什麼是癌症放射療法？質子射線療法又能為癌症患者帶來哪些好處？

日前，澳大利亞政府表示，將幫助研究人員開發新一代的癌症療法，包括一些複雜的兒童癌症；質子射線療法（proton beam therapy）是一種放療方法，其能夠利用質子（重粒子）來替代常規放射療法中所使用的X射線，這些質子能夠更加精準地靶向作用距離關鍵器官較近的腫瘤組織，這種療法對於腦癌患者以及一些機體正在發育且對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發一種能夠替代常規放射療法的新型方法來靶向治療特定的癌症，那麼什麼是傳統的放射療法？又如何通過質子射線療法來幫助改善科學家們對癌症的治療呢？

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什麼是放射療法？

放射療法、外手手術、化療以及姑息療法（palliative care）是癌症療法的基礎，其中放射療法被推薦用於治療一半的癌症患者；這種療法常常用於癌症固定在一個或多個區域的患者中，依賴於癌症位點和發展階段，放療往往會被獨立使用或者同手術及化療方法相結合進行使用。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治療癌症之前，放療往往能夠促進腫瘤收縮。

大部分的放療都是直接利用高熱量的X射線束來靶向作用癌症組織進而達到對癌細胞的殺滅作用。X射線能夠同腫瘤細胞相互作用，損傷腫瘤細胞的DNA並且抑制癌細胞再生，但由於X射線無法區分癌變細胞和健康細胞，經常會導致正常組織被損傷，損傷的正常組織則會誘發機體出現一些輕微的癥狀，比如疲勞、或者罕見的嚴重副作用，包括患者入院治療，甚至死亡。

進行合適水平的放療往往能夠使得患者達到治療和損傷之間的完美平衡，改善效益治癒比率的常用方法就是從多個方向對腫瘤進行多角度攻擊，如果能夠進行重疊的話，就能夠實現對健康組織最小化損傷的前提下，最大化地損傷腫瘤組織。

放射療法如何發揮作用？

1895年，研究者Wilhelm Rontgen發現了X射線，僅在1年內，當研究人員發現過量暴露於輻射和皮膚燒傷之間的關係后，他們就開始尋找放射在癌症治療中的應用了。放療過程包括三個關鍵階段，首先就是利用CT和MRI對患者進行成像掃描，這能夠評估患者機體腫瘤的範圍，並且也能夠呈現患者機體中健康組織和其它關鍵結構的狀況。

在第二個階段中，醫生和治療團隊會利用這些成像結果和患者的病歷來考慮放射束應該在患者哪個部位進行照射，從而在對健康組織最小化傷害的同時對腫瘤實現最大化的損傷效應；複雜的計算機模擬技術業能夠模擬放射束在患者機體中的作用，從而就能夠更好地幫助評估在療法期間所發生的任何狀況。

在第三個階段中，也就是進行療法實施的階段，當治療束進行旋轉時患者躺著不動，從而就能夠從多個角度對患者進行全方位照射。每個治療大約都需要花費15-30分鐘，依賴於癌症和階段的不同，存在1-40種單獨的療法，通常患者需要一天進行一次治療，而且在治療過程中患者並不會感覺到輻射的存在。

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好處和副作用

放射療法的靶向技術對很多癌症的治療都產生了巨大的影響，尤其是在治療早期肺癌和前列腺癌上，利用放射療法對早期肺癌進行研究的結果表明，診斷後患者三年的存活率能夠達到95%，對於前列腺癌而言，患者5年的大體生存率能夠達到93%。而放療所產生的副作用因療法的位點、癌症階段以及每個患者的情況而存在一定差異，通常療法所帶來的副作用都是中度的，但有些卻會產生嚴重的副作用，放療最常見的副作用就是疲憊。

對於頭頸癌進行放療還會使患者產生其它副作用，包括腹瀉、食慾下降、口乾和吞咽困難等。放療所帶來的長期效應是研究人員非常關心的，尤其是對於兒童而言，比如利用放療來治療兒童的腦部腫瘤往往會對個體產生持久的認知效應，進而影響個人的人際關係和學業上的成就。

醫生們往往需要衡量療法所帶來的風險和效益，而質子射線療法在很多案例中都可以說是非常有益的。

放射療法所面臨的其它挑戰

當前的放射療法還會面臨許多挑戰，其通常很難從健康組織中區分出腫瘤組織，甚至專家們在腫瘤具體位點上也達不到一致的想法。當患者移動時，比如當其呼吸、吞咽、心跳、甚至進行食物消化時，放療似乎並不能很容易適應患者解剖學上的複雜改變。因此放射束常常會產生脫靶效應，從而不能有效準確作用腫瘤位點。

此外，當前研究人員並不會利用相同的方法對腫瘤的所有部位進行處理，儘管腫瘤的部分區域會惡化，對放療產生耐受，而且很有可能擴散到機體其它部位。腫瘤自身也會改變對療法的反應，而這就進一步增加了問題的複雜性，一種理論上的放療解決手段就是通過成像，並且根據腫瘤發生的變化來不斷對療法進行調節。對技術的改善也會幫助克服目前所遇到的挑戰，包括對成像系統進行改善來更加精準地尋找腫瘤的位點。

質子射線療法和其它創新

質子射線療法能夠給許多患者帶來最大化的效益，包括治療距離骨髓和骨盆非常近的腫瘤；這或許需要較強大的加速器來給質子足夠的能量讓其更加深入地滲透到患者機體中，同時利用複雜的轉向磁鐵還能夠將高能質子運輸到治療室中，同時也能夠直接對患者機體中的腫瘤進行定向作用。

質子能夠降低速度，並且在患者體內失去能量，而失去的大部分能量都會用在對腫瘤進行靶向作用上，這就能夠降低患者機體健康組織的能量損失，並且減少副作用的發生。以其它放療形式改變患者解剖學和生理學的問題同時也是質子射線療法所面臨的挑戰。

目前有很多澳大利亞研究團隊都在解決這些挑戰，比如開發新型放療設備，為癌症患者提供呼吸幫助、開發放療測定設備、制定一些較短且便利的治療計劃以及將放療同其它療法相結合，比如將化療和免疫療法同放療相結合來開發出最優的組合性療法。

參考資料：

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【2】Estimating the demand for radiotherapy from the evidence： a review of changes from 2003 to 2012.

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【6】Stereotactic body radiotherapy for localized prostate cancer： pooled analysis from a multi-institutional consortium of prospective phase II trials.

【7】Many survivors of childhood brain cancer have cognitive difficulties， but these can be treated

【8】Improved Clinical Outcomes With High-Dose Image Guided Radiotherapy Compared With Non-IGRT for the Treatment of Clinically Localized Prostate Cancer

【9】Hypoxia and radiotherapy： opportunities for improved outcomes in cancer treatment

【10】NANO-X CANCER RADIOTHERAPY SYSTEM

【11】MRI-LINAC PROGRAM

【12】Explainer： what is cancer radiotherapy and why do we need proton beam therapy？