三巨头合作，世界首台极高能量电子FLASH放疗设备

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日前， 位于瑞士洛桑的沃杜瓦大学医院中心（CHUV）、欧洲粒子物理实验室（CERN）和THERYQ（ALCEN集团）签署了一项协议，以开发世界上第一个革命性的闪光放射治疗设备，该设备将使用超高能电子（VHEE）辐射来治疗耐药性癌症常规治疗。

该设备基于CERN技术，将安装在CHUV上，这代表了提高放射治疗有效性的非常重要的希望，从而为患者带来最大的利益。此次三方合作涵盖在开发、规划、监管合规和建造世界上第一台使用具有极高能量电子的FLASH技术的放射治疗设备等方面。THERYQ作为ALCEN医疗保健部门的一部分，将生产这种独特的设备，该设备使用基于CERN技术的紧凑型直线加速器，CHUV将建造一个特殊的掩体来安装该设备。预计将在两年内投入使用，首批临床试验计划于2025年进行。


01
三大巨头合作


放射治疗是癌症治疗的主要形式之一，与化疗、手术和免疫治疗并列。目前，三分之一的癌症对常规放射治疗具有耐药性。近年来，Flash放射疗法一度引起业内热议，作为放疗发展尖端的科研方向，其在扩大放射治疗的适应症方面具有巨大潜力。


通常在不到1秒的时间内以超高剂量率提供放射疗法，与传统放射疗法相比，速度可能快 100 倍以上。超高剂量率辐射传递的概念已经研究了很多年。是一种非侵入性治疗，是用极高的剂量及剂量率（72万cGy）在极短的时间里（1秒内）对人体癌症部位释放质子束流。癌症细胞能一次照射就被摧毁而正常细胞无损害。


目前一个单一质子治疗室现在能够治疗500患者/年。而Flash可能治疗15000患者/年！且每次治疗只需要1秒。高科技降低了治疗门槛，治疗费用可能急剧下降，甚至可能接近现在普通放疗的费用。


此前研究表明，Flash闪射疗法在使用超高剂量率的同时可降低整体毒性，更好地保护周边健康组织。如果将上述两个特性结合起来，既能够发挥质子治疗的空间剂量优势，又能够发挥FLASH技术独特的时间效应优势。这为改善放射治疗和癌症治疗提供了新的机会，对于许多患者来说，FLASH治疗可能是恶性肿瘤治疗革命性的进步。

此次瑞士洛桑沃州大学医疗中心（CHUV）、欧洲核子研究组织（CERN）和THERYQ（ALCEN集团下属医疗业务之一）签署三方合作协议，涵盖开发、规划、监管合规和建造世界上第一台使用具有极高能量电子的FLASH技术的放射治疗设备等方面合作。


据了解，FLASH（闪光放射治疗）由CHUV放射肿瘤学系主任Jean Bourhis教授及其团队开创,在临床前动物研究中产生了令人印象深刻的结果。2020年为了实现临床研究成果转化，CHUV启动了一个试点项目，安装了由THERYQ制造的名为FLASHKNiFE的第一个原型，该原型可以对深度达3厘米的肿瘤进行FLASH治疗。此次合作将是FLASH放疗设备开发的又一里程碑。


三大巨头

其中CHUV是瑞士五所大学医院之一，与日内瓦，伯尔尼，巴塞尔和苏黎世的医院并列，自 2019 年以来，CHUV 被《新闻周刊》杂志列为世界上最好的医院之一。

而欧洲核子研究组织（CERN）成立于1954年，总部位于欧洲的国际组织，现运营着世界上最大的粒子物理实验室。CERN以协作和开放著称，不仅拥有悠久的知识共享文化，对社会还有着很多物理学研究之外的贡献。

THERYQ则是PMB（ALCEN的子公司）分拆出来的子公司，作为一家创新的医疗技术公司，它专门设计和生产采用直线加速器的放射治疗机。


据了解，ALCEN集团的业务涉及五大领域国防与安全、能源、医疗保健、航空航天和大型科学仪器，是位于法国的全球科技巨头之一。1998年，ALCEN在收购GE放射治疗设备备件生产部门之后，创建了PMB，随后PMB合并了此前收购的X射线球管公司METACERAM。

从 2013 年关于 FLASH 效应的首次研究到 2019 年成功治疗的第一位皮肤癌患者，THERYQ 一直支持闪存疗法的发展，特别是通过与 CHUV 的长期合作伙伴关系。该公司开发了FLASHKNiFE，用于外部或术中FLASH放射治疗（10 MeV），治疗浅表或浅层肿瘤（最大3厘米）。


获得2580万瑞士法郎支持


这次三方合作，也是欧洲核子研究中心和CHUV于2020年启动的创新FLASH放射治疗临床转化计划的一部分。另外，该项目还获得了ISREC基金会于2580万瑞士法郎支持，使当前阶段成为可能。ISREC和Biltema基金会也为FLASH计划的初始阶段提供了100万瑞士法郎的初始捐款。


02
开发世界首台极高能量电子FLASH放疗设备


据介绍，此次三方合作THERYQ生产的FLASHDEEP设备，将集成CERN开发的创新紧凑型直线加速器技术，以使其能够达到释放100至200 MeV的超高能电子束（VHEE）。这比此前的FLASHKNiFE的电子束强大10至20倍，也将允许新的FLASH放疗设备能够治疗所有类型的癌症，深度可达20厘米。

其中CERN通过设计一种基于CLIC（紧凑型线性对撞机）技术的独特加速器，实现了在不到100毫秒的时间内产生闪光放射治疗所需的高剂量极高能量电子的挑战，将加速电子治疗深达20厘米的肿瘤，并且足够紧凑，适合典型的医院或学校。


而VHEE 闪存技术将使高能电子X射线，可以做到复杂的聚焦和定向，另外基于CERN电子加速器技术的放射治疗设备将比目前基于质子的治疗设施更加紧凑和便宜。


拟开发的FLASHDEEP设备，将由CHUV和CERN合作设计、THERYQ生产，成为第一款能够使用VHEE FLASH技术治疗深度达20厘米的任何类型的实体瘤的设备。该设备可进一步扩展放射治疗在肿瘤学中的应用，并为癌症患者解锁新的治疗方法，及降低治疗成本。

在向CHUV交付第一台设备后，THERYQ将把FLASHDEEP纳入自己的产品系列。该设备预计将在两年内投入使用，首批临床试验计划于2025年进行。


对于此次合作，CHUV总干事Philippe Eckert教授说：“作为一家大学医院，CHUV完全致力于临床研究。FLASH疗法体现了推动我们在这一领域的创新精神，我们渴望为患者提供最有效的技术，我们与世界一流的研究中心和尖端的工业合作伙伴联手解决医疗、物理和技术问题，并寻找抗癌的创新解决方案。


欧洲核子研究中心加速器和技术总监迈克·拉蒙特（Mike Lamont）说：“在欧洲核子研究中心，我们的使命之一是知识转移，我们积极努力寻找我们在粒子物理学领域之外的突破应用，以造福整个社会。这次合作展示了CERN的技术和专业知识如何与其他领域的专家建立牢固的合作伙伴关系，从而真正产生影响。


THERYQ首席执行官Ludovic Le Meunier表示：“THERYQ很荣幸能与CHUV和CERN一起为该项目贡献其专业知识和敏捷性。FLASHDEEP标志着一场治疗革命，有可能显着增加更长寿和无癌症寿命的患者数量。


03
潜在蓝海市场，参与者众多


质子治疗是一种精准的肿瘤治疗方式，它的能量放射集中在肿瘤靶区，对附近的组织、器官损伤小，副作用低，是目前最先进的治疗方法。受限于庞大的支出，和设备体积，目前质子治疗人群主要集中在美欧日三个地区。美国是质子治疗的最大市场，运营中的质子中心数量有37所。欧洲有33所。


全球质子治疗市场在 2019 年达到 6.716 亿美元，预计到 2024 年将达到 12 亿美元，2019-2024 年期间的复合年增长率 (CAGR)约估 为 13.1%。

现阶段全球接受质子治疗的患者超过26万人。从区域上来看，质子治疗人群主要集中在美欧日三个地区。美国是最大的质子治疗市场，目前美国拥有的质子治疗中心数量最多，运营中的有37所，还有多家质子中心在健，预计未来还会长期维持主导地位。


FLASH放疗技术作为当下放疗领域的前沿技术，可以通过高剂量率在照射区域诱发“闪光效应”，在保持肿瘤局部控制率的同时，能够有效降低正常组织毒性。在恶性肿瘤方面展现出了良好前景，全球多个国家的企业已展开相关研究，但全球FLASH质子疗法尚处于临床前试验阶段。


目前全球从事研究FLASH质子疗法的企业主要有瓦里安、IBA、Mevion 、PMB以及国内迈胜医疗等。


瓦里安


瓦里安的Flash研发项目可以追溯到2015年，其ProBeam质子治疗系统在设计之初就具备了Flash剂量传输的能力。2018年瓦里安发布了革命性的质子Flash闪射治疗技术，并牵头联合25家国际领先的质子中心组建了FlashForward™联盟。后于2020年11月启动了FAST-01试验由辛辛那提儿童/UC Health质子治疗中心医学主任、UC Health放射肿瘤学专家、辛辛那提大学医学院名誉教授John C. Breneman担任首席研究员。

在FAST-01试验的基础上，瓦里安FAST-02临床试验，将进一步研究胸部骨转移癌的适应症，为Flash闪射疗法在癌症转移的临床应用提供重要见解。2022年6月，FDA批准了其FAST-02（治疗症状性骨转移癌的Flash闪射疗法的可行性研究）人体临床试验的研究性器械豁免（IDE），以推进Flash闪射疗法的临床研究计划。结合FAST-02临床试验，瓦里安调整了ProBeam®系统的超导回旋加速器，以实施Flash闪射疗法，并升级瓦里安Eclipse™治疗计划系统来创建Flash闪射疗法的治疗计划。


IBA


2019年，IBA旋转机架治疗室就已经实现首次FLASH照射，并与多家研究机构达成合作，其在研的FLASH疗法为ConformalFLASH®。是一种将超高剂量率FLASH照射技术与质子布拉格峰特性相结合的新型递送技术。超高剂量率创造了优化和加速放射治疗过程并提高治疗率的机会。通过增加分次剂量和应用FLASH剂量率，希望可以递送最大的消融放射治疗。

迈胜


迈胜医疗系统公司(Mevion Medical Systems)是全球小型化质子放疗领域的领军企业。公司核心技术源于美国麻省理工学院(MIT)，其生产的质子放疗设备是全球最小的集成化、高性价比的单室质子治疗系统。2020年10月迈胜在美国放射肿瘤学协会(ASTRO)年会上首次展示了其独有的FLASH研究技术。

2021年10月迈胜和瑞典RaySearch达成合作，拟开发先进的治疗计划技术，用于MEVION S250i*质子治疗系统进行FLASH治疗。将探索FLASH质子调强治疗（IMPT）的照射技术。该技术可以利用小照射野的FLASH超高剂量率，实现临床所需的大体积FLASH照野，从而使迈胜先进的HYPERSCAN笔形束扫描技术得以优化，达到更佳的临床效果。


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Flash放射疗法作为放疗发展尖端的科研方向，在快速治疗的同时还能极好的保护周围健康组织，在扩大放射治疗的适应症等方面有着巨大潜力。此次此次瑞士洛桑沃州大学医疗中心（CHUV）、欧洲核子研究组织（CERN）和THERYQ公司合作，拟开发世界首台极高能量电子FLASH放疗设备，对于FLASH技术发展来说具有重要意义，未来器械之家将持续关注。

来源：https://www.toutiao.com/article/7170********9654178
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