青少年小鼠质子FLASH放射治疗对肌肉骨骼和骨髓的保护作用

目的：放射诱导的肌肉骨骼毒性是骨骼仍在发育的儿科患者的主要限制之一。FLASH放疗以超高剂量率（>40 Gy/s）递送，已在临床前模型中显示出正常组织保护作用，但其对发育中骨骼和骨髓的影响尚未完全明确。本研究评估了青少年小鼠质子FLASH照射后10周的正常组织效应，模拟儿科背景。方法：3至4周龄的C57BL/6小鼠随机接受11 Gy质子FLASH（约200 Gy/s）、常规照射（平均0.2 Gy/s）或假照射，使用基于同步加速器的质子束线照射左后腿。治疗后随访10周。通过microCT评估骨毒性，包括骨矿物质密度、骨体积分数、骨小梁指数和肢体长度。通过H&E染色切片定量骨髓细胞数量，并使用Masson三色染色评估肌肉纤维化。结果：与常规照射相比，质子FLASH照射保留了骨微结构，骨矿物质密度和骨体积分数更高（p < 0.05）。骨小梁数量得以维持，而结构模型指数表明FLASH组具有机械上有利的骨小梁结构。质子FLASH还部分保留了纵向骨生长，胫骨长度比为0.94（FLASH）对比0.91（CONV）对比1.00（SHAM）。FLASH小鼠骨髓细胞数量得以保留（与假照射相比减少5.3%），而常规照射减少11.3%（p < 0.05）。FLASH组肌肉纤维化显著降低（纤维化阳性率2.6%对比3.0%，p < 0.05）。各组均未观察到严重不动或体重减轻。结论：质子FLASH在青少年小鼠照射后10周减少了肌肉骨骼和骨髓毒性。这些发现将先前质子FLASH成年小鼠研究扩展到青少年模型，证明其具有组织保护作用，并支持进一步研究FLASH作为减少儿科患者放疗期间正常组织损伤的策略。