综述：量子方法和技术在癌症治疗中的应用：印度医疗领域的机遇与挑战

《Medical Journal Armed Forces India》：Quantum approaches and technologies to transform cancer care: Opportunities and challenges in the Indian healthcare landscape

量子技术通过超position、量子纠缠等原理提升癌症诊疗精准度，研究系统综述2007-2025年81篇文献，指出印度在数字创新加速背景下，整合量子工具到肿瘤学框架的必要性，国家量子使命和数字健康计划为此提供基础，但需突破基础设施、伦理规范和公私合作瓶颈。

　　

Keshavi Killi|Tejeet Reddy Mettu|Jayanthi Srirambhatla|Srinivas Maddali|Aparna Kuna

印度特伦甘纳邦海得拉巴卡米内尼医院卡米内尼癌症中心肿瘤科值班医疗官（DMO）

摘要

基于叠加、纠缠和相干性等原理的量子技术正在通过提高诊断、治疗和患者管理的精确度来革新癌症护理。本叙述性综述探讨了这些技术在印度的转化潜力，综合了使用PubMed、Scopus、IEEE Xplore、Web of Science和Google Scholar检索的81篇同行评审研究（2007–2025年）的发现。随着印度在数字创新方面的进步，将量子工具整合到其肿瘤学框架中不仅及时，而且对于发展符合其独特人口统计和流行病学特征的精准肿瘤学至关重要。量子计算有助于生物分子的原子级建模、多组学分析和个性化治疗设计。量子传感和成像技术提高了早期肿瘤检测和生物标志物分析的能力，而量子机器学习（QML）则能够实现针对特定人群的预测模型和适应性治疗计划。这些进展对印度尤为重要，因为该国每年新增癌症病例超过140万例，由于诊断覆盖范围有限，许多病例在晚期才被发现。量子技术提供了快速、无创且成本效益高的替代方案，有助于缩小当前的医疗差距。在“国家量子任务”和“阿尤什曼·巴拉特数字任务”等政府旗舰项目的推动下，印度处于采纳和实施这些变革性技术的有利位置。然而，未来的部署将取决于基础设施准备情况、伦理保障以及公私部门的持续合作。本综述强调了在印度癌症护理领域进行积极准备的紧迫性，以确保量子技术能够带来公平、精准的未来。

引言

尽管在早期检测和治疗干预方面取得了进展，癌症仍然是一个严峻的全球健康挑战。根据世界卫生组织的数据，2020年约有1000万人死于癌症，占全球死亡人数的六分之一。女性中最常见的癌症包括乳腺癌、结直肠癌、肺癌、宫颈癌和甲状腺癌，而男性则主要受肺癌、前列腺癌、结直肠癌、胃癌和肝癌的影响。¹2020年新诊断出的病例中，乳腺癌、肺癌、结肠直肠癌、前列腺癌、皮肤癌和胃癌最为常见。同时，肺癌、结肠直肠癌、肝癌、胃癌和乳腺癌是导致癌症相关死亡的主要原因。²由于治疗方式的改进，几种癌症的死亡率已经下降，但继续进行研究以开发更具疗效和更低副作用的疗法至关重要。³目前的癌症治疗方法包括手术、化疗、放疗、激素疗法、光动力疗法、靶向疗法、干细胞移植、热疗和免疫疗法等，这些方法通常会联合使用以克服癌细胞的内在抗性。⁴

癌症生物学的复杂性，加上药物发现的高成本和漫长的时间线，表明需要创新的方法。传统的药物开发往往依赖试错方法，这种方法效率低下，且可能无法考虑到患者之间的遗传差异。新兴技术，特别是量子计算，为解决这些挑战提供了有希望的途径。量子计算利用量子力学中的叠加、纠缠和隧穿原理，比经典计算机更高效地执行复杂计算。这种能力对于处理由下一代测序产生的大量多组学数据集尤为重要，但由于计算限制，这些数据目前尚未得到充分利用。⁵

在印度背景下，这种技术发展具有特别的紧迫性和潜力，因为该国正面临日益严重的癌症负担。2022年印度新增癌症病例约为146万例，粗发病率为每10万人100.4例⁶，预计到2025年这一数字将增长12.8%，到2040年增长57.5%⁷。印度人一生中患癌症的风险约为11%。在男性中，肺癌是最常见的癌症类型；而在女性中，乳腺癌最为普遍。在0-14岁的儿童中，淋巴细胞白血病是主要癌症类型，占男孩病例的29.2%，女孩的24.2%。⁸

城乡之间的差距依然明显，研究表明远程医疗可以“重新分配肿瘤科医疗资源”，扩大偏远地区对预防、诊断和姑息治疗的获取。

诸如“国家非传染性疾病预防和控制计划”（NPCDCS）等国家项目已经启动了基于人口的筛查工作，以解决这些问题。¹⁰加强包括NPCDCS在内的国家倡议，特别是社区层面的国家烟草控制计划和国家癌症登记系统，对于提高早期检测率、简化随访流程以及有效应用新兴技术至关重要¹¹。

这些挑战反映了全球趋势：预计到2040年，全球新增癌症病例数将增加到2990万例，相关死亡人数将达到1530万。⁸在这种背景下，印度肿瘤学领域对创新、公平和因地制宜的解决方案的需求变得更加迫切。

印度日益严重的癌症负担，加上在及时、可负担和个性化护理方面的差距，凸显了颠覆性创新的必要性。量子技术融入印度的数字健康生态系统，得益于“国家量子任务”和“阿尤什曼·巴拉特数字任务”（ABDM）等倡议的支持，为以精准度和可扩展性重新定义癌症诊断和治疗提供了机会。本综述探讨了量子技术融入癌症护理的前景，研究了其在改变诊断、治疗计划和治疗开发方面的潜力。同时，也讨论了量子计算在肿瘤学应用中当前面临的限制和挑战，为未来的研究和临床应用奠定了基础。图1展示了量子计算在肿瘤学中的应用范围。

材料与方法

本叙述性综述使用了五个主要数据库（PubMed、Scopus、Web of Science、IEEE Xplore和Google Scholar）进行结构化搜索。搜索范围涵盖了2007至2025年间发表的文章，使用了诸如“量子计算”、“量子点”、“量子成像”、“癌症诊断”、“量子肿瘤学”以及“印度”等关键词，并结合了布尔运算符（AND/OR）。筛选出的同行评审研究需与肿瘤学应用相关。

结论

印度正处于一个关键时刻，先进技术与公共卫生需求的融合可以为癌症护理带来变革。凭借其多样化的患者群体、不断增长的癌症负担和日益完善的数字基础设施，印度处于从量子计算在肿瘤学中的变革潜力中受益的独特位置。从通过量子增强成像实现早期诊断，到通过基于量子的精准医学进行个性化治疗，这项技术有望提升癌症护理的水平。

患者/监护人/参与者同意

不适用

伦理审查

本叙述性综述未涉及人类或动物实验，因此无需伦理批准。所有数据来源均公开可用，并已适当引用，以维护学术和科学诚信

资金来源

无

利益冲突披露

作者没有需要声明的利益冲突

致谢

无