放射治療技術發展及當前放療格局

最新 05-31

手術、放射治療（簡稱：放療）、化學治療（簡稱：化療）被稱作為現代癌症治療的三大核心手段。根據研究顯示，約70%的瘤患者需要接受不同程度的放射治療。建立在臨床放射腫瘤學、放射物理學及放射生物學基礎上的放療技術擁一百多年的歷史，隨著計算機和影像技術的飛速發展，現代放療技術也發生了翻天覆地的變化。

本文將介紹放療技術的發展情況及對目前放療市場進行簡要分析。

文/張璘

編/HLR

癌症，一個對現代人來說熟悉卻又不熟悉的詞。熟悉，人們在日常生活中越來越頻繁地聽到這個可怕的疾病名字。

據 WHO 統計數據顯示，2015 年全球範圍內新增癌症病例約 1410 萬，因癌症死亡人數為 880 萬，幾乎佔據全球死亡人數的六分之一，是目前全球第二大致死病因（Ref1）。根據美國 2018 年最新癌症報告來看，預計 2018 年約 173 萬的新增病例以及 60 萬人因癌症死亡（Ref2）。

由於人口老齡化，不良生活習慣，環境污染和傳統手段治療效果不理想等因素，我國已經成為癌症發病和死亡大國。根據中國 2018 年癌症中心最新公布全國癌症統計數據來看（因為國內數據統計有 3-4 年的滯後，2018 年公布的是 2015 年數據），全國惡性腫瘤預計新增發病例 429.2 萬例，癌症死亡人數約 281.4 萬例。中國平均每天超過 1 萬人被確診為癌症，每分鐘有 7 個人被確證為癌症（Ref3）。

然而到目前為止人類還沒有找到癌症發病的原因和掌握真正治癒癌症患者的方法，這也是人們對於癌症不熟悉的原因。目前我國癌症發病率前三名為肺癌、乳腺癌和胃癌；致死率前三名為肺癌、肝癌和胃癌。

癌症治療「三駕馬車」

手術、放療、化療被稱作為現代癌症治療的是三大核心手段。據 WHO 統計，目前全身惡性腫瘤的 5 年生存率已達到 55%，其中手術的貢獻率為 27%，放療的貢獻率為 22%，化療及其它治療手段的貢獻率為 6%（Ref4）。

作為惡性腫瘤治療中的主要手段之一，根據研究顯示，有 70％以上的腫瘤患者需用放療（包括綜合治療及單獨治療）（Ref5）。然而，根據不同國家的經濟水平及對癌症治療模式不同，接受放射性治療的患者比例卻相差甚遠，其中美國占 63%，中國則低於 20%（Ref6）。

這很大程度是受國家的放射治療設備及醫務人員數量有限的影響。

美國 AAPM（American Association of Physicists in Medicine）協會 2016 年 6 月份的報告，美國每百萬人口的放射治療設備為 15.6 台，放射腫瘤科醫生約有 7000 人（每百萬人口的醫生比例約 22.56），醫學物理師約 6000 人（每百萬人的物理師比例約 18.8人）。而中國每百萬人口的放射治療設備為 1.4 台，放射腫瘤科醫生約有 15000 人（每百萬人口的醫生比例約 11.5 人），醫學物理師約 3294 人（每百萬人口的物理師比例約 2.4 人）。

可以看出，從放射治療設備數量而言，中國只有美國的 1/10 左右。相關每百萬人口的醫務人員數量，也只有美國的 1/2~1/5。從以上數據看來，美國的放射治療市場已經進入成熟階段，而中國的放療市場仍然具有很大的發展潛力。

放療市場設備

目前放療市場的設備主要分為直線加速器（佔市場的 90%）和伽瑪刀（佔市場的 10%）。

直線加速器最早提供普通放療，通過較為規則形狀的鉛塊進行阻擋，由於無法很好根據腫瘤形狀進行適型，對於正常組織會有較大的傷害；隨後逐漸發展出三維適形放射治療（Three Dimensional Conformal Radiation Therapy，3D-CRT），通過多葉光柵（Multi-Leaf Collimator, MLC）在不同的方向形成不同形狀的射野，使得在每個照射方向，射線覆蓋的區域大致與腫瘤形狀一致，從而更好地保護了病灶周圍正常組織，但是因為每個入射角照射時是均勻劑量，可能會存在腫瘤區域由於劑量不夠而無法有效將腫瘤細胞殺死的情況。

為了進一步提高腫瘤區域所受劑量，進而發展出適形調強放療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT），在不同角度入射時，提供強度不均勻的射束，從而在形狀和劑量上都做到了「適型」，適形調強放療也是目前中國臨床較為常見的治療方式。

隨著計算機計算能力的提升，在適形調強放療的基礎上，放療技術發展到目前最先進的容積弧形調強治療（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT），通過持續的改變機架的旋轉速度，多葉光柵的位置和劑量分布，來調節各個照射角度的強度和照射形狀，從而更好保護正常組織，實現較大的劑量在腫瘤區域。

從直線加速器技術的演進來看，放療一直追求的理想狀態可以總結為」准、勻、高、低「四個字。

伽瑪刀的技術演進相對於加速器更簡單一些，在 50 年前，瑞典神經外科醫生 Leksell 發明了靜態頭部伽瑪刀，主要用於代替外科手術，從而減小手術帶來的併發症。適應症主要是顱腦內良、惡性腫瘤及神經性疾病、腦血管畸形等。在 90 年代，中國研製出獨特技術的旋轉式頭部伽瑪刀，旋轉式頭部伽瑪刀與靜態部伽瑪刀在中國市場上形成強有力競爭。

無論是直線加速器還是伽瑪刀，近年來有一個共同的發展趨勢，即影像引導放射治療技術（Image Guided Radiation Therapy，IGRT）。無論是治療前患者重複擺位的驗證，還是治療中患者位移的監控，都逐漸成為眾多放療設備製造商在未來布局的重點。

提供體部立體定向放射治療（Stereotactic Body Radiation Therapy，SBRT）的體部伽瑪刀雖然在 90 年代已經被研製出來，但是由於影像技術的缺失，導致體部伽瑪刀一直不被世界看好，隨著影像技術的逐漸發展體部伽瑪刀也逐漸地被大家所接受。越來越多的臨床證據證明低分次高劑量的臨床效果，預計未來 10 年裡，顱內立體定向放射外科（Stereostatic Radiosurgery，SRS）治療量將增長 93％，體部立體定向放射治療的治療量將增長 144％（Ref7）。

放療市場的「三分天下」

目前在全球放療市場上，有瓦里安（Varian）（Ref8），醫科達（Elekta AB)（Ref9），安科銳 (Accuray)（Ref10）等國際著名放療設備製造商和軟體供應商，主要提供加速器產品及其相應的軟體，如治療計劃系統（Treatment Planning System，TPS）和腫瘤學信息系統（Oncology Information System，OIS）等。

瓦里安醫療系統公司（Varian Medical Systems）創立於 1948 年，是第一家入駐美國加州矽谷的高科技公司。在中國高端放射治療設備中佔據 60% 左右的市場，擁有全線的直線加速器產品。在推出質子加速器 Probeam後，瓦里安於 2017 年推出癌症治療裝置 Halcyon 系統，簡化和增強了影像引導的容積調放射治療（Image-Guided Volumetric Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）,使得臨床工作流得到進一步優化，為市場提供了一款能夠實施容積弧形調強治療的利器。

瑞典醫科達公司（Elekta AB）創立於 1972 年，總部設在瑞典斯德哥爾摩。以頭部伽瑪刀起家，在收購飛利浦放療事業部和北京醫療器械研究後所逐漸發展成為同時擁有直線加速器和伽瑪刀的國際知名廠家。目前醫科達加速器在中國市場佔據了約 20%。在過去幾年中，醫科達將較大的研發精力投入到核磁引導加速器的研發中，該設備在臨床上引起了較大的反響。但目前這款設備還未拿到在中國上市的批准，實際的市場前景仍待證實。

安科銳（Accuray）作為產品最具有特殊性的公司，創立於 1990 年，擁有放療市場上的「特種兵「，目前擁有 Cyberknife，Tomotherapy 和 Radixact。

Cyberknife 是一款機器人與加速器共同作用的產品，開始進入市場時主要用於顱內疾病的治療，與頭部伽瑪刀相似，後面通過一段時間的臨床積累驗證，逐漸將治療範圍拓展到體部，為身體各處的腫瘤和病變（包括前列腺，肺，腦，脊柱，肝臟，胰腺和腎臟）提供高度精確（亞毫米）的非手術治療。同時，它是目前市場上唯一能夠提供實時腫瘤跟蹤和運動管理系統的產品，為最近臨床上越來越受關注的體部立體定向放射治療技術（SBRT）提供有效的實施基礎。

Tomotherapy 將集成的 CT 成像與卓越的治療準確性相結合，通過獨創的 CT 旋轉方式提供螺旋斷層放射治療，採用光束成形技術精確定位腫瘤，同時最大限度地減少對周圍健康組織的影響，對於全身性惡性腫瘤（如：白血病）的治療提供有力的基礎。

隨著國內市場對於放療設備需求的增加，國內已經出現了一些放療產業相關的創業項目，但數量並不是非常多，且大多數項目也處於早期的融資項目階段。這與放療行業具有較高技術壁壘，人才壁壘等限制因素有非常大的關係。但隨著國內外資本市場對放療行業越來越多的關注，整個放療產業的發展一定會以更快的速度進行發展。

參考資料：

1.http://www.who.int/features/factfiles/cancer/zh/

2.Siegel R L, Miller K D, Jemal A. Cancer statistics, 2018[J]. Ca A Cancer Journal for Clinicians, 2018, 68(1):5-29.

3.Cancer incidence and mortality in China, 2014. Chin J Cancer Res 2018;30(1)

4.http://baijiahao.baidu.com/s?id=1598520101143454048&wfr=spider&for=pc

5.http://www.dxy.cn/bbs/thread/627512#627512

6.https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20160325/content-1001570.html

7.https://www.varian.com/zh-hans/oncology/products/treatment-delivery/edge-radiosurgery-system

8. https://www.varian.com/zh-hans/about-varian

9. https://www.elekta.com/company/