光动力靶向放疗MTRT与分子影像诊断

1、0 光动力靶向放疗（MTRT)与 分子影像诊断 1 1 2 3 4 二十一世纪的新技术 MTRT与分子影像设备配置 临床应用 管理与效益分析 提纲 2 第一部分 1 2 3 4 二十一世纪的新技术 3 二十一世纪的新技术 1 250 300 0 50 100 150 200 250 300 350 400 20102020 我国每年250万人死于癌症，300万人死于心血管疾病。 MTRT和分子影像是二十一世纪诊治癌症和心血管疾病的新技术。 癌症死亡数2012中国肿瘤登记年报 心血管疾病死亡数 4 二十一世纪的新技术 1 各种类型的，能量在6-25MEV医用直线加速器，是目前治疗癌症的主要设备

2、，主要原理是：25%X线直接伤害和75%射线产生的氢氧自由基伤害癌细胞 DNA，但是用于癌细胞乏氧和断裂的DNA容易复制，成为放疗的难题。 IGRT医用直线加速器赛博刀 5 二十一世纪的新技术 1 癌症是全身性疾病，且癌细胞的乏氧和DNA复制性的难题， 虽然手术、放疗、化疗等大多数治疗取得了巨大进步，但是， 据报道，全世界三十年的艰苦努力，仅仅提高了3%的癌症五年 生存率。 所以寻找早期诊断和针对线粒体破坏等新的治疗技术，提高 癌症病人的生存率。 6 二十一世纪的新技术 1 最高端的医学影像设备； 诊断和指导治疗癌症和头 部疾病的最佳手段。二十 一世纪影像学新技术 高能直线加速器（LA45)

3、光动力靶向放疗设备 征服癌症的希望 PET-CT-MR：多 模态分子影像设备 10-45MEV电子和10-45MV X线，国际独家技术。除现有 国际先进直线加速器功能外。 45MV X线，光核作用最好。 实现了MTRT技术。成为二十 一世纪新型治疗技术 7 第二部分 1 2 3 4 MTRT分子影像的设备配置 8 MTRT和分子影像的设备配置 2 方案：如图：利用医院现有房间改造，安装新型LA45型高能 医用直线加速器、PET-MR-CT; 1、诊断治疗各种癌症，特别是治疗晚期转移癌病人具有显 著疗效； 2、诊断治疗血管斑块，减少心脑血管病人死亡率； 3、治疗白血病、病毒性疾病； 9 MTRT

4、和分子影像的设备配置 2 设备布置图：在线机器人、PET-CT-MR和高能直线加速器系统 10 医用高能直线加速器（LA45） MTRT和分子影像的设备配置 2 11 MTRT和分子影像的设备配置 2 航天机器人 12 第三部分 1 2 3 4 临床应用 13 临床应用 3 需要PET-CT-MR生物定位和生物学效应分子成像 计划实施结果 放疗治疗计划 14 分子损伤与个性化放疗 临床应用 3 15 癫痫病图像 清晰的心脏PET临床图像 临床应用 3 心肌梗塞图像 16 临床应用 3 肺滤泡细胞癌，骨转移 PET-CT PET-MR PET-CT PET-MR瘤体显示清楚 PET-MR肿瘤检出

5、率高于PET-CT 脑转移癌 17 临床应用 3 生理盐水溶解 标记药品 静脉注射 铅罐 药物样品 4045MeV X线30Gy 进行药代动力学 的生物探针制造 与PET成像技术 。进行肿瘤分子 生物学治疗的跟 踪和疗效观察。 18 临床应用 3 药代动力学生物探针之：阿霉素体内心脏PET浓聚图像 分子结构荧光扫描图无变化 未经照射30Gy照射 显示：阿霉素心脏聚集， 揭示其对心脏损伤机制。 阿霉素分 子结构图 19 临床应用 3 药代动力学生物探针之：头孢哌酮钠体内炎症病灶分布图像 显示：炎症 区明显浓聚， 而对照正常 区无分布。 阿霉素分子结构图 20 临床应用 3 6-45MEV医用高能

6、直线加速器具有以下作用： 具备现在直线加速器全部功能； 在线PET实时检测放疗效果和进行生物调强； MTRT摧毁线粒体，不可逆杀死全身癌细胞； 大幅度降低放射量； 治疗血管斑块、白血病、病毒性疾病。 21 临床应用 q采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 q实现了高对比度二维图像的采集与配准 腹部10MV射线影像 腹部25MV射线影像腹部45MV射线影像 2011国际医学影像物理和工程应用大会（ICMIP）大会发言 q采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 q实现了高对比度二维图像的采集与配准 q采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 q实现了

7、高对比度二维图像的采集与配准 q采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 q实现了高对比度二维图像的采集与配准 q采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 q实现了高对比度二维图像的采集与配准 采用LA45高能加速器45MV X射线与平板探测器组合 实现了高对比度二维图像的采集与配准 3 22 临床应用 3 光动力靶向放疗(简称MTRT) 在美国四大治疗方法排列为：手术、放疗、化疗、光动 力治疗。 光动力治疗疾病三十余年历史，但是由于激光不能深入 组织，组织缺氧等因素，所以光动力的发展受到极大的限 制。 LA45利用45MV的低剂量X线激发光敏剂治疗癌症，改变 了激

8、发源。MTRT与放化疗、手术等综合治疗癌症，特别是 治疗频临死亡的晚期转移癌症病人，取得了惊人效果！ 23 临床应用 3 病理切片显示的癌细胞 卟啉类靶向药物在癌细胞内10-20倍的浓集 24 临床应用 3 45MV高能量X线或者激光动力下生成氧自由基 25 Protoporphyrin IX 线粒体渗透交换孔复合化合物 3 临床应用 3 26 1O2 20n m 3 临床应用 3 27 PDT Dept of Radiology Harward Medical School 2006利用6-25MV的X线进行MTRT 3 3 临床应用 3 28 3 3 临床应用 3 29 高能射线 物理能量

9、 辐射电离能量转换 光敏剂 底物 1O2 .OH + 放射动力治疗 放射动力治疗原理和相关专利 3 临床应用 3 30 高能X线（45MV），有明显原卟啉IX的激活作用 3 临床应用 3 31 分子“充电”三小时效 应 临床应用 3 32 MTRT的治疗原理 1、具有X线放疗的基本作用：25%的作用是X 线直接杀伤癌细胞的DNA端位，75%是X线产 生氢氧自由基，破坏癌细胞的DNA端位。但是 乏氧的癌细胞不易被损伤，即使被损伤的DNA 端位也容易自我修复； 2 临床应用 3 33 Radiobiology H2O OH, eaq-, H (0.27uM/Gy) Attack to DNA pr

10、oteins Lipids carbohydrates Irradiation 60-70% cellular death 1.3 nanoseconds 20nm ? 30-40% cellular death 临床应用 3 34 2、具有光动力治疗癌症的基本作用：45MV的X 光进入体内后，在组织间产生光（契伦科夫效 应 ）；虽然光是微弱的，但是增加辅酶和 45MV的X线光核反应的电四极作用，起到了正 常光动力中光的作用，光、光敏剂和氧产生单 态氧，损伤线粒体膜，造成癌细胞死亡或者凋 亡。解决了DNA受伤端位修复的治疗难题； 3 临床应用 3 35 核反应堆中的契伦科夫辐射、高能宇宙射线级

11、联正负电子契伦科夫辐射示意图 2 临床应用 3 36 3、45MV的X线激发体内水产生双氧水，光、 光敏剂和双氧水产生单态氧，无论在癌细胞乏 氧和不乏氧的状态下，损伤线粒体膜，造成癌 细胞死亡或者凋亡。解决了乏氧癌细胞不敏感 的癌症治疗难题。 3 临床应用 3 37 乏氧状态下有效 3 临床应用 3 38 4、服药后4小时，每次局部适型治疗，X线放 射量在5-8GY，即使药物浓度降低100倍，也 可以得到足够的氧自由基，由此解决了肿瘤病 灶中缺血，药物浓度低的问题。 3 临床应用 3 39 高效激发效应 3 临床应用 3 40 临床应用 3 MTRT的癌症病人选择 1.不适宜单纯手术、放疗、化

12、疗的中晚期肿瘤。 2.多脏器多发转移的晚期肿瘤。 3.早、中期癌症手术前后预防性治疗。 4.头部恶性肿瘤。 5.无重要脏器严重并发症。 6.无过敏史。 7.无过氧化物酶异常指标。 8.无血常规、肝肾功能严重异常。 9.原则上Kamofskg评分60分。 41 临床应用 3 MTRT治疗癌症的方法 （1），全身微小剂量照射：LD：1015cGy/fx，f/w*46f， DTtol：4090 cGy。 （2），局部区域：局部多病灶转移而且不易进行局部病灶适 形治疗的区域： 2Gy/f,qod(f/w)*64f。DTtol:6-12Gy。 (3)，局部病灶：可另设靶区:38Gy/f,qod(f/w)

13、*64f。 DTtol:1630Gy。 （4），治疗间隔时间：一般情况下一周一次。3-6次。 （二），综合治疗： 1，加放疗：在每周放射动力治疗后，按照适形或者调强治疗 进行每日治疗一次，每周4次。原则控制在所有放射剂量 45-65GY内。 42 临床应用 3 线粒体渗透交换孔复合化合物 Protoporphyrin IX 43 1O 2 20n m 临床应用 3 我们目前研究集中在线粒体。从5-ALA开始合成PPIX，PPIX最终聚集在线粒体内膜孔 附近。当PPIX被高能X线激活后，单线态氧超短距离作用于内膜孔（小于20纳米），使通常 关闭的内膜孔开放，使线粒体内容物释放（特别是细胞色素C释

14、放），启动细胞凋亡和坏死 程序，达到杀伤病变细胞的作用。同时激活热休克蛋白和肿瘤活性肽暴露，激发机体免疫， 攻击肿瘤细胞。 44 治疗前 治疗后 多处癌症转移病例 3 临床应用 3 45 肾积液肾积液 临床应用 3 清晰的PET临床图像（胆囊癌，肝脏侵犯，腹腔淋巴结转移） 治疗前 肿瘤高代谢 治疗后 高代谢消失 46 临床应用 3 PET-CT用于肝转移癌诊断和治疗疗效观察的病例图 治疗前治疗1个月后高代谢消失,瘤体缩小 47 XG效果 临床应用 3 48 临床应用 3 治疗前治疗1个月后高代谢消失,瘤体缩小 介入光动力治疗血管斑块效果优于介入支架 49 3 临床应用 3 50 One week after therapy 临床应用 3 51 临床应用 3 治疗后 第五天， 斑块消失， 照影剂顺 利通过 兔子血管斑块治疗CT造影图像 治疗前 52 第四部分 1 2 3 4 民生需求 大基新技术 国家政策 管理与效益分析 53 管理与效益分析 4 以光动力科负责建立MTRT和分子影像中心。和肿瘤科、心内科、 神经内科联合治疗肿瘤、血管斑块； 利用现有上述科室病房，血管斑块病人一般住院一周；癌症病 人综合治疗住院时间同放疗； 54 管理与效益分析 4 投资：LA45带制药价格：6500万；32环PET-1.5TMR-64排 CT计4500万(如果96环