放射治疗是头颈部恶性肿瘤的常用治疗手段之一。不论是鼻咽癌、原发脑肿瘤还是脑转移瘤，放射治疗都能为患者带来巨大获益，但随之而来的放射治疗晚期并发症问题也日益突出。
放射性脑损伤是头颈部肿瘤患者，放疗后经过一段潜伏期产生的神经系统损害性疾病， 是长期生存者最为严重的晚期并发症之一。这种神经损伤往往不可逆转，使长期生存者的生活质量和生存期受到极大影响。
一、放射性脑损伤的原因
放射性脑损伤的发生与放射剂量外还与放射源、疗程的长短、照射面积、年龄等有密切的关系。未成年人脑组织的放射敏感性也比成人高。总剂量的分割和总的治疗时间有密切关系。此外放射性脑病发生尚与身体状况、血管硬化程度、照射次数、机体免疫状况、是否联合应用化疗等多因素有关。
在诸多因素中，放射总剂量较其他因素意义为大；
在总剂量相同的情况下，则单次大剂量照射比多次大剂量照射危险性大；
常规放射源( 如γ射线、β射线、X射线、电子束等)照射50-70Gy时，中枢神经系统放射性梗塞和坏死的发生率为l％-5％；
当剂量达到或超过75Gy时，损伤发生率可达20％-50％。
头颈部肿瘤剂量限值
二、放射性脑损伤的机制
直接损伤：
1、神经元损伤
一般认为成熟神经细胞对电离辐射有较高的耐受性，而处于发育时期（胚胎期、新生期）的神经元对电离辐射有较高的敏感性。相关实验显示在放射后第3天神经元细胞即可出现改变，主要为染色质疏松和细胞的水肿，第7天可见明显的凋亡改变。也有研究表明在放射性脑损伤早期神经元细胞较胶质细胞对放射线敏感。
2、海马神经干细胞损伤
海马主要负责记忆和学习，与情绪及内分泌也有关。海马区神经干细胞受损，导致神经认知功能下降，特别是记忆力的减退。
目前TOMO放疗技术的应用，不仅能很好地保护海马，还能精确地对颅内多发病灶投递剂量以达到控制肿瘤的效果。
3、胶质细胞损伤学说
少突胶质细胞是髓鞘形成所需要的成分。其损伤是发生脱髓鞘性改变的重要原因，可能产生一系列免疫损害加重血管缺血改变及白质坏死。
大鼠全脑照后（10～20 Gy）数小时，胶质细胞开始凋亡，主要发生在少突胶质细胞，而且具有剂量、时间依赖性。O-2A细胞是少突胶质细胞的前体细胞，5Gy照射可使O-2A祖细胞增殖能力降低，死亡的少突胶质细胞得不到及时更新，即造成脱髓鞘。O-2A细胞的丢失也有时间、剂量依赖性。
星形胶质细胞和小胶质细胞在维持神经元的正常结构和功能状态上具有重要作用。这两种细胞在照后1～2周均表现为增殖反应。室管膜下区细胞从胚胎到成年都是神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞的主要来源。动物实验表明，中枢神经系统中，海马区和室管膜下区是对辐射最敏感的区域。可见，室管膜下区细胞的破坏，将影响放射性脑损伤的程度及恢复。
此学说可以很好地解释放射性脑坏死多发生在白质的现象，但不能解释照射部位以外，甚至远隔部位的损伤以及晚期迟发性坏死的发生。
血管学说：
脑血管的主要改变是血管坏死，内弹力板部分破坏、内膜纤维化、出现类纤维蛋自物质、内皮细胞消失、血管内腔出现血栓及闭塞。
1、血管内皮损伤的病理生理学变化
射线能引起血管系统结构和功能的改变，包括内皮细胞的不典型变和凋亡、细胞间紧密连接完整性的改变、纤维素样物沉积、血管壁的增厚、管径的扩张、血管密度长度的减少及通透性的增加等等，导致血管损伤、血管周围间隙渗出增多，进而引起脑缺血和血管源性脑水肿，晚期可出现血管壁变性坏死甚至瘢痕形成，又进一步减少到脑局部血流，最后发展到晚期迟发型脑损伤和白质坏死。
2、内皮细胞的凋亡
在单次大剂量射线所致的放射性脑损伤小鼠模型中，发现照射后早期血管内皮细胞的数量显著减少，并且呈时间和剂量依赖性。
单次全脑的电离辐射，通过激活酸性鞘磷脂酶(acid sphingomyelinase, ASM)的脂质第二信使神经酰胺，可在24小时内造成内皮细胞的凋亡。而在ASM表达缺陷的遗传模型的辐射实验中发现了内皮细胞凋亡的减少，通过抑制ASM的活性可以减少辐射造成的内皮细胞凋亡。除了直接破坏细胞膜完整性，辐射亦可诱导DNA损伤，通过神经酰胺调控的线粒体和死亡受体通路中的P-53依赖的细胞凋亡机制导致内皮细胞死亡。
3、血脑屏障的破坏
内皮细胞的凋亡可导致血脑屏障的破坏，应用外源性指示剂发现血脑屏障通透性的改变呈现时间-剂量依赖，通透性长期的增高会导致晚期血脑屏障的损坏。紧密连接蛋白ZO—1蛋白与血脑屏障密切相关，其表达水平可作为血脑屏障损伤程度的指标，ZO—1蛋白的表达随照射后时间的延长而减少，提示X线全脑照射可以诱导血脑屏障长期进行性的损伤。
另有研究表明血脑屏障通透性的改变由其金属蛋白酶及其拮抗剂的表达失衡所致，包括IV型胶原的降解、Ang-1、Ang-2及VEGF的异常表达。
氧化应激和炎症反应以及自由基损伤
由于中枢神经系统具有氧耗大，自由基产生量多，抗氧化能力相对弱的特点所以中枢神经系统对氧化损伤特别敏感。受放射线照射后，电离辐射的能量直接沉积于生物大分子上，引起电离和激发，经射线的直接和间接作用形成大量氧自由基，这些氧自由基攻击生物膜的多不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化形成脂质过氧化物通过其介导组织细胞损伤。
丙二醛渊（MDA）是较有代表性的脂质过氧化产物，因此测定丙二醛可间接反映细胞受自由基损伤严重程度遥超氧化物歧化酶渊（SOD）能清除超氧阴离子自由基，其活力的高低则可反映机体清除自由基的能力。
研究发现：大鼠受到 30Gy 剂量照射后6小时，SOD 即明显下降，MDA 在照射后 6h 迅速上升，这说明放射线可产生自由基致使脑组织受损。
自身免疫反应
放射性照后产生自身抗原。诱导自身免疫反应，导致脱髓鞘、脑水肿等改变。
有结果显示细胞凋亡、自由基损伤、钙离子内流、细胞因子、一些特殊基因的突变、相关酶活性的改变等参与了放射性脑病的发生和进展。
编者：笨笨猪
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