【CSTRO 2016】岳宁：质子vs重离子
来自美国新泽西罗格斯大学的放射肿瘤物理系主任岳宁教授在CSTRO中美放射肿瘤协会专场做了题为《Proton vs Heavy Ions in Radiotherapy——Physics, Biology and Clinical Experiences》的演讲。现将演讲内容总结要点如下。
在二三十年以前在全世界仅有几台质子治疗设备，但在最近几年发展迅猛，北美、欧洲、日本、中国发展速度极快。重离子相对发展缓慢，主要增长较快的地区在日本，欧洲也有几台，中国有一台，美国斯坦福将拥有美国的第一台。
从纯物理学角度讲，在不考虑任何生物学因素的条件下，重离子与质子相比无任何优势。
从生物学角度来讲，由于光子不带电，打入人体后产生的电离很小，需要大量光子的沉积才能达到一定的剂量。从微观来讲，光子束剂量沉积是比较均匀的，而重离子非常不均匀，有的点非常高，有的点略低，生物剂量是非常不一样的。
RBE（相对生物效应）的值是与生物效应参考点有关的。越小的剂量，越低的生物效应，RBE越高。质子与重离子的LET（线性能量传递）曲线形状虽然相似，但质子的LET在治疗过程中变化非常小，而重离子的LET从低到高都很多，因此，重离子的RBE会很大。
重离子RBE并不是对于所有细胞都是一样的，根据不同细胞类型而变化。对于光子不敏感细胞，RBE大；对光子敏感细胞，RBE变化不大。
重离子对氧依赖低。肿瘤通常是乏氧性的，重离子的生物效应并不像光子那样依赖于氧水平。因此，重离子可能对于肿瘤更有效果。
质子的RBE随剂量分布变化不大，通常认为是1.1；重离子的RBE随剂量分布变化巨大，并受到剂量水平、细胞类型、局部LET和氧水平的影响。因此，在投递物理剂量分布时，需要将RBE的变化考虑进去。
临床应用上，对于质子，主要是利用质子的物理效应，因为质子RBE变化不是很大。对于重离子，其物理效应不如质子，但考虑生物效应以后，有可能有优势，但需要注意的是，并不是对所有细胞都有优势。在周围正常组织是放射敏感的，而肿瘤细胞是放射不敏感的情况下，是重离子的优势所在。但如果肿瘤细胞与其周围正常组织的放射敏感性一样，重离子与质子的RBE是相似的。相反，如果肿瘤细胞是放射敏感的，而其周围正常组织是放射不敏感的，则不适合使用重离子治疗。重离子对于乏氧肿瘤是有优势的。
对于临床医生，区分质子和重离子的优势分别在哪是至关重要的，质子——物理因素，重离子——生物因素。临床医生和物理师应该了解不同技术的特性，不要只听厂商的一面之词，在选择治疗技术时，首先考虑的应该是哪种技术是对病人最好的。
作为临床医生一定要小心，最新最贵的设备对病人来说并不一定是最好的。近几年，美国也重新回到了对价值观的思考——花很多钱给病人带来多少价值？这个问题，在未来的几年内，我想也会讨论很多。