Κινδύνου

Αφηρημένο

Οι βιολογικές επιδράσεις της υψηλής χρέωσης και της ενέργειας (HZE) ανοίγματα σωματιδίων έχουν ενδιαφέρον στο χώρο προστασίας από την ακτινοβολία των αστροναυτών και κοσμοναύτες, καθώς και την εκτίμηση της δευτεροβάθμιας κινδύνους καρκίνου για τους ασθενείς που υποβάλλονται σε θεραπεία Hadron για πρωτογενείς καρκίνους. Ο μεγάλος αριθμός των σωματιδίων είδη και ενέργειες που makeup πρωτογενή ή δευτερογενή ακτινοβολία σε ανοίγματα σωματιδίων HZE αποκλείει μελέτες επαγωγή όγκων σε ζωικά μοντέλα για όλα, αλλά λίγα είδη σωματιδίων και ενέργειας, οδηγώντας έτσι στη χρήση των παραμέτρων υποκατάστασης για να διερευνήσει τις λεπτομέρειες της ακτινοβολίας ποιότητα εξάρτηση της σχετικής βιολογικής αποτελεσματικότητας (RBE) παράγοντες. Στην έκθεση αυτή κάνουμε λεπτομερείς προβλέψεις RBE τον αριθμό χρέωσης και της ενεργειακής εξάρτησης της RBE χρησιμοποιώντας ένα παραμετρικό μοντέλο δομής καλό δρόμο για να αντιπροσωπεύουν τα πειραματικά αποτελέσματα για την αντιμετώπιση χαμηλή δόση για χρωμοσωμικές ανταλλαγές φυσιολογικό ανθρώπινο λεμφοκυττάρων κυττάρων και ινοβλαστών με σύγκριση με τα δημοσιευμένα στοιχεία για το νεοπλασματικό μετασχηματισμό και γονιδιακή μετάλλαξη. RBE του αξιολογούνται από τις οξείες δόσεις γ-ακτίνων για δόσεις κοντά στο 1 Gy. Τα μοντέλα που υποθέτουν γραμμική ή μη στοχευμένες επιδράσεις σε χαμηλή δόση θεωρείται. Συγκρατημένη τιμές του RBE (& lt? 10) βρίσκονται για απλές ανταλλαγές χρησιμοποιώντας ένα γραμμικό μοντέλο δόσης-απόκρισης, όμως στο μοντέλο μη-στοχευμένες επιπτώσεις για ινοβλάστες μεγάλες τιμές RBE (& gt? 10) προβλέπεται σε χαμηλές δόσεις & lt? 0,1 Gy. Η ποιότητα της ακτινοβολίας εξάρτηση της RBE είναι από τις συνέπειες της οξείας δόσεις γ-ακτίνες βρέθηκαν για νεοπλασματικές μελέτες μεταμόρφωση και μετάλλαξη του γονιδίου είναι παρόμοια με εκείνα που βρέθηκαν για απλές ανταλλαγές αν μια γραμμική απόκριση υποτίθεται σε δόσεις χαμηλές σωματιδίων HZE. Οι συγκρίσεις των παραμέτρων του μοντέλου που προκύπτει με εκείνα που χρησιμοποιούνται στη λειτουργία του παράγοντα ποιότητας της ακτινοβολίας της NASA συζητηθεί

Παράθεση:. Cacao E, Hada Μ, Saganti PB, Γιώργος ΚΑ, ο Cucinotta FA (2016) σχετική βιολογική αποτελεσματικότητα της HZE Σωματιδίων για τις Ανταλλαγές χρωμοσωμικών και Άλλες υποκατάστατων του καρκίνου τελικά σημεία κινδύνου. PLoS ONE 11 (4): e0153998. doi: 10.1371 /journal.pone.0153998

Επιμέλεια: Albert J. Fornace Jr, Πανεπιστήμιο Georgetown, Ηνωμένες Πολιτείες |

Ελήφθη: 9 Μαρ 2016? Αποδεκτές: 6 του Απρίλη 2016? Δημοσιεύθηκε: 25 Απριλίου 2016

Copyright: © 2016 Cacao et al. Αυτό είναι ένα άρθρο ανοικτής πρόσβασης διανέμεται υπό τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Attribution, το οποίο επιτρέπει απεριόριστη χρήση, τη διανομή και την αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, ​​με την προϋπόθεση το αρχικό συγγραφέα και την πηγή πιστώνονται

Δεδομένα Διαθεσιμότητα:. Όλη η δεδομένα είναι εντός του Υποστηρίζοντας αρχεία πληροφοριών του χαρτιού και

Χρηματοδότηση:. η εργασία αυτή χρηματοδοτήθηκε από το DOE Πρόγραμμα χαμηλή δόση (αριθμός επιχορήγηση DE-AI02-10ER64969) του FAC, και το Πανεπιστήμιο της Νεβάδα, Λας Βέγκας. Οι χρηματοδότες δεν είχε κανένα ρόλο στο σχεδιασμό της μελέτης, τη συλλογή και ανάλυση των δεδομένων, η απόφαση για τη δημοσίευση, ή την προετοιμασία του χειρογράφου

Αντικρουόμενα συμφέροντα:. Οι συγγραφείς ισχυρίζονται δεν υπάρχει σύγκρουση συμφερόντων. Οι συγγραφείς έχουν δηλώσει δεν υπάρχουν ανταγωνιστικά συμφέροντα. Η συμπερίληψη του Kerry Γεωργίου από Wyle ως συν-συγγραφέας δεν μεταβάλλει την τήρηση των συγγραφέων να PLoS ONE πολιτικές για την ανταλλαγή δεδομένων και το υλικό.

Εισαγωγή

Η εκτίμηση υψηλού LET κίνδυνο καρκινογένεσης ακτινοβολίας είναι ενδιαφέρον για τις μελέτες της κανονικής βλάβη των ιστών στη θεραπεία του καρκίνου Hadron με πρωτόνια, άνθρακα και άλλων δοκών βαρέων ιόντων, και προστασία από την ακτινοβολία χώρο κατά τη διάρκεια του διαστημικού ταξιδιού. Η υψηλή χρέωση και ενέργεια (HZE) σωματίδια των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων (Γ.Ε.ΜΗ.) περιλαμβάνουν σωματίδια από το υδρογόνο σε νικέλιο σε ένα ευρύ φάσμα ενέργειας και μέσω πυρηνικών αλληλεπιδράσεων μια σημαντική δόση ακτινοβολίας δευτεροβάθμιας εμφανίζεται πιο σημαντικό νετρόνια [1-3]. Μείζονες προκλήσεις για την εκτίμηση του κινδύνου υψηλού LET είναι η απουσία δεδομένων επιδημιολογικές μελέτες στον άνθρωπο, καθώς και οι ποσοτικές και ποιοτικές διαφορές στις βιολογικές επιδράσεις τους σε σύγκριση με χαμηλή ακτινοβολία LET βρέθηκαν σε πειραματικές μελέτες με μοντέλα ποντικών ή κυτταρικών καλλιεργειών [1,2]. ΕΣΠ δόσης τιμές στον ιστό ποικίλλουν 0,08 – 0,2 Gy ανά όλο τον ηλιακό κύκλο 11 ετών με λιγότερα από 0,05 Gy /Υ από τα σωματίδια HZE [1-5]. Σε Hadron θεραπεία με άνθρακα δοκάρια μια RBE για θανάτωση των κυττάρων εφαρμόζεται έτσι ώστε η δόση ανά κλάσμα μικρότερο του 1 Gy συμβαίνει συχνά, ενώ ένα μεγάλο φάσμα του συνόλου των δόσεων συνολικού κλάσματα (0 έως & gt? 10 Gy) συμβαίνουν σε φυσιολογικούς ιστούς μακριά από sites όγκου [6,7]. Μηχανισμοί της βιολογικής βλάβης είναι πιθανό διακριτά σε υψηλή δόση σε σύγκριση με χαμηλή δόση, και το μικρότερο σήμα σε χαμηλή δόση είναι ένα σημαντικό εμπόδιο για τα πειράματα σε ζώα πρέπει να γίνεται με στατιστικά σημαντική μεγέθη δειγμάτων.

Πολύ λίγες μελέτες σε ζώα της δόσης οι αντιδράσεις για την πρόκληση όγκων από σωματίδια HZE έχουν αναφερθεί [8-14]. Αυτές οι μελέτες έχουν περιοριστεί από τον αριθμό των σωματιδίων και ενέργειας που χρησιμοποιούνται, ενώ οι περισσότερες μελέτες έχουν διεξαχθεί σε μέτρια σε υψηλές δόσεις (& gt? 0.1 Gy). Χρωμοσωμικές ανωμαλίες (CA), συμπεριλαμβανομένων των απλών και σύνθετων ανταλλαγές [15-20], η γονιδιακή μετάλλαξη [21-24] και νεοπλασματικό μετασχηματισμό [25] έχουν χρησιμοποιηθεί ως υποκατάστατα τελικά σημεία για τη διερεύνηση επίδραση στην ποιότητα της ακτινοβολίας που σχετίζονται με την εκτίμηση του κινδύνου του καρκίνου. Προηγουμένως δείξαμε ότι τα κύτταρα ανθρώπινων λεμφοκυττάρων περιφερικού αίματος (PBL) ακολουθούν μία γραμμική απόκριση δόσης για απλή ανταλλαγή μετά την ακτινοβολία σωματιδίων HZE για δόσεις τόσο χαμηλές όσο 0.01 Gy, που αντιστοιχεί σε λιγότερο από 1 στις 5 διάσχισης σωματιδίων ανά κύτταρο για το

σωματίδια 16O,

28Si, και

56Fe θεωρείται [26]. CA στα λεμφοκύτταρα κύτταρα έδειξαν την ποιότητα της ακτινοβολίας εξάρτηση που παρέκκλινε από μια απλή εξάρτηση από το LET [18] συνάδουν με τα μοντέλα δομή κομμάτι των άλλων παραμέτρων (αναθεωρούνται στο [27]), τα οποία δείχνουν ότι βιολογικές επιδράσεις εξαρτώνται από την χρέωση των σωματιδίων και η κινητική ενέργεια και να μην αφήσουμε μόνος. Σε αντίθεση με τα κύτταρα λεμφοκυττάρων, φυσιολογικά ανθρώπινα κύτταρα ινοβλαστών έχουν χαμηλή απόκριση δόσης για σωματίδια HZE που ήταν καλύτερη προσαρμογή με ένα μοντέλο απόκρισης δόσης υπερ-γραμμική, υποδηλώνοντας ότι η μη στοχευμένη δράση (ΝΤΕ) μηχανισμοί στο παιχνίδι. NTEs είναι σημαντικές σε δόσεις που αντιστοιχούν σε λιγότερο από 1 σωματίδιο διάσχιση ανά κύτταρο (& lt? 0.2 Gy), με μια γραμμική απόκριση ακριβής σε υψηλότερες δόσεις (0,2 έως 1 Gy) [26]. Επειδή θεμελιώδους σημασίας για την προστασία από την ακτινοβολία είναι η παραδοχή μιας γραμμικής απόκρισης δόσης, συμπεριλαμβανομένων προσδιοριστικοί παράγοντες της ποιότητας με βάση τα στοιχεία για την σχετική βιολογική αποτελεσματικότητα (RBE) παράγοντες [15,16], η μη γραμμική απόκριση στη δόση έχει σημαντικές επιπτώσεις στις δόσεις που είναι πιθανότερο να εμφανίζονται σε εκθέσεις διαστημική ακτινοβολία και οι δόσεις σε φυσιολογικούς ιστούς σε κίνδυνο για δευτερογενή καρκίνου σε θεραπεία Επιταχυντή.

Παραδοσιακά, έχει χρησιμοποιηθεί προστασίας από την ακτινοβολία ακτινοβολία ποιότητα παράγοντες ή παράγοντες στάθμισης ακτινοβολίας βασίζεται σε υποκειμενικές εκτιμήσεις της πειραματικής ποσότητας RBE

max, το οποίο συγκρίνει τα ανοίγματα των σωματιδίων χαμηλή δόση σε χαμηλή δόση και δόση ποσοστό γ-ακτίνες [15,16] στο μοντέλο βιολογικά συστήματα. Οι μεγάλες αβεβαιότητες όσον RBE

max παρατηρηθεί σε διάφορα πειράματα οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στην αναποτελεσματικότητα της χαμηλής δόσης και τη δόση ποσοστό γ-ακτίνες, και ως εκ τούτου τις μεγάλες αβεβαιότητες στον προσδιορισμό βιολογικές επιδράσεις τους [27-32]. Ως εκ τούτου, για την αξιολόγηση RBE και τον ορισμό της συνάρτησης παράγοντας ποιότητας της ακτινοβολίας που πρέπει να χρησιμοποιούνται στον τομέα της ακτινοπροστασίας, η προσέγγιση της NASA θεωρεί απόκρισης δόσης, οξείας φάσης γ-ray ταιριάζει σε μια γραμμική απόκριση σε δόσεις κοντά στο 1-Gy ως ακτινοβολία αναφοράς [28,29]. Στην έκθεση αυτή θα αναλύει τα δεδομένα CA στην ανθρώπινη ινοβλαστών και των λεμφοκυττάρων κύτταρα χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο δομής παραμετρική κομμάτι που ακολουθεί την λειτουργική μορφή που χρησιμοποιείται στη λειτουργία του συντελεστή ποιότητας της ακτινοβολίας της NASA [27-29]. Η ακτινοβολία ποιότητα εξάρτηση της RBEs για χρωμοσωμικές εκτροπές αναλύεται και συγκρίνεται με τα αποτελέσματα για RBEs για τις μελέτες των νεοπλασματικών μετασχηματισμού και γονιδιακής μετάλλαξης.

Μέθοδοι

Όλα τα πειραματικά δεδομένα για χρωμοσωμικές ανωμαλίες είχαν δημοσιευθεί προηγουμένως με το εξαιρουμένων των δεδομένων για σωματίδια

48Ti στην hTERT απαθανάτισε 82-6 ανθρώπινη φυσιολογική ινοβλάστες κύτταρα του δέρματος που περιγράφηκε προηγουμένως [26], οι οποίες αναφέρονται εδώ (S1 πίνακα). Αυτά τα δεδομένα που συλλέγονται κατά τον ίδιο τρόπο με τις προηγούμενες έκθεση μας [26] χρησιμοποιώντας την πρόωρη τεχνική χρωμόσωμα συμπύκνωση για να συλλέξει τα χρωμοσώματα στη G2 /M φάση του κυτταρικού κύκλου. Σε αυτά τα πειράματα χρησιμοποιώντας ζωγραφική χρωμόσωμα των χρωμοσωμάτων 1, 2 και 4, η συχνότητα των εκτροπών στα ζωγραφισμένα χρωμοσώματα αξιολογήθηκε ως η αναλογία μεταξύ εκτροπές δέχεται και συνολικών κυττάρων αναλύθηκαν με τυπικά σφάλματα υπολογίστηκαν υποθέτοντας στατιστικές Poisson [19,26]. Απλή ανταλλαγές περιλαμβάνουν μεταθέσεις και έχοντα δύο κεντρομερή, ενώ πολύπλοκες ανταλλαγές βαθμολογήθηκαν ως ανταλλαγές που αφορούν τουλάχιστον τρία διαλείμματα σε δύο ή περισσότερα χρωμοσώματα [19,26].

Η περιοχή του πυρήνα του κυττάρου για την ανθρώπινη ινοβλαστών και των λεμφοκυττάρων κύτταρα αποφασισμένος να είναι 162 μm

2 και 30 μm

2, αντίστοιχα [26]. Χρησιμοποιώντας τη σχέση μεταξύ LET (L, σε keV /μm), απορροφούμενη δόση (D, σε Gy) και ροής (F, σε μm

2) αγνοώντας τις συνεισφορές από το δέλτα ακτίνες σε κύτταρα δεν διασχίζονται από σωματίδια [33 ], ο μέσος αριθμός των επισκέψεων των σωματιδίων ανά κύτταρο πυρήνα (H) δίνεται από: (1) (2)

Χρησιμοποιώντας ένα γενικευμένο γραμμικό μοντέλο, ο αριθμός των ανταλλαγών ανά κύτταρο (Υ) ήταν ικανός να γραμμική και μη στοχευμένη δράση (ΝΤΕ) μοντέλα, όπως περιγράφεται από τις ακόλουθες εξισώσεις: (3) (4) (5), όπου το Υ

0 είναι ο εκτιμώμενος αριθμός των απλών ή σύνθετων ανταλλαγές ανά κύτταρο σε δόση 0 Gy, σ είναι η βιολογική διατομή δράση, όπως περιγράφεται πιο κάτω, είναι η λειτουργία δείκτη που συνέβη ακτινοβολία, και η αντιπροσωπεύει τη μη στοχευμένη συντελεστή αποτελέσματα, τα οποία παραμετροποιείται ως συνάρτηση της LET από: (6)

η NTE2 μοντέλο λαμβάνει περαιτέρω υπόψη ότι ως δόση αυξάνεται, λιγότερα κύτταρα είναι παρευρισκομένους και περισσότερα κύτταρα έχουν τροχιές των σωματιδίων. Για τους 82-6 κύτταρα ινοβλαστών, και τα δύο γραμμικά και NTE μοντέλα αξιολογήθηκαν για απλή ανταλλαγή [26]. Αντίθετα, τα μοντέλα μόνο γραμμική απόκριση δόσης για απλά και σύνθετα εκτροπές ανταλλαγή αξιολογήθηκαν για ανθρώπινα κύτταρα λεμφοκυττάρων βασίζεται στην διαπίστωση της έλλειψης μιας απόκλισης από μια γραμμική απόκριση σε χαμηλές δόσεις σε προηγούμενη ανάλυση [26]. Τα σύνολα δεδομένων για τα σωματίδια HZE θεωρείται δόσεις κυρίως κάτω του 1 Gy [18,19,26] ελαχιστοποιώντας έτσι τις πιθανές επιδράσεις υψηλών δόσεων που μπορεί να οδηγήσει σε προς τα κάτω ή προς τα πάνω καμπυλότητα στις απαντήσεις της δόσης.

Στο μοντέλο παραμετρική δομή κομμάτι [ ,,,0],27-29,34] το τμήμα βιολογικής εγκάρσια δράση δίνεται από: (7) όπου το Ζ * είναι ο πραγματικός αριθμός φορτίο του σωματιδίου, και β είναι η ταχύτητα των σωματιδίων σε σχέση με την ταχύτητα του φωτός. Η σταθερά α

γ είναι ο συντελεστής γραμμικής παλινδρόμησης για οξεία δόσεις γ-ακτίνες για τον ίδιο τελικό σημείο. Η παραμετρική μορφή (eq 7) είναι παρόμοια με το μοντέλο κυτταρική δομή τροχιάς Katz [35,36], ωστόσο υποθέτοντας μία αρχική συνιστώσα γραμμική δόση για γ-ακτίνες για m & gt?. 1

Η τιμή του m αντιπροσωπεύει το λεγόμενο αριθμό-στόχο που μπορεί να είναι ικανός να τα δεδομένα απόκρισης δόσης γ-ray μαζί με μια παράμετρο ραδιο-ευαισθησίας D

0 χρησιμοποιώντας (8)

για RBE εκτιμάται από τις οξείες δόσεις γ-ακτίνες ως ακτινοβολία αναφοράς, θεωρούμε α

γ χαμηλής LET κλίση εκτιμάται με υποθέτοντας μία γραμμική απόκριση δόσης σε υψηλότερες δόσεις. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται στο μοντέλο της NASA QF προκειμένου να είναι συνεπείς με το γραμμικό μοντέλο απόκρισης που χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση των δεδομένων επίπτωση Ατομικής βόμβας επιζών καρκίνου στερεού [37,38], ενώ σε αυτή την έκθεση θα ακολουθήσει μια παρόμοια προσέγγιση με βάση τα πειράματα υπό εξέταση.

Η τιμή του Y

0, παραμέτρους του μοντέλου δομής κομμάτι (σ

0 και κ) και ΝΤΕ παραμέτρων του μοντέλου (η

0 και η

1) είναι εξοπλισμένοι σε όλες τις δέσμες σωματιδίων χρησιμοποιώντας μη γραμμική δεδομένα ελαχίστων τετραγώνων σταθμίζεται με το αντίστροφο της διακύμανσης. Χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση των αξιών του

m

και

D

0

ή εναλλακτικά

α

γ

, εκτιμάται χρησιμοποιώντας τα δεδομένα για την γ-ακτίνες. Όλες οι στατιστικές αναλύσεις και τα δεδομένα τοποθέτηση έγιναν με τη χρήση του λογισμικού STATA /SE έκδοση 14.1 (Stata Corp.). Το καλύτερο κατάλληλο για διάφορα μοντέλα προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας τα κριτήρια Akaike πληροφοριών (AIC) και Μπεϋζιανή κριτήρια πληροφοριών (BIC), η οποία θεωρεί ότι ο αριθμός των παραμέτρων σε κάθε μοντέλο, ενώ η χαμηλότερη AIC και BIC παρέχει την καλύτερη προσαρμογή στα δεδομένα [39,40 ].

Η λειτουργική μορφή της συνάρτησης RBE βασίζεται στην παραδοχή γραμμικής ή στοχευμένες ενέργειες (ΤΕ), η οποία χρησιμοποιεί μια γραμμική προσαρμογή με οξείες αντιδράσεις γ-ray όπως ακτινοβολίας αναφοράς είναι [27,41] 🙁 9)

για το μοντέλο NTE1 είναι βολικό να καθορίσει μια δόση cross-over, όπου οι εισφορές από τους όρους ΤΕ και ΝΤΕ στο (eq 4) είναι ίση: (10)

η RBE στο μοντέλο NTE1 είναι τότε μια λειτουργία των σωματιδίων απορροφώμενη δόση, D και δίνεται από [27,41] 🙁 11)

μια παρόμοια έκφραση βρίσκεται για το μοντέλο NTE2 με τις τροποποιήσεις για τις επιτυχίες σωματιδίων από (eq 5). Σε δόσεις σημαντικά χαμηλή σωματιδίων (& lt? 1 mGy). Η συνεισφορά ΝΤΕ πρέπει να γίνει αμελητέα, και θα χρειαστεί μια περαιτέρω τροποποίηση χαμηλή δόση όπως αναλύεται παρακάτω

Αποτελέσματα

Θα πρέπει πρώτα να εξετάσει τα αποτελέσματα για το ανθρώπινα λεμφοκύτταρα εκτεθειμένα σε γ-ακτίνες. Πίνακας 1 δείχνουν τα αποτελέσματα των δεδομένων απόκρισης δόσης τοποθέτηση γ-ray για το ίδιο εθελοντή που χρησιμοποιείται στην πλειονότητα των πειραμάτων σωματιδίου HZE για σταθερές τιμές του

m

ή επιτρέποντας την αξία του

m

να είναι που χρησιμοποιείται ως ένα ελεύθερο παράμετρο. Πριν αποτελέσματα δεν έδειξαν σημαντική διαφορά στις γραμμικές πίστες για ανταλλαγές για το μικρό αριθμό των εθελοντών που χρησιμοποιούνται σε αυτά τα πειράματα [18,19,26]. Είναι ενδιαφέρον ότι οι τιμές του

m

= 2 και 4 για απλά και σύνθετα ανταλλαγές, αντίστοιχα, βρέθηκαν να δίνουν βέλτιστη ταιριάζει και κοντά στην τιμή βρέθηκε με

m

αντιμετωπίζεται ως μια ελεύθερη παράμετρο (1,89 ± 0,64 και 3,8 ± 1,3 για απλά και σύνθετα ανταλλαγές, αντίστοιχα). Αυτές οι τιμές θα προταθεί εάν ο αριθμός στόχος αντιστοιχούσε στον αριθμό των δίκλωνα σπασίματα (DSBs) που απαιτούνται για κάθε τύπο ανταλλαγής. Οι τιμές του

m

= 2 και 4 για απλά και σύνθετα ανταλλαγές, αντίστοιχα χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση των δεδομένων των σωματιδίων HZE και προβλέψεις RBE.

παραμέτρων και τυπικές αποκλίσεις (συμπεριλαμβανομένης τιμές ρ ) για τον ίδιο εθελοντή που χρησιμοποιείται στην πλειονότητα των πειραμάτων σωματιδίων δεικνύονται. Ταιριάζει για σταθερές τιμές του

m

ή επιτρέποντας την αξία του

m

για να χρησιμοποιηθεί ως ένα εξάρτημα παράμετρος περιγράφονται. Επίσης φαίνονται οι τιμές για την Akaike κριτήρια πληροφοριών στατιστική (AIC) και Bayes πληροφορίες κριτήρια (BIC) στατιστική όπου τα μοντέλα με τη χαμηλότερη AIC ή BIC αξίες παρέχουν την βέλτιστη εφαρμογή στα δεδομένα. Το μοντέλο παρέχει την καλύτερη προσαρμογή στα πειραματικά δεδομένα φαίνεται στο γραμματοσειράς τολμηρό πρόσωπο.

Η

Ένα μοντέλο γραμμικής απόκρισης δόσης ταιριάζει σε γ-ray δεδομένων οδήγησε τους συντελεστές, α

γ του 0,157 ± 0.027 Gy

-1 και 0,015 ± 0,006 Gy

-1 για απλές και σύνθετες ανταλλαγές, αντίστοιχα, σε κύτταρα PBL.

το τμήμα βιολογικής σταυρό δράση αντιπροσωπεύει την πιθανότητα πρόκλησης ζημιάς ανά σωματίδιο. Το Σχήμα 1 δείχνει το μοντέλο ταιριάζει με τη βιολογική δράση διατομή για απλές (άνω πάνελ) και σύμπλοκο ανταλλαγών (κάτω πίνακας), αντίστοιχα σε κύτταρα PBL. Πειραματικά δεδομένα θεωρούνται περιλαμβάνονται εκείνες για

16O (55, 77, 128, και 250 MeV /u),

20Ne (64, 89, 142, και 267 MeV /u),

28Si (93, 150 , 170, 240, 490, και 600 MeV /u),

48Ti (240, 380, και 1000 MeV /u), και

56Fe (450, 600, 750, 1000, και 5000 MeV /u) σωματίδια. Στον Πίνακα 2 δείχνουμε τις τιμές των παραμέτρων που προκύπτουν από αυτές ταιριάζει. Η αξία των σ

0 η οποία αντιστοιχεί χονδρικά στην περιοχή τομής γεωμετρική σταυρό όπου λαμβάνει χώρα η ζημία ή η τιμή κορεσμού της διατομής, βρέθηκε ως 17,7 και 22,9 μm

2 για απλές και σύνθετες ανταλλαγές, αντίστοιχα. Οι τιμές αυτές αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό μέρος του πυρηνικού τομέα των λεμφοκυττάρων κυττάρων του ~ 30 μm

2, με την τιμή για πολύπλοκες ανταλλαγές κάπως μεγαλύτερο από αυτό που διαπιστώθηκε για απλές ανταλλαγές.

Η

σχήματα 2 και 3 δείχνουν τα αποτελέσματα της τοποθέτηση γραμμικών και μοντέλα απόκρισης δόσης ΝΤΕ για πειραματικά δεδομένα για απλές ανταλλαγές 82-6 κύτταρα ινοβλαστών για διάφορους τύπους σωματιδίων HZE και ενέργειες. Τα αριστερά πάνελ των σχημάτων 2 και 3 δείχνουν την πλήρη σειρά δόσης και τα σωστά πάνελ επικεντρώνονται στο χαμηλότερο εύρος δόσεων μέχρι και 0,15 Gy. Αποτελέσματα τοποθέτηση παραμετρικά μοντέλα στα δεδομένα γ-ray για απλές ανταλλαγές 82-6 ανθρώπινα κύτταρα ινοβλάστης δείχνονται επίσης Πίνακα 1. Η τιμή του

m = 2

παρέχεται επαρκής προσαρμογή ωστόσο μια τιμή του 1.2 έδωσε ένα ελαφρώς καλύτερη τοποθέτηση αξία, η οποία δείχνει μια σημαντική συνιστώσα γραμμική δόση. Η αξία α

γ για μια γραμμική προσαρμογή βρέθηκε ως 0,041 ± 0,0051 Gy

-1. Ο Πίνακας 3 παρουσιάζει τα αποτελέσματα για τη σύγκριση μας των γραμμικών και NTE μοντέλα στα δεδομένα σωματίδιο HZE. Το μοντέλο NTE2 παρείχε την καλύτερη προσαρμογή με βάση το AIC και BIC κριτήρια. Στον Πίνακα 3 ένα κοινό Y

0 παράμετρος θεωρείται για όλες τις δέσμες σωματιδίων στην ταιριάζει καθενός από τα διαφορετικά μοντέλα. Η αξία του σ

0 του 6,75 μm

2 για την NTE2 είναι πολύ μικρότερη από ό, τι βρέθηκε για την απλή ανταλλαγή σε κύτταρα λεμφοκυττάρων (17,7 μm

2), το οποίο πιθανόν αντανακλά τις γεωμετρικές διαφορές μεταξύ της επίπεδης ελλειψοειδή και σφαιρικές σχήματα των ινοβλαστών και λεμφοκύτταρα, αντίστοιχα, ή κάποια υποκείμενη διαφορά στην ραδιοευαισθησία συμπεριλαμβανομένων των διαφορών στην γεγονότα ανασυνδυασμού οδηγούν σε ανταλλαγές για τους δύο αυτούς τύπους κυττάρων.

Τα πειραματικά δεδομένα δείχνονται με σύμβολα και το μοντέλο ταιριάζει με γραμμές. (Πίνακας Α: O (55 MeV /u) αποτελεσμάτων για όλα δόσεις, πλαίσιο Β: O (55 MeV /u) οδηγεί σε χαμηλότερες δόσεις, πάνελ C: Si (170 MeV /u) αποτελεσμάτων για όλα δόσεις, και πάνελ D: Si (170 MeV /u) αποτελέσματα σε χαμηλότερες δόσεις), και τον πίνακα Ε: Ti (600 MeV /u) έχει ως αποτέλεσμα πάνω από όλες τις δόσεις, και ο πίνακας F: Ti (600 MeV /u) αποτελέσματα σε χαμηλότερες δόσεις)

Τα πειραματικά δεδομένα που εμφανίζονται με τα σύμβολα και το μοντέλο ταιριάζει με τις γραμμές. Πίνακας Α: Fe (600 MeV /u) αποτελεσμάτων για όλα δόσεις, πλαίσιο Β: Fe (600 MeV /κα) σε χαμηλότερες δόσεις, πάνελ C: Fe (450 MeV /u) αποτελεσμάτων για όλα δόσεις, πάνελ D: Fe (450 MeV /κα) αποτελέσματα σε χαμηλότερες δόσεις, πίνακα Ε: Fe (300 MeV /u) έχει ως αποτέλεσμα πάνω από όλες τις δόσεις, και ο πίνακας F:. Fe (300 MeV /u) αποτελέσματα σε χαμηλότερες δόσεις

Η

Ορατή είναι Akaike κριτήρια πληροφοριών στατιστική (AIC) και τα κριτήρια πληροφοριών Bayes (BIC) στατιστικές τιμές για τα διάφορα μοντέλα είναι για την παγκόσμια κατάλληλα για όλα τα δεδομένα των σωματιδίων σε αυτή την κυτταρική σειρά με τιμές με έντονη γραφή παρέχοντας καλύτερη προσαρμογή στα δεδομένα. Οι Ρ-τιμές που δείχνουν τη σημασία των παραμέτρων εμφανίζονται σε παρένθεση.

Η

Χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις του μοντέλου και εντοιχισμένες τιμές των παραμέτρων, είμαστε σε θέση να κάνει προβλέψεις της ΣΒΕ για όλους τους τύπους των σωματιδίων σε σχέση με την κινητική ενέργεια ή LET όπου υποθέτουμε μια γραμμική προσαρμογή στις επιπτώσεις της οξείας δόσεις γ-ακτίνων ως ακτινοβολίας αναφοράς, που υποδηλώνεται ως RBE

γAcute. Το σχήμα 4 δείχνει τις προβλέψεις για απλές ανταλλαγές 82-6 κύτταρα στο μοντέλο ΤΕ και το μοντέλο ΝΤΕ για απορροφούμενη δόση 0,05 Gy (άνω πάνελ) και 0,02 Gy (κάτω πίνακας), όπου προβλέπεται να είναι πολύ υψηλότερο σε σύγκριση με τον ΤΕ RBE του μοντέλο. Στο μοντέλο ΝΤΕ οι τιμές RBE είναι δοσοεξαρτώμενη κάτω σε ένα πολύ χαμηλή δόση και όριο στην εκτίμηση ΤΕ του RBE σε υψηλότερες δόσεις (& gt? 0.2 Gy). Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα βρέθηκε για RBE για Harderian όγκους αδένα [13,27,41]. Το Σχήμα 5 δείχνει τις προβλέψεις του RBE

γAcute για απλές ανταλλαγές λεμφοκύτταρα (Πίνακας Α) και 82-6 ινοβλάστες αγνοώντας τη συνεισφορά NTE (Πίνακας Β) και πολύπλοκες ανταλλαγές λεμφοκύτταρα (Πίνακας C). Οι RBE

αξίες γAcute είναι πολύ χαμηλότερες από τις προηγούμενες εκθέσεις μας εκτίμηση RBE

max με τη χρήση χαμηλής δόσης ή της δόσης ποσοστό απαντήσεων γ-ray ως ακτινοβολία αναφοράς [18,19]. Μεγάλες τιμές RBE (& gt? 30) για σύνθετα ανταλλαγές λεμφοκύτταρα να συμβεί λόγω της αναποτελεσματικότητας της οξείας δόσεις γ-ακτίνες. Ενδιαφέρον συγκρότημα ανταλλαγές 82-6 ινοβλάστες ήταν σπάνιες εκδηλώσεις σε δόσεις χαμηλές σωματιδίων (& lt? 0,2 Gy). Αποκλείοντας έτσι δόσης-απόκρισης και RBE μοντελοποίηση

Α) Άνω πάνελ είναι οι προβλέψεις για την απορροφούμενη δόση 0,05 Gy για C, Si, Fe και σωματίδια. Β) Κάτω πάνελ είναι οι προβλέψεις για την απορροφούμενη δόση 0,02 Gy για C, Si, και τα σωματίδια Fe.

Η

Τα αποτελέσματα δείχνουν διακλάδωση του LET με αριθμό χρέωση για σωματίδια C, Ne, Si, Ti και Fe είναι εμφανίζεται για Α) Απλή ανταλλαγές σε λεμφοκύτταρα, Β) η απλή ανταλλαγές 82-6 κύτταρα ινοβλαστών, C) συγκρότημα ανταλλαγές λεμφοκύτταρα, και Δ) HPRT μεταλλάξεις στα κύτταρα V79.

Η

Πειράματα διερεύνησης βαρέων ιόντων επαγωγή του γονιδίου HPRT μετάλλαξης σε V79 κύτταρα κινεζικού χάμστερ από αρκετές ομάδες [21-24] θεωρείται ένα μεγάλο αριθμό τύπων σωματιδίων και πηγών ενέργειας, τα οποία συγκρίνονται με τα αποτελέσματα μας για χρωμοσωμικές ανταλλαγές. Εμείς ταιριάζει το μοντέλο ΤΕ σε δεδομένα για τη βιολογική δράση διατομή για σωματίδια με αριθμό χρέωση από Ζ = 1 έως 28, αγνοώντας τα πειράματα με Ζ & gt? 28, η οποία παρέχει δεδομένα για τον τύπο και την ενέργεια τους συνδυασμούς 45 σωματιδίων. Ο Πίνακας 1 δείχνει επίσης τις συμπτώσεις προς τα δεδομένα γ-ακτίνων από Kiefer et al. [21]. Inter-εργαστήριο διαφορές στην απόκριση γ-ray συμβαίνουν και επειδή η τρέχουσα εστίαση είναι σε σωματίδια HZE χρησιμοποιήσαμε τον Kiefer

et al

. γ-ray δεδομένα απόκρισης δόσης για RBE εκτιμήσεις. Ο Πίνακας 1 δείχνει τα αποτελέσματα με το

m

= 2 βρέθηκαν ως το καλύτερο κατάλληλο για ακέραιο αριθμό

m

τιμές. Σημειώνουμε ότι εξετάζει

m

ως ελεύθερη παράμετρος οδηγεί σε

m

= 1.35 ± 0.22, όμως η προκύπτουσα τιμή του D

0 (10938 ± 13126 Gy, με τιμή p & lt? 0,577) είναι ελάχιστα ταιριάζει. Με βάση τις βιοφυσικές υπόψη αυτή την τιμή για το D

0 είναι πολύ μεγάλο, αλλά τουλάχιστον μία τάξη μεγέθους, όταν αναλογιστεί κανείς αναμένεται μικροσκοπική εναπόθεση ενέργειας και το φυσικό μέγεθος του γονιδίου HPRT [42], και ως εκ τούτου, να εξετάσει το

m

= 2 περίπτωση ως η βέλτιστη εφαρμογή. Μια γραμμική προσαρμογή στην Kieffer

et al

. γ-ray δεδομένα για το περιορισμένο εύρος των δόσεων από 1 έως 4 Gy απέδωσε α

γ = (5,61 + 0,788) x 10

-6 Gy

-1. Για

m

= 2, η αξία των σ

0 = (1,2 ± 0,13) x10

-3 μm

2 επιτυγχάνεται, με ένα σχεδόν πανομοιότυπο τοποθετηθεί σ

0 αξία για

m

= 3 και 4 (τα αποτελέσματα δεν φαίνονται). Βρήκαμε ότι

m

= 2 παρέχεται μια ελαφρώς βελτιωμένη προσαρμογή σε σύγκριση με το

m

= 3 ή 4 για τα δημοσιευμένα δράσης τιμές διατομή από [21-24] και με την επιλογή αυτή προτιμάται επίσης βασίζεται σχετικά με τα δεδομένα απόκρισης δόσης γ-ray. Χρησιμοποιώντας το

m

= 2 σετ παραμέτρων, Σχήμα 5 (Πίνακας Δ) δείχνει τις προβλέψεις της RBE

γAcute για μεταλλάξεις HPRT σε κύτταρα V79. Η σύγκριση των διαφόρων προβλέψεων στο σχήμα 5 δείχνει μια σημαντική μετατόπιση στην RBE ως συνάρτηση της LET για τα διάφορα σωματίδια HZE εξεταστούν.

επόμενο θεωρείται μια σύγκριση των τιμών των κ λαμβάνονται για τις διάφορες παραμέτρους υποκατάστασης στο κελί μοντέλα πολιτισμό. Για σύγκριση μπορούμε επίσης να θεωρηθεί δημοσιεύονται τιμές ταιριάζει με τα πειράματα νεοπλασματικό μετασχηματισμό για συνδυασμούς 9 HZE είδος σωματιδίων και ενέργειας [25] με

m

= 2 και 3 ταιριάζει από Waligorski

et al

. [43]. Ο πίνακας 4 δείχνει πως οι τιμές του κ ποικίλουν με

m

για τις διάφορες παραμέτρους και η μέση τιμή των κ για τις διάφορες παραμέτρους υποκατάστασης. Η τάση ενός λειτουργικού κ (m) η σχέση είναι παρόμοια με εκείνη της συνάρτησης κατανομής πιθανότητας (PDF) που αντιπροσωπεύει το μοντέλο αβεβαιότητα παράμετρος αναλήφθηκε στο μοντέλο της NASA QF [27], όπου για m = 2, 3, και 4 υποκειμενικές εκτιμήσεις των κ = 733, 550, και 440 υποτίθεται, τα οποία είναι αρκετά κοντά με τις μέσες τιμές που λαμβάνονται εδώ κ = 630 ± 142, 534 ± 81 και 439 ± 91, αντίστοιχα. Ωστόσο, στο μοντέλο της NASA, η λειτουργία QF ανέλαβε την αξία του

m

= 3, καθώς η κεντρική εκτίμηση, ενώ η παρούσα ανάλυση προτείνουν

m

= 2 είναι η καλύτερη επιλογή με βάση ταιριάζει με τα δημοσιευμένα HZE πειράματα σωματιδίων όπου ένας σημαντικός αριθμός τύπων σωματιδίων ήταν διαθέσιμα για τις παραμέτρους του μοντέλου της δοκιμής.

TE είναι η γραμμική ονομάζεται επίσης στοχευμένες επιπτώσεις μοντέλο (eq 5) και NTE2 είναι το μοντέλο μη στοχευμένες επιδράσεις της (eq 7 ). Η μέση συνολική μοντέλο χρησιμοποιεί τα αποτελέσματα ΤΕ για απλές ανταλλαγές 82-6 κύτταρα ινοβλαστών. * Οι τυπικές αποκλίσεις (SD) για τις τιμές ταιριάζουν με το πείραμα μετασχηματισμού δεν αναφέρθηκαν από Waligorski

et al

. [43] και υποθέτουμε μια SD 35% της κεντρικής εκτίμηση με βάση το μέγιστο των αποτελεσμάτων για άλλες παραμέτρους υπόψη.

Η

Συζήτηση

Στην έκθεση αυτή επικεντρώνεται στην ακτινοβολία ποιότητα εξάρτηση της ΣΒΕ για παραμέτρων υποκατάστασης του κινδύνου καρκίνου σε μοντέλα κυτταρικής καλλιέργειας, και πώς RBE τιμές επηρεάζονται από πιθανές NTEs. Πολύ λίγα πειράματα σε ζώα της απόκρισης δόσης για την επαγωγή του όγκου έχουν αναφερθεί με δέσμες σωματιδίων [8-14]. Έτσι, οι έρευνες των παραμέτρων υποκατάστασης για τον κίνδυνο του καρκίνου χρησιμοποιώντας επαρκή αριθμό σωματιδίων (& gt? 5) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο κατά την εκτίμηση της ποιότητας της ακτινοβολίας για τη δευτεροβάθμια κίνδυνο καρκίνου στη θεραπεία Επιταχυντή και τα διαστημικά ταξίδια, η οποία θα πρέπει να αυξηθεί με θεωρητική κατανόηση των σωματιδίων δομή κομμάτι και μικροσκοπική εναπόθεση ενέργειας. Η προσέγγισή μας θεωρείται το μοντέλο δομής παραμετρική κομμάτι που χρησιμοποιείται στη λειτουργία της NASA QF [27-29], η οποία εξαρτάται από το σωματίδιο κινητική αριθμό ενέργεια και το φορτίο και να μην αφήσουμε μόνη της, όπως εκτιμάται στο προηγούμενο ICRP και τις εκτιμήσεις NCRP [2,15,16] . Το μοντέλο κινδύνου NASA έχει πρόσφατα ενημερωθεί ώστε να χρησιμοποιεί οξεία δόσεις γ-ακτίνων ως ακτινοβολία αναφοράς [28], η οποία οδηγεί σε χαμηλότερη συνολική αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις κινδύνου [29]. Η RBE είναι που αναφέρονται στην παρούσα χρήση έκθεση την ίδια προσέγγιση.

Δεν είναι όλες οι πτυχές της δομής τροχιάς εκπροσωπούνται σε αυτή τη λειτουργική μορφή της (eq 7), συμπεριλαμβανομένης της επίδρασης των στοχαστική των κομματιών σωματιδίων [44] και η ρόλος των διαφορών στις ενέργειες του δέλτα ακτίνες [45] που συμβαίνουν μεταξύ των σωματιδίων χαμηλής και υψηλής ταχύτητας, οι οποίες είναι πιθανόν σημαντικό, διότι τα ηλεκτρόνια είναι βιολογικά πιο αποτελεσματικά σε χαμηλές (& lt? 10 keV) σε σύγκριση με υψηλότερες ενέργειες [15]. Ωστόσο, το μοντέλο επιτρέπει την εξάρτηση τόσο για τον αριθμό φορτίο Ζ, και κινητική ενέργεια, Ε, η οποία υποστηρίζεται από πειράματα. Έτσι, οι προβλέψεις του σχήματος 5 αποτέλεσμα σε μια σημαντική απόκλιση της ακτινοβολίας ποιότητας εξάρτηση της πόσο μάλλον. Η αξία των σ

0 αποτελέσματα για κάθε μελέτης παραμέτρου αντανακλά την γεωμετρική έκταση της περιοχής ζημιά για το τελικό σημείο. Η αξία των σ

0 προσδιορίζεται για πολύπλοκες ανταλλαγές ήταν μεγαλύτερη από ό, τι για απλές ανταλλαγές σε ανθρώπινα λεμφοκύτταρα, τα οποία είναι αντανακλαστικό του μεγαλύτερου αριθμού των ΟΕΔ που απαιτούνται για πολύπλοκες σχηματισμό ανταλλαγή. Μια βασική πτυχή του μοντέλου της NASA είναι να σχηματίσει συναρτήσεις κατανομής πιθανότητας (PDF) για να εκπροσωπεί αβεβαιότητες στις τιμές των παραμέτρων που υπεισέρχονται στη λειτουργία μοντέλο. Η παρούσα εργασία συμβάλλει στο να γίνει μια αντικειμενική αξιολόγηση των PDF για τις παραμέτρους λειτουργίας της NASA QF όπως συνιστάται σε μία κριτική από το Εθνικό Συμβούλιο Ερευνών των ΗΠΑ [31].

Τα αποτελέσματα της ταιριάζει για απλές και σύνθετες ΑΠ στην PBL ήταν ακρίβεια εκπροσωπούμενη από τον αριθμό στόχο των

m

= 2 και

m

= 4, γεγονός που υποδηλώνει κακή επισκευή των 2 και 4 δίκλινα διαλείμματα σκέλος, αντίστοιχα, είναι η κυρίαρχη αιτία των παραμέτρων αυτών. Αποτελέσματα για απλών και σύνθετων χρωμοσωμικών ανταλλαγές PBL και κύτταρα ινοβλαστών συγκρίθηκαν με τα αποτελέσματα των δημοσιευμένων μελετών για HPRT μεταλλάξεων και νεοπλασματικό μετασχηματισμό ήταν ένα σημαντικό αριθμό (45 και 9, αντίστοιχα) των ειδών σωματιδίων HZE και ενέργειες θεωρήθηκαν. Αυτή η σύγκριση έδειξε ότι οι τιμές των κ παραμέτρων στο μοντέλο λειτουργίας της NASA QF είναι συνεπής με το μέσο όρο των υποκατάστατων τελικού σημείου δεδομένων θεωρείται, όμως η σύγκριση δείχνει επίσης την αξία του

m

= 2 είναι πιο ακριβή από την κεντρική εκτίμηση του

m

= 3 που χρησιμοποιούνται στη λειτουργία της NASA QF. Έτσι, η παρούσα ανάλυση σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα για την επαγωγή όγκου μετά από υψηλή ακτινοβολία LET μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ενημερώσετε τις παραμέτρους του μοντέλου λειτουργίας QF και των συναφών PDF τους αβεβαιότητας.

Σε μελλοντική εργασία νέα πειραματικά δεδομένα για Harderian ογκογένεση αδένα [13 ] θα χρησιμοποιηθεί για να εξετάσει περαιτέρω αυτές τις τιμές. Το αποτέλεσμα αυτών των διαφορών στις παραμέτρους λειτουργίας QF μπορεί να τροποποιήσει τις προβλέψεις των κινδύνων διαστημική ακτινοβολία και θωράκιση αξιολογήσεις της αποτελεσματικότητας, οι οποίες εξαρτώνται καθοριστικά από τη λειτουργία QF και εγγενείς αβεβαιότητες της. έχουν άλλες τιμές των παραμέτρων που αντιστοιχούν στις μέγιστες τιμές της συνάρτησης QF και ο συντελεστής χορήγησης και μείωση της δόσης ποσοστό αποτελεσματικότητας (DDREF) έχουν εξεταστεί σε πρόσφατες εκθέσεις βασίζονται σε δημοσιευμένες μελέτες επαγωγής όγκου ποντίκι με γ-ακτίνες, τα σωματίδια και τα νετρόνια σχάση [27, 28,46]. Η χρήση των RBE

γAcute αντί RBE

max είναι συνεπής με τις προσεγγίσεις για τη μοντελοποίηση δεδομένων ανθρώπινη επιδημιολογία [37,38], με παράλληλη μείωση των αβεβαιοτήτων στις παραμέτρους του μοντέλου και την αποφυγή αντιπαραθέσεων στην εκτίμηση κατά πόσον ή όχι χαμηλή δόση και δόση ποσοστό γ-ακτίνες έχουν ένα συστατικό γραμμική δόση.

Ο δεύτερος στόχος της παρούσας έκθεσης είναι να εξετάσει τη σχετική συμβολή των ΤΕ και ΝΤΕ για απλές ανταλλαγές στα 82-6 κύτταρα ινοβλαστών και την προκύπτουσα επίδραση της NTEs στις προβλέψεις RBE . Μελέτες NTEs συμπεριλαμβανομένων των επιπτώσεων των παρευρισκομένων και της γονιδιωματικής αστάθειας στους απογόνους των ακτινοβολημένων κυττάρων [47-55] έχουν αμφισβητήσει την παραδοσιακή προστασία από την ακτινοβολία παράδειγμα των απαντήσεων δόση που αυξάνουν γραμμικά με τη δόση, οι οποίες υποκινούνται από έναν μηχανισμό DNA μεταλλάξεων ζημιές ή άλλες στοχευμένες επιδράσεις DNA . πειράματα των παρευρισκομένων για μικροπυρήνων, ανταλλαγές αδελφών χρωματιδίων, νεοπλασματικό μετασχηματισμό και της γονιδιωματικής αστάθειας

in vitro

δείχνει ότι ΝΤΕ μπορεί να συμβεί με ένα ρηχό ή σχεδόν σταθερή απόκριση στη δόση πάνω από ένα όριο πολύ χαμηλή δόση (& lt? 0,01 Gy) [53] . Πειραματικά αποτελέσματα σε χαμηλές δόσεις (& lt? 0.1 Gy) υψηλής ακτινοβολίας LET είναι αραιά εμποδίζοντας την εκτίμηση των σχετικών συνεισφορών των ΤΕ και ΝΤΕ με τον κίνδυνο καρκίνου ακτινοβολία σε χαμηλή δόση ή για τα ανοίγματα χρόνια ακτινοβολίας. Ένα γραμμικό πρότυπο απόκρισης δόσης μπορεί να υποστηριχθεί με βάση της βλάβης του DNA και των εννοιών μετάλλαξη? Ωστόσο, η πειραματική βάση για ένα γραμμικό μοντέλο απόκριση δεν είναι ισχυρή με πολύ λίγα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν με πολλαπλές μικρές δόσεις που ορίζεται ως λιγότερο από ένα σωματίδιο ανά κυτταρικό πυρήνα. Οι περισσότερες μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει υψηλότερες δόσεις ή το πολύ μια ενιαία χαμηλή δόση, η οποία απαγορεύει την κατανόηση του ρόλου των NTEs.

Τα αποτελέσματα (Σχήμα 5) δείχνουν ότι RBE μπορεί να είναι σημαντικά υποτιμηθεί σε χαμηλές δόσεις, αν συμβεί NTEs. RBE είναι σε δόσεις των 0,05 και 0,02 Gy επιλέχθηκαν για σύγκριση, καθώς συμβαίνουν αυτές οι δόσεις κοντά στο σημείο μετάβασης όπου ΝΠ (& gt? 0,05 Gy) και NTEs (& lt? 0,05 Gy) προβλέπεται να κυριαρχήσουν. Σε υψηλότερες δόσεις (& gt? 0,05 Gy) τα αποτελέσματα για τα μοντέλα TE και ΝΤΕ καταστούν ομοειδή και ανεξάρτητη της δόσης. Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα βρέθηκαν για νέες μελέτες των Harderian όγκων αδένα που προκαλούνται από χαμηλές δόσεις ακτινοβολίας σωματιδίων [13]. Σε αρκετά χαμηλές δόσεις περιμένουμε NTEs να μειωθεί στο μηδέν. Προηγούμενες μελέτες δείχνουν αυτό θα συμβεί σε δόσεις ακτινοβολίας που απορροφήθηκαν περίπου 1 mGy ή χαμηλότερη [47-55]. Η περαιτέρω μελέτη είναι απαραίτητη σε αυτόν τον τομέα για να καταλάβουμε πώς RBEs θα πρέπει να διαμορφωθεί σε πολύ χαμηλές δόσεις και ιδιαίτερα για την προσομοίωση της έκθεσης χρόνια ακτινοβολίας.

Τα δημοσιευμένα στοιχεία για μεταλλάξεις HPRT ή νεοπλασματικό μετασχηματισμό [21-25] δεν θεωρούν μια επαρκή αριθμό χαμηλές δόσεις να προβεί σε εκτίμηση των πιθανών NTEs.