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在放疗领域，辐射治疗虽对脑肿瘤有效，却常引发认知障碍。为探究超高速率（FLASH）放疗能否降低认知毒性，研究人员以成年雄性 Sprague Dawley 大鼠为对象展开研究。结果显示，18 Gy 全脑质子照射后，FLASH 治疗未减轻认知毒性。该研究为放疗认知毒性研究提供了关键数据。
在现代医学的抗癌战场上，放疗是对抗脑肿瘤的重要武器，然而它却有个棘手的 “副作用”—— 常常会对患者的认知功能造成损害，就像在打败敌人的同时，不小心误伤了自己人。对于那些需要全脑放疗的患者，这个问题更为突出，不仅成年患者会出现可测量的认知障碍，儿科患者由于大脑尚在发育阶段，对电离辐射更为敏感，受到的影响也就更为严重。一直以来，科学家们都在努力寻找一种既能有效治疗肿瘤，又能减少对正常脑组织损伤，尤其是降低认知毒性的放疗方法。
在这样的背景下，美国辛辛那提儿童医院医学中心（Cincinnati Children’s Hospital Medical Center）、辛辛那提大学医学院（University of Cincinnati College of Medicine）等机构的研究人员，开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于全脑质子照射，旨在探究传统剂量率与超高速率（FLASH）放疗对成年雄性 Sprague Dawley 大鼠认知功能的影响。最终，研究成果发表在了《Scientific Reports》杂志上。
为了开展这项研究，研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，他们选用成年雄性 Sprague Dawley 大鼠作为实验对象，将其随机分为假手术对照组（Sham）、传统剂量率 1 Gy/s 照射组（CV）以及 FLASH 剂量率 60 Gy/s（FLASH - 60）和 95 Gy/s（FLASH - 95）照射组。利用质子束照射装置，对大鼠进行 18 Gy 的全脑质子照射。之后，通过多种行为学测试评估大鼠的认知功能，包括旷场实验、听觉惊吓反应（ASR）、触觉惊吓反应（TSR）、新奇偏好测试、放射状水迷宫（RWM）、莫里斯水迷宫（MWM）、辛辛那提水迷宫（CWM - A 和 CWM - B）等。实验结束后，还对大鼠大脑中的相关蛋白，如 α - 氨基 - 3 - 羟基 - 5 - 甲基 - 4 - 异恶唑丙酸受体（AMPA）、N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体 1（NMDA - NR1）等进行检测，以及对海马体和新纹状体中的细胞因子进行分析。
研究结果如下：
- 死亡率和体重变化：FLASH - 60 组的死亡率显著高于其他组，多数死亡发生在照射后 2 周内。所有照射组的大鼠体重均低于 Sham 组，但 CV 组和 FLASH 组之间体重无差异。
- 行为学测试结果
- 旷场实验：所有照射组的总活动量和中心活动量均低于 Sham 组，且 FLASH 组与 CV 组之间无差异。
- 听觉和触觉惊吓反应：FLASH - 95 组的 ASR 高于 Sham 组，所有照射组的 TSR 均高于 Sham 组，FLASH 组与 CV 组之间无差异。
- 新奇物体识别：照射组与 Sham 组在新奇物体偏好上无差异。
- 水迷宫实验
- RWM：照射组与 Sham 组在寻找平台的潜伏期上无差异。
- MWM 获取和逆转阶段：CV 组和 FLASH - 60 组在获取阶段路径效率低于 Sham 组，在逆转阶段定位平台的时间更长且路径效率更低；FLASH - 95 组在获取和逆转阶段与 Sham 组无显著差异，但与 CV 组也无差异。
- MWM 转移和转移逆转阶段：所有照射组到达平台的时间均长于 Sham 组，路径效率低于 Sham 组；在探测试验中，CV 组和 FLASH - 95 组平均距离前平台位置更远。
- CWM - A：所有照射组找到平台的潜伏期长于 Sham 组，错误次数更多；FLASH 组与 CV 组之间无差异。
- CWM - B：所有组在潜伏期和错误次数上表现相似。
- 蛋白质分析结果：FLASH - 95 组海马体中的 AMPA 水平以及新纹状体中的多巴胺受体 D1（DRD1）和酪氨酸羟化酶（TH）水平低于 Sham 组，CV 组和 FLASH - 60 组与 Sham 组相比无差异。
- 细胞因子分析结果：不同组之间细胞因子水平存在差异，如 CV 组在照射后第 2 天（PID2）新纹状体中白细胞介素 10（IL - 10）减少；FLASH - 95 组在 PID7 时海马体中白细胞介素 6（IL - 6）增加等，但这些变化与行为差异之间的关系尚不明确。
综合研究结果与讨论，该研究表明，除了海马体，新纹状体和可能的下丘是对辐射敏感的脑区。在本次研究中，18 Gy 全脑质子照射后，FLASH 治疗并未降低认知毒性。目前尚不清楚这是由于质子和电子的放射生物学差异、使用的剂量超出治疗窗口、体重减轻的混杂效应还是其他因素导致的。这项研究为后续进一步探究质子放疗和 FLASH 效应提供了重要的数据基础，未来的研究应针对这些未明确的因素展开，从而更全面地了解放疗对认知功能的影响，为临床放疗方案的优化提供更有力的依据。
