重离子照射后肿瘤细胞辐射敏感性和DNA双链断裂及修复的研究

本论文的实验内容立足于我所重离子治癌研究的基础之上，本着进行基础研究的目的，研究了肿瘤细胞对于重离子的辐射敏感性和重离子引起肿瘤细胞DNA双链断裂(DSB)及修复的情况，这可为我所开展重离子治癌提供有效的基础数据和理论参考，对于治疗计划的制定也具有重要的意义。实验从四个方面开展，首先考察了不同肿瘤细胞对低LETγ射线的辐射敏感性差异及其与修复可能存在的联系，其次考察了重离子在放射治疗中的优势及重离子用于肿瘤放射治疗的优越性，第三为了进一步寻求重离子对肿瘤细胞强杀伤能力的原因所在，对重离子引起的肿瘤细胞DSB及修复水平进行了研究，最后通过分次照射实验，考察细胞存活与细胞DSB修复水平之间可能存在的相关性。实验取得了一系列有意义的结果和结论： 1． 低LET电离辐射作用后，不同组织来源的肿瘤细胞的辐射敏感性有较大差 异，其各自的修复功能也有相应的差异，且肿瘤细胞的辐射敏感性与其修复能力呈负相关。 2．重离子具有的独特物理特性及其高LET下对肿瘤细胞的强杀伤作用，使得重离子成为肿瘤治疗的热点。与此同时，重离子还显示出其它值得关注的优势，它可以同样有效的杀伤不同肿瘤细胞，减弱了细胞间的敏感性差异，这对于治疗计划的制定和治疗对常规辐射抗性较高的肿瘤来说，具有重大的意义。对于临床的分次照射，重离子治疗时，细胞的亚致死修复明显降低，可以采取较少的照射次数就达到杀伤肿瘤的目的，这样大大提高了肿瘤治疗效率，同时减轻了病人的痛苦。 3．在两种高LET重离子引起细胞DSB及其修复实验中，初始DSB量均与剂量呈线性关系。 DSB的片段分布检测结果显示两种重离子辐照后DSB的分布呈明显的非随机分布，剂量增大时，大片段的DSB和小片段的DSB变化趋势不同：剂量超过一定数值后，小片段的DSB随剂量增大而呈现出高的增加速度，而大片段的DSB则呈现微弱增加甚至减少。同时LET变化对于这一现象存在影响。除了离子种类和LET之外，剂量也影响了DSB分布形式。修复实验结果显示4h后，残余的DSB相差不大。由于氩离子引起的初始DSB高于碳离子，在相同时间内，高LET的氩离子完成了对DSB更多的修复，这似乎提示，LET升高引起了更强的修复，但是这里值得考虑的有两点，一是慢修复的DSB所占的比例，二是错修复的问题，即使高LET的氩离子照射后DSB得到了更多的修复，但是其修复的忠实性并未得到证明，更多的工作还需要进行。 4．分次照射实验发现高LET的碳离子辐照后的剂量存活曲线不再存在明显肩区，分次照射细胞的存活也没有明显上升，这与光子辐照情况不同，应证了随着LET升高，分次效应降低的结论。同时检测DSB的引入情况，发现分次照射和单次照射时，DSB的引入并未发生明显变化，这显示在分次照射的间隙中，重离子引入的DSB并未得到明显的修复。提示细胞对高LET照射更为敏感与其对高LET辐照引起的DSB修复能力降低之间的相关性