第58届PTCOG年会生物场辩论：质子与光子有区别吗？
英国当地时间6月15日，第58届PTCOG年会举行了生物场辩论。英国Belfast皇后学院牙科与生物医学学院Kevin Prise教授以及德国GSI研究所生物物理系主任Marco Durante教授针对“质子与光子有区别吗？”这一话题展开了辩论，曼彻斯特大学Karen J. Kirkby教授主持辩论。质子中国将辩论内容整理后与大家分享。
辩论现场
质子与光子大不相同
Prise教授认为质子与光子在物理、化学及生物等方面均有很大不同。在物理方面，质子与光子具有不同的径迹结构(track structure)。γ射线及X线属于稀疏电离(sparsely ionising)，具有低线性能量传递(LET)值，1Gy剂量相当于在1,000个径迹上的105次电离；质子、α粒子及碳离子属于密集电离(densely ionising)，具有高LET值，1Gy剂量相当于4~100个径迹。
Kevin Prise教授
化学方面，质子与光子诱导的细胞内水分子分解形式也不相同。GSI研究所与意大利国家核物理研究所的研究显示，质子与光子分别照射水介质后产生的LET依赖G值(G值指100eV能量照射介质后产生的分子数量)不同，表明质子与光子的化学特性不同。
生物方面，瑞士苏黎世大学的研究人员比较了质子束和光子束照射人源肿瘤细胞后的DNA修复通路(非同源末端连接/NHEJ；同源重组/HR)。研究发现，DNA-PKcs (蛋白激酶c)抑制可显著增加肺腺癌细胞及胶质母细胞瘤细胞对光子束的放射敏感性；敲除RAD51重组酶的A549细胞相比于正常细胞对质子束更加敏感；与光子束相比，BRCA2基因敲除的卵巢癌细胞对质子束更加敏感。以上结果提示，质子束和光子束诱导的DNA修复机制不同；同源重组功能受损的细胞对质子束照射更加敏感；非同源末端连接功能受损的细胞对光子束照射更加敏感。
针对相对生物学效应(RBE)，英国Belfast皇后学院发表于红皮杂志上的一项研究分别应用单一剂量质子束及调强质子束照射人源成纤维细胞及胶质瘤细胞。结果表明，质子的RBE并非一成不变，与束流能量、LET及剂量等因素相关。此外，在不同细胞中测定的质子RBE值也不尽相同。研究表明，17个人源肺癌细胞系的质子RBE值由1.31~1.77不等，并且RBE与肺癌细胞系FA/BRCA信号通路相关。