在最近的研究中已經(jīng)提出了一種在腫瘤中集中放射治療劑量同時(shí)使對(duì)健康細(xì)胞的損害最小化的新方法在斯特拉斯克萊德大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究中，提出了一種在腫瘤中集中放射治療劑量，同時(shí)盡量減少對(duì)健康細(xì)胞的損害的新方法。該研究提出，將高能粒子束聚焦在身體深處的一個(gè)小點(diǎn)上可能使臨床醫(yī)生能夠精確地靶向癌癥腫瘤，同時(shí)減少對(duì)周圍組織的劑量。外照射放射治療包括用高能X射線或粒子束治療患者。通過(guò)輻射殺死腫瘤細(xì)胞，輻射通常以多個(gè)部分施用，其每天施用數(shù)周。主要目標(biāo)是使用輻射束殺死腫瘤細(xì)胞，同時(shí)盡量減少對(duì)健康細(xì)胞的損害。

該研究發(fā)表在Nature Research期刊“科學(xué)報(bào)告”上。

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的Dino Jaroszynski教授說(shuō)：“大約一半的人口將在他們的生命中的某個(gè)時(shí)間患上癌癥。在這些人中，有一半將使用放射療法或放療和化療聯(lián)合治療。

“放射治療的挑戰(zhàn)之一是以劑量完全'符合'腫瘤的方式沉積高輻射劑量，以確保所有癌細(xì)胞被殺死，同時(shí)防止對(duì)健康細(xì)胞的損害。我們的研究表明我們可以非常簡(jiǎn)單地將輻射聚焦到腫瘤上以照射它，同時(shí)減少周圍健康組織的劑量。

“以類似于放大鏡將太陽(yáng)光線聚焦到一個(gè)小點(diǎn)的方式，我們建議使用磁透鏡將粒子束聚焦到一個(gè)小點(diǎn)，以消融腫瘤。”

目前在放射治療中使用的常見(jiàn)輻射形式包括由來(lái)自“醫(yī)療”線性加速器或直線加速器的電子束產(chǎn)生的X射線，其產(chǎn)生稱為bre致輻射X射線的一種輻射，然后靶向腫瘤。

來(lái)自直線加速器的這些相對(duì)低能量的電子束也可以直接用于照射腫瘤，但是它們不會(huì)深入到體內(nèi)，因此不常用。

在放射療法中使用X射線的一個(gè)缺點(diǎn)是它們被人體吸收并且它們的效果減弱，導(dǎo)致高的入口劑量。在腫瘤之前和之后的近端和遠(yuǎn)端劑量也可以與腫瘤中的輻射劑量一樣高或更高。

為了用足夠的輻射精確地照射腫瘤以殺死所有腫瘤細(xì)胞，X射線束經(jīng)常在從不同方向指向腫瘤的同時(shí)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)患者保持靜止。

有效的放射治療方式使用較重的顆粒，如質(zhì)子和離子。這些具有輻射劑量的優(yōu)點(diǎn)，可以將其限制在稱為“布拉格峰”的小區(qū)域。質(zhì)子放射治療設(shè)施可用，但非常昂貴。

參與該項(xiàng)目的斯特拉斯克萊德物理系研究員恩里科·布魯內(nèi)蒂博士說(shuō)：“這項(xiàng)工作提供了一項(xiàng)全面的數(shù)值研究，研究了癌癥治療中遇到的基本問(wèn)題，這些問(wèn)題涉及各種幾何形狀的高能電子。結(jié)果表明該技術(shù)常規(guī)用于高能粒子加速器的光束傳輸系統(tǒng)可以直接應(yīng)用于該領(lǐng)域，擴(kuò)大了可用于放射治療的工具范圍。“

負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的斯特拉思克萊德博士生Karolina Kokurewicz說(shuō)：“電子很像質(zhì)子，具有顆粒特有的特性。但是，電子質(zhì)量要小得多，必須通過(guò)增加能量來(lái)補(bǔ)償，因此慣性才能達(dá)到效果。類似于高質(zhì)量粒子。我們推動(dòng)全面研究極高能電子(VHEE)在放射治療中的潛在優(yōu)勢(shì)。

“在我們的研究中，我們發(fā)現(xiàn)VHEE光束在聚焦時(shí)可以很容易地控制，以精確定位類似于光束掃描模式的腫瘤。凈效應(yīng)是一個(gè)大大增強(qiáng)的劑量分布，與目標(biāo)體積密切相關(guān)，可能提供更好的腫瘤這是實(shí)現(xiàn)VHEE真正潛力的第一步。“

Jaroszynski教授說(shuō)：“我們正在斯特拉斯克萊德蘇格蘭等離子體加速器應(yīng)用中心(SCAPA)建立一條新的醫(yī)用光束線，使用激光產(chǎn)生的高能電子加速器來(lái)研究我們論文中發(fā)表的觀點(diǎn)。

“這些超緊湊的激光尾流場(chǎng)加速器只有幾毫米長(zhǎng)，可以很容易地聚焦;大部分空間都被激光器供電。這是一個(gè)非常激動(dòng)人心的新項(xiàng)目，有可能最終改變放射治療通過(guò)降低成本，同時(shí)提高其效率。“

該研究還涉及斯特拉斯克萊德藥學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所的Marie Boyd博士和Annette Sorensen博士的國(guó)際合作。

此外，它還涉及格拉斯哥大學(xué)和薩里大學(xué)的臨床醫(yī)生，生物學(xué)家和物理學(xué)家，Wolfson Wohl癌癥研究中心，英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室和印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院。