闪光放疗(FLASH放疗)是一种以超高剂量率(＞40 Gy/s)照射为主要特征的放疗技术.临床前研究表明,FLASH放疗能显著减轻辐射对正常组织的损伤,同时保持对肿瘤的杀伤能力,从"剂量率"维度上拓宽放疗适用范围,因此被认为是未来具有颠覆性的放疗技术.然而,FLASH放疗的生物学机制尚不清楚,且临床转化应用面临多方面的技术挑战.本文尝试从近年新兴的免疫和代谢角度探讨FLASH放疗的生物学效应机制,梳理临床前研究和应用现状并总结当前发展面临的挑战,旨在为其未来的临床转化提供参考和启示.

超高剂量率（FLASH）放疗是一种新型的放疗技术，其已成为近6年放疗领域备受关注的新兴革命性技术之一。FLASH放疗具有很好的正常组织保护效应且不影响肿瘤的放疗效果。同时，FLASH放疗的射线曝光时间极短，可消除器官或肿瘤运动对治疗精确度的影响，提升治疗的精准度和患者的舒适度，有可能彻底改变恶性肿瘤治疗的现状。目前，FLASH放疗对正常组织保护效应的内在机制尚不清楚。笔者从正常组织保护效应和肿瘤治疗效果两个方面归纳总结FLASH放疗的研究进展，概括了FLASH放疗对正常组织保护效应的可能的生物学机制，为FLASH放疗的进一步研究提供参考。

目的:通过生物信息学方法对基因表达综合(GEO)数据库中超高剂量率(FLASH)放疗的数据进行分析，寻找参与调控急性T淋巴细胞白血病FLASH放疗敏感性的枢纽(Hub)基因。方法:从GEO数据库中下载和提取接受FLASH放疗恶性肿瘤基因表达谱芯片数据，采用R软件进行差异基因的筛选，并对这些基因进行生物学功能、信号传导通路等分析。通过STRING在线软件分析差异基因的蛋白质相互作用(PPI) 网络，Cytoscape插件筛选Hub基因。最后，应用肿瘤基因组图谱(TCGA)和GTEx数据库验证Hub基因在急性T淋巴细胞白血病中的表达情况。结果:自GEO数据库中获得GSE100718芯片数据，共有12 800个基因与急性T淋巴细胞白血病放疗敏感性相关。选择表达量显著改变的61个基因进行进一步分析，这些基因参与代谢、应激反应、免疫应答等生物学过程。主要涉及氧化磷酸化、未折叠蛋白应答、脂质代谢等信号转导通路。通过PPI分析筛选出的Hub基因及后续验证表明HSPA5及SCD参与调控FLASH放疗敏感性，且在合并TRD/LMO2融合基因的急性T淋巴细胞白血病中显著高表达。结论:通过生物信息学分析可以有效筛选出调控FLASH放疗敏感性的Hub基因，基因表达谱可用于指导肿瘤患者分层以实现精准放疗。

目的:探讨改造常规医用加速器实现超高剂量率放疗（Flash-RT）的可行性，了解改造后Flash-RT射线束的物理性能。方法:改造Varian 23CX医用加速器，使设备在等中心处的电子线辐射平均剂量率不小于40 Gy/s。设计相关物理测量方案对不同源皮距条件下的实际辐射剂量率、改造后射线束的百分深度剂量（PDD）曲线和离轴剂量分布等参数进行测量。结果:使用HD-V2型胶片测量改造后9 MeV电子线的平均剂量率，出束设定时间为3、6 s一组的平均剂量率分别为97.9、99.27 Gy/s；在源皮距（SSD）为100、80、60 cm时，平均剂量率分别为99.3、168、297.5 Gy/s；改造后9 MeV射束PDD曲线的 R100、 R50分别为水下2.2、3.87 cm，电子射程 Rp为4.58 cm，模体表面最大可几能量 Ep，0为9.28 MeV，这些参数值均略高于常规9 MeV射束，表现为表面剂量略增加，高剂量坪区相对变宽；射野离轴剂量分布总体呈现中心轴最高，随离轴距离增加剂量逐渐下降的特点，在20 cm×20 cm，SSD为100 cm射野条件下，横向和径向离轴剂量分布曲线的半峰宽分别为16.6 cm和16.4 cm。 结论:改造后的常规医用加速器，射线束在等中心处的平均剂量率达到Flash-RT要求，在SSD为60 cm条件下平均剂量率远高于开展Flash-RT所需的至少40 Gy/s的要求。

目的:通过实验探究人工金刚石探测器用于Flash照射剂量测量的可行性。方法:采用CIVIDEC? B1HV金刚石探头，设计了基于预积分方法的大动态范围电流测量电路，研制了一款实时输出脉冲电流的金刚石探测器样机，分别在电子束和X射线超高剂量率照射下测试其剂量和剂量率响应，并使用医用加速器对该金刚石探测器进行剂量标定。结果:电子束0.08 ~ 0.50 Gy/pulse范围内探测器输出积分电荷与参考脉冲剂量呈现较好的线性相关( R2 ＝ 0.99)，在电子束超高平均剂量率(400 Gy/s)和常规平均剂量率(0.3 Gy/s)照射模式下，剂量线性响应较好( R2 ＝ 0.99)，在X射线超高平均剂量率(75.5 Gy/s)和常规平均剂量率(0.5 Gy/s)照射模式下探测器输出积分电荷和参考剂量达到严格线性相关( R2 ＝ 1)，获得电荷(电流)－剂量(率)实用转换系数0.751 7 μC/Gy和0.753 5 μA·Gy·s －1。 结论:该金刚石探测器在电子和X射线超高剂量率束流照射下均体现了较好的剂量线性响应，能够为Flash预临床实验提供较快速、准确的剂量监测，有潜力用于未来Flash放疗质量控制。

目的:测量中国工程物理研究院应用电子学研究所研制的电子FLASH放疗加速器的束流稳定性并比较闪烁体、快速电流传感器（FCT）和石墨三种监视器在电子FLASH束流下的性能。方法:测量电子FLASH放疗加速器在相同工作状态下连续出束时，每次出束和每个脉冲的相对偏差。分别比较加速器在不同电子束能量（通过改变充电电压控制）和不同出束脉冲数时，三种监视器跳数与胶片所测剂量间的拟合决定系数 R2，并通过蒙特卡罗模拟程序进行验证。 结果:在加速器刚加高压时，前10个脉冲的闪烁体和FCT信号都偏大，相较于400个脉冲的平均值，偏差约为2%。在40次出束中，每个脉冲的束流偏差均在±5%以内。在加速器稳定状态下，每次出束的束流偏差均在±1%以内。模拟值和实测值都显示监视器无法用于不同电子束能量下的剂量监测。但在能量相同时，仅改变出束脉冲个数，三种监视器跳数和胶片所测剂量之间呈线性关系（ R2均大于0.999）。 结论:此台电子FLASH加速器每次出束的束流偏差在±1%以内。在电子束能量稳定下，闪烁体、快速电流传感器和石墨可满足对靶区的剂量监测，可为后续生物学试验提供剂量监测参考。

超高剂量率（FLASH）放疗是近年来肿瘤放射治疗领域最前沿的研究方向之一。实验表明，FLASH放疗能在保持与临床常规剂量率放疗同等肿瘤控制率的同时，显著减少正常组织中的放射损伤。氧消耗反应被认为是FLASH效应的关键机制之一。本文梳理了氧消耗反应的发现、实验证据及反应原理，总结了其测量手段和生物效应建模方法的研究进展，还讨论了正常组织与肿瘤氧消耗的差异性。

FLASH放疗是一种在超高剂量率下进行的，具有与传统剂量率照射相似的肿瘤控制效果，并且减少正常组织和器官损伤的超快速放疗手段。由于其独特的放射生物学优势，FLASH放疗正受到学术界和工业界越来越多的关注，成为了当前放疗领域的前沿热点。结合质子治疗在布拉格峰上的剂量学优势和在三维方向上剂量的高度可控性，以及对细胞组织相对更高的穿透性，使得FLASH在质子治疗中的应用具备了更高的临床价值和更深远的意义。本文总结了目前已开展的质子FLASH照射实验，以及相关细胞和动物实验模型、实验条件和实验结果。同时，也探讨了质子FLASH效应可能的生物学机制，分析了质子FLASH放疗目前面临的挑战，并对其潜在的临床应用进行了展望。

放疗作为一种局部治疗手段，在肿瘤治疗中扮演重要的角色。在过去数十年间，放疗技术取得了进步，适形性、均质性不断增强，放疗效率提高，结果令人鼓舞。尽管如此，正常组织最大耐受剂量成为制约肿瘤区域放疗剂量进一步提升的瓶颈。如果能够减轻正常组织不良反应，则可给予肿瘤病灶较高的放疗剂量，从而取得更好的疗效。近年来，超高剂量率放疗(FLASH-RT)诱导的FLASH效应，使得保持相同的抗肿瘤效果的同时，对正常组织能够降低放疗诱发的不良反应。因此，成为国内外放疗界热门研究领域。目前，部分学者倾向于采用急性氧消耗学说解释FLASH效应，但FLASH-RT的正常组织保护作用仍有待阐明。此外，FLASH-RT的临床研究已初步展开，结果令人期待。本文基于现有的证据，对FLASH-RT在恶性肿瘤治疗中的研究进行了阐述，以期为该项新技术的临床转化应用提供参考。

目的 调强放疗技术极大改善了放疗计划质量,但相对适形放疗也随之增加了治疗出束剂量及照射时间,移除均整器(flattening filter free,FFF)技术能在保持计划质量的前提下减少照射时间.本研究测量和分析瓦里安TrueBeam型加速器常规剂量率有均整器(flattening filter,FF)模式和超高剂量率FFF模式下中子累积剂量和持续时间,及其在机房的分布规律,为临床使用提供参考.方法 机房内选取加速器治疗高度等中心技师摆位处、治疗床远端、迷路近端和防护门内侧4个位置,设置5 cm×5 cm、10 cm×10 cm和30 cm×30 cm 3种射野面积,出束剂量分别为500、1 000和2 000 MU,等中心位置放置30 cm厚度固体水模体模拟患者身体,在10 MVX射线600 MU/min常规剂量率FF模式和2 400 MU/min超高剂量率FFF模式下,测量中子的累积剂量及消退时间,同时在机房外选取防护门外、操作室和主防护墙中心3个位置进行测量.结果 中子累积剂量与射野面积大小呈反比;距离靶中心越近,中子累积剂量越大,机房内中子累积最大位置为治疗床远端;中子累积剂量FF模式高于FFF模式,差异有统计学意义,P＜0.05.中子消退时间与出束剂量成正比;相同条件FFF模式下的中子消退时间小于FF模式,距离中心靶位点越远中子消退时间越快.结论 加速器移除均整器后中子累积剂量及持续时间明显下降,有益于患者及工作人员的辐射防护;现有加速器机房防中子设计同样适用于FFF模式加速器.