人类征服癌魔的利器-重离子束治疗肿瘤综述

《人类征服癌魔的利器-重离子束治疗肿瘤综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、人类征服癌魔的利器——重离子束治疗肿瘤综述癌症是严重威胁人类生命的疾病，放射治疗是癌症治疗的一种主要手段。常规放疗采用的射线由于本身固有特性的不足，疗效总是不能令人满意。重离子束以其对健康组织辐射损伤小、对肿瘤靶区杀伤力大、可准确定位和精确控制照射剂量等独特优势,成为当今国际上最先进、最科学和最有效的放疗手段，被公认为21世纪最理想的放疗用射线。中国科学院近代物理研究所与兰州军区兰州总医院、甘肃省肿瘤医院等医疗单位密切合作，成功实现了浅表肿瘤的重离子束治疗临床试验，使我国成为世界上第四个实现重离子束治

2、癌临床试验研究的国家。重离子束治疗肿瘤的优势恶性肿瘤（癌症）是一种常见病、多发病，也是对人类健康危害极大的疾病，并一直是困扰世界各国的难题。据1995年世界卫生组织出版的“国家癌症控制内容"资料，1990年全世界因癌症死亡的人数约为600万，新增病例1000万。我国肿瘤防治办公室的调查资料也显示，全国每年因癌症死亡人数约140万，占我国死亡总人数的20%,居各种死亡原因的第二位,并且仍在以每年1.3%的速度增加。因此，癌症预防和治疗新方法研究是国家“人口与健康”战略目标的主要内容之一。据统计，经不同方

3、法治疗的癌症患者五年存活率已达45%以上，其中，有四成是经过放射治疗的。近年来，癌症放射治疗的治愈率和有效控制率明显提高,放射治疗使某些早期局部性肿瘤获得根治。同时放射治疗对癌症所在部位的器官及其功能的保留有重要意义。很久以来，放射治疗都采用常规治疗（电子、X和Y-射线等）方法，它们对某些肿瘤虽然具有较好的疗效，但由于其物理和生物特性的缺陷，在杀死癌细胞的同时，使周围健康组织也受到较大损伤，造成明显的毒副作用，甚至出现一些并发症。尽管对放射治疗设备进行非常严密的设计，但癌瘤周围的正常组织和器官仍然受到

4、相当剂量的照射。为了避免肿瘤周围的正常组织（特别是对放射线敏感的重要组织和器官）受到不必要的损伤，有时不得不减少总剂量，致使肿瘤靶区得不到足够的照射剂量，因此极大地降低了肿瘤的治愈率。据统计，在所有的常规放疗病人中，约有1/3病人局部肿瘤未能得到控制；另有报告称，在美国每年有10万个癌症病人由于局部肿瘤未控而导致治疗失败。重离子束治疗癌症，不仅具有物理剂量分布的优势，而且在生物学上的优势更为显著。重离子束在物理学和生物学上具有一系列独特的优势：（1）深度剂量分布好。重离子贯穿靶物质时在其通道上损失的能

5、量较小，因而形成一个相对低剂量的坪区；而在接近其射程末端时损失其大部分入射动能，形成一个高剂量的能量损失峰，称Bragg峰。通过调节束流的能量可改变Bragg峰在体内的位置，从而使重离子束Bragg峰位定位于肿瘤靶区，而且可以按照肿瘤的厚度展宽Bragg峰，实现对肿瘤靶区的均匀照射。（2）重离子能量沉积的范围比较精确，剂量边缘清晰，有利于精确治疗（毫米量级）。（3）传能线密度（LET）高，在接近200keV/“i时，氧增比（ORE）接近1,可以提高癌瘤内乏氧细胞的放射敏感性。（4）利用重离子的带电性，

6、可以通过扫描磁铁来导向束流，使其按肿瘤断层的形状精确地进行照射，做到适形和调强治疗。（5）应用正电子发射断层成像术（PET）可以监测核反应产物的正电子湮灭辐射，实现在线监控照射束流的动态。（6）Bragg峰区的相对生物学效应（RBE）高，有利于高效杀灭靶区的癌细胞,提高治疗的疗效。（7）在Bragg峰区细胞的致死效应几乎不受细胞周期时相的影响，即细胞有丝分裂期的DNA合成（S）期后期辐射抗性消失，表现出同有丝分裂（M）期细胞几乎一样的辐射敏感性。由于重离子致癌具有这些独特的优势，所以被誉为21世纪最理

7、想的放疗射线。重离子束治疗肿瘤的国际发展趋势世界上凡拥有大型重离子加速器的国家都倾注了大量的人力和物力，进行重离子束治癌装置的建造和治癌技术基础及临床应用研究，使得重离子束治癌成为放射治疗领域的前沿研究热点。重离子束治癌的先驱性研究起源于美国的劳伦斯伯克利实验室（LBL）oLBL于1975年利用其高能同步重离子加速器（BEVALAC）开始进行重离子束治疗临床试验研究，到1992年由于加速器设备老化不得不关闭前共收治各种难治癌症患者2487例。尽管当时的束流配送系统及治疗计划系统并不完善，但对于选定的肿

8、瘤，局部控制率较电子、X和厂射线等治疗提高了2-3倍，取得了很高的治愈率，与常规放疗相比具有明显的优越性。目前LBL对先前接受重离子束治疗的肿瘤患者晚期效应的跟踪和临床治疗评价等研究仍在继续。由于近年来受诸如日本、德国等国家重离子束治疗临床试验疗效显著的激励，美国又重新对重离子束治癌研究唤起了极大的兴趣。日本于1993年在国立放射医学综合研究所(NIRS)建成了一台重离子医用加速器(HIMAC),专门用于重离子束治癌及放射医学研究。到2006年底已治疗肿