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为探究 45 种放射性核素（包括医学应用及辐射防护相关核素）对淋巴细胞 DNA 损伤的影响，研究人员运用蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟开展研究。结果显示，β/γ 和 α 放射性核素诱导的 DNA 损伤存在差异，还提供了 S 值数据库。这为辐射防护和优化放疗提供关键数据1210。
在辐射的神秘世界里，放射性核素就像一把双刃剑，在医学领域，它能成为对抗疾病的有力武器，用于放射性治疗；但同时，它又可能对人体造成潜在危害，尤其是对遗传物质 DNA 的损伤。目前，虽然放射性核素应用广泛，但人们对不同放射性核素如何影响淋巴细胞中的 DNA 损伤，了解还不够全面。特别是对于那些在医学应用和辐射防护场景中出现的核素，其对 DNA 损伤的具体机制和差异，仍有待深入挖掘。为了填补这些知识空白，来自德国维尔茨堡大学医院核医学科的研究人员开展了一项重要研究。该研究成果发表在《EJNMMI Research》上，为我们认识放射性核素的影响打开了新的窗口
11011。
研究人员运用了两种关键技术方法来进行此次研究。一是蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟技术，通过这种方法可以有效模拟放射性核素与淋巴细胞的相互作用过程；二是借助 GATE（Geant4 Application for Tomographic Emission）和 Geant4-DNA 这两个工具，GATE 用于宏观辐射传输模拟，Geant4-DNA 则聚焦于细胞层面的微观模拟，二者相辅相成，帮助研究人员从不同尺度观察和分析辐射诱导的 DNA 损伤34。
下面来看具体的研究结果。在对 β 和 γ 发射性核素的研究中，研究人员发现不同核素诱导的每个细胞每毫戈瑞（mGy）的 DNA 双链断裂（DSB）数量存在差异。其中，12?I 诱导的 DSB 数量最少，为 0.006 ± 0.003 DSBs.cell?1?mGy?1，而???Tc 诱导的 DSB 数量最多，约为 0.015 ± 0.005 DSBs.cell?1?mGy?1 。同时，不同核素的 S 值（用于衡量吸收剂量的参数）也有所不同，淋巴细胞细胞核的 S 值范围从?3Ni 的 0.91 ± 0.14 mGy?h?1?MBq?1 和 12?I 的 1.06 ± 0.15 mGy?h?1?MBq?1，到??Sr 的 61.83 ± 1.17 mGy?h?1?MBq?1。这表明不同的 β 和 γ 发射性核素在诱导 DNA 损伤方面具有各自的特点256。
对于 α 发射性核素，研究人员同样进行了深入探究。不同核素的每个细胞每 mGy 的 α 粒子轨迹数量不同，范围从 2?2Cf 的 0.001134±0.000008 α-tracks.cell?1?mGy?1 到 212Bi 的 0.001654±0.000008 α-tracks.cell?1?mGy?1 。在 DSB 数量方面，213Bi 产生 0.0677 ± 0.0005 DSB.cell?1?mGy?1，232Th 则产生 10.0914 ± 0.0004 DSB.cell?1?mGy?1 。此外，α 粒子轨迹的 DSB 线性密度也有差异，从 2?2Cf 的 7.4 ± 0.1 DSBs/μm 到 232Th 的 16.8 ± 0.1 DSBs/μm 。这些数据进一步揭示了 α 发射性核素在诱导 DNA 损伤过程中的独特表现278。
综合研究结论和讨论部分，此次研究具有重要意义。研究清晰地揭示了 β/γ 和 α 发射性核素诱导 DNA 损伤的差异。高能量的 β 发射体诱导 DSB 的方式与 γ 发射体相似，但低能量的 β 和 γ 发射体由于能量沉积的不均匀性和细胞层面相互作用概率的变化，会导致更大的波动。同时，研究还发现长半衰期的 α 发射性核素，因其较高的线性能量转移（LET），可能会造成更广泛的 DNA 损伤。此外，该研究提供的全面 S 值数据库，为未来淋巴细胞辐射诱导 DNA 损伤的实验研究奠定了坚实基础，有助于推动辐射防护和优化放疗等领域的发展，让人们在利用放射性核素的同时，能更好地保护人体健康，避免不必要的辐射危害2910。
