放射治療在癌症治療中的角色及發展


臺北榮總 重粒子及放射腫瘤部 劉裕明主任

2023 六月 30

儘管醫學研究在理解癌症發展和治療癌症患者的疾病過程中,已經取得了顯著的進展,癌症仍是全球死亡的主要原因。國際癌症研究機構(IARC)最近估計,癌症除每年有1,270萬新病例外並造成760萬人死亡。癌症也是臺灣死因的首要原因之一。放射療法是癌症治療的重要方法之一,大約有50%的癌症患者在癌症治療過程中接受放射治療。約有40%接受根除性癌症治療的病人也需接受放射線治療。放射治療的應用範圍很廣泛,可以治療多種不同的癌症,如頭頸部、肺、胸部、胃腸道、肝臟、膀胱、前列腺等。它可以幫助減少癌症細胞的體積和數量,控制癌症的進展,減輕癌症症狀,提高患者的生活質量和壽命。放射治療在不同類型和階段的癌症治療中都有所應用,包括早期和晚期的癌症治療,以及手術前和手術後的治療。對於一些無法進行手術的癌症,例如肺癌和腦腫瘤等,放射治療也可以作為主要治療方法。
放射線殺死癌細胞的機制是利用高能量的電磁輻射或粒子束,如X射線、伽瑪射線、中子、質子等,照射到癌症細胞或腫瘤組織中,使細胞的DNA發生損傷,從而抑制或摧毀癌細胞的增殖能力。放射線可與體內水分子作用在細胞內產生大量自由基,這些自由基能更有效的破壞DNA分子的鍵結,使細胞死亡或失去其生殖能力。由於輻射線對於生長較快速的細胞效果較好,而癌細胞的增殖速度比正常細胞快,對輻射敏感,因此放射治療可以選擇性地殺死癌細胞,同時盡量保護正常細胞和組織。
 
放射治療通常是使用直線加速器由體外照射病灶部位,被稱為體腔外放射治療(External Beams Radiotherapy)。另外還有一種稱為近接放射治療的方式,該方式是通過將放射性物質植入到癌細胞附近的身體部位來進行治療(Brachytherapy)。放射治療也可以與其他癌症治療方法聯合治療,如手術前照射(Preoperative radiotherapy)可先縮小腫瘤以利手術進行,多使用於大腸直腸癌或食道癌。手術後照射(Postoperative radiotherapy)主要是治療手術後可能復發的區域,如淋巴引流區或是可能手術殘留區,可減少腫瘤復發。同步放射化學治療(Concurrent chemoradiotherapy)可大幅提昇放射治療效果。在安寧緩和照顧上,放射治療對於疼痛、止血及器官壓迫有很好的效果。特別是骨骼轉移造成的疼痛能達到70%以上的減緩,改善病人的生活品質。總的來說,放射治療是一種有效的癌症治療方法,且可以與其他治療方法結合使用,以提高治療效果。然而,每種治療方法都有其優點和局限性,醫生需要根據患者的具體情況,制定最佳的治療方案。
 
放射治療是一種複雜的治療程序,需要由專業的醫療團隊進行。
1. 病情評估:首先醫師會經由癌症團隊會議病情評估,確認病人放射治療的需求。
2. 固定裝置之設計製作:病人會因其體形,腫瘤的位置和形狀等安排固定裝置之設計製作,以使每次治療都能維持精確的治療姿勢。
3. 影像定位:醫師會使用影像學技術(例如X光、CT掃描或磁振攝影MR scan)來幫助確定治療區域。治療師可能會在患者身上標記區域,以便在治療期間精確照射。這些評估將有助於確定放射治療的範圍。
4. 電腦治療計劃設計:醫師於影像定位中獲得的腫瘤及正常組織解剖影像並綜合病人過去的其他影像(如磁振攝影,正子攝影等),其他檢驗資訊及病情等標定需治療的三度空間區域(腫瘤),其需治療的輻射劑量,並繪出該避免輻射之區域(正常組織)。後由醫學物理師依射線之物理特性製作最佳化之電腦治療計劃,再經與醫師確認後執行。
5. 治療執行:治療師依電腦治療計劃執行治療。期間治療師會根據患者的體型和位置進行調整,並依病人的反應與醫師、護理師連繫。
6. 監測:治療師會定期監測患者的進展,包括定期進行影像學檢查。如果需要調整劑量或治療區域,治療師會在治療過程中進行。
 
放射治療可能會導致一些副作用,包括急性期的疲勞、皮膚灼傷、黏膜發炎如口腔炎症、食道炎症等及慢性的組織纎維化如肌肉硬化,膀胱直腸出血等。但是,這些副作用通常是局限於照射部位,且是可以治療。在治療過程中,患者需要密切監測任何可能的副作用並與醫生討論。目前因放射治療技術的進步,嚴重副作用的發生率已大輻降低。放射治療在癌症治療中有著重要作用,它可以提高患者的生存率和生活質量,但必須由經驗豐富的放射治療醫師來指導和管理治療計劃。
 
放射治療的歷史可以追溯到19世紀末。1895年,德國物理學家威廉·庫倫發現了X射線,這是放射線應用的開端。當時,X射線被廣泛用於診斷和治療多種疾病,包括癌症。然而,當時對放射線的了解很有限,導致患者經常遭受放射線引起的副作用和傷害。20世紀初,居里夫人與布雷吉醫生發現了放射性同位素,開啟了放射性同位素治療的時代。此後,放射治療逐漸成為一種成熟的治療方法,並且開始應用於癌症治療。
 
放射治療的進步可以歸因於多種因素,包括技術、研究的進步,以及對癌症治療的不斷改進和創新。首先,隨著影像技術的進步,對於腫瘤位置的標定及正常組織範圍的界定使放射治療的精確度和安全性不斷提高。例如,近年來引入了新的影像學技術,如電子計算機斷層掃描、核磁共振成像、及正子攝影等,使得放射治療可以更加精確地定位和照射腫瘤,同時減少對周圍健康組織的傷害。而新的輻射治療模式、劑量分配運算和電腦治療計劃,使我們能更精確的掌握輻射物理劑量的不確定性。此外,不斷有新的放射治療設備和軟體開發,以提高治療效果和患者的生活質量。
 
近年來由於放射療法技術的持續進展以及對於細胞對輻射線反應了解的增進,放射治療朝增加腫瘤控制及減少癌症患者治療併發症有以下的發展: 
光子放射治療(Photon Beams Radiotherapy)是使用直線加速器的射線對病灶進行直接照射。而隨著電腦技術和影像技術的發展,三度空間順形放射治療(3-Dimensional conformal radiotherapy, 3DCRT)已經實現了電腦輔助治療計劃和立體定向放療技術,這些技術可以精確掌握腫瘤及其附近正常組織的解剖位置,控制放療劑量,減少對周圍健康組織的影響。強度調控放射治療(Intensity-Modulated Radiation Therapy, IMRT)是一種通過物理電腦運算模組調節射線強度,可以更精確控制放射治療劑量的技術。IMRT可以減少對周圍組織的輻射劑量,同時增加癌細胞的照射劑量,提高治療效果,減少併發症。影像導引放射治療(Image-Guided Radiation Therapy, IGRT)是一種結合精密影像追蹤的放射治療,可以克服病人因治療姿勢不同或因器官呼吸移位等因素造成的治療不確定性所致副作用。目前國內的光子放射治療是以3DCRT, IMRT與IGRT的不同組合為主。
 
粒子治療(Particle therapy)是一種放射線治療方法,它使用離子束(如質子束Proton和碳離子束Carbon ion)來治療癌症。相較傳統的放療方法,粒子治療有更高的精度和更小的副作用。在粒子治療中,離子束因其物理上具特殊的布拉格峰現象(Bragg Peak)能將輻射劑量調整以達到所需的深度和強度,以精確地破壞癌細胞而盡可能保留周圍正常組織的功能。這使得粒子治療成為一種適用於許多癌症類型的有前途的治療方法,特別是對於那些位於敏感部位或已經接受過其他放療或手術治療的患者。相較於質子治療,碳離子治療因其較高的輻射生物效應,不但可克服有輻射抵抗性之腫瘤,也可縮短療程。
總的來說,放射治療的逐步發展和創新,使得治療效果得到了顯著提高,同時也減少了對患者健康的影響。
 
隨著台灣癌症發生率的逐漸升高,更好更新癌症治療的引進是國家醫學中心的責任。臺北榮民總院重粒子中心的成立除了能提供國民更好的建康服務外,也希望能結合現有的手術治療,化學標靶治療,及免疫療法等開發新的癌症治療策略。