基于DNA双链断裂损伤簇的相对生物效能模拟计算

作者：唐菁; 马骥祥; 李志媛; 李杰; 张鹏程^*

来源：中华放射医学与防护杂志, 2023, 43(07).

• DNA双链断裂损伤簇
• 相对生物效能
• 含噪声密度聚类算法

目的从追溯辐射引起的DNA损伤机制出发, 根据基本的生物物理原理获取DNA双链断裂(DSB)损伤簇表示的相对生物效能(RBE)值, 探讨DNA损伤与染色体畸变、生殖细胞死亡生物效能的相似性。方法以低能电子、质子、α粒子作为研究对象, 通过辐射物理化学模型, 模拟细胞核受粒子辐射的过程。在基于损伤点密度的含噪声密度聚类(DBSCAN)算法的基础上, 改进DSB损伤簇分类方法, 以减弱模拟过程中损伤点与能量沉积随机分布假设的联系, 使得DSB损伤簇更接近于非随机分布。计算获得DSB损伤簇的产额, 提出以DSB损伤簇计算RBE值的方法。结果 2 MeV α粒子的DSB损伤簇RBE值(12.29)与生物实验中染色体片段(15.3±5.9)、细胞存活(14.7±5.1)表示的RBE相近。结论高传能线密度(LET)电离辐射后, 不同于简单DSB, DSB损伤簇的RBE与染色体畸变、细胞存活生物效能存在一定的相似性。

• 单位
  中北大学; 山西省肿瘤医院