王友明專欄》什麼是質子治療?醫揭「抗癌原理」竟與原子彈有關

王友明專欄》什麼是質子治療?醫揭「抗癌原理」竟與原子彈有關

2022/7/14
21世紀開始,在報章媒體與新聞當中,大家一定有印象曾經聽過這些彷彿熟悉卻又陌生的名詞,諸如:細胞治療、免疫治療、標靶治療以及質子治療等。這些名詞,都是近代醫學的幾項重大突破,目前也都被應用在癌症治療的領域當中。

癌症治療3大類:手術、藥物與放射治療

若要將現代的癌症治療分類,可以分為3部分:

  • 手術治療:將腫瘤以外科開刀的方式切除。
  • 藥物治療:利用藥物來消滅腫瘤細胞,常見的有傳統的化學治療,或者近年來較新的標靶治療和免疫治療等。
  • 放射治療:以高能量放射線來破壞腫瘤細胞,包含了伽馬射線、X光以及各式不同的粒子,例如:電子、中子以及質子等。

而要解釋這篇文章的主角「質子治療」前,我們得先對「質子」做個認識。

還記得國中的理化課所學到物質組成嗎?最基本的就是的原子,原子細部構造可再分為:周圍帶負電的電子和中間帶有質量的原子核。而質子,就是原子核當中帶有正電的那個小粒子,它帶有質量,也帶有電荷。「質子治療」就是將這個小小的帶電粒子,透過複雜而精準的調控,打擊腫瘤細胞以達到治療目的。

在人類歷史上,第一次提出應用質子做為腫瘤治療工具的,其實並不是醫師,而是美國高能物理學家——羅伯・威爾森(Robert Wilson)。他在1946年,任職於哈佛大學時,首先在科學文獻中發表了這個概念。

這位物理學大師,曾經參與過「曼哈頓原子彈計劃」,同時也是著名「費米實驗室」(編按:美國最重要的物理研究機構之一,擁有世界上第二高能量粒子加速器)首任負責人。讓人很難想像的是,原來質子治療的應用與原子彈的發明,竟有著這麼深的關聯!這也讓筆者不禁感嘆,科學的發展如果都能用來改善生活與疾病,而不是自相殘害,會是一件多美的事!

有讀者可能會好奇,多數腫瘤生長在身體的內部,從外表幾乎看不出來。而我們的皮膚,就連水和空氣都透不過去,如此小顆的質子,又是怎麼進入體內破壞腫瘤呢?

透過高強度電磁場加速器,將質子穿透人體

實際上,質子根本無法單獨出現在我們生活的環境當中。臨床上使用的質子治療,必須將質子透過高強度電磁場的迴旋加速器,一面旋轉一面加速,將能量到達光速的60%之後釋放出來,靠著這樣的速度所帶有的高能量,進而穿透人體、擊中腫瘤。在擊中腫瘤的時候,將能量傳遞至細胞內破壞DNA,而使腫瘤細胞失去分裂、複製的能力,逐漸壞死消失。

這個用看不到的小粒子來打倒癌症的過程,就好像聖經故事中的小大衛與歌利亞一般,小大衛用繩子綁著小石頭來旋轉加速,直至轉至適合速度時,投擲出去擊倒大巨人。

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瞭解了這些之後,相信各位讀者一定會好奇:那進入人體的小質子,又要怎麼精準擊中腫瘤?質子治療跟傳統放射治療有什麼不一樣呢?筆者會在一系列的文章當中,繼續與您分享這個21世紀癌症治療的新福音——質子治療。

高雄長庚醫院放射腫瘤部及質子暨放射治療中心主任

高雄長庚醫院放射腫瘤部及質子暨放射治療中心主任,同時也是台灣放射腫瘤學會理事。熱愛物理、吉他、排球與旅遊,因著家人生病和信仰的帶領,走上用高能放射線來治療腫瘤的醫者之路。行醫當中,又因著看見治療的新曙光,投入了10年以上的時間準備,終於在2018年,開始見證「質子治療」這全新的一頁。

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