什麼是重粒子治療?它和質子治療差別是什麼?

  重粒子治療和質子治療都屬於最近十分火紅的粒子放射治療。和質子治療不同,重粒子治療採用原子核射束進行治療,其中最有名且商業化的便是碳離子射束。重粒子治療和質子治療一樣,都具有「布拉格峰」之物理特性,可以減少正常組織所接受到的劑量。相比光子與質子治療,重粒子治療提供更強大的破壞力,有機會可以消滅對於放射治療有抗性的頑劣癌症細胞。也因為更強大的破壞力,重粒子治療的療程往往可以大幅縮短,減少病患舟車勞頓的辛苦。

 

  但更強大的殺傷力並非完全沒有代價。傳統上,光子及質子治療會藉由分次治療,讓在治療範圍內的正常組織有喘息、修復的時間,但重粒子治療則讓正常組織的修復效果大幅降低。再者,由於重粒子治療採用更重更大的原子核射束進行治療,因此射束的控制難度又更高一級,如何靈活的轉換射束角度並保持高精準度,對於機械設計來說是一大考驗。另外一個問題則是所有新醫療技術都須面對的,重粒子治療的臨床治療經驗相對稀缺。質子的特性相對與光子較為接近,因此質子治療可以建立在傳統光子治療的基礎上快速成長。但重粒子則不同,因為其生物特性和光子大相逕庭,且有能力執行重粒子治療的放射治療中心非常稀少,因此有許多問題的答案都仍在研究當中。哪些腫瘤利用重粒子治療最有好處?最適合的療程與劑量是如何?有許多的臨床問題其實都還需時間累積更多的臨床資料來回答。

 

  最後,重粒子治療和質子治療到底誰優誰劣?曾有一位日本學者這樣比喻:這問題就像是在問相撲力士和忍者誰比較厲害:基本上兩者優勢完全不同。重粒子治療就像是相撲力士,雖然力大而無堅不摧,但缺乏靈活的變化;質子治療則像是忍者,可以靈活的調整,但對於輻射抗性強的腫瘤則沒有優勢。總歸一句,只有最適合病人的治療,沒有最好的治療。

 

 重粒子相較質子或光子,可造成更強的相對生物效應(relative biological effectivenessRBE)。以光子射線的RBE1來看,質子治療的RBE約為1.1,而重粒子治療的RBE則為3左右。高相對生物效應使治療過後的細胞多呈現直接性的致死破壞,癌細胞較沒有修復的機會(圖3),因此重粒子治療較不受缺氧(hypoxia)細胞或是癌症幹細胞(cancer stem cell)的影響,在許多基礎研究的文獻顯示,重粒子照射也能引發進一步身體的免疫反應。除此之外,重粒子的療程為傳統治療的一半或三分之一,大大節省病人的治療時間。相較於質子,重粒子治療有較佳的生物效應,較好的腫瘤控制,且較有效率。

表1. 重粒子治療與質子治療優缺點比較

 

特性比較

重粒子(碳離子)治療

質子治療

1.物理劑量分布特性

縱向具布拉格峰(Bragg Peak)物理特性。

縱向具布拉格峰(Bragg Peak)物理特性。

2.相對生物效應(RBE)

較高的相對生物效應優於質子治療。

相對生物效應:質子與一般X光相當,不具優勢

3.氧加強反應率(OER)

低氧加強反應率(OER)不需要依賴氧氣以達到摧毀癌細胞。為重粒子勝過質子的最顯著優勢

高氧加強反應率(OER),缺氧環境下癌細胞具有抗輻射,治療效果減弱

4. 治療次數

每人平均治療次數明顯低於光子或質子治療。以攝護腺癌療程為例,目前通常以十二次重粒子照射,治療療程短,病患無須住院。

以攝護腺癌療程為例,光子或質子治療通常需要三十五次照射

5. 副作用

副作用小。碳粒子射束在進入人體組織釋放的能量極低,達到腫瘤處才將能量完全釋放,避免鄰近組織受到不必要的輻射傷害。

副作用小

6. 治療部位與適應症

適用於全身不同部位之腫瘤,特別對於難治、手術困難及使用傳統放射治療無效的腫瘤,重粒子是種有效的治療方式。例如:惡性肉瘤、胰臟癌與口腔黏膜黑色素瘤等等。

適用於全身不同部位之腫瘤,較不適用於病患有多處轉移性腫瘤。

7. 對病患生活品質的影響

對病患生活品質的影響相對較小

對病患生活品質影響較大

 

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