本文将从组织水平、肿瘤复发与诱发两个维度出发，概述质子放疗与光子放疗生物学特征的区别。
01
组织水平
（１）血管生成：肿瘤血管的生成在肿瘤的发生发展中具有重要的作用。大量的研究结果表明，质子照射和光子照射对肿瘤血管的作用表现不同。
质子照射可抑制肿瘤血管的形成［1］，而光子照射可促进肿瘤血管的生成［2］。质子照射可显著降低VEGF、IL-6、IL-8和HIF-1A等促血管生成因子的表达［3］，同时也可降低MMP-9等促血管生成蛋白的表达［4］；而光子照射可提高 VEGF、IL-6、HIF-1A和bFGF等促血管生成因子的表达［5］。
（２）侵袭与远处转移：侵袭和远处转移是肿瘤发生发展过程的重要特征之一，与患者的预后密切相关。有研究结果表明，质子照射后肿瘤细胞的侵袭与远处转移能力降低，而光子照射后肿瘤细胞的侵袭与远处转移能力增强［2］。
Ogata等［2］分别使用质子和光子照射高转移性纤维肉瘤细胞系HT1080，发现接受照射剂量为2Gy的质子照射后，肿瘤细胞的侵袭能力较未照射组降低了1/2；而接受照射剂量为2Gy的光子照射后，肿瘤细胞的侵袭能力较未照射组增强了2倍。侵袭和远处转移的机制可能与细胞表面糖蛋白和基质金属蛋白酶有关。质子照射后导致MMP-2、MMP-3以及MMP-9降低［6］，而光子照射后导致aVb3整合素蛋白增高［2］。Wang等［7］发现，质子照射可促进上皮细胞间质转化，而上皮细胞间质转化与肿瘤侵袭和远处转移密切相关。
02
肿瘤复发与诱发第二肿瘤
Stick等［8］研究发现，接受质子照射和光子照射的乳腺癌患者，预计10年后复发的绝对风险分别为 0.02%（0.0%~0.07%）和0.10%（0.0%~0.9%）。同时，他们还发现质子照射可将患者心脏毒性预测风险降低２.9%，而光子照射在多数患者中仍产生有限的心脏毒性。Caujiolle等［9］对质子照射后肿瘤复发与预后关系的研究发现，边缘型复发的生存率明显优于其他类型。
人们普遍认为，即使是在治疗剂量范围内，电离辐射也可导致肿瘤［10］。Chung等［11］分别对558例接受质子放疗的患者和558例接受光子放疗的患者进行了匹配队列研究，他们发现接受质子放疗的患者中有29例（5.2%）出现了第二肿瘤，而接受光子放疗的患者中有42例（7.5%）出现了第二肿瘤。Stokkevåg等［12］研究也得到类似的结论。这提示，质子放疗较光子放疗在抑制第二肿瘤发生率方面可能具有一定优势，但有待高证据等级的研究来证实。
文中参考文献：
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