我們知道，放療在腫瘤治療中具有重要地位，約60%~70%的腫瘤患者在不同的階段需要接受放射治療。目前以美國為首的發(fā)達(dá)國家中，這一比例已超過半數(shù)，但我國腫瘤患者面臨的應(yīng)治未治問題仍然較為嚴(yán)重。過去的半個世紀(jì)以來，放射治療圍繞著“增效減毒”的原則展開技術(shù)迭代，不斷和手術(shù)、化療以及新興的免疫療法等其他手段相結(jié)合，極大地提高了治療療效和可及性。21世紀(jì)以來，通過采用更先進(jìn)的劑量遞送方式、結(jié)合實時影像的適形規(guī)劃、引入人工智能和新的粒子輻射類型等先進(jìn)技術(shù)，放射治療的安全性和有效性都得到了提高?！对幽芸茖W(xué)技術(shù)》9月增刊發(fā)表了北京大學(xué)核物理與核技術(shù)國家重點(diǎn)實驗，物理學(xué)院楊根、趙梓茗、顏學(xué)慶老師與北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院張藝寶老師的撰文，該文章在回顧放射治療領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，總結(jié)了放射治療相關(guān)的新興研究熱點(diǎn)，并對該領(lǐng)域的發(fā)展方向做出了展望。一起來看一下文章中的要點(diǎn)內(nèi)容，僅供參考學(xué)習(xí)。如果您對本文內(nèi)容有其他補(bǔ)充或者建議，歡迎文末留言。1放射治療技術(shù)的發(fā)展近20年來，放射治療領(lǐng)域引入了更優(yōu)的放射治療方案與影像技術(shù)，以及新型射線類型，極大地提高了輻照對腫瘤的精準(zhǔn)殺傷能力，同時降低了放射治療對正常組織和免疫系統(tǒng)的損害，改善了放射治療的安全性。早期放療首次發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端效應(yīng)首次開展質(zhì)子放療超近距放療規(guī)范化提出放療免座療法質(zhì)子放療批人使用端效應(yīng)，免疫療法首次放療治療腫瘤二維適形放療告及三推適形放療昔及首次立體定向放療調(diào)強(qiáng)放療普及放療普及海劑量率成狩研究開艘▲放射治療技術(shù)的發(fā)展歷程目前臨床上主要應(yīng)用的放療技術(shù)特性與發(fā)展趨勢總結(jié)如下：1.適形放射治療通過調(diào)節(jié)射線入射的位置和方向，盡可能地將劑量集中在病變區(qū)，是減少放射毒性的基本方法。三維適形放射治療(3D-CRT)是最早基于這一理念設(shè)計出的放射治療方案。相較于傳統(tǒng)的單一射野角度，3D-CRT允許多個角度照射，并利用多葉光柵遮擋束線，將出射束形狀調(diào)制為與瘤形態(tài)的空間分布一致[1]。多個照射角度的運(yùn)用使得能量穿透正常組織并匯聚在患處，同時將放射性損傷風(fēng)險分散在更大范圍的組織體積上以減小傷害。適形放射治療具有經(jīng)濟(jì)普適的優(yōu)點(diǎn)，并在多種腫瘤上取得了理想的預(yù)后[2]。此外，一些治療部位可能會受到患者生理運(yùn)動(如心跳、呼吸等)影響增加劑量脫靶風(fēng)險，從而造成大于預(yù)期的放射性損傷調(diào)強(qiáng)放射治療使用不同照射角度，通過多葉準(zhǔn)直器的位置、調(diào)強(qiáng)放射治療已經(jīng)在敏感實體瘤和深層腫瘤的治療中展示出顯著的有效殺傷和毒性減弱，如頭頸部癌(38%/85%)[4]、肺癌(77%/95%)[5]、口咽癌(74%/86%)[6]等(括號內(nèi)數(shù)據(jù)為三維適形放射治療和調(diào)強(qiáng)放射治療的腫瘤有效控制率或總體生存率數(shù)據(jù))。結(jié)合調(diào)強(qiáng)放射治療和旋轉(zhuǎn)放射治療各自的優(yōu)勢建立的新技織上，減少不良反應(yīng)。相比使用固定放射源的IMRT,VMAT治療時間更短，劑量分布更均勻，但在某些情況下難以設(shè)計更復(fù)雜的治療計劃以提供與IMRT同等的劑量精度。規(guī)劃和優(yōu)化輻照靶區(qū)的關(guān)鍵之一，在于如何正確界定腫瘤和正常組織間的分界。計劃靶區(qū)(PTV)通過在腫瘤邊緣外擴(kuò)以考慮擺位和運(yùn)動誤差，保證靶區(qū)劑量的同時盡量減少正常器官劑量。外擴(kuò)邊界的范圍可以人為定義，以最大程度降低對輻射敏感器官的影響[7]。近年來，結(jié)合CT、MRI、PET等影像技術(shù)的人工智能靶區(qū)診斷方法已經(jīng)逐漸成熟，借助深度學(xué)習(xí)、放射治療計劃反向訓(xùn)練等，實現(xiàn)靶區(qū)的自動規(guī)劃。3.立體定向放射治療立體定向放射治療(SBRT)通過高精度、大分割的輻照，將較大的劑量遞送到小而明確的靶區(qū)。這一技術(shù)受益于MRI對癌組織的精確識別，以及術(shù)中實時引導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用。通過這些技術(shù)，設(shè)備可以保證±1mm的輻照允差，并提供更高的邊緣劑量梯度，使研究者能夠探索更高劑量下腫瘤的預(yù)后效果[8]。尤其對于那些不便手術(shù)切除的顱內(nèi)腫瘤等，強(qiáng)聚焦射線可以提供足夠的能量沉積，使得腫瘤組織完全消融失活，達(dá)到與手術(shù)切除近似的治療效果。立體定向放射治療能夠通過極強(qiáng)的密集能量沉積，對常規(guī)放射治療抗性的缺氧瘤組織造成有效殺傷。然而，它也有一定的局限性——更適用于體積較小的腫瘤。對于胸部、胃腸道、泌尿系統(tǒng)等部位的腫瘤，初步研究已證實立體定向放射治療在原位瘤控制和轉(zhuǎn)移抑制方面的優(yōu)越性。盡管這些初步研究顯示了立體定向放射治療的潛力，但其背后的生物學(xué)機(jī)制尚不完全清楚[9]。有推測認(rèn)為，這種對腫瘤的消融性破壞可能與免疫系統(tǒng)的激活有關(guān)。這也意味著立體定向放射治療可能通過激活免疫系統(tǒng)來抑制轉(zhuǎn)移甚至產(chǎn)生遠(yuǎn)隔效應(yīng)。此外，立體定向放射治療的簡單、無創(chuàng)等特點(diǎn)，也使其在長期維持性治療和姑息治療中具有更廣泛的應(yīng)用前景。相關(guān)閱讀：速看!SBRT放療實施要點(diǎn)及其在早期肺癌、轉(zhuǎn)移性實體瘤中的應(yīng)用原發(fā)性肝癌SBRT治療：患者選擇、靶區(qū)勾畫與劑量限制脊柱轉(zhuǎn)移瘤：立體定向放射治療(SBRT)實施要點(diǎn)重視SBRT治療!2024CSCO腎癌的放射治療原則4.近距離放射治療近距離放射治療通過將密封的放射源遞送到患處進(jìn)行輻照，從內(nèi)到外殺傷癌組織，一般采用穿透力較強(qiáng)的Y射線源，如60-Co和137-Cs等。Y射線的劑量衰減隨距離的增加呈平方反比下降，靶區(qū)邊界的典型衰減可達(dá)5%/mm～20%/mm,明顯的劑量梯度和不均勻的能量沉積使腫瘤核心處的劑量可達(dá)規(guī)定劑量的2倍以上[10]。這種方法在食道、宮頸等深層組織中表現(xiàn)出微創(chuàng)甚至無創(chuàng)的優(yōu)勢，較外照射放射治療具有更低的毒副作用。此外，放射性核素/微球連接到抗體上形成的偶聯(lián)放射性核素藥物(RDC),作為一種綜合放射治療和靶向治療手段已經(jīng)嶄露頭角，RDC通過與腫瘤細(xì)胞表面抗原結(jié)合來定位并殺傷癌細(xì)胞。然而，近距離放射治療面臨的主要問題在于其潛在的危險性。相比外照射放射治療，近距離放射治療劑量梯度更大，人工操作更頻繁，且在配套適形技術(shù)未被臨床證實有效前，其安全性備受質(zhì)疑[11]。因此，需要建立相應(yīng)的靶區(qū)定義規(guī)范，并可在手術(shù)中采取實時核磁等引導(dǎo)技術(shù)來監(jiān)視腫瘤和正常組織的位置和劑量，以幫助臨床醫(yī)師更準(zhǔn)確地判斷腫瘤和穿刺針的位置關(guān)系[12]。事實上，近距離放療是一種性價比較高的技術(shù)，呼吁諸位同道重視BT的應(yīng)用。為進(jìn)一步促進(jìn)近距離放射治療的規(guī)范化和應(yīng)用，吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院程光惠教授及團(tuán)隊整理總結(jié)了全身各系統(tǒng)惡性腫瘤BT的理論及實踐系列文章，感興趣的老師可點(diǎn)擊鏈接進(jìn)一步查閱學(xué)習(xí)。同時，程光惠教授主編了《近距離放射治療的理論與實踐》一書，對全身各系統(tǒng)腫瘤近距離放射治療的生物物理學(xué)基礎(chǔ)、設(shè)備設(shè)施、計劃設(shè)計、質(zhì)量保證和控制、護(hù)理要點(diǎn)及臨床實踐等多方面進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，同時結(jié)合自身豐富經(jīng)驗對相關(guān)難點(diǎn)問題進(jìn)行實例解析。七種常見頭頸及顱內(nèi)惡性腫瘤的近距離放射治療(BT)原則三大胸部腫瘤的近距離放射治療(BT)原則腹部惡性腫瘤的近距離放射治療(BT)原則：原發(fā)性肝細(xì)胞癌與膽管癌盆腔惡性腫瘤的近距離放射治療(BT)原則：直腸癌與肛門惡性腫瘤5.圖像引導(dǎo)放射治療(IGRT)調(diào)強(qiáng)放射治療等高劑量梯度技術(shù)的發(fā)展為腫瘤治療帶來了顯著進(jìn)步，但也伴隨著輻射損傷的增加，因此需要更準(zhǔn)確地確定治療靶區(qū)。IGRT的發(fā)展基于影像技術(shù)，作者指出：1)CT成像速度快，經(jīng)濟(jì)高效。但由于常規(guī)組織與癌組織之間吸收的相似性，CT在區(qū)分它們的邊界時常常模糊不清，給靶區(qū)定義帶來了困難。同時CT是一種輻射成像方法，不利于長時間的術(shù)中實時成像。2)MRI分辨率和對比度較高，并且不會產(chǎn)生輻射，這使得在放射治療過程中能夠?qū)崟r監(jiān)測組織結(jié)構(gòu)的變化，從而及時調(diào)整治療方案，此即為自適應(yīng)放射治療。2放療技術(shù)當(dāng)前研究方向質(zhì)子和重離子的能量會在其最終停止位置的幾毫米內(nèi)集中同時，質(zhì)子和重離子主要通過直接復(fù)雜的DNA破壞而非活性損傷主要源于X射線在細(xì)胞內(nèi)電離產(chǎn)生的有害活性氧化物質(zhì)，由重離子放射治療的發(fā)展方向在于準(zhǔn)確評估能量分布和單位兼具重離子布拉格峰低前端劑量和調(diào)強(qiáng)放射治療多通道高適形性優(yōu)點(diǎn)的筆形束(PBS)技術(shù)近年來正在取代傳統(tǒng)的擴(kuò)展布展的布拉格峰。但這也會導(dǎo)致質(zhì)子入射路徑上大量的能量沉積，設(shè)備稀缺和高昂的成本使得患者對重離子放射治療的可及性很低：與傳統(tǒng)的X射線放射治療相比，質(zhì)子和重離子加速器所的成本約為1.5億和0.95億歐元，遠(yuǎn)高于光子放射治療的0.23盡管全球有百余家質(zhì)子放射治療中心，但只有極少數(shù)具備重離子放射治療能力，這種臨床裝置的匱乏會阻礙實驗室技術(shù)的醫(yī)用轉(zhuǎn)化。根據(jù)統(tǒng)計，我國目前已有16臺重離子質(zhì)子放射治療裝置。針對重離子放射治療經(jīng)濟(jì)和人力成本高昂的問題，一個可能的改進(jìn)方向是采用激光加速器等更經(jīng)濟(jì)的輻照源。如北京大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊自主搭建的激光質(zhì)子加速器(CLAPA),其能量參數(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平[19-20]。據(jù)估計，激光質(zhì)子加速在設(shè)備搭建、場地、人力和維護(hù)成本方面潛力巨大，隨著技術(shù)的發(fā)展，其臨床治療在成本上可能更具優(yōu)勢。同時，激光驅(qū)動的粒子束具有流強(qiáng)高、劑量率大的特點(diǎn)，可能與新一代FLASH放射治療技術(shù)緊密聯(lián)系。2.超高劑量率放射治療近年來提出的潛力最大、預(yù)期最好的放射治療技術(shù)是對劑量遞送時間的壓縮，也被稱為超高劑量率放射治療(FLASH)技術(shù)。FLASH技術(shù)的核心是壓縮放射劑量遞送時間，使其瞬間完成，相比傳統(tǒng)放射治療時間大幅縮短(小于1s,傳統(tǒng)放射治療通常需要分鐘級別)。這種技術(shù)使得輻照劑量率達(dá)到了前所未有，高于40Gy/s的水平。Bourhis等最早報道了接受FLASH的高耐藥性皮膚淋巴瘤患者取得了良好的預(yù)后，這種顯著優(yōu)于常規(guī)放射治療的表現(xiàn)引起了廣泛關(guān)注[21]。主要?dú)w為以下5種：1)氧耗竭假說，該假說認(rèn)為，輻照導(dǎo)致的電離過程消耗了2)自由基假說，該假說認(rèn)為，超高劑量率的輻照產(chǎn)生總量中受輻照殺傷的循環(huán)免疫細(xì)胞數(shù)量(圖c中灰色部分),維持了一過程的發(fā)生，從而減輕炎癥反應(yīng)[25];5)線粒體假說，與DNA完整性假說類似，輻射電離攻擊線ac高劑量率放療常規(guī)放療(時間短長受照FLASH提高瞬造成DNA損傷激活凋亡通路眾放療bdc.免疫假說；d.DNA完整性假說和線粒體假說)盡管有大量的體外和體內(nèi)實驗支持FLASH對正常細(xì)胞的保護(hù)作用，但也存在一些陰性結(jié)果對這一現(xiàn)象提出了挑戰(zhàn)。這表明，劑量率效應(yīng)的底層機(jī)制還未完全理解，有大量潛在因素需要考慮，如峰值劑量率、脈沖數(shù)目、患者的免疫狀況等。然而，在質(zhì)子放射治療技術(shù)完全成熟前，對束流的完全控制并不容易，學(xué)術(shù)界也尚未就射線參數(shù)達(dá)成一致共識和報告規(guī)范，這對于深入探究劑量率效應(yīng)的底層機(jī)制構(gòu)成了一定的障礙。雖然使用X射線遞送超高劑量率目前尚存在一定難度，但FLASH的劑量率已經(jīng)在質(zhì)子和重離子放療中得到應(yīng)用，并在電子線治療中進(jìn)行了評估。激光加速器因其單次脈沖劑量大、緊湊經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，被認(rèn)為是高劑量率放射治療的理想選擇。3.免疫聯(lián)合療法和遠(yuǎn)端效應(yīng)激活免疫反應(yīng)是放射治療的重要目的之一。輻照直接破壞的細(xì)胞在死亡過程中釋放干擾素等炎癥信號，這些信號能夠激活免疫細(xì)胞，攝取特異性抗原，并定向識別和攻擊相關(guān)組織。放射治療誘導(dǎo)的免疫路徑能夠殺傷未被輻照的組織，從而引發(fā)比單純細(xì)胞破壞更強(qiáng)的預(yù)后[27]。放射治療-免疫結(jié)合方法可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)對腫瘤治療的響應(yīng)。冷腫瘤轉(zhuǎn)化是指腫瘤通過釋放免疫抑制性因子，減少瘤內(nèi)血管的生成，阻礙免疫細(xì)胞浸潤和殺傷，從而逃避免疫攻擊的過程遠(yuǎn)端效應(yīng)是指通過放療患者的某個腫瘤從而激活免疫系統(tǒng)，誘導(dǎo)患者未受照射的其他腫瘤消退的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象雖然以前被認(rèn)為是罕見的個例，但近年來隨著對放射治療-免疫關(guān)系認(rèn)識的加深，受到的關(guān)注逐漸增多。有研究指出，使用放射治療誘發(fā)癌組織的損傷模式分子呈遞，再使用免疫增強(qiáng)和誘導(dǎo)藥物激活效應(yīng)T細(xì)胞在腫瘤附近聚集，可能有助于局域乃至全身性的抗腫瘤反應(yīng)，以達(dá)到遠(yuǎn)端效應(yīng)的目的[29]。但尚未明確穩(wěn)定誘發(fā)遠(yuǎn)端效應(yīng)的臨床方法，這可能與多種因素有關(guān)，包括輻射類型、劑量、患者免疫系統(tǒng)活躍程度和腫瘤類型等[30]。因此，對遠(yuǎn)端效應(yīng)的探索尚處于機(jī)制研究階段，但在未來可能取得重要進(jìn)展。3未來發(fā)展方向作者指出，放射治療技術(shù)將朝著減少毒性和增加療效的方向不斷發(fā)展，這是毋庸置疑的。結(jié)合AI靶區(qū)規(guī)劃和立體定向放射治療等技術(shù)，能夠更好地避開正常器官組織對腫瘤靶區(qū)實施更加定向的殺傷，朝著保護(hù)血管和免疫組織的方向改進(jìn)，以達(dá)到減毒的目的。核磁共振等先進(jìn)的實時影像技術(shù)，允許伽馬刀或近距離放射治療向腫瘤組織遞送消融劑量的能量沉積，從而達(dá)到徹底殺滅原位腫瘤的增效目的。在束流類型方面，高劑