近日，澳大利亞臥龍崗大學醫學輻射物理中心的研究團隊在腦腫瘤治療領域取得了新進展。他們發現，將微束放射治療(MRT)與靶向放射增敏劑相結合，可以顯著提高腦腫瘤的治療效果，同時更好地保護健康組織。

定向納米治療團隊來自臥龍崗大學的研究人員在 ANSTO 澳大利亞同步加速器成像和醫療輻射設施進行微束治療研究。 (來源：Moeava Tehei)

腦腫瘤因其對傳統治療如放射治療的抵抗力而難以治療，且放射治療的劑量受到正常組織耐受性的限制。為了克服這一挑戰，研究人員開始探索MRT的應用。MRT利用空間分割光束，在保護正常組織的同時有效殺死癌細胞。它使用超高劑量率同步加速器X射線束陣列進行，光束寬度為數十微米(高劑量峰)，間隔數百微米(低劑量谷)。

臥龍崗大學的研究小組通過實驗證明，將MRT與如納米顆粒或抗癌藥物等靶向放射增敏劑相結合，可以進一步提升治療效果。研究的第一作者Michael Valceski表示：“MRT以其健康組織保護能力和良好的腫瘤控制而聞名，而放射增敏劑則以其為癌癥提供靶向劑量增強的能力而聞名。將這些方式結合起來是有意義的，它們的協同作用為實現兩全其美提供了潛力。”

在實驗中，Valceski及其同事將MRT與氧化銩納米顆粒、化療藥物甲氨蝶呤和放射增敏劑碘脫氧尿苷(IUdR)相結合，對嚙齒動物腦癌細胞單層進行了治療。他們還比較了傳統寬束正電壓X射線照射與同步加速器寬束X射線和同步加速器MRT的效果。實驗結果顯示，在相同5Gy劑量下，與傳統照射相比，基于同步加速器的照射增強了細胞殺傷力，這證明了超高劑量率X射線的細胞殺傷作用。添加放射增敏劑后，同步加速器寬束照射的影響進一步增強，其中DNA定位的IUdR比細胞質定位的納米顆粒殺死更多的細胞，而甲氨蝶呤則顯著降低了細胞存活率。

值得注意的是，在5Gy劑量下，MRT表現出與同步加速器寬束照射相當的細胞殺傷力。Valceski解釋說，這證明了MRT在保持治療效果的同時，也具備保護健康組織的潛力。當與放射增敏劑聯合使用時，MRT還顯示出增強的細胞殺傷作用，其中IUdR和IUdR加甲氨蝶呤的效果最為顯著。這種局部劑量增強歸因于IUdR的DNA定位，它允許降低每次分次劑量，減少患者暴露，同時保持腫瘤控制，從而進一步提高MRT的組織保護能力。

為了將生物效應與MRT的物理準直聯系起來，研究人員還使用共聚焦顯微鏡研究了治療后DNA損傷的情況。圖像驗證了細胞的生物反應與MRT光束模式相對應，在所有處理過的細胞中都可以清楚地看到微束間距。此外，他們還發現，在添加放射增敏劑后，MRT光束的峰變寬，這可能是由于納米顆粒的靶向作用導致的。這種擴大可以用于增加對附近山谷中癌細胞的輻射劑量，而正常組織則因未受納米顆粒影響而保留MRT的組織保護作用。

最后，研究人員使用每個峰和谷的γH2AX焦點數據來確定生物峰谷劑量比(生物PVDR)，并首次證實了物理劑量傳遞與癌細胞中誘導的雙鏈DNA斷裂之間的直接關系。他們指出，添加放射增敏劑通常會降低生物PVDR的物理值，這可能是由于在山谷中引入了額外的DNA斷裂。

資深作者Moeava Tehei表示，下一步將進行MRT的臨床前研究，以評估這種多模式療法在體內治療侵襲性癌癥的功效。特別是考慮到納米顆粒在圖像引導治療、精確規劃以及癌癥特異性劑量增強方面的診斷潛力，以及立體定向、放射增敏劑增強MRT分次的放射外科潛力，我們可以預見在不久的將來，這種具有治療潛力的革命性多模式技術將得到廣泛應用。