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深度解读核技术治癌:对抗恶性肿瘤,路在“核

发布时间:2019-03-14 14:56编辑:澳门银河娱乐场

习近平总书记在十九大报告中指出,实施“健康澳门银河娱乐场网址平台”战略,强调把人民健康放在优先发展的战略位置,从经济社会发展全局统筹谋划加快推进“健康澳门银河娱乐场网址平台”建设。

今年的政府工作报告中指出:我国受癌症困扰的家庭以千万计,要实施癌症防治行动,推进预防筛查、早诊早治和科研攻关,着力缓解民生的痛点。

起步要看长远。同国之重器一样,核技术治疗癌症照搬照抄其他国家方式,并不适用于我国国情。只有设备、人才、技术国产化才能真正降低成本,提升效率,真正造福于民。

据WHO发表的《全球癌症报告2018》显示,2018年全球癌症新增病例1810万,2018年新增癌症病例中,近一半在亚洲,其中大部分在澳门银河娱乐场网址平台。国家癌症中心最新完成的澳门银河娱乐场网址平台恶性肿瘤流行情况分析报告显示,十多年来,我国恶性肿瘤发病率每年保持约3.9%的增幅,死亡率每年保持2.5%的增幅。未来澳门银河娱乐场网址平台癌症发病率将可能继续提高。

当前,放疗与手术、化疗并列为恶性肿瘤治疗三大手段。

纵观行业现状,我国放疗设备国产化研发进程和应用进程相对缓慢,根据中华医学会放射治疗学分会第八次全国放疗情况调查报告显示,我国放疗设备为1.57台/百万人口,远不足美国12.4台/百万人口,甚至未达到WHO的建议2~4台/百万人口。

“核技术应用是‘健康澳门银河娱乐场网址平台’的推进器。”近日,中核集团党组书记、董事长余剑锋在集团公司“两会”代表委员记者会上表示,“作为负责任央企,中核集团一直在以自身行动践行‘健康澳门银河娱乐场网址平台’战略,为公众健康‘保驾护航’。”

一直以来,中核集团积极响应和落实“健康澳门银河娱乐场网址平台”战略,发展核技术治癌,不断提高放疗的先进性。无论是放疗发展的质子治疗、BNCT领域,还是当前放疗主流手段伽玛刀的“心脏”——医用钴60,中核集团都扛起了核技术治癌的研发重任:三种治疗手段适用于不同恶性肿瘤,中核集团旨在让病人能够选择最适合自己的治疗方案。

    质子治疗  为患者量身定制的“深水炸弹”

质子治疗被看作是未来最有发展前景的治癌手段之一。今年年初,罹患癌症的世界羽坛最佳男单之一、马来西亚羽毛球名将李宗伟,通过质子治疗重返训练场的消息,使得质子治疗又一次进入了大众的视线。

质子治疗,这项听起来“高大上”的医疗技术,其实在业内已是炙手可热。作为目前最先进的癌症放疗手段之一,质子治疗与传统放疗手段相比,其副作用更小。

传统的放疗手段多数是利用x射线来杀死癌细胞,在杀死癌细胞的同时,会误伤到周围的正常细胞,对器官造成损伤。与传统放疗的“一体适用”原则不同,质子重离子治疗则迈入“精准医疗”新阶段,做到“一人一计划”的对症下药。

质子重离子治疗使用质子或重离子粒子对恶性肿瘤进行放射治疗,它的优势在于利用质子或重离子束精准的传输特性为患者的治疗方案进行“量身定制”,通过精密仪器将照射剂量精准地定位在肿瘤位置,如“深水炸弹”一般,到达一定深度接近目标时进行“定点爆破”,射程前段释放极少能量,经过“定点”后能量迅速减小,将前后两端正常组织收到的剂量减小到最低值,从而以最小副作用,取得最好“杀敌”效果。

质子治疗被认为是当前粒子治疗的主流技术。作为目前最为尖端、前沿的放疗技术,综合了多种先进技术和学科,其系统涉及计算机技术、生物物理、医学、放射治疗学、精准机械设计等学科,加速器工程又包括了很多高精尖技术,是一个难度很大的高科技多学科的集成系统。

目前,世界质子治疗产业正呈现蓬勃发展之势,全球约70余家质子治疗中心营业,主要分布于美国、日本和欧洲,另有40余个质子中心正在建设中。美国、欧洲因起步早、技术成熟,已走在全球质子治疗的前沿。

质子治疗在我国起步较晚,严重滞后于发达国家水平。随着大健康产业和高端制造业在国家战略层面重视程度日益深入,质子治疗设备作为高端制造业,关系着我国的核心竞争力。我国大陆目前只有两家正式开业的医用质子治疗医院,分别位于上海和山东,整套设备全部从国外引进。这两家质子治疗中心为我国推进质子治疗创造了条件,但也存在几方面限制:

经济性低——上海市质子重离子医院截至2018年6月,累计收治1310例患者。由于全套设备均由国外引进,设备购置、运行维护、备品备件和技术支持成本较高,治疗费用平均约为27.8万元。

人才短缺——质子治疗对医生、剂量师、物理师、运维队伍专业要求都很高。国内在这些方面人才紧缺的现状,给质子治疗的发展带来了很多的限制。

数量较少——上海市质子重离子医院61%的患者来自长三角地区,医疗范围无法辐射全国。单单依靠进口国外设备,从数量和质量上都无法满足我国患者的需求。

流程复杂——我国癌症患者基数与欧美存在较大差异,不能完全复制欧美国家治疗流程和软件系统。“我曾经在几个医院的放疗科都进行过仔细的观察,那里从早上开始就挤满了人,一般每天开机治疗10多个小时。”中核集团首席专家、澳门银河娱乐场网址平台原子能科学研究院回旋加速器研究设计中心主任张天爵回忆,“常规放疗几分钟一个病人,质子治疗系统也应适应国情。”

效果差异——同样的治疗方案在欧美人和亚洲人之间也可能存在一定的差异,从而在剂量方案上也应该有所区别。“我国可以依托大型综合医院等医疗机构,借助原子能院等科研院所的质子加速器设备,开展必要的国际合作,进行质子生物学效应的深入研究,积累基础研究成果,用于未来开发针对亚洲人种的治疗方案,甚至建立具有一定人工智能程度的质子治疗计划系统。”

全国政协委员、中核集团原子能院党委书记万钢在今年两会专门提出“关于推动核技术应用在癌症诊疗领域发挥更大作用”的建议,足见中核集团以及旗下科研院所,对于核技术治癌这一解决重大民生课题的坚定决心与迫切愿望。

“国产化质子治疗系统,要更适合澳门银河娱乐场网址平台国情,澳门银河娱乐场网址平台癌症病人这么多,绝大多数人也不富裕。只有服务于大众健康,才有生命力,这也是责任所在。”张天爵说。

为了更快推动质子治疗的国产化进程,中核集团决定采取“两条腿走路”的方案。一方面积极推进自主研发,一方面通过引进国外先进设备,再消化、吸收、创新,反哺自主研发。

在北京市西南郊房山区的一个小镇里,我国核科学技术的发祥地——中核集团原子能院就坐落于此。在大大小小的楼房之中,有一栋“不起眼”的二层小楼。“别看这个楼这么不起眼,我国第一台回旋加速器就在这儿诞生。”据张天爵介绍,致力于造福广大患者的质子治疗加速器——230MeV超导质子回旋加速器也在这里研制。

十年前,张天爵建议研究230MeV回旋加速器、通过基础研究立项启动设计工作,推动超导质子回旋加速器应用到我国医疗事业中,着手开展质子治疗设备的预先研究。

2013年,中核集团“龙腾计划”一期立项研究质子治疗的关键技术;2016年,230MeV超导回旋加速器样机建造获批;2018年,加速器核心部件——高频腔系统通过源地验收,标志着中核集团全面掌握该加速器设计和制造技术。目前,该设备已经进入整机总装和测试阶段。

十年之间,中核集团一直为我国自主质子治疗产业发展默默奋斗。我国国产医用加速器起步晚,离实现临床应用、造福广大癌症患者还有一段路要走,有许多难关攻克,这就更需要国家给予支持,致力打造我国质子治疗设备自主品牌。

“质子医疗产业是推动‘健康澳门银河娱乐场网址平台’战略的重要举措。”对于质子医疗产业的自主化之路,张天爵给出了三点建议:

首先,加快推进示范项目落地是重中之重。希望有关政府部门高度重视,在示范项目落地方面给予引导,在政策、资金、土地方面给予全方位、多种形式的扶持。

其次,要优化完善质子治疗产业设备管理政策、标准。希望国家卫健委、食品药品监督总局等部门优化完善检测流程和技术标准,依托有大型质子加速器研发经验的科研院所作为设备检测的技术支撑单位,鼓励引导医疗卫生机构配置国产核医疗设备。

再次,要加强质子治疗的专业医护人员、物理师和剂量师等人才培养。希望国家设立质子治疗专业学科和专业课程,培养专业医生;而作为“实际操刀”人,物理师至关重要,希望国家依托高校和科研机构现有的教学和质子加速器设备平台等条件,为质子治疗事业培养、输送各类人才。

“大型医疗和我国的航空航天、核工业等领域一样,自主基础科研必不可少。”张天爵始终强调自主攻关在质子治疗等项目发展中的重要性:所有的工作看似都不是一帆风顺,但中核集团就是在这条长满荆棘的道路上不断前进,过程或许不够迅速,但从未停下过脚步。

中核集团探索质子医疗国产化的另一条路是通过示范项目带动产业国产化。为此,中核质子科技发展股份有限公司在2016年6月应运而生。

该公司成立的唯一宗旨就是通过市场化和产业化的运作,以打造一流的质子设备研发、设计、制造及集成商,澳门银河娱乐场网址平台一流的质子中心投资商,质子中心EPC、运维、行业培训等产业服务商为目标,成为世界一流的质子医疗产业公司,让高端质子治疗普惠大众。

2018年9月,中核集团首个质子治疗示范工程项目在天津滨海正式开工建设。该项目由中核集团和天津滨海新区建设投资集团有限公司共同投资,项目建设地点在天津市肿瘤医院滨海院区,计划于2021年具备临床试验条件。

“中核集团坚持质子治癌自主化、国产化的最终目标是让普通老百姓能从中获益。”万钢在接受记者采访时表示。

    BNCT  精确捕捉癌细胞的肿瘤杀手

除了质子治疗,硼中子俘获疗法(BNCT)因其能精准、高效治疗癌症,也被视为未来肿瘤放疗的重要选择之一。

“BNCT有其他放疗手段无法取代的治疗效果和发展优势。”中核集团科技带头人、澳门银河娱乐场网址平台原子能院科技委主任柯国土认为,“BNCT,先把一种掺硼元素的药物输入人体,待硼元素积聚到癌细胞内相当数量时,再用中子束加以照射,精确“追踪”癌细胞并一举摧毁。”据他介绍,BNCT这种二元靶向治癌新技术,基本上可以做到治疗效果最大化和副作用最小化,因此有人也称其为癌症终极疗法。

中核集团是同时拥有BNCT和质子治癌两种先进放射线疗法的技术发源地。2010年初,在周永茂院士主持下,中核集团在我国微堆基础上,建成了世界首台医用中子照射器。

“这台设备操作十分简单、稳定,就像‘傻瓜相机’一样,并具备超高的安全性和经济性,更加有利于日后在医院进行推广与使用,解决了BNCT中子源问题。”柯国土介绍说。

2014年9月,我国首例黑色素瘤病患的硼中子俘获疗法(BNCT)临床试治研究成功实施。此后的3年间,共接受了3例黑色素瘤病患施治照射。其疗法毒性均可接受,并积累了可贵的研究资料。

然而,对于BNCT的研究,我国大陆与国际上先进国家相比还处在起步阶段,并面临着一系列的发展问题:一是软件与实验数据,二是药物与检测手段。

“应该加强基础研发和技术储备,同时加强与外部高校、科研院所及医院的合作,使设备和软件早日达到临床施治许可有关要求。”柯国土认为,“硼元素在癌细胞达到一定浓度,才能取得良好的治疗效果,当前国际上开发的硼药物也还达不到该标准。”

柯国土解释了含硼药物对于BNCT的重要性。当前,BNCT所需含硼药物的自主研发在我国进展十分缓慢,澳门银河娱乐场注册的是依赖国外引进,对含硼药物研发并没有给予澳门银河娱乐场注册重视。另一方面,病患癌细胞中硼浓度测量手段还继续更新。我国目前采用血液取样的方式,无法对浓度进行精确把握。国外此前尝试并建立了18F-BPA——PET应用技术,大幅提升了硼浓度测量的准确性,此方法在国内也可进行进一步的试治研究。

在柯国土看来,目前中核集团完全具备开发中子俘获疗法所有必需的技术基础。开发多学科交叉、多技术集成的BNCT技术,科学组织管理是主要的。

因此他建议,中核集团牵头原子能院等科研院所,与高校、企业对接,对设备研发升级的重点难点问题进行联合攻关;与国内顶级医院合作,针对生物医学、BNCT临床应用效果等开展联合研究。“未来,中核集团或将建立相应机制,将产品前端科研与后端市场拓展单位结合起来,做到风险共担,利益共享,确保成果转化高效顺利。”

此外,据柯国土介绍,目前世界正在关注治癌手段的联合使用,联合化疗与放疗已取得明显的更高疗效。近期BNCT联合X-刀、质子刀的使用,同样展示出高于BNCT单一使用的疗效,因而放疗的联合使用为癌症医治提供了多种潜在高效途径,创新与推广放疗治癌刻不容缓。

“开展国际合作也是BNCT发展的路径之一,”柯国土透露,“BNCT用的反应堆本身就具有尺寸小、安全性高的优点。现在我们正在对反应堆进行技术改造,试图建造核医疗船,将它开往世界各地进行研究与医疗,未来也可能将成为国际医疗救助的新选择,造福全地球。”

    伽玛刀  扼杀肿瘤细胞的神奇“手术刀”


    当前,伽玛刀作为主流治癌手段之一,很多患者都选择它来治疗癌症。

患者刘芳(化名)就是其中一位,今年60岁的她,在2018年底被查出恶性脑肿瘤,火箭军总医院的一名医生告诉她可以通过伽玛刀进行放射治疗。起初刘芳还有些顾虑——担心会有副作用。通过医生的讲解和实际治疗效果,她打消了之前的顾虑,随着治疗的进行,也让她信心倍增。目前,她正在积极地配合治疗,不久就会达到预期的效果。

“要让核科普生活化,‘普通话’,让老百姓了解核在我们生活中的广泛应用,正确看待核。”澳门银河娱乐场网址平台医学科学院肿瘤医院原防癌科主任、肿瘤预防科普教育专家,教授袁凤兰表示。

伽玛刀治疗设备有着成熟的临床使用经验,它可以像手术刀一样准确地一次性摧毁病灶,是能够无创伤、无出血、无感染、无痛苦、迅速、安全、可靠治疗癌症的神奇设备,是放疗领域应用最广泛,疗效最稳定的治疗机。

世界上第一台伽玛刀于1967年研制成功,上世纪90年代初,引入澳门银河娱乐场网址平台。目前伽玛刀成为了国内使用最早,积累病例数最多的大型放疗设备。其适应症十分广泛,对头部肿瘤、体部肿瘤及其他脑部疾病均有疗效。

“伽玛射线非常厉害,它的能量直达病灶,让病人可在短时间内深切感受到病情的好转,有了治愈的希望,同时还能尽量减少对病灶以外的健康细胞的伤害。我们医生都叫它‘神奇的伽玛刀’”。火箭军总医院伽玛刀诊室主任胡泽勇在谈到伽玛刀在临床的应用时表示。

由于伽玛刀属于引入设备,放射原料和外机成本价格过高,普通老百姓看病难的现象较为突出。这一问题在1994年得以解决,世界上第一台旋转式伽玛刀在澳门银河娱乐场网址平台深圳诞生,随后实现了伽玛刀设备的国产化。

但伽玛刀的神奇魔力主要来源于它的“心脏”——伽玛射线,也就是医用钴60,长久以来被国外垄断,直到被中核集团打破这一现状。

医用钴源的研发是伽玛刀国产化的关键。想要实现该技术,就先要搞定钴60国产化。钴60的生产由重水堆中子辐照实现,根据用途分为工业钴60、医用钴60。与工业钴60不同,医用钴60的比活度要求更高。

中核集团秦山三期从加拿大引进坎杜重水堆,让澳门银河娱乐场网址平台成为了国际上少数拥有钴60生产能力的国家。2010年5月27日,中核集团首次成功利用重水堆批量生产钴60同位素,随即澳门银河娱乐场网址平台同辐、中核高通、秦山核电、中核北方、上海核工程研究设计院等单位,马不停蹄地开始了医用钴60的国产化研究。

2017年4月15日,我国首批医用钴调节棒正式入堆投入生产。目前,我国国产化医用钴60的研制已经到了攻坚克难的关键阶段,预计首批产品将在2019年投放市场。

“医用钴60具有重要的社会意义和良好的经济效益,秦山核电两台重水堆未来每年可预期向市场提供至少50万居里医用钴60,不仅能够促进相关产业的发展,还能推动国产伽玛刀设备进入国际市场,市场前景广阔。”澳门银河娱乐场网址平台同辐股份有限公司董事长、党委书记孟琰彬说。

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