日前,澳大利亞政府表示,將幫助研究人員開(kāi)發(fā)新一代的癌癥療法,包括一些復(fù)雜的兒童癌癥;質(zhì)子射線療法(proton beam therapy)是一種放療方法,其能夠利用質(zhì)子(重粒子)來(lái)替代常規(guī)放射療法中所使用的X射線,這些質(zhì)子能夠更加精準(zhǔn)地靶向作用距離關(guān)鍵器官較近的腫瘤組織,這種療法對(duì)于腦癌患者以及一些機(jī)體正在發(fā)育且對(duì)損傷比較敏感的兒童患者具有一定的益處。 因此,研究人員迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠替代常規(guī)放射療法的新型方法來(lái)靶向治療特定的癌癥,那么什么是傳統(tǒng)的放射療法?又如何通過(guò)質(zhì)子射線療法來(lái)幫助改善科學(xué)家們對(duì)癌癥的治療呢? 什么是放射療法? 放射療法、外手手術(shù)、化療以及姑息療法(palliative care)是癌癥療法的基礎(chǔ),其中放射療法被推薦用于治療一半的癌癥患者;這種療法常常用于癌癥固定在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的患者中,依賴于癌癥位點(diǎn)和發(fā)展階段,放療往往會(huì)被獨(dú)立使用或者同手術(shù)及化療方法相結(jié)合進(jìn)行使用。在其它療法治療前或治療后,使用放療手段往往能夠使得患者的治療變得更加有效,比如在化療或者外科手術(shù)治療癌癥之前,放療往往能夠促進(jìn)腫瘤收縮。 大部分的放療都是直接利用高熱量的X射線束來(lái)靶向作用癌癥組織進(jìn)而達(dá)到對(duì)癌細(xì)胞的殺滅作用。X射線能夠同腫瘤細(xì)胞相互作用,損傷腫瘤細(xì)胞的DNA并且抑制癌細(xì)胞再生,但由于X射線無(wú)法區(qū)分癌變細(xì)胞和健康細(xì)胞,經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致正常組織被損傷,損傷的正常組織則會(huì)誘發(fā)機(jī)體出現(xiàn)一些輕微的癥狀,比如疲勞、或者罕見(jiàn)的嚴(yán)重副作用,包括患者入院治療,甚至死亡。 進(jìn)行合適水平的放療往往能夠使得患者達(dá)到治療和損傷之間的完美平衡,改善效益治愈比率的常用方法就是從多個(gè)方向?qū)δ[瘤進(jìn)行多角度攻擊,如果能夠進(jìn)行重疊的話,就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)健康組織最小化損傷的前提下,最大化地?fù)p傷腫瘤組織。 放射療法如何發(fā)揮作用? 1895年,研究者Wilhelm Rontgen發(fā)現(xiàn)了X射線,僅在1年內(nèi),當(dāng)研究人員發(fā)現(xiàn)過(guò)量暴露于輻射和皮膚燒傷之間的關(guān)系后,他們就開(kāi)始尋找放射在癌癥治療中的應(yīng)用了。放療過(guò)程包括三個(gè)關(guān)鍵階段,首先就是利用CT和MRI對(duì)患者進(jìn)行成像掃描,這能夠評(píng)估患者機(jī)體腫瘤的范圍,并且也能夠呈現(xiàn)患者機(jī)體中健康組織和其它關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的狀況。 在第二個(gè)階段中,醫(yī)生和治療團(tuán)隊(duì)會(huì)利用這些成像結(jié)果和患者的病歷來(lái)考慮放射束應(yīng)該在患者哪個(gè)部位進(jìn)行照射,從而在對(duì)健康組織最小化傷害的同時(shí)對(duì)腫瘤實(shí)現(xiàn)最大化的損傷效應(yīng);復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)業(yè)能夠模擬放射束在患者機(jī)體中的作用,從而就能夠更好地幫助評(píng)估在療法期間所發(fā)生的任何狀況。 在第三個(gè)階段中,也就是進(jìn)行療法實(shí)施的階段,當(dāng)治療束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)患者躺著不動(dòng),從而就能夠從多個(gè)角度對(duì)患者進(jìn)行全方位照射。每個(gè)治療大約都需要花費(fèi)15-30分鐘,依賴于癌癥和階段的不同,存在1-40種單獨(dú)的療法,通?;颊咝枰惶爝M(jìn)行一次治療,而且在治療過(guò)程中患者并不會(huì)感覺(jué)到輻射的存在。 好處和副作用 放射療法的靶向技術(shù)對(duì)很多癌癥的治療都產(chǎn)生了巨大的影響,尤其是在治療早期肺癌和前列腺癌上,利用放射療法對(duì)早期肺癌進(jìn)行研究的結(jié)果表明,診斷后患者三年的存活率能夠達(dá)到95%,對(duì)于前列腺癌而言,患者5年的大體生存率能夠達(dá)到93%。而放療所產(chǎn)生的副作用因療法的位點(diǎn)、癌癥階段以及每個(gè)患者的情況而存在一定差異,通常療法所帶來(lái)的副作用都是中度的,但有些卻會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用,放療最常見(jiàn)的副作用就是疲憊。 對(duì)于頭頸癌進(jìn)行放療還會(huì)使患者產(chǎn)生其它副作用,包括腹瀉、食欲下降、口干和吞咽困難等。放療所帶來(lái)的長(zhǎng)期效應(yīng)是研究人員非常關(guān)心的,尤其是對(duì)于兒童而言,比如利用放療來(lái)治療兒童的腦部腫瘤往往會(huì)對(duì)個(gè)體產(chǎn)生持久的認(rèn)知效應(yīng),進(jìn)而影響個(gè)人的人際關(guān)系和學(xué)業(yè)上的成就。 醫(yī)生們往往需要衡量療法所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和效益,而質(zhì)子射線療法在很多案例中都可以說(shuō)是非常有益的。 放射療法所面臨的其它挑戰(zhàn) 當(dāng)前的放射療法還會(huì)面臨許多挑戰(zhàn),其通常很難從健康組織中區(qū)分出腫瘤組織,甚至專(zhuān)家們?cè)谀[瘤具體位點(diǎn)上也達(dá)不到一致的想法。當(dāng)患者移動(dòng)時(shí),比如當(dāng)其呼吸、吞咽、心跳、甚至進(jìn)行食物消化時(shí),放療似乎并不能很容易適應(yīng)患者解剖學(xué)上的復(fù)雜改變。因此放射束常常會(huì)產(chǎn)生脫靶效應(yīng),從而不能有效準(zhǔn)確作用腫瘤位點(diǎn)。 此外,當(dāng)前研究人員并不會(huì)利用相同的方法對(duì)腫瘤的所有部位進(jìn)行處理,盡管腫瘤的部分區(qū)域會(huì)惡化,對(duì)放療產(chǎn)生耐受,而且很有可能擴(kuò)散到機(jī)體其它部位。腫瘤自身也會(huì)改變對(duì)療法的反應(yīng),而這就進(jìn)一步增加了問(wèn)題的復(fù)雜性,一種理論上的放療解決手段就是通過(guò)成像,并且根據(jù)腫瘤發(fā)生的變化來(lái)不斷對(duì)療法進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)技術(shù)的改善也會(huì)幫助克服目前所遇到的挑戰(zhàn),包括對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行改善來(lái)更加精準(zhǔn)地尋找腫瘤的位點(diǎn)。 質(zhì)子射線療法和其它創(chuàng)新 質(zhì)子射線療法能夠給許多患者帶來(lái)最大化的效益,包括治療距離骨髓和骨盆非常近的腫瘤;這或許需要較強(qiáng)大的加速器來(lái)給質(zhì)子足夠的能量讓其更加深入地滲透到患者機(jī)體中,同時(shí)利用復(fù)雜的轉(zhuǎn)向磁鐵還能夠?qū)⒏吣苜|(zhì)子運(yùn)輸?shù)街委熓抑?,同時(shí)也能夠直接對(duì)患者機(jī)體中的腫瘤進(jìn)行定向作用。 質(zhì)子能夠降低速度,并且在患者體內(nèi)失去能量,而失去的大部分能量都會(huì)用在對(duì)腫瘤進(jìn)行靶向作用上,這就能夠降低患者機(jī)體健康組織的能量損失,并且減少副作用的發(fā)生。以其它放療形式改變患者解剖學(xué)和生理學(xué)的問(wèn)題同時(shí)也是質(zhì)子射線療法所面臨的挑戰(zhàn)。 目前有很多澳大利亞研究團(tuán)隊(duì)都在解決這些挑戰(zhàn),比如開(kāi)發(fā)新型放療設(shè)備,為癌癥患者提供呼吸幫助、開(kāi)發(fā)放療測(cè)定設(shè)備、制定一些較短且便利的治療計(jì)劃以及將放療同其它療法相結(jié)合,比如將化療和免疫療法同放療相結(jié)合來(lái)開(kāi)發(fā)出最優(yōu)的組合性療法。 參考資料: 【1】Budget to support establishment of world-leading proton beam therapy facility 【2】Estimating the demand for radiotherapy from the evidence: a review of changes from 2003 to 2012. Radiother Oncol doi: 10.1016/j.radonc.2014.03.024 【3】Radiotherapy 【4】Roentgen's discovery of the x-ray Lancet Oncol doi: 10.1016/S1470-2045(15)70168-3 Radiother Oncol doi: 10.1016/j.radonc.2013.08.030 【7】Many survivors of childhood brain cancer have cognitive difficulties, but these can be treated International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics doi:10.1016/j.ijrobp.2011.11.047 【9】Hypoxia and radiotherapy: opportunities for improved outcomes in cancer treatment Cancer and Metastasis Reviews DOI: 10.1007/s10555-007-9056-0 【10】NANO-X CANCER RADIOTHERAPY SYSTEM 【12】Explainer: what is cancer radiotherapy and why do we need proton beam therapy? |
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