質(zhì)子和碳離子治療設(shè)施PTCOG的數(shù)據(jù)截至2021年12月，全世界有107個(gè)質(zhì)子和重離子治療中心已運(yùn)營(yíng)，其中只有12個(gè)已運(yùn)營(yíng)的碳離子治療中心。由于重離子治療對(duì)相關(guān)技術(shù)研究的要求很高，加上醫(yī)療專用加速器和支持系統(tǒng)的建設(shè)成本高，因此重離子治療在全世界的可用性相當(dāng)有限。重離子設(shè)備體積大，安裝和運(yùn)行成本高，而旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療技術(shù)在質(zhì)子設(shè)備中更容易實(shí)現(xiàn)。目前，德國(guó)的海德堡離子治療中心(HIT)和日本的國(guó)立量子科學(xué)技術(shù)研究所(QST)是世界上唯一采用旋轉(zhuǎn)機(jī)架治療技術(shù)的碳離子治療中心。

盡管有許多質(zhì)子和重離子中心在籌備中，但中國(guó)目前只有五個(gè)質(zhì)子和重離子治療中心在運(yùn)營(yíng)(表2)。好消息是，據(jù)PTCOG的數(shù)據(jù)，有11個(gè)質(zhì)子和重離子中心正在建設(shè)，10個(gè)質(zhì)子和重離子中心處于規(guī)劃階段。五個(gè)粒子治療中心除了使用的粒子種類不同外，主要區(qū)別在于束流遞送系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)機(jī)架和治療計(jì)劃系統(tǒng)。其中，HIMM是中國(guó)自主研發(fā)的醫(yī)療設(shè)備。此外，第一臺(tái)質(zhì)子治療設(shè)備(上海先進(jìn)質(zhì)子治療設(shè)備APTRON)已由上海瑞金醫(yī)院自主研發(fā)。到目前為止，有兩例患者(一例復(fù)發(fā)性垂體腺瘤，一例復(fù)發(fā)性顱底脊索瘤)在瑞金醫(yī)院接受治療。截至本稿件撰寫(xiě)之日，中國(guó)已有約8,000例患者接受了粒子治療。表2.中國(guó)已運(yùn)營(yíng)的粒子治療中心

中國(guó)的質(zhì)子和重離子治療在過(guò)去20年中在逐步發(fā)展。1989年，現(xiàn)代物理研究所(IMP)在蘭州建立了重離子研究設(shè)施(HIRFL)，并在1995年開(kāi)始了重離子治療腫瘤的基礎(chǔ)研究工作。為了實(shí)現(xiàn)從科研到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)變，在2006年到2013年之間，IMP的HIRFL共對(duì)213例患者進(jìn)行了CIRT治療，在幾種類型的腫瘤中取得了令人滿意的療效和可接受的不良反應(yīng)。在IMP重離子治療中心成果的鼓舞下，位于中國(guó)甘肅省武威市和蘭州市的IMP獨(dú)立設(shè)計(jì)和建造了一臺(tái)用于臨床的重離子治療示范設(shè)備，即重離子醫(yī)療機(jī)(位于HIMM)。2019年，HIMM完成了47例患者的臨床試驗(yàn)。此后，質(zhì)子和重離子放療在中國(guó)開(kāi)始迅速發(fā)展(圖2)。2004年，WPTC成為中國(guó)第一家開(kāi)展質(zhì)子治療的醫(yī)院。由于設(shè)備維護(hù)費(fèi)用昂貴，該中心停止運(yùn)營(yíng)了幾年，于2015年重新開(kāi)業(yè)。上海質(zhì)子重離子中心(SPHIC)安裝了德國(guó)西門子制造的IONTRIS設(shè)備。應(yīng)中國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)的要求，SPHIC進(jìn)行了IONTRIS的臨床注冊(cè)試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證IONTRIS在治療癌癥患者的安全性和有效性。CGMH在臺(tái)灣建立了兩個(gè)質(zhì)子治療中心，分別在2015年和2018年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。表3列出了這些中心在粒子放射治療的臨床、物理和生物學(xué)方面發(fā)表的重要的同行評(píng)議出版物。

圖2. IMP的重離子治療研究路線圖。IMP在HIRFL上建立了兩個(gè)癌癥治療終端?；趯?duì)先進(jìn)加速器技術(shù)和核檢測(cè)技術(shù)的不斷研究和開(kāi)發(fā)、生物基礎(chǔ)研究和CIRT的初步臨床試驗(yàn)，IMP成功開(kāi)發(fā)了HIMM。

表3. 五大中心在粒子放射治療的臨床、物理和生物學(xué)方面的出版物清單(2022年1月更新)

治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)是放射治療過(guò)程中的神經(jīng)中樞或指揮中心。TPS是旨在幫助醫(yī)生或物理師設(shè)計(jì)和優(yōu)化治療計(jì)劃的軟件。目前，商業(yè)化TPS主要有RayStation(RaySearch Medical Laboratories, Stockholm, Sweden)、 XiO(Elekta., Stockholm, Sweden)、Eclipse(Varian Medical Systems, Palo Alto, CA, USA)和Pinnacle(Philips Healthcare, Andover, MA, USA)。常規(guī)放療在中國(guó)起步較早，已逐漸走向成熟。中國(guó)的質(zhì)子放療設(shè)備和放療計(jì)劃系統(tǒng)起步較晚。目前，中國(guó)正在運(yùn)行的質(zhì)子治療中心大多使用商業(yè)化TPS。SPHIC采用的是Syngo治療計(jì)劃軟件系統(tǒng)(版本VC11和VC13;西門子醫(yī)療，德國(guó)埃朗根)，該系統(tǒng)采用基于局部效應(yīng)模型(LEM)RBE的局部數(shù)值。HIMM采用了自主研發(fā)的重離子放射治療計(jì)劃系統(tǒng)。

中國(guó)質(zhì)子和碳離子的初步臨床結(jié)果一些臨床實(shí)踐已經(jīng)證實(shí)了PT和CIRT的潛在優(yōu)勢(shì)。雖然只有初步的臨床數(shù)據(jù)，但中國(guó)也在臨床試驗(yàn)的基礎(chǔ)上逐漸積累了經(jīng)驗(yàn)。到目前為止，中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心(ChiCTR，https://www.chictr.org.cn/)注冊(cè)了15項(xiàng)觀察性或干預(yù)性的臨床試驗(yàn)，SPHIC的ClinicalTrials.gov注冊(cè)了18項(xiàng)臨床試驗(yàn)(表4)。CGMH有3項(xiàng)臨床試驗(yàn)在ClinicalTrials.gov注冊(cè)。HIMM有6項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在招募患者，包括胰腺癌、肺癌、三項(xiàng)食管癌和2021年注冊(cè)于ChiCTR的肌肉浸潤(rùn)性膀胱癌?？梢钥闯觯艽笠徊糠峙R床試驗(yàn)正在招募患者，有幾個(gè)試驗(yàn)因?yàn)槿鄙倩颊叨怀坊?。可能原因是中?guó)的癌癥患者對(duì)粒子治療的接受程度還不夠。為了保證可靠性，我們?cè)诒竟?jié)中主要總結(jié)已經(jīng)發(fā)表或報(bào)道的臨床結(jié)果。表4. 在ClinicalTrials.gov注冊(cè)的中國(guó)放療臨床試驗(yàn)(截至2022年1月)

為了注冊(cè)成為醫(yī)療機(jī)構(gòu)，SPHIC和HIMM的安全性和有效性已經(jīng)得到驗(yàn)證。2014年6月至12月，SPHIC完成了一項(xiàng)旨在驗(yàn)證西門子IONTRIS離子治療系統(tǒng)的安全性和有效性的Ⅱ期臨床試驗(yàn)(IONTRIAL)。35例患者參加IONTRIAL試驗(yàn)，所有患者在治療和隨訪期間都沒(méi)有出現(xiàn)2級(jí)或以上的不良反應(yīng)。隨訪期間，所有患者均未發(fā)生患者死亡或與治療相關(guān)的中度或重度不良事件。

從2006年到2008年，IMP收治了103例淺表性腫瘤患者，包括皮膚鱗狀細(xì)胞癌和惡性淋巴瘤。在接下來(lái)的5年中，有110例深部腫瘤患者在IMP接受了高能碳離子治療。腫瘤體積得到了不同程度縮小。治療后照射部位和全身沒(méi)有明顯的副作用。

為了開(kāi)發(fā)更緊湊的醫(yī)用加速器，IMP建立了HIMM。HIMM的臨床試驗(yàn)于2018年11月6日開(kāi)始，所有46例受試者在2019年2月25日之前完成試驗(yàn)。在治療結(jié)束后，所有患者根據(jù)實(shí)體瘤反應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(RECIST)1.1版進(jìn)行評(píng)估。治療結(jié)束后90天，局部控制率為100%，客觀反應(yīng)率為28.26%。根據(jù)不良事件通用術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)(CTC.AE)4.03版評(píng)估，沒(méi)有不良事件發(fā)生。