness and oxygen enhancement ratio // Radiation Research. — 1976. -N. 65. — P. 71-82.

98. Gray L. Some characteristics of biological damage induced by ionizingradiation // Radiation Research. 1954. - N. 2. - P. 189-213.

99. Grégoire Y., Beauduin M., Gueulette J. et al. Radiobiological intercomparisonof p(45)+Be and p(65)+Be neutron beams for lung tolerance in mice after single and fractionated irradiation // Radiation Research. 1993. - N. 133. -P. 27-32.

100. Guda K., Natale L., Markowitz S. An improved method for staining cellcolonies in clonogenic assays // Cytotechnology. 2007. - N.54. - P.85-88.

101. Hacker-Klom U., Kohnlein W., Kronholz H., Gohde W. The relativebiological effectiveness of low doses of 14 MeV neutrons in steady-state murine spermatogenesis as determined by flow cytometry // Radiation Research.-2000.-N. 153.-P. 734-742.

102. Hall E. The dose-rate factor in radiation biology // International Journal

103. Radiation Biology.- 1991.-V. 59.-N. 3.-P. 595-610.

104. Hall E., Miller R., Brenner D. Neoplastic transformation and the inverse doserate effect for neutrons // Radiation Research.- 1991.- N. 128. P.S75-S80.

105. Hall E., Novak J., Kellerer A. et al. RBE as a function of neutron energy //

106. Radiation Research. 1975. - N. 64. - P. 245-255.

107. Hall E., Rossi H., Kellerer A. et al. Radiobiological studies withmonoenergetic neutrons // Radiation Research 1973. -N.54. -P.431-443.

108. Hawkins R. The relationship between the sensitivity of cells to high-energyphotons and the RBE of particle radiation used in radiotherapy // Radiation Research.-2009.-N. 172.-P. 761-776.

109. Hendry J. A difference in haemopoietic stem-cell repopulation after D-Tneutron or X-irradiation // International Journal Radiaition Biology. 1972. -V. 22. -N. 3. - P. 279-283.

110. Hendry J. Repair of cellular damage after high LET irradiation // Journal

111. Radiation Research. 1999. -N. 40. - Suppl. - P. 60-65.

112. Hendry J., Howard A. The response of haemopoietic colony-forming units tosingle and split doses of y-rays or D-T neutrons // International Journal Radiation Biology. 1971. - V. 19. - N. 1. - P. 51 -64.

113. Herskind C., Schalla S., Hahn E. et al. Influence of different dose rates on cellrecovery and RBE at different spatial positions during protracted conformai radiotherapy // Radiation Protection Dosimetry. 2006. - V. 122. N. 1-4. -P. 498-505.

114. Higgins P., DeLuca P., Gould M. Effect of pulse dose in simultaneous andsequential irradiation of V-79 cells by 14.8-MeV neutrons and 60-Co photons // Radiation Research. 1984. - N. 99. - P. 591-595.

115. Higgins P., DeLuca P., Pearson D., Gould M. Measurement of OER and RBEfor mono-energetic 2.5 and 14.3 neutrons // International Journal Radiation Biology. 1981. -V. 40. -N. 3. - P. 313-319.

116. Higgins P., DeLuca P., Pearson D., Gould M. V79 survival followingsimultaneous or sequential irradiation by 15-MeV neutrons and 60-Co photons // Radiation Research. 1983. -N. 95. - P. 45-56.

117. Himit M., Itoh T., Endo S. et al. Dosimetry of mixed neutron and gammaradiation with paired Fricke solutions in light and heavy water // Journal Radiation Research. 1996. -N. 37. - P. 97-106.

118. Hoppe R., Phillios T., Roach T. Leible and Phillips textbook of radiationoncology. Philadelphia : Saunders, an imprint of Elsevier Inc., 2010.

119. Howell R., Kry S., Burgett E. et al. Secondary neutron spectra from modern

120. Varian, Siemens, and Elekta linacs with multileaf collimators // Medical Physics. 2009. - N. 39(9). - P. 4027-4038.

121. Ichihashi M., Sasase A., Hiramoto T. et al. Relative biological effectiveness

122. RBE) of thermal neutron capture therapy of cultured B-16 melanoma cells preincubated with 10-B-paraboronophenylalanine // Pigment Cell Research. 1989. - V. 2. - N. 4. - P. 325-329.

123. Ishida Y., Ohmachi Y., Nakata Y. et al. Dose-response and large relativebiological effectiveness of fast neutrons with regard to mouse fetal cerebral neuron apoptosis // Journal Radiation Research. 2006. — N. 47. — P.41-47.

124. Joiner M., Brenner J., Denekamp J., Maughan E. The interaction between Xrays and 3 MeV neutrons in the skin of the mouse foot // International Journal Radiation Biology. 1984. - V. 46. -N. 5. - P. 625-638.

125. Joiner M., Maughan E., Fowler J., Denekamp J. The RBE for mouse skinirradiated with 3-MeV neutrons: single and fractionated doses // Radiation Research.-1983.-N. 95.-P. 130-141.

126. Jones B. The apparent increase in the {beta}-parameter of the linear quadraticmodel with increased linear energy transfer during fast neutron irradiation // The British Journal of Radiology. 2010. -N. 989. - P. 433-436.

127. Jordan D., Clark J., Vogel H. The additivity of y-rays and fission neutrons inproducing spleen weight reduction // Radiation Research. — 1956. — N. 4. — P. 77-85.

128. Kataoka Y., Perrin J., GrdinaD. Induction ofhprt mutations in mice afterexposure to fission-spectrum neutrons or 60-Co gamma rays // Radiation Research. 1993. -N. 136. -P. 289-292.

129. Kellerer A., Rossi H. A generalized formulation of dual radiation action //

130. Radiation Research. 1978. - N. 75. - P. 471-488.

131. Kim J., Petin V., Zhurakovskaya G. Exposure rate as a determinant of thesynergistic interaction of heat combined with ionizing ultraviolet radiation in cell killing // Journal Radiation Research. 2001. - N. 42. - P. 361-369.

132. Kry S., Howell R., Salehpour M., Followill D. Neutron spectra and doseequivalents calculated in tissue for high-energy radiation therapy // Medical Physics.-2009.-N. 36(4).-P. 1244-1250.

133. Kuhne W., Gersey B., Wilkins R. et al. Biological effects of high-energyneutrons measured in vivo using a vertebrate model // Radiation Research. — 2009. — N. 172(4).-P. 473-480.

134. Lam G. An isoeffect approach to the study of combined effects of mixedradiations the nonparametric analysis of in vivo data // Radiation Research. - 1989. -N. 119. - P. 424-431.

135. Lam G. The survival response of a biological systems to mixed radiations //

136. Radiation Research. 1987. - N. 110. - P. 232-243.

137. Lamadrid A., Garcia O., Delbos M. et al. PCC-ring induction in humanlymphocytes exposed to gamma and neutron irradiation // Journal Radiation Research. 2007. -N. 48. - P. 1-6.

138. Laramore G. The use of neutrons in cancer therapy: a historical perspectivethrough the modern era // Seminar in Oncology. 1997. - V. 24. - N. 6. -P. 672-685.

139. Laramore G., Risler R., Griffin T. et al. Fast neutron radiotherapy and boronneutron capture therapyA application to a human melanoma test system // Bull Cancer Radiotherapy 1996. -N. 83 - Suppl. 1. - P. 191s-197s.

140. Lee H., Kim S. Relative biological effectiveness of fast neutrons for apoptosisin mouse hair follicles // Journal of Veterinary Science. 2007. -N. 8(4). -P. 335-340.

141. Lennox A. High-energy neutron therapy for radioresistant cancers

142. Электронный ресурс. // Neutron Therapy. URL : http://www.neutrontherapy.com/documents/Lennoxpaper.pdf (дата обращения: 01.03.2012).

143. Lunec J., Cramp W., Hornsey S. Neutron irradiation of bacteria in thepresence and absence of secondary charged-particle equilibrium // Radiation Research. 1980. -N. 83. - P. 607-620.

144. McNally N., de Ronde J., Hinchliffe M. Survival of V79 cells followingsimultaneous irradiation with X-rays and neutrons in air or hypoxia //1.ternational Journal Radiation Biology. 1985. - V. 48. - N. 5. -P. 847-855.

145. McNally N., de Ronde J., Hinchliffe M. The effect of sequential irradiationwith X-rays and fast neutrons on the survival of V79 Chinese hamster cells // International Journal Radiation Biology. 1984. - V. 45. - N. 4. -P. 301-310.

146. Miller R., Marino S., Martin S. et al. Neutron-energy-dependent cell survivaland oncogenic transformation // Journal Radiation Research. 1999. -N.40. — Suppl. - P. 53-59.

147. Molinari A., Pozzi E., Hughes A. et al. "Sequential" boron neutron capturetherapy (BNCT): A novel approach to BNCT for the treatment of oral cancer in the hamster cheek pouch model // Radiation Research. — 2011. — N. 175.-P. 463-472.

148. Mustonen R., Bouvier G., Wolber G. et al. A comparison of gamma andneutron irradiation on Raji cells: effects on DNA damage, repair, cell cycle distribution and lethality // Mutation Research. 1999. - N. 429. -P. 169-179.

149. Neutron therapy Электронный ресурс. / The Cyclotron Trust, 2011. URL:http://www.neutrontherapy.com (дата обращения: 01.03.2012).

150. Ngo F., Blakely E., Tobias C. Sequential exposures of mammalian cells tolow- and high-LET radiations // Radiation Research. 1981. -N. 87. -P. 59-78.

151. Ngo F., Schroy C., Jia X. et al. Basic radiobiological investigations of fast-(neutrons // Radiation Research. 1991. - N. 128. - P. S94-S102.

152. Nuclear data for neutron therapy: status and future needs / J. Broerse,

153. P.DeLuca, G. Dietze et al. Vienna : IAEA, 1997. - 128 p.

154. Puck T., Marcus P. Action of x-rays on mammalian cells // The Journal of

155. Experimental Medicine. 1956. -N. 103. - P. 653-666.

156. Railton R., Lawson E., Porter D., Hannan W. Neutron spectrum dependenceof RBE and OER values // International Journal Radiation Biology. 1973. -V. 23.-N. 5.-P. 509-518.

157. Railton R., Lawson R., Porter D. Interaction of y-ray and neutron effects onthe proliferative capacity of Chinese hamster cells // International Journal Radiation Biology. 1975. - V. 27. - N. 1. - P. 75-82.

158. Rassow J., Haverkamp U., Hess A. et al. Review on the physical andtechnical status of fast neutron therapy in Germany // Radiation Protection Dosimetry. 1992. - V. 44. - N. 1. - P. 447-451.

159. Redpath J., Sun C., Blakely W. Effect of fission-neutron dose rate on theinduction of a tumor-associated antigen in human cell hybrids (HeLa x skin fibroblasts) // Radiation Research. 1991. -N. 128. - P. S71-S74.

160. Rini F., Hall E., Marino S. The oxygen enhancement ratio as a function ofneutron energy with mammalian cells in culture // Radiation Research. -1979.-N. 78.-P. 25-37.

161. Rithidech K. Evidence for radiation hormesis after in vitro exposure of humanlymphocytes to low doses of ionizing radiation // Dose-Response. — 2008. — N. 6.-P. 252-271.

162. Rivard M., Melhus C., Zinkin H. et al. A radiobiological model for therelative biological effectiveness of high-dose-rate 252-Cf brachytherapy// Radiation Research. 2005. - N. 164. - P. 319-323.

163. Rockwell S. Effects of clumps and clusters on survival measurements withclonogenic assays // Cancer Research. 1985. -N. 45. - P. 1601-1607.

164. Rossi H. A note on the effect of fractionation of high LET radiation //

165. Radiation Research. 1976. -N. 66. - P. 170-173.

166. Rossi H., Zaider M. Compound dual radiation action. I. General aspects //

167. Radiaion Research. 1992. -N. 132. - P. 178-183.

168. Sakai K., Suzuki S., Nakamura N., Okada S. Induction and subsequent repairof DNA damage by fast neutrons in cultured mammalian cells // Radiation Research. 1987. - N. 110. - P. 311-320.

169. Satoh D., Takahashi F., Endo A. et al. Calculation of dose contributions ofelectrons and charged heavy particles inside phantoms irradiated by monoenergetic neutron // Journal Radiation Research. 2008. -N. 49. - P. 503-508.

170. Shipley W., Stanley J., Courtenay D., Field S. Repair of radiation damage in1.wis lung carcinoma cells following in situ treatment with fast neutrons and y-rays // Cancer Research. 1975. - N. 35. - P. 932-938.

171. Singh S., Cohen D., Dytlewski N. et al. Neutron and y-irradiation ofbacteriophage M13 DNA: use of standard neutron irradiation facility (SNIF) // Journal Radiation Research. 1990. -N. 31. -P. 340-353.

172. Solomon H., Beckman D., Buck S. et al. Comparative effects of neutronirradiation and X irradiation on the embryonic development of the rat // Radiation Research. 1994. - N. 137. - P. 226-230.

173. Stone R. Neutron therapy and specific ionization // The American Journal of

174. Roentgenology and Radium Therapy. 1948. -N. 59. - P. 771-785.

175. Suzuki S. Survival of Chinese hamster V79 cells after irradiation with amixture of neutrons and 60-Co y-rays: experimental and theoretical analysis of mixed irradiation // Radiation Research. 1993. — N. 133. — P. 327-333.

176. Suzuki S. The "synergistic" action of mixed irradiation with high-LET andlow-LET radiation // Radiation Research. 1994. -N. 138. - P. 297-301.

177. Tanaka K., Gajendiran N., Endo S. et al. Neutron energy-dependent initial

178. DNA damage and chromosomal exchange // Journal Radiation Research. -1999. N. 40. - Suppl. - P. 36-44.

179. Tanaka K., Hoshi M., Sawada S., Kamada N. Effects of 252-Cf neutrons,transmitted through an iron block on human lymphocyte chromosome // International Journal Radiation Biology 1994- V.66. -N.4. -P.391-397.

180. Tateno H., Kamiguchi Y., Watanabe S. et al. Relative biological effectiveness

181. RBE) of252-Cf fission neutrons for the induction of chromosome damage in human spermatozoa // International Journal Radiation Biology. 1996. — V. 70.-N. 2.-P. 229-235.

182. Teixeira S., Anker J., Bellissent-Funel M. et al. New sources andinstrumentation for neutrons in biology // Chemical Physics. N. 345(2-3). -P. 133-151.

183. Wambersie A., Menzel H., Gahbauer R. et al. Biological Weighting ofabsorbed dose in radiation therapy // Radiation Protection Dosimetry. -2002. V. 99. N. 1-4. P. 445-452.

184. Wang J., Wang B., Chen D., Luo Y. The response of dogs to mixed neutron-yradiation with different n/y ratios // Radiation Research. 1991. -N. 128. -P. S42-S46.

185. Warenius H., Down J. RBE of fast neutrons for apoptosis in mousethymocytes // International Journal Radiation Biology. 1995. - V. 68. -N. 6.-P. 625-629.

186. Watanabe H., Kashimoto H., Kajimura J. et al. Tumor induction bymonoenergetic neutrons in B6C3F1 mice // Journal Radiation Research. — 2007.-N. 48.-P. 205-210.

187. Withers H., Mason K., Taylor J. et al. Dose-survival curves, alpha/beta ratios,

188. RBE values, and equal effect per fraction for neutron irradiation of jejunal crypt cells // Radiation Research. 1993. -N. 134. - P. 295-300.

189. Xu Y., Randers-Pehrson G., Marino S. et al. An accelerator-based neutronmicrobeam system for studies of radiation effects // Radiation Protection Dosimetry.-2010.-N. 145(4).-P. 1-4.

190. Yamaguchi H., Walker A. A model for the induction of DNA damages by fastneutrons and their evolution into cell clonogenic inactivation // Journal Radiation Research. 2007. - N. 48. - P. 289-303.

191. Yoshikawa I., Takatsuji T., Nagano M. et al. RBE-LET relationships of high

192. T radiations in drosophila mutations // Journal Radiation Research. — 1999. -N. 40. Suppl. - P. 106-116.

193. Zaider M., Brenner D. Comments on "V79 survival following simultaneous orsequential irradiation by 15-MeV neutrons and 60-Co photons" by Higgins et al. // Radiation Research. 1984. -N. 99. - P. 438-441.

194. Zaider M., Rossi H. The synergistic effect of different radiations // Radiation

195. Research. 1980. -N. 83. - P. 732-739.

196. Zhang W., Endo S., Ishikawa M. et al. Relative biological effectiveness offission neutrons for producing micronuclei in the root-tip cells of onionseedlings after irradiation as dry seeds // Journal Radiation Research. -2002.-N. 43.-P. 397-403.

197. Zhang W., Fujikawa K., Endo S. et al. Energy-dependent RBE of neutrons to induce micronuclei in root-tip cells of allium cepa onion irradiated as dry dormant seeds and seedlings // Journal Radiation Research. — 2003. -N.44.-P. 171-177.