质子重离子放疗
质子重离子放疗在国外已经应用多年，尤其是质子放疗在近30多年的应用已经非常广泛，而国内的医生、病人包括大多数放疗科医生对此都了解甚少。但我觉得，放疗这个学科是首先需要进行科普的，在大多数国人对放疗都没有清晰的认识的情况下，空谈质子重离子放疗显得尤为华而不实。话不多说，癌症治疗有三大利器：手术，放疗，化疗。手术和放疗都是针对局部病灶进行的根治性治疗，可以类比为手术是把肿瘤切下来，而放疗是把肿瘤原位杀死，部分患者通过这两种手段是可以治愈的。而通过化疗可以治愈的病种较少（比如霍奇金淋巴瘤、睾丸精原细胞瘤等），大部分化疗的目的是对手术和放疗的补充，或是以延长生存期为主。此外，手术和化疗对患者的一般状况是否良好有相对较高的要求，而放疗可以应用于不能耐受手术和化疗的部分局限期患者。通常来说，约70%的癌症患者在病程的不同阶段需要接受放射治疗。一般而言，在确诊了癌症后，病人首先想到的是能不能手术，如果不能手术，外科医生通常会建议患者咨询肿瘤内科医生进行化疗，这其中包括部分本可以进行放疗的患者，原因是大部分外科医生对放疗的认识也很有限。这很令人惋惜。庆幸的是，近些年网络的普及，使得部分信息收集能力较强的患者会通过自行查阅相关疾病的治疗方法，主动去不同的科室就诊咨询治疗方案。当然，要想成为一个合格的医生，只有不断学习，才能保持知识的更新，才能给予患者更全面准确的治疗方案。所以，第一步是想到有放疗这种治疗手段的存在，第二步是在评估有放疗适应证的时候不因为畏惧放疗而放弃宝贵的治病机会。
图1.质子重离子放疗治疗室内部实景图
不要谈放疗色变。大家对放射线和辐射都很畏惧，大到二战期间美国在日本投下的原子弹，小到手机辐射、微波炉辐射，其实辐射无处不在，我们吃的香蕉、拍的胸片、乘坐飞机都有辐射，放疗科医生也不是在冒着生命危险从事这一职业。所以我想告诉大家的是，放疗是一种相对安全的治疗措施，病人只有在进入放疗治疗室进行照射的一段时间才会接触到放射线，这个过程通常只有十几分钟，在离开治疗室后就离开了放射源。开始放疗后也并不会马上出现放疗相关的副反应，而是需要随着放疗次数的累积，到达一定的累积剂量，不同的器官才会在达到各自相应的耐受剂量后出现早期或者晚期的反应。而放疗的次数也不是越多越好，目前不同病种的放疗次数都是在平衡治疗效果和副反应后探索出来的相对最优次数。通常在放疗过程中就出现的症状来自于早反应组织，比如部分头颈部肿瘤在放疗过程中出现口腔黏膜炎引起进食疼痛，往往通过对症治疗都可以好转，并顺利完成治疗。放疗相关的不良反应主要来自于肿瘤周围的正常组织器官受到了不同程度的照射剂量，我们当然希望放射线只照射肿瘤，并杀死全部肿瘤细胞，而对周围的器官没有影响，但是国际上还没有相关的技术可以做到，包括目前认为的最先进的精准放疗技术—质子重离子放疗也做不到没有任何副反应。普通放疗和质子重离子放疗最大的区别是放射线的不同，严格来说质子和重离子放疗也是有本质的区别的。普通放疗在中国的可及性已经非常高，医院医院都开设有放疗科，只是与大内科和外科相比，放疗科是一个非常小众的边缘科室，医院的放疗科医生只有寥寥数人，大部分内科医生和外科医生也对其知之甚少。医院，放疗科医生才拥有更多的话语权，医院开设的主流临床科室是肿瘤外科、肿瘤内科和放疗科，国医院包括医院、上海的医院、广州的医院等，分布在国内主要的城市。得了肿瘤以后，医院治疗可以得到相对更系统的治疗，贯穿早期肿瘤的诊断、手术、放疗、化疗、内分泌治疗、靶向治疗、免疫治疗，以及入组临床试验等。
图2.质子重离子射线形成的布拉格峰
回到我们今天的话题，理想的放疗是什么？理想的放疗是放射线进入人体后，能量一次性在肿瘤所在的部位释放，最大程度的杀死肿瘤细胞，而对肿瘤周围的正常组织没有影响。普通放疗采用的是光子进行放疗，放射线进入人体后，剂量随着距离逐渐衰减（没有布拉格峰）。质子放疗采用的是质子（氢原子）进行放疗，放射线进入人体后，剂量在到达一定深度集中释放（形成布拉格峰）。重离子放疗采用的是重离子（目前国内外广泛使用的是碳离子）进行放疗，放射线进入人体后，剂量在到达一定深度集中释放（形成布拉格峰）。对比这三句话我们可以看到，三种放疗技术的本质区别在于放射线的不同，不同的放射线引起不同的放疗效果，在专业术语上叫剂量学优势（形成布拉格峰保护周围正常组织）和生物学优势（有更高的生物效应杀伤肿瘤细胞）。普通光子放疗没有布拉格峰，质子放疗和碳离子放疗有布拉格峰，所以在剂量分布上，质子放疗和碳离子放疗通过形成布拉格峰可以使能量集中释放在需要照射的肿瘤部位，从而更好的保护肿瘤周围不需要照射的正常组织，引起更小的放疗副反应，优于普通光子放疗。
图3.不同放射线对细胞DNA的破坏作用
那有的病人会讲，我不怕放疗副反应，只要能全部杀死肿瘤细胞就行，这主要涉及生物学优势，理论上放射线能不能全部杀死肿瘤细胞是受多方面因素决定的，在此不多展开，就本文提到的三种放射线而言，我们分析一下在相同条件下，哪种放射线具有更强的杀伤力。普通放疗采用的是光子（也叫X射线或γ射线），跟紫外线、红外线一样，是电磁波的一种，光子属于不带电粒子，进入人体后首先把能量传递给带电粒子（主要是康普顿效应形成的反冲电子和散射光子），而一次相互作用就要损失掉全部或很大一部分能量，然后通过带电粒子和肿瘤细胞发生作用（间接作用），通常只能破坏DNA单链。而质子和碳离子都属于带电粒子，可以直接和肿瘤细胞发生作用，破坏DNA双链，而且经历许多次相互作用后才逐渐损失能量。实际上，不管是直接作用还是间接作用，放射线作用于肿瘤引起的效果拥有一个相对统一的标准，就是以普通光子放疗常用的钴60的γ射线达到特定生物学效应所需要的吸收剂量为基准，普通光子放疗的生物效应为1，质子放疗大概为1.1，碳离子大概是3，所以碳离子放疗优于质子和光子放疗，质子放疗略好于光子放疗。读到这里，我想大部分读者对这三种放疗技术的优劣已经有了相对清晰的认识。以上分析基于放射线本身的物理性质，要兼顾疗效和副反应并不是片面的全部使用碳离子来治疗，具体到某一种肿瘤的治疗方案，国际上并没有大型的III期随机对照临床试验提供临床依据，还需各国在临床实践中反复摸索。
图4.质子重离子放疗加速器机房内部实景图
通过上述分析我们知道了质子重离子放疗为什么是目前国际上最先进的精准放疗技术。这么好的技术却在全球的推广发展中困难重重，是因为巨大的前期投入和运营成本，动辄几亿甚至十几亿，尤其是重离子放疗，这也是为什么美国拥有几十家质子放疗中心，却至今没有一家重离子放疗中心的原因所在。资本会对投入和产出进行精细的计算。但是，质子重离子放疗并不是莆田系的谎言，而是一种真正可以造福人类的新技术，截止年全世界已经有超过21万的病人接受了质子放疗，有超过3万的病人接受了碳离子放疗，而部分癌种在国外已经纳入医保；质子重离子放疗也不是天价和土豪的专属，放疗费用27.8万加上住院费等全部35万左右拿下，而且可以使用商业保险，在通货膨胀的今天中产家庭也完全可以承担。普通光子放疗的费用大概在几万人民币，加上医保报销后，个人需要负担的费用会更少，其实很多普通家庭都可以负担。在经济条件允许的情况下，我们推荐可以接受更好的精准放疗技术；如果经济条件确实困难，质子重离子放疗也并不值得病人为之倾家荡产，因为说到底质子重离子放疗就是一种放疗技术，并不是可以治愈所有癌症的神话。
图5.医院内部景观图
注：图片均来自医院官方
