2009年3月31日 星期二
下一代的放射治療(轉載)
放射治療分次照射的輻射生物觀─任益民三軍總醫院放射腫瘤部
放射線何以能殺死癌細胞卻又不傷害人體正常組織?
放射生物學的四個R
• redistribution(再分佈)-好
• reoxygenation(復氧)-好
• repair(修復)-好
• repopulation(增生)-壞
• redistribution(再分佈)-好
由於m phase的細胞對射線較敏感,經一次照射後m phase的細胞大都死亡,但是經過幾個小時之後,由於細胞週期的作用,又有許多細胞從放射線不敏感的S phase進入 m phase,使得下一次照射時這些m phase細胞將被殲滅。
• reoxygenation-好
腫瘤中離微血管較遠處恆處於缺氧狀態,缺氧細胞會變的十分地對放射線不敏感。因此當離血管近、不缺氧的細胞遭射線殺死之後,由於競爭者減少,原先缺氧者經幾小時後變的不缺氧而對放射線敏感,因此在下一次照射時便會輕易被射線殺死。
• repair-好
經射線照射後的細胞有些處在受傷狀態但未立即死亡(即sublethal damage),此時若未經DNA的修復機轉將其傷害修復,則在下一次照射時若再產生另一sublethal damage,則細胞將死亡。癌細胞DNA修補功能較正常細胞差。
repopulation 細胞增生-壞
放射治療過程中細胞仍有持續分裂生殖的現像,將對癌病治療有不利的影響。因此放療過程最好不要超過6-8週的長度,否則會對治療有不利的影響。
加速增生
• 抗癌治療均會誘發腫瘤內存活的細胞加速增生
• 表面上腫瘤在縮小之際,殘存的癌細胞正以高素分裂增生。
• 抗癌治療均會誘發腫瘤內存活的細胞加速增生
• 表面上腫瘤在縮小之際,殘存的癌細胞正以高素分裂增生。
EX:
頭頸癌病人放療開始超過28天時,每延長一天需0.6 Gy 補償細胞增生的效應。
• 每延長一天,局部控制率減0.4-2.5%。
延長治療期程
• 延長治療期程對晚期反應組織幾乎無影響,但可大幅降低急性效應.
• 改善細胞缺氧
• 導致細胞增生
癌細胞增生的臨床意義
• 與其開始治療後中斷,不如延後開始治療。
治療週數對治療效果的臨床研究
總劑量 總治療週數 三年局部控制率
66-68 Gy 9.5 weeks 32%
66-68 Gy 6.5 weeks 52%
66-68 Gy(6f/wk) 5.5 weeks 62%
縮短照射全程時間
• 晚期副作用未增加
• 早期副作用增加
早期與晚期反應組織
• 早期(acute) 效應: 照射開始後幾天至數週內發生者如: 骨髓、皮膚之上皮層、腸胃道上皮
• 屬 H-type 組織 (hierarchical
• 早期(acute) 效應: 出現時間取決於成熟功能細胞的存活長度
• 幹細胞是其標靶
• 晚期效應: 照射結束後數月或數年發生者
• 如:肺、腎、心、肝、及中樞神經
• 增生極慢或完全不增生標靶較不確定,可能實質細胞與血管細胞均受影響
挽期效應的標靶
某些組織的晚期效應,實質細胞的傷害應為主因。因為如血管傷害為其主要原因,則所有組織的劑量反應曲線勢必全都一模一樣。
• 早期效應: 通常能快速修復
• 晚期效應:通常為不可逆之傷害,或僅能部份修復,且修復緩慢。
早期與晚期反應組織
• 每次照射劑量影響晚期副作用,照射全程長短與晚期效應無關
• 每次照射劑量及照射全程長短均與早期效應有關
每次照射劑量與等效應劑量
每次照射劑量越小,所需造成某等效應的總劑量越大
早期與晚期反應組織
早期反應組織對於每次照射劑量大小不敏感
晚期反應組織對於每次照射劑量大小很敏感
非傳統的分次照射法
目的:
• 將早期與晚期效應分開
• 達到相同的腫瘤控制率且減少晚期副作用
• 達到相同的晚期副作用且提高腫瘤控制率
多分次照射法的證據
EORTC 22791 trial:
• 比較 80.5 Gy/1.15 Gy x 70 bid 七週,與 70 Gy/ 35 fractions qd七週.
• 五年局部控制率: 59 vs. 40%
• 存活改善
• 晚期副作用發生率相同
每日多次照射法
• 1. 多分次照射法 (Hyperfractionated radiotherapy)
• 2加速照射法 (Accelerated radiotherapy)
• 3.其他混合照射法
加速照射法
目的:
• 減少腫瘤細胞增生
加速多分次照射法: Accelerated-Hyperfractionated Radiotherapy
• 150 cGy bid.
• 加速以避免細胞增生,多分次以減少晚期副作用
• 分次數比加速照射多、比多分次少
連續多分次加速照射法(CHART)
• 局部控制率增加
• 急性副作用嚴重
• 急性副作用在放療結束後才達到高峰期
• 除脊髓病變外晚期副作用減少
寡分次照射(Hypofractionation
• 分次照射的趨勢是增加分次數,以將早期與晚期副作用的差別加大。
• 但近年漸有使用每次照射劑量大於2 Gy的現象。
使用寡分次照射的放射生物理由
1. 攝護腺癌的 a/b 為 2-3 Gy.
– 分次照射的效益因此不大
– 56 Gy/16 fractions/ 4 weeks
2 CHART的經驗
晚期反應組織的修復半時似較過去認知的長
果如此則每日多分次照射理論上較不好
3. IMRT, tomotherapy, proton therapy, 及 立體定位放射手術可大輻減少正 常組織的劑量
不需要藉分次來保護正常組織,每次照射劑量也可加大
4 方便病人
下一世代的射線
離子射線(帶電粒子)
Electrons -1
Protons +1
α+2
重離子
particles ≧ α :
• α (Helium nuclei) +2
• Carbon + 6
• Neon +10
• Silicon +14
• Argon +18
• Fe +26
• ------
轉載任主任這篇文章的目的除了讓大家對於癌症放射治療 有一點慨念外,最主要目的在於未來生技技術的研發(下一代的治療射線)
根據任主任的了解德日已經開始應用了(造價貴),我們都知道生物科技必須結合物理、生物、化學和基礎醫學的科技合作,面對著21世紀不斷攀升的癌症,當然能夠開刀切除再加上較少破壞性的放射治療是提高存活率最好的治療結果。
藥物的製造台灣已能逐漸趕上歐美日的水準。從許多外國藥廠不斷合併可知台灣製藥水準提升了,但這還不夠;不需再灌水(劑量不稀釋,,衛生署嚴格把關即可)的製程很簡單,但研發新藥還有待加強,如果政府有心要發展生物科技,新藥品的開發(尤其是癌症研發)才是重點當然這也要看台灣的藥廠是否能真心投入永續也造福(科學的中藥也很有契機不是嗎?)
醫療器材是台灣最弱的一環,德日的醫療器材是世界翹楚無庸置疑,所以當任主任說最新的放射治療全世界只有德日在做時,心中除了震撼外也很感慨,二次世界大戰後,德日的發展在此不須祥述,自認為是世界上最優民族的德日兩國人他們所造就國家的成果,確實是實至名歸。不比他們笨的台灣人除了貪婪、不斷的爭鬥,你們給了台灣什麼?
很多領域人才已經斷層幾年的台灣,期望年輕人(尤其踏入這幾個領域的年輕人)應該趕快清醒,不要迷迷糊糊莫莫游,急起直追吧!加油!
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