质子扩展布拉格峰FLASH治疗

FLASH放疗是指应用极高剂量率(约≥50 Gy/s)照射的放疗方式。质子FLASH治疗能够降低正常组织损伤的同时保持其对肿瘤的杀伤力，质子治疗相较于光子或电子放疗能够提供更优异的空间剂量分布，如果将上述两个特性结合起来，既能够发挥质子治疗的空间剂量优势，又能够发挥FLASH技术独特的时间效应优势。目前，质子FLASH治疗的临床试验已成功开展。

目前，大多数质子FLASH研究采用质子束流入口平坦区进行照射，宾夕法尼亚大学的研究人员正在研究使用扩展布拉格峰(spread-out Bragg peak, SOBP)进行质子FLASH治疗。

来自宾夕法尼亚大学的Michele Kim解释说：“本研究的目的是观察在SOBP中，是否有FLASH正常组织的保护作用，类似于在穿透式研究中观察到的。”详情请见质子中国往期报道《穿透式FLASH质子治疗的注意事项(一)：原理、优势、危及器官保护效应》《穿透式FLASH质子治疗的注意事项(二)：FLASH保护因子、照射模式、避免RBE和LET的不确定性以及剂量验证》。

为了产生具有FLASH剂量率的SOBP，Michele Kim研究团队3D打印了一个定制的带有小三角峰的脊状滤波器，并将其放置在Roberts质子治疗中心研究束流中的第一和第二散射体之间。当质子束穿过滤波器中不同厚度的材料时，就会产生SOBP。该研究团队使用此种装置照射小鼠，对束流进行修饰，以确保动物的整个腹部位于2.5厘米的SOBP内。

图：使用3D打印的脊形滤波器产生SOBP。深度-剂量曲线显示了研究束流的原始布拉格峰和使用脊形滤波器产生的SOBP。

研究人员将小鼠随机分配，接受15 Gy的照射，随机采用以下四种治疗方案中的一种：使用SOBP的FLASH照射、使用平坦区的FLASH照射、使用SOBP的标准剂量率照射、使用平坦区的标准剂量率照射。研究人员测量的FLASH束流剂量率约为108 Gy/s，常规质子治疗的剂量率为0.82 Gy/s。治疗后，研究人员通过量化动物肠隐窝增殖的数量来评估辐射损伤。

Michele Kim说：“使用SOBP照射的小鼠表现出与穿透式照射的小鼠相似的FLASH正常组织的保护作用。此外，与标准剂量率照射的小鼠相比，使用SOBP和平坦区FLASH照射的小鼠每个隐窝增殖细胞数量显著增加，这巩固了之前所观察到的正常组织保护的研究结果。”

接下来，研究人员计划研究基于SOBP的质子FLASH治疗的肿瘤控制能力。Michele Kim指出，目前的研究涉及对整个腹部的照射，未来他们将在小鼠上进行适形SOBP FLASH治疗。(质子中国 编译报道)