《Clinical and Translational Radiation Oncology》：FLASH reduces radiation-induced oral mucositis in a mouse model of Fanconi anemia
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本研究证明，FLASH放疗在野生型（wild-type）及Fanca基因缺陷（Fanca?/?）小鼠中均可减轻放射性口腔黏膜炎（radiation-induced oral mucositis, RIOM）。在细胞层面，相较于常规放疗（conventional
本研究证明，FLASH放疗在野生型（wild-type）及Fanca基因缺陷（Fanca?/?）小鼠中均可减轻放射性口腔黏膜炎（radiation-induced oral mucositis, RIOM）。在细胞层面，相较于常规放疗（conventional irradiation, CONV），FLASH在两种基因型小鼠的舌组织中均减弱了辐射诱导的炎症反应，表明FLASH可缓解与口腔黏膜炎相关的炎症过程。综上所述，这些发现支持FLASH放疗在Fanca缺陷及范可尼贫血（Fanconi anemia, FA）基因组背景下减轻放射性口腔黏膜炎的潜在应用价值。
一、研究背景与科学问题
放疗是头颈部鳞状细胞癌（head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC）标准治疗的关键组成部分，但放射性口腔黏膜炎（radiation-induced oral mucositis, RIOM）是其主要剂量限制性毒性，表现为急性疼痛、吞咽困难、阿片类药物依赖及体重下降，严重影响患者生活质量与治疗疗效。超高速FLASH放疗作为一种新兴治疗模式，以超高剂量率（190 Gy/s）在极短时间内完成照射，在临床前研究中已被证实可在肺、肠道、皮肤、脑及口腔等多个正常组织中减轻辐射损伤，同时保持与常规放疗相当的肿瘤控制效果。然而，FLASH的正常组织保护效应是否能够扩展到内在放射敏感性（intrinsic radiosensitivity）患者群体，此前尚不清楚。
范可尼贫血（Fanconi anemia, FA）是一种常染色体隐性遗传病，由至少22个FA基因中的胚系突变引起，这些基因在DNA修复中发挥关键作用。FA患者对DNA交联剂具有细胞超敏性，且恶性肿瘤风险显著升高，其中实体瘤发病率较普通人群高50倍，头颈部鳞状细胞癌发病率高500倍。随着造血干细胞移植改善FA患者生存，HNSCC等恶性肿瘤的发病率日益成为临床关注焦点。由于FA患者对DNA损伤剂高度敏感，常规放疗常因严重的正常组织毒性（包括黏膜炎、吞咽困难及全血细胞减少）而受限，影响治疗疗效与总生存。FANCA是FA中最常见的突变基因，其编码蛋白在细胞核中协调DNA损伤识别、切割、旁路及修复等多种修复过程。鉴于Fanca?/?小鼠模型在临床相关性上的优势，研究人员以此为模型，探讨FLASH能否在内在放射敏感背景下减轻口腔照射相关的正常组织毒性。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员采用临床直线加速器（linear accelerator）构建了可重复且均匀的FLASH（190 Gy/s）与常规剂量率CONV（0.2 Gy/s）口腔照射系统，通过3D打印屏蔽装置和立体定位框架实现小鼠口腔区域的精确照射。研究使用129/Sv背景的雄性Fanca+/+与Fanca?/?小鼠（10–12周龄），经预实验确定基因型特异性照射剂量（Fanca+/+为26 Gy，Fanca?/?为18 Gy），以在最小化死亡率的同时获得可量化的口腔黏膜炎。主要技术方法包括：甲苯胺蓝染色量化舌溃疡面积、苏木精-伊红（H&E）染色进行组织病理学评分与炎症细胞浸润评估、免疫组化检测γ-H2AX以评估基底上皮细胞DNA双链断裂损伤。所有动物实验经斯坦福大学机构动物护理和使用委员会批准。
三、研究结果
3.1 FLASH照射降低Fanca+/+和Fanca?/?小鼠放射性口腔黏膜炎
预实验表明，Fanca?/?小鼠对口腔照射更为敏感：26 Gy照射后10天内75%（6/8）的Fanca?/?小鼠达到早期安乐死标准，而Fanca+/+组为0%（0/8）。18 Gy在Fanca?/?小鼠中诱导的口腔黏膜炎严重程度与26 Gy在Fanca+/+小鼠中相当，且不引起急性发病。
在正式实验中，研究人员对两种基因型小鼠分别给予相应剂量的FLASH或CONV照射，并在照射后10天（dpi）分析舌组织毒性。结果显示：在Fanca?/?背景下，4/7只FLASH照射小鼠在10 dpi开始恢复体重，而所有CONV照射小鼠持续体重下降。甲苯胺蓝染色量化显示，FLASH在两种基因型中均显著降低了舌溃疡面积占舌总面积的比例。组织病理学评分显示，Fanca+/+背景下CONV照射组100%小鼠出现3级或4级黏膜炎病变，而FLASH组仅为43%；Fanca?/?背景下CONV组100%出现3级或4级病变，FLASH组为57%。炎症细胞浸润的累积评分在两种基因型中均显示FLASH照射舌组织低于CONV照射。这些数据表明FLASH照射在两种基因型中均减轻了辐射诱导的舌组织损伤。
进一步研究发现，在照射后12小时（hpi），两种基因型的舌基底上皮细胞中均可检测到未解决的DNA损伤（γ-H2AX阳性），而未照射对照组无信号。在Fanca+/+小鼠中，CONV照射舌组织中含>15个γ-H2AX灶点的基底上皮细胞百分比高于FLASH照射组。Fanca?/?小鼠呈现相似趋势但未达统计学显著性。这些数据提示FLASH照射减少了野生型小鼠舌上皮基底细胞层的DNA损伤。
四、讨论与结论
研究讨论指出，舌上皮口腔黏膜炎主要由增殖性基底上皮层的损伤驱动，辐射诱导的细胞损伤（包括DNA损伤）破坏上皮更新和屏障完整性。FLASH照射在两种基因型中均减少了溃疡、改善了组织病理学结构、降低了黏膜炎严重程度评分并减少了炎症浸润。γ-H2AX作为DNA双链断裂的替代标志物，FLASH照射后信号减少可能反映初始损伤诱导差异和/或增强的DNA修复过程，但需进一步研究加以区分。值得注意的是，FLASH在Fanca?/?背景下仍能减轻口腔黏膜炎，表明即使在内在放射敏感环境中，FLASH仍保持其正常组织保护能力。Fanca?/?队列中FLASH介导的γ-H2AX减少未达统计学显著性，可能源于剂量和时机的限制而非生物学效应的缺失。未来研究需纳入荷瘤模型以验证正常组织保护效应是否不损害抗肿瘤疗效，并需扩展到雌性小鼠及慢性辐射毒性评估。
研究结论为：FLASH照射可减轻Fanca+/+和Fanca?/?小鼠的急性放射性口腔黏膜毒性，这种组织保护效应伴随炎症浸润减少。这些发现为FLASH在内在放射敏感背景下介导正常组织保护的进一步研究奠定了基础。
