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【健康科普】放射治疗杀灭肿瘤细胞的原理

发布时间:2026-05-04 11:18:58本文来源: 阅读次数:0

癌症是严重危害国人健康的重大疾病。《健康中国2030”规划纲要》提出,到2030年,总体癌症5年生存率提高15%。放疗与手术、内科治疗(包括化疗、靶向、免疫等)并称为当前治疗肿瘤的三个主要手段。据国际权威机构统计数据显示,约70%以上的肿瘤患者需要在抗击肿瘤的不同阶段接受放疗,而部分特定分期的肿瘤(如早期肺癌、鼻咽癌、乳腺癌等)可以通过放疗实现完全治愈。特别是近年来,随着内科抗肿瘤药物的进步,放疗联合化疗、靶向、免疫治疗,为更多肿瘤患者治愈、延长生存、提高生活质量,带来显著获益。因此,放疗在抗肿瘤方面的地位越发得到突显。

放射治疗杀灭肿瘤的原理,是利用射线照射肿瘤后,通过各种粒子打断肿瘤细胞的DNA双螺旋,使肿瘤失去自我复制、不断增长以及转移的能力。这个过程就好比一场正义战争,肿瘤细胞是敌人,而肿瘤周围的正常器官是战场上需要保护的平民,放疗的原则就是最大程度消灭敌人的同时,尽可能避免伤及无辜。

 

射线通过直接或间接作用,打断肿瘤细胞核内DNA的双螺旋,使肿瘤细胞无法完成自我复制,即达到控制其继续生长的目的

目前,国内外广泛开展的光子放疗,如同一群被蒙上眼睛的勇士,射入人体后一路前冲,遇到任何细胞都会有一场厮杀。因此,随着“战斗减员”越来越多,光子能量入射越深,能量越低。当到达肿瘤所在的深度时,光子能量已经在入射路径上消耗了很多。这也就是现有的常规光子放疗需要在多个角度入射的原因,路径上尽量躲开正常器官的同时,让光子射线聚焦到肿瘤上。但即使这样,入射路径和肿瘤周围的正常器官仍然难免受到损伤。

光子束在人体中的剂量沉积模式

近年来,随着众多相关学科的技术革新,放射治疗逐渐步入了粒子治疗时代,质子、重离子技术在放射治疗领域中的潜在价值日益凸显。质子和重离子射线有一个独特的物理特性,在入射到人体内后,只有少量的能量沉积和消耗,在到达一定深度后,能量会迅速爆发式沉积,然后迅速衰减消失,犹如平地出现了一个山峰,被称为“布拉格峰”。我们可以通过调整质子和重离子的入射能量,让“布拉格峰”在肿瘤位置爆发,从而保护入射路径上肿瘤前后的正常器官。我们可以把质子、重离子比喻成钻地导弹,可以精确地打击肿瘤,减少误伤。而重离子和质子的差异,主要缘于其粒子重量差异,表现为对肿瘤细胞的打击力度。

质子束在人体中的剂量沉积模式

质子束在人体中的布拉格峰展示

中子治疗,全称是“硼中子俘获治疗(BNCT)”。硼是一种无毒无害的元素,可以随着亲肿瘤细胞的药物一起注入人体。硼元素被肿瘤吸收后,一旦受到中子射线的照射,可以发生物理反应,释放出可以杀灭肿瘤细胞的射线。而该射线的射程仅有一个细胞的长度,从而只杀灭肿瘤细胞而不损伤周围正常细胞。因此,BNCT技术也被称为“细胞刀”,它如同在人体内注入了一群身背炸药包的敢死队员,他们抱住肿瘤细胞后,静待中子击中自己,然后和肿瘤细胞“同归于尽”。

硼中子俘获治疗(BNCT)杀灭肿瘤细胞的作用原理

随着国家经济和技术水平的不断提升,质子、重离子、硼中子俘获治疗等高端医疗设备已在国内逐步广泛布局。了解它们的原理和优势,广大肿瘤患者和家属可以对治疗方案有更加深刻的认识,破除传统治疗认知误区,更加理性、科学地看待肿瘤诊疗选择。未来,随着国产高端医疗装备持续突破、临床应用不断成熟普及,必将以更亲民的可及性、更优质的诊疗服务,为广大肿瘤患者筑起生命健康防线,助力更多家庭重拾希望、拥抱美好生活。

本期专家

朱健

博士,研究员,博士生导师

山东省肿瘤医院放疗科第三党总支书记、放射物理技术科副主任、学科带头人

泰山学者特聘专家

山东省医药卫生儿童肿瘤精确放疗重点实验室主任

第四批全国高校黄大年式教师团队成员

齐鲁卫生与健康杰出青年人才

获国家优秀留学人员奖学金

入选科技部“中法杰青”交流计划

法国雷恩大学信号与图像处理专业博士

东南大学计算机科学与技术专业博士

山东省抗癌协会医学物理技术分会主委

山东省青年医务工作者协会医学物理技术分会主委

中华医学会影像技术分会肿瘤影像专委会副主委

中国医师协会毕业后教育委员会放射肿瘤分会总干事

中国医师协会放射肿瘤医师分会青年委员会委员

中国抗癌协会放射肿瘤学分会青年委员会委员

主持国家重大科技专项课题1项,国家自然科学基金项目3项,国家博士后基金2项,山东省重点研发计划1项

获国家科技进步二等奖1项、山东省科技进步一等奖2项,中华医学科技奖二等奖1项

为首获山东省科技进步二等奖1项,山东医学科技一等奖1项

供稿:放射物理技术科

编辑:李鹏飞

责编:王沙沙

审核:路友华