利用高能輻射治療癌癥示意圖。(Shutterstock)

用快速質子射線殺死癌細胞比用X射線標靶病灶組織更準確、效果更好，但是要產(chǎn)生質子射線需要很大型的粒子加速器，使得這種技術難以用于癌癥治療。

科學家發(fā)現(xiàn)使用激光加速質子是一個替代方案。最近一組科學家在這方面獲得了突破，成功地用激光生成質子束，對小鼠體內(nèi)的腫瘤施行了放射療法。

放射療法是治療癌癥常用的方法之一，其中最常見的是X射線。不過，氫原子核里面帶正電的粒子即質子，被加速到高能狀態(tài)并聚集成束作用于腫瘤，能有效殺死腫瘤細胞。質子能抵達更深部位的人體組織，因為定位更加準確，所以對腫瘤周圍健康細胞影響較小，所以治療效果比X射線更好。

主要研究者之一德國亥姆霍茲德勒斯登羅森多夫研究中心(HZDR)的研究員埃爾克·貝羅伊瑟(Elke Beyreuther)說：“這種方法特別適合放射治療位于顱底、大腦內(nèi)部、中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部的腫瘤。也適合用于兒童腫瘤治療，后遺癥較小。”

然而，用于加速質子的儀器太大，無法便捷地移動到患者的身邊，所以以前只有少數(shù)幾個質子放射治療中心，比如其中一個位于德國德累斯頓大學醫(yī)院(Dresden University Hospital)。研究人員不斷在嘗試怎樣改進這種技術，使得設備具有較好的可移動性。激光加速質子的技術是很多人在鉆研的方向。

合作研究者HZDR的物理學家弗洛里安·克羅爾(Florian Kroll)說，這種方法使用高能激光沖擊很薄的塑料或金屬箔，把金屬箔中的大量電子打出去，形成一個電場。這個電場把質子集中成脈沖并加速到高能狀態(tài)。這個加速的距離只有幾微米。

聽上去已經(jīng)完全可行了?貝羅伊瑟說他們已經(jīng)在這個領域研究了15年，有很多障礙需要克服。比如質子被加速達到的能量不夠高不足以殺死腫瘤細胞，或者形成的脈沖強度不穩(wěn)定，不能輸出需要的放射劑量。

但是現(xiàn)在，他們終于找到了關鍵所在，克羅爾說：“激光束精確的形態(tài)很重要?，F(xiàn)在我們終于能夠控制激光束的形態(tài)產(chǎn)生不同能量的質子束，并維持它們的穩(wěn)定。”

最后，研究人員在擁有傳統(tǒng)質子放射治療設備的德累斯頓大學醫(yī)院、對小鼠體內(nèi)的腫瘤用這種技術進行了第一次放射治療試驗?？肆_爾說：“我們的激光質子發(fā)射源能得到有價值的活體組織數(shù)據(jù)。為進一步測試和優(yōu)化我們的技術奠定了基礎。”

貝羅伊瑟說，這種新技術一個很大的好處是強度高，照射的時間很短。傳統(tǒng)的質子放射療法大約需要照射幾分鐘時間，這種新型激光質子技術只需作用百萬分之一秒。“如此快的作用時間使得治療的過程對健康組織的傷害比舊的技術小得多。”