FLASH治疗对正常组织的保护作用(二)：首例人体治疗、光子及质子FLASH治疗
近年来，一种外照射放疗的新方法，即所谓的FLASH治疗，在许多临床前研究中展现出显著的健康组织保护特性，同时不影响整体治疗效果。它在临床应用中的潜力吸引了医学界的极大兴趣。研究证明，在极短的照射时间内使用超高剂量率可显著增强正常组织和肿瘤组织之间的差异效应，这使得在不伤害周围健康组织的情况下增加照射剂量成为可能。
迄今为止，大多数针对电子束、X射线和质子FLASH治疗的研究已经展示出了理想的治疗效果，尽管后两种情况的结果仍然需要得到独立的确认。此外，潜在的生物学效应机制仍有待阐明。不久前，FLASH效应已经在第一例人体研究中得到证实并取得了理想的治疗效果，这为进一步的临床研究提供了巨大的支持。
日前，荷兰代尔夫特理工大学R.M. de Kruijff教授回顾了近年来使用电子、X射线和质子束开展FLASH治疗的研究进展及其临床应用，并对未来的前景进行了展望。原文发表于《International Journal of Radiation Biology》杂志上。上期将与大家分享了电子FLASH治疗的研究成果，详情请见《FLASH治疗：超高剂量率照射可加强对正常组织的保护(一)：电子FLASH治疗》。本期将为大家带来首例FLASH治疗人体研究、光子及质子FLASH治疗的研究成果。如需获取原文请联系质子中国小编(微信号：ProtonCN)。
首例应用FLASH照射的患者是一位患有CD30+T细胞皮肤淋巴瘤的75岁男性。在接受FLASH治疗之前，患者已接受了110次X线照射及低能电子照射，但其皮肤对常规放疗的耐受性较差，多次出现急性皮肤反应。研究人员将15 Gy总照射剂量在90 ms内以FLASH模式照射至直径3.5 cm的皮肤病变处，患者的皮肤反应未超过1级，与常规放疗相比显著降低了皮肤反应。虽然无法仅根据1例患者即得出明确结论，但研究表明，临床中能够安全使用高剂量率FLASH照射。详情请见质子中国往期报道《首例人体治疗：皮肤淋巴瘤患者的FLASH治疗》。
到目前为止，只有少数研究应用光子进一步测试了FLASH效应。澳大利亚的一组研究人员使用MRT (微束放疗)或SBBR (同步宽束放疗)在澳大利亚同步加速器的成像和医用束流线(IMBL)上对小鼠进行了FLASH全身照射。研究人员进行了系统的剂量递增研究，比较了常规剂量率治疗(0.05 Gy/s)与MRT (约300 Gy/s)和SBBR (37~41 Gy/s)的不同影响。对于SBBR束流，其照射结果与常规剂量率束流照射无显著差异。研究人员指出，这可能是由于使用了相对较低的FLASH剂量率。然而，长期追踪结果显示，与对照组相比，MRT束流照射的动物显示出更明显的体重减轻。在这项研究中，未发现应用MRT或SBBR束流照射可更好地保护正常组织。
另一方面，欧洲同步辐射装置上的一项研究同样应用了MRT实施FLASH-X线照射，并发现正常组织可获益于FLASH-X线照射。研究人员对小鼠大脑分别进行了总剂量为10 Gy的FLASH-X线和常规剂量率X线照射，平均剂量率分别为37 Gy/s和0.05 Gy/s。与对照组相比，FLASH-X线组未发现认知率的下降，这与电子FLASH研究结果相似。此外，常规剂量率照射不仅引起了不可逆的记忆改变，还使海马细胞分裂大幅度减少，而X线FLASH照射得以保留海马细胞的分裂。
笔型束扫描(PBS)质子治疗设备能够产生200 Gy/s的极高瞬时剂量率，但扫描过程的持续时间降低了实际平均剂量率(1~2 Gy/min)，这限制了大照射野质子FLASH效应的研究。美国放射研究加速器设施(RARAF)的研究人员探究了质子FLASH治疗对正常人肺成纤维细胞的影响。考虑到细胞的急性和长期效应，剂量范围控制在0.05~1000 Gy/s之间。研究显示，质子FLASH治疗似乎不影响急性效应的发生，因为在总剂量10 Gy的低剂量率和高剂量率照射之间未观察到细胞总体存活率的显著差异。但在总剂量为20 Gy的情况下，1000 Gy/s剂量率下的DNA双链损伤(DSB)显著低于0.05 Gy/s和100 Gy/s，这可能会对迟发毒性反应产生影响。质子FLASH治疗的这种更优的长期效应可能是由于高质子剂量率影响了抗炎分子和促炎分子之间的长期平衡，而常规剂量率可能使平衡向后者倾斜。