肿瘤放射治疗学新进展与发展设想
放射治疗发展至今已有100多年的历史，与手术、化疗一起构成肿瘤治疗的三大手段，60%～70%的肿瘤患者在其治疗的不同阶段需要接受放射治疗。肿瘤放射治疗学也是近年来发展最快的学科之一。
1 肿瘤放射治疗学国内外发展现状
理论上放射治疗应使射线紧紧包围肿瘤并给予足够的照射剂量，同时避开周围正常组织。然而，在以往的临床实践中，由于技术方面的原因，既不能很好地识别肿瘤，亦不能靶向性地实施治疗。CT、MRI、B超、正电子发射断层显像计算机断层成像（PET-CT）等影像诊断技术的进步，使临床医师得以清晰地了解肿瘤的三维解剖信息，准确识别肿瘤体积及其与周围组织的毗邻关系。在计算机科学及影像技术飞速发展的时代背景下，现代精确放疗技术从以X线模拟定位影像为指导、以骨性标志为基准、以非肿瘤空间位置为特征的二维放疗，发展成为以CT断层扫描重建的三维图像为指导、以计算机辅助优化计算为平台、针对不同部位肿瘤、实现个体化治疗的三维放疗。三维放疗的特征是在合适的固定体位下，应用CT模拟定位，以三维治疗计划系统进行剂量计算和显示，使剂量分布与肿瘤的三维空间形状相符合，减少对正常组织的照射，提高肿瘤的局部控制率，降低正常组织的并发症发生率。
1.1 三维适形放射治疗（3 dimension conformal radiotherapy，3DCRT） 从20世纪60年代开始，多个研究小组提出了3DCRT的基本概念并进行了相关设备的研制。90年代初期3DCRT广泛应用于临床，适用于全身不同部位、不规则凸形肿瘤（正常组织包绕肿瘤）的治疗。与二维放疗技术相比，3DCRT可使肿瘤内的照射剂量平均提高10Gy以上，使传统的放疗敏感性概念受到冲击，组织病理不再是决定放疗有效与否的标志。3DCRT的优点是在三维空间的任何方向上，照射野几何投影的形状都与肿瘤的形状相一致，且在三维方向上肿瘤（靶区）内及表面的剂量处处相等。
1.2 调强放射治疗（intensity modulated radiotherapy，IMRT） IMRT是更精细化的3DCRT，利用逆向治疗计划系统和计算机控制的动态准直器，将每条射线束细分为很小的子野并调节每个子野的剂量强度，雕刻出与肿瘤相匹配的高度适形的剂量曲线，被誉为“21世纪放疗技术的革命”。该技术的优势一是最大限度减少正常组织受照剂量，二是满足不规则凹形肿瘤靶区（肿瘤包绕正常组织）治疗的需要，三是每次分照射中肿瘤内可同时增加更高剂量，明显提高了放射生物学效益。
IMRT的关键是医生必需熟练掌握CT、MRI和PET-CT影像诊断知识，在CT定位扫描图像上，借助图像融合技术正确识别并勾画出肿瘤区（gross tumor volume，GTV），易受肿瘤侵犯的高危、低危转移区（clinical target volume，CTV）以及肿瘤周围需要保护的众多要害器官（organ at risk，OAR），根据设备的精度、技术员的业务水平等，判断CTV外需增加的安全边界（planning target volume，PTV）。其中对CTV的判断最复杂、最困难，需要医生充分了解肿瘤的发生发展规律、浸润转移特征以及与手术相关的技术规范等，要经过严格的训练才能掌握。
头颈部肿瘤非常适合采用IMRT进行治疗，其中鼻咽癌的治疗结果令人振奋。2002年美国加利福尼亚大学旧金山分校（University of California-San Francisco，UCSF）报道并于近期更新了118例鼻咽癌IMRT治疗的结果，4年的局部无进展生存率、局部区域控制率分别为97%和98%，随后美国的Wolden等、我国香港的Kwong等和Kam等相继报道了类似结果，肿瘤的局部控制率较常规放疗提高约30%。另外一些研究针对Ⅲ～Ⅳ期口咽癌患者，IMRT的局部控制率达87%～94%。Ⅲ期临床研究表明，IMRT在鼻咽、口咽、喉、下咽癌的治疗中，对保护腮腺功能，降低永久性严重口干，维系患者咀嚼、吞咽、讲话、味觉、唾液分泌等功能，改善生存质量意义重大。在前列腺癌发病率较高的欧美国家，越来越多的患者选择IMRT而非手术进行治疗，原因是放疗后尿失禁、阳痿的发生率更低，同时前列腺癌接受72Gy高剂量照射后5年的无复发生存率与根治手术相同。斯隆凯特林癌症中心（MSKCC）回顾性分析发现，772例前列腺癌患者接受81Gy（高于常规剂量20%）照射后2年内的2、3级以上直肠毒性反应发生率仅为4.5%和0%。
1.3 立体定向放射治疗（stereotactic radiotherapy） 包括立体定向放射外科（stereotactic radiosurgery system，SRS）和立体定向体部放射治疗（stereotactic body radiation therapy，SBRT）。SRS技术的基本原理是采用有创头部框架实施有效固定，将颅内靶点置于立体定向的几何中心，通过共面和（或）非共面多线束聚焦设计，给予靶区单次大剂量摧毁性照射，而肿瘤周围正常组织受照的剂量骤然降低，从而得到良好的保护。由于SRS在病变组织的边缘处形成锐利如刀切一样的高梯度剂量分布，因此俗称“头刀”。对位于脑深部、重要功能区及瘤体巨大、手术需慎重的良性肿瘤，如垂体腺瘤、脑膜瘤、前庭神经鞘瘤、脑动静脉畸形、颅咽管瘤等，SRS的疗效好、安全性高、创伤小；对脑转移癌、脑胶质瘤等恶性肿瘤亦可缓解症状、延长生命，提高患者生存质量。
在SRS治疗颅内肿瘤取得成功后，有学者开始探索将这一技术应用于体部肿瘤的治疗，但由于无法像治疗颅内肿瘤一样对患者实施有效固定，以及生理运动对体部肿瘤位移的影响，其应用受到了限制，而且肿瘤周围不同正常组织的辐射耐受性各异，难以实施一次性摧毁照射。SBRT相比于SRS，降低了分次剂量，提高了治疗次数，剂量分布依然呈靶区内高剂量、正常器官低剂量的陡峭特征，尽管邻近肿瘤的正常组织受到了与肿瘤等高的剂量，但只要体积小，并不转化为严重的副反应，故不难理解SBRT只适合治疗小体积肿瘤。
SBRT在原发性及继发性肺肿瘤、肝转移癌、脊髓转移癌等体部肿瘤的治疗中优势明显，其中早期非小细胞肺癌的疗效可与手术媲美。2009年美国国立综合癌症网络（NCCN）中国版已将周围型肺癌肿瘤直径小于5cm、淋巴结阴性、医学因素不能耐受手术患者接受SBRT治疗纳入指南。同样，对肺转移癌、肝转移癌、脊髓转移癌或全身多发转移患者推荐SBRT也有越来越多的研究结果予以支持，在合理设计治疗方案的前提下，治疗同一个脏器内的5个转移灶是安全的。
1.4 影像引导的放射治疗（image guided radiotherapy，IGRT） IGRT与3DCRT、IMRT不是平行的概念，而是实施这些技术的重要手段。尽管3DCRT可以形成高度适合靶区形状的剂量分布，解决了静止的、刚性的靶区剂量适形问题，IMRT更具有显著的剂量分布优势，但是肿瘤及周围正常组织在单次治疗中和各次治疗之间都可能随时间的变化而变化。单次放疗中位置的不确定因素有：解剖结构的移动、变形，正常的生理过程如呼吸、心跳、胃肠蠕动等。分次放疗之间位置的不确定因素有：肿瘤退缩或进展、形状改变，骨性标志的位置变化，肠腔、膀胱等脏器的充盈状态等。这些都将影响到实际照射的剂量分布。目前解决该问题的方法是将CTV外放一定的安全边界形成PTV，以保证在有靶区运动和摆位误差的情况下，肿瘤区不会漏照，但此法是消极的，因为它以扩大肿瘤周围正常组织进入高剂量区为代价。
IGRT技术的作用在于解决运动靶区准确的适形治疗问题，目的是提高放射治疗的精准度、确保放射治疗特别是IMRT、SBRT的安全性。它将放疗设备与影像设备相结合，在分次治疗摆位和（或）治疗中采集患者的图像，并利用这些图像引导此次和（或）后续分次治疗。目前图像采集以锥形束CT（cone beam CT，CBCT）为最先进的成像装置，它直接整合到直线加速器上，机架旋转一周能获取和重建一个体积范围内的CT图像，经三维重建后的患者模型与治疗计划的患者模型匹配比较，得到治疗床需要调节的参数。此外CT影像经电子密度校准后，可用于评价解剖结构改变对剂量的影响。
2 我军放射治疗专业取得的新成绩
“十一五”以来，全军肿瘤放射治疗工作在设备的更新与完善、新技术的引进与运用、特色的形成与成果等各个方面都展现出百花齐放、百家争鸣的势态，鲜明的技术特色与不断的创新发展使其成为我国肿瘤放射治疗中一支不可忽视的力量。目前，全军范围内已建立起100家放疗机构，上述各种技术在不同层次医院按需展开。
2.1 与时俱进，新技术不断涌现 解放军总医院、西南医院、南京军区南京总医院较早引进并开展了螺旋断层放疗、图像引导肿瘤调强放疗、影像引导立体定向精确放疗（cyberknife）技术，取得了可喜成绩。西京医院采用调强放疗治疗患者2000余例，其中对鼻咽癌的治疗达到国内外先进水平，在宫颈癌三维近距离放疗研究方面处于国内先进水平。长海医院、唐都医院、空军总医院、海军总医院、沈阳军区总医院及广州军区广州总医院等71个放疗机构，重点对SBRT、SRS技术进行了深入研究，获得了良好的社会效益和经济效益。
2.2 特色突出，研究向纵深发展 空军总医院关于“体部γ刀高分次剂量治疗早期非小细胞肺癌的临床应用研究”曾多次应邀赴美国、日本等国家进行大会交流，并发表于美国放射肿瘤学界红皮杂志上，受到国内外同道的高度关注，为中国的全身γ刀技术走出国门、走向世界做出了突出贡献；沈阳军区总医院在肺癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤的治疗中，建立了微创靶向治疗模式；解放军107医院创建了放疗、化疗、热疗与中医中药结合，局部消融与区域治疗结合的肿瘤综合治疗模式；兰州军区兰州总医院与中科院合作，进行了重离子肿瘤临床治疗研究；大坪医院在直肠癌、妇科肿瘤中子腔内照射的研究中，从设备的改进、施源器设计、剂量分布研究等各个方面获得多项发明专利及科技奖项。
2.3 硕果累累，临床科研并重 “十一五”期间，军队专家编著出版了《头部伽玛刀治疗学》、《肿瘤立体定向放疗与介入治疗》和《肿瘤螺旋断层放疗》。南京军区出版了《规范化放射治疗工作流程》，为全军规范化放射治疗管理提供了依据。据不完全统计，解放军总医院、各军医大学附属医院、各军区总医院等共获得各类科研项目近20项，研究成果获得省部级、军队级科技进步二等奖以上奖励十余项，获国家一类抗肿瘤新药发明专利1项，建立肿瘤放疗专病中心1家，建立微创肿瘤治疗中心1家。
2.4 存在的问题 与国内外的肿瘤专科医院相比，军队各放疗机构在专业人员、病区规模、设备数量等方面尚存在较大差距，在综合性医院中的学科地位不够高，在相关领域的特色优势不够多，在组织实施大规模、多中心研究方面的能力不够强，在放疗技术规范化应用的管理方面尚显薄弱。
3 “十二五”肿瘤放射治疗专业发展设想
3.1 指导思想 我军“十二五”期间放射治疗学科发展应分层建设、重点突出、质量管理、凸显特色。
3.2 发展思路 一是注重设备的引进、新技术的开发与基础研究相结合，在放射物理学、放射生物学领域进行深入研究，将高资金投入转化为高水平成果与高效益产出的双重收益。二是多渠道扶持基础薄弱的放疗机构，在设备配置、人员配备、人才培养和规模建设上予以指导。三是对开展放疗新技术的单位，强化规范化培训和质量管理与控制。四是提倡特色发展，组织或参与国内外大规模多中心协作，加强国际交流，依托院校、省部、军队及国家各种研究资金及商业合作与资助模式，深化优势技术的系列研究，培育高等级成果。
3.3 建设重点 应重点发展重离子肿瘤治疗事业。相对于X线等常规射线，重离子束在物理学和生物学上具有深度剂量（Bragg峰）分布好、可提高肿瘤内乏氧细胞放射敏感性、有利于精确（毫米量级）治疗等多种优势。重离子肿瘤治疗也是衡量一个国家放射治疗整体水平是否进入国际前列的重要标志。目前兰州军区兰州总医院开始应用，南京军区福州总医院已获引进许可。
3.4 研究方向
3.4.1 IGRT的应用与研究 21世纪将以调强放疗为放射治疗的特色，不论X（γ）射线、高能电子束、质子及轻离子治疗，均要使用调强放疗技术，目前利用该技术进行定位和治疗体位的校正，仅仅是其最简单的应用，因此越来越多的放疗中心已将发展目标锁定在IGRT技术的研究与应用上：①剂量引导的放射治疗（dose guided radiation therapy，DGRT）：即治疗时能够进行照射野和计划照射野的形状、剂量的双重比对校正；②动态跟踪治疗系统：在影像设备的实时引导下，通过治疗床的运动或照射野的运动，使照射野与运动的肿瘤保持相对固定位置，达到动态适形，这种治疗模式对于受呼吸、心跳等影响较大的胸腹部肿瘤的放射治疗具有重要意义，是放射治疗的理想境界；③多维图像引导放射治疗：以正电子发射断层、单光子发射断层和核磁波谱等为代表的功能影像技术，指导识别靶区中功能和代谢程度不同的区域，如乏氧区域，实施个体化的剂量强度分布的放射治疗（biologically guided radiation therapy，BGRT）等。
3.4.2 综合治疗协同发展 多学科交叉协同，将高精准、低损伤的放疗优势技术与化疗、热疗、介入微创治疗、分子靶向治疗等相结合，实现消灭大体肿瘤、提高治疗增益、保全器官功能、改善生存质量的最终目标，用临床问题的视角、转化医学的思维推动相关研究深入发展，预期获得综合治疗模式的安全性、合理性、实用性和创新性的成果。
总之，随着放射治疗设备、技术的快速更新与发展，伴随而来的有关放射物理学、放射生物学、肿瘤治疗学等众多问题，将为放射治疗从业者提供广阔的研究空间，我们有责任为最大限度地利用设备资源、开发技术优势、规范治疗行为、树立专业地位作出贡献。