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美国医学物理师协会AAPM发布TG-256号《质子束相对生物学效应报告》

2019年03月21日 作者:质子中国

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日前,美国医学物理师协会(AAPM)发布了《质子束相对生物学效应报告》(2019) (AAPM TG-256)。报告概述了相对生物学效应(RBE)的基本概念,总结并比较了质子RBE的生物物理学模型,回顾了质子RBE的实验室研究数据,讨论了是否应在临床中使用固定的质子RBE值,评估了改变当前RBE相关临床实践可能产生的影响,并针对未来RBE相关研究提出了建议。原文发表于2019年3月的《Medical Physics》杂志上。


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该报告旨在通过以下几方面指导当前的临床实践:

1. 讨论是否需要修改或保留当前临床中应用的固定RBE值(1.1);

2. 阐明需要应用可变RBE的肿瘤部位及治疗策略,以获得更大的临床获益;

3. 评估输送基于治疗计划系统中可变RBE和/或线性能量传递(LET)模型的生物加权质子剂量(biologically weighted proton dose)的可能临床结局;

4. 为进一步理解体外实验、体内实验及临床中RBE间的关系以及研发新的模型,推荐需要开展的实验及研究。针对特定肿瘤类型及关键结构提出建议,以尽量减小由质子RBE不确定性所致的影响。


报告指出,鉴于尚无标准化的实验技术并且关于离子束剂量学技术的参考资料非常有限,由体外及体内研究得到的对RBE不确定性的估算显得尤为重要。我们仍需要开展更多的临床前实验及回顾性临床研究,以明确关键分子及细胞学实验中的离子RBE是否能够预测临床实践中的RBE,尤其要考虑到患者的放射敏感性各不相同。此外,开展针对放疗联合化疗及免疫治疗对离子RBE影响的临床前研究也同样必要。标准化绝对剂量学、微剂量学(microdosimetry)以及蒙特卡罗模拟,包括次级离子效应,对于实验性研究数据的分析与解读至关重要;对于建立生物学应答与物理学参数的相关性以及研发RBE预测模型,这些方法同样重要。


临床前及临床研究可用于阐述质子RBE对剂量——体积的影响,并针对传统及大分割质子治疗开发并验证生物物理学模型。我们需要开展临床研究以明确危及器官(OAR)内的质子RBE差异是否与治疗副作用相关。由于患者的放射敏感性各不相同,因此临床研究还应涵盖动物模型,以减小患者因素对临床RBE测定的影响。此外,尽管尚无临床证据,仍可通过最小化关键结构中的剂量平均LET(dose-averaged LET, LETd)分布,充分利用质子束的独特生物学特征,提高质子调强治疗(IMPT)的治疗比(therapeutic ratio)。


报告基于对当前临床实践的系统评估,推荐:

1. 在大多临床实践中可继续应用固定的质子RBE值,但在某些特殊情况下应改变当前的临床实践;

2. 对于RBE剂量重建以及开展RBE与临床效果相关性的前瞻性及回顾性研究,获取临床数据至关重要;

3. 为了获得更大的临床获益,需要阐明能够安全应用可变RBE的肿瘤部位及治疗策略;

4. 质子治疗领域需要评估输送基于LETd和/或RBE的生物加权质子剂量的可能临床结局,并且评估在治疗计划系统中应用可变RBE及剂量加权(dose-weighted) LETd模型可能导致的临床危害及获益。

5. 为了进一步加深对体外、体内及临床RBE关系的理解,并尽量减小质子RBE不确定性对特定肿瘤类型及关键结构的影响,我们需要开展更多的实验。由于当前的临床实践包含多种治疗方式,因此,我们同时需要开展放疗——药物联合治疗的实验。(质子中国 编译报道)


参考文献

Paganetti H, Blakely E, Carabe-Fernandez A, et al. Report of the AAPM TG-256 on the relative biological effectiveness of proton beams in radiation therapy. Med Phys. 2019;46(3):e53-e78.

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关键词

美国医学物理师协会AAPM 《质子束相对生物学效应报告》 肿瘤 放射

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