X 射线光谱学可解释为什么闪光癌症疗法有效

来自射流的样品流被收集到馏分收集器的管中，在落入管中的过程中，样品穿过X射线束。样品的速度决定了它在光束中停留的时间——在光束中停留的时间越长，样品的剂量就越大。速度可以精确控制。在实验过程中，镜头和相机可以观察样品，以确保正确对准，光电倍增管用于放大样品的荧光，以获得关于样品状态的额外结构信息。

放射疗法是杀死癌细胞的常用疗法。而在漫长的治疗过程中，健康细胞也会受到损伤。闪光是一种靶向放射疗法，可以杀死肿瘤细胞，同时保护健康组织。就像它的名字一样，闪光灯在一次约会中发出短暂而强烈的辐射。尽管这一突破已被证明有能力，但人们对它对抗肿瘤细胞的作用方式知之甚少。

来自劳伦斯伯克利国家实验室的Corie Ralston将在7月7日至11日在巴尔的摩万豪海滨酒店举行的第73届美国晶体学协会年会上，介绍她的团队使用X射线足迹质谱研究使FLASH成为强大的癌症杀手的机制。“闪光指的是一种现象，即非常高的剂量率辐射将保留肿瘤周围的健康组织，但仍然像常规剂量率辐射一样杀死肿瘤细胞，”罗尔斯顿说。“这将保护健康组织的事实是违反直觉的，但已经通过使用不同模式的辐射(X射线、电子、质子)以及在细胞、组织和几个动物模型中得到证明。”

首次发现于2014年，快速治疗可能比常规治疗有效得多。对于为什么这种更强的治疗在细胞水平上起作用，有许多可能的解释。一种可能性是高剂量辐射产生了极具活性的离子和分子，选择性地破坏癌细胞。或者，免疫系统可能对剂量水平有不同的反应。罗尔斯顿和她的团队进行的研究指出了第三种理论——闪光诱导的低氧环境保护周围细胞免受进一步损害。在低氧水平下，辐射对蛋白质的有害修饰较少。

使用X射线足迹质谱来绘制不同辐射剂量率下细胞中特定蛋白质的变化，研究小组发现，氧气在治疗过程中消耗很快。“我们还发现高剂量率辐射对蛋白质的改变小于低剂量率辐射。这是违反直觉的，但符合闪光对健康组织的影响，”罗尔斯顿说。