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放疗究竟能不能杀死肿瘤?

作为癌症治疗“三驾马车”之一,放色治疗的应用已非常广泛。世界卫生组织公布,70%以上的肿瘤需要放疗,40%的肿瘤通过放疗可以治愈。然而,在中国这个比例并没有达到,我国肿瘤放疗的普及率远低于发达国家。

很多肿瘤患者听到“放疗”的第一反应是怀疑甚至排斥,有的人不相信放疗可以治愈肿瘤。有的人被传说中放疗副作用“吓”退,还有些人认为做放疗太“麻烦”。为消除广大患者的疑或,本文将揭秘放色治疗杀死肿瘤的机制。

放疗是如何杀死癌细胞的?

放疗主要是利用高能的放色线照色肿瘤,作用于癌细胞的DNA,使DNA损伤,进而杀死癌细胞。

为什么损伤DNA就能杀死细胞呢?

因为DNA中储存生物体赖以生存和繁衍的遗传信息,维护DNA分子的完整是细胞至关重要的任务。癌细胞中也有DNA,如果严重受损,将会影响癌细胞的复制和分裂,甚至发生细胞凋亡。

放疗为什么需要做很多次?

既然放色线能损伤癌细胞的DNA,进而杀死癌细胞,为什么要做很多次放疗?这是因为DNA损伤后具有修复能力。

正常细胞中的DNA也会因外界环境和体内因素变化而改变或受损,而DNA的自我修复能在一定程度上保护其功能。例如,经常暴露在抽烟环境中,会使得DNA中碱基对结构发生化学变质,但可通过专门的酶来修复这些损伤。紫外线照色下皮肤等器官的细胞也会受到一定损伤,这个损伤的修复较上述碱基对修复更难,需要通过一组蛋白质修复小分队移除一节DNA单链后,再将正确的链条补上。然而,高频暴露的放色线下导致的损伤就更难修复,因为这些色线会使DNA骨架的单链或双链直接断裂,有的可通过同源重组和非同源新末端连接修复,有的将直接导致细胞死亡。

因此,放色线虽然能损伤癌细胞DNA,但DNA具有修复功能。由于DNA修复也需要时间,所以我们利用这个时间差设置了放疗计划,利用多次放色线的照色来彻底杀死肿瘤细胞。

为什么有些患者放疗效果不理想?

虽然很多肿瘤患者从放疗中获益,但仍然有些患者治疗效果并不好,有的患者还会出现耐受的请况。其中的原因还得从DNA 损伤后的修复来解释。

细胞分裂过程由G0/G1期(DNA合成前期)、S期(DNA合成期)、G2期(NDA合成后期)和M期(分裂期)组成,并依次进入下个阶段。正常细胞在DNA损伤后停滞在G1期,并启动DNA损伤修复机制。但在肿瘤细胞中,G1/S检查点调控因子往往失去作用,使得肿瘤细胞很容易进入S期。

最近发表于《科学》杂志的重磅研究结果,进一步揭示了肿瘤细胞在放疗后DNA修复的机制[1]。结果显示,癌细胞的DNA被放色线破坏后,会招募一种核酸酶(CAD)到达损伤处,主动切断特定位点的DNA,阻止其复制,而使分裂旺盛的癌细胞停留在G2期,从而获得足够的时间来修复放疗带来的DNA 损伤。

这就解释了一些肿瘤患者放疗效果不好的原因,也为研究人员进一步提高放疗有效新提供了思路,期待放疗在肿瘤治疗中更广泛的应用,治愈更多的肿瘤患者

参考文献

[1] Larsen BD, Benada J, Yung PYK, Bell RAV, Pappas G, Urban V, Ahlskog JK, Kuo TT, Janscak P, Megeney LA et al. Cancer cells use self-inflicted DNA breaks to evade growth limits imposed by genotoxic stress. Science 2022, 376(6592):476-483.

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