何谓质子重离子

　　所谓质子、重离子(碳离子)，通俗说即利用质子或重离子组成的射线作为治疗媒介，聚焦能量作用于肿瘤组织，业内形象地称此为“质子刀”、“重离子刀”。

　　目前，全球有质子、重离子中心46个，其中33个中心具备治疗肿瘤的现代化设施。此前，该技术多应用于儿童以及难治的脑肿瘤、脊索瘤、骨肉瘤等;近十年来，技术逐步扩大至肺癌、肝癌、前列腺癌、乳腺癌、头颈部肿瘤等常见肿瘤。

　　随着上海市质子重离子医院成功完成首例临床试验，为一名71岁的前列腺癌患者进行首次针对肿瘤病灶的“立体定向爆破”治疗，标志着这家“十年磨一剑”的医院正式步入临床阶段，并成为中国第一家、全球第三家拥有质子重离子放疗技术的医疗机构。

　　过去20年，越来越多的发达国家正投入质子重离子肿瘤技术研发，并暗自较劲，各国均由政府主导、大学提供智库，发起抗击肿瘤的“国家战略”。不过，在中国之前，依然仅有美国、日本、德国等少数发达国家拥有该技术。

　　研发成本高投入大

　　目前，肿瘤治疗有三大手段：外科手术、化学治疗、放射治疗，90%的肿瘤患者接受过其中一种或多种。但这三大常规方法都有缺陷，会对患者自身正常组织和 脏器产生损害。对待一项技术，肿瘤治疗专家此前很少像现在这样有如此统一的“共识”：质子重离子，不仅能显著杀灭肿瘤，还最大限度减少毒副作用。

　　数据显示，迄今全球共有12.5万人接受过质子重离子治疗，主要集中在美国、日本、德国。相对全球人口，这并非大病历库，开展国家也比较有限，这都源于 一个原因：该尖端技术研发成本高、技术投入大，如果没有政府作为支撑，很难推进。事实上，目前技术比较成熟的日本、美国走的均为“国家战略”路径。

　　以日本为例，1994年，全面启动重离子医用加速器治疗中心，这是世界上第一个专用于肿瘤临床治疗的重离子医学中心。该项目由日本国立放射研究所主导， 医学中心坐落于东京近郊千叶县。这个耗资巨大的项目被誉为日本提出“抵抗癌症”国家战略十年后的成果--日本在1983年提出“抵抗癌症”项目，彼时，癌 症成为日本国民第一位死因，政府决定启动一系列科研抵御这一夺走诸多劳动力生命的慢性病。

　　此后，大学和大型企业相继加入千叶重离子医用加速器治疗中心的研发队伍，2002年，兵库县的两家碳离子企业加盟;2010年，群马大学加入。

　　美国懊悔曾暂停此项目

　　日本案例或许给许多国家提供发展质子重离子技术的参考，但事实上，日本并非这两个尖端技术的最早实践者，连日本科学家都承认“借鉴了美国经验”。不过， 这在美国科研人员听来，十分酸楚--因为美国曾在上世纪90年代暂停重离子技术项目。在业内看来，美国当年的这个“急刹车”对该技术现在在各国的发展境遇 依然有提示意义。

　　2010年，一个有关质子重离子技术应用的全球峰会在美国加州召开，美国科学家感慨，“质子重离子技术终于回到家乡了”。

　　1936年12月24日，医学上首例放射疗法在加州伯克利实验室进行。当时，粒子回旋加速器的发明者恩斯特·劳伦斯(Ernest Lawrence)认识到放射性核素在医学上应用的可能，就劝说他的兄弟约翰·劳伦斯(JohnLawrence)加入位于伯克利的实验室。1936年 12月24日，约翰第一次将放射性同位素磷-32用于治疗一位28岁的慢性白血病患者，这是首次对肿瘤病人采用放射疗法。

　　此后，伯克利实验室陆续开始放射疗法的研究，尤其在二战后，开始把目光投向碳离子射线，也就是后来的重离子。1954年，又开始质子研究。

　　拐点出现在1993年。根据《纽约时报》报道，在美国决定实质性放弃这个潜力十足的技术之后，1994年日本决定将这项宏大的技术应用于杀灭恶性肿瘤细胞。

　　劳伦斯伯克利国家实验室(前身即伯克利实验室)，由后来获得诺贝尔物理学奖的恩斯特·劳伦斯建立，隶属于美国能源部，由加州大学负责具体运行。这是一个 大型多学科研究中心，从20世纪70年代开始，利用重离子加速器开展临床试验，但在治疗了大约400个肿瘤患者后，这个加速器在1993年2月关闭。

　　伯克利加速器建设主要用于高能量物理实验，但后来美国能源部认为它有点过时了。美国国家癌症中心认为他们无法再独自负担每年高达1500万-1800万美元的加速器运行费用。

　　“太奢侈”，是当时重离子加速器项目被攻击的主要缘由。

　　彼时，负责重离子治疗项目的负责人、加州大学旧金山医学中心肿瘤放射治疗副主席约瑟夫·卡斯特罗博士称，已发现重离子可以比X射线或伽马射线等常规放射疗法更有效地杀灭一些肿瘤细胞。

　　“从伯克利的试验情况，我们感觉这项技术大有前景。”至今，诸如劳伦斯伯克利实验室的资深物理学家、加速器的前运行经理何塞·阿隆索博士等人，均对1993年的暂停感觉懊悔。

　　真的有效，就值得投入

　　但是，如果说美国科学家对日本同行有一丝丝嫉妒，那么，他们也对日本愿意花那么多钱深表佩服。

　　1994年，日本启动重离子技术应用，那台重离子加速器耗资3亿美元建设，如果每年按治疗大约1000个病人计算，每年还需要投入5000万美元的运行 费。当年，这台设备占地相当于两个足球场那么大，高峰运营阶段需要2500万瓦特的电量，相当于给8000户家庭的供电量。而这个庞然大物的所有能量与开 支都将被用于向病人的肿瘤发射不超过1分钟的射线。通常治疗15-18次。

　　在日本，争论也没有停歇过。有观点认为，重离子医学加速器挤压了其他小项目、但同样有潜力的科研项目。爱知肿瘤中心的正德福岛博士更是公开表示，因为治疗太贵了，这个技术不可能广泛应用。

　　但该项目组织者依然坚持治疗。“从生物学角度看，现阶段，还需要比较重离子加速器与其他放射治疗技术的效能。”日本国立放射研究所佐藤索加博士认为，如 果重离子治疗被证明非常成功，自然会鼓励研发机构与私人企业开发更小的、更便宜的加速器，让这个治疗方法可以广泛推广。

　　“只要真的有效，就值得投入。”彼时，这一观点依然占据主流。只是在初期，考虑到加速器建设费用由政府出资，等于实际都是纳税人的“贡献”，所以该治疗或研发优先考虑日本国民、日本科学家。目前，如佐藤预言，加速器全新的群马设备已经比早期费用降低1/3。

　　受日本影响，德国经多年积累在2009年启动海德堡碳离子治疗中心。“意大利、法国、奥地利、中国等后起之秀的质子或重离子项目都在建设中。”2010年，美国学界倍感危机。

　　事实上，就在美国癌症中心决定暂停伯克利重离子项目时，他们并没有停止这个方向的探索--转而支持另一个技术，质子。因质子更轻，这让它们相对重离子更易被加速，建造加速器的费用也跟着降低，仅需约4000万美元建设费。

　　此后，质子项目在加州罗玛琳达大学医学中心、波士顿的麻省总院运行。目前，美国科学家着急于如何把重离子项目重新全面引入美国，尤其在看到德国、中国的案例后，科研人员直言，“现在我们必须要追赶世界同道”。

　　文汇报记者 唐闻佳