重离子治癌加速器留兰的前前后后
兰州重离子加速器冷却储存环工程
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兰州重离子加速器冷却储存环主环的一角(资料照片) |
兰州重离子加速器冷却储存环局部(资料照片) |
中国第一个重离子治癌中心,已于今年1月30日正式在兰州破土开建。这标志着中国继美国、德国和日本后,在世界上第四个掌握应用这项技术的国家,中心三年建成后,将正式对癌症患者进行临床治疗。那么,重离子是如何治疗肿瘤患者的呢?又因为这与传统治疗方法不同,广大读者对此恐怕还不十分清楚。
记者 李伯阳
A
前提条件——
加速器
中科院近代物理研究所历时10余载研制成功的国家大科学装置——兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR),是中国西北乃至西部唯一一个国家大科学工程。它是一个集加速、累积、冷却、储存、内靶实验及高分辨测量等当代加速器先进技术于一体的多功能、高科技实验装置,能提供符合治疗深层肿瘤要求的重离子束。这也就是说,只有拥有重离子加速器,才能进行重离子治癌。
近物所的张红博士曾先后在德国和日本学习和进修重离子治癌技术。她介绍,重离子束治癌的先驱性研究起源于美国的劳伦斯伯克利实验室(LBL),尽管当时的束流配送系统及治疗计划系统并不完善,但对于收治的2478例肿瘤病人,局部控制率较电子、X射线等治疗提高了2~3倍,与常规放疗相比具有明显的优越性。
日本于1993年在国立放射医学综合研究所(NIRS)建成了一台重离子医用加速器(HIMAC),专门用于重离子束治癌及放射医学研究。到2007年底已治疗肿瘤患者超过3000例,其前列腺癌的3年局部控制率达到100%,在所有治疗病人中尚未发现明显的并发症。日本政府已于2003年11月接受并承认重离子束治癌是一种高度先进的医疗系统,计划在全国兴建60个重离子束治疗中心,使日本国民受益于重离子束治癌。
在欧洲,重离子束治癌装置HITAG已于1996年在德国重离子研究中心(GSI)建成。GSI开展的一系列临床治疗试验取得了显著的成绩,GSI联合海德堡大学医院、德国癌症研究中心等机构,向德国政府建议在海德堡(Heidelberg)建造一台重离子束专用治癌装置。该项目获得德国政府批准,并得到了政府1.417亿马克投资。2002年5月,该装置动工兴建,现已建成正在试运行,2008年起进行患者治疗,预计年治疗患者1000—2000例。
2000年9月,在第145次以“重离子束治癌”为主题的香山科学会议上,30多位不同学科、不同工作背景的科学家和专家深入讨论后一致认为,重离子束治癌是当今放射治疗中最科学、最先进与最优越的一种治癌手段;重离子束治癌的发展是衡量一个国家放射治疗整体水平是否进入国际前列的重要标志;它的临床应用不仅会影响放疗领域,而且还会带动相关科学技术的大发展,其中包括医学、生物学、物理学、影像学、加速器技术、自动控制技术等;我国发展重离子束治癌的条件已经成熟,尽快建立“国家重离子束治癌科学研究中心”的呼声也一浪高过一浪。
2007年10月12日,总工程师夏佳文研究员在介绍兰州重离子加速器冷却储存环工程装置。
B
重离子治癌比X和Y放射治疗更加有效
2000年香山科学会议结束后,根据专家建议,近物所的科研人员进行了大量的研究工作,于2005年建立了浅层肿瘤重离子束治疗装置,完成了一系列临床前期实验,把这项研究逐步扩展到临床治疗实验阶段。为了确保临床治疗实验的顺利进行,近物所根据相关要求制定了“重离子加速器治疗肿瘤企业标准(试行)”。
国内第一台浅层重离子治癌装置已在兰州研制成功。它与目前使用的X和Y放射治疗肿瘤疾病相比,其最大特点是杀伤力大、准确、不会与正常组织发生冲突。2006年该装置首先在省肿瘤医院实施浅层重离子临床治癌。
中科院近代物理研究所辐照生物研究二室主任张红博士在接受本报记者采访时说,通过这个装置对动物的实验,取得的效果相当好。据介绍,目前世界上应用重离子治疗肿瘤的国家只有美国、德国和日本,我国是第四个掌握应用这项技术的国家。统计显示,重离子治鼻窦癌、前列腺癌和恶性肉瘤的局部控制率,分别达到87%、92%和58%,而放射治疗是21%、60%和28%。
张博士说,重离子束治癌就是利用重离子加速器或重离子冷却储存环等装置提供的重离子束流,照射肿瘤杀死癌细胞而达到治疗目的的。通俗地讲,就是根据患者肿瘤所处具体部位,医生和科研人员,计算好参数和离子束的计量,然后实施照射。在这个过程中,离子束不会伤害健康的皮肤组织,束流到达病灶后,开始释放能量杀死癌细胞,继而达到治疗的目的。
2006年11月至今,近物所在自主创新研制的浅层肿瘤重离子束治疗装置上,与兰州军区总医院合作进行了103例重离子浅层治癌临床试验。结果显示,这项治疗的疗效非常好,患者没有不良反应。这标志着中国已经成为世界上第四个具备重离子治癌能力的国家。
去年3月,近物所在结束了细胞、动物、人体模型试验后,投入深层治癌使用。首批接受深层肿瘤临床治疗试验的患者只有6例,这批患者的肿瘤深度均在体内2至10厘米之间。根据他们的跟踪随访,有一位颅内肿瘤患者经过一个月的治疗,从CT片上可以看出,照射部位的肿瘤已经消失。
近年来,恶性肿瘤(癌症)作为一种常见病、多发病,已经成为严重威胁人类生命安全的“顽疾”,并一直是困扰着世界各国的难题。据1995年世界卫生组织颁布的“国家癌症控制内容”显示,1990年全世界因癌症死亡的人数约为600万人,新增病例1000万。我国肿瘤防治办公室的调查资料也显示,全国每年因患癌症死亡人数约为140万,占到全国死亡总人数的20%,居于各种死亡原因的第二位,并且仍在以每年1.3%的速度增加。因此,预防和治疗癌症新方法的探索与研究,已经成为国家“人口与健康”战略目标的主要内容之一。
经国内外专家反复论证,重离子束治疗癌症不仅具有物理剂量分布的优势,而且在生物学上的优势更为显著。一系列独特优势体现在:深度剂量分布好,可实现对肿瘤“靶区”的均匀照射,有利于高效杀灭“靶区”的癌细胞,提高疗效。重离子能量沉积的范围比较精确,剂量边缘清晰,有利于精确治疗(毫米量级);传能线密度高,可以提高癌瘤内乏氧细胞的放射敏感性。同时,利用重离子的带电性,可以通过扫描磁铁来导向束流,使其按肿瘤断层的形状精确地进行照射,做到适形和调强治疗。应用正电子发射断层成像术(PET)可以监测核反应产物的正电子湮灭辐射,实现在线监控照射束流的动态。
C
“中心”差点被外省抢去
据了解,目前德国和日本的重离子束治癌已开始进行产业化。每套年治癌约1000多名患者的重离子束治癌专用装置,国际报价高达1—1.5亿欧元(约10—15亿人民币)。而我国已经具备了进行深部肿瘤治疗临床试验、实现重离子束治癌专用装置产业化的条件。实现产业化,不仅能促进大型医疗设备自主创新的跨越发展,而且将使患者的治疗费用减半,使重离子束治癌进一步造福人类,造福社会。
然而,再好的科研项目,若不能转化为现实生产力,不能实现产业化,那它的价值就显现不出来。在兰州人似乎还未认识到重离子治癌巨大的市场前景、经济效益;以及带动相关产业发展时,经济发达省份动手了。广州、北京、厦门、福州和重庆等多个省市却主动来兰州找到近物所,争夺重离子治癌中心的首建权。去年3月11日,本报率先向社会披露了这一消息。
近物所所长肖国青在接受记者采访时说,以他们目前齐全的人才队伍,加上大科学装备的优越性能与指标等条件,完全可以尽快建造出一批小型医用设备应用于临床治癌。他说在欧洲已经计划建造10多台治癌设备的情况下,我们这个每年新增加200多万名肿瘤患者的人口大国,至今却连1台专用治癌装置都没有,他们内心也特别焦急,感觉一天都不能再等下去了。据肖国青所长介绍,目前建设一个拥有4个终端的重离子加速器,总共需要花6亿多元,两年半内就可以建起一个专用的重离子治癌中心,3年后即可调试装置投入使用,每个患者只需花不到20万元就可治愈癌病。
近物所党委书记、副所长谢铭告诉记者,由于德国西门子公司已经与上海、北京和广州等大城市有过密切接触,如此实力雄厚的国际大公司插手进来,一旦时机成熟就会从德国运来治癌装置大举占领国内市场,所以尽快在国内启动市场、大力发展产业化已经刻不容缓。谢铭动情地说,兰州重离子治癌装置从着手研发至今,其间凝聚了大批科研人员的宝贵心血,像魏宝文、詹文龙、夏佳文、张红等许多杰出的科技精英,为了使这个大科学装置早日造福人类,他们宁愿放弃许多更加优越的生活条件而来到兰州,扎根西部,默默奉献,不计个人得失,经过数10年日日夜夜的艰辛付出与努力,才有了今天这样的重大成果。由此,如果再这样继续等下去,那我们就既无法面对这个科研群体,又会错失科研成果实现产业化的大好机遇。
兰州是建造重离子治癌装置最理想的首选之地。该所的科研人员认为,重离子治癌装置能够率先在兰州顺利诞生,与省、市各级领导的重视和大力支持密不可分。
肖国青说,在兰州建造首台示范性装置,他们已经做好充分准备,因为一直没有社会资金来参与建设,所以为了使这一造福人类的“朝阳产业”早日服务社会,造福人类,他们才将目光瞄向到全国各地。去年3月21日,中科院副院长、原近物所所长詹文龙来到兰州后,有关重离子治癌中心的“落户”与选址争论,仍在省内、外各地之间不断升级,围绕这场重离子治癌中心项目的“争夺战”,几乎也发展到了一种“白热化”的程度。
随后,鑫报就重离子中心“落户”悬疑进行了跟踪、连续报道,其他媒体也效仿跟进,这引起了兰州高层的重视。最终尘埃落定,中国第一个重离子治癌中心敲定落户兰州。