近日，澳大利亞的幾位科學家發表在綠皮雜志Radiotherapy and Oncology上的一篇綜述從臨床挑戰，潛在獲益和實施途徑綜合論述了磁共振成像(MRI)引導質子治療的臨床獲益。本綜述側重于MRI引導的質子治療的臨床方面，表明MRI引導的質子治療結合了最佳的癌癥靶向與出色的成像。具有大量腫瘤和正常器官運動的腫瘤部位將從中獲益。通過安全劑量遞增或生物適應，質子治療將會有新的選擇，還更新了水平和垂直MRI引導的質子治療系統的設計和束流建模，以及臨床實施的路線圖。本期與大家分享本研究的摘要及質子治療臨床獲益不如預期的可能原因。
摘要
質子治療和MRI-Linac是放射腫瘤學中最令人興奮和發展最快的兩種技術。超過100個MRI-Linacs和100個質子治療中心正在運營或建設中，將MRI的出色軟組織成像與質子治療的卓越劑量適形性結合在一起的綜合方法將是引人矚目的。MRI引導的質子治療的前景促進了多項研究和兩個臨床前實驗系統的建立，使我們更接近實現這項技術。獲益最多的患者是那些癌癥具有大量腫瘤運動或解剖變化的患者，以及由于附近的關鍵組織而目前無法接受安全劑量遞增的患者。MRI引導的質子治療可以讓更多的胰腺癌患者、中央型肺癌和上腹部(例如肝臟和腎上腺)的寡轉移性癌癥患者，能安全地接受遞增的治療劑量。頭頸癌、肺癌、腦癌和宮頸癌的治療準確性受腫瘤消退或水腫變化等分次間腫瘤變化或正常解剖結構變化的影響，也將獲益于MRI引導。通過功能性MRI引導的生物適應質子治療將有新的選擇來改善治愈。本綜述側重于MRI引導的質子治療的臨床方面。我們描述了質子治療的臨床挑戰以及增加MRI引導的臨床獲益。我們更新了水平和垂直MRI引導的質子治療系統的設計和束流建模，并提供了臨床實施的路線圖。
正文
放射治療是癌癥治療的基石，被推薦用于治療所有癌癥患者中的一半患者。應用循證放射治療可提高局部控制和生存率。預計到2025年，全球將有960萬人獲益于循證放射治療。技術進步使放射治療的靶向性更好，改變了癌癥患者的預后。在過去的二十年里，放射治療的大多數主要進展都來自于成像技術的改進和對腫瘤劑量的雕刻。這些進展包括圖像引導放射治療、調強放射治療(IMRT)、4D-CT結合IMRT、立體定向消融放射治療(SABR)以及最近的MRI-Linac放射治療。它們增加了腫瘤部位的劑量，減少了正常組織的劑量，擁有更好的癌癥控制和更少的副作用。
對比計劃研究表明，質子治療可能比光子治療更有效，因為質子治療劑量分布緊湊，它可以比光子治療更好地將輻射限制在靶區并保留更多正常組織(圖1)。全世界已經建立了近100個質子中心，盡管有理論上的獲益，但顯示臨床獲益的隨機證據有限。一篇隨機研究表明，與IMRT在食管癌中相比，質子治療可降低放療毒性和術后死亡率，而生存率沒有差異。隨機試驗未顯示質子治療對存在大量腫瘤運動的肺癌和肝細胞癌有獲益。在一篇比較被動散射質子與IMRT光子在晚期非小細胞肺癌患者中的隨機研究中，盡管質子治療計劃的劑量分布更有利，但質子治療并沒有局部控制獲益，并且3+級肺炎較高(10.5% vs 6.5%)。質子治療肝細胞癌的毒性較少已被證實，但其生存獲益尚未被證實。一項分析美國國家癌癥研究所數據庫的比較研究表明，與光子治療相比，質子治療對乳腺癌并沒有生存獲益。比較證據表明，在一些生理運動最小的癌癥中，毒性降低，例如兒童癌癥、成人腦癌和眼部黑色素瘤。一篇比較光子與質子治療成人高級別膠質瘤的Ⅱ期試驗中，無法檢測到兩種不同治療之間認知失敗率的差異。一篇系統性綜述表明，質子治療與降低兒童腦腫瘤的認知障礙有關。然而，另一篇系統性綜述(關于3~4級研究)得出結論，沒有足夠的證據支持或反駁質子治療用于兒童癌癥。
圖1.(上層)質子治療的劑量效益在這張圖中得到了清晰的展示，對于胸腔治療，質子治療能更好地保護心臟和健康的肺;(下層)質子治療劑量分布由于無補償運動而退化
質子治療缺乏臨床獲益的一個常見原因是質子治療缺乏有效的影像引導。與光子治療相比，質子治療劑量測定更容易受到束流路徑上腫瘤或正常組織解剖結構的變化的影響。但質子治療的圖像引導歷來落后于光子放療，通常基于2D射線照片而不是容積圖像的引導。無法檢測到解剖學變化，從而導致腫瘤劑量不足或正常器官劑量過量。這些解剖學變化所需的額外邊界也可以解釋缺失的臨床獲益。這種情況正在發生變化，從2014年第一個供應商支持X射線容積成像引導開始，到現在所有主要供應商都提供某種形式的X射線容積成像。現在有多種CT引導解決方案可用：安裝在機架、噴嘴、治療床的錐形束計算機斷層掃描(CBCT)、機械臂CBCT和滑軌CT。然而，最近對19個參與的歐洲粒子中心進行的一項調查中，只有50%能夠對處于治療位置的患者進行成像。只有一個提供了3D成像規程的詳細信息。據PTCOG稱，在全球96個運營中的質子治療中心中，有67個(61%)在2014年之后才被售出，因此可能可以提供某種形式的容積成像。
