歐洲熱衷重粒子治癌

知識新知 02/01/2009


歐洲第一座以碳離子療法治療癌症的醫學中心,今年初將在德國海德堡開幕,第二座則預計於二○一○年在義大利帕維亞啟用。

支持這項利用離子束殺死腫瘤細胞技術的人士表示,相關領域經過逾六十年的研究,成立醫學中心將是重要的分水嶺。

美國造原子彈「曼哈頓計畫」的物理學家,後來成為「費米國家加速器實驗室」主持人的威爾森(Robert Wilson),在一九四六年提出了用帶電粒子治療癌症,此後愈來愈多證據顯示,利用如質子束與碳離子的強子療法,或許能與X光一樣,用來治療癌症。

相較於X光的多數能量集中於皮膚表層,強子治療能觸及較深層組織的腫瘤細胞,粒子在射程最後幾毫米速度減緩,會釋放大量能量,此點也稱為「布拉格峰」,在歐洲粒子物理研究中心(CERN)的「歐洲輕離子強子治療研究網絡」主持人杜桑吉(Manjit Dosanjh)指出,由於光束散射率很低,可提高癌細胞的治療能力,亦壓低對周圍健康組織的傷害。

中子束亦擁有多數特點,但因為不帶電,故較難以控制,需要較高劑量才可使用,可能造成嚴重副作用,目前僅有少數診所提供中子療法。

質子療法在世界各地醫學中心使用相當普遍,而碳離子療法則尚在實驗階段。但研究者相信,後者對治療癌細胞的準確度更高,再加上碳離子質量較大,會使射線的布拉格峰更強。

義大利米蘭-畢科卡大學兼歐洲粒子物理研究中心醫學物理學家阿瑪迪(Ugo Amaldi)指出,碳離子對細胞的損害不同於質子或光子。他表示,「一般放射線結合氧產生自由基,間接傷害DNA」,而碳離子不需要氧即可穿過雙鏈DNA,故能前進放射療法無法深入的脫氧區域,繼續殺死癌細胞。阿瑪迪指出,「大約一成的癌症無法以X光或光子治療,通常位於腦部、肝臟與肺臟,這種腫瘤較可能使用碳離子療法。」

日本為此領域先驅,自一九九四年便進行碳離子治療實驗,於二○○一年率先在兵庫離子束醫學中心,打造雙療法的醫療設備,德國達姆施塔特的「重離子研究學會」於一九九七年成立碳離子療法中心,已治療約四百五十位患者。

但批評者認為,目前資料並不足以證明碳離子療法比既有療法有效。英國牛津庫雷恩癌症網絡於二○○七年進行文獻回顧,指出雖然初期結果相當正面,多數研究僅在物理學術單位進行,並未經隨機受控的臨床實驗。

外界希望德國與義大利兩座醫學中心先後開幕後,能彌補臨床實驗案例不足的缺陷,兩座中心希望能比較光子與碳離子治療,分開使用或混合使用,搭配X光與手術,這也是歐洲首先以兩種療法治療多種腫瘤,包括脊椎神經腫瘤、視神經腫瘤、肺癌、前列腺癌、肝癌等。

在近期之內,美國只有加州舊金山附近的托洛大學會出現雙療法中心,該大學預計花費七千五百萬美元,於二○一○年建置質子加速器,另耗費一億二千一百萬美元,於二○一二年完成碳離子療法設備。但多數癌症中心與國家衛生院均表示,在看過更多臨床實驗資料前,不會考慮投入經費興建昂貴的碳離子療法中心。
美國哈佛大學研究中心放射腫瘤科主任蘇伊特(Herman Suit)指出,「碳離子束或許對治療某些腫瘤較好,但目前尚未經證明」,他自一九七三年便投入質子療法研究,他認為縱然碳離子更能有效治療腫瘤,是否會造成其他腫瘤生成等長期問題仍未可知。

不同於美國的情況,碳離子療法在歐洲持續吸引大筆資金。德國海德堡中心的半數起初資金來自德國政府貸款,義大利帕維亞中心則經費則完全由中央政府出資。歐洲另有五個地點正籌備建立碳離子療法或雙療法中心,包括奧地利維也納新城、法國里昂、德國馬爾堡、德國基爾、瑞典斯德哥爾摩,德國的兩座醫療中心都將由工程大廠西門子負責營運。

但這個領域仍有許多障礙,海德堡中心科學總監哈柏爾(Thomas Haberer)表示,該中心的加速器系統已完工超過六個月,然而控制離子束的軟體仍有問題,延後中心開幕的時程,德義兩地的研究員亦承認,射線技術仍需時數年改善,才能用來治療肺臟等活動性較高的器官。

不過離子研究資深人員仍很樂觀,卡夫特(Gerhard Kraft)在退休之前,曾負責德國「重離子研究學會」離子療法計畫多年,他認為,「歐洲站在這項領域的最前端,有些人認為碳離子有潛在危險,是因為它非常有效。」
【知識通訊評論月刊七十六期】2009.02.01

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