09 十月 2021

什么是质子束治疗?

贡献者: 李锦祥医生

质子束治疗(PBT)是一种使用加速质子粒子,而不是传统X射线进行放射治疗的治疗模式。本期健康月刊,放射肿瘤科高级顾问李锦祥医生将告诉我们更多关于质子束治疗(PBT)的信息,包括其如何在癌症治疗中发挥作用、患者对其治疗可以有哪些期待。

很大比例的癌症患者在治疗时,需要将放射治疗作为唯一的主要治疗手段,或需要将其与手术、化疗和免疫治疗相结合。

当放射治疗的辐射射线指向癌细胞时,细胞吸收的辐射会导致其DNA损伤,如果辐射足够严重,会导致癌细胞死亡。然而,在放射治疗过程中,癌细胞周围的正常组织也可能受到影响。

放射治疗的治疗目的是发射含有有效辐射剂量的高聚焦辐射束,将肿瘤组织作为靶点,同时避免对周围健康组织造成永久性损伤。

在癌症治疗中,传递给癌细胞的电离辐射要么是光子,要么是粒子。前者由高能X射线和伽马射线组成,而后者,也就是在PBT中主要使用的包括质子、电子、中子和重碳离子。

PBT是如何发挥效用的?

质子是带正电荷的粒子,是从氢原子中提取出来的。提取出后,质子粒子被注入回旋加速器,或注入作为粒子加速器的同步加速器。

利用电磁场,回旋加速器以圆形路径加速质子,并将其能量增加到总共7000万至2.5亿电子伏特,这样的能量水平足以将质子输送到患者体内任何深度的肿瘤。当这些加速的质子离开回旋加速器或同步加速器,进入病人治疗室时,会使用一系列超导磁体,让它们通过束流传输系统。

根据发展历史来看,早期的质子中心采用多室处理系统。这种系统会占用大量土地。但随着技术的发展,紧凑的单间处理系统数量逐渐增多,在土地稀缺或建筑密集的地区变得更为流行。

PBT与传统治疗方式(如X线)的比较

传统的外束放射治疗使用X射线或伽马射线,这些射线沿着辐射束的路径将其能量沉积到靶向肿瘤内外,在这个过程中辐射到肿瘤部位前后的健康组织。

这种辐射的“出端剂量”会损害肿瘤附近的正常组织或器官,因而对患者带来长期副作用。

然而,直线加速器设备的进步;计算机程序设计;先进的成像模式,帮助减少在定位肿瘤时的不确定性;减少治疗量的运动管理技术;以及大量关于辐射剂量和正常组织并发症的放射生物学数据,让现代的传统放射治疗变得更加安全。

PBT的出现将这种安全性提升到了一个更高的水平。

PBT治疗方法中,放射肿瘤学家可以控制质子释放大部分能量的位置。质子通过身体时,它们会减慢速度,并与电子相互作用,释放能量。

能量释放最高的点被称为“布拉格峰(Bragg peak)”,它与目标肿瘤的位置一致。在布拉格峰之外,能量对细胞造成的损伤可以忽略不计,能够更好地保护健康组织。

一般来说,质子比传统的X射线和伽马射线具有更高的相对生物学效应。这可能提高控制率。

谁可以从PBT中受益?

必须强调一点,目前的现代传统放射治疗已经非常安全。但是,PBT还可以在此基础上进一步提高安全水平。

PBT可显著减少儿童肿瘤的急性和长期副作用,如:生长异常、神经并发症、智商降低、心脏、肺和肠道副作用、生育能力下降和二次肿瘤。

中枢神经系统肿瘤、鼻腔肿瘤、颅底肿瘤和骶骨脊索瘤黑能够提供其他降低副作用的例子。PBT对先前照射部位的肿瘤再治疗也有好处。对于这类患者,病例选择很重要。

针对头颈部、食道、肺、乳腺、肝脏、胰腺和前列腺等部位肿瘤的临床研究和试验正在进行中。目前的挑战是,如何获得成熟的数据,来客观地比较PBT和现代先进的放射治疗技术,如调强放射治疗(IMRT)。由于PBT治疗费用较高,可能是IMRT治疗费用的2-3倍,因此缺乏两种治疗方式之间的成本效益研究是PBT在肿瘤治疗中获得推广所要面临的另一个障碍。

接受PBT手术 - 患者可以有何期待

PBT与传统的辐射处理过程没有很大的不同。

选定的患者将在实际接受PBT治疗前几天,接受固定装置的安装、CT扫描和/或PET-CT扫描和/或MRI扫描的模拟治疗,确定肿瘤的位置。

然后,放射肿瘤学专家将与计量学专家和物理学专家团队一起,制定治疗计划,计算最佳剂量分布,从而达成肿瘤治疗最佳覆盖,减少对正常组织的辐射剂量。在治疗开始前,需要进行患者治疗质量管理。

团队将特别注意,确保治疗设置准确,包括进行CT成像,确定肿瘤的确切位置,并进行位置校正。由于布拉格峰现象,PBT对治疗设置的精度要求非常高,数据不准确是不可原谅的。

对于儿童来说,通常还会采取镇静手段,避免治疗过程中因儿童移动导致数据不准确。由于治疗过程要求,每个病人通常需要稍微长一点的治疗时间。

总结

PBT是一种局部治疗方式,在某些脑肿瘤中可以作为单一治疗方式使用。

然而,对于局部晚期癌症,联合化疗和/或免疫治疗会有更好的结果。

PBT的发展前景在于,与常规放射治疗相比,提供相同等效的肿瘤剂量时,PBT能够减少对正常组织造成的放射毒性,或者在提高肿瘤剂量的前提下,获得潜在的高控制率,同时保持与常规放射治疗相同的正常组织并发症率。

发表于 癌症治疗
标签 常见癌症, 放射治疗, 治疗癌症的新方法, 癌症最新突破