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什么是线性-二次模型?

哺乳动物细胞在受到剂量为 D 的辐射照射后,其细胞死亡过程通常遵循线性-二次模型(1-3)。

细胞存活率 = e-(A*D + B*D^2)

线性-二次模型由查德威克(Chadwick)和莱恩豪茨(Leenhouts)推导得出(2)。他们提出,线性部分(A*X)代表因DNA受到单次致死性损伤而导致的细胞死亡,而二次部分(B*X²)代表仅在发生两次损伤时才会发生的细胞死亡。  然而,目前已明确该机制并不正确,且线性-二次参数A和B的生物学解读尚不明确(3)。

尽管我们尚不清楚该模型的生物学基础,但它对辐射诱导的细胞死亡描述得相当合理,或许仅在极高辐射剂量下除外。博吉等人回顾了线性-二次方程及一些替代模型(3),并提出了一个与线性-二次模型相对应的生物学模型(4)。

有时,Y轴绘制的是生存分数的对数,而非生存分数本身。

参考文献

Brenner, D. J. (2008). 线性-二次模型是确定大单次剂量下等效剂量的合适方法,18/4: 234–9. Elsevier.

Chadwick, K.H., Leenhouts, H.P., 1973. 细胞存活的分子理论。《物理医学与生物学》13, 78–87.

Bodgi, L., Canet, A., Pujo-Menjouet, L., Lesne, A., Victor, J.-M., & Foray, N. (2016). 辐射作用于活细胞的数学模型:从靶标理论到现代方法。历史与批判性综述。《理论生物学杂志》,394: 93–101。DOI: 10.1016/j.jtbi.2016.01.018

博吉,L.,及福雷,N. (2016)。ATM蛋白的核-胞质穿梭作为辐射反应新理论的基础:线性-二次模型的解析。《国际辐射生物学杂志》,92/3: 117–31。 DOI: 10.3109/09553002.2016.1135260