调强放射治疗诱导鼻咽癌放疗后第二恶性肿瘤发生的物理效应和调控研究

The increasing incidence of radiation-induced malignancies (RIM) has become a major concern among long-term nasopharyngeal carcinoma (NPC) survivors. Compared with conventional radiotherapy (CRT), intensity-modulated radiotherapy (IMRT) has significantly improved the efficacy and prolonged the survival in NPC patients. However, IMRT may increase the risk of RIM with regard to the more leakage, scatter radiation and a much greaterer volume of normal tissues to low doses of irradiation. Due to the short-term application, we can not determine whether IMRT indeed increases the incidence of RIM through epidemiological investigation. This study was designed to determine the equivalent dose of normal organs using Monte Carlo calculations and thermoluminescent dosimeter measurements for CRT and IMRT. Based on the organ doses for CRT and the clinical data in preliminary study of our group, we will establish a risk prediction model for RIM following NPC and analyze the potential physical factors that influence the risk. The objectives of our research were to determine the theoretical basis for the selection of radiotherapy modalities and follow-up strategy and to provide an opportunity for effective primary and secondary prevention from physical direction.

对于长期生存的鼻咽癌患者，放射诱发肿瘤（radiation-induced malignancy,RIM）的发生是一个不容忽视的问题。与常规放疗相比，调强适形放射治疗（intensity-modulated radiotherapy,IMRT）可显著提高鼻咽癌疗效、延长生存，但由于散射漏射的增多和正常组织低剂量受照体积的显著增加，有可能会增加RIM的发生风险。由于IMRT应用时间尚短，我们无法通过流行病学调查得到IMRT对RIM发病风险影响的确切答案。本研究拟通过蒙特卡罗计算法和热释光剂量探测系统综合分析常规放疗、IMRT治疗鼻咽癌时正常器官的等效剂量；将常规放疗时各器官的剂量数据与本课题组前期研究中RIM的临床资料相结合，建立RIM发病风险的预测模型，并分析放射物理因素对风险的影响，为鼻咽癌临床诊治过程中放疗方案和随访策略的选择提供理论基础，从物理方向对RIM进行有效的一级和二级预防。

对于长期生存的鼻咽癌患者，放射诱发肿瘤（RIM）的发生是一个不容忽视的问题。目前，调强适形放射治疗（IMRT）已替代常规放疗成为鼻咽癌的主流放疗技术。由于散射漏射的增多和正常组织低剂量受照体积的显著增加，IMRT有可能会增加RIM的发生风险。但由于IMRT应用时间尚短，我们无法通过流行病学调查得到IMRT对RIM发病风险影响的确切答案。. 依托于鼻咽癌的病种优势，首先，本研究对中山大学肿瘤防治中心1964～2003年共40年期间39,118例初治鼻咽癌常规放疗后发生RIM的患者进行了大规模的回顾性分析，以明确常规放疗后RIM患者的发病率和发生部位。随访结果显示，共792例患者发生RIM，粗发病率为2.02%，其中247例发生于头颈部，最常见的头颈部RIM发病部位包括舌（23.5%）、鼻腔/副鼻窦（17.8%）、牙龈（14.2%）等，均属于鼻咽癌放疗照射野的中、高剂量区域。随后，本项目选择既往治疗的80例鼻咽癌患者，为每例患者模拟两套放疗计划：常规二维与9野静态IMRT。采用蒙特卡罗（MC）计算法精确计算照射野内正常器官的吸收剂量；将射野移植到拟人验证模体（RANDO），使用热释光剂量探测仪（TLD-100）测量射野外正常器官的散射剂量，综合分析不同放疗技术治疗鼻咽癌时各正常器官的等效剂量。然后，我们将常规放疗条件下各器官的等效剂量数据（HT）与ICRP/NRC提供的辐射致癌风险预测系数相结合，计算相应的RIM发生风险值（IT），并将该风险值与本中心RIM的实际发病率和发病部位相结合，对ICRP建议的RIM风险预测系数进行校正。将IMRT治疗后各器官的等效剂量数据（HT）与校正后的辐射致癌风险预测系数相结合，计算RIM发生风险值，并建立鼻咽癌放疗后RIM的发病风险预测模型。研究结果显示，鼻咽癌IMRT治疗后的全身各器官RIM总发生风险为10.2%，显著高于常规放疗的5.9%，是后者的1.73倍（P=0.007）。进一步分析显示，放疗总剂量、分次剂量、剂量率对RIM的发病风险影响不明显；但由于散射、漏射的增多，IMRT的子野数目与RIM风险预测值呈正相关关系。. 通过上述系列研究，我们已初步建立了鼻咽癌IMRT治疗后RIM发病风险的预测模型，并分析了放射物理因素对风险的影响，为鼻咽癌临床诊治过程中放疗方案和随访策略的选择提供了参考。