研究用線性電子加速器（CLEAR）。圖片來源：（CERN）官網(wǎng)
科技日報(bào)記者?劉霞
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歐洲核子研究中心（CERN）官網(wǎng)近日宣布，該機(jī)構(gòu)科學(xué)家正努力將其研究應(yīng)用于突破癌癥治療的局限，他們正在利用巨型粒子加速器對付致命的腫瘤，有望成為癌癥治療領(lǐng)域的“游戲規(guī)則改變者”。而且，他們也在不斷努力，促使粒子加速器變得更緊湊，以更好地滿足醫(yī)療領(lǐng)域的需求。
高能粒子 改變游戲規(guī)則
CERN的“研究用線性電子加速器”（CLEAR）實(shí)驗(yàn)室設(shè)備協(xié)調(diào)員羅伯特·科爾西尼表示，新研究旨在制造能量非常高的電子束，以最終能夠更有效地打擊癌細(xì)胞。
科爾西尼解釋說，他們正在研究一種技術(shù)，來加速電子以產(chǎn)生治療深層腫瘤所需的高于100兆電子伏特（MeV）的能量，這一理念是將高能量電子（VHEE）與名為FLASH的治療方法相結(jié)合。
FLASH是一種以超高劑量率照射為主要特征的放療技術(shù)，2018年首次用于臨床，該療法基于目前可用的醫(yī)用線性加速器linacs，能夠提供約6至10MeV的低能電子束。由于低能電子束無法深入穿透機(jī)體，這一高效治療方法目前僅能用于治療淺表腫瘤。
那些位于身體深處、無法用外科手術(shù)、化療或傳統(tǒng)放療來根除的腫瘤，目前往往被認(rèn)為難以治愈。鑒于此，CERN的物理學(xué)家正與洛桑大學(xué)醫(yī)院合作，制造一種能 夠?qū)嵤〧LASH療法的機(jī)器，可將電子加速到100至200MeV，從而使利用這一方法治療那些難以觸及的腫瘤成為可能。
瑞士洛桑大學(xué)醫(yī)院放射科主任讓·布里表示：“目前尚未治愈的癌癥將成為這一方法的目標(biāo)，這可能會改變游戲規(guī)則。”
除了高能電子外，使用加速器的質(zhì)子束治療癌癥也是一種特別有效的方法。CERN官網(wǎng)指出，質(zhì)子可以消除腫瘤，而且能比常規(guī)電子或光子治療更好地保護(hù)周圍的健康組織。
精準(zhǔn)打擊 減少附帶損傷
科爾西尼等人研制出的最新方法需要在幾百毫秒而非目前的數(shù)分鐘內(nèi)投放輻射劑量。研究顯示，這種方法對目標(biāo)腫瘤具有同等破壞作用，但對周圍健康組織的損害則小得多。
CERN知識轉(zhuǎn)移官員本杰明·菲什說，傳統(tǒng)放射療法的確會造成一些附帶損傷，“而短暫但強(qiáng)度很大的FLASH療法可達(dá)到對癌細(xì)胞進(jìn)行適當(dāng)破壞的同時(shí)降低對 健康組織有害的效果。”鑒于FLASH療法對周圍組織的傷害要小得多，人們希望它能幫助治療腦部腫瘤或其他重要器官附近的腫瘤。
小而緊湊 未來努力方向
CERN網(wǎng)站指出，目前上述方法面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)就是，要讓強(qiáng)大的加速器足夠小而緊湊，能夠被安置在醫(yī)院里。
CERN的一個(gè)大型陳列室一直都被用來安放CLEAR加速器，它需要20米長的距離將電子推到所需的能量水平，另有20米用于調(diào)試、測量和傳遞電子束。科爾西尼稱，CERN知道正設(shè)計(jì)在一個(gè)緊湊得多的空間內(nèi)進(jìn)行加速。
與洛桑大學(xué)醫(yī)院一起設(shè)計(jì)的這款新原型機(jī)的目標(biāo)是使用總長10米的機(jī)器完成同樣的工作。科爾西尼說，這種緊湊設(shè)計(jì)“降低了成本，減少了耗能，可以輕而易舉地將它搬進(jìn)醫(yī)院。原型機(jī)計(jì)劃于明年2月開始建造，如果一切順利的話，臨床試驗(yàn)或于2025年開始。”
無獨(dú)有偶，總部位于英國倫敦的新一代質(zhì)子治療系統(tǒng)研發(fā)商（AVO）“先進(jìn)腫瘤治療”公司也旨在改變這一局面。該公司的高適應(yīng)性Linac圖像引導(dǎo)強(qiáng)子技術(shù) （LIGHT）加速器能向深層腫瘤輸送超高劑量的質(zhì)子束。9月26日，LIGHT在英國獲得了230MeV的最大治療能量，并準(zhǔn)備與伯明翰大學(xué)醫(yī)院合作治 療第一批患者。
LIGHT是世界上第一臺用于質(zhì)子癌癥治療的線性加速器，CERN、歐洲核能機(jī)構(gòu)和TERA基金會分別為其設(shè)計(jì)并開發(fā)了3個(gè)部件，使整臺加速器物美價(jià)廉且 緊湊，滿足了醫(yī)療部門的要求。而且，直線加速器設(shè)計(jì)降低了光束損耗、雜散輻射，有望產(chǎn)生70至230MeV的極聚焦光束，并通過改變輻射劑量傳遞的深度， 以比現(xiàn)有圓形加速器快得多的速度靶向腫瘤。
這臺16米長的新型腫瘤直線加速器將于2023年下半年在達(dá)斯伯里治療第一批患者。當(dāng)然，這只是一段漫長旅程的開始，AVO希望其新的25米長的設(shè)計(jì)能夠通過開發(fā)基于更快能量變化和更聚焦光束的新遞送方法改變癌癥治療的格局。
關(guān)鍵詞： 癌癥治療 游戲規(guī)則 大學(xué)醫(yī)院 輻射劑量