質子治療四大問題和最新進展

　　提到“質子治療”，大多數人可能首先會聯想到化學原子核中的質子，恰恰是這種微小的粒子，將其應用于癌癥治療上，能取得意想不到的效果，且已經成為目前最先進的癌癥治療技術。

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　　近日，《自然》就刊發了一篇綜述，歸納了質子治療腫瘤的現狀和最新進展，為了能讓更多癌癥患者獲得質子精準治療，專家們提出了三種建議方案：縮小加速器基建規模、更加精準質子、拓展醫保覆蓋范圍，最終把質子治療腫瘤作為抗癌首選方案之一，讓更多患者獲益。

　　質子治療最早于1946年首次被提出，1954年，美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究團隊進行了世界首例腫瘤患者的質子治療。此后，美國、歐洲、日本等相繼開始了質子在醫學領域的研究，但直到1988年，質子治療才獲得了美國FDA的批準，質子治療從此開始在腫瘤治療領域大放異彩。

　　目前，全美有20多家癌癥質子束治療中心，包括MD安德森腫瘤中心、梅奧醫學中心、麻省總醫院腫瘤中心、賓夕法尼亞大學附屬的癌癥質子束治療中心和佛羅里達州醫療聯合機構附屬質子束治療中心等。

　　2015年5月8日，我國首家質子重離子醫院——位于上海國際醫學園區的上海市質子重離子醫院正式運營，截至到目前，收治患者已突破1000例。

　　質子治療的原理

　　所謂質子治療，就是將失掉電子的氫原子原子核，利用回旋加速器或者同步加速器加速到光速約70%，以這種極快的速度穿透到人體內部，到達癌細胞所在的特定部位，速度突然降低并停止，釋放出最大能量，產生“布拉格峰”，將癌細胞殺死，同時有效地保護周圍正常組織，且副作用小。比如當腫瘤直接與重要器官或結構如脊髓、視神經、心臟等相鄰，質子治療依然能在有效治療腫瘤的同時保護這些重要器官或結構的功能，這在常規輻射治療中是不可能的。

　　同時，質子刀對比其他放射手術方法，其穿透性能強，對病灶的定位效果是最佳的，機器操作的精準度也最高，其對病灶外區域造成的輻射量少，降低誘發二次癌癥的幾率。與質子治療相比，X射線治療誘發第二原發腫瘤的風險高出12倍，接受質子治療后的患者能擁有更好的生存質量。國外臨床治療數據表明，質子治療腫瘤有效率達到95%以上，五年存活率高達80%。

　　此外，質子刀還可以適用于腫瘤復發的治療，腫瘤之前經過放射治療后復發，可以再次接受質子治療，只需要控制質子束的劑量和濃度，這在傳統放射治療中是不可能的。

　　質子治療的優勢

　　臨床上，質子束療法通常可以治療前列腺癌、頭頸部腫瘤、部分兒童腫瘤、胰腺癌，甚至部分早期乳腺癌和肺癌等。

　　比如，對于早期前列腺癌患者而言，放療是常見的用于局部前列腺癌的根治性治療方法。臨床試驗證明，高放射劑量可以取得更好的治療效果。然而，對前列腺放射劑量的遞增也增加了對于臨近正常組織損傷的風險。在外照射放療的治療過程中正常直腸的暴露劑量與治療并發癥相關，多表現為直腸出血。因此，病灶區最大劑量同時周圍直腸最小化劑量是放射治療的理想追求。

　　同樣的問題也存在于肺癌的放射治療中。放療在轉移性肺癌的治療中起著重要作用，單純放療可以治愈Ⅰ期非小細胞肺癌（NSCLC）。放療也可作為綜合治療的組成用于治療局部晚期 NSCLC。根治性放療中需要采用大劑量照射，治療和劑量必須在預期的治療毒性與實現腫瘤局部控制的可能性之間取得平衡。

　　事實上，為了限制輻射損傷鄰近正常組織的風險，放療往往達不到殺死腫瘤的劑量，但質子治療就能達到上述目的。

　　《自然》刊文認為：質子治療癌癥對患者的獲益還是可預測的，隨著質子加速器等技術進步，從質子治療中獲益的患者數量也會增加。

　　《自然》刊文指出質子治療的四大問題

　　雖然質子治療比較與傳統放射治療有著無可比擬的優勢，但是其依然存在幾大問題。

　　上述提到的《自然》刊文就指出，相對于常規X-射線放療而言，質子治療費用至少高出2-3倍，這對于來自普通家庭的患者來講，這筆高昂的醫療費用是難以承擔的，并且未全部覆蓋到醫保，比如，目前上海質子重離子醫院一個療程的費用是在27.8萬元，只能走一些商保渠道。

　　還比如在美國，雖然醫保覆蓋了部門部分癌癥質子治療，但是保險公司對于質子治療適應癥患者的選擇十分苛刻，有近30%的患者被拒之門外，保險不承擔費用，主要原因是臨床治療中提供有明顯療效的臨床數據太少，這就形成了一個惡性循環：患者個人的醫療保險不負擔，相關臨床治療也很難開展下去。

　　對于患者而言，質子治療的醫療費用難以承擔，而對于醫院來講，質子設備同樣難以承受。

　　自20世紀90年代以來，加速器的重量從上百噸降到了20噸，加速器直徑也縮小了3倍，迄今為止最小的質子治療加速器直徑不到2米，與一張特大號床相當。但是，與旋轉機架和其它輔助設備加在一起，即使是最為Mini型質子治療系統也要占用幾百平方米面積，也比一般傳統的50平方米治療室大幾倍，目前，多數醫院缺乏建造質子治療專用機構的資金和空間，這些是現實問題。

　　同時，質子治療還存在一個更精準度的問題，有醫生表示，目前質子束能精確在0.5厘米內，這與X射線類似，將質子束的精密度從厘米精準到毫米級將是下一步必要的技術更新。尤其在治療肺部和肝臟腫瘤時，腫瘤所處位置是一個移動部位，這將是另一艱難的技術挑戰。

　　此外，精通質子設備安裝和調試的專業技術人員以及擅長質子治療技術醫生的短缺也是一大問題。

　　改進建議和最新進展

　　治療費用方面，《自然》刊文指出保險公司應建立“參考定價”模式，為有相似治療效果的不同治療方法建立統一支付標準，這將有助于在新的臨床應用中收集質子治療臨床數據。

　　在設備方面，目標是把質子治療設備安裝在一個房間內，醫院可以不另建造治療室，這樣更便于醫院更新換代現有的X射線治療裝置，同時，如果一臺質子加速器設備價能格降低到500萬美元，那么普及應用質子治療的時代也就不遠了，相應地治療費用也會不斷降低。

　　在精度方面，目前已經探究出幾種測量質子束的方法，當質子與原子核相互作用時，它們發出可跟蹤的γ射線，當組織器官受到質子脈沖照射加熱產生膨脹和收縮時，會釋放聲波。這種技術在實驗環境中可以使質子束精確在幾毫米范圍，但尚未在臨床治療中應用，克服在臨床治療中的技術障礙需要醫療科研機構、醫生和患者的共同努力。

　　對于專業技術人員和醫生的短缺，《自然》刊文提出解決方案之一是使質子治療工作流程與傳統的X射線治療類似，可以借用現有的放療醫生和技術人員，另一種方法是更多地依靠人工智能和全自動化，通過專家指導系統形成一個AI系統進而指導患者治療過程。

　　值得一提的是，《自然》刊文還提到了質子治療的三項最新進展：質子筆形束可以將輻射劑量準確地照射到實體腫瘤上，減少了從多角度照射患者的必要；快速成像方法可以檢測患者位置的微小變化，進而改變光束的精準區域；運用可延展材料制作的“軟體機器人”，利用其機器人手臂，對患者進行快速且舒適地定位，減少醫生頻繁進入治療室的機會。