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张昊文副教授在FLASH放疗领域取得新进展

作者: 来源:放射医学协同创新中心 日期:2022-10-23 09:10:01 人气:10

近日,我中心张昊文副教授联合中国工程物理研究院应用电子学研究所,开展了FLASH光子放疗联合肿瘤免疫治疗的体内外研究,相关成果以“FLASH X-ray spares intestinal crypts from pyroptosis initiated by cGAS-STING activation upon radioimmunotherapy”为题,发表于PNAS杂志(2022,119(43): e2208506119)。

近年来,放疗联合肿瘤免疫治疗在临床取得了革命性突破,但伴随的正常组织毒副反应限制了联合治疗的普及,已然成为放射医学领域亟待解决的重大科学问题。团队经过研究发现,相较于常规剂量率X射线,平均剂量率超100 Gy/sFLASH X线照射可以缓解免疫检查点PD-L1基因敲除小鼠的肠道损伤,并显著改善受照小鼠的存活率。尽管相同剂量的FLASH光子与常规剂量率X射线照射造成的肠上皮基因组DNA损伤基本相同,但FLASH照射诱导的胞浆DNA片段数量低于常规剂量率照射,由此诱导了更低的cGAS-STING信号与更轻微的肠道炎性毒副反应。

基于上述研究,团队开创性地提出了全新的“DNA完整性假说,以解释FLASH照射的保护效应。该假说认为瞬时照射期间DNA分子的相对完整性是FLASH照射缓解正常组织炎性损伤的重要生物学基础,即在常规剂量率照射长达数百秒的持续时间内,DNA不断遭到损伤、完整性逐步遭受破坏,从而产生了大量DNA碎片;而FLASH照射的持续时间仅为0.1s,在此期间DNA的完整性得以保留,从而减少了DNA碎片的产生与免疫副反应的发生。

FLASH光子照射与“DNA完整性假说

与经典的氧消耗假说侧重强调FLASH照射的瞬时剂量率不同,“DNA完整性假说更为强调剂量沉积的时间与平均剂量率。该理论有助于以全新的视角更为全面地审视FLASH保护效应的分子机理,并促进FLASH照射向临床的转化与应用,促进放疗联合免疫治疗的推广与普及。

本研究我中心硕士研究生石小林是本文第一作者,张昊文副教授与中物院吴岱副研究员是本文的共同通讯作者,论文得到了国家自然科学基金面上项目(82173455)与江苏省高等学校基础科学重大项目(21KJA310001)的支持。

 


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