专访辻井博彦（下）：为何重离子对肿瘤的杀伤力是质子2-3倍

时间：2015-09-01 16:08

　　

 

　　近期，辻井博彦院士在东京的重离子咨询诊所内在接受XKmed与重离子质子微信的专访，系统的介绍了世界重离子发展的历史和趋势，与质子相比的优势，以及日本重离子为何能够独步全球的原因。

　　以下是对话原文：

　　重离子质子：您可以说是全世界将重离子线应用到医疗领域的重要人物，如何开始从事重离子工作的?

　　辻井博彦：我在美国从事励磁电导大概3年半的时间，通过这个结缘。是在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室从事π介子治疗时，实际上接触到粒子线治疗，那是1978的事儿。

　　我真正从事粒子线治疗是在那之后，当时依靠在美国的经验，我在筑波大学开始进行质子治疗，那是在1988年。我在筑波大学从事质子治疗大概6年多，治疗了1000人左右。

　　因为有这些经历，所以当放医研建好重离子时，让我无论如何都要去负责临床治疗，于是1994年我就去了放医研工作。

　　对我来说，从最开始的X射线治疗、π介子治疗，到质子治疗，再到重离子治疗，一步一步走来，所以面对比质子效果更好的重离子时，我就想无论如何我都要看看它的效果，而且我特别想尝试一下那个叫做“HIMAC”的当时最先进的设备，我想无论如何我都要掌握它，抱着这个想法我来到放医研，一直工作到现在。

　　

 

　　重离子质子：您到放医研时，HIMAC已经建好了吗?

　　辻井博彦：是我去筑波大学时，HIMAC计划已经取得了很大的进展，当时让我作为顾问负责外部的工作，所以对于(HIMAC)马上就要开始进行治疗这个消息，即使我人在外面也还是非常清楚的。整个发展过程我一直都在关注着。不过，当时确实没想到自己会亲身从事这个工作。

　　重离子质子：您是直接采用碳粒子线吗?还是试过很多粒子线，比较之后才确定使用碳粒子线的?

　　辻井博彦：我想先讲一下碳粒子线的特点。

　　首先，和一般的放射线相比，碳粒子线最大的优势就是线量的集中性非常好，进入人体后，在一个特定的深度能够释放出最大的剂量，也就是“布拉格峰”，碳粒子线有这个特性。优势是显而易见的，就是周边组织所受到的剂量变得非常低，副作用也变得很小。

　　另一个重离子的最显著的特性就是，剂量最高峰位置的生物学效应非常高。虽然从剂量分布图来看，和质子相比是差不多的，但是重离子具有更加尖锐的特性，因此在尖锐的峰值位置的生物学效应，就是杀死细胞的能力，要比质子和X射线强2~3倍。

　　正是因为有这种特性，所以对于那些一直以来不适合X线和质子线等放射线治疗的疾病，也能够有所期待了。那么，面对各种疾病，如何去进行验证，是我们一直所肩负的课题。也是我们从1994年开始，一直追求的一个结果。

　　重离子质子：我们知道重离子有很多种，最初是通过什么研究确定使用碳离子呢?

　　辻井博彦：就布拉格峰位置的生物学效应来说，碳离子是最具魅力的。说到生物学效应，当然了像质子、氦、铍、碳离子线、氩、氖之类的离子有很多种。当时，如果增大布拉格峰位置的生物学效应的话，无论如何前方平缓位置的生物学效应都会随之增大。所以，我们用布拉格峰位置的生物学效应和平缓位置的生物学效应做减法，发现碳离子线的值最高。也就是说，一旦比碳离子重的话，虽然布拉格峰的生物学效应增大了，但是前面平缓位置的生物学效应同样会增加，而且两者相减的话反而不如之前。所以，就碳离子来说，不仅布拉格峰的生物学效应大，而且前面平缓位置的生物学效应也相对较低，是最佳比例的离子。这就是选择碳离子的最大理由。

　　重离子质子：为什么重离子始于美国，而最终在日本得到发展呢?

　　辻井博彦：对这个问题存在着各种各样的看法。

　　首先一个原因就是，美国是开展重离子治疗的先驱，但是当时关于线质，也就是使用哪种离子还没有得出最终的结论，这是一个原因。当时主要使用的是氖，还有氦。氦的话，基本上是和质子非常相近的离子，而氖离子在布拉格峰的生物学效应虽然确实大于碳离子，但是前方平缓位置的生物学效应也很大，两者相减的话反而不如碳离子了。

　　还有一个原因就是没有结合临床数据。这从一个侧面也反映出，作为国家来说，对于这些基础性的研究，如果没有一个长期、持久进行下去的态势的话，就很难取得成效，仅仅是停留在初级阶段的成果上而已。

　　第三个原因就是设备本身的老旧化，导致项目不得不终止。我认为主要就是这三个原因。

　　我们这边是从1994年开始的，怎么说呢，重离子质子竟是作为国家的项目来开展的，所以在资金上的援助亦或是持久性上面，相比之下要强很多了。

　　

 

　　重离子质子：重离子在世界上的发展历程?

　　辻井博彦：布拉格峰就是离子线具有在体内一定深度上释放出高剂量的特性，这种特性在1903年被一名叫做布拉格的医生所发现，他是一位英国的物理学家，他发现了这个所谓的“布拉格曲线”。

　　那么，想要使用离子线，就需要用到加速器，1930年美国物理学家劳伦斯发明了加速器。这个也可以称为“带电粒子线”或者“离子线”。于是我们就能够比较容易地得到这些(离子线)了。

　　然后，想要将其用于癌症治疗，是在1946年由威尔逊提出的，他是一名美国的物理学家。由威尔逊提出来，然后以此为起点开始了临床试验。另外一个非常重要的历史时刻，就是1973年发明了CT。因为有了CT，我们第一次能够计算体内的剂量，计算剂量分布，从而真正地将癌症治疗变成了可能。

　　广义上来说，重离子治疗在世界范围内发的发展，大概有40年的历史了。但是，现在发展起来的使用碳离子线的重离子治疗，是放医研首创的，到今天有20年历史了。目前，最大的问题还是建设费用太高。现在，随着最新型的小型化设备开发出来，这个问题已经得到了很大的改善。与此同时，临床数据也得到了积累。

　　今后，我们想真正的推广到全世界。

　　目前，日本国内的重离子医院数量在全世界是最多了，今后在美国、欧洲以及亚洲其他的国家和地区，像中国、韩国、中国台湾等地推广重离子治疗，是我们最大的梦想和目标。

　　重离子质子：现在使用笔形束扫描，有哪些优点和缺点?

　　辻井博彦：使用笔形束技术最大的优点是，与传统的照射方式相比，顺利的话，能够把与肿瘤相连的周边正常组织所受到的影响降到最低。也就是说，采用传统的照射方式时，需要将布拉格峰的宽度进行调整，与肿瘤上尺寸最大的那部分相吻合，这样一来，那些比较小的部分也会被同样宽度的射线照射，周围相邻的正常组织上的剂量就会增大一部分，这是传统方式。

　　如果使用笔形束技术的话，就可以完全按照肿瘤的形状进行照射，能够实现更加精准的治疗。还有一点，就是准备周期大幅缩短了。就是说，传统方式中的适形、准直仪，还有制作一个将束流形状与肿瘤相吻合的模具，用笔形束的话这些都不需要了。所以，具有大幅缩减准备周期和维护费用的优点。

　　但是，笔形束的缺点是，因为笔形束采用的是“连笔字”式的治疗方式，所以如果脏器不停移动的话，目前还无法做到完全把握，对于这方面正在进行研究，基本上已经差不多完成了，计划明年开始治疗。

　　

 

　　重离子质子：迄今为止，在日本国内从第一台HIMAC开始，到兵库的重离子中心，再到群马、佐贺，最后到现在的神奈川，技术上有哪些进步?

　　辻井博彦：这个问题提得非常好。就设备本身来讲，兵库是第二家，可以说还处在重离子的延续期。兵库当时的想法是要建设一个和“HIMAC”差不多的机构，所以当时就没太考虑规模的问题。

　　群马的话，就好比“HIMAC”是它的爸爸或是爷爷那种感觉。从群马开始，就真的是小型化了，而且造价大概只有三分之一。开发这样一个普通的医院也能够使用的设备就是从群马开始的。

　　接下来，想要把性能再提升一点儿，把扫描技术再完善一些，于是诞生了九州佐贺的“SAGA HIMAT”。再进一步，为了把放医研新治疗楼里正在研究的扫面技术得以应用，就建设了神奈川的“i-ROCK”。所以说，每一次设备的更新，都是新技术得以实现的表现。

　　重离子质子：那这次神奈川建设的重离子中心带旋转机架吗?

　　辻井博彦：旋转机架的话，现在还有没考虑。现在，放医研还在研发旋转机架。所以，目前来看，要将其配置到医院里面的话，我认为还需要等待一段时间。

　　重离子质子：重离子的RBE是如何变化的?

　　辻井博彦：重离子的RBE会随着深度发生变化，也就是说在不同的深度上面杀灭细胞的能力是不同的。然而，它和质子是不同的，重离子最好的地方就是RBE虽然会随着深度的增加而发生变化，但是会变得更大。

　　生物学效应或者说杀灭细胞的能力会随着深度的增加而增大。只是这种增大的方式，必须要事先确认好。通过细胞试验，或者进行不同深度的小白鼠的皮肤反应试验，通过这些方式来确认每一个深度上面的强度。然后，我们把这些数据仔细地输入到计算机里面，在进行计算时，会将生物学效应考虑在内来做出剂量分布图。

　　重离子质子：重离子的这个特性在治疗上还有哪些优势?

　　辻井博彦：对于不同部位，或者不同深度、尺寸的照射对象，重离子还有一个好处，就是不管是肝脏还是肺部，不管对方如何，都能够同样进行治疗。也就是说，基本上不会受到照射对象对于放射线敏感度的影响。

　　如果是腺癌的话，不管是肺癌还是肝癌，几乎是用相同的剂量照射，也能够获得相同的治疗效果。从治疗方面来看，这是个优势。只不过，根据深度和照射对象尺寸的不同，生物学效应会略微有些不同，必须要对其进行调整。

　　重离子质子：您谈一下对于重离子技术的进步以及对将来的展望。

　　辻井博彦：从治疗技术层面来讲，首先是设备小型化了，其次，以前治疗时需要让患者左右摆动，现在研发了旋转机架，便捷性得到了大幅提高。

　　从这个发展历程来看，未来的一个非常艰巨的目标就是要研发更加小型化、造价更低的设备，可以说这些技术还处在研发阶段。

　　从治疗方法本身来讲，并不是只用重离子，虽然重离子可以大大缩短治疗时间，但是因为癌症是一种全身性的疾病，会发生转移等诸多问题。所以，对于这些问题，很重要的一点就要借助于其他的治疗手段，研究出一套完整的能够提高患者生存率的治疗方案。

　　因为重离子的副作用是非常小的，它可以很容易的与其他的治疗手段联合进行，所以我认为比起使用其他的治疗方式来说，反而是改良出一套完整的治疗方案更容易一些，这也是我坚持要去做的事情。

　　关于辻井博彦(Tsujii hirohiko)：世界重离子肿瘤治疗第一人。1990年担任筑波大学临床医学系教授，并实施首例质子束治疗深部肿瘤;1994年担任NIRS重离子医科学中心医院院长，成功实施世界首例重离子肿瘤治疗。2006年就任国际粒子束治疗研究组(PTCOG)会长。

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