开幕式后，哈佛医学院放射肿瘤学教授、麻省总医院放射肿瘤学科物理研究主任Harald Paganetti带来了本次会议首场主旨演讲，题为《粒子治疗的基本原理和未来展望》。下面我们将演讲内容与大家共同分享。
基本原理
1物理学
1946年，美国物理学家Robert R Wilson首次提出使用质子束治疗癌症，即质子治疗。与常规光子放疗相比，质子治疗可在肿瘤靶区形成剂量高峰区即布拉格峰，并且具有良好的适形性，可减少肿瘤周围正常组织所受的放射损伤，在杀伤肿瘤细胞的同时更好地保护正常组织。
2生物学
粒子治疗不同的生物学效应是由于有不同的线性能量传递(LET)。光子放疗的RBE=1.1，而质子治疗的RBE≥1.1，重离子治疗的RBE≥3，均具有高LET特性，使得在不增加放射毒性的前提下提高肿瘤区域的治疗剂量成为可能。光子放疗因正常组织受照剂量的限制，不可能给予肿瘤很高的剂量，所以RBE值更高的粒子治疗更有优势。高LET粒子治疗对于放射抵抗性肿瘤细胞尤其有效。
3临床
柳叶刀杂志发布的研究表明，对于儿童髓母细胞瘤的患者，与光子放疗相比，质子治疗可以更好地保护患儿的智力(包括言语理解、感知推理、工作记忆、处理速度四个维度进行评价)。
在肺癌的放疗方面，与光子放疗相比，质子治疗的低剂量区更小、高剂量区更大，对心脏的照射剂量也更低，因此，质子治疗对肿瘤靶区的剂量更优，对心脏的放射毒性也更低。
在乳腺癌的放疗方面，由于质子治疗的高LET和高RBE，研究表明，与光子放疗相比，质子治疗的患者肋骨骨折的发生率降低了7%。
随后，Harald Paganetti教授简单介绍了目前正在进行的粒子治疗临床试验，包括各种类型的儿童肿瘤，成人的中枢神经系统肿瘤、头颈部肿瘤、眼部恶性黑色素瘤、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌等。
未来展望
1成本效益
Harald Paganetti教授讲到，对于粒子治疗来讲，成本效益是不可忽视的一个问题。目前，设备厂商也在不断研发更加紧凑型的设备以降低粒子治疗的成本，包括研发坐式质子治疗系统、减少旋转机架制造成本等。
2降低不确定性
从X线成像到CT、双能CT，再到目前的质子成像与瞬发伽马成像技术，各种成像技术的不断进步提高了粒子治疗的靶向精准性。同时，质子治疗技术的发展，包括调强质子治疗(IMPT)、自适应质子治疗(Adaptive proton therapy)的出现，也进一步降低了质子治疗的不确定性。
3FLASH
近年来，新兴的FLASH治疗在许多临床前研究中展现出显著的健康组织保护特性，同时不影响整体治疗效果。研究证明，在极短的照射时间内使用超高剂量率可显著增强正常组织和肿瘤组织之间的差异效应，这使得在不伤害周围健康组织的情况下增加照射剂量成为可能。目前，FLASH治疗潜在的生物学效应机制仍有待阐明。
4生物学研究
Harald Paganetti教授表示，未来粒子治疗生物学方面的研究还将在用于个性化治疗的生物学标志、对放射抵抗性肿瘤的靶向治疗、局部精准治疗的系统相关性等方面开展。
5个性化治疗
Harald Paganetti教授讲到，未来的研究一方面要集中在粒子治疗的生物学效应和反应评估;另一方面要做到个性化粒子治疗，理解粒子治疗的生物学机制、开展临床试验明确可以从粒子治疗获益的患者，另外，肿瘤患者应采取多种治疗方式，例如粒子治疗加免疫治疗，而不是单一的治疗。
