中华放射医学与防护杂志  2021, Vol. 41 Issue (8): 561-563   PDF    
放射生物学研究新视角——放射损伤的机制及防治
张舒羽     
核工业四一六医院 成都医学院第二附属医院, 成都 610051
Novel perspectives in radiobiology: Mechanism and protection of radiation damage
Zhang Shuyu     
China National Nuclear Corporation 416 Hospital, Second Affiliated Hospital of Chengdu Medical College, Chengdu 610051, China

核辐射损伤包括电离辐射所致的急性、迟发性或慢性的机体组织损害。当今面临的核辐射损伤,其主要来源既有战争核辐射,例如核武器、贫铀武器所致的辐射,又有非战争核辐射,包括核泄漏、工业照射、医疗照射、职业照射、空间辐射等。无论是从提供战时防护的角度,还是和平时期对在放射性环境条件下的工作人员提供预防保护,或是应对突发性核事故的急救措施,探索核辐射损伤的机制、探索新的防治手段,都是十分重要和必要的[1]

本期专题的7篇论文定位于放射损伤的机制及防治研究。其中,3篇论文关于放射性肠损伤的防治,2篇论文关于放射性肺损伤的防治,皮肤和耳蜗带状突触的辐射损伤相关论文各1篇。上述论文从不同角度为辐射损伤的机制与防治提供了新的思路与策略。

肠道是人体重要的消化器官。人体内的肠道微生物数量约为1013个,其数量超过人体细胞数倍以上,肠道菌群也被称为人体的“第二基因组”。近年来不断有报道,表明肠道菌群与多种疾病发生密切相关[2]。正常生理状态下,肠道菌群从饮食中摄取营养物质和能量,进而促进生长发育和物质代谢以及调节平衡代谢免疫等过程[2-3]。本期专题中,路璐等[4]发现通过禁食可改变肠道的代谢产物,照射前禁食可以提高肠道辐射损伤小鼠的生存率,提示照射前禁食或短期内饮食营养变化参与调节肠道辐射损伤。肠道菌群与放射性肠损伤关系密切,这与肠道代谢产物及肠道免疫系统等有关[3-5]。姜海红等[6]采用临床标本探索了肠道微生物可以预测宫颈癌及子宫内膜癌患者放疗期间放射性肠炎的严重程度,这一研究拓展了肠道菌群的应用领域,提升了肠道菌群在临床放疗中的临床价值。近年来的研究也表明,肠道微生物可预测局部晚期直肠癌(LARC)患者放射治疗的疗效[7]。张子琪等[8]关于肠道干细胞的综述介绍了相关领域的最新进展,从肠道干细胞的分类、干细胞的调节机制以及具有干预干细胞功能药物等方面,介绍了肠道干细胞在放射性肠损伤防护中的重要作用及潜在临床应用价值,为未来肠道干细胞在辐射防护中的研究提供思路。

氡(Rn)是自然界唯一的天然放射性气体,被国际癌症研究机构(IARC)归类于I类致癌因素,也被世界卫生组织(WHO)列为19种主要致癌物质之一[9]。目前对于氡暴露损伤的防护研究较少,且缺乏氡损伤的生物防治措施。中医药独特的理论体系为人们提供了一条有别于其他药物治疗放射损伤的治疗途径。辐射损伤的病理生理过程十分复杂,而中医学强调整体观念并注重调整机体内部平衡,这对于放射性损伤的治疗是十分有益的。黎晏卿等[10]探索了由冬虫夏草、黄芪和丹参组成的中药组合物对氡暴露后肺损伤的治疗作用。丹参和黄芪具有抗炎、抗纤维化和抗肿瘤等特点,被广泛用于呼吸系统和组织纤维化治疗中。冬虫夏草具有抗衰老、抗氧化、抗癌和抗辐射等多种生物作用。结果表明,中药组合物能显著降低氡暴露引起的肺纤维化。基于冬虫夏草、黄芪和丹参组成的中药组合物还可进一步优化。

间充质干细胞(MSC)具有来源广泛、分离和培养方便、免疫原性低、再生和多重分化能力强、免疫抑制作用强等优点。间充质干细胞还可进行基因修饰,使其能高效稳定表达或敲低某些目的基因,赋予其新的功能。基因修饰的MSCs具有免疫原性低、自动归巢、旁分泌、免疫调节、易于转染外源基因等特点,为放射性肺损伤治疗开拓了新思路。万志杰等[11]对基因修饰的间充质干细胞在放射性肺损伤治疗中的实验研究进展进行了综述。例如,HGF、SOD2及Del1等基因修饰后的MSCs可加强其对放射性肺损伤的治疗疗效。此外,MSCs等分泌的外泌体(exosome)可作为放射性肺损伤等的治疗新手段,已成为研究热点[12]。外泌体能克服现有细胞治疗的缺点,但其机制还有待进一步完善。

冯亚辉等[13]关于放射性皮肤损伤研究主要就铁死亡(ferroptosis)在放射性皮肤损伤中的作用进行了探讨,发现电离辐射可以引起皮肤细胞铁死亡,采用细胞铁死亡抑制剂可显著增加皮肤细胞受照射后存活率。铁死亡是一种由Stockwell团队最早在2012年发现的铁依赖性的细胞死亡方式[14]。近年来的研究表明,铁死亡参与了电离辐射引起的肺损伤[15]以及肿瘤细胞的放射抗拒性[16]。电离辐射作用后细胞的死亡方式具有多样性,明确细胞的死亡方式和种类,并进行干预,可能是减轻辐射损伤的新策略。

在鼻咽癌放射治疗过程中,中耳及内耳结构往往常规处于照射野之中,听力损伤成为常见并发症,严重者出现听力丧失,患者的生存质量明显下降[17]。如何保护放疗导致的听力损伤,现有研究报道较少。王宁等[18]探索了强效抗氧化剂α-硫辛酸对小鼠听性脑干反应(ABR)及带状突触数量的影响,发现α-硫辛酸对缓解放疗引起的听力损伤具有保护作用。α-硫辛酸已在临床广泛应用,其对多种神经系统疾病有显著的保护作用。该研究如能进一步向临床转化,对解决临床放射治疗导致的听力损伤具有重要价值。

本期专题主要从放射生物学基础研究角度出发,从新的视角为放射性肠损伤、肺损伤、皮肤损伤及听力损伤的防治提供了新的思路及展望。但现有的研究距离临床转化、切实减轻临床患者的放射损伤尚有不小的距离,放射损伤防治研究任重而道远。

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