近年来质子放射治疗技术为改善放射治疗效果提供了新的技术方向,然而目前仍缺少针对不同剂量质子电离辐照后物理-化学机理的完整理解,如不同剂量质子辐照对DNA分子辐射损伤方面的研究。Geant4-DNA可模拟皮秒时间亚细胞尺度内物理化学作...近年来质子放射治疗技术为改善放射治疗效果提供了新的技术方向,然而目前仍缺少针对不同剂量质子电离辐照后物理-化学机理的完整理解,如不同剂量质子辐照对DNA分子辐射损伤方面的研究。Geant4-DNA可模拟皮秒时间亚细胞尺度内物理化学作用,可借此评价由电离辐射引起的早期DNA分子损伤特征。为在分子水平讨论不同剂量质子电离辐射引起的DNA损伤特征,本研究使用Geant4-DNA在球状液态水细胞中构建了一个包含6.327 4×10^(9)个碱基对的DNA模型,通过均匀辐照不同LET与不同剂量质子射线,对DNA链断裂过程中间接与直接辐射损伤作用占比及损伤程度进行仿真。结果表明,SSB为DNA损伤的主要类型,间接损伤为DNA损伤中的主要来源。随着细胞靶体吸收剂量增加,单链断裂产额由211.31 Gy^(-1)·Gbp^(-1)下降至88.26 Gy^(-1)·Gbp^(-1),双链断裂、复杂单链断裂及双链断裂+损伤产额分别在0.48 c Gy、1.93 c Gy、5.73 c Gy处出现9.35 Gy^(-1)·Gbp^(-1)、9.47 Gy^(-1)·Gbp^(-1)、5.93 Gy^(-1)·Gbp^(-1)峰值,双链断裂++产额由1.41 Gy^(-1)·Gbp^(-1)增至8.72 Gy^(-1)·Gbp^(-1),DNA分子辐射损伤复杂簇升高。本文通过对不同LET与不同剂量质子辐照下早期DNA分子损伤特征模拟研究,从DNA损伤角度为质子放射治疗后续研究提供了机理剖析与数据支撑。展开更多
文摘近年来质子放射治疗技术为改善放射治疗效果提供了新的技术方向,然而目前仍缺少针对不同剂量质子电离辐照后物理-化学机理的完整理解,如不同剂量质子辐照对DNA分子辐射损伤方面的研究。Geant4-DNA可模拟皮秒时间亚细胞尺度内物理化学作用,可借此评价由电离辐射引起的早期DNA分子损伤特征。为在分子水平讨论不同剂量质子电离辐射引起的DNA损伤特征,本研究使用Geant4-DNA在球状液态水细胞中构建了一个包含6.327 4×10^(9)个碱基对的DNA模型,通过均匀辐照不同LET与不同剂量质子射线,对DNA链断裂过程中间接与直接辐射损伤作用占比及损伤程度进行仿真。结果表明,SSB为DNA损伤的主要类型,间接损伤为DNA损伤中的主要来源。随着细胞靶体吸收剂量增加,单链断裂产额由211.31 Gy^(-1)·Gbp^(-1)下降至88.26 Gy^(-1)·Gbp^(-1),双链断裂、复杂单链断裂及双链断裂+损伤产额分别在0.48 c Gy、1.93 c Gy、5.73 c Gy处出现9.35 Gy^(-1)·Gbp^(-1)、9.47 Gy^(-1)·Gbp^(-1)、5.93 Gy^(-1)·Gbp^(-1)峰值,双链断裂++产额由1.41 Gy^(-1)·Gbp^(-1)增至8.72 Gy^(-1)·Gbp^(-1),DNA分子辐射损伤复杂簇升高。本文通过对不同LET与不同剂量质子辐照下早期DNA分子损伤特征模拟研究,从DNA损伤角度为质子放射治疗后续研究提供了机理剖析与数据支撑。
