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中国FLASH放射疗法快速发展的机遇和挑战

05月15日

中国恶性肿瘤新发病人数众多,为肿瘤临床试验提供了丰富的受试者资源。据统计,2022年中国恶性肿瘤新发病人数达到482.5万例,约占全球恶性肿瘤发病人数的1/4,且预计未来几年仍将保持上升趋势。由于人口老龄化加剧、环境污染等因素的影响,中国恶性肿瘤发病率在未来几年将持续上升,抗肿瘤治疗的需求不断增加。而且,随着人们健康意识的提高和医疗条件的改善,越来越多的患者开始寻求更加先进和有效的肿瘤治疗方法。这为探索肿瘤治疗的新方法、新技术提供了强大的市场驱动力。也为新的肿瘤治疗方法相关临床试验的开展提供了广阔的空间。


超高剂量率FLASH放疗(FLASH radiotherapy,FLASH-RT)作为一种新型放疗技术,相较于传统放疗(即常规放疗)技术具有显著优势。基础研究表明,FLASH-RT能够在保持相同或者优于常规放疗肿瘤杀伤效果的同时,减少对正常组织的损伤。这一独特的生物学效应有可能为提高患者生存率、减轻正常组织放疗并发症提供了一种有效解决方案。中国在超高剂量率放疗领域已经取得了显著的进展。过去10年,中国临床试验开展和监管进行了改革,旨在鼓励创新性肿瘤治疗技术和药物的开发。


中国临床试验数量迅速增长,目前已占全球临床试验的1/3,其中增速最明显的是肿瘤相关临床试验。尽管如此,FLASH-RT相关的研发投入和临床试验与欧美发达国家相比仍存在差距。以下我们讨论了中国FLASH-RT快速发展面临的机遇和挑战,以加速尖端放疗技术的推进,使全球肿瘤及其他一些适合放疗的患者群体受益。


作者介绍

放疗选择

葛  红  

河南省肿瘤医院

放疗科主任

省肿瘤医院

主任医师

放疗住规培基地主任

二级教授

博士、博士生导师

国家卫健委突出贡献中青年专家,享受国务院政府津贴专家,中原名医。现任中国医师协会放射肿瘤委员会副会长,中国医师协会多学科诊疗专委会常委,河南省肿瘤诊疗质控中心放疗专家委员会主委,省医学会放疗分会候任主委,中华医学会放射治疗学分会委员,中华放射肿瘤学杂志编委,中国抗癌协会多学科诊疗专委会常委,中国抗癌协会放射防护专委会常委,中国抗癌协会放疗专委会委员,国家肿瘤质控中心肺癌质控专家委员会委,中国北方放疗协作组副组长。擅长肺癌、食管癌及胸腺瘤等胸部肿瘤的诊断和放疗科综合治疗,特别对肺癌、食管癌的放疗有丰富的经验。


杨成梁  

肿瘤学博士  

副主任医师 

河南省肿瘤医院放疗科  

副主任   

美国威斯康星医学院

癌症中心访问学者 

兼任中国医药教育协会肿瘤放射治疗专委会副主任委员,中华医学会放射肿瘤学分会放射生物学组委员,中国抗癌协会放射肿瘤学分会青年委员会委会,中国医学促进会消化道肿瘤MDT委员会委员,河南省医学会放射肿瘤学分会委员。

擅长胰腺癌、直肠癌、胃癌、前列腺癌及乳腺癌放射治疗,主要从事体部立体定向放射治疗及放射生物等技术和领域研究。发表国外SCI及国内中华系列论文26篇。




罗辉  

河南省肿瘤医院放疗科  

主治医师

博士

河南省医学会放疗分会青年委员、瑞士洛桑大学访问学者。

专注于肿瘤放疗敏感性与放射损伤研究,以第一作者发表论文数篇,参与基金数项。


机 遇

放疗选择


政策支持与治疗需求

中国政府对医疗卫生事业的投入不断增加,高度重视肿瘤治疗技术的创新与应用,出台了一系列政策鼓励对肿瘤治疗新技术加大研发力度。通过国家重点研发计划、国家留学基金委奖学金计划、国家自然科学基金等项目,为FLASH-RT技术的研发提供了重要的资金支持。依托国家级及省部级实验平台,中国的FLASH-RT技术研究得到了强有力的技术支持和保障。而且,随着肿瘤发病率的上升,大量的患者资源使放疗的需求持续增长,这有利于FLASH-RT临床试验的快速发展,为FLASH-RT技术的发展提供了广阔的空间。


技术设备研发

中国的科研团队和企业在FLASH-RT设备的研发上取得了跨越式的进步。目前,中国已有11家单位拥有FLASH照射装置(表1)。其中,能实现电子线FLASH照射装置有4台,X线FLASH照射装置4台,质子重离子FLASH照射装置3台。其中,河南省肿瘤医院和中玖闪光医疗科技有限公司的电子线FLASH-RT设备满足临床试验平台的要求,可用于浅表肿瘤的治疗。清华大学工程物理系研制了一款输出脉冲电流的金刚石探测器样机,这对实时监测超高剂量率,保证FLASH-RT照射时的准确性和安全性提供了保障。


表1 我国目前 FLASH-RT 设备简况


FLASH效应理论机制的研究

中国开展了大量的FLASH照射的基础研究,其中,在动物模型中验证了FLASH照射在减轻斑马鱼,及小鼠腹部、胸部和皮肤等部位正常组织放射损伤中的作用。中国工程物理研究院应用电子学研究所联合绵阳市中心医院基于太赫兹自由电子激光的设备构建了FLASH照射研究平台,国际上首次证明了临床应用最广的高能X射线可减轻腹部正常组织放射损伤,存在FLASH效应,这为X线FLASH-RT平台的研发奠定了基础。中国工程物理研究院应用电子学研究所联合苏州大学放射医学与防护学院放射生物学中心基于X线FLASH照射平台,突破了FLASH-RT剂量产生、精确控制监测及校准技术难题,提出了"DNA完整性"假说的独创性理论,从免疫信号识别与炎症级联反馈等多角度揭示了FLASH效应机理。河南省肿瘤医院基于电子线FLASH-RT平台,对超高剂量率的检测等方法进行详细的对比分析,为FLASH-RT剂量监测提供了参考;并分别构建质粒DNA和水辐射化学模型,从低线传密度射线的直接作用和间接作用入手,证明FLASH效应与电离辐射的直接作用无关,而与间接作用密切相关,并指出FLASH-RT的生物学效应涉及一系列物理、化学及生物应答过程。

中山大学肿瘤中心从正常组织放射损伤过程中的炎症反应角度来研究FLASH效应机制,闸述了放疗诱导的急性和慢性炎症反应阶段在诱发FLASH效应中发挥重要的作用。苏州大学放射医学与防护学院尝试从转录组学和代谢组学方法探索FLASH效应的生物学机制,初步揭示了炎症反应,能量代谢和氧化还原过程与正常组织放射损伤相关,考虑FLASH效应与组织缺氧后的放射抵抗相关。这些为后续FLASH效应分子机制的研究提供了参考。


FLASH-RT相关临床试验

目前,国内FLASH-RT临床试验处于起步阶段。四川大学华西医院联合绵阳中心医院基于中玖闪光医疗科技有限公司的e-FLASH平台拟开展电子线FLASH放疗的临床研究。河南省肿瘤医院则申请开展表浅皮肤肿瘤的电子线FLASH-RT的I期临床试验FLASH-HN001(ChiCTR2400080935)。随着FLASH-RT逐步进入临床试验阶段,在验证该技术的安全性和可行性的同时,有望实现临床转化应用。


国际合作与人才培养

中国的科研团队和企业在放疗技术领域的研发和创新能力不断提升,积极参与国际同行间的肿瘤治疗交流与合作,与欧美多个国家和地区建立了广泛的合作关系。通过共享科研资源、交流研究经验以及联合研发等方式,共同推动FLASH-RT技术的发展。中国的高校和研究机构在培养FLASH-RT技术领域的专业人才方面发挥了重要作用。部分高校已经培养了一批在该领域具有理论功底和实践经验的学生。


挑 战

放疗选择


技术难度与研发投入

尽管中国在肿瘤治疗技术领域取得了显著进展,但仍存在一些技术瓶颈和限制。一些新技术在临床应用过程中还需要进一步验证和优化,以确保其安全性和有效性。当前的电子线FLASH-RT设备仅能用于浅表肿瘤的治疗,FLASH-RT技术,尤其是基于X线、质子和超高能电子束的FLASH-RT设备及剂量监测装置研发周期长,需要高精尖的技术和人才支持,成本较高。迄今为止,国内外FLASH-RT仅进行了部分I期临床试验,其临床转化工作尚未大规模展开,临床应用前景有待进一步证实。而且FLASH效应涉及复杂的物理、化学和生物学原理,部分领域专业人才相对短缺,在持续的研发投入、技术支持和不断破解各种难题的同时,FLASH-RT技术的推广和应用需要更多的专业人才支持。


国内放疗设备制造企业国际竞争力

与美国和欧洲放疗设备制造企业相比,中国的放疗设备制造企业起步较晚,在技术研发、市场份额、临床经验等方面存在较大的差距,缺乏具有国际影响力的企业。当前中国的放疗设备制造企业选择了风险较小、研发速度较快且相对成熟的放疗技术,对新技术的探索还有待提高。其中一个主要原因是与经济因素有关,开发技术成熟的产品可能涉及的风险较小,要求可能相对较低。随着国家政策的支持、国产替代的加速推进,及肿瘤规范治疗的需要,中国放疗设备制造企业在放疗设备领域的竞争力将进一步增强。


科研与临床协作

多年以来,基础研究与临床实践分离,临床医生和科学家之间缺乏沟通和协作,临床医生通常工作量繁重,从事研究时间有限,并且可能不具备与科学家进行有效沟通的专业知识。尽管中国的临床研究水平已经得到了很大的提高,但与国际先进水平相比仍存在一定差距。临床研究的不足可能影响到新技术的推广和应用效果。

此外,科学家们则面临着临床数据有限、患者样本获取困难的问题;伦理考量和监管政策也可能限制了对患者数据的获取。而且,高校和科研院所的评估中,科学家们面对论文、专利和研究基金的压力;因此,学术机构更倾向于生产理论知识,缺乏足够的时间、资源和精力对科研成果进行临床验证。中国放疗技术研发主要依靠企业,来自学术界的贡献相对较小。

为此,一些顶尖高校已经开始了临床医师一科学家的培养计划,旨在培养受过系统培训、精通研究的临床科学家。越来越多的临床医生接受了科学的培训,意识到将转化研究设计纳入临床试验的重要性。同时,政府机构大力提倡和积极推进基础研究成果的临床转化,将基础研究观察的结果转化为临床应用,这在弥合实验室研究与临床实践之间的鸿沟方面发挥着至关重要的作用。


监管与准入标准

放疗设备属于大型医用设备,需要按照分级分类配置规划和配置许可证进行管理。而且,FLASH-RT技术作为一种新型放疗技术,其监管和准人标准尚未完善,需要相关部门加强监管和规范管理。


医疗资源的地区差异与患者的认知度

中国拥有庞大的医疗保健体系,然而,经验丰富、能够管理高质量放疗临床试验的专业人员有限,部分医务人员对放疗技术缺乏了解;研究设施配置不足,而且在地理分布上存在严重的不平等,医疗资源主要分布在经济发达的东部沿海城市和人口密集的中部地区。此外,中国庞大的患者群体中,尤其是基层医院患者对放疗的认知度存在差异,对FLASH-RT技术的认知度和接受度有待提高。需要加强科普宣传和教育,同时加强对网络媒体监管,从而提高大众对放疗技术的认识和患者的信任度。


总结与展望

放疗选择

中国在FLASH-RT领域已经取得了巨大的进步,是FLASH-RT新技术基础与临床研究领域的重要参与者,是世界上最有希望推进FLASH技术临床转化的国家之一。构建科研院所、企业、医疗机构之间的多元化合作模式,提供专项资金支持,促进FLASH-RT相关技术的研发,加强基础研究和临床实践的结合,在医疗机构建立FLASH-RT转化医学平台,积极培养医学科学家,这些措施有利于进一步支持FLASH-RT技术的研发和临床试验。

目前,FLASH效应的确切发生机制尚不完全清楚,触发FLASH-RT保护效应的条件(如剂量率、剂量、组织异质性等)还需要进一步的研究。随着未来研究的不断深人和技术的不断进步,我们相信会有更多的理论创新和技术突破,这些将增强中国在国际放射治疗领域中的实力,为FLASH-RT的临床转化树立新的里程碑,并促使更多的中国放疗相关设备进入全球市场。最终为全球肿瘤患者提供更加高效、安全的放疗技术和服务,不断为医学科学贡献中国智慧和中国力量。




作者:罗辉

编辑:Ricker

文章链接:https://link.cnki.net/urlid/11.2859.R.20250304.1803.002

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