揭秘放射治疗杀死肿瘤的机制

作为癌症治疗“三驾马车”之一，放射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惑，本文将揭秘放射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射线照射肿瘤，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?

既然放射线能损伤癌细胞的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。紫外线照射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，高频暴露的放射线下导致的损伤就更难修复，因为这些射线会使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性末端连接修复，有的将直接导致细胞死亡。

因此，放射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，利用多次放射线的照射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情况。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被放射线破坏后，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性提供了思路，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。