综述：高线性能量转移辐射的反向剂量延展效应：证据与意义

本综述系统回顾了高LET辐射（如中子、α粒子、重离子）在剂量延展条件下表现出的独特反向剂量效应（IDPE），即延长照射时间反而增强生物损伤的现象。文章涵盖了从分子到整体的多层面证据，揭示了其对辐射防护权重因子（wR）和相对生物有效性（RBE）评估的重要影响。

　　

文献检索

本文基于截至2025年1月1日的文献数据，共筛选出80篇生物学或流行病学研究论文，全面探讨了高线性能量转移（Linear Energy Transfer, LET）辐射引发的反向剂量延展效应（Inverse Dose Protraction Effects, IDPEs）。

照射方案与术语

高LET辐射类型包括中子（快中子或裂变中子）、氘核、α粒子、轻离子（如氦离子）或重离子（加速的重带电粒子：如碳、硅、氩、铁离子）。生物学研究多采用外部照射，仅9篇论文涉及内部照射；流行病学研究则聚焦于内暴露人群。从时间剂量分布来看，照射模式可分为急性、分次或慢性。

报告高LET辐射IDPEs的生物学研究

文献回顾共识别出55篇生物学论文，这些研究在多种实验模型中报告了IDPEs。现象广泛出现于：无细胞大分子的生化变化、细胞恶性转化、细胞死亡、DNA损伤反应（DNA damage responses）、基因表达变化（研究对象为源自人类或啮齿类的哺乳动物细胞培养物）、基因突变、细胞遗传学改变、癌症、非癌效应（如睾丸损伤、白内障、心血管疾病）以及非人类哺乳动物（啮齿类与犬类）的寿命缩短。

报告高LET辐射IDPEs的流行病学研究

据我们所知，目前尚无流行病学研究报告外部高LET辐射暴露存在IDPEs，但有24篇论文报告了人类因吸入氡及其子体产生的α粒子或注射²²⁴Ra（内照射）而引发的IDPEs。

讨论

自196年首次报道以来，共有80篇论文报告了多种高LET辐射在外部或内部暴露后对多种终点指标产生IDPEs。需要指出的是，我们不能排除部分生物学研究中的现象可能是偶然出现的假象。高LET辐射IDPEs的表现和机制远不如低LET辐射那样明确，这突显了进一步研究的必要性，这些研究对于评估辐射防护的意义至关重要。

结论

本文综述了高LET辐射的IDPEs。自1967年首次描述以来，共有80篇论文报告了各种高LET辐射在外部或内部暴露后，于多样生物系统中对多个终点产生IDPEs。对于体外哺乳动物细胞和体内非人类哺乳动物的外部照射，低LET和高LET辐射的IDPEs已在跨越超过三到四个数量级的剂量范围（具体范围略有不同）和跨越超过六个数量级的剂量率（范围不同）中被观察到。人类的IDPEs仅见于内部暴露，而非外部暴露。高LET辐射IDPEs的表现和机制理解远逊于低LET辐射，亟需深入研究，这对辐射防护具有重要意义。

资助

无。

作者贡献声明

NH：概念化；调查；项目管理；监督；验证；可视化；撰写初稿；及审阅编辑。YM：调查；验证；可视化；及审阅编辑。LBZ：调查；验证；可视化；及审阅编辑。MPL：审阅编辑。无人涉及的角色：数据管理；形式分析；资金获取；方法论；资源；软件。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本研究报告的工作。

致谢

作者感谢三位评审人富有建设性和帮助性的评论。论文的内容和撰写由作者独自负责。本文表达的观点代表作者的集体意见，并不必然反映作者所属专业机构以及作者曾任职或正在任职的任何委员会的观点。MPL的工作得到了美国国立卫生研究院院内研究计划、国家癌症研究所和美国国家过敏和传染病研究所的支持。