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打碎癌細胞的DNA,日立粒子線系統治療癌症就這麼精準

中國經濟周刊-經濟網訊 (記者 孫庭陽) 工欲善其事,必先利其器,治療癌症也要有利器。

能打碎癌細胞DNA的日立粒子線治療系統,是治療癌症的利器。日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部總經理曹雪娅,這樣介紹日立粒子線治療系統。

2022年1月,日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部團隊接受了《中國經濟周刊》采訪,介紹了這一治療癌症利器。使用好這個系統,将提高癌症病人生活品質,癌症零死亡的願景不再遙遠。

碳離子線打碎癌細胞的DNA

國内新發癌症病例居高不下。世界衛生組織國際癌症研究機構(IARC)釋出的2020年全球最新癌症負擔資料顯示, 2020年,中國新發癌症病例457萬例,新發癌症患者數量複合年增長率略高于全球平均水準。預計2025年新增癌症患者會超過500萬例,2040年将達到680萬例。中國癌症患者的存量資料同樣巨大,接近900萬人以上。

治療癌症的方法包括外科手術、化學療法和放射療法,等等。放射療法主要有X光照射或伽馬射線。各種治療方法都在向降低副作用、精細化方向發展。

X光照射短闆明顯。這一治療方法雖避免了外科手術對其它器官的傷害,但X射線進入人體時,在皮膚附近釋放能量最高,此後逐漸降低,到達癌症組織部位時,釋放能量較前期已經下降很多。由此造成治療效果不充分,對皮膚表面也有傷害。

質子線或碳離子線能補上這一短闆。用質子線或碳離子線替代X射線,做好控制後,在皮膚附近及到達癌症組織之前抑制能量釋放,一旦到達癌症組織時,瞬間釋放大劑量的能量,經過癌症組織後又馬上停止釋放能量,形成名為“布拉格峰”的能量釋放軌迹。

上面說得太學術,實際治療時怎麼辦?

大夫調節質子線和碳離子線的能量,控制釋放絕大多數能量的位置深度,把它控制在癌症組織區域,把所有的殺傷力都釋放在癌症組織區域,在體表淺層和正常組織損傷很小,癌症組織的後方也沒什麼損傷。

武欣是日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部負責技術的經理,他介紹了日立的粒子線治療系統的原理。通過加速器将質子或碳離子加速到光速的70%,集中照射、殺死癌症組織細胞,同時搭載“動體追蹤照射技術”,可照射治療随着呼吸發生位移的難治癌症。

打碎癌細胞的DNA,日立粒子線系統治療癌症就這麼精準

日立質子線癌症治療系統的構成

簡單的說,日立這套系統,把中學實體所講的粒子加速器用在了癌症治療上。把實體原理使用在實際治療上,并不容易。

公開資訊顯示,日立的粒子線治療曆史源于20世紀80年代日本的一項國家級項目——重離子線癌症治療裝置計劃。在推進産業研究的過程中,日立積累起了加速器技術和控制技術,并以此為開端進入該市場。

武欣用美國梅奧診所的視訊,對比了X射線、質子線和碳離子線的差別。普通X線治療,幹擾癌細胞裡DNA,使鍊條斷裂。質子治療可以打斷一條癌症細胞DNA的單鍊,有重新修複的可能,但兒童癌症患者需要更高的安全性,采用質子治療比較多。用碳離子照射治療,一個碳離子的能量可以直接打碎癌症組織細胞的一段DNA,切斷癌症組織細胞裡的DNA。癌症組織細胞的複制能力被殺傷,就失去再繁殖的能力。對于部分有放射抵抗性的癌症組織細胞,碳離子治療具有更大的殺傷力。

打碎癌細胞的DNA,日立粒子線系統治療癌症就這麼精準

三種射線治療對比(圖檔來源:美國梅奧診所科普視訊)

患者感覺有何不同?日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部副總經理張立峰回答了這個問題。他說,與其他放射線療法相比,粒子線療法無疼痛感,副作用較小,正常組織損傷小,其效果接近于手術治療。使患者在治療的同時可以繼續正常生活,保證了生活品質。重離子線治療可以大幅度減少患者平均照射次數,以治療早期末梢型肺癌為例,重離子線照射4次即可,質子線需要20多次, X射線需要30多次。

國内兩套日立粒子線治療系統

放射療法在發達國家已經普遍應用。美國大概70%的患者會選擇放射療法,放射療法在很大程度上已經可以取代手術,治療成本也低于外科療法。其中,美國癌症組織專科醫院排名第1的MD安德森癌症中心質子中心,采用了日立的裝置;綜合醫院排名第一的梅奧診所,所有質子重離子設施都是由日立提供。

日本有24個粒子線在運作設施,其中18個采用日立的粒子線治療系統。

據介紹,作為裝置提供商,日立提升裝置精度的同時,不斷實作小型化,降低裝置成本。日立(中國)有限公司員工介紹,在20世紀90年代時,占地面積相當于一個足球場,現在已經縮至一個棒球場,縮小了二分之一多。

日本人口1.26億,加上在建設施,共擁有近30個粒子線設施。中國人口是日本10倍有餘,對應是300個粒子線設施。考慮到經濟發展,業界普遍認為應該有100個粒子線設施的市場規模。日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部總經理曹雪娅認為,作為從業者,肩上的擔子并不輕。

曹雪娅介紹,質子線治療裝置市場,全球三強鼎立,既能夠提供質子,又能夠提供重離子的裝置,全球唯有日立一家。在重離子領域,日立排名第一。

2019 年 5 月,中國徐州中固醫院管理(徐州)公司在 29 日與日立簽訂合同,引進日立粒子線治療系統。

日立(中國)有限公司粒子線治療解決方案部副總經理張立峰詳細介紹了這次合作。這套系統共配備四間治療室:配有 360 度旋轉機架的質子線治療室一間,重離子線固定束治療室三間。該系統還配備了動體追蹤技術,能夠針對随呼吸而産生位移的器官進行精準照射;和能夠根據癌症組織形狀進行粒子線照射的掃描照射技術。此外,還包含了日立的治療計劃軟體——根據患部的圖像資訊把握癌症組織形狀并計算出合适的照射劑量,為每位患者量身定制粒子線治療方案。

2021年12 月,美的控股下屬和祐國際醫院與日立簽約,引進日立質子重離子一體型癌症治療系統。

裝置精良,大夫如何能使用好這套裝置?

大阪重離子線中心的裝置是日立提供,他們有經驗。在開業一年時,此機構的常務理事檀誠接受《中國經濟周刊》記者采訪介紹,雖然日立提供了高水準的裝置,大阪重離子線中心更要利用好這些裝置。在過去一年間,他們并不急于提高治療患者數量,更多的是要提高治療品質。為了提高治療精确度,大阪重離子線中心仍在開發新的技術。對出院患者,大阪重離子線中心将跟蹤5年監測治療效果。

普通放療的醫生和實體師,上手質子治療設施并不很難,重離子治療稍微複雜,經過一年半載教育訓練也能勝任。“困難的工作我們做,大夫才能把所有的精力就放在治療上”,張立峰信心滿滿。他介紹,日立有一個高端醫院使用者網絡,入駐醫院已達33家,日立的新客戶,将會被介紹加入這個網絡,幫助人才培養。

日立制作所執行役社長兼CEO東原敏昭在“日立社會創新論壇2019東京”演講時,分享了自己收到的一個喜訊。美國MD安德森癌症中心安裝了日立的粒子線癌症治療系統,在此中心接受治療的一位患者,出院3年後參加了波士頓馬拉松比賽,并跑完了全程。

曹雪娅說,在治療癌症領域,有着提高患者生命品質、癌症零死亡的願景,我們從業者,就是推動這個目标及早實作的人。

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