放射治疗的基本原则在于增加肿瘤剂量的同时能更好的保护周围正常组织。质子定向放射治疗可以作为国际上最为先进的放疗技术之一，能更好的体现这一原则，通过精准定位、精准计划、精准治疗，在恶性肿瘤的治疗中独树一帜，应用有越来越广泛的趋势。在物理学方面，其特征性的Bragg峰的剂量分布比目前的光子射线照射更为理想，多项剂量学比较的研究显示，其剂量学优势是明显的。目前已有的临床研究包括质子放疗的治疗头颈部肿瘤、神经系统肿瘤、儿童肿瘤、胸部肿瘤、消化系统肿瘤、妇科恶性肿瘤、脊索瘤和软骨肉瘤、眼球黑色素瘤及部分良性肿瘤。
质子治疗简史：年加利弗尼亚LomaLinda大学建立了第一家具有高能质子束的医疗中心，至年底，全球共有超过60家质子治疗中心，40余家中心可以采用高能质子束治疗深部肿瘤，共有,余例患者接受了质子治疗。年医院建立了中国第一家质子治疗中心，至年底已治疗近2千例患者。
质子的物理学特点：直线加速器产生的X线（光子）是现代放射治疗的最常用射线，其缺点在于肿瘤前的入射剂量过高而肿瘤后还有显著的剂量残留。与光子相比，质子经过组织时只有很低的入射剂量，然后其在很短的距离内(0.5-1.0cm)释放出大部分的剂量，即Bragg峰，而在Bragg峰之后的组织则几乎没有剂量。鉴于这种物理特性，质子可以更好的保护靶区后的正常组织。多峰叠加可产生扩展的Bragg峰，以完整覆盖靶区。
质子治疗的临床进展:
1.胃肠道肿瘤胃肠道肿瘤一般以手术治疗为主，病期晚、年龄大、有其他的慢性病不宜手术或病人坚决拒绝手术,可考虑作其他治疗，但疗效差，常规治疗只能达到姑息治疗目的。日本和部分西方国家，对这些患者进行质子治疗，取得了令人鼓舞的效果。Shibuya报道2例T1N0M0的早期胃癌老年患者，分别用质子照射86Gy和83Gy，2年7个月以后行内窥镜检查，病理活检未找到癌细胞。
食管癌食管癌的治疗以手术和放疗为主，首选为外科切除，而放疗仅用于不宜手术的病人。局部复发是食管癌放疗失败的主要原因，约占80%左右。日本报告19例食管癌的治疗结果:患者为Ⅰ期-Ⅲ期肿瘤全部采取混合线治疗,总剂量75～87Gy的量。3年生存率Ⅰ期%，Ⅱ期60%，Ⅲ期50%。随诊5年以上15例食管癌(早期表浅型癌6例，进展期9例)，用质子或配合光子作根治性放疗，总剂量80.4Gy，放疗后病人的肿瘤均完全消失。
原发性肝癌 放疗是不可手术肝癌的另一种选择。由于正常肝组织的放射耐受性很差，光子放疗中的低剂量散射是放射诱导性肝损伤的显著影响因素。尤其肝癌患者常合并有肝硬化或病毒感染，更降低了其放射耐受性。日本的一些回顾性研究和前瞻性非随机临床研究显示，质子治疗肝癌有良好的较果。5年局部控制和5年总生存分别为86～88％和24～39％。总体毒性很低。其中一项II期研究中，应用质子治疗无法手术或无法行其它局部治疗的肝癌，剂量给予76CGE／20f，其2年无局部进展生存可达96％，肿瘤直径＜5cm，5～10cm和＞10cm的局部制率分别为96％，84％和43％，而这部分患者的放射并发症发生率很低。对有门脉瘤栓的患者，很难进行手术或其它局部治疗，索拉非尼对无进展生存的延长效果有限，而质子治疗则显示出可改善患者的局部控制和生存率。
2.头颈部肿瘤多项剂量学研究显示质子治疗头颈部肿瘤具有剂量学优势，举例鼻咽癌。在长期随诊过程中，可发现接受常规放射治疗后的病人发生了不少严重的并发症，如脑软化、脑干损伤、放射性脊髓炎、脑垂体功能下降、视力减退以至失明、张口困难和长期口干引起的放射性龋，严重地影响病人的健康和生存质量。国外对少量的病人进行了很好的质子放射治疗计划设计和剂量分布的研究和分析，证明质子照射比光子照射的剂量学分布要好得多。质子治疗组对鼻咽的原发肿瘤和颈淋巴结的剂量分布较满意，脑干、腮腺、脊髓和脑颞叶的受量明显减低。Brown的报告指出，质子照射鼻咽癌可以使肿瘤靶区的剂量分布更均匀、并减低了近邻正常组织的受量，可以安全地使肿瘤区的照射量至少提高5Gy。
3.原发性肺癌 无法手术的早期肺癌和III期肺癌为放射治疗的适应征，质子治疗的正常肺组织剂量较光子放疗有着显著降低。近期一项研究中，56例Ｉ期NSCLC患者接受质子治疗，周围型病变给予66CGE／10f（32例），中心型病变给予80CGE／25f（24例）。3年总生存、无进展生存和局控率分别为81.3％、73.4％和96.1％。全组晚期2、3级放射性肺炎发生率分别为13.4％和1.5％，没有3级以上毒副反应发生。同步化放疗是III期肺癌的一线治疗，应用光子技术进行较高剂量照射带来了较多并发症却没并没有带来显著的生存获益。而采用质子技术，即使将剂量从光子的63Gy提高到74CGE，平均双肺V5、V10和V20也能得到显著降低。一项应用质子治疗高剂量放疗联合同步化疗治疗III期NSCLC的II期研究中，放疗剂量给予74CFE，中位生存可达29.4个月，且没有严重的毒性发生。
4.左侧乳腺癌 有报道显示既往接受过放疗的左侧乳腺癌患者，累患缺血性心脏病的风险增加，15年缺血性心脏病死亡率高于右侧，且冠脉事件风险与心脏所受平均剂量有关，心脏平均剂量每增加1Ｇｙ，冠脉事件风险增加7.4％，并至少持续20年。有研究对光子、光子／电子线混合和质子进行了剂量学比较，结果显示质子对心、肺的保护性更好，心脏平均V20分别为12％、12.4％、1.6％，同侧肺平均V20分别为25.3％、21.7％、16.2％。质子治疗也可用于左侧乳腺癌保乳术后患者。
5.儿童肿瘤 哈佛大学一项回顾性研究总结行质子治疗的例患者，并以SEER数据库中的例接受光子放疗的患者作配对，显示质子治疗后有更低的第二原发癌发生率（4.2％VS7.5％；P=0.）。一组总结了86例儿童视网膜母细胞瘤患者的初步数据提示，质子治疗与光子放疗相比，有较低的10年累积放射相关并发症或野内第二原发肿瘤，对于室管膜瘤则显示出更高的有效率。还包括其它软组织肉瘤，生殖细胞肿瘤，尤文肉瘤和纵隔何杰金淋巴瘤等。
6.脊索瘤和软骨肉瘤 脊索瘤和软骨肉瘤的发生部位通常邻近重要的神经组织，如脑干、骶丛等，放疗时难以达到根治剂量。Colli等较早的一项回顾性研究中，质子治疗脊索瘤患者的4年局控率显著高于光子（90.9％VS19.4％）。哈佛大学早期回顾分析了例接受质子／光子混合放疗的患者数据，颅底脊索瘤的5年局部无复发生存和总生存率分别为73％和80％，颅底软骨肉瘤分别为98％和91％。
7.眼内黑色素瘤 眼内黑色素瘤的治疗目标是保留眼和功能性视力并达到良好的肿瘤控制。在BC癌症中心的数据中，接受质子治疗的59例患者，5年局控率达91％（接受60CGE的患者达到97％），总体眼保留率为80％，中位随访63个月，5年的出血性青光眼发生率为31％，放射性视网膜病（74％）视神经病变（64％）是常见的野内副反应。该结果与光子SBRT的研究结果类似，其中SBRT的出血性青光眼发生率为42％，高于质子治疗。
8.颅底肿瘤颅底解剖结构复杂，紧邻大脑、垂体、视神经、视交叉和视束、海绵窦、脑干和颈段脊髓出颅部分的脑器官，手术难度大，放射敏感性低，需要的照射剂量较高。用质子束调强适形治疗，可以进行很完美的“适形”照射，提高靶区的照射剂量。根据文献报道的多例的结果，质子治疗对颅底肉瘤、颅底脊索瘤、软骨肉瘤效果较光子放疗明显提高，部分病人获得根治，避免了手术。
质子治疗适应症：
1、头颈部肿瘤：脑膜瘤、脑胶质瘤、颅咽管瘤、垂体肿瘤、颅底脊索瘤、颅底软骨肉瘤、前庭神经鞘膜瘤、鼻咽癌、鼻腔鼻窦恶性肿瘤、腮腺恶性肿瘤、口咽癌、口腔恶性肿瘤、腺样囊性癌、恶性黑色素瘤、软组织肉瘤、血管外皮瘤、复发性头颈部恶性肿瘤、髓母细胞瘤、室管膜瘤、面部纤维肉瘤、海绵状血管瘤、颅内生殖细胞瘤、血管内皮细胞瘤、神经纤维瘤、畸胎瘤、舌根癌、牙龈癌、骨巨细胞瘤、喉癌、淋巴瘤原始神经外胚层肿瘤PNET。
2、胸部肿瘤：肺癌、恶性纵膈肿瘤包括恶性胸腺瘤、恶性胸壁肿瘤、恶性胸膜间皮瘤、肺部转移肿瘤、纵膈淋巴结转移肿瘤、食道癌、贲门癌、乳腺癌、上皮样肉瘤、尤文氏肉瘤、非霍奇金淋巴瘤。
3、腹部盆腔及其他部位肿瘤：肝癌、胆囊癌、胆管癌、肝外胆管癌、胰腺癌、前列腺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌、脊髓肿瘤、骶尾部脊索瘤/软骨肉瘤、骨肿瘤、肾癌、卵巢癌、平滑肌肉瘤、软组织肉瘤、复发性腹盆腔肿瘤、原始神经外胚层肿瘤PNET。
声明：该文章部分内容转医院放疗科、北京大学物理学院重离子物理研究所于年04月份发表于《西部医学》杂志。
医院质子治疗中心