电离辐射的DNA靶损伤与恶性肿瘤

电离辐射的生物效应主要是对脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid，DNA）的损伤所致，DNA损伤效应可分为直接效应和间接效应。直接效应是指电离辐射的能量直接导致DNA结构改变；而间接效应是指电离辐射作用于分子物质，如水分子和氧气，产生自由基间接导致DNA损伤。

DNA是电离辐射作用的靶点，电离辐射可诱发多种类型DNA分子损伤，例如碱基损伤或DNA链断裂（单链或者双链断裂）等。不同种类的射线的生物学效应不一致，常使用相对生物效应来比较不同射线所致生物学效应的严重程度。依据射线在组织中沿着次级粒子径迹上的线性能量传递（Linear Energy Transfer，LET）大小，可以分为低传能线密度（低LET射线）和高传能线密度（高LET射线）。高LET射线比低LET射线更容易导致DNA双链断裂，引起染色体高级结构紊乱，最终导致染色体畸形。(https://www.daowen.com)

导致各种生物效应的关键基因毒性损伤、碱基损伤和DNA双链断裂的错误修复是细胞基因突变和染色体畸变的主要原因。不同能量的电离辐射导致的细胞反应不一致。低LET射线在细胞内能量沉积相对均匀，一般导致单发DNA病变。相反，高LET辐射能导致DNA分子集簇性损伤，加上自由基或二级电子的作用，产生继发性DNA损伤，其修复难度大、错误修复率高，进而产生严重的生物学效应。事实上，电离辐射作为基因毒剂，损伤DNA分子就已启动了细胞恶性转化的程序，其关键点在于改变了某些关键基因（如癌基因、抑癌基因）的结构和功能，并引起细胞增殖失调和恶性转化[2]。

通过分析HPRT基因突变的分子结构谱，表明80%的辐射直接诱发的基因突变形式是基因的缺失突变或重排，与基因的自发突变形式不同。然而，至今尚未发现电离辐射诱发的基因突变特异性位点；也没有发现电离辐射导致的特异性遗传改变。电离辐射除导致基因结构的改变外，还通过改变某些关键基因的表达来影响生物学功能，如促使癌基因激活、抑癌基因失活、干扰细胞周期调控等。总之，电离辐射通过损伤DNA分子启动细胞癌变，并非单一基因或辐射特异基因的作用，应该是多途径作用，而且具有随机性。