当我们谈到放射治疗，很多人脑海中浮现的可能是复杂的机器、深度的穿透以及对身体内部器官的担忧。
在最新的《Biochem Biophys Res Commun.》研究中，科学家们通过两种哺乳动物细胞系V79（中国仓鼠肺成纤维细胞）和U2OS（人骨肉瘤细胞）进行辐射反应评估与剂量分布分析，量化浅层X射线照射对细胞培养瓶的剂量分布及精确生物学反应。
浅层X射线介绍
浅层X线治疗是外照射放疗的一种方式，其利用低能X射线对特定区域施以精准放射剂量，且对深部组织的穿透性极低 [1,2]。
该治疗通常在 50–150 千伏峰值（kVp）范围内实施，可有效治疗皮肤癌，如基底细胞癌、鳞状细胞癌以及其他非黑色素瘤性浅表肿瘤。浅层 X 线治疗并非仅用于恶性病症，亦可用于治疗银屑病、湿疹、瘢痕疙瘩及肥厚性神经性皮炎等良性疾病 [3–5]。
相较于可作用于深部组织的高能放疗 [7]，治疗中使用的低能光子会形成较浅的辐射深度 [6]。浅层 X 线治疗的局部照射特性可将不良反应局限于皮肤，使其成为浅表性病症的优选治疗方案 [9]。
研究方法：
V79和U2OS细胞培养于含10%胎牛血清的α-MEM培养基中。浅层X射线辐照使用SRT-100治疗机（50、70、100 kVp，10cm限光筒，源皮距25cm），Cs-137 γ射线作为参考辐射。
针对培养瓶瓶盖的衰减，用电离室测量了50、70、100 kVp下的透过率，分别校正6.9%、2.4%和1.9%的剂量损失。采用EBT3 Gafchromic胶片和Markus平行板电离室进行绝对剂量测量。
研究结果：
1. 培养瓶边缘细胞存活率显著高于中心区域
在50 kVp X射线照射12 Gy后，培养瓶边缘（距瓶壁4 mm内）的V79细胞克隆数显著多于中心区域。
边缘区域的D₁₀（杀灭90%细胞所需的剂量）在V79细胞中为9.8 Gy，中心区域仅为8.1Gy；U2OS细胞则分别为6.5Gy和5.0Gy。这表明边缘区域出现了明显的“表观辐射抗性”。
2. 胶片剂量图揭示瓶壁衰减效应
Gafchromic胶片剂量分布显示：50kVp下培养瓶壁处出现明显的剂量“凹陷”，随着能量升高至70和100 kVp，这种凹陷逐渐减轻。
定量分析表明，瓶盖（顶壁）对50、70、100kVp射线的衰减分别为6.9%、2.4%和1.9%。水平线剂量剖面图显示，瓶壁的斜面设计是导致边缘剂量下降的关键结构。
3. 相对生物有效性（RBE）值
基于培养瓶中心区域的存活曲线计算，相对于Cs-137 γ射线，50 kVp浅层X射线的RBE在V79和U2OS细胞中分别为1.45和1.64；70 kVp下为1.41和1.55；100 kVp下为1.23和1.36。所有RBE值均大于1，且随能量升高而降低，与光电效应贡献比例下降的趋势一致。
研究结论：
本研究证实，浅层X线虽易因培养瓶边缘效应产生剂量不均（边缘较中心衰减达35%），但恰恰揭示了其独特的物理优势：利用低能光子中光电效应占主导的特性（50 kVp时达85%），能量可高度集中于表层靶区，剂量跌落陡峭，能有效保护深层正常组织。这一“表浅沉积”特性使其在皮肤科、术后放疗等领域具有不可替代的临床价值。因此，精准剂量测定不仅是规避实验误差的前提，更是发挥浅层X线治疗优势、实现“精准表浅照射”的关键。
参考文献:
[0]Barghash R, Chailapakul P, Prebble AR, Leary D, Kato TA. Biological effectiveness of superficial X-ray in mammalian cells through precise dosimetry and Monte Carlo simulations. Biochem Biophys Res Commun. 2026 Mar 19;805:153352.
[1] A.B. Cognetta, B.M. Howard, H.P. Heaton, E.R. Stoddard, H.G. Hong, W.H. Green, Superficial x-ray in the treatment of basal and squamous cell carcinomas: a viable option in select patients, J. Am. Acad. Dermatol. 67 (2012) 1235–1241[2] B. Zagrodnik, W. Kempf, B. Seifert, B. Muller, G. Burg, M. Urosevic, R. Dummer, Superficial radiotherapy for patients with basal cell carcinoma: recurrence rates, histologic subtypes, and expression of p53 and Bcl-2, Cancer 98 (2003) 2708–2714, [3] B. Shirley, M. Andrae, T. Le Lay, M. Collins, Radiation therapy in the adjuvant treatment of hyperkeratotic palmoplantar psoriasis: a case study, J. Med. Radiat. Sci. 68 (2021) 326–331[4] G.M. Fairris, D.P. Mack, N.R. Rowell, Superficial X-ray therapy in the treatment of constitutional eczema of the hands, Br. J. Dermatol. 111 (1984) 445–449[5] Y.H. Song, D. Chen, W.N. Cai, L. Zhang, Superficial Radiation therapy (SRT-100) for hypertrophic neurodermatitis, Indian J. Dermatol. 69 (2024) 107[6] R. Hill, B. Healy, L. Holloway, Z. Kuncic, D. Thwaites, C. Baldock, Advances in kilovoltage x-ray beam dosimetry, Phys. Med. Biol. 59 (2014) R183–R231[7] S. McGregor, J. Minni, D. Herold, Superficial radiation therapy for the treatment of Nonmelanoma skin cancers, J. Clin. Aesthet. Dermatol. 8 (2015) 12–14.[9] M.S. Nestor, B. Berman, D. Goldberg, A.B. Cognetta Jr., M. Gold, W. Roth, C. J. Cockerell, B. Glick, Consensus guidelines on the use of superficial radiation therapy for treating nonmelanoma skin cancers and keloids, J. Clin. Aesthet. Dermatol. 12 (2019) 12–18.
