综述:空间分割放疗在肿瘤姑息治疗中的应用进展

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Discover Oncology 2.8

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  本文综述了空间分割放疗(SFRT)在肿瘤姑息治疗中的应用进展。介绍了其发展历程、放射生物学机制,总结了临床研究成果,分析了存在的局限性。SFRT 有望成为有效的姑息放疗技术,但还需进一步研究完善。

  

1. 引言


恶性肿瘤严重威胁人类健康,2022 年全球新增约 2000 万癌症病例,超 970 万人死于癌症。放疗是肿瘤主要治疗方法之一,传统外照射放疗(cEBRT)在肿瘤体积增大时面临挑战,如肿瘤控制难度增加、对正常组织毒性大等。为解决这些问题,空间分割放疗(SFRT)应运而生。它通过用多个窄束照射肿瘤,形成空间交替的剂量分布,颠覆了 cEBRT 模式,在缓解症状、缩小肿瘤体积等方面表现出色,其独特的放射生物学机制是发挥作用的关键。

2. SFRT 的发展历程


2.1 千伏 X 射线 GRID 放疗


SFRT 起源于 1909 年 Alban K?hler 提出的 GRID 疗法,最初用于大体积肿瘤,采用千伏级 X 射线,用 GRID 遮挡部分皮肤和皮下组织,避免严重副作用。但它适应证严格,对患者身体条件要求高,随着兆伏 X 射线设备普及,因其剂量学局限性,逐渐被替代。

2.2 兆伏 X 射线 GRID 放疗


为克服 cEBRT 中正常组织耐受问题,实现对大体积(≥8cm)或难治性肿瘤的有效控制,兆伏 X 射线 GRID 放疗出现。它使用特定孔径和厚度的 Cerrobend GRID 准直器,让 X 射线以阵列模式照射肿瘤,但存在适应证窄、需定制准直器、部分患者因病情进展无法完成治疗等问题。

2.3 MLC 成形 GRID 放疗


Cerrobend GRID 准直器存在诸多缺点,如体积大、调节不灵活、成本高。Ha 等人研究用多叶准直器(MLC)替代的可行性,发现 MLC 成形 GRID 在最大剂量深度处的谷峰比与 Cerrobend GRID 准直器相近,但 MLC 放疗存在治疗时间长的问题。

2.4 晶格放疗(LRT)


LRT 的核心是在大体肿瘤体积(GTV)内创建多个高剂量区域(顶点),这些顶点间隔分布,形成高低剂量交替的分布,保护周围正常组织。“代谢引导” 的顶点定位方式有优势,能将顶点置于肿瘤的过渡缺氧区,诱导抗肿瘤因子释放,克服缺氧癌细胞的放射抗性。不过,LRT 在处方剂量、cEBRT 剂量等关键要素上缺乏统一共识。

2.5 基于布拉格峰的 SFRT


质子束和重离子束具有布拉格峰特性,在正常组织中出射剂量小、散射少,具备实施晶格 SFRT 的潜力。

2.6 微束、迷你束、SBRT-PATHY 和 ISPART


微束放疗使用约 25 微米宽的微尺度窄束,利用同步加速器产生的 X 射线进行 SFRT,治疗脑肿瘤优势明显,能在靶区产生高峰剂量杀死肿瘤细胞,同时保护正常组织,但依赖昂贵且技术复杂的同步加速器设施。迷你束放疗束宽 0.5 - 1mm,间隔 1 - 4mm,结合质子束优势显著,能降低神经毒性,目前正开展新的剂量学概念验证研究。SBRT-PATHY 是针对大体积不可切除肿瘤缺氧部分的放疗技术,利用放疗的非靶向效应增强疗效,目前处于研究阶段。ISPART 是在磁共振引导下的精确放疗技术,能减少对正常组织的损伤,保护肿瘤周围淋巴细胞区域,可与免疫疗法结合,在大体积肿瘤治疗中优势独特。

3. SFRT 的放射生物学机制


3.1 免疫调节


SFRT 可通过多种机制调节免疫反应。高剂量峰诱导肿瘤细胞死亡,释放肿瘤新抗原,激活抗原呈递细胞,进而激活 T 细胞抗肿瘤;低剂量谷能保留肿瘤微环境中的免疫细胞,促进抗原呈递细胞和细胞毒性 T 细胞浸润。此外,SFRT 还影响全身炎症和细胞因子分泌,可能触发远隔效应,诱导长期抗肿瘤免疫,但对其免疫调节作用还需深入研究。

3.2 旁效应和远隔效应


SFRT 能诱导旁效应和远隔效应。旁效应指未直接受照射的细胞出现放射生物学效应;远隔效应指局部照射肿瘤引发全身抗肿瘤免疫反应,使远处未治疗的转移瘤消退。高剂量辐射区域促使肿瘤细胞释放抗原和损伤相关分子模式,激活免疫细胞,引发旁效应,抑制周围未照射肿瘤细胞生长;同时,免疫反应通过血液循环作用于远处肿瘤,产生远隔效应,动物实验和临床研究均证实了这一点。

3.3 血管反应


SFRT 引发微血管变化、血管损伤和血管生成反应。高剂量区域诱导肿瘤内皮细胞死亡,破坏肿瘤微血管结构,影响肿瘤营养供应和代谢;还能影响血管生成相关因子表达,抑制肿瘤血管生成。这些变化改善肿瘤微环境,促进免疫细胞浸润和激活,增强免疫治疗效果。

4. SFRT 在肿瘤姑息治疗中的临床实践


多种 SFRT 方式在治疗大体积肿瘤方面疗效显著,能实现高症状缓解率、明显缩小肿瘤体积,还可产生旁效应和远隔效应,部分病例甚至达到病理完全缓解和长期生存。相关研究涵盖多种肿瘤,包括头颈部、肺部、乳腺、胸部、腹部、盆腔等部位肿瘤 。

5. 局限性


目前,SFRT 在肿瘤姑息治疗中存在一些局限性。它尚处于初步阶段,缺乏标准化的剂量参数体系,不同研究中相关参数差异大。技术实施复杂,需要先进设备和专业人员,限制了其在部分医疗机构的应用。临床研究样本量小,疾病类型和部位混杂,影响研究结果可靠性和对治疗效果及安全性的准确评估。此外,SFRT 诱导抗肿瘤免疫的潜力还不确定。

6. 结论


尽管存在局限性,SFRT 在治疗多种全身肿瘤的初步临床应用中表现出高症状缓解率、显著肿瘤体积缩小等优势,甚至出现病理完全缓解,且毒性良好,有望成为有效的姑息放疗技术。未来需开展大规模、多中心、精心设计的前瞻性临床试验,确定标准化剂量参数,优化治疗方案;明确免疫调节机制,探索与免疫疗法更有效的联合方式;创新技术,简化 SFRT 实施过程,提高其在更多医疗机构的可及性,使其在肿瘤姑息治疗中发挥更大作用。

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