重粒子治療 仍在人體試驗階段

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繼鴻海集團董事長郭台銘捐款150億元給台大,協助興建癌症治療中心及質子中心後,長榮集團總裁張榮發日前也宣布將出資兩億美金,引進日本重粒子放射線醫療技術,造福更多癌症病患。

重粒子放射治療是什麼?跟目前一般放射治療使用的X光射線有什麼不同?重粒子放射治療需要有實體的帶電粒子(如碳元素、氦元素)放進加速器裡,經由加速將碳元素或氦元素送至腫瘤細胞處,殲滅癌細胞,就如同深水炸彈一樣,在海底深處爆破,把目標物殺個片甲不留,但雖然走過路徑留下較少痕跡,但難免爆破處的一些正常組織也會遭受波及。

嘗試用於顱骨及軟組織瘤

雖然重粒子放射治療的發展已有12年多的歷史,但至目前為止也只有日本及德國兩個國家有較多個案,而且受試病患數不到3000人,日本從1994年開始使用該療法,至今只不過治療了2000多名病患;德國也只有300多名患者,主要是針對顱底及軟組織瘤的患者,且須傳統放射治療效果不佳時才適用。

由於日本及德國提供的數據在全身腫瘤運用上仍顯不足,所以先前臨床腫瘤期刊上發表文章指出,重粒子治療應仍屬人體實驗階段,要進入到臨床使用仍有一段路要走。主要是因為重粒子治療具有高生物效應(RBE)特性,即使它把癌細胞殺個片甲不留,與腫瘤相接(或其內)之正常組織也會受到傷害。也因為它具有此特性,再加上造價昂貴,所以10幾年來一直無法有好的突破,因此非現今腫瘤放射治療的主流。

放射特性 攸關治療成效

事實上,世界上沒有放射治療殺不死的腫瘤,只有承受不了放射傷害的正常組織,

正常組織的傷害是放射治療的先天上的限制。要改善現行放射治療(X-光)療效、可藉由兩種方式:一是物理特性,一是生物特性;物理特性是指射束(X-光)的穿透的範圍,有些以輻射方式呈現,有些則只在到達目標區射出最高劑量,殲滅癌細胞,腫瘤後方沒有或僅有少量輻射劑量殘留,盡量避免正常組織受到傷害,簡單地說,就是把火力集中在腫瘤細胞上,將傷到其他正常細胞的可能性降低。

至於生物特性則和放射線的單位距離能量強度有關。打個比方,小孩打100拳所擊出的拳頭力量不會致死,但將這些力量集合交由大人擊出厚實的幾拳,則會致死;小孩擊拳就像是X光或質子放射治療,照射出來的能量較鬆散,而大人打拳則像重粒子治療,射出的劑量較密集,相對地破壞性也較大。簡單地說,重粒子治療可一拳即打斷兩股的DNA細胞,造成細胞死亡。

出手過重 恐傷及正常細胞

也許大家會問:用重重一拳就殲滅癌細胞,讓它永不得翻身,不是很好嗎?沒錯,理想狀態應是這樣,但大家不要以為癌細胞沒有正常細胞,如果連好細胞也一起殺死,那原本患者腫瘤細胞所在的組織就永遠無法復原。

以口腔癌為例,如果有一個人左邊口腔有腫瘤細胞,以目前的放射療法治療,可保有左邊口腔的完整;若用重粒子治療因為連正常組織都殺光了,所以左邊口腔可能會形成無法癒合的傷口,影響功能外觀。

放射療法以治局部癌症為主

也就是說,現行之放射治療,可以藉由療程分成多次(如30至40次),使修復力較強的正常組織可以修復,而造成與癌細胞之差異性。反之重粒子則無此特性,這也是醫學界對其療效仍然存疑之因。

另外最重要的是現行之放射治療,都不是萬靈丹,有其治療限制,不是所有的癌症都適用,而且大家一定要有一個認知,就是放射療法僅針對局部癌症可行,對於末期癌症的根治也是束手無策。

BOX:什麼是重粒子放射線治療

重粒子放射線有實體粒子(如碳元素carbon、氦元素helium),放進巨大加速器以光速的6至8成速度加速後,直接深入腫瘤細胞,殲滅癌細胞達到治療效果,簡單地說,它就像是「放射線的標靶療法」。

世界上首次實驗以重粒子放射線來治療癌症的研究所,是1970年美國羅倫斯柏克萊研究所,使用的是氖離子放射治療。很可惜當時只能借到物理學基礎研究用的大型裝置的一部分,來做臨床實驗,所以一直沒有好的成果,到了1993年,就在資金不足以及裝置老舊的情況下結束。

隨後,日本千千葉放射線醫學綜合研究所(放醫研)則依其經驗再加以發揚光大,並成功開發出醫療用重粒子放射裝置(Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba,簡稱海馬克HIMAC),主要加速器的直徑約40公尺,周長約130公尺,日本在1994年6月開始以重粒子放射線來治療癌症;之後,德國的重粒子科學研究中心,以及日本兵庫縣立粒子放射醫療中心,也開始以重粒子放射線治療癌症。

BOX:醫學小常識─電腦刀

電腦刀引進國內已超過6年,但大部分民眾仍然對電腦刀充滿好奇與錯誤的印象,有些民眾以為它是真的手術「刀」交給電腦操控,有些人則以為是雷射;其實,電腦刀是將直線加速器產生的高能量治療光束,集中裝置在一個具有6個關節的機器手臂上,再藉著一套先進的即時影像導引系統,引導機器手臂到正確的腫瘤位置投予治療光束。

打個比方,電腦刀就好像金庸武俠小說裡面段譽所使的「六脈神劍」,它可以從身體360度各個角度、各個面向,投射上千個射束,鎖定腫瘤位置進行重點攻擊,可盡量縮小傷及治療光束行經路徑中的正常組織。不僅如此,電腦刀還可以追蹤動態目標,像肺癌、肝癌、攝護腺癌等腫瘤,都會因為患者呼吸而改變位置,但電腦刀可以隨著病人的呼吸而追蹤目標,殲滅癌細胞。

BOX:導航式光子刀

新一代的導航式光子刀跟電腦刀一樣,可主動搜尋腫瘤所在位置的準確性、殲滅癌細胞。其原理是在腫瘤病灶植入至少3個晶片,標記出腫瘤的三度空間位置,再以傳統X光照射,使晶片具有感應性,以便在腫瘤治療過程中,能讓電腦正確定位,導引輻射線去攻擊腫瘤,目的仍是希望盡量縮小傷及治療光束行經路徑中的正常組織。

BOX:強度調控放射治療

強度調控放射治療(Intensity-Modulated Radiation Therapy,簡稱IMRT)的原理與傳統放射線治療相同,是三度空間治療的一種延伸和進步,其原理是結合電腦斷層影像,明確腫瘤位置和相鄰正常細胞間的位置關係,在複雜之電腦計劃系統及直線加速器等儀器輔助下,可將不同且可調節強度的放射線光束,根據醫生所給予一些參數及每一治療區域所期望的劑量,選擇性照射在腫瘤、相鄰淋巴結區域和周圍正常組織上。因此,強度調控放射治療技術,不僅可使更高的劑量集中照射在腫瘤,因而提昇腫瘤的治癒率,而且減少或免於腫瘤周圍的正常細胞受到放射線的照射,故而提昇癌症病人癒後的生活品質。但它的缺點則是射束方向有限制,若病人治療中有移動或呼吸改變位置,則會影響正確的治療位置;又因為單次治療時間短,所以仍需分多次照射、進行數周。

BOX:影像導引放射治療技術

影像導引放射治療技術(Image Guided Radiation Therapy,簡稱IGRT)則是結合影像導引系統、強度調控放射治療、和電子治療驗證影像系統,以減少治療計劃中產生的差異性。在放射治療中即使有良好的固定器,能兼顧舒適及維持每日治療位置的一致性,但因患者在接受放射線治療中,可能因體重減輕或腫瘤體積之改變,而造成原始放射線治療的定位之治療位置偏差,因而導致腫瘤接受放射治療的劑量誤差。而IGRT可減少此誤差,進一步確保照射劑量能精準涵蓋在所治療之腫瘤範圍內,並減少正常組織的傷害,提高治療成效。

推薦到

諮詢專家

成佳憲

台大醫院腫瘤醫學部放射腫瘤科主任

洪志宏

林口長庚醫院癌症中心副主任、長庚大學醫學院教授

郭頌鑫

台大醫院雲林分院虎尾院區腫瘤醫學部主任