肿瘤患者放射治疗效果不满意其原因之一与肿瘤内存在乏氧细胞有关。1955年,Thomlinson和Gray发现恶性肿瘤内存在乏氧细胞,它们靠糖的无氧分解供能继续保持存活功能,虽不能分裂,但保持其增殖能力,一旦乏氧状态得到改善就能分裂,在放射治疗中这部分细胞不易杀死,成为肿瘤治疗后复发和转移的潜在根源[2]。很多研究证明,动物实体瘤中乏氧细胞常占整个细胞群体的10% ~ 50%,纤维肉瘤乏氧细胞比例则高达50%以上[3]。

    乏氧细胞降低了肿瘤的放射敏感性。当肿瘤乏氧时,肿瘤内的血管内皮生长因子(VEGF)表达增多,促使肿瘤血管再生,致乏氧期间处于S期的细胞再氧合,引起DNA的复制,放射抗拒基因的合成增多而使肿瘤对放射治疗的抗拒性增加[4]。实体瘤中存在着10% ～50%的乏氧细胞,这些乏氧细胞在放疗中,如采用正常组织可耐受剂量照射,肿瘤的治愈率一般只能达到40%左右[5]。根据Fowler等的计算,直径为75mm的肿瘤,如果全部是有氧细胞,杀死90%所需的照射剂量为43Gy,如果全部乏氧细胞,则需要120Gy,可见肿瘤内的乏氧细胞与放射治疗的效果密切相关[6] ......