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《自然》评述质子治疗肿瘤的疗效和重大意义(下篇)

临床应用

尽管质子治疗应用越来越广泛,但接受治疗的患者和那些可能从中获益的人之间的人数差距仍然很大。最主要的原因是治疗费用。由于缺乏对治疗效果和患者实际情况的了解,哪些癌症患者适合于质子治疗是另一困惑。






















《自然》刊文认为:质子治疗癌症对患者的获益还是可预测的。随着质子加速器等技术进步,从质子治疗中获益的患者数量也会增加。

质子疗法不像药片,取决于质子束如何照射到患者体内的肿瘤组织上。它比其它成熟的放射治疗,譬如,X射线有更大的改进空间。

提高质子治疗的物理优势,尤其是精准性、对周围正常组织器官损伤微小,这对大多数需要接受放疗的患者来讲,质子治疗是最好的治疗方法。甚至在有些情况下,它可能优于外科手术治疗。

质子束使其具有手术刀的精确性。与X射线的光子不同,质子以极高速度进入患者体内后质子减慢,它们与人体组织相互作用。大部分光束能量沉积在一个点上(称为布拉格峰)。

质子的速度或动能决定了质子束到达皮肤以下的深度。质子约50兆电子伏的能量穿透到几厘米的深度,超过200兆电子伏的能量可达到30厘米。在这个减速过程中产生的不确定因素会影响剂量是否直达肿瘤,或波及其它周边健康组织器官等。

更成熟的成像方法辅助定位和引导质子束。目前的定位技术能精确在0.5厘米内。这与X射线类似,但X射线的辐射剂量无法被很好地控制,无法阻止X射线对周边重要脏器,如脊髓的辐射。

将质子束的精密度从厘米精准到毫米级将是下一步必要的技术更新。尤其在治疗肺部和肝脏肿瘤时,肿瘤所处位置是一个移动部位,这将是另一艰难的技术挑战。

高精度意味着肿瘤周边健康组织接受到的辐射剂量会很小。一般情况下,会通过超调量来解决放射治疗中的不确定性。如果质子治疗技术成功地解决这一难题,目前的肺癌治疗方法将会被彻底改变。

目前质子治疗比X射线更大的物理优势尚未被充分展示出来。

目前已经探究出几种测量质子束的方法。当质子与原子核相互作用时,它们发出可跟踪的γ射线。当组织器官受到质子脉冲照射加热产生膨胀和收缩时,会释放声波。这种技术在实验环境中可以使质子束精确在几毫米范围,但尚未在临床治疗中应用。克服在临床治疗中的技术障碍需要医疗科研机构、医生和患者的共同努力。

相关政策

目前,质子治疗肿瘤的医疗费用成本高是事实,这意味着多数国家和医保公司限制性使用质子治疗,除了那些明确获益的患者,比如儿童脑部肿瘤等。

英国和欧盟国家,包括丹麦和荷兰等已经明确某些特定的癌症适用于质子治疗。因为质子治疗可以最大程度地减少长期副作用,如颅底肿瘤(脊索瘤和软骨肉瘤),眼睛肿瘤(黑色素瘤)和儿童脑部肿瘤等。2014年,美国放射治疗肿瘤学会发布了一份专家建议,医疗保险公司应该承保一些肿瘤疾病。

即便如此,每个患者是不同的,所得的肿瘤也千差万别。比如,肉瘤生长部位和形状不尽相同。质子治疗的效果取决于肿瘤大小、形状,以及与周边组织器官的距离。患有乳腺癌的患者并不在上述专家建议的清单上。但是,那些左乳房有肿瘤的女性可能会受益,因为质子治疗可以帮助心脏免受辐射损伤。

荷兰已经朝着正确方向迈出了一步。使用个体治疗方案和正常组织中并发症的生物模型来选择那些最能从质子治疗中获益的患者。但是,生物剂量反应模型预测副作用的概率并不十分确定。这些模型只考虑严重的并发症,例如失明,这是极为罕见的。他们不考虑更常见的不良副作用,例如患儿智商的明显降低。

在美国,有几家医院试图通过集中治疗常见和易治疗的肿瘤,如前列腺癌来弥补质子中心运营成本。在这种情况下,医保公司不愿支付治疗费用,有钱人只好自己买单。因此,用质子治疗最常见癌症是一种与其它治疗方法相比临床差异最小。

由于运行的质子治疗中心较少,患者必须从其它医院转诊到质子治疗中心就诊。许多肿瘤学家不了解这一治疗方法,当地私人医生和医院担心如果他们的病人在别处接受治疗会减少他们的收入。病人也不愿长途旅行,有时甚至在国与国之间辗转就诊。因此,要求转诊的病人并不多。

2015以来,瑞典完善了相应组织工作。位于乌普萨拉的质子治疗中心一直为全国所有主要医院提供质子治疗服务。参与转诊的医院医生和工作人员加入了乌普萨拉的患者治疗计划,这使得质子治疗中心就诊人数明显增多。这种集中患者治疗的方法在一个幅员辽阔的国家可能行不通。到2019年,美国将完成第一次测试,评估全美已经建立的质子治疗中心的运营状况,届时,在纽约曼哈顿也将建立一所质子治疗中心,与曼哈顿当地的医院共享其治疗资源。

肿瘤质子治疗中心也引出了另一个问题——专业技术人员和医生的短缺。解决方案之一是使质子治疗工作流程与传统的X射线治疗类似,可以借用现有的放疗医生和技术人员。另一种方法是更多地依靠人工智能和全自动化,通过专家指导系统形成一个AI系统进而指导患者治疗过程。

为了使质子治疗技术更加实用,需要建立合作伙伴关系。医院必须与病人分享质子治疗科普知识,并与病人和家属互动交流。

美国国家实验室从事学术研究的应用物理学家和工程师应该与医学家在质子束治疗技术更新、精准成像和AI机器人技术方面进行全面合作。

例如,位于日内瓦的欧洲粒子研究中心开展关于探测器和加速器在医学中应用研究,就是与位于英国的母公司就线性微型加速器在医学中的应用展开联合研究项目。美国国家物理工程学会和资助机构应该协助并支持相关研究课题,并帮助宣传和传播最新进展。

随着治疗成本的下降,质子治疗在5-10年内有望降低到与高端X射线治疗费用相当水平。保险公司应建立“参考定价”模式,为有相似治疗效果的不同治疗方法建立统一支付标准。这将有助于在新的临床应用中收集质子治疗临床数据。

著名的梅奥诊所已和医保公司签订了合作协议。在医院和健康医疗资助者之间建立广泛合作。

为保障质子治疗领域的研发和临床应用进展,20185月即将召开的粒子治疗合作小组会议上将深入探讨上述各种建议。欧洲和美国放射肿瘤学学会将参与进来。美国物理学会和欧洲健康学会的座谈会或卫星会也将组织探讨质子治疗技术的相关问题。

可见,2018年或未来3-5年,质子治疗肿瘤将成为普及之势,因为核心问题:治疗费用和设备技术已经成为必须解决的聚焦核心。










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