| 宋鸿鹄,朴尊,黄国敏,等.细胞系辐射敏感性对微剂量动力学模型的影响研究[J].中华放射医学与防护杂志,2025,45(5):416-422.Song Honghu,Piao Zun,Huang Guomin,et al.Impacts of the radiosensitivity of cell lines on a microdosimetric kinetic model[J].Chin J Radiol Med Prot,2025,45(5):416-422 |
| 细胞系辐射敏感性对微剂量动力学模型的影响研究 |
| Impacts of the radiosensitivity of cell lines on a microdosimetric kinetic model |
| 投稿时间：2024-08-08 |
| DOI：10.3760/cma.j.cn112271-20240808-00302 |
| 中文关键词: 碳离子放疗 细胞辐射敏感性 微剂量动力学模型 相对生物学效能 |
| 英文关键词:Carbon-ion radiotherapy Cellular radiosensitivity Microdosimetric kinetic model (MKM) Relative biological effectiveness (RBE) |
| 基金项目: |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 宋鸿鹄 | 中山大学肿瘤防治中心, 广州 510060
中山大学-国科离子放射治疗前沿技术联合实验室, 广州 510060 | | | 朴尊 | 中山大学肿瘤防治中心, 广州 510060 | | | 黄国敏 | 中山大学肿瘤防治中心, 广州 510060
中山大学-国科离子放射治疗前沿技术联合实验室, 广州 510060 | | | 石健 | 中山大学-国科离子放射治疗前沿技术联合实验室, 广州 510060 | | | 陈明 | 中山大学肿瘤防治中心, 广州 510060
中山大学-国科离子放射治疗前沿技术联合实验室, 广州 510060 | | | 黄晓延 | 中山大学肿瘤防治中心, 广州 510060
中山大学-国科离子放射治疗前沿技术联合实验室, 广州 510060 | huangxiaoy@sysucc.org.cn |
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| 中文摘要: |
| 目的 研究细胞系不同辐射敏感性对微剂量动力学模型(MKM)的影响。方法 使用K-C径迹剂量模型计算单能碳离子的饱和校正比能z1d*。根据中国仓鼠卵巢细胞(CHO)和成纤维细胞细胞系在不同传能线密度(LET)碳离子照射下的DNA双链断裂所定义相对生物效能(RBEDSB-LET)的实验数据获得f(LET)修正曲线,依据MKM模型计算获得两种不同辐射敏感性细胞系的D10~LET曲线、α和β值。结果 相较于临床上应用的MKM模型,本研究中考虑细胞系辐射敏感性修正的预测结果D10与CHO和成纤维细胞细胞系实验测量结果更加吻合。对于CHO细胞,计算D10与文献中实验测量结果的均方误差为0.04,MKM为0.71;对于成纤维细胞细胞,计算D10与文献中实验测量结果的均方误差为0.35,MKM为0.55。对于不同LET的单能碳离子,计算所得α和β 值总体表现为随细胞辐射敏感性增强而增大。结论 在MKM模型中引入细胞辐射敏感性因素,为相对生物学效能的评估提供了一种更加个体化的研究方法,为MKM的进一步发展和生物RBE值的精细计算提供参考。 |
| 英文摘要: |
| Objective To investigate the impacts of the radiosensitivity of cell lines on a microdosimetric kinetic model (MKM) used in carbon-ion radiotherapy. Methods The saturation-corrected specific energy (z1d*) of monoenergetic carbon ions was calculated using the Kiefer-Chatterjee (K-C) track structure model. Correction curve f(LET) was derived from experimental data on relative biological effectiveness (RBE) (RBEDSB-LET) defined based on the double-strand DNA break of the Chinese hamster ovary (CHO) and Fibroblast cell lines irradiated using carbon ions with varying linear energy transfer (LET) values. Then, based on the MKM, the D10-LET curves, as well as α and β databases, of the CHO and Fibroblast cell lines with varying radiosensitivity were determined. Results Compared to the clinically applied MKM, the predicted D10 after correction while accounting for cell line radiosensitivity agreed better with experimental D10 values of the CHO and Fibroblast cell lines. Specifically, compared to experimental values in the literature, the D10 values calculated in the study and determined using the MKM showed mean squared errors (MSEs) of 0.04 and 0.71, for the CHO cell line and 0.35 and 0.55, respectively, for the Fibroblast cell line. For monoenergetic carbon ions with varying LET values, the calculated α and β values generally increased with cellular radiosensitivity. Conclusions Incorporating cellular radiosensitivity into the MKM framework serves as a more specific method for RBE assessment while also providing a reference for advancing MKM applications and achieving the fine-scale calculations of RBE in carbon-ion radiotherapy. |
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