MD安德森：根据LET制定的治疗计划能够优化质子治疗

质子治疗在临床应用中，一般认为其相对生物学效应（relative biological effectiveness，RBE）值为1.1。但RBE本身非常复杂，其数值受到许多因素的影响，尽管目前相关研究很多，但还没有获得广泛认可的RBE模型可以用于临床治疗计划制定。因此，质子的生物学不确定性仍然是无法充分发挥质子治疗潜力的主要原因之一。

影响RBE值的因素之一是线性能量传递（linear energy transfer，LET），LET越高，RBE相应也会增加。因此，或许可以通过调整LET值来调整RBE值。MD安德森癌症中心的科研人员对LET参数对适形调强质子治疗（IMPT）的直接影响进行了研究。他们研究的目标是：与传统治疗计划相比，增加靶体积LET值，同时减少重要组织的LET值。该研究结果于2017年12月19日发表在Physics in Medicine & Biology杂志上，点击“阅读原文”获取研究全文。

“当前，IMPT治疗计划的制定并不特别考虑LET变化对治疗的影响，但除了物理剂量外，LET值的变化是影响质子生物学效应的重要因素，”研究的第一作者、放射物理系Wenhua Cao博士表示，“常规优化的IMPT治疗计划可能会导致高LET质子束位于正常组织而不是靶体积内。可以通过使用LET优化治疗计划来解决这一问题。”

Cao和他的同事使用5位接受质子治疗的脑部肿瘤患者的病例进行了这项研究。这些患者至少有1个或更多的重要组织邻近或与靶体积重叠。他们为每位患者制定了2个IMPT治疗计划，一个计划使用传统剂量优化（dose-based optimization，DoseOpt），另外一个使用上文提出的LET优化（LET-incorporated optimization，LETOpt）。所有治疗计划的处方靶体积和照射野分布都与实际临床治疗相同，以获得与临床治疗相同的剂量分布。

DoseOpt和LETOpt治疗计划比较

研究人员为每一个治疗计划规定了关键的剂量和剂量平均LET参数（下文简称LET）：1%和99%大体靶体积（gross tumor volume，GTV）剂量和LET；脑干最大剂量和LET；超过脑干0.1cc部位的剂量和LET；视交叉最大和中位剂量和LET。

研究人员发现，DoseOpt和LETOpt治疗计划的剂量参数变化非常小，但LET参数则有很大区别。与DoseOpt计划相比，LETOpt计划的最大LET和脑干0.1cc部位LET平均减少了19.4%和23.7%；视神经最大和中位LET分别降低了21.1%和21.9%；1%和99%GTV LET则分别增加了27.2%和18.4%。

以其中一例胶质母细胞瘤病例为例，剂量分布和剂量体积直方图显示两个治疗计划中的照射剂量相同；LET分布和LET体积直方图之间的差异表明LETOpt治疗计划更好的保护了脑干和视交叉。研究人员指出GTV LET的增加没有危及器官LET降低显著。

另外一例室管膜瘤病例中，两个治疗计划的输送剂量依然相同，但DoseOpt治疗计划在低剂量区对脑干的保护比LETOpt差。LETOpt治疗计划正常组织和脑干的LET热点显著减少，且靶区高LET区比DoseOpt治疗计划大。针对这一病例，科研人员还对比了优先优化剂量和优先优化LET对最终治疗计划的影响。他们制定了两个治疗计划，计划1优先优化LET，计划2优先优化剂量。对于计划2，尽管LETOpt治疗计划低剂量区对脑干的保护并不理想，但高LET暴露显著减少；对于计划1，LETOpt计划和DoseOpt计划对脑干的保护情况相同，但高LET区减少情况无法与计划1相比。

治疗计划1和治疗计划2比较

尽管计划1和计划2的靶体积LET都有所增加，但计划2增加的幅度较少，因为计划2是优先优化剂量。研究人员建议在临床实践中，医生应该根据不同的实际需求（如优先考虑脑干剂量还是靶区剂量加强）选择采用计划1的模式还是计划2的模式。

研究结果表明LET优化IMPT能够提高靶区剂量平均LET，减少正常组织剂量平均LET，同时能获得令人满意的剂量分布。科研团队指出，在临床实践中应用这种方法不需要改变现有的治疗流程，并且能够立即为患者带来获益。

“在MD安德森我们目前只使用LET优化IMPT治疗了一例患者，未来我们计划治疗更多患者。”Cao表示，“我们正在制定相关准则，能够让LET优化成为IMPT的常规流程。我们相信LET优化IMPT能够为那些肿瘤邻近重要组织、面临高放射毒性风险的患者带来获益。”（质子中国 编译报道）

信息来源：medicalphysicsweb