粒子放療（質子/重離子放療）是當今最先進的腫瘤放療技術，粒子放療在療效以及副反應方面明顯優(yōu)于常規(guī)光子放療，因此，近年來各國紛紛建設質子重離子機構。全球質子重離子醫(yī)院建設概況如何？接下來，小編就來扒一扒它的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀！
優(yōu)越性
同射線的劑量深度曲線的分布圖
目前，惡性腫瘤治療主要依賴于三大手段，即手術、化療和放射治療。放射治療作為一種物理治療手段，已有 100 多年的歷史。然而當前常規(guī)的放療技術如立體適形放療（3DCRT）和調強放療（IMRT）已進入瓶頸階段。質子和重離子放療的出現(xiàn)，使得現(xiàn)代放射治療邁入了一個嶄新的發(fā)展時代。目前腫瘤放療界普遍認為質子重離子治療通過集成高能物理、加速器制造、計算機、自動控制等新技術應用于腫瘤的影像成像、放療計劃、設計、實施和質量控制，使腫瘤放療的精確性達到當今最高水平，既能有效殺滅腫瘤細胞，又能最大限度保護周圍健康組織，具有精度高、療程短、療效好、副作用小等優(yōu)勢，明顯優(yōu)于目前其它放療技術。
原理概述
常規(guī)放療的射線是光子（如高能 X 射線、60Co射線等），在穿透人體組織后能量會大量衰減，這既影響了腫瘤靶區(qū)劑量分布，也導致周圍組織受到較大輻射損傷。而質子和重離子射線在進入人體的過程中劑量釋放很少，但到達腫瘤靶區(qū)時能量全部釋放，形成所謂的 Bragg 峰（圖 1），類似于在腫瘤區(qū)域進行“立體定向爆破”，即腫瘤靶區(qū)接受了較大放射劑量，而周圍組織的損傷則降到最低。其中重離子放療使用的是比質子具有更高能量的粒子射線（目前最常用的是碳離子），能有效殺滅乏氧的或放療抵抗的腫瘤細胞，并且對各個細胞周期的腫瘤細胞都具有殺傷作用，因此比質子束更有優(yōu)勢。
發(fā)展概況
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19世紀30年代，美國歐內斯特·勞倫斯（ErnestLawrence）在研究原子結構時發(fā)明了回旋加速器，并因此獲得 1939 年諾貝爾物理學獎?；匦铀倨鳟a生的高能粒子射線不僅對高能物理研究非常重要，其劑量分布曲線與普通光子有明顯差異，具備潛在的醫(yī)學價值。
2
1946年，美國羅伯特·威爾遜（RobertWilson）在此基礎上首先提出了利用高能粒子束治療腫瘤的設想。
3
1952年，科尼利厄斯·托比亞斯（CorneliusTobias）在美國加州大學伯克利分校的勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Laboratory）開展了最初的質子和氦粒子放療實驗，1954年該實驗室利用質子射線對晚期乳腺癌患者進行了治療。至此，拉開了人類利用高能粒子治療惡性腫瘤的序幕。（這間實驗室在 1954～1957年間共進行了質子放療臨床試驗30例，1957～1992年間進行氦粒子放療臨床試驗2054例?？上в捎诮洕雀鞣N原因，這個項目在1992年被終止了。）
4
1957年，瑞典在烏普薩拉大學斯維德伯格實驗室（Uppsala，Swedberg Lab）進行質子治療的研究。
5
1961年哈佛大學的回旋加速器實驗室（HarvardCyclotron Laboratory）開始進行質子放療的試驗。。
6
1967年，前蘇聯(lián)在杜布納聯(lián)合核子研究所（JointInstitute for Nuclear Research，Dubna）進行質子束放射治療臨床研究。
7
1979年，日本國立放射醫(yī)學綜合研究所（NIRS）開始利用加速器進行質子放療的醫(yī)學臨床試驗。
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1980年，瑞士原子研究所/PSI研究所（SwissInstitute for Nuclear Research/Paul Scherrer Institute, Piotron） 開始進行π-粒子放療臨床研究，從1984 年起開始質子放療臨床研究。
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1990年，美國羅瑪琳達大學醫(yī)學中心（LomaLinda University Medical Center，LLUMC）建成了全球第一家設在醫(yī)院的質子治療中心（hospital-based），開創(chuàng)了現(xiàn)代質子治療醫(yī)學中心的時代。。
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1993年，日本NIRS在千葉縣（Chiba）建 造 了 重 離 子 醫(yī) 用 加 速 器（Heavy-Ion MedicalAccelerator in Chiba，HIMAC），1994 年起開始重離子（碳離子）放療臨床試驗。。
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1997年，德國國家重離子研究中心（GSIHelmholtz Centre of Heavy Ion Research）開始進行重離子放療臨床研究，其在重離子治療前期的臨床研究和推廣方面作了大量的工作。。
根據(jù)國際粒子治療協(xié)作委員會（PTCOG）匯總統(tǒng)計：截至2015年10月，國際上已有16個國家和地區(qū)的55個粒子中心開展了質子/重離子治療。全球范圍內接受質子治療的人數(shù)為 106756人，接受重離子治療的人數(shù)為 15279人。
全球主要質子重離子放療機構概況
隨著美國、日本、德國等國家在質子重離子放療領域研究的不斷深入，世界各國和地區(qū)也紛紛跟進探索本國的質子重離子放療發(fā)展之路。如中國、俄羅斯、意大利、英國、法國、瑞士、韓國等都建成運營了粒子放療機構。其中大多數(shù)國家擁有的均為質子放療機構，到目前為止，全球僅有中國、日本、德國、意大利擁有重離子放療機構。
1
美國
1990 年，羅瑪琳達大學醫(yī)學中心（LLUMC）成為世界上第一家建立在醫(yī)院的質子放療中心，該中心在前列腺癌質子放療領域處于世界領先的地位，積累了最多的病例。目前收治的病種包括前列腺癌、乳腺癌、肺癌、兒童腫瘤、眼部腫瘤以及頭頸部腫瘤等。截至 2014年12 月，該院共收治質子放療患者18362位，是目前世界上質子治療病例最多的醫(yī)院。
雖然美國是最早進行質子重離子放療試驗的國家，但由于重離子放療投入成本遠高于質子，而美國政府對于醫(yī)療領域的高技術發(fā)展創(chuàng)新采取完全市場化的自由政策，依靠社會投資為主，所以目前運營中的粒子束放療醫(yī)院均采用質子放療，共17家質子治療機構。截至2015 年10月，美國進行質子放療的患者累計50913位。
2
日本
日本是世界上擁有最先進、最多的質子和重離子治療專用設施的國家之一。1984年日本政府發(fā)起《攻癌十年總體規(guī)劃》，作為規(guī)劃的重要組成部分，1993年NIRS在千葉縣建造了重離子醫(yī)用加速器，1994 年起開始重離子（碳離子）放療臨床試驗。千葉縣的 HIMAC 是全球最早建成并運營的重離子醫(yī)院，是重離子放療的先驅，積累了全球最多的重離子放療病例。
目前收治的病種主要包括：前列腺癌、骨與軟組織腫瘤、頭頸部腫瘤、肺癌、肝癌、直腸癌術后、胰腺癌、婦科腫瘤、眼部腫瘤、腦腫瘤、顱底腫瘤、食管癌等。截至2014年12月，該醫(yī)院用碳離子束治療各種腫瘤患者8841位。日本NIRS基于這個技術平臺，在重離子醫(yī)學基礎研究領域處于國際領先地位。對于不同腫瘤的重離子放療最佳劑量以及精確放療的模式，該中心積累了大量經驗。
日本兵庫縣粒子束治療中心（Hyogo IonBeam Medical Center, HIBMC）成立于2001年，是世界上第一家可以同時進行質子和重離子放療的醫(yī)療機構。截至2014年12月，該醫(yī)院共收治質子放療患者4652位，重離子放療患者2146位。
目前日本已經建成并且運營的質子或重離子治療中心共12家，其中質子治療中心8家，重離子治療中心3家，另有一家能同時提供質子和重離子治療。截至2014年12月，日本共收治質子放療患者16773位，重離子放療患者13020位。
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德國
德國 海 德堡 質 子重 離 子腫 瘤 治療 中 心（HeidelbergIon-Beam Therapy Center，HIT）是歐洲第一家同時擁有質子和重離子技術的醫(yī)療機構，由德國政府和海德堡大學共同出資建設，2009年建成，2012 年起正式運營，其腫瘤治療水平世界領先。
該治療中心主要治療病種為腦部腫瘤、甲狀腺腫瘤、肺部（遠離心臟一側）腫瘤、肝臟腫瘤、前列腺腫瘤等。截至 2014 年 12 月，該中心共收治質子放療患者 824 位，重離子放療患者 1723 位。
目前，德國已經建成并且運營的質子重離子治療中心共6家，其中質子治療中心為4家，重離子治療中心為1家，同時擁有質子重離子治療的為1家。截至2015年10月，德國共收治質子放療患者5845位，重離子放療患者1724位。
4
中國
上海市質子重離子醫(yī)院（暨復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院質子重離子中心），是中國首家、全球第三家擁有質子重離子放療技術的醫(yī)療機構。醫(yī)院于 2014年 6 月起開展了嚴格的臨床試驗治療，由國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）組織國內最具權威的放療臨床、物理及衛(wèi)生統(tǒng)計等多方面專家共同論證，以驗證質子重離子系統(tǒng)設備的安全性和有效性，并觀察放療相關不良反應。目前所有35例臨床試驗病例均未發(fā)生3級及以上與放療確定相關或可能相關的不良反應（不良反應共分5級）。隨訪結果表明臨床療效與國際先進水平一致。
2015年3月，經CFDA審查通過后，在我國首次批準注冊了上海市質子重離子醫(yī)院的質子碳離子治療設備。2015年5月，醫(yī)院正式對外運營，半年來診治工作平穩(wěn)進行，已收治近 200 名患者，根據(jù)個體化放射治療計劃，大部分患者進行了重離子射線治療，其余患者則根據(jù)不同病情，分別實施“重離子＋質子”、“重離子＋光子”、質子治療等。
目前收治的病種主要有：鼻咽癌、脊索瘤、軟骨肉瘤、早期和局部晚期肺癌、部分胸腺癌及胸部轉移性腫瘤、肝癌、胰腺癌、前列腺癌等。上述收治患者無論在治療階段還是出院隨訪階段，腫瘤病情控制情況均好，患者疾病指征平穩(wěn)，總體情況良好。醫(yī)院的目標是打造世界一流的腫瘤臨床放療中心，使質子和重離子的放射生物學和放射物理學達到國際先進水平。
