180度旋轉(zhuǎn)束治療室開(kāi)啟首批受試者治療
——瞄準(zhǔn)腫瘤治療前沿，質(zhì)子裝置國(guó)產(chǎn)化加速

文／代小佩

80余家

近年來(lái)，質(zhì)子治療裝置在我國(guó)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展態(tài)勢(shì)。截至目前，我國(guó)已批準(zhǔn)質(zhì)子治療裝置配置許可證16個(gè)，國(guó)內(nèi)提出建設(shè)質(zhì)子治療平臺(tái)需求的單位達(dá)80余家。

近日，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療示范裝置180度旋轉(zhuǎn)束治療室在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院?jiǎn)⒂茫着颊呓邮苤委?。?jù)悉，這臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置日前已完成35例受試者的固定束治療，還有幾例受試者也將在近期按計(jì)劃完成治療，旋轉(zhuǎn)束的臨床試驗(yàn)預(yù)計(jì)將在6月初完成。

質(zhì)子治療是世界上最先進(jìn)的腫瘤治療手段之一，有治療精準(zhǔn)、副作用小、患者生活質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)階段，我國(guó)質(zhì)子治療裝置幾乎完全依賴(lài)于進(jìn)口。

質(zhì)子治療的優(yōu)勢(shì)是什么？質(zhì)子治療裝置研發(fā)面臨哪些挑戰(zhàn)？如何推動(dòng)其國(guó)產(chǎn)化？科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪了相關(guān)專(zhuān)家。

同傳統(tǒng)放療技術(shù)相比更精準(zhǔn)安全

目前，治療腫瘤的主要手段包括手術(shù)、化療和放射治療等。質(zhì)子治療和常見(jiàn)的X線治療都屬于放射治療手段。不同的是，X線治療是用X射線照射腫瘤，而質(zhì)子治療是用質(zhì)子束來(lái)照射腫瘤。

“在X線治療中，由于X射線的劑量會(huì)隨著進(jìn)入人體的深度而衰減，因此臨床上通常會(huì)從腫瘤的前方和后方同時(shí)照射幾束X射線，從而提高到達(dá)腫瘤區(qū)域的射線劑量。在這個(gè)過(guò)程中，腫瘤周?chē)５娜梭w組織細(xì)胞也會(huì)受到一定程度的照射，出現(xiàn)相應(yīng)副作用。”北京大學(xué)第一醫(yī)院放射治療科主任高獻(xiàn)書(shū)告訴記者，質(zhì)子治療有“腫瘤定向爆破神器”之稱(chēng)。在質(zhì)子治療中，質(zhì)子束在到達(dá)腫瘤區(qū)域前其能量損失很少，在到達(dá)腫瘤區(qū)域時(shí)才將幾乎全部能量釋放掉形成峰值劑量來(lái)殺滅腫瘤。這樣腫瘤區(qū)域附近的正常組織幾乎完全不受損傷。“相比于X線治療，質(zhì)子治療副作用大大減少。”他說(shuō)。

臨床經(jīng)驗(yàn)表明，質(zhì)子治療對(duì)20多種類(lèi)型的腫瘤的治療優(yōu)勢(shì)明顯，尤其是腦部、復(fù)發(fā)、兒童腫瘤。

質(zhì)子治療由美國(guó)科學(xué)家于上世紀(jì)40年代提出，在歷經(jīng)約50年研發(fā)和治療試驗(yàn)后進(jìn)入臨床應(yīng)用，并在2010年以后得到快速發(fā)展?，F(xiàn)在，全球已建成質(zhì)子治療中心超過(guò)100家，在建的還有20多家。

“首臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置研發(fā)是在上海市自主創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大項(xiàng)目以及‘十三五’時(shí)期科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持下完成的。中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所、中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院上海光源科學(xué)中心、上海艾普強(qiáng)粒子設(shè)備有限公司、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院及相關(guān)廠家十年磨一劍，最終研發(fā)出首臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置?！笔着_(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置首席科學(xué)家，中國(guó)工程院院士、上海光源科學(xué)中心主任趙振堂接受記者采訪時(shí)介紹。

趙振堂告訴記者，自臨床試驗(yàn)啟動(dòng)以來(lái)，首臺(tái)國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置固定束與旋轉(zhuǎn)束治療室的治療進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)今年6月將按計(jì)劃完成全部47例患者的臨床試驗(yàn)治療。

高技術(shù)門(mén)檻導(dǎo)致設(shè)備主要依賴(lài)進(jìn)口

為什么我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)缺乏國(guó)產(chǎn)質(zhì)子治療裝置？

“主要是因?yàn)榧夹g(shù)門(mén)檻高、系統(tǒng)復(fù)雜、集成難度大。”趙振堂介紹，質(zhì)子治療裝置是基于粒子加速器的大型尖端醫(yī)療設(shè)備，主要組成部分包括：最高治療能量在200—235MeV的質(zhì)子加速器，將質(zhì)子束傳輸?shù)秸丈湎到y(tǒng)的固定或旋轉(zhuǎn)束流輸運(yùn)線，質(zhì)子束照射系統(tǒng)，機(jī)器人治療床，影像引導(dǎo)，呼吸門(mén)控等，以及治療計(jì)劃系統(tǒng)與治療控制等軟件系統(tǒng)。此外，質(zhì)子治療裝置還包括輻射防護(hù)與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、腫瘤信息系統(tǒng)、質(zhì)量控制設(shè)備等。

“研制質(zhì)子治療裝置不僅要掌握多項(xiàng)高精尖技術(shù)，如質(zhì)子加速器技術(shù)、照射質(zhì)子束的位置和劑量探測(cè)與控制技術(shù)、大型精密機(jī)械裝備技術(shù)、圖像引導(dǎo)技術(shù)、信息和軟件技術(shù)等，而且還要將上述所有復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行高水平整合與系統(tǒng)集成。”趙振堂解釋道。

除了技術(shù)復(fù)雜，質(zhì)子治療裝置的研發(fā)過(guò)程也困難重重。

在研發(fā)階段，投入高、周期長(zhǎng)是首要挑戰(zhàn)。質(zhì)子治療裝置研發(fā)過(guò)程中必須投入大量人力、物力、財(cái)力，且短期難見(jiàn)效益，一般機(jī)構(gòu)難以承受并缺乏耐心，因此需要依托有實(shí)力的工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)。

在產(chǎn)業(yè)化階段，又面臨工程化、標(biāo)準(zhǔn)化難的問(wèn)題?！氨热纾|(zhì)子治療裝置必須具備非常高的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，至少能在全年提供每周5—6天、每天十幾個(gè)小時(shí)的臨床治療服務(wù)。相關(guān)系統(tǒng)必須能在自動(dòng)受控下安全運(yùn)行，遇到意外事件時(shí)及時(shí)停止。加速器必須有自診斷、報(bào)警功能，易損部件必須便于快捷維修。”趙振堂說(shuō)。

“此外，質(zhì)子治療裝置是醫(yī)療設(shè)備。作為醫(yī)療設(shè)備，除了要滿(mǎn)足相應(yīng)法規(guī)之外，還要滿(mǎn)足臨床醫(yī)生使用要求，比如要具有可用性、便利性等。所以，在質(zhì)子治療裝置的研制過(guò)程中，必須考慮臨床需求?！备攉I(xiàn)書(shū)強(qiáng)調(diào)，質(zhì)子治療裝置走出實(shí)驗(yàn)室后只有經(jīng)受臨床應(yīng)用的“錘煉”才能找到成熟的應(yīng)用場(chǎng)景。

高獻(xiàn)書(shū)表示，質(zhì)子治療裝置研發(fā)不是一蹴而就的事，甚至還存在一些風(fēng)險(xiǎn)，成功研制質(zhì)子治療裝置需要長(zhǎng)期技術(shù)積累，也需要相應(yīng)的資金支持、機(jī)制保障等。

由于國(guó)產(chǎn)設(shè)備缺乏，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)質(zhì)子治療裝置主要依賴(lài)進(jìn)口。國(guó)際上，比利時(shí)離子束應(yīng)用公司、美國(guó)瓦里安公司和日本日立公司等高科技公司可提供整套裝置。

“目前國(guó)內(nèi)尚未形成質(zhì)子治療裝置產(chǎn)品，大部分還處于剛完成樣機(jī)級(jí)別的研制或是樣機(jī)優(yōu)化的階段。”趙振堂說(shuō)。

多種手段加速?lài)?guó)產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步

“質(zhì)子治療裝置龐大、制造成本和運(yùn)維費(fèi)用高，靠引進(jìn)無(wú)法掌握設(shè)備核心技術(shù)，難以降低治療費(fèi)用。”高獻(xiàn)書(shū)表示，質(zhì)子治療的費(fèi)用為30萬(wàn)元左右，患者負(fù)擔(dān)較大，這使得很多適用質(zhì)子治療的患者最終還是選擇了X線治療。

趙振堂表示：“要讓質(zhì)子治療真正惠及國(guó)內(nèi)患者，我國(guó)需要自主研制質(zhì)子治療裝置，在研發(fā)過(guò)程中不斷積累技術(shù)并創(chuàng)新發(fā)展?！?/p>

近年來(lái)，質(zhì)子治療裝置在我國(guó)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展態(tài)勢(shì)。截至目前，我國(guó)已批準(zhǔn)質(zhì)子治療裝置配置許可證16個(gè)，國(guó)內(nèi)提出建設(shè)質(zhì)子治療平臺(tái)需求的單位達(dá)80余家。

趙振堂介紹，國(guó)內(nèi)已有多家研究機(jī)構(gòu)和高科技公司加入了研發(fā)質(zhì)子治療裝置的行列。比如，中國(guó)原子能科學(xué)研究院和中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所分別研制的超導(dǎo)回旋加速器已經(jīng)出束，并正在進(jìn)行治療系統(tǒng)的研發(fā)和調(diào)試；華中科技大學(xué)、中核集團(tuán)等也在開(kāi)展質(zhì)子治療裝置或設(shè)備的研發(fā)工作。

“隨著質(zhì)子治療優(yōu)越性不斷展現(xiàn)，建設(shè)質(zhì)子治療中心的需求持續(xù)增加，臨床需要與配置建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、人才需求之間的矛盾逐漸凸顯。”趙振堂說(shuō)。

為推進(jìn)質(zhì)子治療裝置國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，趙振堂建議，要鼓勵(lì)聯(lián)合研發(fā)以及支持建立聯(lián)合研發(fā)基地。高獻(xiàn)書(shū)持有相同觀點(diǎn)：“要匯聚優(yōu)勢(shì)力量集中投入、集中攻關(guān)，最終解決質(zhì)子治療裝置中的共性技術(shù)難題。分散投入不僅效率低還會(huì)造成資源浪費(fèi)?！?/p>

趙振堂建議，要建立質(zhì)子治療裝置相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和醫(yī)療聯(lián)盟，加強(qiáng)本科和研究生相關(guān)專(zhuān)業(yè)教育，以及短期強(qiáng)化培訓(xùn)和中長(zhǎng)期院內(nèi)使用培訓(xùn)等，滿(mǎn)足從研發(fā)、調(diào)試到運(yùn)維全流程對(duì)技術(shù)人員、物理師、醫(yī)生等不同層次、不同專(zhuān)業(yè)背景人員的需求。

專(zhuān)家還建議，要進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)子治療裝置研發(fā)與臨床應(yīng)用的結(jié)合。高獻(xiàn)書(shū)強(qiáng)調(diào)，在質(zhì)子治療裝置的研發(fā)過(guò)程中，一定要有醫(yī)院介入，如此才能在研制過(guò)程中不斷優(yōu)化功能和性能，滿(mǎn)足患者治療的實(shí)際需求。

趙振堂強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)臨床治療技術(shù)的發(fā)展。多家質(zhì)子中心逐漸投入運(yùn)行，給聯(lián)合開(kāi)展各種臨床治療技術(shù)和適應(yīng)癥研究提供更多機(jī)會(huì)。

“將來(lái)可考慮將部分癌種的質(zhì)子治療納入醫(yī)保，適度減輕百姓負(fù)擔(dān)。”高獻(xiàn)書(shū)表示。

（文章來(lái)源：《科技日?qǐng)?bào)》）