综述放射治疗前庭神经鞘瘤的生物学基

《LaryngoscopeInvestigativeOtolaryngology》杂志年6月[Jun;6(3):–.]刊载UniversityofIowaHospitalsClinics的MarkC.Dougherty,和MarlanR.Hansen,UniversityofSouthernCalifornia的SeijiB.Shibata,撰写的综述《放射治疗前庭神经鞘瘤的生物学基础:文献回顾。Thebiologicalunderpinningsofradiationtherapyforvestibularschwannomas:Reviewoftheliterature》(doi:10./lio2.)。目的放射治疗是多种肿瘤的主要治疗方法。许多文献报道初始主要放疗治疗前庭神经鞘瘤(VS)的良好临床结果。然而,可供评价放射治疗后前庭神经鞘瘤(VSs)的病理标本相对较少,这导致对放射治疗对VSs影响的细胞机制的研究相对匮乏。方法在此,我们回顾了最新的关于放射治疗对这些良性肿瘤的复杂生物学效应的文献,包括放射后抗氧化应激、DNA损伤修复机制、正常生长因子通路的改变、周围血管的改变和免疫反应的改变(includingresistancetooxidativestress,mechanismsofDNAdamagerepair,alterationsinnormalgrowthfactorpathways,changesinsurroundingvasculature,andalterationsinimmuneresponsesfollowingradiation)。结果虽然前庭神经鞘瘤(VSs)具有较高的放射抵抗性,但放射治疗可有效地阻止其生长。结论通过更好地理解这些作用的机制,我们有可能在未来利用这些机制来增强放疗对VSs的临床效果。虽然前庭神经鞘瘤(VS)具有高度的放射抵抗性,但放射治疗往往能成功地阻止它们的生长。在这里,我们回顾了放射治疗对这些良性肿瘤的复杂生物学效应的最新文献,包括抗氧化应激、DNA损伤修复机制、正常生长因子通路的改变、周围血管的改变和放射后免疫反应的改变。通过更好地理解这些作用的机制,我们有可能在未来利用这些机制来增强放疗对VSs的临床效果。1.介绍放射治疗是许多肿瘤的主要治疗方法,无论是作为手术切除的辅助治疗还是作为手术的替代治疗。在前庭神经鞘瘤(VSs)的情况下,有许多出版物报道了每种治疗策略的临床结果。然而,鉴于VSs是良性肿瘤,因此通常不会导致患者死亡,放疗后的病理标本很少,这导致对VSs放射治疗有效性的细胞机制的研究相对匮乏。散发的前庭神经鞘瘤(VS)患者约占95%。其余为神经纤维瘤病2型(NF2),这是一种常染色体显性遗传综合征,继发于编码肿瘤抑制蛋白merlin的NF2基因突变。NF2的特点是双侧VS,这对管理和治疗这种疾病提出了特别的挑战。广义上讲,可以将放射治疗分为两大类:常规分割放射治疗(FRT)和立体定向放射外科(SRS)。区别是根据照射靶区剂量的次数而定的,FRT是指在许多次中以小剂量给予的,因此,叫做分割,SRS在一至五次中以大剂量给予。FRT通常以直线加速器(LINAC)技术照射,这种技术有多个商业制造商。SRS这个名字最早是由瑞典著名的神经外科医生LarsLeksell在年发明的,后来Leksell在年研发了第一台GammaKnife设备(瑞典斯德哥尔摩ElektaAB)。GammaKnife在年在美国上市后经历了几次迭代,可能是今天美国最常用的SRS设备。一些LINAC设备也能够实施SRS照射。与SRS相比,FRT的疗效在很大程度上取决于所治疗的病理特征。历史上,在特定的临床场景中,决定使用其中一种或另一种几乎完全是经验主义的,也就是说,临床结果被用来指导治疗决策,而对治疗的潜在生物学反应知之甚少。随着时间的推移,放射生物学的研究取得了重大进展,但该领域在许多方面仍处于起步阶段。在这里,我们将首先回顾电离辐射的基本生物学效应,放射生物学的经典5R,以及它们如何应用于SRS。接下来,我们将回顾最新的文献,特别是聚焦于SRS(以及较小程度的FRT)对前庭神经鞘瘤的放射生物学效应。最后,我们将回顾最新的工作,被认为参与这些作用的特定的细胞信号通路和分子。1.1.电离辐射的细胞效应FRT或SRS照射的电离辐射的抗肿瘤作用是复杂和多因素的。电离辐射对肿瘤细胞有直接和间接的影响。在最基本的层面上,辐射作用于组织,将多余的能量沉积到组织的分子中,导致电离和随后自由基的形成。尽管电离辐射可以影响其路径上的任何分子,包括蛋白质、核酸、脂质或水,但人体组织中最常见的分子是水,因此水是最常被电离的物质。水的电离产生自由基,如OH(羟基自由基),然后可以破坏细胞DNA;在电离辐射后观察到由羟基自由基引起的这种间接损伤可能造成多达三分之二的DNA损伤,而直接的DNA电离仅占三分之一。这些羟基自由基的产生也会通过诱导线粒体氧化酶、一氧化氮合酶和细胞质NADPH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)合酶的活性导致额外活性氧的形成。这些间接影响的持续时间远远超过了直接的辐射暴露,甚至扩散到附近的其他细胞。最终,这些不同的途径都会导致包括DNA和细胞膜在内的关键细胞成分的损伤。DNA在辐射后会以多种方式受损,但最重要的是双链断裂。当细胞机制识别出DNA损伤时,细胞周期就会被阻止,在继续繁殖之前修复错误。检查点是细胞周期阶段之间的关键停止点,以确保损坏的DNA不被复制。双链断裂(DSB)的修复方法有两种:同源重组和非同源端连接(homologousre


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