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DNA双链断裂（DSB）是细胞受到电离辐射后最严重的DNA损伤，导致细胞凋亡、细胞周期阻滞以及DNA损伤修复。DNA损伤发生后，激活细胞内DNA损伤应答，启动DSB修复通路同源重组（HR）和非同源重组末端连接（NHEJ）。HR修复分为联会前期、联会期和联会后期，以姐妹染色单体为模板，进行无错误修复，是保护基因组完整性的主要机制。对IR导致的DSB HR和NHEJ具有互补关系，G2和S期HR是主要修复方式。HR是肿瘤发病风险、预后指标和治疗靶点，合成致死是HR用于肿瘤靶向治疗的重要机制。本文主要对DSB修复过程中所涉及HR修复通路中的分子机制、合成致死概念及其与NHEJ修复的关系作一综述，并探讨其成为转化医学研究和潜在临床应用的可能性。