基于微剂量动力学模型的质子治疗继发癌风险评估新方法：在淋巴瘤与乳腺癌中的应用

《Radiotherapy and Oncology》：A dedicated MKM-based radiobiological model for secondary cancer estimation in charged particle radiotherapy: An application in lymphomas and breast proton therapy

本文提出了一种创新的放射风险评估模型，将微剂量动力学模型（MKM）与Schneider模型相结合，首次实现了质子治疗中辐射品质（LETD）对继发癌（SC）风险的量化评估。通过蒙特卡洛（TOPAS）模拟和流行病学参数化，该研究揭示了相对生物有效性（RBE）和组织α/β值对超额绝对风险（EAR）的关键影响，为精准放射治疗提供了重要工具。

　　

重点内容

结果

图1-3展示了我们对代表性淋巴瘤和乳腺癌患者的分析结果，包括总剂量、剂量平均线性能量传递（LET_D）和可观察突变概率P=M/N₀。根据模型描述，风险取决于每个体素关联的剂量和能谱，以及与相应危险器官（OAR）的模型系数耦合。图2-4进一步展示了同一代表性患者不同危险器官的结果。

讨论

我们首次基于专门修改的微剂量动力学模型（MKM）对两个患者队列（淋巴瘤和乳腺癌）进行了继发癌风险评估。本分析涵盖的危险器官位于治疗野内或邻近边缘区域。我们预期大多数辐射诱发的继发癌将出现在距离照射野边缘数厘米的区域。

先前已有对质子治疗继发癌风险的评估，但多数研究基于将光子流行病学数据直接应用于物理剂量的方法。我们的工作通过明确整合辐射品质依赖性，推动了该领域的发展。

结论

考虑质子束特定辐射品质会影响超额绝对风险（EAR）评估，为继发癌风险预测提供了更全面的视角。然而我们的分析证实，对于最可能的α/β值，现代质子治疗相关的总体继发癌风险并不会显著高于纯物理剂量估算值。

作者贡献声明

Andrea Attili： 原创写作、可视化、监督、软件、方法论、形式分析、概念化

Carlo Algranati等人： 评审编辑与资源贡献

资助声明

本研究部分受意大利国家核物理研究所（INFN）CSN5项目SPRITZ和意大利空间局（ASI）项目MGM资助。

利益冲突声明

作者声明无已知可能影响本研究的财务或个人关系冲突。

致谢

感谢Uwe Schneider在稿件准备期间的富有成效的讨论，以及Parisa Akhlaghi对本研究的宝贵建议。