一项新的研究表明,有朝一日,专门的系统可以向癌症患者发射粒子,在短短几微秒内完成整个放射治疗过程。
使用一种新兴的技术,即闪电放射治疗,医生可以在很短的时间内,以传统放射治疗费用的一小部分,根除肿瘤——至少在理论上是这样。研究人员于2019年10月在《放射治疗与肿瘤学》(and Oncology)杂志上发表报告称,迄今为止,这种闪电般快速的技术还没有在人类患者身上进行正式的临床试验,尽管一名男性接受了这种实验性治疗。1月9日发表在《国际放射肿瘤学、生物学和物理学杂志》(International Journal of Radiation Oncology, Biology and Physics)上的一项新的小鼠研究进一步证明了这种癌症疗法的前景。
宾夕法尼亚大学医院放射肿瘤学副教授基思·辛格尔博士是这项研究的共同作者,他说:“它的肿瘤控制率(与传统的放射疗法)相同,但对正常组织的影响要小得多。”
换句话说,flash技术似乎在杀死肿瘤细胞的同时保留了健康组织。这项技术的工作原理是用稳定的粒子流(通常是光粒子,称为光子或带负电荷的电子)轰击肿瘤部位。现在,Cengel和他的同事们又加入了另一种粒子:带正电荷的质子。
瑞士洛桑大学医院放射肿瘤学实验室负责人玛丽-凯瑟琳·沃泽宁(Marie-Catherine Vozenin)没有参与这项研究,她说:“从某种意义上说,它是独一无二的……它从未被做过。”她补充说,这并不是说用质子来对抗癌细胞一定是比用光子或电子更好的策略。“所有这些不同的策略都各有利弊。”
Cengel说,尽管如此,每一种粒子可能都是独一无二地适合于针对身体特定部位的特定肿瘤类型,这意味着质子可能为一些患者提供最佳治疗选择。
时间是关键
“闪光”这个名字仅仅是指这项技术将辐射传送到目标组织的超快速度。沃泽宁说,Flash pummels用与现有疗法相同的总辐射量对细胞进行冲击,但整个治疗过程仅持续十分之一秒,而不是在几周内分分钟给药。
“如果我们能达到百分之一秒,那就更好了,”她补充说。
速度决定一切。在传统的放射治疗中,一个病人可能要经历几十次治疗,在此期间,健康组织可能在肿瘤细胞死亡之前就被破坏了。但是,当相同剂量的辐射以更快的速度传送时,如闪电,健康组织仍然毫发无损。这种情况究竟为什么会发生仍然是个谜。
Vozenin说:“这是一个非常重要的问题……我们正在努力去理解它。”研究表明,短暂的辐射爆发可能导致健康组织中的氧气水平下降,而健康组织通常比癌细胞含有更多的氧气。《临床肿瘤学》(Clinical Oncology)杂志2019年发表的一份报告称,肿瘤之所以能抵抗传统的放疗,部分原因是它们缺乏氧气,因此闪光所产生的暂时效果可能会增强健康细胞的抗损伤能力,并减少有害自由基的产生。
但这一证据并不能解释为什么癌细胞对治疗的反应不同于健康细胞;Vozenin说,可能有更多的机制在起作用。
不管它为什么有效,闪光辐射在初步研究中似乎很有前途,尽管这项技术有局限性。光子可以用来瞄准全身的肿瘤,但发射粒子的机器还不能足够快地发射,
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虽然低能电子可以处理浅表的肿瘤,但Cengel和他的同事从理论上推测,质子可能更适合定位于体内较深处的癌细胞。为了测试他们的想法,他们必须为这项工作制造合适的工具。
经受考验
该团队使用了现有的质子加速器,即回旋加速器来进行实验,198平台是菲律宾著名线上菠菜公司
198彩开户怎么样,已经稳定成长发展达到3年多,实力不容小觑,这背后的原因必然是强大的财团以及技术人员鼎力相助造成的。,但做了一些修改。关键是要提高从机器中发射质子的速度,同时还要制定策略来监控质子落在什么地方,数量是多少。有了这些基础设施,研究小组可以更好地控制回旋加速器的质子流,“就像一个水龙头,你可以打开全速或滴水,”Cengel说。
然后,研究小组将回旋加速器对准了模型小鼠。诱导的肿瘤生长在动物的胰腺和上肠,因此研究人员通过啮齿动物的腹腔发送一个单一的辐射脉冲。闪电持续了100到200毫秒,通过将许多质子束排列在一起,就像把未煮熟的意大利面放在一个紧密的管子里一样,研究小组一次性击中了整个腹腔。
正如预期的那样,这种疗法抑制了肿瘤的生长和通常由癌症引起的组织瘢痕,同时使附近的健康组织不受伤害。“这是第一个无可辩驳的证据“flash”效应体内使用质子与小肠作为目标而不是光子或电子,”文森特•Favaudon在巴黎居里研究所的研究主任并没有参与这项研究,在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志。
Vozenin说,虽然这项研究取得了成功,但它是在老鼠身上进行的,“而且是在小范围内进行的,而在病人身上却没有这种情况。”换句话说,以目前的形式,质子闪光技术一次只能处理一小块组织。她说,198
198彩注册彩注册正规网址是什,这项技术必须大规模推广,才能在更大的动物身上进行测试,最终在人类身上进行测试。
“主要的限制在于剂量率,”法沃登补充说。他说,研究表明,健康组织如果暴露在闪光辐射下超过100毫秒,就会开始受到损害。“在一微秒的脉冲中提供剂量总是更好。所以,我们面临的挑战是将剂量率提高2到5倍,甚至更多。”
Cengel和他的同事们计划继续优化他们的工具和技术,同时努力确定什么剂量率能带来最大的治疗效果。通过这种方式,研究小组将进行一种以动物为初始实验对象的临床试验。与此同时,Vozenin和她的同事将很快在人类患者身上进行第一次临床试验,以测试他们自己的flash技术。利用低能电子,他们的目标是治疗浅表肿瘤,如皮肤癌。
Vozenin说:“如果我们能够大量验证flash的概念并在临床应用,那么它可能会改变所有的放射疗法。”她说,她预计未来10年内,某些版本的闪光辐射可能会广泛应用于癌症患者。法沃登说,针对表面肿瘤以及通过手术暴露的肿瘤的治疗有望在两年内完成。他说,利用高能电子和质子束的技术可能在5到10年内完成。
Cengel说,假设flash能够顺利应用到真实的人类病人身上,这项技术就能让医生锁定那些曾经无法通过放射治疗的肿瘤。
他说:“我们可以治疗那些目前无法治愈的人的疾病。”“显然,这一切都是半信半疑。”