最近，新的小鼠研究實驗表明科學家可以在幾毫秒內使用質子進行放射治療殺死癌細胞，同時保護健康組織。
超過一半患有癌症的人會接受放射治療。輻射會破壞癌細胞的DNA，減慢其進程或殺死它們。
但是，這是一個緩慢的過程。輻射不會立即破壞癌細胞，有時需要數週的治療才能破壞細胞的DNA，才足以殺死它們。
放射治療需要數週的另一個原因是，當癌細胞生長並分裂為新細胞時，該療法最有可能成功。因為放射敏感性與腫瘤細胞的增殖週期和病理分級有關，即增殖活躍的細胞比不增殖的細胞敏感，細胞分化程度越高放射敏感性越低，反之愈高。而且每天小劑量放射治療可以給健康細胞更多的修復時間。
但是新的研究表明，可能有一種快速且能進行輻射同時保護健康組織的方法。
這種創新技術被稱為FLASH（超高劑量率放射療法），根據先前的研究，它將腫瘤作為目標的同時，對健康組織的損害降至最低。
更重要的是，FLASH在不到一秒鐘的時間內即可達到這些效果，這意味著該療法可以成倍地縮短治療時間。
這項新的研究表明，使用質子輻射而不是電子或光子，以及其他技術，可以使FLASH成為功能強大的工具，可以在幾毫秒內發出輻射。
▲該研究發表在《International Journal of Radiation Oncology • Biology • Physics》雜誌上
先前的研究表明，FLASH治療可以殺死癌細胞，同時保留正常組織。
但是，FLASH治療是否有劑量率閾值？科學家能否在保持其保護作用和抗癌功效的同時更快地交付FLASH？
在論文中，研究人員提到，先前在小鼠中進行的研究表明，提高電子放射療法的放射率可以防止腦部輻射期間的認知能力下降。在其他小鼠模型（肺纖維化和胃腸道輻射綜合症）中，電子輻射的增加保護了健康組織。
因此，研究人員假設，在FLASH治療中使用質子代替電子將有可能在維持其保護作用的同時提供更高劑量的輻射。質子療法比電子療法更安全，更有效。
▲FLASH質子放射療法的示意圖
為了驗證他們的假設並“瞭解[FLASH]質子束的生物學效應”，研究人員設計並建造了一種放射治療儀，可以在CT機中使用雙重散射質子來提供FLASH或標準輻射劑量率。
研究人員使用“單束鉛筆束”創建了“雙散射系統”，從而繞過了一個難題，使以前研究小組無法創建必要的輻射劑量或視野大小的難題得到解決。
▲FLASH質子放射治療的參數和劑量率驗證
然後，研究小組將這種新設備應用於胰腺癌的小鼠模型中，發現該設備成功地針對了胰腺癌後腹腫瘤，同時減少了胃腸道損害。
研究人員已經能夠在研究室開發專門的系統來控制FLASH劑量，來證明他們可以控制質子束，並進行了大量實驗以完善該研究。
希望在不久的將來，科學家能完善這項技術並設計出相關醫療設備，造福癌症患者。
整理&撰文丨Ricky
參考文獻丨https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2019.10.049
圖片來源丨Pixabay&《International Journal of Radiation Oncology • Biology • Physics》
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