Healing Beams

躯干轮廓的插图,中间有三朵五颜六色的花.
Published in Promise & Progress - 2023/2024年秋季

放射肿瘤学已经走过了漫长的道路,因为它的起源作为放射科的一个分支,后来作为肿瘤科的一个项目. 虽然它直到2003年才被指定为部门, 在癌症研究和推荐十大正规网赌平台护理方面的卓越历史及其在癌症管理中发挥的不可或缺的作用有着深厚的根基.

50年前,一个围绕靶向x射线光束抗癌能力的项目已经有了显著的发展. 这些治疗射线对我们提供的护理仍然是必不可少的, 但自从20年前成为一个部门以来, 放射肿瘤学已经发展到更多. 分子辐射科学, knifeless放射治疗, proton beams, radio sensitizers, nanoparticles, radiolabeled drugs, 靶向和免疫刺激疗法, informatic systems, efficiency models, 推动研究和使诊所更安全的发明现在是我们21世纪癌症科学和医学的一部分.

以早期拓荒者的力量和工作为基础, 我们的放射肿瘤学和分子放射科学专家在开发变革性概念和将基础发展转化为新疗法方面赢得了世界领导者的认可,这些新疗法改变了护理标准,改善了癌症患者的生活.

Akila Viswanathan,医学博士,公共卫生硕士Viswanathan

“关心推荐十大正规网赌平台是我们的首要任务,”她说 Akila Visvanathan, m.s.D., M.P.H.他是放射肿瘤学和分子放射科学系主任. “将先进技术与富有同情心的护理相结合是约翰霍普金斯医学院的标志. 超越标准技术的创新使我们从常规体验中脱颖而出.”

Growing Pains

放射肿瘤学始于一个小团队,他们在霍尔斯特德大楼的地下室工作,等待1977年癌症中心的开放. 计算机技术是有限的,向推荐十大正规网赌平台输送辐射的机器也是如此.

Stanley Order, M.D.1975年至1990年担任放射肿瘤学部门主任 Moody Wharam, M.D.他们是放射肿瘤学最早的两位教员. 现有的放射输送机器没有赶上癌症中心早期放射肿瘤学先驱的前瞻性想法, Order和Wharam共同努力使设备更新. 他们改造了两块旧钴, 今天已经不再使用的治疗机,可以从钴同位素中产生一束伽马射线, 到5个直线加速器, which use targeted, high energy X-rays. 他们还增加了一个钴单元和两个模拟器.

约翰霍普金斯大学的放射肿瘤科是全国最早从放射学和放射科学系分离出来,与肿瘤科联合起来解决癌症流行问题的部门之一,而这一流行病曾引发了一场全国性的抗癌战争. 约翰霍普金斯大学是放射肿瘤学为数不多的强大学术项目之一.

当该中心于1977年开业时,它拥有当时所有可用的最新技术和设备. 那里的癌症患者也多到物理空间无法容纳. 放射肿瘤学诊所不得不扩大到原来的两倍,以适应不断增长的推荐十大正规网赌平台负荷.

Years later, 还有两个额外的扩展, 一个是坎摩尔癌症中心哈里和珍妮特温伯格大楼的开幕,另一个是绿泉站的卫星设施. 蒙哥马利县的郊区医院和华盛顿的西布里纪念医院又增加了一些设施, D.C.这里后来成为质子治疗中心的所在地.

开创性的发现

DeWeese in labcoatDeWeese

强有力的领导为开创性的发现铺平了道路. Order开发了放射性标记抗体来治疗肝癌. 他还走在了时代的前面,开发了一种远程医疗. 1989年,癌症中心与圣. 巴尔的摩的艾格尼丝医院和宾夕法尼亚州的钱伯斯堡医院.

钱伯斯堡的推荐十大正规网赌平台信息, 比如x光和图表, 是通过电脑传送到癌症中心的吗, 传真和视频电话连接. 一次电话会议把所有医院的医生召集在一起审查病例.

专攻儿科肿瘤学的沃伦也是这方面的先驱. 当我们的中心开业时,只有50%被诊断患有癌症的儿童存活了下来. 美国国家癌症研究所任命了四个研究小组来调查常见的儿童癌症, 而沃兰获得了不同寻常的殊荣,被列入了这两个群体. From 1980 to 1990, 他曾担任儿科肿瘤学组放射肿瘤学委员会主任, a U.S. 和加拿大研究儿童癌症的合作小组. 他在这些主要小组中的角色使他成为当时所有关键儿科癌症研究的积极参与者. 正是这项研究导致了儿童癌症存活率的大幅提高. 这四个独立的小组后来合并为一个,被称为儿童肿瘤小组.

Wharam, who died in 2018, 又是第一次吗, 20世纪80年代,他与儿科肿瘤学家Bridget Leventhal合作进行了一项突破性的研究,旨在减少霍奇金淋巴瘤的治疗,以防止有害的毒性. 他们的研究改进了治疗方法,允许某些患者接受较少的放射治疗或完全放弃放射治疗,而不会增加复发的风险.

他还制定了横纹肌肉瘤的治疗标准, 骨骼肌一种儿童时期发生的连接肌肉和骨骼的结缔组织的癌症, 联合化疗和放疗, 这种疗法非常有效,至今仍是标准疗法.

Marikki Laiho医学博士Laiho

In the early 1990s, 几年前,先进的放射外科设备已经开发出来, 他发明了一种非常精确的放射治疗方法,以保护一个被诊断患有双眼癌症的幼童的视力.

瓦拉姆的开创性影响赢得了该部门的区别,成为全国为数不多的专门治疗儿科患者的部门之一, 这对帮助部门获得质子治疗中心的批准很有帮助, 其中包括一个专门的儿科团队.

“我们的项目成长为全国最好的项目. 我们有一流的科学家、临床医生和最优秀的物理学家, residents, nurses, 放射治疗师和剂量测量师,” said Wharam.

Theodore DeWeese, M.D., 现任约翰霍普金斯大学医学院临时院长, 被任命为放射肿瘤学和分子放射科学系的首任主任.

DeWeese是一名前列腺癌专家,他与研究人员Shawn Lupold博士合作.D., 发展适应体, 像抗体一样的小分子靶向我们体内不想要的东西, like cancer. 适体将沉默rna特异性地传递到癌细胞中,使癌细胞容易受到放射治疗引起的DNA损伤,同时保护正常细胞.

John WongWong

DeWeese在将质子疗法引入Kimmel癌症中心和推进放射肿瘤学研究方面发挥了重要作用, recruiting Marikki Laiho 领导分子辐射科学和发明家 John Wong as chief physicist. 

An Inventor

“放射肿瘤学需要技术发展的适当平衡, 实验室研究和临床决策知识的传播,” said Wong, now retired.

他发明了许多用于放射肿瘤学治疗和癌症研究的关键仪器.

他的发明之一是ABC互动装置, 放射治疗与呼吸协调. As patients breathe, tumors move, ABC将呼吸锁定在适当的位置, 确保辐射击中癌症目标的舒适期.

ABC经4D CT和MRI增强. 放射肿瘤学家,肺癌和食管癌专家 Russell Hales, M.D.他解释说,第四个维度是对运动的捕捉. 4D成像可以捕捉到推荐十大正规网赌平台几秒钟的呼吸, 这些数据被用来预测肿瘤在整个治疗过程中的移动方式和位置.

David HaleHales

Hales正在进行一项重要的研究,以验证基于图像的技术在放射治疗期间预测肿瘤运动的能力.

“我们是少数几个做这类研究的地方之一,”黑尔斯说. 他说,这项研究完成后,将产生对肿瘤运动最精确的测量.

黄也是锥束计算机断层扫描的发明者, 哪些已成为放射肿瘤学治疗和研究的组成部分. CT成像提供清晰的骨骼图像, 软组织及肿瘤, 使其成为放射治疗理想的引导系统.

Raven质量保证装置, 它连接到机器并快速执行一系列测量以确保它们正常运行, and the CT couch, 它将图像引导与治疗交付相结合, 也是王家卫的发明之一吗.

Another one, 小动物辐射研究平台(SARRP), 使研究人员能够在动物模型上研究人类疗法,然后再把它们带到诊所, 对开发更有效、更安全的疗法至关重要. SARRP是人类机器的缩小版, 允许研究人员在动物模型中进行人体质量的辐射输送.

在放射肿瘤学中, 我们没有办法在活体动物身上研究机制, 这台机器能帮我们做到这一点,” said Wong.

分子辐射科学

“当我们想到放射治疗时, 这是高科技, 但癌症的复杂性要求我们对生物学有更好的了解,Marikki Laiho说, M.D., Ph.D., 分子放射科学主任和威拉德和莉莲哈克曼放射肿瘤学教授.

Laiho和分子放射科学研究人员的工作旨在更好地了解癌细胞在放射治疗中存活的机制. 他们正在寻找癌细胞盔甲上的扭结,可以利用这些扭结来阻止癌细胞感知和修复放射治疗造成的DNA损伤.

“DNA损伤不是唯一的,但我们的研究重点是,”Laiho说. “没有任何地方的辐射和分子辐射科学研究项目有我们这里的深度和重点.”

这些研究项目包括研究被称为parp的细胞修复分子. 被称为PARP抑制剂的药物可以使癌症对放射治疗敏感,并阻止癌细胞在治疗后进行修复.

了解与DNA损伤有关的信号通路——特别是它们在致命的胶质母细胞瘤脑癌中所起的作用——是另一个研究领域. 研究人员正在研究DNA与表观遗传标记之间的关系,以及它们如何促进癌细胞的发展和生存. 尽管每个都被单独研究过, 分子辐射科学的研究人员是第一批探索它们如何共同作用于癌症的人之一.

研究人员还想弄清楚为什么一些肿瘤对放疗和化疗有反应,而另一些则没有. 利用基因工具选择性地将癌症突变引入肿瘤细胞, 研究人员可以探索和观察细胞对癌症治疗的反应,并设计出对抗治疗耐药性的策略.

热会增加癌细胞对放射治疗的敏感性, 另一种方法是使用磁性纳米颗粒,当暴露在磁场中时产生热量. 用热致敏癌细胞可以降低辐射剂量,或者治疗那些对辐射没有反应的癌症.

Testosterone, 一种前列腺癌细胞生存所需的激素, 也能在它们的消亡中扮演角色吗. 研究人员认为,睾丸激素会导致DNA断裂,从而使癌细胞更容易受到放射治疗的影响. 短脉冲的睾丸激素——足以刺激刹车,但不足以刺激癌症——随后是放射治疗,导致更多的DNA断裂, 能战胜并杀死前列腺癌吗.

一种具有牙膏浓度的可生物降解水凝胶可以帮助保护重要器官在放射治疗期间免受损害. 水凝胶将肿瘤与器官分开约一指宽, 这个额外的空间可以让辐射脱落,保护周围的组织和器官. 水凝胶垫片最常用于前列腺癌的治疗, 但他们正在胰腺癌中进行研究, liver cancer, gynecologic cancers, 以及头颈癌.

Laiho自己的研究项目集中在一种叫做POL1的细胞机制上, 哪些癌症需要存活. 她说,POL1是癌细胞保持快速生长所必需的. 在她使用人类细胞的实验室研究中, 新的小分子抑制剂破坏了这种关键的活性. 下一步是临床试验.

Oncospace

放射肿瘤学研究人员在将技术应用于精准医疗方面处于领先地位——针对每个癌症患者的独特方面进行量身定制的治疗.

Todd McNuttMcNutt

Physicist Todd McNutt 开发了一种名为Oncospace的计算机数据挖掘系统,该系统可以分析先前接受放射治疗的患者的数据,以改善新患者的治疗. 它整理了所有在坎摩尔癌症中心接受治疗的癌症患者的数据, 考虑并连接所有变量:年龄, 患者正在接受的潜在健康状况和其他治疗, 并找出所有这些变量是如何联系和影响毒性和对治疗的反应的. 它评估对特定癌症最有效的治疗方法,以及那些结果不太理想的治疗方法,并产生最佳治疗计划.

“癌症医学的实践自然会产生数据,” says McNutt, 但这是历史上第一次, 我们有技术以全新的方式筛选和整理这些数据.”

精准的成功, 个性化的医学, 包括确定哪些推荐十大正规网赌平台会从某种药物或治疗中受益,哪些不会, 依赖于征服大数据的能力. Oncospace是这一前景的首批实际演示之一.

“托德已经证明,从以前治疗过的患者那里收集的患者信息的大型数据仓库可以用来为新患者提供个性化的治疗决策,” said Ted DeWeese, 约翰霍普金斯大学医学院临时院长,前放射肿瘤学和分子放射科学系主任.

Oncospace不仅仅是收集和存储数据. 它将信息学带到关键的下一个水平,具有执行交互式分析的能力,为临床决策提供信息. 放射肿瘤学家和头颈癌专家 Harry Quon 为将系统投入临床试验提供了关键环节.

“我可以非常准确地告诉你辐射剂量的去向,” says McNutt, “治疗推荐十大正规网赌平台的一个重要问题是,它应该去哪里,不应该去哪里.”

头颈癌患者是临床环境中Oncospace测试的理想选择,因为他们是放射物理学家和肿瘤学家最难计划的癌症之一. 他们通常需要20次治疗修改,因为专家们努力设计一种治疗方案,既能治疗癌症,又不会对重要器官和腺体造成损害, 比如喉部和唾液腺.

“我们可以根据从以前的患者那里收集的数据建立毒性和其他副作用的预测模型, 包括患者可能面临某些治疗毒性更高风险的指标, 并利用这些信息来调整治疗计划,” explains McNutt.

最近,他们开始整合疾病反应的数据:癌症是否稳定? Has it progressed? Did it recur? 用于治疗模拟的成像也被纳入到收集的数据中,以跟踪整个治疗过程中肿瘤的历史. 它可以帮助在癌症治疗的早期判断肿瘤是否有反应,或者是否需要改变治疗计划.

麦克纳特说,这种最新的变化是癌症遗传学和分子生物学研究的放射肿瘤学版本,利用遗传生物标志物来跟踪和监测癌症对药物治疗的反应.

麦克纳特说:“这是实时的治疗监测. “同样,我们使用该系统将唾液腺的辐射剂量与腺体功能丧失联系起来, 我们可以用它把治疗计划和治疗反应联系起来.”

头颈癌的成功使得Oncospace现在被应用于各种癌症, including lung, 胰腺癌和前列腺癌.

Radiosurgery

立体定向全身放射手术(SBRT)是一些无法通过传统手术切除肿瘤的患者的一种选择. This treatment, 有时被称为无刀手术, 使用高但高度集中的辐射剂量来摧毁肿瘤,同时限制对附近正常器官和组织的副作用.

胰腺癌行SBRT时, tiny gold seeds, 大约一粒米那么大, 是用针插入胰腺肿瘤的吗. 它们作为参考点帮助指导放射肿瘤学家治疗癌症. 用同一根针播种, 放射肿瘤学家切除肿瘤的小块进行基因测序.

这项独特的研究证明,肿瘤可以通过这个小的细胞样本进行测序, 这些遗传信息可用于无法手术的胰腺癌患者的个体化治疗.

“我们是第一个尝试这个的人,我们证明了这是可以做到的,”他说 Joseph Herman, M.D.他是前放射肿瘤学教员,领导了最初的研究.

Amol NarangNarang

立体定向放射外科也被用于 Amol Narang, M.D.让更多的胰腺癌患者接受手术治疗. 在早期研究的基础上, 他正在使用SBRT治疗已经附着在附近血管上的胰腺肿瘤, 使手术切除整个肿瘤变得困难或不可能.

在这些病例中,化疗与放射手术相结合有助于使肿瘤从血管中缩小, 使更多的患者可以通过手术切除肿瘤. 放射手术的免疫启动能力也正在胰腺癌患者的临床试验中进行研究.

癌症研究的主流观点是化疗和放疗抑制了免疫系统, 但Kimmel癌症放射肿瘤学家证明,情况可能并非如此.

Focused radiation, 就像在立体定向放射外科手术中使用的一样, they found, 可能会刺激免疫反应. 与Kimmel癌症中心免疫学专家合作, 放射肿瘤学专家利用小动物放射研究平台,在动物模型上研究放射手术和免疫治疗药物的结合.

放射治疗被认为是一种局部治疗, 但当与免疫疗法结合使用时, 它获得了额外的系统性活动. 免疫疗法阻止癌细胞部署免疫抑制调节细胞. 调节细胞都被照顾好了, 放射肿瘤学家可以利用放射外科来利用免疫细胞的全部补充来对抗癌症:杀伤T细胞, which, as the name implies, kill cancer cells; memory T cells, which remember the tumor cells and have the power to keep the cancer in check indefinitely; and B cells, 它能产生抗肿瘤抗体,干扰癌细胞的DNA,阻止它们复制新的副本.

最初的研究是由前放射肿瘤学住院医师领导的 Andrew Sharabi, M.D., Ph.D.前彭博~坎摩尔癌症免疫治疗研究所研究员 Charles Drake, M.D., Ph.D. Sharabi的研究从数千份投稿中脱颖而出,作为2014年美国放射肿瘤学会年会上的专题报告. 这是十多年来首次在会议上强调的基础科学研究.

劳伦斯·理查德·克莱因伯格,m.s.D.Kleinberg

脑肿瘤专家 劳伦斯·克莱因伯格,M.D.SBRT意味着他可以安全地治疗癌症在大脑中的扩散.

“在我们做放射手术之前, 我们必须用放射治疗整个大脑, of course, 产生了很多副作用,” said Kleinberg. “现在,在大多数情况下,我们可以治疗大脑很小的区域,几乎没有副作用.”

As a result, 坎摩尔癌症中心放射外科团队为癌症扩散到脑部的患者提供了为数不多的治疗选择之一.

Brachytherapy

Brachytherapy, 一种广泛使用和有前途的放射治疗工具, 是否常用于前列腺癌和妇科癌症的治疗,作为手术的替代方案.

Song

In prostate cancer, 辐射通过一粒米大小的微小种子传递到前列腺. 准确放置这些种子一直是最大的挑战,但近距离治疗专家 Danny Song, M.D.在确保种子正确投放的引导系统方面,他一直处于领先地位.

来消灭前列腺癌, 在推荐十大正规网赌平台全身麻醉的情况下,大约50-100粒种子通过针在前列腺内放置. 近距离治疗的最大限制, Song says, 是没有好处吗, 实时查看种子是否到达了正确的位置. x射线显示了种子,但没有提供前列腺的清晰图像, 超声波能很好地显示前列腺,但不能显示种子.

他决定把这两种技术合二为一. Song与约翰霍普金斯大学的工程师合作开发了RadVision. 播种时, 采集多个x光片,并将其输入计算机,生成种子的3D排列. 然后将种子位置叠加在超声图像上,以确保放置的种子数量正确,并指导其他种子的放置, if needed.

RadVision在临床研究证明其提供最准确的种子放置后获得了FDA的批准. 接受近距离治疗的患者通常还需要外部束辐射来弥补种子放置的不足, 但宋说,RadVision的种子放置非常精确,可能会消除额外的放射治疗的需要.

Rachit KumarKumar

In 2023, 在西布里纪念医院的坎摩尔癌症中心开展了一项高剂量前列腺近距离放射治疗项目 Rachit Kumar, M.D.

维斯瓦纳坦是美国第一个.S. 利用实时磁共振(MR)引导间质近距离放射治疗妇科肿瘤.

在主动MRI引导下,医生将几个空心导管插入肿瘤. 微小的放射性种子, 用一根长线拴在一起的, 插入导管并在导管中停留约10分钟, 放射疗法提供快速但高剂量的辐射来控制癌细胞. 一台计算机管理着种子的插入和移除, 确保整个肿瘤的精确剂量.

“妇科癌症可以发展得非常快, 并且需要非常专注, 高剂量来攻击肿瘤,Visvanathan解释道.

整个门诊过程只需要几个小时, 并为患者提供终身受益.

“我希望那些患有无法手术的癌症,仅限于妇科领域的女性能够治愈这种癌症,” she says.

接受癌症手术的女性通常会失去整个妇科系统, 包括子宫颈, she explains. 近距离放射治疗保留了这些器官,这对年轻女性尤其重要.

她使用的核磁共振技术是独一无二的. 与物理学家团队合作,他们编写特殊代码来指导核磁共振成像扫描仪, 她可以看到肿瘤内部,并提供传统MRI无法提供的各种细节. 宫颈癌和复发性子宫癌预后良好, 外阴和阴道癌, Visvanathan says, 已发表的数据显示,核磁共振引导下的近距离治疗存活率超过90%. 因此,Visvanathan需求量很大,每年约有300名来自世界各地的患者接受治疗. 她正在培训其他放射肿瘤学家来执行这个手术, 她最近把它扩展到了西布里纪念医院的坎摩尔癌症中心.

Theranostics

A new approach, 它被称为治疗学,因为它将分子成像的诊断特性与癌症治疗相结合, 是在坎摩尔癌症中心研发的吗.

由成像专家领导 Martin Pomper, M.D., Ph.D., and Zaver Bhujwalla, Ph.D.和放射肿瘤学家 Ana Kiess, M.D., Ph.D., 这种新方法利用了癌症的重要分子成分,使研究人员和临床医生能够看到癌细胞的内部,并在治疗过程中观察它们.

该团队开发了一种名为纳米颗粒的超微小结构,其中填充了一种杀死癌细胞并使其对辐射敏感的药物,以及一种放射性药物或细胞显像剂. 纳米粒子的目标是PSMA, 哪些在前列腺癌中含量较高, 这样它就能瞄准前列腺肿瘤并将它的抗癌有效载荷传递给前列腺肿瘤. 这种粒子被标记为放射性同位素,可以成像或用于治疗癌症. 它是静脉注射的,这样它就可以攻击生长在身体任何地方的细胞.

基斯和庞珀与化学家合作,修改了一种名为LU-PSMA-12的药物,使其对癌细胞具有特异性,而不太可能进入正常细胞. 该药物正在进行晚期前列腺癌的多中心临床试验.

Less Is More

缩短几周的放射治疗过程的能力是放射肿瘤学家和结直肠癌专家研究的一个新领域 Jeffrey Meyer, M.D., 研究是否将典型的五周放射治疗缩短为五天, 两个月后化疗,然后手术. 这种疗法对推荐十大正规网赌平台来说更容易,对他们的日常生活干扰更少.

In early studies, 长期结果似乎和传统方法一样好, 更长的放射治疗疗程, Meyer says, 但他补充说,研究仍在继续.

Jean Wright, M.D., 乳腺癌项目放射肿瘤学服务主任, 是否正在研究类似的方法来治疗乳腺癌.

In the 2000s, 几乎所有需要乳房放射治疗的患者都需要5到7周的时间进行放射治疗, Wright says. About 15 years ago, 研究发现,更短的, 三到四周的疗程对乳腺癌复发风险较低的患者同样有效, and, she says, 他们对许多推荐十大正规网赌平台采用了更短的疗程.

她还在探索更短时间的好处, one-week, high-dose, 全乳放射入路. 对每个推荐十大正规网赌平台来说,最方便的疗程必须加以权衡, 这取决于他们患乳腺癌的风险以及个人偏好和优先事项, Wright says.

“这是我们的领域如何向以患者为中心发展的另一个很好的例子, tailored treatments,” says Wright.

Proton Therapy

质子治疗使用带电粒子, 而不是光子疗法的高能x射线束, to kill cancer. 质子不能取代光子放射治疗, 但它是我们的专家治疗癌症的另一个重要工具.

约翰·霍普金斯质子治疗中心于2019年在约翰·霍普金斯的西布里纪念医院开业. 它是美国仅有的40个中心之一.S.也是少数几个拥有专用质子束研究和专业儿科团队的医院之一.

是世界上最全面的, 质子治疗中心拥有提供最先进和以患者为中心的护理的技术. 它将所有学科的卓越癌症治疗与卓越质子治疗相结合, 建立在悠久的历史和强大的基础上,开创性的发现在放射治疗.