在1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X-線后不久，放射線就用于腫瘤治療，到目前已經(jīng)有100多年的歷史了。當腫瘤在其早期階段或者比較局限的時候，手術和放射治療等局部治療為主要治療手段；當腫瘤局部擴散或遠處轉移時，不適于手術治療，化療和放射治療可以提供相對好的治療效果。目前，綜合使用手術、放療和化療中的兩種或三種手段治療腫瘤。WHO統(tǒng)計，全部腫瘤病人中有45%是可治愈的，由放射治療治愈的病人占18%。

放射線可以使腫瘤細胞DNA雙鏈斷裂，導致腫瘤細胞死亡。高劑量放射治療可以殺死腫瘤細胞，但是腫瘤周圍的正常組織是提高腫瘤照射劑量的限制因素。正常組織的超量照射將導致早期和晚期并發(fā)癥。隨著對腫瘤認識的提高和腫瘤治療手段的發(fā)展，人們不但要求腫瘤要得到有效控制，而且要求生存質量要高。2006年ASCO會議，將提高腫瘤病人生存質量，保證病人器官功能作為一個很重要的議題討論。本著這樣的治療目標，放射治療在腫瘤治療中的地位在不斷的變化。一方面是地位提高了，例如，幾十年前手術治療在頭頸部腫瘤治療中起主導地位，目前放化療結合在保留器官功能方面起到了重要作用；早期乳腺癌局部腫瘤切除加放射治療保留乳房等。另一方面是地位降低了，如在霍奇金病的治療中，化療成為了主要治療手段，放療只是針對治療前有腫瘤侵犯的區(qū)域，照射范圍也由斗篷野照射縮小到累及野照射。

目前使用的外照射放射源及放射技術

X-射線和電子線是放射治療常用的射線，它產(chǎn)生于高能電子直線加速器；使用X-線和高能電子線治療腫瘤的技術，統(tǒng)稱為傳統(tǒng)放射治療。目前還可用電子以外的粒子做放射治療，包括不帶電粒子（中子）和帶電粒子；帶電粒子以氖離子為界分為輕離子（如質子，氦離子，碳離子，氖離子）和重離子（如硅離子和氬離子等）。粒子治療在放射生物和物理劑量分布上不同于X-射線和電子線：中子有高的相對生物學效應值（RBE），可以克服腫瘤乏氧因素，但是劑量分布差；碳離子同時有較高的RBE值和比質子更好的物理劑量分布，但是由于技術的復雜性和設備昂貴，我們在這里不做過多的討論；質子射束有優(yōu)越的物理劑量分布（參見《中華放射腫瘤雜志》2006年第四期），與X-射線和電子線相似的RBE值（1.1），使我們可以相對容易的將我們在X-射線和電子線治療中積累的經(jīng)驗應用到質子放射治療的臨床實踐中來，所以我們這篇文章主要討論粒子治療中的質子治療。

給予腫瘤致死劑量，同時降低周圍正常組織并發(fā)癥一直是放射治療的目標。通過三維適形（3D CRT）和調(diào)強治療（IMRT）等技術，可以提高放射治療的治療增益比（腫瘤照射劑量/正常組織劑量）。尤其是IMRT技術的使用，可以解決常規(guī)放療很難解決的問題（如鼻咽癌治療保護腮腺功能）。但是，IMRT由于技術的復雜性延長了照射時間，降低了每次照射的有效劑量率，可能會影響到腫瘤的控制效果；其次，IMRT雖然提高了腫瘤劑量的適形度，但是也造成大量腫瘤周圍正常組織受到低劑量輻射（正常組織內(nèi)積分劑量增加），我們?nèi)匀徊皇�分清楚低劑量輻射對可能長期存活的病人或兒童腫瘤患者會產(chǎn)生什么影響。但是，放射治療導致的第二原發(fā)癌問題越來越受到人們的關注。

質子射束的深度劑量分布曲線在其末端形成博拉格峰（Bragg峰），可以使腫瘤后方正常組織避免了放射線照射。通過使用對穿野或多野交叉質子適形照射技術可以進一步降低腫瘤前方的照射劑量。與X-射線和電子線治療技術相比，質子放射治療可以降低腫瘤周圍正常組織受照劑量約50%。正常組織不受或少受照射就可以不造成或降低正常組織副反應發(fā)生機率。此外，X-射線和電子線IMRT的概念也同樣可以應用到質子放射治療中，通過調(diào)節(jié)質子束能量和強度技術（IMPT）可以使高照射劑量區(qū)與腫瘤形狀適形更好，周圍正常組織受照劑量進一步降低。

質子治療的適應癥

因為質子優(yōu)越的物理特性，質子治療可以在提高腫瘤劑量的同時，降低正常組織的照射劑量。比起X-射線和電子線照射技術來說，質子治療一定會使病人或多或少的受益。所以說，凡是需要使用放射治療的病人都可以選擇質子治療。但是考慮質子放射的效價比問題，我們認為質子治療在某些解剖部位腫瘤有一定的優(yōu)勢（見表1）。對于體內(nèi)深部早期腫瘤，特別當手術可以引起較高的并發(fā)癥、病死率和費用時，質子治療可能取代手術治療且療效不低于手術治療；此外，質子治療可能對年老體弱的病人，合并使用化療或手術的病人有一定的優(yōu)勢；兒童腫瘤病人和二程放射治療病人可能是質子治療受益比較大的病人群體（參見《中華放射腫瘤雜志》2006年第五、六期）。

表1：質子治療可能有一定優(yōu)勢的解剖部位

質子治療的研究和發(fā)展方向

臨床方面：（1）改變時間-劑量分割方式，使用非常規(guī)分割方式進行治療。在頭頸部腫瘤和宮頸腫瘤治療中已經(jīng)觀察到總治療周期延長將降低腫瘤的局部控制。在眼黑色素細胞瘤，早期肺癌，早期肝癌的治療中采用低分割治療可以提高腫瘤控制率，而且縮短了總治療周期，降低了總治療費用；采用低分割治療早期乳腺癌術后瘤床（選擇低危病人群組）可以縮短治療周期，降低總治療費用。質子治療物理劑量分布好，可以考慮采用低分割治療方式來達到高的腫瘤控制率。（2）聯(lián)合應用化療。質子治療可以使骨髓、心臟、腎臟、肺臟等化療易損傷的器官免受照射或降低其吸收劑量，因此可以聯(lián)合使用強效化療方案。例如質子治療髓母細胞瘤時可以避開耳蝸，因此可以降低聯(lián)合順鉑化療造成的聽力受損；質子治療聯(lián)合使用阿霉素治療左側乳腺癌時，可以降低嚴重心肌病變的發(fā)生。（3）聯(lián)合手術治療大體積腫瘤或貼近危及器官腫瘤。大體積腫瘤往往是預示腫瘤晚期，直接使用放射治療會照射很大體積的正常組織；腫瘤貼近危及器官增加了腫瘤治療的難度。質子治療前選擇性的手術治療，可以減輕瘤負荷，加大了腫瘤組織和危及器官之間的間隙；術前質子治療可以減小腫瘤體積，創(chuàng)造徹底切除腫瘤和保全器官功能的機會。選擇性手術和放射治療的配合問題，如手術的范圍和放射治療的劑量等，都需要根據(jù)病人的具體病情考慮。（4）效價比問題。治療技術間的比較有許多的評價指標，例如腫瘤控制率，存活率和無病存活率等等，但是這些目標沒有考慮到腫瘤病人生存質量，也就是治療引起的并發(fā)癥等因素。并發(fā)癥不但降低了病人生存質量，同時也需要人力和財力進行治療。近期，歐洲發(fā)表數(shù)篇文章來闡述質子治療與最好的X-射線的效價比問題。Lundkvist等研究表明，兒童髓母細胞瘤質子治療可以降低總治療費用（包括治療并發(fā)癥的費用）23，600歐元，并提高了病人生存質量。如何建立放射治療效果和并發(fā)癥評價標準顯得越來越重要了

       物理方面：在X-射線和電子線治療技術中遇到的問題，比如靶區(qū)確定、靶區(qū)運動、擺位精度和誤差、計算精度等等，在質子治療中也同樣存在。在質子治療技術的臨床應用中，我們應該（1）結合功能性成像技術，如PET-CT技術，提高腫瘤靶區(qū)確定精度；（2）使用呼吸門控技術，降低肺臟、肝臟等活動器官的運動幅度，提高肝癌和肺癌的治療精度和有效率；（3）實現(xiàn)掃描束治療和IMPT治療技術。

結語

       質子治療由于其優(yōu)越的物理劑量分布，可以更好的保護腫瘤周圍正常組織，可能在提高腫瘤控制率的同時提高患者生存質量；同時也為臨床腫瘤醫(yī)生提供了使用新的治療模式的可能。由于質子治療設備昂貴，尚不能在較大范圍內(nèi)使用，所以X-射線和電子線治療技術仍然是目前腫瘤放射治療的主要技術。隨著技術的發(fā)展和質子治療設備的增多，質子治療必然將會在腫瘤治療中起到更大的作用。