■ 本报记者 陈宁
短短两分钟内,高达光速70%的碳离子束流,在肿瘤病灶中穿梭,“瞄准”狡猾的肿瘤细胞,精准破坏双螺旋结构,彻底终结细胞复制、再生的机会;激烈的过程中,肿瘤周边的正常组织,却能“毫发无伤”……
如此富于科幻色彩的场景,每天都在浙江省重离子医学中心内发生。6月12日,这台比肩世界医学最前沿的“国之重器”启用将满四个月,它建造于浙江省肿瘤医院内,目前已有百余名患者接受治疗,累计接到600余例患者咨询。
重离子在肿瘤治疗领域的应用被视作医学上的巨大突破。临床上,它精准击破肿瘤细胞,显示出比传统放疗更大的优势。“对浙江而言,它更像一道医学前沿与科技创新的‘束流’,击破肿瘤治疗、人才培养等方面的难点。”中国科学院院士、中国科学院杭州医学研究所所长、浙江省肿瘤医院院长谭蔚泓评价道。
近日,记者走访了院士、医疗专家、患者与技术研发团队,近距离感受重离子医学中心释放的巨大“能量场”。
神奇的“布拉格峰”
乍一看,眼前这座总建筑面积13693平方米的崭新大楼,与其他的医疗建筑并无差别。不久前,肿瘤患者张波(化名)进入重离子医学中心大厅时,放射物理科负责人刘吉平先请他抬起头。挑高的天花板上,布满了一些不规则的发光点。“这是在模拟重离子束流高速穿过肿瘤时的光点,医学上称为束斑。”刘吉平解释道。
每位接受重离子治疗的患者,都会接受这通俗易懂的一课。
张波被带到定位室,放疗师开始用一种黄色的塑料模型模拟出他的腹腔轮廓,并结合CT影像,用黑色的记号笔在黄色模型上标注肿瘤所在位置。
几天后,张波来到中心的治疗室。放疗师结合塑料模型对他进行体位固定后,来到隔壁一间控制室内,操作滑轨CT在三维影像方向上反复校准。约15分钟后,一切准备就绪,他们按下红色的按键。
大约2分钟后,治疗室的门就打开了,张波完成了整个疗程的第一次治疗。简单观察后,他在家人的陪同下,回到了院内的病房。近一个月内,他在这里接受了一个疗程、共12次的治疗。
临床数据显示,张波结束治疗时,肿瘤指标已成功降到正常范围,在他体内高速穿梭的碳离子束流,没有对其他脏器造成损伤。目前,他顺利出院,定期随访和监测相关指标。
实际上,这一整套行云流水的流程,仅仅是重离子治疗的“台上一分钟”。
看不见、摸不着的碳离子束流,有着极大的能量。“比起治疗的2分钟,反复校准和定位的过程是‘十年磨一剑’。” 刘吉平说,这不仅考验机器的精度,对放疗师的技术也提出了极高要求。高能量的重离子束流在高速穿越肿瘤的瞬间,紧紧“咬住”不规则的恶性肿瘤,精准绕开正常组织,校准的步骤可谓毫厘之间,误差一般不超过2毫米。
重离子治疗在临床得以应用,弥补了传统放化疗存在的不足。
在临床一线数十年的省肿瘤医院副院长、重离子医学中心主任朱骥感触颇深,传统放疗“杀敌一千,自损八百”的特性,令不少人谈癌色变。可直达病灶的传统放疗,其实难以彻底破坏肿瘤细胞的结构。数据显示,胰腺癌、黑色素瘤等癌种,对放疗射线并不敏感。
20世纪60年代应运而生的重离子治疗技术,利用重离子电离辐射生物学效应,对肿瘤细胞造成极大杀伤力。“传统放疗的伽马射线,只能打破双螺旋结构的单链,给肿瘤细胞留下了生机。”在一张细胞的双螺旋结构图前,刘吉平解释道,重离子束流则直接破坏了双螺旋结构。“把它打得粉碎,不留死角。”
重离子束流的巨大能量,源于一个独特的物理学特性。束流在进入人体组织的一刻起,初始阶段不会释放大量能量。研究表明,束流会在一定深度达到能量沉积的峰值,医学上称之为“布拉格峰”,随后能量下降至几乎为零。
“我们要做的,就是让这座‘高峰’与肿瘤病灶最大限度重合。”刘吉平说,击垮肿瘤细胞的同时,保护正常组织,是放射治疗的最大目标。
记者了解到,浙江省重离子医学中心已面向全国的患者,接收重离子治疗的相关咨询与诊治。在谭蔚泓看来,重离子治疗得以在临床上成功应用,造福肿瘤患者,离不开医学科学家在自己的“布拉格峰”上勇于攀登。
暗藏乾坤的“国之重器”
全国范围内,此前已有3座城市开展重离子治疗,分别为上海、甘肃兰州、甘肃武威。浙江是全国第三个拥有重离子设备的省份。这台自主研发和生产的“国之重器”,凝聚了几代人的智慧,更是暗藏乾坤。
重离子医学中心大楼的地下,一套碳离子治疗系统是整个中心的“心脏”。眼前,一个周长56米的圆环引人注目。
曾主持国产重离子设备研发的中国科学院院士詹文龙,对此颇为自豪。加速器,是重离子设备的关键一环,传统的设备运用的是动辄百余米长的直线加速器,需要一个巨大的空间,而回旋加速大幅节省了空间。“以前,重离子中心在哪里,医院就要造到哪里。浙江的这台设备,真正实现了设备造进医院里。”他告诉记者。
从直线加速到回旋加速,绝不是改变形状那么简单。圆环上,8块蓝色的大型铁块十分醒目。“这些每块重达20吨的二极磁铁,和若干四极磁铁一起,将重离子束流牢牢吸附、聚焦,避免了束流因为转弯造成浪费。”詹文龙说,这一巧妙的设计,让圆环达到了与直线一样的加速效果。
硬件上看,这套设备代表现有国产重离子设备的最高水准;软件上看,中心落地浙江更是水到渠成。
2019年,恰逢浙江以科技创新为引领,聚力打造生命健康科创高地,也恰逢中国科学院将首个医学领域的研究所落地浙江。省院合作的大背景下,中国科学院杭州医学所为重离子医学中心提供智力支撑……一系列紧凑的布局,足以窥见浙江探索医学前沿的潜力。
“可以说,浙江省重离子医学中心的使命,就是紧紧围绕‘四个面向’——坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。”谭蔚泓评价道。
1+1>2的牵手
长远来看,重离子医学中心不仅是一台治疗设备,更承担着医学研究的重任。曾在中国科学院近代物理研究所工作的詹文龙感触颇深:“多年来,我们不缺一流的团队,但苦于不懂临床,科研成果与临床应用之间总有一道沟。”
重离子医学中心,将着力填平这道沟。
一年多来,省肿瘤医院放射治疗科医生陈影变得更忙碌了。2024年,他作为首批人员赴日培训,中心启用后,又成为首批进驻的专家。“每天和这台全球最前沿的设备‘打交道’,我对疑难肿瘤问题的思考更具象了。”
不止于此,每天,陈影在临床应用中发现的难题,能够第一时间反馈给中心的“最强大脑”。
中心的治疗室旁,一个中央控制室日夜无休,10多名来自国科离子(杭州)医疗科技有限公司的技术人员把办公室搬进了医院。
公司运维部部长周利荣紧盯着屏幕上的数据,密切监测设备是否正常运作,同时他的大脑也在飞速运转。“从设备的使用过程中,获得优化的灵感,从临床一线得到用户反馈。”他说。
这家初创于2025年的公司,可以说是跟着重离子医学中心的脚步选址杭州的。在公司董事长石健看来,设备的优化离不开临床应用,临床应用更应与设备密切结合。目前,不少全国各地的软件开发、医学物理、电气专业的人才慕重离子之名而来。围绕重离子设备,公司进一步开展了超导磁铁、旋转机架等产品的研发,这些产品将在一两年内进入临床应用。
省肿瘤医院党委副书记、副院长,浙江省重离子医院院长张宏颇有信心:“重离子治疗系统是‘国之重器’,为浙江省肿瘤医院进一步跃迁发展提供了重要支撑,医院将加大推进实施高水平临床研究和临床试验,为研究型医院的发展提供坚强保障。”
“国之重器”,正在激活生命健康的强大“能量场”。詹文龙回忆起第一套重离子治癌示范装置刚研制出来时,硬件就已达到国际先进水平,但在治疗计划等方面仍有待提升。“如今,经过不断的努力,重离子治疗技术已跻身国际前列。”