質子可以在身體的特定深度釋放大部分能量，使腫瘤周圍的組織免受過度照射。雖然質子治療已被測試用于治療所有類型的實體腫瘤，但獲得臨床治療的途徑仍然有限，而且接受質子治療的患者數量相對較少。截至2023年3月，全球已運營的可提供質子放射治療的中心有106個(見圖1)。非洲大陸沒有中心，南美洲只有一個正在建設中的質子中心。相比之下，世界各地有超過8,000個常規光子放射治療設施。目前全世界接受放療的患者中只有不到1%的人接受質子治療，盡管保守估計這些患者中有15%~50%的人可以從質子治療獲益。對于特定的癌癥類型，這個數字可能會更高。造成這種差異的主要原因是質子治療較高的成本和設備尺寸大。一個單室治療系統的成本在3,000萬至5,000萬美元之間，而傳統的X射線系統的成本約600萬美元。
圖1.已運營質子治療中心的全球分布;高收入、中等收入和低收入國家根據世界銀行的世界發展指標進行分類
質子治療：研究背景和臨床應用
許多研究報告顯示，質子治療后不良事件的風險降低，1,483例患者放化療，3級或更糟的需要治療前90天內意外住院和治療的不良事件，常規治療的28%，接受質子治療減少到12%。放療的晚期副作用也令人關注，在過去的幾十年里，全球癌癥診斷后的5年生存率大幅增加。與傳統放療相比，質子放療在乳腺癌和肺癌治療中減少對心臟的放射劑量，越來越多的證據表明，在放射治療幾年后，心臟照射劑量和缺血性心臟病之間存在相關性。兒童從大幅減少健康組織的放射劑量中獲益最大。
大量比較質子和X射線治療不同癌癥的隨機對照試驗正在進行中，包括非轉移性乳腺癌(NCT02603341)和前列腺癌(NCT01617161)，其中兩項試驗已經完成。這些完成的試驗中，第一個招募了非小細胞肺癌患者，但在主要終點方面(3級或更嚴重的放射性肺炎和局部復發)沒有顯示出質子治療的優勢。第二項試驗納入了食管癌患者，結果顯示接受質子治療的患者發生不良事件的風險和嚴重程度顯著降低，兩組間的無進展生存期相似。食管癌是全球癌癥相關死亡的第六大常見原因，80%以上的食管癌病例和死亡發生在低收入和中等收入國家，其中許多發生在東非。
在缺乏來自臨床試驗比較的有力證據的情況下，哪些患者屬于轉診到質子治療的最高優先級尚不清楚。兒童患者往往被優先考慮。美國放射腫瘤學會已經發表了一些優先選擇質子治療的適應證, 可決定應該選擇哪些個體患者進行質子治療。一種基于模型的方法，于2013年在荷蘭首創，已被發現非常有用。這種方法，也被其他幾個國家全民醫療保健采用了，根據計算模型要求，患者如果接受質子治療可大大降低正常組織并發癥概率且治療腫瘤的效果與光子一致，可接受質子治療。
與全球和所有類型癌癥的常規X射線放療相比，有多少需要放療的患者可以從質子治療中獲益，這個問題很難回答。答案取決于需要哪種好處。由于質子治療的物理優勢，基本上所有患者都有望從這種治療中獲益，盡管對一些患者來說，其獲益可能很小。2005年，有學者估計，在瑞典每年有14%~15%的接受放療的患者可從質子治療中獲益，這足以證明額外的費用是合理的。這一比例的患者與2021年在英國進行的一項調查相似，中位數為13%。雖然這些估計的誤差可能很大，但可能從質子治療中獲益的患者數量無疑是目前能夠接受質子治療的患者數量的許多倍。盡管有潛在的好處，但獲得質子治療的機會仍然很低;因此，需要采取策略來普及質子治療，以大大增加獲取治療的機會和減少差異。
