用放射疗法治疗癌症的新方法向前迈出了关键的一步

曼彻斯特大学和克里斯蒂NHS基金会的一项新研究表明，利用高能电子束开发一种潜在的新型癌症治疗方法取得了进展。

该合作研究团队在《自然》杂志上发表了他们的研究结果，科学报告并且证明了非常高的能量电子（VHEE）光束可以具有对与那些常规X射线和质子疗法类似水平的DNA损伤的阳性效果，同时利用电子束的独特技术质量。

人类细胞是由DNA组成的，这个新结果是VHEE辐射作为多种癌症治疗方法向前迈出的重要一步。这种新的治疗方法有潜力扩大医院使用的电子束的常规治疗，这种电子束只能穿透人体几厘米，很难可靠地到达深部肿瘤。

这项新技术有潜力扩展放射治疗技术工具箱，可用于医院治疗癌症，特别是有能力以稳健的方式使用电子治疗深部肿瘤。

曼彻斯特大学研究小组的早期工作表明，这种辐射对介入介质不敏感，这意味着如果肺部的尺寸发生变化(例如病人的呼吸)，那么辐射将继续以肿瘤为目标，限制对健康组织的损害。这篇新论文的结果是第一次量化的损伤与高能电子的DNA双链。

在曼彻斯特大学进行的实验后，在Cern的250 Mev设施和Daresbury实验室进行，结果表明非常高的能量电子（VHEE）梁有效地导致DNA损伤，对于杀死癌细胞来说，对于给出的辐射很重要课程几分钟，以及次秒闪射辐射的快速发展领域。

在最新发表的论文中，研究小组专注于通过实验确定DNA双链断裂率，并将其用于评估相对生物有效性(RBE)，这是评估这种辐射与现有辐射治疗相比有效性的关键价值。这些结果，第一次在该领域，被发现是一致的放射治疗模式。

Kristina Small是一名博士生，她进行了实验，Kristina说:“电子束治疗已经被确定为肺癌的候选治疗方法，可惜这种癌症的存活率仍然很低。通过欧洲核子研究中心和达斯伯里实验室的实验，我们已经表明，与质子和x射线相比，vhee对DNA造成的损害程度类似。”

VHEE和常规方法在物理损伤方面的相似之处，使我们相信VHEE的生物学效应也将是相似的——这是临床实施的关键。研究人员还做了详细的蒙特卡罗模拟(基于统计)，这些复杂的模拟与之前的实验一致。

曼彻斯特大学和科克罗夫特研究所的罗杰·琼斯教授说:“这篇论文代表了验证高能电子束治疗癌症潜力的重要一步。它依赖于曼彻斯特大学物理和天文系、癌症科学部门、达斯伯里实验室和欧洲核子研究中心以及克里斯蒂NHS基金会的无缝合作。

“这是首次使用VHEE光束对DNA中的单链断裂(SSB)和双链断裂(DSB)进行量化。为了做到这一点，我们使用了能有效冻结损伤的质粒(因为质粒没有活细胞所拥有的修复机制)，因此使我们能够处理在曼彻斯特癌症研究中心CERN获得的结果。这些结果与详细的蒙特卡罗模拟结果相比较。它还探索了令人兴奋的FLASH放射治疗机制，即在亚秒时间尺度上提供高剂量，并且在世界范围内的早期实验显示了在治疗期间保护健康细胞的潜力。这项工作为放射治疗指明了一条潜在的新范式。

“与现有方法相比，这项技术的优势包括:更精确、更快速的肿瘤递送，减少分割(患者必须进行后续放疗的次数)，从而减少了患者的就诊次数，同时提供了更适形的高剂量递送。”在超高剂量率放射治疗领域的最新结果表明，相当多的健康组织保留。”

下一步是进一步展示未来的实验中的这些令人兴奋的结果。从长远来看，研究人员希望VHEE治疗将为放射疗法工具包提供有价值的补充，以便改善未来癌症治疗。

迈克尔·麦钱特博士(曼彻斯特大学癌症科学部)说:“这是第一次测量超高能量电子对DNA的损害，令人激动。这些测量将有助于理解如何利用高能电子的医疗应用。”

达斯伯里STFC实验室的ASTeC主任Jim Clarke教授说:“这些令人兴奋的结果建立在达斯伯里实验室使用CLARA进行的较低电子能量的早期研究之上。CLARA明年计划将能源升级到250MeV，这将使其成为进一步VHEE实验的理想试验台，这可能导致未来新的放疗方法。”

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