放射免疫医疗新时代(4):百年放疗进程
1901年,当人类开始利用X射线成功治疗癌症开始,放射治疗就彻底改变了医学,也开启了百年发展之路,成为肿瘤治疗的重要方法之一。
随着医学与科技发展日益精进,放射治疗技术也愈见精准,一代又一代地持续改良既存弱点,降低副作用,提高精准度,最重要的是降低死亡率,提高治愈率和安全性,病患素质有所提升。
20世纪后期到进入21世纪开始,放射治疗更进一步携手免疫疗法成为肿瘤治疗的宠儿,打开精准医疗新时代的大门,一路高歌向前,与癌症展开致命与救命的“殊死搏斗”,如今更携手免疫疗法联盟作战,肿瘤治疗再迎来革新时代。
放射治疗已经历巨大转变,许多人的认知仍停留在疼痛、皮肤溃烂、脱发、副作用等刻板印象,唯有行内人才知医学领域的巨变,从开始使用辐射治疗癌症时,就如打通任督二脉,突破阻滞,更上一层,往后百年的技术创新则如神器相助,成为精准医疗发展奠下重要的根基。
20世纪末到进入21世纪,物理学、技术和资讯科技方面的猛进,放射治疗也进入一个精确、有效、安全的新时代,原子能机构则扮演监督角色,确保放射治疗的进步惠及全球患者。
初期的放疗仅适合局限、很小的浅表肿瘤、本身对放射线很敏感的肿瘤以及近距离照射可及的肿瘤(比如舌体和舌尖、肛管和子宫癌)。
1906年,医研人员发现及证实分次放疗对癌细胞和正常细胞产生的差异效应,因而提出每周5次化疗的治疗方式,并且有了规定的放疗剂量,这项法则成了往后转化为现代标准方法的前提。
1920年代,当医研人员首次发现放疗有可能治愈早期的喉癌,无需让病人接受永久性致残的气管切开术时,放疗对肿瘤的治疗迈出了革命性的进步,此后陆续发现的基本法则,一直是如今的临床实践的基础。
1930年代,医研人员发现钴改造的高能伽马射线远距离照射替代原有更高的剂量率,首次做到对保护皮肤的作用,还有照射深部肿瘤的剂量却没超过危机及器官的耐受量。这项技术被用于治疗一直被认为不可治愈的霍奇金淋巴瘤,再次革新肿瘤技术。
1948年第一个外照射钴60机被安装在加拿大的汉密尔顿,此后的10年间,超过1000台钴60机销售到全球多家医院,广泛使用了长达20至30年的时间。
雷达的研究推动了微波能量技术的研发,促成了1948奶年第一台兆伏级直线加速器的建造,英国伦敦首次使用直线加速器,可照射肥胖患者的深部盆腔肿瘤或胸部肿瘤,并可照射表浅的肿瘤病灶深度达0.5至4公分。
随着专用而二维模拟机在放疗专业部门的应用,二维骨X线投影技术让更准确的照射肿瘤变成可能,而放疗也成为风险管理和质量保证项目的典范。随着放疗对肿瘤局部控制的不断提升,并且具有提高病人生存率的优势,愈加成为癌症标准治疗的根治防范之一。
1970年代开始,放疗进一步使用在乳腺癌患者随机临床实验中,产生了高水平的具有统计学意义的临床证据,对外科临床实践的改变产生了影响,证明外科结合放疗所能取得的治疗优势,直肠癌的例证进一步证明放疗的优化。
放疗技术持续发展改进,并和外科手术或药物治疗领域的创新联合应用或展开竞争,荷兰的临床实验陆续证明放疗能降低直肠癌的局部复发率,其他随机临床实验也证明同步优化放疗和放疗剂量的安全递增能临床治疗效果,取得目前直肠癌治疗局部控制率接近95%!
在其他类型的的肿瘤中,例如肛管癌和脉络膜黑色素瘤,放疗对于避免患者手术致残的绩效非常明显。
1990年代电脑和网络的出现,不止颠覆了往后的世界,也大大改变了肿瘤治疗技术发展,进入另一个革命性的全新时代,放射治疗的发展更可用“突飞猛进”、“一路创新”来形容。
1970年代研发的CT扫描技术,在1980年代应用到了医学领域,而电脑科技的应用使得放疗照射技术从二维提升到三维,CT技术的模拟和放疗系统的结合应用也快速革新了放疗技术,尤其是“准确”性方面更上一层楼——照射剂量能够准确地定位在三维靶区,避开危及其他器官,对周边正常细胞的伤害范围也逐渐缩小。
如今,CT扫描模拟成为常规放疗的第一步,并且进一步使用到治疗前列腺癌。临床治疗效果显示,三维外照射技术大大改善了前列腺癌放疗患者的直肠保护。
接着是光子外照射技术验证了肿瘤组织间近距离放疗的显著成功,对比低剂量放疗,高剂量放疗技术能极大改善肿瘤生物指标的控制和提高长期的临床效果。
进入21世纪初期,放疗技术提升至优化治疗绩效的调强放疗(IMRT),照射靶区的准确度提高,周边器官和细胞的伤害以及副作用持续减低,并且缩短治疗时间,改进版的放疗技术对头颈部肿瘤患者尤其有用。
在科技的辅助下,放疗技术不断推陈出新,在IMRT之后,衍生出其他愈加精进的立体定向放疗技术,包括螺旋放疗系统(Tomotherapy,或称Tomo刀,采用CT扫描治疗大体积的肿瘤绩效显著)。
接着是用于治疗颅内良/恶性肿瘤的立体定向放疗“伽马刀”(GAMMA Knife)技术,以非常准确的方式,把高放射剂量投照到小肿瘤靶区上,是一种单次的大分割放疗,而立体定向放疗技术(SBRT)的发展使得这项技术可治疗颅外病变(例如脊柱、肺和肝部等随呼吸运动的肿瘤)。
立体定向体部放疗可通过增强癌症的免疫原性来完善现有的免疫治疗方法,以全球常见的三大致死癌症肝癌为例,过去无法使用辐射有效治疗,立体定向体部放疗成功达到靶向精准、安全剂量以及治疗小型肿瘤的绩效。
研究表明,立体定向体部放疗可减少肝细胞癌以及其他癌症(脑癌、肺癌和头颈癌等等)的治疗次数,从大约30次至35次治疗减至1到5次的疗程。经过两年的治疗期,立体定向体部放疗对于某些癌症的治疗成功率高达80%至90%,类似于手术切除肿瘤,但风险更小。
后来陆续研发和改良的放疗技术包括导航刀(Cyber Knife)、线性加速器(LINAC)、远距离放疗(Teletherapy)、近距离放射治疗(Brachytherapy),以及近年成为新重点发展技术的质子放疗(Proton Therapy)和粒子放疗,其中质子治疗被视为当前及未来的放疗新贵。
这些革新技术都提升了放疗的准确性和适形性,而这些技术的改进也缩短了治疗时间,从过去的6至7周分次放射疗程缩短至3周或是3至5次放疗,甚至是立体定向放疗的单次疗程,从而降低了整体的医疗成本,惠及医患双方。
放疗技术的最大成就是,在20多年间,各种不同的技术发展和提升使得个性化治疗方案成为可实践的事实,尤其是过去10年间已广泛及深入发展的质子治疗,在美国、亚洲和欧洲国家的30个中心已治疗了超过7万名肿瘤患者,被认为是眼球恶性黑色素瘤的标准治疗方式,在治疗颅底脊索瘤和软骨肉瘤也有显著疗效。
除了血癌、淋巴癌等大幅范围的癌症不太适合使用质子治疗,大部分癌症已可采用这项技术治疗,日本和南韩以质子治疗肝癌效果良好,而质子治疗也被全球公认为目前治疗癌症病童的最佳方式,不影响孩童未来的发育和生活,也降低诱发二次癌症的机会。
质子治疗是利用质子的特性,它的能量决定其深度,当它达到某个深度,才会释放辐射能量,造成最大的破坏,而经过的地方所造成的破坏并不多。
当X光进入人体,大部分辐射剂量在人体治疗需要角度照射,才能聚焦不同角度的X光能量,集中于肿瘤,让肿瘤能接受较高剂量,但周边细胞多少仍会受到辐射影响,而质子则是钻到某一个深度,才会突然爆发出来。如此一来减少大量的辐射束。简单而言,传统的X光,需要用上6至9个角度照射,所经之处均会受到影响,但是质子只需两个角度即可,正常细胞因接触不到辐射,所受影响也大幅减少。
质子疗法在全球范围内的应用日渐广泛,据估计,已有超过16.5万名患有前列腺癌、脑肿瘤等不同癌症的患者使用这项技术成功治疗癌症。
目前,俄罗斯、美国和欧洲先进国家是全球质子中心的主导;在亚洲,医疗水平最先进的日本已有大约4至5家质子治疗中心;东南亚将以新加坡为先,澳洲预料将在2020年之后跟上。
据知,2020年,新加坡启奥生物医药园的质子治疗中心建成,成为目前东南亚第一个也是唯一的质子治疗中心。该中心由新加坡高新医学研究所控股子公司成立,新加坡国立癌症中心和伊丽莎白诺维娜医院将从2021年起提供质子治疗。
不过,当前质子治疗的限制因素包括机器占地体积、重量以及成本。
根据本地细胞科学与治疗临床科研、肿瘤免疫学科杨森捷教授(Prof Dr HKK Yeo)说,质子技术对于肿瘤治疗效果良好,尤其专注在高风险、具有转移性和深部的肿瘤(比如鼻腔癌、脑癌、眼癌、胰脏癌、耳癌、脊椎和神经线肿瘤等等),但是成本非常高,他形容“类似要在地底下建一个足球场那么大的仪器”。
他说,不论是CX刀(CX Knife)、导航刀(Cyber Knife)、伽马刀(Gamma Knife)或是第六代导航刀M6等精准放疗,光子治疗始终不比质子治疗,后者的杀伤力至少高出4倍!
最近的放疗技术研究是碳离子治疗,相对质子治疗,碳离子的优势调整在于治疗抗辐射的癌症(肉瘤、黑色素瘤和腺癌)较佳。最大规模的碳离子临床试验从1994年就在日本的千叶开始进行,大约6000名患者接受这项临床实验,而后日本的兵库、群马、中国的兰州陆续跟进,德国则于1998年开始投入,法国和意大利也开始采用碳离子治疗患者。
碳离子治疗的潜在受益病症包括唾液腺(腮)癌、脊索瘤、颅底软骨肉瘤、骨及软组织肉瘤、头颈部粘膜恶性黑色素瘤、腺样囊性癌和一些腺癌(筛窦),实验显示碳离子的治疗效果令人鼓舞,副作用也更少。
从手术、化疗、放疗、靶向治疗到免疫疗法,放射免疫疗法(Radioimmunotherapy)是当前和未来的另一发展重点。
这是以辐射和免疫治疗同时进行的疗法,近年已有越来越多的临床例子,效果令人鼓舞,当中最大的分别是身上多处有肿瘤的病患,医生可先将免疫治疗的药物注射入病患体内,再以放射技术(比如导航刀、伽马刀等等)进行治疗,除了消除较大的肿瘤,同时也令一直被肿瘤细胞误导的免疫细胞甦醒,进行反击。
杨森捷指出,免疫疗法是输注方式,放射疗法是辐射照射方式,两者间的差异在于有无使用辐射。此外,放射疗法主要以科技为主,免疫疗法则是细胞技术,前者倾向工艺科技,后者倾向生物科技。
“放射免疫疗法(Radioimmunotherapy,RIT)就是放射疗法与免疫疗法的组合,互取优势,互补弱点。”
与传统化疗长达数月的程序相比,放射免疫疗法进行一系列的治疗步骤可在1周内完成。
【下篇~全球放疗市场商机庞大,成了医疗专业领域的香饽饽。】
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百年抗癌战役:放射免疫医疗新时代(1)
百年抗癌战役:放射免疫医疗新时代(2)
百年抗癌战役:放射免疫医疗新时代(3)
百年抗癌战役:放射免疫医疗新时代(5)