中新網(wǎng)北京3月14日電 (記者 孫自法)作為目前最先進的癌癥放射治療手段，重離子治癌相關研究和應用備受關注，但其微觀機理長期以來并不明確。

　　記者3月14日從中國科學院近代物理研究所獲悉，該所科研團隊領銜聯(lián)合中外合作伙伴，最近在重離子治癌微觀機理研究方面取得重要進展，首次在生物分子團簇中觀測到重離子輻照導致的分子間能量及質(zhì)子轉(zhuǎn)移級聯(lián)機制。該機制被認為是重離子治癌生物學效應優(yōu)異的重要原因。

　　這項重要研究工作由中國科學院近代物理研究所主導，聯(lián)合俄羅斯伊爾庫茨克國立大學、德國海德堡大學和中國科學技術大學、西安交通大學、蘭州大學等科研同行共同完成。相關成果論文近日作為亮點論文在專業(yè)學術期刊《物理評論X》(Physics Review X)發(fā)表，并被美國物理學會《物理》雜志在線報道。

　　中國科學院近代物理研究所許慎躍研究員介紹說，重離子治癌是利用重離子束流殺死癌細胞的一種放射治療技術，自1946年科學家提出用重離子治療腫瘤以來，全球已有超過5萬例患者接受了重離子治療。

　　他指出，在相同的劑量下，重離子對癌細胞的殺傷能力比x射線等傳統(tǒng)放射治療手段大2到3倍，而且重離子放療能直接導致腫瘤細胞DNA的雙鏈斷裂，生物學效應明顯更高?！暗烤故鞘裁次⒂^機制在這其中起到了重要作用，長期以來并不明確”。

　　為深入探究這一問題，研究團隊發(fā)展了先進的混合團簇源技術，選取DNA中的一種基本結構單元——嘧啶分子作為模型。研究團隊把水分子和嘧啶分子合在一起，制備出尺寸可控的水合嘧啶團簇來模擬機體組織環(huán)境。

　　該實驗在蘭州重離子加速器冷卻儲存環(huán)和320千伏高電荷態(tài)離子綜合研究平臺完成。研究團隊首次觀測到：當重離子輻照水分子時，會誘發(fā)它和生物分子間的分子間庫侖衰變(ICD)過程；內(nèi)殼層電離的水分子通過ICD將能量傳遞給嘧啶分子，導致嘧啶分子電離并釋放一個低能電子；ICD過程還會進一步誘發(fā)水分子之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生也具有殺傷力的羥基自由基。

　　一般認為，內(nèi)殼層電離的水分子并不直接作用于DNA，而是通過自身解離的方式衰變。不過，本項研究表明，機體組織中內(nèi)殼層電離的水分子能夠直接作用于DNA將其電離，同時還會在DNA周圍產(chǎn)生有殺傷力的次級粒子，這一過程增大了DNA雙鏈同時被破壞的可能性。此外，重離子輻照引起水分子內(nèi)殼層電離的比例，顯著高于電子、X射線和質(zhì)子等其他射線。

　　中國科學院近代物理研究所馬新文研究員總結表示，此次研究發(fā)現(xiàn)的微觀機制，是重離子生物學效應高的重要原因。這項研究可以幫助深入理解輻射損傷的分子機制，有助于在未來優(yōu)化癌癥治療策略、促進放射治療新技術的發(fā)展。(完)