可能氧气消耗能解释闪光效应吗？化学轨迹结构分析
摘要：超高剂量率（“FLASH”）放射治疗明显减少了正常组织毒性，同时保持了与肿瘤控制等效的效果。最近在动物模型中的观察表明，闪光效应（FLASH effect）依赖于靶标氧化，这引发了氧“耗尽”可能是其主要推动力的假设。在从TRAX-CHEM Monte Carlo代码模拟的1 MeV电子在含氧水中的化学轨道演化开始的自下而上的方法中，我们确定了短脉冲辐射后氧消耗和辐射诱导活性氧物种的产生。基于这些值，通过氧增强比（OER）加权的有效剂量或动态氧压下的体外细胞存活率进行计算，并与常规暴露下，在恒定的OER下进行比较。我们发现我们的Monte Carlo预测与氧化水中的辐射性氧消除的实验值非常吻合。然而，将目前的模型应用于已发布的放射生物学实验条件表明，氧耗竭对通过氧增强在放射敏感性上几乎没有影响，特别是在观察到闪光效应的典型实验氧化条件下。我们显示，闪光辐照的氧耗尽假设的大小和依赖性与生物效应不一致。尽管氧合在介导闪光效应中发挥了明显作用，但我们得出的结论是，目前最先进的放射性化学模型不支持氧耗竭和辐射诱导短暂低氧作为主要机制。
作者：Daria Boscolo, Emanuele Scifoni, Marco Durante, Michael Kr"amer, and Martina C. Fuss
论文ID：2101.09010
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2021-07-22