放疗是重要的肿瘤治疗方式，但放疗的不良反应限制了放疗的剂量，也限制用于临近重要器官的肿瘤。近年新兴的放疗技术，如质子治疗、重离子治疗经常出现媒体报道之中，这些新兴的放疗方式跟传统放疗有何不同？
放疗目前常用的是光子和电子，经过治疗机或者加速器，产生x射线，和放射性元素产生的阿尔法，伽马，β射线，利用射线产生的电离辐射对恶性肿瘤和一些良性病变进行治疗的方法。但传统放疗有个病灶，就是这些射线随进入身体深度能量递减，就是看着总体辐射能量大，但能量大的位置通常在人体浅表，到了人体深部的肿瘤反而能量小了。为了克服这个问题，治疗一般由物理师使用治疗系统计算，设计好从多个方向以较低能量的射线叠加照射癌组织，让放射能量在人体深部肿瘤处汇聚，以减少对健康组织的影响和保证有足够的放射能量投射到肿瘤组织上。
但是这些射线穿透力强，像子弹一样把肿瘤打个“透心凉”后还能继续前进，对整个照射路线经过的所有身体组织都造成影响，这就是放疗会产生各种不良反应的主要原因。子治疗
如果说传统放疗像子弹，那么质子、重离子治疗就像定点爆破。质子治疗，用质子束治疗，质子的能量是电子的1800多倍。这就意味着质子的打击效果相当于1800个电子的效果，如果电子放疗是子弹，那么质子放疗就是炸弹了。重离子治疗呢，一般是用碳原子治疗，其质量比质子就更大了，能量上限自然更大了。
虽然质子、重离子能量比传统放疗的光子、电子、伽马射线等要大很多，但不良反应却轻微很多。这是因为质子、重离子有个重要的物理特性叫布拉格峰，其能量释放并不是像光子、电子等一样，直来直去，随着深度衰减，而是在特定的深度释放大多数能量，因此对于照射经过的健康细胞影响相对更小。所以质子、重离子治疗相比传统放疗就是炸弹，而且是可以在肿瘤处定点爆破的炸弹。
那么质子治疗和重离子治疗又有什么区别呢？前面我们讲过重离子的能量比质子更高，所以重离子线对肿瘤细胞DNA的破坏比质子线更大，可以把肿瘤细胞DNA打到双链断裂。我们知道DNA是由两条链构成的双螺旋结构，光子、电子、质子等一般可以把肿瘤细胞DNA打到单链断裂，单链断裂相对容易修复，肿瘤细胞有更大可能存活，可能九死一生，而双链修复就难以修复，肿瘤细胞基本十死无生。
X光(X-ray)、质子束（Proton beam）、重离子（碳）束（Carbon-ion beam）轰击DNA示意图，可见随着粒子质量越来越大，对DNA的破坏越来越大。
虽然重离子治疗对肿瘤的杀伤效果比质子治疗更好，但不良反应也可能更大。
此外，质子治疗中心建设成本高昂，而重离子治疗中心的经济投入更是质子治疗中心投入的2~3倍，维护保养成本更高，也严重限制其应用。
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