英國當?shù)貢r間6月15日，第58屆PTCOG年會舉行了生物場辯論。英國Belfast皇后學院牙科與生物醫(yī)學學院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“質子與光子有區(qū)別嗎？”這一話題展開了辯論，曼徹斯特大學Karen J. Kirkby教授主持辯論。質子中國將辯論內容整理后與大家分享。

辯論現(xiàn)場

Prise教授認為質子與光子在物理、化學及生物等方面均有很大不同。在物理方面，質子與光子具有不同的徑跡結構(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劑量相當于在1,000個徑跡上的10⁵次電離；質子、α粒子及碳離子屬于密集電離(densely ionising)，具有高LET值，1Gy劑量相當于4~100個徑跡。

Kevin Prise教授

化學方面，質子與光子誘導的細胞內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，質子與光子分別照射水介質后產生的LET依賴G值(G值指100eV能量照射介質后產生的分子數(shù)量)不同，表明質子與光子的化學特性不同。

生物方面，瑞士蘇黎世大學的研究人員比較了質子束和光子束照射人源腫瘤細胞后的DNA修復通路(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胞及膠質母細胞瘤細胞對光子束的放射敏感性；敲除RAD51重組酶的A549細胞相比于正常細胞對質子束更加敏感；與光子束相比，BRCA2基因敲除的卵巢癌細胞對質子束更加敏感。以上結果提示，質子束和光子束誘導的DNA修復機制不同；同源重組功能受損的細胞對質子束照射更加敏感；非同源末端連接功能受損的細胞對光子束照射更加敏感。

針對相對生物學效應(RBE)，英國Belfast皇后學院發(fā)表于紅皮雜志上的一項研究分別應用單一劑量質子束及調強質子束照射人源成纖維細胞及膠質瘤細胞。結果表明，質子的RBE并非一成不變，與束流能量、LET及劑量等因素相關。此外，在不同細胞中測定的質子RBE值也不盡相同。研究表明，17個人源肺癌細胞系的質子RBE值由1.31~1.77不等，并且RBE與肺癌細胞系FA/BRCA信號通路相關。