重离子治癌：国之重器点亮生命之光
“杨主任，我现在能正常饮食，下地行走也没问题，身体感觉很好，感谢你们。今日，我总算能够安心出院了。”在甘肃省武威重离子中心，69岁的黄大爷正在向副主任医师杨乾滋描绘自己的状况。
黄大爷患有晚期肺癌，因肺部肿瘤太大，且紧贴胃肠，手术无法切除。2023年9月28日，通过微创手术置入隔离器（纱垫）分隔肿瘤和胃肠，再给予一次大剂量重离子医治，他成功得到救治。
当高速离子在物体中跋涉中止时开释能量的布拉格峰被发现以来，人类一直在探求使用质子和重离子医治癌症的或许性。从1946年美国物理学家罗伯特·威尔逊初次提出用质子束医治肿瘤的想象，到1994年日本千叶建成世界上榜首个重离子治癌中心，一系列发展引发全球高度重视。
在这一范畴，我国毫不逊色，自主研制的重离子治癌设备已落户多个城市。这一国之重器不只展现了我国在重离子治癌范畴的抢先实力，更代表着癌症医治技能的巨大腾跃。重离子以其一起的优势，在癌症放射医治范畴别出心裁，被誉为当今最先进、最科学、最有用的疗法之一。
从零开端，研制设备
1988年，我国科学院近代物理研讨所（以下简称近代物理所）建成了我国榜首台大型重离子研讨设备——兰州重离子加速器（HIRFL），不只为我国中能重离子物理根底研讨供给了重要的试验条件，并且标志着我国回旋加速器技能进入世界先进队伍。1991年，兰州重离子加速器国家试验室建立。1992年，该设备取得国家科技进步奖一等奖。
正是使用该设备供给的多种不同品种和不同能量的重离子束流，科研人员完成了许多科学试验，取得了以新核素组成和研讨为代表的具有世界先进水平的重要作用，也为接下来的重离子治癌奠定了根底。
1993年11月的一天，北风吼叫，但在近代物理所会议室内，气氛却反常炽热，因为一场关于重离子大科学设备未来怎么使用的研讨会正在这儿举办。针对怎么使用大科学设备并激宣布它最大价值的问题，每位与会人员都提出了不同的观点。
此时，时任重离子束使用二室主任卫增泉站上了讲台。他的陈述标题是《生命科学研讨》，其间具体论述了他关于展开重离子治癌研讨的想象。
卫增泉的讲话犹如星星之火，瞬间点着了在场科研人员的热心。他们怀揣着开掘重离子生物学效应巨大潜力的愿望，纷繁提出了展开相关根底研讨的构思。
作为卫增泉的学生，近代物理所生物医学中心主任李强依然记住这项研讨开端带来的含义。“咱们之所以决计研制重离子治癌设备，是因为重离子在加速器的赋能下，就好像精准的手术刀，能够直击病灶，开释出巨大能量，将癌细胞一举消灭。”
重离子治癌设备不只能有用防止癌细胞残留和复发，并且对正常安排的毒副作用较小，能减轻放疗给患者带来的苦楚。因而，重离子治癌被称为世界前沿的放疗技能。
但是，应战与机会并存。因为相关世界标准缺失、国内研讨根底薄弱，近代物理所的科研人员面临着从零开端、追逐世界研讨脚步并完成国产化的艰巨使命。
“那时候，咱们尽管知道重离子治癌的巨大潜力，但作为一家科研单位研制大型医疗器械仍是头一遭。”近代物理所原所长、医用重离子加速器产业化项目负责人肖国青回想道。即使困难重重，但为了完成国产技能零的打破，全部科研人员都憋着一股劲儿，誓要啃下这块“硬骨头”。
1995年6月，重离子治癌技能研讨项目“核医学和放射医治中先进技能的根底研讨”当选国家攀爬计划B，得到了国家和当地的支撑与协作。相关部分为研讨供给了各种人体肿瘤标本，使近代物理所能够制作装备顶级仪器设备的试验室，全面展开放射生物学、医学物理试验研讨以及动物试验。
在前期探求中，一个中心问题是怎么依据肿瘤深度与巨细准确匹配所需求的能量。这就像一场精准的导弹冲击，既要保证能量深化肿瘤，又要防止损伤健康安排。
卫增泉带领科研团队首要探求了不同的肿瘤深度所需求的不同离子束能量。一起，为了处理离子束照耀形状须等同于肿瘤形状的问题，他们调整光阑、调制束流，创造出契合肿瘤形状的立体剂量球。由此，人为操控重离子束能量和束流形状的办法诞生了。
模仿重离子辐照肿瘤形状的立体剂量球。近代物理所供图
经费受限让科研人员只能制作一个用于动物试验的部分屏蔽小室，满意根本试验需求。
“在许多重离子中，哪种试验作用最好，是碳离子、氮离子仍是氩离子？”卫增泉团队挑选动物肿瘤细胞作为试验方针，并在兰州大学生物系的支撑和协作下，通过屡次试验、屡次总结、逐渐改善，终究发现在全部重离子中碳离子作用最好。
此时的成功让卫增泉非常激动。这意味着，他在1993年提出的想象总算变为实际，一起也让团队决心倍增。
随后一系列令人振奋的试验效果证明，重离子医治对人体肿瘤细胞相同有用。这些根底研讨为重离子治癌临床研讨积累了名贵的根底数据，为后续医治技能的研制奠定了坚实根底。
打破瓶颈，霸占难题
2006年3月1日，我国榜首个浅层肿瘤重离子医治设备通过专家组的判定检验。这意味着具有了浅层肿瘤重离子医治临床试验的条件。
同年11月，研讨团队初次使用重离子医治技能对4例癌症患者进行了前期临床试验。临床试验的顺利展开，使我国成为世界上第四个成功展开重离子临床医治的国家。
随后一年里，研讨团队与医院严密协作，使用碳离子束对第二批9例患者和第三批14例患者进行了肿瘤医治。这27例患者触及12种不同癌症类型，均取得明显效果。大多数患者的肿瘤彻底消失，其他患者的肿瘤有了不同程度的缩小。
更令人欢喜的是，在整个医治过程中，全部患者未出现任何部分或全身的不良反应。这一作用充沛展现了碳离子放射医治在多种癌症医治中的巨大潜力和安全性。2006年至2009年，近代物理所共进行了103例体表肿瘤前期临床试验研讨。
医学物理师使用水箱验证重离子射线能量。袁海博/摄
2007年1月24日，为推进重离子治癌的研讨与使用，我国科学院兰州分院、近代物理所，相关政府部分、医疗单位，以及国内放疗专家、加速器技能和核物理专家齐聚一堂，一起组建了重离子治癌和谐小组。
一起，近代物理所挂牌建立了“甘肃省重离子束医治肿瘤临床研讨基地”，重离子治癌技能研讨与使用翻开新的篇章。
2008年7月，兰州重离子加速器冷却贮存环通过国家检验。得益于我国科学院布置的重大项目，近代物理所完成了深层医治试验终端制作，并完成了要害技能的重大打破。
2009年，科研人员决议使用新建的兰州重离子加速器冷却贮存环供给的高能碳离子，展开深部肿瘤前期临床试验研讨。
“2009年至2013年，一共有110例深部肿瘤患者入组，勇敢地参加了前期临床试验研讨。与此一起，咱们也紧锣密鼓地进行产业化作业，致力于研制一台真实含义上的医用重离子加速器大型医疗器械。”肖国青说。
初遇波折，落地甘肃
2009年3月，近代物理所所长办公室，肖国青心里有些着急。他紧盯着墙上的一幅地图，指着地图上画圈的当地说：“好几年了，现在重离子治癌中心仍未能落地，全部计划都还处于坐而论道的阶段。”
技能上的决心怎么变成实际中的医治中心呢？肖国青想得很清楚：“近代物理所仅仅一家研讨单位，不或许自己出资制作一个治癌中心，这种事仍是要交给企业来做。”
所以，各地雷厉风行。厦门、广州、福州等城市不断与近代物理所触摸，争建国内首家重离子治癌中心。
“咱们的研制基地、加工基地、人才基地都在兰州，从感情上讲，咱们更期望这家中心能落户甘肃。”肖国青理解，眼下最重要的事仍是将重离子治癌设备商场转化落到实处。不过，一台专用设备造价不菲，有些城市因而打起了退堂鼓。
更何况，科研设备与临床使用的大型医疗器械之间存在距离，不只需求技能打破及资金与人才两层保证，更需求医疗体系的充沛信赖。
“大型医疗设备不只需求得到国家卫生健康主管部分的装备答应，还需求考量医院资质等多方面要素。一起，这些设备有必要取得国家药品监督管理部分的医疗器械注册证，才干正式投入临床医治。为了取得这些认可，咱们只能不断探求，走出归于自己的一条路。”李强说。
重离子医治设备批阅要求极为严厉，再加上此前并无平等体量的国产医疗器械报批先例，使得从样机调试、设备检测到临床试验、批阅注册，每一步都如履薄冰，稍有不小心就或许功败垂成。
根据多方面原因，没有找到一线城市的大医院做“榜首个吃螃蟹的人”。团队成员眼看消耗十几年汗水的研讨作用无法落地，那种丢失和苍茫简直让人窒息。每个人都在心里默默地问自己：做这件事到底有没有含义？
为了让首台国产医用重离子加速器成功落地，研讨团队决议转化思路。
2012年5月2日，出资16亿元的重离子肿瘤医治中心总算在甘肃省武威市荣华生化工业园区开工制作。这标志着恶性肿瘤医治中心正式落户甘肃武威，重离子治癌技能研制也从根底研讨向民生使用迈出了实质性的一步。
困难起步，初具雏形
武威坐落甘肃省中部，地处河西走廊东端。它是丝绸之路经济带甘肃段的重要节点城市，也是国家前史文化名城。
但是，2012年武威重离子中心刚开端制作时，还仅仅一座孤零零矗立在荒漠中的大楼。除了黄沙，四周便是无尽的原野。
在武威城东、腾格里沙漠南缘这片穷山恶水，制作者们面临着环境恶劣、经费紧张、团队力气薄弱等许多应战。但是，坚韧的他们却像钉子相同，深深扎进这片荒芜的土地，用意志和才智克服了一个又一个困难。
他们自创了“三级衰变凉水塔回用”技能，成功完成了放射性污水零排放，处理了次生沙漠地带接地电阻严峻超支问题，还妥善处理了风沙大、洁净度超支的难题。
关于近代物理所副所长杨建成来说，那段日子铭肌镂骨。“开端的作业环境反常艰苦，咱们只能挤在泡沫板上牵强歇息。”
设备调试重离子治癌设备的团队里有几十位科研人员。调试初期，发展不尽善尽美，而设备精度要求很高，每个细节都检测着他们的耐性和才智。
以磁场精度为例，磁铁参数要到达万分之二的均匀度，而其时研讨团队只能到达万分之三。离子在加速器中一秒大约跑300万圈，假如精度不契合要求，离子束每一圈都会跑偏，在300万圈之后，离子束就不能击中靶心。
科研人员重复对部件进行调整，通过长达半年的尽力，总算合格。团队成员全部的疲乏和折磨在那一刻都云消雾散。平常并不喜爱摄影的杨建成，当即用相片记载下了这个前史性的打破瞬间。
我国榜首台具有自主知识产权的医用重离子加速器设备正式诞生，科技力气在这片荒芜的土地上生根发芽。
医用重离子加速器-同步加速器。袁海博/摄
布局全国，走向商场
2018年11月6日，医疗团队负责人轻轻按下按钮，首台国产医用重离子加速器设备正式开端医治榜首例患者。
“咱们避开了国外设备的技能专利，规划了一套一起的回旋加速器与同步加速器组合结构。这种结构将整个加速器的周长缩短至56米，而同一级其他欧洲医用加速器周长达75米，日本加速器的周长也有62米。”杨建成告知记者，细节决议胜败，在大型医疗器械制作中更是如此。
2015年12月底，武威重离子医疗设备建成出束。这台设备超越95%的零部件都是国产的，不只功能、质量与进口设备平起平坐，并且价格仅为进口设备的1/3，还省去了每年昂扬的维护费用。
2019年9月29日，我国首台具有彻底自主知识产权的国产医用重离子加速器设备“碳离子医治体系”正式获批并投入运营。到2024年2月24日，武威重离子医治设备已医治患者1133例，作用明显。数据显现，46例临床试验受试者的3年部分操控率到达84%。
与进口设备比较，国产重离子医治设备不只技能先进、维护费用低、性价比高，还能供给继续的技能晋级服务。当下，自主立异的重要性日益凸显。“团队不只要做出医用重离子加速器，还要做得更好，走在世界前列。”李强说。
医用重离子加速器研制及产业化团队。袁海博/摄
现在，医用重离子加速器正在多地如火如荼地制作。福建莆田的项目设备整机调试已到达规划方针，正准备进行设备注册检测；湖北武汉的项目设备主设备已设备结束，行将开端调试；浙江杭州的项目设备主设备也现已进场设备。
重离子医治对许多实体肿瘤都有明显效果，尤其是那些不宜手术、对惯例射线不灵敏或医治后复发的肿瘤。跟着技能的不断进步和研讨的深化，其适应症规模将进一步扩展。
现有的设备数量已远远不能满意我国巨大的癌症患者集体的需求。因而，医用重离子加速器的未来发展方向是小型化、低成本。
杨建成泄漏，他们正在研制的第二代医用重离子加速器占地面积、耗电量都将大幅削减，价格也会愈加廉价。他们的方针是，第二代产品的占地面积仅为榜首代的1/3，耗电量削减到1/4，并融入20多项国产要害专利技能。
“下一步，咱们或许选用超导计划，将医用重离子加速器缩小到一个几百平方米的房间内。”肖国青等待，未来有更多医院装备重离子加速器，完成设备造价和患者医治费用“双低”。
李强则有更远的愿望：“期望我国能成为继日本、德国之后第三个重离子医治技能研制中心，并在这个范畴拟定更多世界标准。”
展望未来，他们期望继续攻关重离子医治中心技能，在世界癌症放射医治范畴扎牢根基、行稳致远。
相关文章
浙江首台“治癌利器”重离子医治费用发布，封顶19.8万元！第一批医治者这么说……
浙江大健康点击蓝字 重视咱们重离子医治费用是多少？医治效果怎样？能完成肿瘤完全治愈吗？被称为“治癌利器”的重离子自本年2月正式投用以来，这些问题一向备受重视。4月22日，浙江省重离子放射医治费用正式发...