2023年2月，全球首例重離子治療致死性室性心律失常在日本QST醫(yī)院完成。

無痛、微創(chuàng)，包括準(zhǔn)備時(shí)間在內(nèi)，總治療時(shí)長不到1小時(shí)(照射時(shí)間僅8分鐘)。

以往，X射線可用于難治性室性心動(dòng)過速的外照射，但存在難以完全避開治療區(qū)域周圍健康組織的問題。因此，X射線難以治療靠近供給心臟營養(yǎng)的冠狀動(dòng)脈的病灶。日本QST醫(yī)院利用重離子線的物理特性成功避開了冠狀動(dòng)脈。

迄今為止，重離子治療主要用于癌癥治療。今后，重離子治療將有望成為頑固性心律失常患者的新的治療選擇。(特殊臨床研究，日本厚生勞動(dòng)省授權(quán)號(hào)jRCTs032190041，https://jrct.niph.go.jp/re)。

致命性室性心律失常，是需要緊急治療的極其嚴(yán)重的心律失常。室性心動(dòng)過速是指心臟每分鐘跳動(dòng)超過120次，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致心室顫動(dòng)，從而導(dǎo)致心源性猝死。可引起室性心動(dòng)過速的典型器質(zhì)性心臟病包括心肌梗塞、擴(kuò)張型心肌病、肥厚型心肌病、致心律失常性右心室心肌病和心臟結(jié)節(jié)病。在日本，每年有60,000~80,000人死于心源性猝死，預(yù)計(jì)在老齡化社會(huì)中這一數(shù)字還會(huì)進(jìn)一步增加。室性心動(dòng)過速目前主要通過藥物、導(dǎo)管消融術(shù)和植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器進(jìn)行治療。但現(xiàn)實(shí)中由于多種原因，通常無法獲得所有這些治療。

體外放療有望成為室性心動(dòng)過速的第四種選擇。目前，與心肌梗死或心肌病相關(guān)的室性心動(dòng)過速是一個(gè)很好的指征。治療無需麻醉，照射時(shí)間極短，對(duì)患者創(chuàng)傷小。迄今為止，放射治療的適應(yīng)癥大多局限于腫瘤疾病，但將治療應(yīng)用于完全不同的疾病領(lǐng)域——心律失常，則極具創(chuàng)新性。

但這種治療方法仍在開發(fā)中，具有一定的局限性。X射線是全世界首選的放射線，但當(dāng)滋養(yǎng)心臟的冠狀動(dòng)脈與要治療的區(qū)域接近時(shí)，治療就會(huì)變得困難。因此，我們使用重離子，因?yàn)樗哂心軌蛘{(diào)節(jié)發(fā)射能量的物理特性。重離子治療為X射線高風(fēng)險(xiǎn)患者增加了新的選擇，使心律失常放射治療領(lǐng)域向前邁出了重要的一步。

1、臨床研究的背景

在癌癥治療中，立體定向體部放射治療(SBRT)等放射治療技術(shù)的進(jìn)步使得高劑量的輻射能夠被輸送到目標(biāo)，同時(shí)最大限度地減少對(duì)目標(biāo)組織附近的正常器官的損害。應(yīng)用該技術(shù)，自2017年以來，針對(duì)難治性致死性室性心律失常(室性心動(dòng)過速)進(jìn)行了外部放射治療，取得了極好的治療效果(Cuculich PS, et al. NEJM, 2017)。

日本東海大學(xué)研究小組于2019年首次在日本國內(nèi)進(jìn)行了這種治療，并報(bào)告了其結(jié)果(Heart Rhythm Case Rep. 2021;7:306-311.)。對(duì)于目標(biāo)設(shè)定，研究者們獨(dú)立納入了使用核心臟病學(xué)的功能評(píng)估方法(99m Tc-TF、I123 MIBG、F18 FDG-PET等)以制定詳細(xì)的治療計(jì)劃(Circ Rep. 2023 5:69- 79)。 同時(shí)，研究者們一直在研究什么方法能夠更加有效地減少對(duì)健康組織的輻射暴露。

這是一個(gè)使用重離子的臨床實(shí)施方案。

讓我們比較一下X射線和重離子束的劑量分布。如上圖所示，如果在距體表8cm深處有腫瘤，X射線進(jìn)入體內(nèi)時(shí)能量在靠近皮膚表面處最大，隨著它深入身體劑量逐漸減小。

而重離子束可以設(shè)置為在病灶前增大輻射能量，然后快速衰減。因此，可以集中輻射劑量并減少對(duì)正常組織的影響。此功能應(yīng)用于心臟，相信將有可能減少對(duì)目標(biāo)周圍微結(jié)構(gòu)(冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈瓣、房室結(jié)等)和心后器官(氣管、食道、大血管等)的影響。

2、臨床研究的實(shí)施

重離子放射治療于1994年在國立放射線科學(xué)研究所(現(xiàn)國立量子放射線科學(xué)技術(shù)研究所：QST醫(yī)院)開始實(shí)施，迄今已在約15,000名癌癥患者中使用。用于治療的加速器全世界有15臺(tái)，而日本就有7臺(tái)，使日本成為世界領(lǐng)先的重離子放射治療國家之一。

作為新一代放療手段，重離子治療一直被用于癌癥、肉瘤等惡性腫瘤疾病的治療。而這次是首次嘗試將其應(yīng)用于非腫瘤疾病。患者自行進(jìn)入治療室，不使用麻醉劑，治療時(shí)間含準(zhǔn)備過程一共1小時(shí)，照射時(shí)間8分鐘。治療期間無植入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器故障或失效，生命體征平穩(wěn)。治療后無急性心包炎、心力衰竭等并發(fā)癥，4天后患者安全出院。馬上就要治療1個(gè)月了，沒有任何不良反應(yīng)。

放療的抗心律失常作用通常在3個(gè)月的觀察期后進(jìn)行評(píng)估，但我們計(jì)劃在門診仔細(xì)監(jiān)測(cè)進(jìn)展情況，同時(shí)考慮到晚期放療并發(fā)癥。無論是使用X射線的SBRT，還是使用重離子，都是高精度的放療。希望未來，我們可以根據(jù)心臟靶區(qū)的位置和患者的病理特點(diǎn)，可以進(jìn)行選擇最合適的那個(gè)治療方法。

3、未來展望

放療抑制心律失常的潛在機(jī)制正逐漸變得清晰。通過導(dǎo)管消融治療心律失常旨在物理中斷導(dǎo)致室性心動(dòng)過速的異常電路。治療效果是通過高頻熱燒灼，或者通過氣體冷卻引起凍傷，使心肌組織纖維化。

據(jù)研究報(bào)導(dǎo)，放療從照射初期(次日~1個(gè)月)開始可觀察到心律失常抑制效果，而無需等到纖維化形成時(shí)的3~6個(gè)月。換句話說，推測(cè)早期的抗心律失常作用不一定是由纖維化引起的。

從1997年開始，本課題組就碳離子束(重離子束)作用于心臟的電生理機(jī)制進(jìn)行基礎(chǔ)研究。在2000年的美國心臟協(xié)會(huì)科學(xué)會(huì)議上，我們首次闡明了“輻射的抗心律失常作用”。作為主要機(jī)制，我們發(fā)現(xiàn)碳離子束刺激心肌間隙連接蛋白連接蛋白43(Cx43)。近年來，碳離子束不僅用于室性心律失常，還用于心房顫動(dòng)(Circ J. 2022)。除了在使用老齡兔的心房顫動(dòng)模型中恢復(fù)連接蛋白40/43(Cx40/43) 外，推測(cè)一種機(jī)制是抑制過度的幼年交感神經(jīng)。

連接蛋白在控制細(xì)胞間通訊中起著重要作用，已知它們顯著降低心臟衰竭。心臟衰竭是心律失常發(fā)展的一個(gè)因素。在衰竭的心臟中，交感神經(jīng)系統(tǒng)和腎素-血管緊張素系統(tǒng)被激活以代償心臟收縮力減弱。由于交感神經(jīng)系統(tǒng)激活可作為心律失常的調(diào)節(jié)劑，因此通常使用β受體阻滯劑來抑制它。由于重離子在改善細(xì)胞間通訊和抑制交感神經(jīng)增生方面發(fā)揮作用，因此它們有可能被開發(fā)為心力衰竭的治療方法。