文/代小佩
近年來,質(zhì)子治療裝置在我國呈現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展態(tài)勢。截至目前,我國已批準(zhǔn)質(zhì)子治療裝置配置許可證16個,國內(nèi)提出建設(shè)質(zhì)子治療平臺需求的單位達(dá)80余家。
近日,首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療示范裝置180度旋轉(zhuǎn)束治療室在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院啟用,首批患者接受治療。據(jù)悉,這臺國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置日前已完成35例受試者的固定束治療,還有幾例受試者也將在近期按計(jì)劃完成治療,旋轉(zhuǎn)束的臨床試驗(yàn)預(yù)計(jì)將在6月初完成。
質(zhì)子治療是世界上最先進(jìn)的腫瘤治療手段之一,有治療精準(zhǔn)、副作用小、患者生活質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)階段,我國質(zhì)子治療裝置幾乎完全依賴于進(jìn)口。
質(zhì)子治療的優(yōu)勢是什么?質(zhì)子治療裝置研發(fā)面臨哪些挑戰(zhàn)?如何推動其國產(chǎn)化?科技日報記者就此采訪了相關(guān)專家。
目前,治療腫瘤的主要手段包括手術(shù)、化療和放射治療等。質(zhì)子治療和常見的X線治療都屬于放射治療手段。不同的是,X線治療是用X射線照射腫瘤,而質(zhì)子治療是用質(zhì)子束來照射腫瘤。
“在X線治療中,由于X射線的劑量會隨著進(jìn)入人體的深度而衰減,因此臨床上通常會從腫瘤的前方和后方同時照射幾束X射線,從而提高到達(dá)腫瘤區(qū)域的射線劑量。在這個過程中,腫瘤周圍正常的人體組織細(xì)胞也會受到一定程度的照射,出現(xiàn)相應(yīng)副作用?!北本┐髮W(xué)第一醫(yī)院放射治療科主任高獻(xiàn)書告訴記者,質(zhì)子治療有“腫瘤定向爆破神器”之稱。在質(zhì)子治療中,質(zhì)子束在到達(dá)腫瘤區(qū)域前其能量損失很少,在到達(dá)腫瘤區(qū)域時才將幾乎全部能量釋放掉形成峰值劑量來殺滅腫瘤。這樣腫瘤區(qū)域附近的正常組織幾乎完全不受損傷?!跋啾扔赬線治療,質(zhì)子治療副作用大大減少。”他說。
臨床經(jīng)驗(yàn)表明,質(zhì)子治療對20多種類型的腫瘤的治療優(yōu)勢明顯,尤其是腦部、復(fù)發(fā)、兒童腫瘤。
質(zhì)子治療由美國科學(xué)家于上世紀(jì)40年代提出,在歷經(jīng)約50年研發(fā)和治療試驗(yàn)后進(jìn)入臨床應(yīng)用,并在2010年以后得到快速發(fā)展。現(xiàn)在,全球已建成質(zhì)子治療中心超過100家,在建的還有20多家。
“首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置研發(fā)是在上海市自主創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重大項(xiàng)目以及‘十三五’時期科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持下完成的。中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所、中國科學(xué)院上海高等研究院上海光源科學(xué)中心、上海艾普強(qiáng)粒子設(shè)備有限公司、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院及相關(guān)廠家十年磨一劍,最終研發(fā)出首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置?!笔着_國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置首席科學(xué)家,中國工程院院士、上海光源科學(xué)中心主任趙振堂接受記者采訪時介紹。
趙振堂告訴記者,自臨床試驗(yàn)啟動以來,首臺國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置固定束與旋轉(zhuǎn)束治療室的治療進(jìn)展順利,預(yù)計(jì)今年6月將按計(jì)劃完成全部47例患者的臨床試驗(yàn)治療。
為什么我國長期以來缺乏國產(chǎn)質(zhì)子治療裝置?
“主要是因?yàn)榧夹g(shù)門檻高、系統(tǒng)復(fù)雜、集成難度大?!壁w振堂介紹,質(zhì)子治療裝置是基于粒子加速器的大型尖端醫(yī)療設(shè)備,主要組成部分包括:最高治療能量在200—235MeV的質(zhì)子加速器,將質(zhì)子束傳輸?shù)秸丈湎到y(tǒng)的固定或旋轉(zhuǎn)束流輸運(yùn)線,質(zhì)子束照射系統(tǒng),機(jī)器人治療床,影像引導(dǎo),呼吸門控等,以及治療計(jì)劃系統(tǒng)與治療控制等軟件系統(tǒng)。此外,質(zhì)子治療裝置還包括輻射防護(hù)與安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、腫瘤信息系統(tǒng)、質(zhì)量控制設(shè)備等。
“研制質(zhì)子治療裝置不僅要掌握多項(xiàng)高精尖技術(shù),如質(zhì)子加速器技術(shù)、照射質(zhì)子束的位置和劑量探測與控制技術(shù)、大型精密機(jī)械裝備技術(shù)、圖像引導(dǎo)技術(shù)、信息和軟件技術(shù)等,而且還要將上述所有復(fù)雜技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行高水平整合與系統(tǒng)集成?!壁w振堂解釋道。
除了技術(shù)復(fù)雜,質(zhì)子治療裝置的研發(fā)過程也困難重重。
在研發(fā)階段,投入高、周期長是首要挑戰(zhàn)。質(zhì)子治療裝置研發(fā)過程中必須投入大量人力、物力、財(cái)力,且短期難見效益,一般機(jī)構(gòu)難以承受并缺乏耐心,因此需要依托有實(shí)力的工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)。
在產(chǎn)業(yè)化階段,又面臨工程化、標(biāo)準(zhǔn)化難的問題?!氨热纾|(zhì)子治療裝置必須具備非常高的安全性、可靠性、穩(wěn)定性,至少能在全年提供每周5—6天、每天十幾個小時的臨床治療服務(wù)。相關(guān)系統(tǒng)必須能在自動受控下安全運(yùn)行,遇到意外事件時及時停止。加速器必須有自診斷、報警功能,易損部件必須便于快捷維修。”趙振堂說。
“此外,質(zhì)子治療裝置是醫(yī)療設(shè)備。作為醫(yī)療設(shè)備,除了要滿足相應(yīng)法規(guī)之外,還要滿足臨床醫(yī)生使用要求,比如要具有可用性、便利性等。所以,在質(zhì)子治療裝置的研制過程中,必須考慮臨床需求?!备攉I(xiàn)書強(qiáng)調(diào),質(zhì)子治療裝置走出實(shí)驗(yàn)室后只有經(jīng)受臨床應(yīng)用的“錘煉”才能找到成熟的應(yīng)用場景。
高獻(xiàn)書表示,質(zhì)子治療裝置研發(fā)不是一蹴而就的事,甚至還存在一些風(fēng)險,成功研制質(zhì)子治療裝置需要長期技術(shù)積累,也需要相應(yīng)的資金支持、機(jī)制保障等。
由于國產(chǎn)設(shè)備缺乏,長期以來,我國質(zhì)子治療裝置主要依賴進(jìn)口。國際上,比利時離子束應(yīng)用公司、美國瓦里安公司和日本日立公司等高科技公司可提供整套裝置。
“目前國內(nèi)尚未形成質(zhì)子治療裝置產(chǎn)品,大部分還處于剛完成樣機(jī)級別的研制或是樣機(jī)優(yōu)化的階段?!壁w振堂說。
“質(zhì)子治療裝置龐大、制造成本和運(yùn)維費(fèi)用高,靠引進(jìn)無法掌握設(shè)備核心技術(shù),難以降低治療費(fèi)用。”高獻(xiàn)書表示,質(zhì)子治療的費(fèi)用為30萬元左右,患者負(fù)擔(dān)較大,這使得很多適用質(zhì)子治療的患者最終還是選擇了X線治療。
趙振堂表示:“要讓質(zhì)子治療真正惠及國內(nèi)患者,我國需要自主研制質(zhì)子治療裝置,在研發(fā)過程中不斷積累技術(shù)并創(chuàng)新發(fā)展。”
近年來,質(zhì)子治療裝置在我國呈現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展態(tài)勢。截至目前,我國已批準(zhǔn)質(zhì)子治療裝置配置許可證16個,國內(nèi)提出建設(shè)質(zhì)子治療平臺需求的單位達(dá)80余家。
趙振堂介紹,國內(nèi)已有多家研究機(jī)構(gòu)和高科技公司加入了研發(fā)質(zhì)子治療裝置的行列。比如,中國原子能科學(xué)研究院和中國科學(xué)院等離子體物理研究所分別研制的超導(dǎo)回旋加速器已經(jīng)出束,并正在進(jìn)行治療系統(tǒng)的研發(fā)和調(diào)試;華中科技大學(xué)、中核集團(tuán)等也在開展質(zhì)子治療裝置或設(shè)備的研發(fā)工作。
“隨著質(zhì)子治療優(yōu)越性不斷展現(xiàn),建設(shè)質(zhì)子治療中心的需求持續(xù)增加,臨床需要與配置建設(shè)、技術(shù)研發(fā)、人才需求之間的矛盾逐漸凸顯?!壁w振堂說。
為推進(jìn)質(zhì)子治療裝置國產(chǎn)化進(jìn)程,趙振堂建議,要鼓勵聯(lián)合研發(fā)以及支持建立聯(lián)合研發(fā)基地。高獻(xiàn)書持有相同觀點(diǎn):“要匯聚優(yōu)勢力量集中投入、集中攻關(guān),最終解決質(zhì)子治療裝置中的共性技術(shù)難題。分散投入不僅效率低還會造成資源浪費(fèi)?!?/p>
趙振堂建議,要建立質(zhì)子治療裝置相關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和醫(yī)療聯(lián)盟,加強(qiáng)本科和研究生相關(guān)專業(yè)教育,以及短期強(qiáng)化培訓(xùn)和中長期院內(nèi)使用培訓(xùn)等,滿足從研發(fā)、調(diào)試到運(yùn)維全流程對技術(shù)人員、物理師、醫(yī)生等不同層次、不同專業(yè)背景人員的需求。
專家還建議,要進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)子治療裝置研發(fā)與臨床應(yīng)用的結(jié)合。高獻(xiàn)書強(qiáng)調(diào),在質(zhì)子治療裝置的研發(fā)過程中,一定要有醫(yī)院介入,如此才能在研制過程中不斷優(yōu)化功能和性能,滿足患者治療的實(shí)際需求。
趙振堂強(qiáng)調(diào),要加強(qiáng)臨床治療技術(shù)的發(fā)展。多家質(zhì)子中心逐漸投入運(yùn)行,給聯(lián)合開展各種臨床治療技術(shù)和適應(yīng)癥研究提供更多機(jī)會。
“將來可考慮將部分癌種的質(zhì)子治療納入醫(yī)保,適度減輕百姓負(fù)擔(dān)?!备攉I(xiàn)書表示。
(文章來源:《科技日報》)