质子治疗，靠什么杀死癌细胞？

质子治疗是病友们谈及比较多的一种治疗措施，对于它的第一印象是“贵”。

据马来西亚媒体《中国报》报道，羽毛球名将李宗伟罹患鼻咽癌，前后共进行了33次质子治疗，花费近1000万，医生表示李宗伟身上的癌细胞已全部消失。

很少有家庭能承担1000万的治疗费用，尽管多数情况下患者只需做一个疗程，但也需要十几万，对很多人来说真不是一个小数目。

质子治疗在肿瘤治疗领域真的有那么神奇吗？

01 什么是质子治疗？

质子治疗是放疗的一种治疗手段。

我们传统使用X射线等属于光子治疗，光子治疗的射线在照射到人体皮肤时达到一个比较高的能量，然后能量逐渐降低，到肿瘤病灶的时候能量衰减的比较多，所以传统的放射治疗会导致一些严重的不良反应，也就是所谓的“误伤”。

图1：质子治疗的布拉格峰

如上图所示，质子治疗的特点是存在一个“布拉格峰”，也就是在射线到达人体皮肤时能量较小，但在抵达肿瘤病灶的时候能量突然增强。

但是在目标区域之外，比如离开了肿瘤病灶之后能量迅速下降，而黄色的光子放射线（伽马射线），在穿透人体皮肤没抵达肿瘤病灶之前，能量开始迅速衰减，肿瘤病灶区域并不是射线能量最强区域，而且穿透肿瘤病灶之后还拖着一条长长的尾巴，这些都导致副作用比较大。

质子治疗所用的质子束可以通过自动化技术控制能量释放方向、部位和射程，将上面的“布拉格峰”控制在肿瘤的边界之内，这个就是所谓的“定点爆破”。

通过控制“布拉格峰”的深度，在这个深度射线很快就衰减到极小，甚至衰减到零，给深度以内的肿瘤组织强力杀伤，深度以外的正常组织损伤立即骤减。就像导弹一样，定点爆破。

正是通过这样的原理，质子治疗可实现对周围正常组织破坏小，但更有效杀灭肿瘤病灶的目的。

而重离子治疗也存在“布拉格峰”。质子治疗可以破坏肿瘤细胞的单链DNA，但是重离子更猛一些，它可以将肿瘤细胞DNA双链都破坏掉。

因此重离子治疗时间和治疗次数少于质子治疗。

但是，重离子治疗比质子治疗还要贵，而且目前也没有临床研究证明重离子治疗比质子治疗效果更好。即便是发达国家，接受质子治疗的患者也是远远大于重离子治疗。

02 质子治疗有哪些优势？

质子治疗的特点为其独特的布拉格峰，射线能量在肿瘤病灶位置达到高峰，几乎没有射线穿透肿瘤病灶，具体表现为以下几个方面的优势：

• 能对肿瘤病灶进行定点高能量照射，获得良好的治疗效果;

• 对于X线具有抗性的恶性肿瘤如大体积肿瘤、脊索瘤等有较好的治疗效果；

• 对于生理结构位置复杂的肿瘤，如眼部、头颈部、颅底肿瘤有其优势；

• 减轻容易受放射线影响的器官的不良反应;

• 身体负担小，老年患者或体质虚弱患者也能接受治疗;

• 能降低儿童和年轻患者放疗后的第二原发癌的发生，这方面对于儿童肿瘤而言比较突出；

• 因有并发症而无法手术治疗的患者也能接受质子治疗;

• 不需住院;

• 且治疗后对正常社会生活和日常生活无太大影响，能维持好的生活质量。

图2：质子治疗设备，图片来自网络

03 质子治疗目前用于哪些肿瘤？

由于质子治疗设备购置和维护的昂贵，所以目前并没有大规模普及应用。

对于很多肿瘤的临床研究也报道不多。目前比较为大家所接受的是：头颈部肿瘤、小儿肿瘤，使用质子治疗具有独特优势。

• 头颈部肿瘤

质子治疗头颈部肿瘤优势非常明显，羽毛球名将李宗伟的鼻咽癌就是使用的质子治疗。

头颈部肿瘤周围的脏器非常多，尤其是靠近脑部，因此在进行放射治疗的时候很容易就出现“按下葫芦浮起瓢“的情况。引发严重的不良反应，甚至是导致第二原发性肿瘤。

图3：头颈部肿瘤使用质子治疗和光子治疗的示意图

如上图所示，左侧为质子治疗，右侧是传统的光子治疗。其中蓝色区域为射线会照射到的区域，而红色区域范围是肿瘤病灶的位置，是希望以最高射线剂量照射的区域，传统光子治疗的蓝色区域比较大，容易导致对正常器官的损害。

质子治疗的照射区域就比较集中，比如脖颈位置，由于其布拉格峰的特点，射线穿过肿瘤病灶后能量迅速衰减，另一侧的脖颈不受损害。

而光子治疗则会将整个脖颈都照射到了。病人治疗后容易产生不良反应，降低生活质量。

• 小儿肿瘤

大多数小儿肿瘤属于胚胎源性肿瘤，对放射线很敏感。

放射治疗是主要的治疗手段。但放射线容易导致很多不良反应，比如：生长停滞、神经认知障碍、再次发生肿瘤、内分泌腺功能失调、脊柱侧弯等。

对于儿童和青少年肿瘤，如髓母细胞瘤、儿童颅内室管膜瘤、儿童脊索瘤等，质子治疗比传统的X射线治疗优势明显，可降低不良反应发生的比率。

• 其他肿瘤

质子治疗相比光子治疗的主要优势在于降低不良反应发生比率，尤其是与化疗联合使用。

图4：质子治疗与光子治疗多种肿瘤的不良反应发生率

上图为一项纳入了1483名患者的研究，都为局部晚期并接受放疗与化疗联合治疗的成人患者，中位年龄为60岁。

391名患者接受了质子治疗，1092名患者接受了光子治疗。

参加试验的患者病灶位置包含头颈部、肺部、肝部等多种器官。两种放射治疗的中位总生存期、无病生存期没有明显区别。

质子治疗主要表现在3个月内3级以上不良反应发生比率远低于光子治疗，分别为11.5%和27.6%。

此外，质子治疗还可用于需要更高辐射剂量的肿瘤，因为传统光子治疗为避免误伤正常组织不能增加太高的剂量，而质子治疗可将剂量增加。

在某些情况下，剂量递增已被证明可为某些类型的肿瘤患者提供比传统放疗更好的结果。如无法切除的肉瘤、葡萄膜黑色素瘤(眼部肿瘤，眼部肿瘤)、椎旁肿瘤(软骨肉瘤和脊索瘤，脊柱旁)。

04 质子治疗的不足之处

如果说质子治疗有什么不足，第一个就是治疗费用高，目前国内一个疗程需要十几万，而且没有医保报销（部分商业保险能报销）。所以这笔治疗费用对很多患者和家庭而言是一笔不小的开支。

因此，需要非常明确自己适合质子治疗的时候，再进行咨询和诊治。

此外，质子治疗虽然是放疗的高精尖技术，但也不是万能的。不是所有的癌症患者都适合质子治疗。

绝大多数情况下，质子治疗不能替代化疗、靶向治疗和手术治疗。

如果发生了全身广泛转移的恶性肿瘤，这种情况下使用质子治疗的意义就不大，因为不可能把全身的病灶都放疗照射个遍。当然如果想搭配免疫治疗，使用质子治疗来轰击肿瘤病灶释放抗原，然后上PD-1等免疫治疗，这个思路合理，但具体执行需要与医生进行沟通以确定是否适合。

白血病、多发性骨髓瘤等血液肿瘤也不适合使用质子治疗。

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参考文献：

1. Hu et al. Journal of Hematology & Oncology (2018) 11:136

2. Brian C Baumann，et al., JAMA Oncol. 2019 Dec 26;6(2):237-246.

3. 温杰 颜学庆 王俊杰，肿瘤质子治疗及进展——精准治疗的全新策略，《癌症进展》