综述：低线性能量传递辐射的反向剂量延长效应：证据与意义

本综述系统回顾了低LET辐射中剂量延长反而增强生物效应的反常现象（IDPE），涵盖从分子损伤到人类疾病的多层级证据，挑战了辐射防护中剂量率效应因子（DREF）的传统假设，为修订安全标准提供了关键科学依据。

　　

^h引言^/h

生物系统承受的电离辐射暴露源于自然环境（如大气、土壤中的放射性物质）和人为来源（如医疗和工业应用）。暴露场景的剂量率差异极大，从自然本底的<1 μGy/h到放疗每次 fraction 中>1 kGy/h，跨越十个数量级。国际放射防护委员会（ICRP）的防护体系基于辐射暴露健康效应的科学认知，其中剂量时间分布对生物效应的影响是关键问题。剂量延长效应可分为三类：延长剂量降低效应的“减免效应”（SDPEs）、无变化效应、以及延长剂量增强效应的“反向剂量延长效应”（IDPEs）。尽管SDPEs已被广泛接受并应用于防护标准，IDPEs却长期未被充分认识和系统评述。本文（第1部分）旨在总结低线性能量传递（low-LET）辐射IDPEs的现有知识。

^h文献检索^/h

通过PubMed系统检索（截至2020年1月23日），结合专家知识补充，共识别出157篇报告low-LET辐射IDPEs的生物学、流行病学或临床论文（最早可追溯至1952年），涵盖外部或内部照射（光子、β射线、电子、质子、氦离子，LET≤2 keV/μm）。

^h照射方案与术语^/h

IDPEs研究涉及多种时间分布模式：急性照射（单次短时）、分次照射（分割剂量）、持续照射（连续低剂量率）。关键比较包括：急性 vs. 分次、急性 vs. 持续、分次 vs. 持续、以及不同分次模式或剂量率之间的对比。

^h报告low-LET辐射IDPEs的生物学研究^/h

在无细胞系统中，DNA、蛋白质或脂质的生化变化显示，延长照射时间可增强氧化损伤。在细菌和酵母中，DNA损伤应答存在IDPEs。在哺乳动物细胞培养（人、啮齿类、牛源）中，IDPEs表现为DNA损伤、细胞遗传学改变、恶性转化、细胞死亡。家蚕诱变实验也观察到类似效应。在非人哺乳动物（啮齿类、兔、狗、猪）中，IDPEs涉及细胞遗传学变化、癌症（实体瘤和白血病）和非癌效应（雄性不育、白内障、循环系统疾病）、肿瘤灭活和存活率。

^h报告low-LET辐射IDPEs的人类研究^/h

8篇论文记录了人类外部或内部低LET照射后的IDPEs，包括癌症（如乳腺癌、白血病）和非癌效应（皮肤变化、循环系统疾病）。例如，某些放疗方案中，分次或延长照射反而增加了循环系统疾病的风险。

^h讨论^/h

自195年以来，157篇论文报告了low-LET辐射IDPEs，涵盖从分子到整体的多层次端点。机制方面，细胞周期依赖性再敏化（cell cycle-dependent resensitization）和低剂量高辐射敏感性（low dose hyper-radiosensitivity, HRS）被提出作为细胞水平IDPEs的解释。前者涉及径迹间损伤的产生、相互作用和修复速率与细胞周期进程的相互作用；后者指极低剂量下细胞辐射敏感性暂时升高的现象。这些机制认知仍有限，亟需持续研究以深化理解，并评估其对辐射防护（如剂量率效能因子DREF）的意义。

^h结论^/h

本文综述表明，low-LET辐射的IDPEs拥有大量现象学证据，但机制理解不足。未来需进一步机制探索和证据 implications 评估，以指导辐射防护实践。

^h资助^/h

无。

^h作者贡献声明^/h

NH：概念化、调查、项目管理、监督、验证、可视化、初稿撰写及审阅编辑。YM：调查、验证、可视化及审阅编辑。LBZ与MPL：审阅编辑。其他角色不适用。

^h利益冲突声明^/h

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本工作。

^h致谢^/h

感谢审稿人的建设性意见。作者单独负责文章内容与写作。观点仅代表作者集体意见，未必反映其职业隶属或所服务委员会立场。MPL工作受美国国立卫生研究院院内研究计划支持。