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  質子放療、重離子放療、普通放療的區(qū)別
  
  2021-06-11 來源：全球腫瘤醫(yī)生網
  
  
  
  質子治療的歷史
  
  1946年，Robert率先提出質子具有物理學優(yōu)勢，可用于治療腫瘤。1954年伯克利實驗室首次采用質子治療晚期乳腺癌，1990年利弗尼亞Loma Linda大學建立了一家具有高能質子束的醫(yī)療中心，至2013底，全球共有超過50家質子治療中心。2004年山東萬杰醫(yī)院建立了我國一家質子治療中心，上海質子重離子醫(yī)院也于2014年開始治療患者。2019年，由中國科學院近代物理研究所及其控股公司蘭州科近泰基新技術有限責任公司研制的重離子治療腫瘤醫(yī)療設備——“碳離子治療系統(tǒng)”獲批第三類醫(yī)療器械產品注冊，安裝于甘肅省武威腫瘤醫(yī)院，具有自主知識產權，是國內首臺由國家藥品監(jiān)督管理局批準注冊的國產碳離子治療系統(tǒng)。2021年，我國首臺國產質子治療示范裝置(由瑞金醫(yī)院、上海聯(lián)和投資有限公司和中國科學院上海應用物理研究所合作，于2013年開始研發(fā))已在瑞金醫(yī)院腫瘤(質子)中心進入臨床測試階段。(下圖為瑞金醫(yī)院腫瘤質子中心布局圖)
  
  質子治療的技術發(fā)展
  
  物理學：之前在運行中的質子設備多采用固定散射技術生成治療野，大多數發(fā)表的臨床研究中也是采用該種技術。其有射野較小，適形性較差，多野治療時輸出慢等的缺點。目前隨著技術的發(fā)展，調強質子放療(IMPT)和180/360度的旋轉機架越來越多。(下圖為360度旋轉機架治療機房)
  
  Flash治療技術：具有超高劑量率(>40 Gy/s) 的電離輻射被稱為Flash照射，與常規(guī)劑量率照射相比，除了治療時間大大縮短之外，它在有效抑制腫瘤生長的同時顯著降低了對正常組織的輻射損傷。
  
  生物學：有初步臨床證據顯示質子治療在兒童腫瘤、中樞神經系統(tǒng)腫瘤、顱底肉瘤、眼球黑色素瘤、肝腫瘤和其它一些腫瘤中優(yōu)于X線。
  
  質子放療和普通放療的區(qū)別
  
  常規(guī)放療使用不帶電的光子，例如X射線(加速器)或者γ射線(伽馬刀等)，而質子帶正電(氫原子核)。兩者在生物效應上區(qū)別不大，但物理效應差別很大，質子的LET高，布拉格峰尖銳，這也就意味著可以把劑量集中在腫瘤位置，而對于周邊正常組織的損傷較小。需要注意的是，腫瘤本身是有體積的，所以實際應用中，布拉格峰也需要展寬(SOBP)后使用。
  
  質子治療的優(yōu)劣勢
  
  優(yōu)勢：前面已經說的差不多了，主要就是物理效應好所以對正常組織的傷害相對較低，身體副反應少。
  
  劣勢：一是不可回避的成本問題，占地面積巨大，機器至少幾個億，而且還沒包含維保費用。另外，我多說一嘴，不管是幾室的質子機房，同一時間永遠只能有一個機房在實際出束，運行成本也比較高。對病人來說的話，以已運行多年的上海質子重離子醫(yī)院為例，一個療程大概在30萬人民幣左右，自費。二是對于很多常規(guī)病種，光子治療已經很成熟，和昨天說的一樣，更好的劑量分布并不意味著更好的臨床獲益，又或者說，再好個10%的效果需要付出100%以上的成本。(下圖為上海質子重離子醫(yī)院同步加速器)
  
  不過我也知道，很多事情不是這樣算的，一來科技是第一生產力，但凡能往前走一小步都是很大的進步;二來質子項目是我們國家目前重點發(fā)展的內容之一，是我們實現(xiàn)彎道超車一個很好的標的，有些國產質子設備已經實現(xiàn)裝機(瑞金醫(yī)院腫瘤質子中心)，很快就能在臨床上見到。(下圖為甘肅武威重離子中心同步加速器)
  
  質子治療和重離子治療的區(qū)別
  
  重離子就是比質子重的帶電粒子，通常包含帶電的氦、碳及氖離子等，目前臨床上在應用的主要是碳離子。
  
  前面我們提到了質子治療和常規(guī)放療相比：物理效應有了明顯提高，但生物效應相似。而重離子放療和質子放療相比則：物理效應相似，但生物效應有了明顯提高。這是因為光子和質子破壞的是腫瘤細胞的單鏈，而重離子破壞的是腫瘤細胞的雙鏈。如果X線的相對生物學效應是1，那質子大概是1.1，重離子則可以達到3左右。所以重離子在乏氧細胞的殺傷、輻射不敏感腫瘤的放射治療上有更大的發(fā)展空間。
  
  另外，得益于相對生物學效應的增加等因素，重離子治療一般分次更少，療程更短，減少了治療時間。
  
  多線束復合治療技術(采用常規(guī)光子治療或者質子治療先將輻射敏感性腫瘤細胞殺滅，然后采用碳離子等殺滅乏氧細胞等輻射抗拒細胞，有可能取得更為理想的臨床治療效果)也在進行逐步研究和成果產出。
  
  不過重離子的成本比質子放療更高，而且沒有更充分的證據能帶來比質子治療更好的臨床收益，目前應用比較少。
  
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