為使質子重離子放療從利器走向“神器”
——小記上海市質子重離子醫院孫筠博士

為使質子重離子放療從利器走向“神器”
——小記上海市質子重離子醫院孫筠博士

孫筠博士

質子重離子治療癌癥是近些年的新玩意。3年前國內首家質子重離子醫院在上海開張，媒體做了很多報道，引起社會關注，很多晚期腫瘤患者把這種治療手段視為帶來希望的治癌利器。對一般人來說，這種治療方式蠻神秘的，我也比較好奇。年初的2017級啟明星頒證暨交流活動上，來自上海市質子重離子醫院（復旦大學附屬腫瘤醫院質子重離子中心）的孫筠在介紹自己的時候說起現在這種治療方式的療效很好，求治者絡繹不絕，但是作為醫院支撐臨床醫療的科研人員，他深感進一步提高療效還有許多涉及放射生物學和腫瘤免疫學等學科的基礎研究課題有待攻克，他很希望能借助科技啟明星這個多學科交流的平臺與更多星友合作。高高個子、孔武有力的孫筠的這番話給我留下很深的印象，當時就想有機會去拜訪他。這一愿望終于在上二周實現。

一家不一樣的醫院

那天，孫筠帶我走進位于浦東張江國際醫學園區的上海市質子重離子醫院。從外表看這不像是通常理解的醫院，更像是一所高大上的科研機構。進得醫院大廳感覺非常安靜、潔凈，一側飄來咖啡的陣陣清香，原來是一處供患者及其家屬以及醫護人員消費的咖啡點心館；另一側張貼著一些介紹這家醫院醫療特點以及質子重離子放療原理的知識宣傳板。孫筠介紹說，除了少數患者需要住院做一些檢查，大多數患者每天只需在治療床上躺上半個小時就完成了一次治療過程，全部療程結束也就一個月。當然在患者輕松得以完成富有療效的治療背后是有很多技術支撐的，孫筠干的就是這個。

孫筠引我參觀了醫院多個實驗平臺。這家醫院除了有同步加速器（直徑達21米，束流強度可自由調節，能夠治療人體內30厘米深度的腫瘤）、固定線束治療室等核心裝備外，還配備了國際一流的直線和回旋加速器系統、PET/CT、磁共振（MRI）、CT 及 SPECT/CT等大型臨床診斷治療設備。一份資料上說這家醫院耗資近30億，大多數費用還是用在了這些昂貴的醫療設備上。孫筠帶我兜兜轉轉，盡管只是走馬觀花，但我大致能理解孫筠說的，進這家醫院，患者能得到與國際最好的醫院同樣的安全、有效的治療。

雪夜頓悟，做出改變一生的決定

孫筠說起自己是出生、成長于山東蒙陰時，我就有一種對上眼的感覺，這樣身材的孫筠就應該是那里的“特產”。山東蒙陰是革命老區，孫筠的爺爺是解放戰爭時期第二野戰軍十六軍軍部特一連偵察排長，外公是陳毅將軍內衛一團連長，參加過孟良崮、淮海、渡江、解放上海等戰役以及抗美援朝和開發北大荒。他爸媽是當地糧食局的職工。孫筠小學到高中都在蒙陰，孫筠說自己一開始讀書并不是很自覺，也曾有過父母管得嚴了就離家出走的經歷。他從小就很好奇周圍的世界，喜歡探險，爬墻爬樹，喜歡一個人想天上云外有什么。

到上高中時正是生物學大行其道之時，媒體上宣傳21世紀是生物學世紀。孫筠對生物學的興趣并不完全是媒體宣傳的影響，對生物學特別有興趣是因為他喜歡生物，尤其對生物體的運行機制（吃點飯就能動起來）讓他著迷。高考時，他3個志愿填報的都是生物學。

在煙臺大學化學生物理工學院讀書期間他迷上了游戲，他和他的同學曾創下了某個游戲比賽全國前幾名的紀錄，盡管如此他也沒有拉下他喜歡的生物學課程。本科畢業后，孫筠到地方科技局從事項目管理工作。兩年工作期間，孫筠的空閑時間大都在打游戲中度過，還不時被父母領著給介紹女朋友。一天晚上12點左右打完游戲回家，天降大雪，走在空無一人的雪地，孫筠說突然之間覺得很空虛，“自己只有24歲，想想一生如果都這樣的話太可怕了，必須改變。當時就決定考研，要離開原來的生活環境出去嘗試一下。”就這樣，那個雪夜里的頓悟讓孫筠做出了一個影響他一生的決定。

在得到父母支持后，孫筠辦了離職手續，“背水一戰，也是不給自己留退路。”這樣差不多有半年時間準備研究生入學考試。孫筠報考的是南開大學基因工程和微生物專業。最終因為報考導師錄取名額有限，孫筠被調劑到東華大學。

從生物到納米，建立科研自信

東華大學化工學院生物研究所陳志龍老師正好需要孫筠這樣背景、身體條件的年輕人做藥學方面的實驗。東華化工學院生物所把搞藥學的、材料的、基因工程的、代謝的等不同背景的人放在一起，這對孫筠來說正好是擴充自己知識面的一個機會。在東華兩年半時間孫筠參與了針對腫瘤治療的光動力學藥物的新藥的研制，參與了該藥的合成、藥效分析、藥理代謝的分子機制等方面的課題。

課題臨近結束時又引申出用納米結構來攜帶光敏劑，這樣穩定性會更好，在不改變結構下改變其代謝行為。孫筠在碩士研究生階段完成了磁共振引導下的磁性納米光動力學治療課題，相關論文發表在《納米技術》上，孫筠作為第一作者的這篇論文還被該刊列為年度十篇重要論文之一。這篇論文的構想源于孫筠的突發奇想：光敏劑很難進入身體靶組織，如果添加局部磁場或許就能改變情況。為這篇文章孫筠忙了一年半，之前還沒有人做過類似工作。這個工作從想法到搭建實驗裝備到設計過程都是孫筠獨立完成的。經歷了這個從有想法到把它一步步做出來、后來證明確實有價值的整個過程后，孫筠覺得最大收獲是建立了科研自信：我是可以做科研的。以前他一直懷疑自己是不是適合做科研，現在通過自己設計的實驗，證明自己的想法，并能做出一點有用的東西，孫筠覺得可以進這個門了。

不避風險，轉向稀土放射性研究

因這個工作引出對納米的興趣后，孫筠就想進一步到做納米材料的專業團隊深造。正好復旦大學黃春輝院士和李富友教授貼出招生通告，希望招收有生物、化學背景的博士生。孫筠決定一試。復旦招人是要導師和學生見面認可了再報名。這其實就是面試，主要了解你的成長經歷以及為人處世原則。專業上也會問，主要看你的邏輯思維方式。3個老師一起面試，通常安排半天時間，以聊天為主，之后還要考試。結果很順利，2009年初孫筠進了復旦大學先進材料實驗室。

黃院士團隊的特色是以稀土做材料。孫筠的方向確定為用稀土做發光納米材料，用于腫瘤檢測的示蹤劑。后來發現稀土材料做示蹤劑還是有局限，其成像深度只有2厘米。在導師支持下，孫筠發明了一種采用放射性稀土納米材料作為示蹤標記物的方法，用了一點放射性元素讓稀土材料有放射性，實驗所用的放射性材料輻射劑量極低，僅為CT的1/10，對人體基本沒有傷害，卻能將成像深度從2厘米擴展到人體的深部，這樣就解決了這種材料用到人體的最大障礙。這個工作成本低、反應快、見效明顯，是孫筠博士論文最出彩之處。在他之前沒有人這樣做過。孫筠為進一步推進這種放射性標記的材料的生物應用前后忙了兩年。放射性實驗本身不容易做，學校也沒有這種防輻射能級的實驗室，所以相關實驗輾轉于北京、上海、廈門多家有輻射防護資質的機構去做。

孫筠也知道有風險，但比較起來他覺得這更有挑戰，這種利器一旦能用于人體將大大有助于抗癌之戰。放射性標記稀土納米材料作為醫用注射材料的安全性到目前為止沒有定論，探索這些問題要用實驗小鼠的整個生命周期的狀況來驗證。所以那段時間孫筠的一大任務是每天陪著那些實驗小鼠，研究材料與各組織的相互作用，每天都要與小鼠打照面。

以上整個過程為期5年，從博士到博士后。博士后期間，孫筠與兩位導師以及復旦藥學院鞠佃文教授就想把這些工作朝藥物和臨床上推。臨近博士后出站，孫筠已經完成了臨床前的藥理學、藥物代謝學、安全性評價以及和生物體（小鼠）臟器相互作用等研究工作。本來是想進一步做到人體的，但大學的基礎研究想從實驗研究推到人體有巨大鴻溝，在學校里是走不出這一步的。也是從那時起孫筠就想到貼近臨床的醫療機構一展抱負。這也是他博士后出站（2014年7月）經課題期間熟識的腫瘤醫院的合作老師章英劍教授介紹到上海市質子重離子醫院工作的緣由。

造福患者，進入質子重離子醫院

孫筠的科研背景是這家開業不久的質子重離子醫院最需要的，他熟悉生化，會做合成，又懂得放射性，這一類人才并不多。孫筠說他現在還在學習醫學物理學的東西。因為這完全都是他喜歡的交叉性的工作。孫筠慶幸自己找對了地方，上海市質子重離子醫院的條件理論上可以做出世界水平的工作，這里的硬件裝備已經領先世界，這里也是最適合做這件事的單位。“我以前的工作經驗積累正好能派上用場。我們這里臨床與科研是快速互動的，我建立的生物物理模型可以馬上用于臨床參考，幫助臨床醫生制定治療計劃。”目前全球擁有類似治療技術的醫院只有3家，國內唯此一家。國際領先、國內唯一也意味著他們可以借鑒的針對中國高發腫瘤的質子重離子治療的經驗極為有限，一切得從頭開始。

在孫筠3年前剛入職時，這家開張不久的醫院做過的28例放療治療主要都是基于臨床醫生的經驗來確定治療的劑量。孫筠加盟后與陸嘉德教授、孔琳教授一起逐步建立起了一套評估模型，如對首次治療的鼻咽癌患者和復發的患者的治療劑量作了量化；對復發患者的劑量控制更精準。孫筠和他的同事都明白：無論愿意與否，他們已經處在規范制定者、行業指導者的地位。但是同時，目前這個領域還處于探索階段，由于沒有可以借鑒的經驗，所以他們就是探路者。要探索的東西包括劑量分割（單位照射量的時間尺度）、放療射線的組合方式（光學、質子、重離子）等，不同射線的組合方式對治療的效果有很大影響。孫筠深知這些課題的推進僅靠他們醫院的力量是遠遠不夠的，一定有賴于更多的交叉研究的力量。孫筠告訴我，這也是他很看重啟明星多學科交叉平臺作用的原因，也已經和兩位啟明星的星友展開了實際的合作。

目前，孫筠的身份是醫院PI（獨立研究員）和核醫學科藥師，有了一個小小的團隊。醫院運行3年來在治療無論早期和晚期癌癥患者的效果上比預期的還要好，一開始大家對這種質子重離子治療癌癥效果的期待是希望它成為治癌利器，經過3年探索，上海市質子重離子醫院正努力摸索如何更好地發揮、利用這一治癌利器，這些都有賴于對放射性應用于人體的規律性的認識。

下一目標：控制癌癥的轉移復發

孫筠的第二塊工作是想把重離子放療技術從局部（原發）腫瘤的治療拓展到遠處轉移腫瘤的治療。孫筠已經想到將以前他們做過的納米材料技術用于納米疫苗，來激發機體抗腫瘤的免疫效應，并結合重離子技術來控制腫瘤的遠處轉移。和腫瘤打了這些年交道后、孫筠越來越認識到他們面對的對手——腫瘤細胞實在是太狡猾，譬如它們會將人體的免疫細胞誘導失活來為自己所用，這也是導致后面一系列腫瘤轉移復發的重要原因。孫筠和他的團隊接下來的目標是想通過注入一種納米疫苗來使失活的細胞（用孫筠更形象的說法是被招安的免疫細胞）恢復本性，重新起到免疫作用。“我們已經在小鼠身上有初步的實驗結果了。我這次的啟明星課題就是這方面的工作。這是我以前工作的基礎，我的目標是用于控制腫瘤的遠處轉移、復發。這是目前人癌之戰中最重要的課題。”

孫筠告訴我，膠質瘤、鼻咽癌、肉瘤、肝癌、肺癌、脊索瘤、前列腺癌等腫瘤都可以用質子重離子治療，而且療效超出預期。由于孫筠所用的稀土納米放射材料還會發光，這樣就能在協同免疫治療的同時又能起“觀察員”的作用。孫筠告訴我這一醫療手段一旦過了倫理關就可以嘗試用到臨床。

我訪問孫筠的那天正好是他進入上海市質子重離子醫院整3年的日子。在與孫筠的交流中我能明顯感覺他的狀態正處在事業發展的順利期。孫筠說他和臨床醫生溝通的機制很順暢，孫筠自己的小團隊與更大的醫療團隊正在融為一體，根據臨床需要來修正課題方向的模式已經建立。

“能多救一個人，能有患者因為我的工作受益，我就覺得這些努力是有價值的。在這醫院的3年里，我每天都在為此努力，我感覺我離目標一天比一天更近。”

[江世亮采寫于2017年8月29日]