超高剂量率FLASH照射降低小鼠肠道正常组织损伤

目的研究与常规剂量率照射相比,超高剂量率(FLASH)照射是否可降低小鼠肠道的辐射损伤。方法FLASH照射和常规剂量率照射均使用电子线,剂量率分别为750 Gy/s和0.5 Gy/s。105只小鼠采用简单随机化法随机分组。取21只进行体重观察比较,每组7只,用9 Gy FLASH和常规剂量率照射小鼠全腹后,隔日测小鼠体重,与对照组进行三组间比较。取24只进行病理检查,对照组小鼠5只,用12 Gy FLASH(10只)和常规剂量率(9只)照射小鼠全腹后3.5 d,取小鼠肠道做病理切片,HE染色后比较两组小鼠每毫米小肠的再生隐窝数与再生隐窝百分比。另取20只,每组10只,分别用FLASH和常规剂量率照射小鼠全腹后,观察记录小鼠生存情况。各组10只小鼠,进行分次照射观察体重,其中FLASH照射为4.5 Gy×2次,常规剂量率照射为9 Gy×1次。再各取10只小鼠,进行进行分次照射观察生存情况,其中FLASH照射为6 Gy×2次,常规剂量率照射为12 Gy×1次。两次照射间隔1 min。使用EBT3胶片监测FLASH和常规剂量率照射小鼠实际受照射剂量。符合正态分布的变量,以x¯±s表示,组间比较采用独立样本t检验。使用log-rank法比较小鼠生存期组间差异。结果经9 Gy全腹照射后,FLASH组小鼠的体重显著高于常规剂量率组,FLASH组和常规剂量率组小鼠照射后7 d,体重分别为(19.8±0.8)g和(18.0±1.8)g(P=0.036),照射后15 d,体重分别为(22.0±1.0)g和(21.2±0.5)g(P=0.075),照射后第25 d,体重分别为(24.2±1.4)g和(22.0±1.2)g(P=0.012)。经12 Gy全腹照射后,FLASH组和常规剂量率组小鼠的平均生存时间分别为4 d和4.7 d(P=0.029)。经12 Gy全腹照射后,FLASH组和常规剂量率组小鼠肠再生隐窝平均数目为2.9∶1.2个/mm(P=0.041),肠再生隐窝百分比为34.1%∶14.1%。经6 Gy×2次FLASH照射的小鼠生存期长于经12 Gy×1次常规剂量率照射者,经4.5 Gy×2次FLASH照射后,小鼠体重高于经9 Gy×1次常规剂量率照射者。结论FLASH照射后小鼠体重、生存和肠再生隐窝数均高于常规剂量率照射,提示FLASH照射的肠道损伤低于常规剂量率照射。