重离子治疗癌症的原理和现状

《重离子治疗癌症的原理和现状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据重离子治疗癌症的原理和现状陈明王谨重离子指原子序数>2并失去了全部或部分电子的原子，形成带正电荷原子核，如碳离予、氖离子、硅离子、氩离子等。肿瘤重离子治疗指加速重离子使之处于高能状态，并在束流上予以控制，从而对恶性肿瘤产生治疗作用。重离子对常规光子放疗不敏感或抗拒肿瘤有可靠疗效，而对正常组织损伤很小，显著优于传统放疗，是目前最先进放疗技术。一、重离子治疗的物理学特点光子线治疗时，入射人体浅层部位受到高剂量照射，造成该区域组织和器官损伤，到达深层组织后剂量呈指数下降。而当带电质子或重离子穿过物质时，在浅层部位剂量曲线

2、相对保持恒定，形成低剂量平坦区，而在射程末端时质子或离子速度瞬间变得很低，残余能量完全释放，从而形成一个高电离密度的峰，即Bragg峰⋯。临床上利用这一特性进行放疗的方法是按照肿瘤形状和部位，决定重离子速度并控制强度，使重离子高剂量分布区(Bragg峰)被调整嵌合在肿瘤靶区上；在三维空间上与肿瘤形状尽可能吻合，结果是肿瘤组织被最大限度杀灭，而周围正常组织很少或几乎不受到照射，从而得到有效的保护。二、重离子放射生物学特点及研究进展1．重离子治疗的放射生物学特点：与光子线相比，重离子束具有显著的生物学优势。首先，相对生物效应高

3、。重离子照射造成70％的DNA分子发生两处以上的双链断裂，而且关键位点更易受到损伤，难以被修复，导致肿瘤细胞死亡。其次，重离子杀灭肿瘤没有细胞周期依赖性。重离子治疗不仅导致细胞周期更易阻滞于G：和M期，即使那些对低传能线密度(1inearenergytransfer，LET)射线抵抗的处于平台期和s期肿瘤细胞，对重离子也较为敏感。最后，其疗效几乎不受肿瘤氧供的影响，可有效杀灭乏氧的肿瘤细胞。重离子这些放射生物学特点突破了低LET射线的放射生物学瓶颈，显示出极大的发展潜力。2．重离子放射生物学研究进展：(1)重离子辐射对细胞

4、周期的影响：Matsumoto等【21和“u等”1的研究表明重离子照射后可使周期相关基因表达下调，使更多的细胞阻滞于G：+M期，受照射后细胞凋亡增加。P27是一种细胞周期负调控因子。主要功能是调节G。、S期．可抑制细胞周期蛋白依赖激酶；其表达减少导致S期细胞增多，肿瘤细胞过度增生。Suzuki等【4’比较了子宫颈癌接受重离子与光子照射后p27的变化；照射后第15天时，重离子照射后p27表达水平显著DOI：10．3760／ema．j．issn．1004-4221．2011．05．027作者单能：510060广州．华南肿瘤学国

5、家重点实验宦广东中山大学肿帼医院放疗科·447··综述·低于光子线放疗，肿瘤再增殖受到抑制。(2)癌基因、抑癌基因的表达情况不影响重离子治疗的疗效：抑癌基因p53在介导细胞增殖和肿瘤凋亡过程中有重要作用，与光子线放射敏感性有关。突变p53高表达的肿瘤细胞对光子线放射抵抗，而野生型和突变型p53表达对重离子的敏感性相当。可能因为重离子照射介导的凋亡并不依赖p53通路”J，而是直接激活Caspase-9通路，引发细胞凋亡旧J。另外，研究发现癌基因Bcl-2过表达时，肿瘤细胞对光子线放射抵抗；而肿瘤细胞对重离子的放射敏感性与Bc

6、l-2表达无关¨J。(3)重离子治疗可降低部分肿瘤的转移潜能：低剂量光子线照射有可能增加肿瘤转移的潜能。现有研究发现重离子线可降低脑胶质瘤细胞、结肠癌细胞、肺癌细胞株的转移特性，而且抑制转移的特性与放疗的总剂量无关哺⋯。可能的解释是，受照射后与细胞连接相关的aVh3整合素表达上调；细胞间连接牢固，迁徙能力下降；与转移相关的基质金属蛋白酶2活性下降；肿瘤的浸润能力受抑制oioJ。(4)肿瘤氧供的不影响肿瘤重离子治疗后的局部控制率：Nakano等⋯1在放疗前、放疗第5天测定了宫颈癌肿瘤氧分压，并探讨氧分压的水平对放疗的局部控制

7、率的影响；结果发现无论是放疗前还是放疗中，氧分压水平都不影响重离子治疗的局部控制率。该研究是重离子克服乏氧的重要临床证据。三、重离子治疗优于质子治疗质子和碳离子是目前最常使用的两种粒子，两者的区别和联系见表I、表2。袭I质子的生物学和物理学特点及临床应用情况内容质子生物学特点物理学特点临床应用低传能线密度，相对乍物效应1．1；DNA分子单链{ill伤，仔在哑致死损伤修复；杀火肿瘤存在周期依赖性；乏氧肿瘤细胞时治，，抗拒具有Bragg峰；能量较大，约70—200MeV；照射次数软常规少已有30多台设备用于临床。5万多患者接受

8、治疗。效果较好四、重离子治疗的临床研究现状目前。日本国立放射线医学综合研究所(nationalinstituteofradiologicalsciences，NIRS)和德国亥姆霍兹重离子研究中心(Helmhoitzcentreforheavyionreselu'ch，HCHIR)是世界上重离子治疗技术