英國當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月15日，第58屆PTCOG年會(huì)舉行了生物場(chǎng)辯論。英國Belfast皇后學(xué)院牙科與生物醫(yī)學(xué)學(xué)院Kevin Prise教授以及德國GSI研究所生物物理系主任Marco Durante教授針對(duì)“質(zhì)子與光子有區(qū)別嗎？”這一話題展開了辯論，曼徹斯特大學(xué)Karen J. Kirkby教授主持辯論。質(zhì)子中國將辯論內(nèi)容整理后與大家分享。

辯論現(xiàn)場(chǎng)

Prise教授認(rèn)為質(zhì)子與光子在物理、化學(xué)及生物等方面均有很大不同。在物理方面，質(zhì)子與光子具有不同的徑跡結(jié)構(gòu)(track structure)。γ射線及X線屬于稀疏電離(sparsely ionising)，具有低線性能量傳遞(LET)值，1Gy劑量相當(dāng)于在1,000個(gè)徑跡上的10⁵次電離；質(zhì)子、α粒子及碳離子屬于密集電離(densely ionising)，具有高LET值，1Gy劑量相當(dāng)于4~100個(gè)徑跡。

Kevin Prise教授

化學(xué)方面，質(zhì)子與光子誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)水分子分解形式也不相同。GSI研究所與意大利國家核物理研究所的研究顯示，質(zhì)子與光子分別照射水介質(zhì)后產(chǎn)生的LET依賴G值(G值指100eV能量照射介質(zhì)后產(chǎn)生的分子數(shù)量)不同，表明質(zhì)子與光子的化學(xué)特性不同。

生物方面，瑞士蘇黎世大學(xué)的研究人員比較了質(zhì)子束和光子束照射人源腫瘤細(xì)胞后的DNA修復(fù)通路(非同源末端連接/NHEJ；同源重組/HR)。研究發(fā)現(xiàn)，DNA-PKcs (蛋白激酶c)抑制可顯著增加肺腺癌細(xì)胞及膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞對(duì)光子束的放射敏感性；敲除RAD51重組酶的A549細(xì)胞相比于正常細(xì)胞對(duì)質(zhì)子束更加敏感；與光子束相比，BRCA2基因敲除的卵巢癌細(xì)胞對(duì)質(zhì)子束更加敏感。以上結(jié)果提示，質(zhì)子束和光子束誘導(dǎo)的DNA修復(fù)機(jī)制不同；同源重組功能受損的細(xì)胞對(duì)質(zhì)子束照射更加敏感；非同源末端連接功能受損的細(xì)胞對(duì)光子束照射更加敏感。

針對(duì)相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)(RBE)，英國Belfast皇后學(xué)院發(fā)表于紅皮雜志上的一項(xiàng)研究分別應(yīng)用單一劑量質(zhì)子束及調(diào)強(qiáng)質(zhì)子束照射人源成纖維細(xì)胞及膠質(zhì)瘤細(xì)胞。結(jié)果表明，質(zhì)子的RBE并非一成不變，與束流能量、LET及劑量等因素相關(guān)。此外，在不同細(xì)胞中測(cè)定的質(zhì)子RBE值也不盡相同。研究表明，17個(gè)人源肺癌細(xì)胞系的質(zhì)子RBE值由1.31~1.77不等，并且RBE與肺癌細(xì)胞系FA/BRCA信號(hào)通路相關(guān)。