质子束的有限范围可以给予肿瘤具有高剂量的适形照射，同时使非靶区正常组织的照射最小化。因此，质子疗法被认为是治疗儿童癌症，特别是那些影响正在发育的中枢神经系统的癌症的首选放疗技术。
罗伯茨质子治疗中心的质子治疗室
脑瘤是儿童中第二常见的癌症。近几十年来，患儿存活率有所提高，并且目前75%被诊断患有脑瘤的儿童可以在五年后存活下来。除了手术和化疗，放疗在治疗儿童脑肿瘤方面发挥着重要作用。为了更好地保护儿童的认知能力和保证治疗后的生活质量，就需要保护他们正在发育中的大脑免受任何不必要的辐射。
质子束的有限范围可以给予肿瘤具有高剂量的适形照射，同时使非靶区正常组织的照射最小化。因此，质子疗法被认为是治疗儿童癌症，特别是那些影响正在发育的中枢神经系统的癌症的首选放疗技术。
近期，研究人员进行的研究和发表的论文也提供了证据来支持这一点。
保护认知功能
因为多数脑部肿瘤位于与记忆和思维相关的大脑亚结构附近，所以接受脑肿瘤放疗的儿童可能会有认知损伤的风险，而减少对诸如颞叶等结构的照射可以帮助将这种副作用降到最低。最近研究表明，笔形束扫描(PBS)质子疗法可以向颞叶和海马体提供最低剂量的照射，这为保护孩子们的认知功能提供了最好的希望。
来自于AarhusUniversityHospital的研究人员使用了10名患有脑瘤的儿童颅咽管瘤的数据。他们为每个孩子设计了三种放疗方案，分别是避开颞叶的调制电弧疗法(VMAT)，双散射质子疗法(DSPT)，以及PBS笔形束质子疗法。在每个病例中，这三种疗法均经过了优化，可以向临床靶区输出相同的剂量。
VMAT,DSPT和PBS的剂量分布(从左至右)，靶区(绿色)以及颞叶和亚结构的轮廓
先前的研究表明，对于大脑特定区域（包括颞叶和海马体）的照射，会影响儿童的认知结果，尤其是记忆功能，因此此次研究使用了现有数据选出了30个与认知相关的独特的大脑亚结构来进行分析。
首先，研究人员使用CT和MRI扫描来精确描绘每个病例大脑的结构。然后，针对每个孩子来比较三种治疗方案，看看哪种能更好地让这30个亚结构免于接受照射，并将每个结构的剂量进行了分类，分别为低(V10Gy、V20Gy)、中(V30Gy、V40Gy)和高(V50Gy)。
结果是，与DSPT和VMAT计划相比，PBS对颞叶结构的剂量更低。例如，在DSPT计划中，有41%的左海马区受到了低剂量的照射，但在PBS计划中则没有。而且与DSPT相比，PBS计划中对左杏仁核的中剂量从43%降低至24%。
利用现有的辐射对这些大脑区域影响的数据和模型，研究人员预测，质子疗法，特别是PBS疗法，将减少放疗对于儿童记忆功能的损害。
改善生存质量
另一项研究主要针对新诊断为髓母细胞瘤的儿童，这是一种位于颅底的癌症。患有这种疾病的年龄较大的儿童通常会接受覆盖整个大脑和脊柱的照射。然而，这种方法对四岁或四岁以下儿童的大脑发育可能会有很高的毒性，因此这些儿童通常会接受高强度化疗。而不幸的是，这些儿童经常复发，而复发的风险最高的主要位置是后颅窝。
研究人员评估了14位年龄在5岁及以下的患者，在手术和化疗后，他们仅在瘤床位置接受质子治疗。其中有4例在治疗后复发：3例位于后颅窝外中枢神经系统内，1例位于全切除后的瘤床内。就所有患者而言，5年总生存率为84%(48-96%)，无复发生存率为70%(38-88%)。之后对于9名儿童进行的跟踪发现，他们的兰斯基评分没有显著变化。
虽然这项研究只对一小部分患者进行了调查，但结果显示，和之前只接受了高强度化疗而没有接受放疗的儿童患者30-60%的历史存活率相比，目前的治疗效果有了很大的提高。研究人员建议，这种方法应进一步应用于研究儿童髓母细胞瘤。
降低脑干损伤的风险
在第三项研究中，研究小组评估了名中枢神经系统肿瘤患儿用笔形束扫描(PBS)质子治疗后脑干坏死的发生率。治疗过程中脑干中位最大剂量为55.4Gy(RBE)。在四名先前接受过照射的患儿中，脑干累积中位最大剂量为98.0Gy(RBE)。
研究人员发现，接受PBS治疗的患者脑干毒性明显低于接受双分散质子治疗等较老技术治疗的患者。一名曾接受每日两次放疗和化疗的病人出现脑干坏死。而接受PBS疗法的患儿在24个月后对脑干组织损伤的发生率仅为0.7%。
“放疗的目的是在对身体其他部位造成尽可能小的伤害的同时，有效地治疗癌症。这个目标在我们治疗儿童大脑时则更加凸显出来。”都灵大学肿瘤学系主任兼ESTRO主席UmbertoRicardi说。“质医院用于治疗儿童脑瘤，但最近的研究提供了证据，证明它可能在保护认知功能和生活质量方面带来好处。我们希望这些研究能激发这一重要领域的更多探索。”
参考文献
1.Pencil-beamprotonsprotectmemoryinchildrenwithbraintumours