質子重離子治療癌癥腫瘤原理優(yōu)勢歷史價格總結

1、質子重離子治療癌癥腫瘤原理總結目錄1. 質子重離子的治療原理：22. 質子治療的優(yōu)勢：31) 治愈率極高32) 副作用極小33) 精確度極高34) 劑量分布好35) 對身體的負擔小36) 適合兒童患者37) 適合有嚴重手術并發(fā)癥患者48) 不需住院43. 質子治療與普通光子治療（X光放射）的區(qū)別：44. 質子與重離子的區(qū)別：55. 質子療法的歷史：56. 質子治療的適應癥：6治療效果比較明顯的部分腫瘤類型：6治療效果不明顯的腫瘤類型：7無法治療的幾種情況：87. 質子治療對于兒童腫瘤的治療：88. 質子治療能根除腫瘤嗎？99. 質子治療的費用？910. 衡量與傳統(tǒng)放療的“性價比”：1011.

2、選擇適合的醫(yī)療機構111. 質子重離子的治療原理：質子，就是元素周期表排第一的質量最小的氫原子去掉所帶電子后，剩余的帶正電荷的離子（H+），是實體粒子。質子作為帶正電荷的粒子，被大型回旋加速器或同步加速器加速到光速的70%，以極高的速度進入人體，由于其速度快，在體內與正常組織或細胞發(fā)生作用的機會極低，當到達癌細胞的特定部位時，速度突然降低并停止，釋放最大能量，產生Bragg峰（布拉格峰），將癌細胞殺死，同時有效地保護正常組織，對周邊正常組織沒有傷害。由于質子治療具有穿透性能強、劑量分布好、局部劑量高、旁散射少、半影小等特征，尤其對于治療有重要組織器官包繞的腫瘤，顯示出較大的優(yōu)越性。 質子治療的

3、適應癥比較廣泛，對于腦部良惡性腫瘤、脊髓腫瘤、腦血管疾病、頭頸部腫瘤、眼部病變、胸腹部腫瘤、兒科腫瘤以及其它疾病等均有較好的療效。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%，被高能物理界和醫(yī)學界評估為療效最好、副作用最少的治療方法。質子治療癌癥主要是通過質子與生物分子作用機制實現，分為直接作用和間接作用：1. 直接作用：是指射線直接將能量傳遞給生物分子，引起電離和激發(fā)，導致分子結構的改變和生物活性的喪失。2. 間接作用：是指射線首先作用于水，引起水分子的活化和自由基的生成，然后通過自由基作用于生物分子，間接造成其靶分子至活性損傷。質子束的LET（Liner E

4、nergy Transfer）低，屬于疏松電離輻射，間接作用占主導地位。2. 質子治療的優(yōu)勢：1) 治愈率極高傳統(tǒng)放射治療中的射線隨機體組織的深入，能量逐漸衰減，而質子作為帶正電荷的離子，以極高的速度進入人體，在體內與正常組織或細胞發(fā)生作用的機會極低，當到達癌細胞的特定部位時，速度突然降低并停止，釋放最大能量，產生Bragg峰，將癌細胞殺死。2) 副作用極小只對腫瘤病灶進行定點高能量照射，大大降低了腫瘤周圍健康組織與器官的受照劑量。放射治療技術雖在腫瘤治療中已取得了明顯的療效，但由于傳統(tǒng)光子照射如X射線或射線是以指數形式衰減，其射程無法控制，所以對淺層組織和腫瘤后的正常組織損傷較大；而質子治療

5、時腫瘤前端的組織僅受到極小量的照射，對腫瘤后面和側面的正常組織照射為零，幾乎不會損傷正常組織。3) 精確度極高由于質子的質量大，在物質內散射少，在照射區(qū)周圍只有很小的半影，減少了對周圍正常組織的照射劑量，從而提供了腫瘤治療的精確度。傳統(tǒng)放療射線無法控制射程，而質子射線可運用自動化技術認為控制其能量釋放的方向、部位和射程，可將Bragg峰控制在腫瘤靶區(qū)的邊界，實現“定向爆破”。4) 劑量分布好高輻射劑量集中于腫瘤部位，腫瘤后面與側面的正常組織區(qū)域幾乎無劑量分布，腫瘤前面的正常組織也僅有極小劑量。利于保護周邊正常組織不受損傷。部劑量高。Bragg峰的優(yōu)越物理學特性使質子束在組織內局灶高能釋放，對腫

6、瘤及病變組織實施精確范圍最大殺傷。質子束的這種優(yōu)越特性及質子治療技術的先進性是其他放射治療技術不可比擬的?？傊?，其好處，一是可以減少對腫瘤周邊健康組織的傷害；二是可以對腫瘤病灶給予比傳統(tǒng)放療更高的照射劑量；三是對一些對傳統(tǒng)放療有抗拒的腫瘤類型，給予更強的殺傷力。5) 對身體的負擔小傳統(tǒng)放化療對人體傷害大，還容易引發(fā)二次癌癥。對老人、兒童、同時患有心臟病等其他疾病以及身體虛弱的患者身體負擔非常大。但是質子療法由于其獨有的布拉格峰效應，以及劑量分布精確的特點，對周邊正常組織幾乎沒有影響，甚至有患者懷疑接受了質子放射，當看到影像報告后才確信質子治療的效果。目前報道的副作用是有一些患者照射部位的皮膚出

7、現皮疹，治療停止后一段時間會自行消除。6) 適合兒童患者能降低兒童和年輕患者放療后的第二原發(fā)癌的發(fā)生及影響兒童生長發(fā)育的風險。7) 適合有嚴重手術并發(fā)癥患者因有并發(fā)癥而無法手術治療的患者也能接受質子治療。特別是對顱內腫瘤、脊椎腫瘤、盆腔腫瘤等位置復雜的實體瘤，由于周邊血管、神經密布，手術難度大，而且普通放療對周邊敏感血管、神經傷害大，嚴重影響生存質量的腫瘤，可以使用質子療法。8) 不需住院不需要住院，可每天來醫(yī)院門診治療，每次治療 半小時，但是實際照射的時間只有2分鐘，其它時間都在擺位。治療完畢后即可回家。3. 質子治療與普通光子治療（X光放射）的區(qū)別：質子重離子放療比傳統(tǒng)的光子放療有更大的腫

8、瘤殺滅效應。質子放療殺滅腫瘤的效果是光子的1.2倍。重離子放射線有更強烈的放射生物學效應，因為它對細胞DNA的殺傷是雙鏈斷裂，所以具有比質子更強的腫瘤殺滅效應，特別對光子和質子放射抵抗的腫瘤，碳離子殺滅腫瘤的能力是光子的3倍。由于重離子更強大的放射生物學效應，因此是把“雙刃劍”，如果重離子照射在正常組織和器官上，也將產生嚴重的放射損傷。因此必需使用精確的放療技術，在照射腫瘤的同時保護好正常組織和器官。4. 質子與重離子的區(qū)別：質子是原子核的基本組織部分，帶正電荷。質子來自于氫原子，移去其外周的一個電子即成為質子（H+）。其它用于臨床的放射線粒子有質子、氦離子、碳離子、氖離子、硅離子、鐵離子和氬

9、離子等，醫(yī)學上稱這些粒子為重帶電離子(heavy-chargedparticle),因為其比傳統(tǒng)使用的放射線粒子質量重，并且?guī)в须姾?與不帶電的中子相區(qū)別)。重離子有多種帶電的離子，包括氦離子、碳離子、氖離子、硅離子、鐵離子和氬離子等，但是放射物理學和生物學的研究表明，比較適合人類腫瘤放療的是碳離子，碳離子可以來自于二氧化碳，去掉氧后成為帶正電荷的碳原子。把質子或碳離子注入同步加速器，加速到接近光速時再引出來治療患者。重離子（碳）由于智力是質子的12倍，所以其對殺傷腫瘤細胞的生物學效能也強很多，就相當于一個質量是12倍的炮彈，其破壞力當然要強很多。但是由于其質量大，更難以控制，也就是說臨床應用

10、上，并沒有質子照射那么精準，這就直接導致對周邊正常組織的傷害，這也就失去了質子重離子治療的意義。同時，就目前臨床使用的情況，全球質子治療的病例數已經超過12萬例（截止2014年12月），而重離子臨床治療的病例不超過2萬例，而且就臨床效果來看，沒有數據支持重離子的效果優(yōu)于質子。所以，目前質子仍然是粒子線治療腫瘤的首選和主要手段，各國也都在質子技術的基礎上發(fā)展更精確的手段，例如調強和筆型束、旋轉機架等。5. 質子療法的歷史：質子束的醫(yī)學應用是由Wilson于1946年提出的。1954年Tobias等人在美國加州大學Lawence Berkeley實驗室（LBL）進行世界上第一例質子線治療。此后瑞典

11、Uppsala大學1957年、美國哈佛回旋加速器實驗室（HCL）1961年、前蘇聯1969年在俄羅斯莫斯科建立世界上第一座質子治療中心，1991年美國Loma Linda大學醫(yī)學中心（LLUMC）首先啟用了醫(yī)學專用質子裝置。日本國立放射醫(yī)學研究所在1979年也開始進行了腫瘤質子治療。20世紀80年代后期開始，日本筑波大學質子醫(yī)學研究中心（PMRC）在肝癌、食道癌、肺癌等內臟器官腫瘤上做了大量臨床研究工作，此后，又有瑞典、瑞士、英格蘭科學家加入這一行列。上述質子治療都是利用高能物理研究所實驗裝置，體積龐大、費油昂貴，距離臨床應用和大量接待患者距離非常遙遠。1991年美國Loma Linda大學醫(yī)

12、學中心（LLUMC）首先啟用了專門為醫(yī)院設計的醫(yī)用質子治療裝置。自從1969年以來，全球共有12萬多人，在57家質子、重離子治療中心接受臨床試驗或治療，該數據來源于“粒子治療合作組織”PTCOG，截至時間為2014年12月。6. 質子治療的適應癥：適用于各種良惡性腫瘤的放射治療，尤其適用于眼部腫瘤的治療、較大體積的深部腫瘤的治療和對常規(guī)輻射(光子射線X射線、電子射線及伽瑪射線)敏感性差的腫瘤的治療等。由于質子治療具有穿透性能強、劑量分布好、局部劑量高、旁散射少、半影小等特征，尤其對于治療有重要組織器官包繞的腫瘤，顯示出較大的優(yōu)越性。 質子治療的適應癥比較廣泛，對于腦部良惡性腫瘤、脊髓腫瘤、腦血

13、管疾病、頭頸部腫瘤、眼部病變、胸腹部腫瘤、兒科腫瘤以及其它疾病等均有較好的療效。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%，被高能物理界和醫(yī)學界評估為療效最好、副作用最少的治療方法。治療效果比較明顯的部分腫瘤類型：1) 顱底腫瘤：由于位置復雜，周邊有很多敏感神經，或者腫瘤與正常腦組織粘合在一起，分界不明顯，往往開顱手術難度太大，無法清除干凈。此時，可以用質子療法精確定位殺死癌細胞，而對周邊正常組織、神經無傷害，避免出現二次腫瘤，或者嚴重影響患者功能和生活質量。如膠質瘤、腦膜瘤、橫紋肌肉瘤、室管膜瘤。2) 脊索瘤和軟骨肉瘤：大量的臨床數據顯示，脊索瘤和軟骨肉瘤通

14、過質子或重離子放療可以取得良好的局部控制率，并有效避免手術后不斷復發(fā)的難題。3) 眼癌：對于部分眼癌的類型，質子或重離子的治療可以在避免眼球摘除手術的前提下達到相同的治療效果。4) 鼻咽癌：鼻咽癌復發(fā)因為傳統(tǒng)放療的劑量已經到了極限，使用重離子或質子放療可以取得良好效果。5) 肝癌：原發(fā)性的體積較大肝癌或結直腸癌多發(fā)肝轉移，大部分失去了手術的治療機會，肝部對傳統(tǒng)放療也不能耐受，而選擇質子放療可以有效殺滅肝部病灶。6) 肺癌：不適合手術的期肺癌。中央型肺癌失去手術機會的情況下，選擇質子放療也能取得良好治療效果。7) 前列腺癌：重離子質子治療人數最多的前列腺癌適合質子重離子，一是前列腺癌的質子重離子

15、治療臨床數據顯示效果很好；二是前列腺癌老年人居多，已經無法耐受手術及傳統(tǒng)放療的副作用。8) 兒童實體腫瘤，主要是顱內腫瘤及肉瘤類；因為考慮到兒童的長期生存，質子和重離子減少額外傷害的特性會大幅減少二次原發(fā)癌的發(fā)生風險等。例如，預后極差的眼球惡性黑色素瘤只能通過手術剜除眼球，傳統(tǒng)放療無法控制腫瘤，化療也不敏感，即無有效的治療方法，但通過質子放療，10年的局控率達98%，并可以保存眼球，且90%的病人可以保存視力；脊索瘤和軟骨肉瘤質子放療后3年生存率分別為90%和95.8%。治療效果不明顯的腫瘤類型：1) 胃及腸道腫瘤：因為不規(guī)則蠕動，無法使用質子或重離子放療，理論上除了血液類及胃腸道腫瘤之外的腫

16、瘤，都是重離子及質子的適應癥。2) 乳腺癌：此前因為無法固定問題，是無法選擇質子重離子治療的，但近期一些質子中心通過技術改進，已經可以使用質子治療，并且取得了良好的效果。(質子治療的旋轉機架)無法治療的幾種情況：1) 腫瘤部位有粒子植入或金屬支架等金屬物的，因為植入的粒子是金屬，金屬會改變射線方向等；2) 同一部位腫瘤已接受過2次及以上放射治療的患者；因為劑量已到極限，質子和重離子也無法再進行照射；3) 晚期腫瘤患者如多發(fā)轉移、腫瘤終末期患者等，因為質子和重離子只是局部治療手段。但晚期的判斷上有分歧，比如結直腸癌患者的肝部多發(fā)轉移，傳統(tǒng)上認為是中晚期，沒有手術指征，生存期有限，但是質子放療在殺

17、滅肝部腫瘤病灶后，能夠獲得很好的治療效果。7. 質子治療對于兒童腫瘤的治療：兒童主要是肌肉和骨骼系統(tǒng)正在發(fā)育，光子放療后引發(fā)的二次腫瘤發(fā)病率10-15%。用了質子之后，腫瘤后面的正常組織幾乎沒有劑量，例如隨母細胞瘤等，對正常組織的保護，質子要比光子好很多。與成人相比，兒童的身體組織，尤其是正常的組織對輻射更加敏感，經放療后更可能產生各種副作用：如發(fā)育遲緩、激素不足、骨髓抑制等。所以避免兒童正常的身體組織被過量射線照射至關重要。研究人員發(fā)現，放射治療后的前3年，質子治療組的IQ保持穩(wěn)定，而光子治療組的IQ評分每年下降的值超過標準偏差一半以上，這表明光子治療對于兒童的認知能力構成了較大的風險，而質

18、子治療則能保持兒童的認知功能。兒童放射線治療與成人有兩大不同點：第一，放射線治療易產生不良反應，甚至會加重患兒病情。即使采用低劑量照射，引起第二原發(fā)癌、成長障礙以及功能缺失的風險也較高。第二，兒童腫瘤需要的照射劑量相對較低，但照射的體積相對較大，很多患者被切除的腫瘤周圍的大范圍組織都需要接受放療，尤其是髓母細胞瘤全顱全脊髓的放療。但是常規(guī)放射線治療在人體淺表處劑量高，具有穿透人體的特點，照射面積廣，因此它對健康組織的輻射也是一個致癌原。而且兒童及青少年的生長發(fā)育快，預期壽命長，兒童腫瘤患者比成人對輻射誘發(fā)腫瘤更易感，極易發(fā)生放療損傷及第二原發(fā)癌。腦部照射體積越大，這種風險就越高。由上可見，兒童

19、患者使用放射治療，需要綜合考慮和權衡療法的適應癥及治療能帶來的益處、放射治療長期潛在的毒副作用?？紤]到技術方面的巨大優(yōu)勢和兒童組織對放射線的敏感性，當需要進行放射治療時，質子治療是極佳的選擇。因為質子線治療與傳統(tǒng)放療(X射線，伽馬射線)相比，能夠將照射劑量集中在腫瘤病灶，形成“定向定點爆破”。這樣不但可以有效去除病灶，更能避免對病灶后部及側面的正常組織的影響，達到保護病灶周圍組織的目的，降低早期急性反應和晚期反應，從而最大限度地為患兒今后的健康成長保駕護航。德國腫瘤放射學協會(DEGRO)在2008 年就廣泛推薦以質子代替普通X射線治療兒童腫瘤。在一項對普通放射治療和質子治療進行對照研究的實驗

20、中，對1組3歲大的男患兒實施質子治療后發(fā)現，內耳的暴露劑量從 100% 降至 2.4% ，腦垂體由62%降至 0.1% ，心臟由18%降至0.1%。質子治療對機體的損傷之小顯而易見。(質子治療的旋轉機架)8. 質子治療能根除腫瘤嗎？很多媒體將重離子質子描述為治癌神器，甚至有報道說能夠徹底治愈腫瘤，這不太恰當的拉高了患者的治療預期。其實重離子質子只是放療手段中的一種，也是局部治療中的一種，只對少數腫瘤類型特別有治療效果，目前及未來都不太可能完全替代傳統(tǒng)放療?；颊邞搶χ仉x子及質子治療保持合理的治療預期：質子和重離子治療，不能確保治療后腫瘤不會再轉移和復發(fā)，如果再有新的腫瘤出現，在適合的情況下，可

21、以再次選擇質子治療。不過，質子和重離子的治療后，腫瘤復發(fā)和轉移的幾率可能要遠遠低于其他的治療手段。質子和重離子只是局部治療手段之一，腫瘤能否獲得良好治療效果取決于很多因素，質子和重離子的價值就是能夠快速殺滅實體病灶。實體病灶消滅之后，對腫瘤患者走向康復，會有比較大的幫助的。（質子加速器，分為回旋加速器、同步加速器、直線加速器）9. 質子治療的費用？重離子和質子設備投資資金龐大，動輒上億元以上，維護成本也及其高昂，每個質子中心每年的維護費用以千萬元人民幣為單位。因此，治療費用都比較高。目前，國際上主要是德國、日本和美國的質子和重離子技術比較發(fā)達，國內患者也大部分選擇在這三個國家進行治療。對于收費

22、標準，各個國家不一樣。在美國按次收費，一般治療完成在12-15萬美元，約折合人民幣90萬元左右，美國的患者因為有高額的商業(yè)醫(yī)療保險，所以可以報銷很大一部分，而中國的患者當然就沒法享受這種報銷比例了。最低的是日本在300-400萬日圓上下，相當于萬人民幣二十萬左右，德國在5-6萬歐元，約人民幣40萬左右?？傮w來說，日本最低，德國價位適中，美國是德國的2-3倍左右。中國上海2015年5月份開業(yè)的質子中心，目前質子治療本身的費用是27.8萬元，加上其它診斷費、檢查費、藥費、住院費等等雜費，總共需要約40萬元人民幣。采取質子療法，中國患者都沒法享受到醫(yī)療保險的報銷，只能自費，除非發(fā)病若干年前就購買了高

23、額的國際商業(yè)醫(yī)療保險，而且賠付范圍涵蓋復雜癌癥病種和質子療法。費用上有區(qū)別，但是治療效果沒有本質區(qū)別。治療適應癥不分國家，但是分質子中心，因為每個中心采用的設備品牌并不一樣，所以技術規(guī)格和技術特點也不盡相同，所以擅長治療的適應癥并不相同。加之質子中心的醫(yī)生、物理師研究的領域不相同，所以有些部位的腫瘤有些質子中心能夠接收治療，而有些只好拒絕接收。例如上海2015年開業(yè)的質子中心，很多類型和部位的腫瘤都不接收，特別是兒童腫瘤，這并不代表質子療法不適合，患者可以考慮尋找其它成熟的質子中心治療。所以，若要采取質子療法，除了要準備充足的費用外，還需要研究好各質子中心擅長治療的腫瘤。攜康長榮自從2012年

24、前開始為國內患者提供出國質子治療咨詢、翻譯、聯絡和當地陪同服務，可以根據患者病情建議合適的質子中心并優(yōu)化費用方案。例如兒童腫瘤，特別是頭顱腫瘤，大多數的質子中心都不接收，這牽扯到麻醉和治療經驗的問題，但是也有可以接收的質子中心，費用還相對較為便宜。10. 衡量與傳統(tǒng)放療的“性價比”：有報道說上海質子重離子醫(yī)院的一個療程治療費用為27.8萬元人民幣，美國的質子療費用大概為10-15萬美元（60-90萬人民幣），日本和歐洲稍便宜。在美國按次收費，一般治療完成在12-15萬美元，約折合人民幣90萬元左右，最低的是日本在300-400萬日圓上下，相當于萬人民幣二十萬左右，德國在5-6萬歐元，約人民幣4

25、0萬左右。總體來說，日本最低，德國價位適中，美國是德國的2-3倍左右。 質子治療相比普通放療貴非常多，原因主要來源于建設成本。安裝質子及重離子射線的巨大加速器及其它傳送發(fā)射裝置動輒10多億的成本，還不包括中心基建及后期維護成本。未來更多質子中心建立后，建設成本可能會下降，治療費用可能會降低，另外就是等待未來醫(yī)療保險改革了。 質子治療相對效果好，但非常貴，因此它的性價比存在爭議。很多人做過經濟學效益分析，比如瑞典有報道，同樣是治療兒童髓母細胞瘤，質子治療初期費用是普通放療的2.5倍（10217.9歐元 vs 4239.1歐元），但是后期用于治療放療相關后遺癥費用，普通放療是質子治療的8倍（423

26、1.8 vs 33857.1歐元），最終總費用普通放療是質子治療的2倍以上，所以性價比這件事還是見仁見智吧。（不要問我為什么瑞典質子費用這么低，才10萬人民幣都不到，我只能猜瑞典福利好）。11. 選擇適合的醫(yī)療機構根據PTCOG的統(tǒng)計，截至時間為2014年12月，全球共有12萬多人，在57家質子、重離子治療中心接受臨床試驗或治療，到目前為止，世界上共有34家質子重離子治療中心處于在建狀態(tài)，這些中心預計在2015年-2018年建成，其中包括中國位于上海和蘭州的兩家質子重離子治療中心。加拿大、英國、法國、俄羅斯、瑞典等國的質子重離子治療中心集中建設于上世紀八九十年代及本世紀初，但自此之后，建設步伐

27、逐漸趨緩，而美國、日本、德國、意大利、新西蘭則延續(xù)了治療中心的建設熱度，在數十年內保持較為穩(wěn)定的建設速度。其他國家和地區(qū)在質子、重離子治療中心的態(tài)度也逐漸發(fā)生轉變，據統(tǒng)計，澳大利亞、印度、新西蘭、斯洛伐克、沙特阿拉伯、中國臺灣地區(qū)，將實現質子重離子治療中心零的突破，計劃從2015到2018年相繼建成8家治療中心。值得注意的是，在質子與重離子技術路線的選擇上，前者占有壓倒性優(yōu)勢。在已經建成開業(yè)的57家質子、重離子治療中心中，重離子治療中心僅有12個，占比在20%左右，美國更是清一色的質子路線。造成質子治療幾乎一統(tǒng)天下的原因之一是，重離子設備的投資是質子的3倍左右，但治療的效果和病種并無顯著差異；此外，重離子治療仍處于臨床研究和初步臨床階段。截至2015年初世界各國質子治