金点言论 2024-1-4 17:12:05

治疗癌症的潜在“圣杯”!中国核科学家研制出强大辐射系统

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导语

一群主要来自核相关领域的中国研究人员已经建立了一种被成为“Flash”的强大辐射系统,它可以提供极高能量的辐射,有可能彻底改变传统的放射治疗。

一群主要来自核相关领域的中国研究人员已经建立了一种被成为“Flash”的强大辐射系统,它可以提供极高能量的辐射,有可能彻底改变传统的放射治疗。

治疗癌症的潜在“圣杯”!中国核科学家研制出强大辐射系统

这一系统的原型可以产生超过每秒80戈瑞(Gy)的能量或“剂量率”(戈瑞是一个用来测量物体或人吸收辐射量的单位)。虽然目前的治疗方法和团队的原型都使用x射线作为辐射源,但新系统产生的辐射量远远超过每分钟0.5到20Gy的传统放疗。

该团队的研究结果表明,在不到一秒的时间内,同样数量的辐射可以以高得多的强度释放出来,这是目前放射治疗的一个重大进步。在杀死肿瘤时,放射治疗一直受到周围非恶性组织毒性的困扰,而极高能量的辐射可能是一种解决办法。

研究人员在一篇关于新系统的论文中说:“尽管国内外都有类似的重复实验,但满足临床要求的超高剂量率高能x射线尚未实现。”不过他们宣布,他们的机器满足了临床超高剂量率的要求,超过每秒40Gy。

治疗癌症的潜在“圣杯”!中国核科学家研制出强大辐射系统

放射治疗是除化疗、手术和免疫治疗外的主要癌症治疗方法之一。自一个多世纪前首次使用以来,医生们一直在最大限度地提高剂量以获得最佳效果,同时限制对正常组织的损害。

湖南省中南大学湘雅医院肿瘤学家张莹莹说:“我们已经达到了一个瓶颈。我们知道人体组织的安全辐射剂量限制,这阻碍了我们寻求更有效的治疗方法。”

在过去的十年里,反复的试验表明,这个问题可以通过使用超高的辐射剂量(通常高于每秒40Gy的阈值)来显著改善,以达到同样的抗肿瘤效果,同时保留更多的健康组织,这种效果被称为“Flash”。

Flash是放射治疗技术中最令人兴奋的前沿技术。 2014年发表的研究表明,极高强度的辐射可以产生相同的抗肿瘤效果,但对正常组织的损害明显较小。美国MD安德森癌症中心的放射肿瘤学家史蒂文在一篇文章中说:“这可能是放射治疗的‘圣杯’。”

不过张莹莹表示,最新机器给她印象最深的不是剂量率,而是能量的来源。她说:“在之前实现Flash效应的研究中,辐射源主要是基于质子或电子,而这个中国团队使用的是光子或x射线。”

治疗癌症的潜在“圣杯”!中国核科学家研制出强大辐射系统

常规剂量的质子放射治疗已在实践中使用。它的能量在达到峰值后会衰减,对健康组织的损害较小,因此适合治疗一些棘手的癌症,如儿童脊髓肿瘤。但这些机器既昂贵又笨重,有些机器有篮球场那么大。

相比之下,x射线是放射治疗中使用最广泛的技术,而且使用的机器要紧凑得多。张说,论文中每秒80.5Gy的数值本身并不是一个很高的数值。据报道,改进的原型机发出的Flash辐射达到了数百甚至数千单位能量

另一方面,电子束的医疗应用有限,因为它们不能穿透很远的地方,也不能有效地治疗深部肿瘤。

在论文中,作者表示,他们的机器在尺寸上与医院现有的辐射机器相当,被称为“医用线性加速器”,如果成功开发,将更容易安装和使用。

中国研究人员还宣布,他们的x射线Flash放射治疗机原型将向公众开放,他们计划将其用作临床前和临床研究的平台。

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