“癌癥”已經成為人類健康的第一殺手。
根據中國腫瘤登記中心最新統計數據,2015年我國預計有429.2萬新增腫瘤病例和281.4萬死亡病例。如此高的新增病例和死亡率使得人們談“癌”色變。那么癌癥有哪些有效的治療方法呢?
目前惡性腫瘤治療主要依賴放射治療、手術治療和化療。下面我們就講講腫瘤放射治療技術的“前世今生”。

WilliamHenry Bragg
放射治療作為一種物理治療手段已有100多年歷史。自1896年貝克勒爾發現天然放射性現象之后的第8年,也就是1903年,英國物理學家威廉·亨利·布拉格William Henry Bragg與克里曼Kleeman在實驗中觀測到:帶電粒子束在射入物質時,根據其能量大小會在某個深度形成一個劑量高峰?茖W界將這一偉大發現(估計這哥倆根本沒意識到他們的這個發現有多牛掰多偉大~)稱之為“Bragg峰”(中文譯為“布拉格峰”)。
科學家們很快發現,這種帶電粒子束與傳統射線(就是X射線,γ射線什么的~)相比優勢相當明顯。

Robert R. Wilson
1946年美國物理學家威爾森Robert R. Wilson(這哥們可是參與曼哈頓計劃的著名核物理學家)大膽提出,可將這種具有物理優勢的射線應用于醫學領域。
威爾森認為,帶電粒子束或可在治療腫瘤領域有突出表現,他的依據是:傳統高能X射線穿越人體時,沿途會不斷釋放大量能量,腫瘤前后的正常組織也受到了相當劑量的照射。而帶電粒子束有獨一無二的“布拉格峰”,射線進入人體后,高能帶電粒子束在射程前段僅會釋放較少能量,直至射程末端,巨大的能量才會徹底釋放,從而大幅減少了腫瘤周邊正常組織的照射劑量。

各種放射線在體內的劑量分布對比圖
在該理念提出不到10年,也就是1954年,美國的勞倫斯伯克利(LBL)實驗室就開始啟動粒子束治療研究,此后瑞典、日本、德國的研究機構相繼開展質子及重離子治療研究……
蘭州重離子加速器作為核物理學領域非常重要的研究工具,主要用來探索物質微觀結構、物質起源和宇宙規律等基礎物理研究,中國科學院近代物理研究所的科研人員利用蘭州重離子加速器國家實驗室得天獨厚的有利條件,于上世紀90年代初,在國內率先開展重離子治療腫瘤基礎研究,進行了放射物理、放射生物學實驗以及一些治癌技術的初步預研,為重離子臨床治療積累了一些必要的基礎數據。
在2006年-2013年期間,共完成了213例前期臨床實驗研究,包括皮膚鱗癌、惡性黑色素瘤、神經纖維瘤、前列腺癌、原發性肝癌等。試驗患者大部分為常規治療復發或無效病例,經過1個療程(12-16次治療)的試驗研究治療,大部分患者4年腫瘤局部控制率和存活率均達到60%以上,成功治療了許多位于重要器官的惡性腫瘤,療效十分顯著,使我國成為繼美國、日本和德國之后全球第四個掌握重離子治癌技術的國家。
重離子治療技術使腫瘤放療的精確性達到當今最高水平,既能有效殺滅腫瘤細胞,又能最大限度保護周圍健康組織,既能有效殺滅乏氧的或者放療抵抗的腫瘤細胞,又對各個細胞周期的腫瘤細胞都具有不可逆性殺傷作用。重離子治療的優勢簡單粗暴地概括起來就是四點:精度高、療程短、療效好、副作用小。因此無論是生物學效應還是物理學特性,重離子都被譽為是面向二十一世紀最理想的放療用射線。
目前,世界各國都在競相發展重離子腫瘤治療設備的研制與相關機構的建設。但是重離子放療因其設備復雜,建造和維護成本較高,目前全世界只有9家重離子醫院。
中國科學院近代物理研究所研發設計的完全擁有自主知識產權的醫用重離子加速器,也是目前世界上最小的重離子治療專用加速器示范裝置,已通過了科技部、環保部、商務部、國家質量監督檢驗檢疫總局組織的國家重點新產品認定,并已于2012年先后在武威離子治療示范中心和蘭州重離子醫學創智產業園區投入建設。其中武威重離子腫瘤治療中心于2015年12月成功建成出束,即將開始臨床試驗治療。

武威重離子治療示范裝置
這標志著我國第一臺完全擁有自主知識產權的醫用重離子加速器裝置投入運行,也標志著我國大型醫療設備的國產化取得了重大突破。醫用重離子加速器是我國大科學裝置回饋社會、造福于民的典范,必將在人類征服癌癥的奮斗過程中做出重要貢獻。(中國科學院近代物理研究所供稿)
參考文獻
[1]葉飛 李強《重離子治癌相關研究》 原子核物理評論 第7卷第3期 2010年9月
[2]王嵐 戴小亞 全球質子重離子醫院現狀與展望 China Academic Journal Electronic House