用碳离子精准爆破肿瘤 从基础研究走向产业化应用

3月26日，来自北京的48岁膀胱癌患者在做完第17次碳离子束治疗之后，如释重负。

几年来，他四处寻医，得到的结果基本一致——膀胱全切。但在甘肃省武威肿瘤医院，有了不一样的治疗方案。不开刀，没有穿孔，整个治疗过程不到10分钟，没有任何疼痛感。

甘肃省武威肿瘤医院副院长、重离子病区主任张雁山，是这名膀胱癌患者的主治医生。在他看来，该患者的碳离子治疗比较成功。“入院时患者膀胱肿瘤厚度达到5厘米，经过几次治疗目前已经不足3厘米。”张雁山说。

从基础研究走向产业化应用

记者了解到，碳离子是重离子的一种，治疗这名膀胱癌患者所用的技术叫碳离子束放射治疗，该技术依托的是中国科学院近代物理研究所研制的碳离子治疗系统。这项技术的成功研发打破了国外垄断。

中国科学院近代物理研究所原所长，中国科学院兰州分院党组书记、院长肖国青告诉记者，碳离子治疗系统是先进的大型医疗器械，融合了加速器、核探测等多种技术，可提供碳离子束用于癌症的治疗。

“从1993年开始，我们就开展了重离子治癌的基础研究。”肖国青介绍。凭借多年积累，中国科学院近代物理研究所研制并建成了我国首个具有自主知识产权的医用重离子加速器——碳离子治疗系统，其下属公司兰州科近泰基新技术有限责任公司也成为碳离子治癌从实验室走向市场的重要桥梁。

2019年，首台国产碳离子治疗系统注册上市，并于2020年3月在甘肃省武威肿瘤医院正式投入临床应用。截至2022年3月25日，该装置临床应用已整整两年，两年间，共完成了520例患者的治疗。

治疗精度高、疗程短、疗效好

碳离子治疗系统的本领有多强?

肖国青告诉记者，它的第一个高超技能是精度高。碳离子束进入身体后不会马上大量释放能量，只有当它停下来时才会释放其大部分能量，形成一个尖锐的能量峰——布拉格峰。因此可以通过调节碳离子的剂量和射程，使碳离子精确落在肿瘤处，从而对其进行精准杀灭。

碳离子治疗系统发射的碳离子速度接近于光速的70%，在穿透生物组织的过程中，只是路过并不施加伤害，正常细胞终于可以不再“躺枪”，这有利于保护正常组织和关键器官;当到达位于碳离子射程末端的肿瘤细胞时，碳离子才开始释放其大部分能量杀死肿瘤细胞。

它的第二个高超技能是治疗周期短。肖国青说，碳离子的相对生物学效应是常规光子射线的3倍左右。因此，碳离子束对肿瘤细胞的杀伤力更大，治疗次数可相应减少，从而缩短治疗周期。

甘肃省兰州重离子医院技术顾问王小虎说，碳离子放疗具有精度高、副作用小、对正常组织损伤小、治愈率高、疗程短等优点，可广泛用于各种实体肿瘤的治疗，尤其适用于不宜手术、对常规射线不敏感等肿瘤的治疗。

像一束“光”照亮肿瘤患者

据悉，2020年我国新增癌症患者数量约457万人，而我国整体接受放疗的患者比例很低。

肖国青说，在国内癌症患者数量持续增加、癌症治疗要求不断提高的背景下，未来我国对碳离子治疗系统存在一定的潜在需求，但这种需求也在一定程度上受到装置本身造价及高昂的治疗费用的影响。

据统计，美国质子重离子治疗费用大约70万元，日本大约为40万—50万元。相对于进口设备来说，我国碳离子治疗系统的治疗费用在20万元左右，价格已经相当“亲民”。肖国青说：“我们正在积极建议将部分肿瘤的国产重离子治疗纳入医保。”

由于碳离子治疗非常精准，对病人的摆位要求很高，碳离子治疗系统在对每一位患者治疗前都必须进行图像配准，确认摆位误差在容许范围之内方可进行治疗。肖国青说：“我们还在不断改进优化系统，比如即将投入使用的兰州碳离子治疗系统，其治疗室中配备了先进的机械臂，有了机械臂的辅助，再加上原位正交DR图像引导技术，会增加治疗维度、缩短治疗时间，从而进一步提高治疗效率。”

记者了解到，目前国内除武威和兰州外，莆田、杭州、武汉、南京、长春等城市也相继启动了医用重离子加速器的建设。医用重离子加速器行业正在加速发展，在肖国青看来，未来前景可期。(科技日报记者 颉满斌  通讯员 袁海博)

标签： 基础研究 用碳离子 精准爆破肿瘤 产业化应用