胰腺导管腺癌在质子和碳离子单能布拉格峰及展宽布拉格峰照射下的克隆形成存活率与相对生物学效应

离子治疗中的生物学效应会随辐射质量和生物学背景而变化，但在物理条件得到充分表征的情况下获得的癌细胞反应数据仍然有限。本研究在胰腺导管腺癌（PDAC）细胞系PANC-1和BxPC-3中，分别沿未经调制的180.1 MeV质子和352.4 MeV/u碳离子布拉格曲线选取四个位置进行照射，研究克隆形成存活率和相对生物学效应（RBE），并纳入4 cm展宽布拉格峰（SOBP）照射作为具有临床相关性的比较条件。利用Advanced Markus电离室在水箱系统中验证细胞平面的位置和剂量，并采用TOPAS进行蒙特卡罗模拟，获得剂量平均线性能量传递（LETD）及微剂量学参数。以200 kVp X射线为参照，基于线性-二次生存模型计算RBE。在所采样的未经调制束流位置中，质子和碳离子的LETD范围分别约为1–9 keV/μm和12–163 keV/μm，RBE随LETD升高而增加。质子在远端位置的RBE10超过了临床上通常采用的1.1；碳离子的RBE10在PANC-1细胞中由2.3升至5.2，在BxPC-3细胞中由1.3升至3.7，并且在接近布拉格峰的位置，两种细胞系之间表现出更大的差异。SOBP测量显示，尽管LETD具有可比性，不同照射野条件下仍呈现出不同的生物学反应。这些经过物理表征的细胞存活数据为评估RBE模型能否在未经调制束流和SOBP照射条件下重现PDAC相关生物学反应提供了基准，并支持未来将依赖辐射质量的效应整合至离子束计划之中。

离子治疗中的生物学效应随辐射品质和生物学背景而变化，但在物理条件得到充分表征的情况下获得的癌细胞反应数据仍然有限。本研究考察了胰腺导管腺癌（PDAC）细胞系PANC-1和BxPC-3的克隆形成存活率及相对生物效应（RBE）。细胞分别置于未经展宽的180.1 MeV质子和352.4 MeV/u碳离子布拉格曲线上的4个位置进行照射，并纳入4 cm展宽布拉格峰（SOBP）照射作为具有临床相关性的比较条件。利用Advanced Markus电离室在水箱系统中验证细胞平面的位置和剂量；同时采用TOPAS进行蒙特卡罗模拟，获得剂量平均线性能量传递（LETD）及微剂量学参数。以200 kVp X射线为参照，利用线性二次生存模型计算RBE。在所取的未经展宽束流位置中，质子和碳离子的LETD范围分别约为1–9 keV/m和12–163 keV/m，且RBE随LETD升高而增加。质子在远端位置的RBE10超过了临床上通常采用的1.1；碳离子的RBE10在PANC-1细胞中由2.3升至5.2，在BxPC-3细胞中由1.3升至3.7，并且在布拉格峰附近观察到两种细胞系之间更为明显的差异。SOBP测量表明，即使LETD相近，不同照射野条件下仍可产生不同的生物学反应。这些经过物理学表征的细胞存活数据为评估RBE模型能否在未经展宽束流和SOBP照射条件下再现PDAC相关生物学反应提供了基准，并支持未来将依赖辐射品质的效应整合至离子束放疗计划中。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.30.754978v1?rss=1

🏷️ 胰腺导管腺癌 质子治疗 碳离子治疗 相对生物学效应 克隆形成存活率 线性能量传递