開幕式后，哈佛醫學院放射腫瘤學教授、麻省總醫院放射腫瘤學科物理研究主任Harald Paganetti帶來了本次會議首場主旨演講，題為《粒子治療的基本原理和未來展望》。下面我們將演講內容與大家共同分享。
基本原理
1物理學
1946年，美國物理學家Robert R Wilson首次提出使用質子束治療癌癥，即質子治療。與常規光子放療相比，質子治療可在腫瘤靶區形成劑量高峰區即布拉格峰，并且具有良好的適形性，可減少腫瘤周圍正常組織所受的放射損傷，在殺傷腫瘤細胞的同時更好地保護正常組織。
2生物學
粒子治療不同的生物學效應是由于有不同的線性能量傳遞(LET)。光子放療的RBE=1.1，而質子治療的RBE≥1.1，重離子治療的RBE≥3，均具有高LET特性，使得在不增加放射毒性的前提下提高腫瘤區域的治療劑量成為可能。光子放療因正常組織受照劑量的限制，不可能給予腫瘤很高的劑量，所以RBE值更高的粒子治療更有優勢。高LET粒子治療對于放射抵抗性腫瘤細胞尤其有效。
3臨床
柳葉刀雜志發布的研究表明，對于兒童髓母細胞瘤的患者，與光子放療相比，質子治療可以更好地保護患兒的智力(包括言語理解、感知推理、工作記憶、處理速度四個維度進行評價)。
在肺癌的放療方面，與光子放療相比，質子治療的低劑量區更小、高劑量區更大，對心臟的照射劑量也更低，因此，質子治療對腫瘤靶區的劑量更優，對心臟的放射毒性也更低。
在乳腺癌的放療方面，由于質子治療的高LET和高RBE，研究表明，與光子放療相比，質子治療的患者肋骨骨折的發生率降低了7%。
隨后，Harald Paganetti教授簡單介紹了目前正在進行的粒子治療臨床試驗，包括各種類型的兒童腫瘤，成人的中樞神經系統腫瘤、頭頸部腫瘤、眼部惡性黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌等。
未來展望
1成本效益
Harald Paganetti教授講到，對于粒子治療來講，成本效益是不可忽視的一個問題。目前，設備廠商也在不斷研發更加緊湊型的設備以降低粒子治療的成本，包括研發坐式質子治療系統、減少旋轉機架制造成本等。
2降低不確定性
從X線成像到CT、雙能CT，再到目前的質子成像與瞬發伽馬成像技術，各種成像技術的不斷進步提高了粒子治療的靶向精準性。同時，質子治療技術的發展，包括調強質子治療(IMPT)、自適應質子治療(Adaptive proton therapy)的出現，也進一步降低了質子治療的不確定性。
3FLASH
近年來，新興的FLASH治療在許多臨床前研究中展現出顯著的健康組織保護特性，同時不影響整體治療效果。研究證明，在極短的照射時間內使用超高劑量率可顯著增強正常組織和腫瘤組織之間的差異效應，這使得在不傷害周圍健康組織的情況下增加照射劑量成為可能。目前，FLASH治療潛在的生物學效應機制仍有待闡明。
4生物學研究
Harald Paganetti教授表示，未來粒子治療生物學方面的研究還將在用于個性化治療的生物學標志、對放射抵抗性腫瘤的靶向治療、局部精準治療的系統相關性等方面開展。
5個性化治療
Harald Paganetti教授講到，未來的研究一方面要集中在粒子治療的生物學效應和反應評估;另一方面要做到個性化粒子治療，理解粒子治療的生物學機制、開展臨床試驗明確可以從粒子治療獲益的患者，另外，腫瘤患者應采取多種治療方式，例如粒子治療加免疫治療，而不是單一的治療。
