【中新社北京三月十四日電】(記者 孫自法)作為目前最先進的癌症放射治療手段,重離子治癌相關研究和應用備受關注,但其微觀機理長期以來並不明確。
記者十四日從中國科學院近代物理研究所獲悉,該所科研團隊領銜聯合中外合作夥伴,最近在重離子治癌微觀機理研究方面取得重要進展,首次在生物分子團簇中觀測到重離子輻照導致的分子間能量及質子轉移級聯機制。該機制被認為是重離子治癌生物學效應優異的重要原因。
這項重要研究相關成果論文近日作為亮點論文在專業學術期刊《物理評論X》(Physics Review X)發表,並被美國物理學會《物理》雜誌在線報道。
中國科學院近代物理研究所許慎躍研究員介紹說,重離子治癌是利用重離子束流殺死癌細胞的一種放射治療技術,自一九四六年科學家提出用重離子治療腫瘤以來,全球已有超過五萬例患者接受了重離子治療。
他指出,在相同的劑量下,重離子對癌細胞的殺傷能力比X射線等傳統放射治療手段大二到三倍,而且重離子放療能直接導致腫瘤細胞DNA的雙鏈斷裂,生物學效應明顯更高。「但究竟是甚麼微觀機制在這其中起到了重要作用,長期以來並不明確」。
為深入探究這一問題,研究團隊發展了先進的混合團簇源技術,選取DNA中的一種基本結構單元──嘧啶分子作為模型。研究團隊把水分子和嘧啶分子合在一起,製備出尺寸可控的水合嘧啶團簇來模擬機體組織環境。
該實驗在蘭州重離子加速器冷卻儲存環和三百二十千伏高電荷態離子綜合研究平台完成。研究團隊首次觀測到重離子束流殺死癌細胞的系列微觀機理細節,並發現重離子輻照引起水分子內殼層電離的比例,顯著高於電子、X射線和質子等其他射線。
中國科學院近代物理研究所馬新文研究員表示,此次研究發現的微觀機制,是重離子生物學效應高的重要原因,這可幫助深入理解輻射損傷的分子機制,有助於在未來優化癌症治療策略、促進放射治療新技術發展。◇