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为解决放疗对部分肿瘤疗效不佳问题，研究人员探究碳微束放射疗法（C-MBRT），发现其能控瘤且机制独特，意义重大。
放射治疗（Radiation Therapy，RT）是癌症治疗的重要手段，但目前它却面临着诸多挑战。对于那些体积较大的肿瘤、对放疗有抵抗性的肿瘤（radioresistant tumors），以及某些儿童肿瘤来说，放疗的效果并不理想。这是因为正常组织对放疗剂量的耐受性限制了放疗的效果，无法给予肿瘤足够的剂量来达到彻底治疗的目的。比如骨肉瘤（osteosarcoma），它是青少年和年轻成年人中最常见的骨肿瘤，5 年生存率仅为 65 - 70% ，部分患者会产生耐药、复发或转移，生存率会大幅降低至 5 - 20%，而且骨肉瘤对放疗具有抵抗性，常规放疗很难取得良好的治疗效果。
为了找到更有效的治疗方法，来自法国居里研究所（Institut Curie）、德国重离子研究中心（GSI Helmholtz Centre）等多个机构的研究人员开展了一项关于碳微束放射疗法（Carbon Minibeam Radiation Therapy，C-MBRT）的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
在这项研究中，研究人员使用了多种关键技术方法。首先是动物实验模型的建立，选用 8 周大的雄性 C3H/He 小鼠，将 LM8 小鼠骨肉瘤细胞接种到小鼠后肢皮下，构建骨肉瘤小鼠模型。其次是辐照和剂量测定，利用德国重离子研究中心的重离子同步加速器（SIS18）的笔形束扫描系统，对小鼠进行碳离子辐照，通过多种探测器和蒙特卡罗模拟（Monte Carlo simulation）来精确测量和计算剂量分布。最后是组织病理学和免疫组化分析，对小鼠肿瘤和肺部进行采样，固定、切片后进行 Ki67、CD8 等染色，通过量化分析来评估肿瘤细胞增殖状态和 T 细胞浸润情况 。
下面来看具体的研究结果：
- 肿瘤生长和毒性：所有接受辐照的动物在辐照区域都出现了轻微脱发，不过未观察到皮肤毒性。C-MBRT 和传统碳离子疗法（Conventional Carbon Ion Therapy，CT）相比未辐照对照组，都显著延缓了肿瘤生长，且二者的肿瘤控制效果相似。尽管 C-MBRT 组中超过 70% 的肿瘤体积接受的是仅 1.5 Gy 的低剂量（谷剂量），不到 30% 的肿瘤体积接受 105 ± 6 Gy 的高剂量（峰剂量），但依然达到了和 CT 相似的控瘤效果。
- 组织病理学分析：研究末期，通过 Ki67 染色量化肿瘤细胞增殖状态，发现各组之间 Ki67 阳性肿瘤细胞数量没有显著差异，这意味着可能需要通过 C-MBRT 进行剂量递增，以降低肿瘤的增殖状态，实现更有效的肿瘤控制。通过 CD8 染色量化 T 细胞浸润情况，与对照组相比，两个辐照组的肿瘤中都观察到了显著的 CD8 阳性 T 细胞浸润，但 CT 组在研究末期肿瘤中 CD8 阳性 T 细胞的比例更高，表明 CT 诱导的免疫反应更持久。在评估肺转移情况时，发现 C-MBRT 和 CT 都能降低转移评分，不过 CT 降低转移评分的效果比 C-MBRT 更明显。
综合研究结果和讨论，C-MBRT 在对骨肉瘤小鼠模型的研究中展现出了与 CT 相当的肿瘤控制效果，即便大部分肿瘤接受的是低剂量照射，这表明 C-MBRT 可能激活了不同于传统放疗直接杀死肿瘤细胞的独特机制。但 CT 诱导的免疫反应更持久，在减少转移方面效果更好。该研究首次在骨肉瘤小鼠模型中评估了 C-MBRT 的肿瘤控制效果，为后续进一步优化 C-MBRT 的照射方案，比如调整束间距、进行剂量递增，或与免疫检查点抑制剂联合使用等提供了重要的依据，有望提高其治疗效果，为治疗抗辐射肿瘤如骨肉瘤带来新的希望 。
