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神经系统肿瘤放疗选光子还是质子?两者治疗结果和预后有何差别?

发表时间:2024-01-13


神经系统主要是脑和脊髓,负责调节控制人体的各个器官、系统的功能。

脑或脊髓中出现任何肿块增长(即中枢神经系统肿瘤),都会对人体造成相当大的损害。

放射治疗是中枢神经系统肿瘤的重要治疗方法,可以有效延长肿瘤患者的生存时间。

那么,哪些神经系统肿瘤可以接受放射治疗呢?光子放疗和质子治疗的效果和预后有何差异呢?

放射治疗的适应症非常广泛,一般来说,能接受光子放疗的都能接受质子治疗。

常见的接受质子治疗有明显获益的神经系统肿瘤如:髓母细胞瘤、颅咽管瘤、室管膜瘤、松果体区肿瘤和颅内生殖细胞肿瘤、低/高级别胶质瘤、脑干胶质瘤、脑膜瘤、原发中枢神经系统淋巴瘤、脊髓肿瘤等。


01

髓母细胞瘤


髓母细胞瘤是常见的接受放疗的神经系统肿瘤。

放射治疗髓母细胞瘤常可取得治愈性的结果,因而成为治疗髓母细胞瘤的主要手段之一[1]。

但,处于生长发育阶段患儿的传统放疗相关不良反应日趋明显,如认知障碍、听力丧失、垂体功能低下、甲状腺功能低下、心脏毒性、脊柱发育不良、脊柱硬化等问题严重影响患者的生活质量。

因而改进治疗策略势在必行。

改进的目标在于保持或改善临床治疗效果的同时,尽力降低周围正常组织的受照剂量,减少治疗相关不良反应。


欧美文献表明,相同的照射剂量跟分割照射放射,不同放疗技术跟射线质的应用能显著降低正常组织的受照剂量,对减少不良反应具有重要意义。

一项研究对髓母细胞瘤光子治疗和质子治疗的结果进行了比较。

该研究对3岁7个月大的男患儿实施质子治疗的案例中发现:

耳蜗的受照剂量可以从光子治疗的100%降至2.4%;

脑垂体的受照剂量由62%降至0.1%;

心脏的受照剂量由18%降至0.1%[1]。

从上述研究可看出,质子治疗以其特殊的物理剂量分布,显著降低了正常组织的受照剂量,从而表现出了更加安全的优势。

此外,质子治疗髓母细胞瘤也表现出了优异的肿瘤控制率和生存率。

2022年德国发表在《cancer》上的一项研究显示,质子治疗髓母细胞瘤的3年总生存率83.8%,3年无进展生存率80%,3年局部控制率为92.2%。


02

颅咽管瘤


手术是其主要的治疗手段,但只有低于30%的患者可获得完整的手术切除;

即使单纯手术能对肿瘤进行全切,但很大一部分患者仍可能复发。

在手术切除不完整的患者中,术后放疗可将复发率从70%降至25.9%,并获得90%以上的五年生存率。

常规光子放疗的可能导致视神经损伤和脑坏死的并发症。

近年来质子放疗技术的应用,显示出了优良的效果。


HARRABI等对2007年到2012年接受质子治疗的19例颅咽管瘤患儿进行了研究。

中位随访时间为31.8个月。

结果显示,5年精确总生存率为93%,5年无进展生存率为91%。

未报道放射性坏死,治疗相关神经血管和神经内分泌毒性反应非常罕见。

复旦大学的一项研究比较了儿童颅咽管瘤质子和光子治疗的差异。

研究对3例儿童颅咽管瘤进行剂量学比较。

每例患者分别作单纯光子、光子和质子混合射线以及单纯质子的治疗计划,治疗方法均为三维适形治疗。

结果显示,3种治疗计划均可达到满意的靶区剂量覆盖,但质子治疗的运用使得正常脑组织、脑干、大脑颞叶和内耳的剂量显著下降。

单纯质子治疗体现出较混合射线更强的优越性。

单纯光子、混合射线和单纯质子的适形指数分别为0.631、0.784和0.848,这表明质子治疗提供的高剂量区曲线分布更符合肿瘤靶区的形状。

在保证靶区剂量的基础上,质子治疗的应用普遍减少了颅内正常组织的照射,且在部分患者中提供了靶区剂量提升的可能性。


03

室管膜瘤


术后放疗是所有室管膜瘤的标准治疗。

大量儿童室管膜瘤的临床研究证实,完全切除术后无放疗,总生存率和无疾病进展率较低;

接受术后放疗,无疾病进展生存率甚至可达100%。

MASDONALD等治疗了70例室管膜瘤患者,经手术全切或次全切除肿瘤后进行质子治疗。

中位随访时间为46个月。

结果显示,3年局控率、无进展生存率和总生存率分别为83%、76%和95%。

跟光子放疗相比,脊髓前方危及器官的剂量急剧下降。

剂量学和临床研究的结果表明质子治疗室管膜瘤能更好地保护听力、神经-内分泌和神经认知功能。

马萨诸塞州总医院的一项研究比较质子治疗跟光子治疗室管膜瘤的结果。


研究纳入了2002年到2006年接受放射治疗的室管膜瘤患者。

15例患者接受质子治疗,中位随访时间为21.6个月。

结果显示,质子治疗跟光子治疗实现了相当的肿瘤体积覆盖率。

但跟光子放疗相比,质子治疗计划保留了大量的正常组织。质子治疗可对一些关键结构进行额外的保留[3]。

研究者认为,跟光子放疗相比,质子治疗在室管膜瘤治疗方面具有优势,有利于保留正常结构。


04

胶质母细胞瘤


2020年《Advances in Radiation Oncology》上发表的一项研究,对质子治疗复发胶质母细胞瘤的临床结果进行了分析。


该研究对质子合作组研究01-009中接受质子治疗的复发性胶质母细胞瘤的前瞻性数据进行分析,评估了总生存期、无进展生存期和毒性反应。

根据不良事件通用属于标准4.0版对毒性进行评分。

该研究共纳入了45名在2012-2018年接受质子治疗的复发性脑汁母细胞瘤患者。

从最初确诊到复发的中位时间为20.2个月。

质子治疗再照射的中位随访时间为10.7个月。

结果显示,质子治疗再照射后的中位无进展生存期(PFS)为13.9个月,中位总生存期(OS)为14.2个月。

OS&PFS



1例患者出现急性3级毒性反应,4例患者出现晚期3级毒性反应。

复发胶质瘤行质子再放疗耐受性良好,总体毒性发生率较低。

此前,Fogh等人进行了复发高级别胶质瘤患者的光子放射治疗研究。

结果显示,患者从再照射开始的中位生存期仅为11个月。

其他光子治疗的复发胶质瘤再放疗的中位生存期也在类似范围。

因此,跟光子治疗相比,质子治疗复发胶质瘤的生存期大大增加。


05

脑膜瘤


瑞士保罗谢尔研究所2020年发表的一项研究,对质子治疗脑膜瘤的结果进行了系统的评估。


结果显示,质子治疗WHOⅠ级脑膜瘤的5年总生存率为96.2%,5年无进展生存率为96.6%。

而WHOⅡ-Ⅲ级脑膜瘤患者接受超过60 GyRBE质子治疗的5年局部控制率为87.5%,小于60 GyRBE质子治疗的5年局部控制率为50%。

放疗后复发性脑膜瘤的质子治疗再照射的1年、2年总生存率为89.6%和71.4%。


06

中枢神经系统生殖细胞瘤


哈佛医学院、马萨诸塞州总医院放射肿瘤科的研究团队2009年在《International Journal of Radiation Oncology》上发表的研究,报道了质子治疗儿童中枢神经系统生殖细胞肿瘤的临床结果。


研究纳入了从1998年到2007年在马萨诸塞州总医院接受治疗的中枢神经系统生殖细胞肿瘤患儿。

有22例接受了质子治疗,中位随访时间为28个月。

局部控制率、无进展生存率和总生存率分别为100%、95%和100%!


将质子治疗跟光子治疗的剂量-体积直方图进行比较显示,任何形式的质子治疗都能更好地保护正常组织。

上述多个研究都明确显示,质子治疗较光子放疗有明显优势。

哈佛医学院麻省总医院的Herman甚至预测:因为质子束在剂量分布上的优势,质子将在未来的20~30年代替光子射线(X射线、γ射线)治疗成为常规的治疗手段[4]。


参考文献

[1]张玲,余锦秀,李健等.儿童神经系统肿瘤的放射治疗[J].广东医学,2015,36(17)
:2615-2617.DOI:10.13820/j.cnki.gdyx.20150915.007

[2]陈佳艺,Régis FERRAND,Léontine RABARIJAONA等.儿童颅咽管瘤质子和光子治疗的剂量学比较[J].中国癌症杂志,2003,(04):56-59.

[3]Yock, T. I., MacDonald, S. M., Safai, S., Wolfgang, J. A., Fullerton, B., Trofimov, A., ... & Tarbell, N. J. (2007). Proton radiotherapy for ependymoma: initial clinical outcomes and dose comparisons for intensity modulated radiation with photons, proton radiation, and intensity modulated proton therapy. International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics, 69(3), S575-S576.

[4]Suit H .Suit, H. The Gray Lecture 2001: coming technical advances in radiation oncology. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 53, 798-809[J].International Journal of Radiation Oncologybiologyphysics, 2002, 53(4):798-809.DOI:10.1016/S0360-3016(02)02851-1.