（作者：T.Shen 来源：生物谷）
日前，澳大利亚政府表示，将帮助研究人员开发新一代的癌症疗法，包括一些复杂的儿童癌症；质子射线疗法（proton beam therapy）是一种放疗方法，其能够利用质子（重粒子）来替代常规放射疗法中所使用的X射线，这些质子能够更加精准地靶向作用距离关键器官较近的肿瘤组织，这种疗法对于脑癌患者以及一些机体正在发育且对损伤比较敏感的儿童患者具有一定的益处。
因此，研究人员迫切需要开发一种能够替代常规放射疗法的新型方法来靶向治疗特定的癌症，那么什么是传统的放射疗法？又如何通过质子射线疗法来帮助改善科学家们对癌症的治疗呢？
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什么是放射疗法？
放射疗法、外手手术、化疗以及姑息疗法（palliative care）是癌症疗法的基础，其中放射疗法被推荐用于治疗一半的癌症患者；这种疗法常常用于癌症固定在一个或多个区域的患者中，依赖于癌症位点和发展阶段，放疗往往会被独立使用或者同手术及化疗方法相结合进行使用。在其它疗法治疗前或治疗后，使用放疗手段往往能够使得患者的治疗变得更加有效，比如在化疗或者外科手术治疗癌症之前，放疗往往能够促进肿瘤收缩。
大部分的放疗都是直接利用高热量的X射线束来靶向作用癌症组织进而达到对癌细胞的杀灭作用。X射线能够同肿瘤细胞相互作用，损伤肿瘤细胞的DNA并且抑制癌细胞再生，但由于X射线无法区分癌变细胞和健康细胞，经常会导致正常组织被损伤，损伤的正常组织则会诱发机体出现一些轻微的症状，比如疲劳、或者罕见的严重副作用，包括患者入院治疗，甚至死亡。
进行合适水平的放疗往往能够使得患者达到治疗和损伤之间的完美平衡，改善效益治愈比率的常用方法就是从多个方向对肿瘤进行多角度攻击，如果能够进行重叠的话，就能够实现对健康组织最小化损伤的前提下，最大化地损伤肿瘤组织。
放射疗法如何发挥作用？
1895年，研究者Wilhelm Rontgen发现了X射线，仅在1年内，当研究人员发现过量暴露于辐射和皮肤烧伤之间的关系后，他们就开始寻找放射在癌症治疗中的应用了。放疗过程包括三个关键阶段，首先就是利用CT和MRI对患者进行成像扫描，这能够评估患者机体肿瘤的范围，并且也能够呈现患者机体中健康组织和其它关键结构的状况。
在第二个阶段中，医生和治疗团队会利用这些成像结果和患者的病历来考虑放射束应该在患者哪个部位进行照射，从而在对健康组织最小化伤害的同时对肿瘤实现最大化的损伤效应；复杂的计算机模拟技术业能够模拟放射束在患者机体中的作用，从而就能够更好地帮助评估在疗法期间所发生的任何状况。
在第三个阶段中，也就是进行疗法实施的阶段，当治疗束进行旋转时患者躺着不动，从而就能够从多个角度对患者进行全方位照射。每个治疗大约都需要花费15-30分钟，依赖于癌症和阶段的不同，存在1-40种单独的疗法，通常患者需要一天进行一次治疗，而且在治疗过程中患者并不会感觉到辐射的存在。
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好处和副作用
放射疗法的靶向技术对很多癌症的治疗都产生了巨大的影响，尤其是在治疗早期肺癌和前列腺癌上，利用放射疗法对早期肺癌进行研究的结果表明，诊断后患者三年的存活率能够达到95%，对于前列腺癌而言，患者5年的大体生存率能够达到93%。而放疗所产生的副作用因疗法的位点、癌症阶段以及每个患者的情况而存在一定差异，通常疗法所带来的副作用都是中度的，但有些却会产生严重的副作用，放疗最常见的副作用就是疲惫。
对于头颈癌进行放疗还会使患者产生其它副作用，包括腹泻、食欲下降、口干和吞咽困难等。放疗所带来的长期效应是研究人员非常关心的，尤其是对于儿童而言，比如利用放疗来治疗儿童的脑部肿瘤往往会对个体产生持久的认知效应，进而影响个人的人际关系和学业上的成就。
医生们往往需要衡量疗法所带来的风险和效益，而质子射线疗法在很多案例中都可以说是非常有益的。
放射疗法所面临的其它挑战
当前的放射疗法还会面临许多挑战，其通常很难从健康组织中区分出肿瘤组织，甚至专家们在肿瘤具体位点上也达不到一致的想法。当患者移动时，比如当其呼吸、吞咽、心跳、甚至进行食物消化时，放疗似乎并不能很容易适应患者解剖学上的复杂改变。因此放射束常常会产生脱靶效应，从而不能有效准确作用肿瘤位点。
此外，当前研究人员并不会利用相同的方法对肿瘤的所有部位进行处理，尽管肿瘤的部分区域会恶化，对放疗产生耐受，而且很有可能扩散到机体其它部位。肿瘤自身也会改变对疗法的反应，而这就进一步增加了问题的复杂性，一种理论上的放疗解决手段就是通过成像，并且根据肿瘤发生的变化来不断对疗法进行调节。对技术的改善也会帮助克服目前所遇到的挑战，包括对成像系统进行改善来更加精准地寻找肿瘤的位点。
质子射线疗法和其它创新
质子射线疗法能够给许多患者带来最大化的效益，包括治疗距离骨髓和骨盆非常近的肿瘤；这或许需要较强大的加速器来给质子足够的能量让其更加深入地渗透到患者机体中，同时利用复杂的转向磁铁还能够将高能质子运输到治疗室中，同时也能够直接对患者机体中的肿瘤进行定向作用。
质子能够降低速度，并且在患者体内失去能量，而失去的大部分能量都会用在对肿瘤进行靶向作用上，这就能够降低患者机体健康组织的能量损失，并且减少副作用的发生。以其它放疗形式改变患者解剖学和生理学的问题同时也是质子射线疗法所面临的挑战。
目前有很多澳大利亚研究团队都在解决这些挑战，比如开发新型放疗设备，为癌症患者提供呼吸帮助、开发放疗测定设备、制定一些较短且便利的治疗计划以及将放疗同其它疗法相结合，比如将化疗和免疫疗法同放疗相结合来开发出最优的组合性疗法。
参考资料：
【1】Budget to support establishment of world-leading proton beam therapy facility
【2】Estimating the demand for radiotherapy from the evidence： a review of changes from 2003 to 2012.
【3】Radiotherapy
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【6】Stereotactic body radiotherapy for localized prostate cancer： pooled analysis from a multi-institutional consortium of prospective phase II trials.
【7】Many survivors of childhood brain cancer have cognitive difficulties， but these can be treated
【8】Improved Clinical Outcomes With High-Dose Image Guided Radiotherapy Compared With Non-IGRT for the Treatment of Clinically Localized Prostate Cancer
【9】Hypoxia and radiotherapy： opportunities for improved outcomes in cancer treatment
【10】NANO-X CANCER RADIOTHERAPY SYSTEM
【11】MRI-LINAC PROGRAM
【12】Explainer： what is cancer radiotherapy and why do we need proton beam therapy？
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