质子可以在身体的特定深度释放大部分能量，使肿瘤周围的组织免受过度照射。虽然质子治疗已被测试用于治疗所有类型的实体肿瘤，但获得临床治疗的途径仍然有限，而且接受质子治疗的患者数量相对较少。截至2023年3月，全球已运营的可提供质子放射治疗的中心有106个(见图1)。非洲大陆没有中心，南美洲只有一个正在建设中的质子中心。相比之下，世界各地有超过8,000个常规光子放射治疗设施。目前全世界接受放疗的患者中只有不到1%的人接受质子治疗，尽管保守估计这些患者中有15%~50%的人可以从质子治疗获益。对于特定的癌症类型，这个数字可能会更高。造成这种差异的主要原因是质子治疗较高的成本和设备尺寸大。一个单室治疗系统的成本在3,000万至5,000万美元之间，而传统的X射线系统的成本约600万美元。
图1.已运营质子治疗中心的全球分布;高收入、中等收入和低收入国家根据世界银行的世界发展指标进行分类
质子治疗：研究背景和临床应用
许多研究报告显示，质子治疗后不良事件的风险降低，1,483例患者放化疗，3级或更糟的需要治疗前90天内意外住院和治疗的不良事件，常规治疗的28%，接受质子治疗减少到12%。放疗的晚期副作用也令人关注，在过去的几十年里，全球癌症诊断后的5年生存率大幅增加。与传统放疗相比，质子放疗在乳腺癌和肺癌治疗中减少对心脏的放射剂量，越来越多的证据表明，在放射治疗几年后，心脏照射剂量和缺血性心脏病之间存在相关性。儿童从大幅减少健康组织的放射剂量中获益最大。
大量比较质子和X射线治疗不同癌症的随机对照试验正在进行中，包括非转移性乳腺癌(NCT02603341)和前列腺癌(NCT01617161)，其中两项试验已经完成。这些完成的试验中，第一个招募了非小细胞肺癌患者，但在主要终点方面(3级或更严重的放射性肺炎和局部复发)没有显示出质子治疗的优势。第二项试验纳入了食管癌患者，结果显示接受质子治疗的患者发生不良事件的风险和严重程度显著降低，两组间的无进展生存期相似。食管癌是全球癌症相关死亡的第六大常见原因，80%以上的食管癌病例和死亡发生在低收入和中等收入国家，其中许多发生在东非。
在缺乏来自临床试验比较的有力证据的情况下，哪些患者属于转诊到质子治疗的最高优先级尚不清楚。儿童患者往往被优先考虑。美国放射肿瘤学会已经发表了一些优先选择质子治疗的适应证, 可决定应该选择哪些个体患者进行质子治疗。一种基于模型的方法，于2013年在荷兰首创，已被发现非常有用。这种方法，也被其他几个国家全民医疗保健采用了，根据计算模型要求，患者如果接受质子治疗可大大降低正常组织并发症概率且治疗肿瘤的效果与光子一致，可接受质子治疗。
与全球和所有类型癌症的常规X射线放疗相比，有多少需要放疗的患者可以从质子治疗中获益，这个问题很难回答。答案取决于需要哪种好处。由于质子治疗的物理优势，基本上所有患者都有望从这种治疗中获益，尽管对一些患者来说，其获益可能很小。2005年，有学者估计，在瑞典每年有14%~15%的接受放疗的患者可从质子治疗中获益，这足以证明额外的费用是合理的。这一比例的患者与2021年在英国进行的一项调查相似，中位数为13%。虽然这些估计的误差可能很大，但可能从质子治疗中获益的患者数量无疑是目前能够接受质子治疗的患者数量的许多倍。尽管有潜在的好处，但获得质子治疗的机会仍然很低;因此，需要采取策略来普及质子治疗，以大大增加获取治疗的机会和减少差异。
