质子束放疗在中枢神经系统肿瘤患者中的应用趋势：美国国家癌症数据库分析（2004—2021年）

摘要/Abstract

摘要：

目的评估分析质子束放疗（PBT）在美国中枢神经系统（CNS）肿瘤患者中的使用趋势以及相关影响因素。方法利用美国国家癌症数据库查询2004－2021年CNS肿瘤患者的资料，根据患者的病理组织学类型、确诊年龄、保险状况、家庭收入水平、受教育水平、就诊医院类型等因素，探讨PBT在CNS肿瘤患者中的使用趋势。采用logistic多因素回归分析进行各种因素与PBT使用的相关性分析。结果共纳入192 696例CNS肿瘤患者，接受PBT治疗患者为5 901例（3.1%），其中年龄≥18岁患者4 109例（69.6%）。PBT在CNS肿瘤中的使用率从2004年的1.0%增加到2021年的11.4%。在接受PBT治疗的患者中，胚胎瘤是最常见的儿童肿瘤，而星形细胞瘤是最常见的成人肿瘤。logistic多因素回归分析显示，近年来胶质母细胞瘤、室管膜瘤、髓母细胞瘤、生殖细胞瘤患者采用PBT治疗较星形细胞瘤患者增长更迅速。年龄<18岁、无其他合并症、有私人保险、家庭收入水平较高和近年来确诊也与PBT的使用呈正相关。结论在美国，儿童及青少年患者、无其他合并症、家庭收入水平较高、有私人保险、近年来确诊和特定肿瘤组织学类型的患者更有可能接受PBT治疗。PBT的使用率从2004年的1.0%增加到2021年的11.4%。然而，应接受PBT的患者数量与实际接受PBT的患者数量之间仍存在明显差距。

关键词:质子疗法,中枢神经系统肿瘤,美国国家癌症数据库

Abstract:

ObjectiveTo evaluate trends in the use of proton beam radiation therapy (PBT） in patients with central nervous system (CNS） tumors in the United States and the factors associated with such use.MethodsThe National Cancer Database was queried for CNS tumors patients between 2004 and 2021 to explore the time trend in the use of PBT by histology type， age at diagnosis， insurance， median household income level， education level， and hospital type. Multivariable logistic regression analysis was used to report the association of various factors with the use of PBT.ResultsOf all the 192 696 CNS patients， 5 901 （3.1%） received PBT， among whom 4 109 （69.6%） were ≥18 years of age. The use of PBT in CNS tumors increased from only 1.0% in 2004 to 11.4% in 2021. In patients who received PBT， embryonal tumor was the most common pediatric tumor while astrocytoma was most common adult tumor. Multivariable logistic regression analysis revealed that patients with glioblastoma， ependymoma， medulloblastoma， germinoma were more likely to received PBT compared to astrocytoma. Age<18 years， no-comorbidity， private insurance， higher household income level and being diagnosed in recent years were also positively associated with the use of PBT.ConclusionThe patients with younger age， no-comorbidity， higher household income， private insurance， diagnosed in recent years and certain tumor histologists are more likely to receive PBT in the United States. The use of PBT increased from 1.0% in 2004 to 11.4% in 2021. However， there is still a distinguished gap between the number of patients who should receive PBT and the number of patients who received PBT.

Key words:Proton therapy,Central nervous system neoplasms,National Cancer Database

Saber Amin, Chi Lin. 质子束放疗在中枢神经系统肿瘤患者中的应用趋势：美国国家癌症数据库分析（2004—2021年）[J]. 国际肿瘤学杂志, 2024, 51(7): 424-431.

Saber Amin, Chi Lin. Trends of the use of proton beam radiation therapy in patients with central nervous system tumors： analysis of National Cancer Database (2004-2021）[J]. Journal of International Oncology, 2024, 51(7): 424-431.

图/表6

表1

2004—2021年NCDB中CNS肿瘤患者的基线特征[例（%）]"

变量	PBT （n=5 901）	光子放疗（n=186 795）	合计（n=192 696）
确诊年龄（岁）
<18	1 792（30.4）	6 758（3.6）	8 550（4.4）
≥18	4 109（69.6）	180 037（96.4）	184 146（95.6）
性别
男	3 219（54.6）	98 108（52.5）	101 327（52.6）
女	2 682（45.4）	88 687（47.5）	91 369（47.4）
种族
白种人	5 010（84.9）	164 753（88.2）	169 763（88.1）
黑种人	446（7.6）	13 823（7.4）	14 269（7.4）
其他	445（7.5）	8 219（4.4）	8 664（4.5）
保险类型
私人保险	3 708（62.8）	94 448（50.6）	98 156（50.9）
医疗保险（≥65岁以及患有某些残疾的年轻人）	953（16.2）	16 111（8.6）	17 064（8.9）
医疗补助（低收入人群）	898（15.2）	64 186（34.4）	65 084（33.8）
其他政府类保险	126（2.1）	3 727（2.0）	3 853（2.0）
无保险/未知	216（3.7）	8 323（4.5）	8 539（4.4）
组织学类型
星形细胞瘤	1 558（26.4）	32 484（17.4）	34 042（17.7）
胶质母细胞瘤	1 252（21.2）	94 938（50.8）	96 190（49.9）
胚胎瘤	758（12.9）	2 297（1.2）	3 055（1.6）
室管膜瘤	571（9.7）	2 726（1.5）	3 297（1.7）
脑膜瘤	690（11.7）	28 583（15.3）	29 273（15.2）
髓母细胞瘤	304（5.2）	465（0.3）	769（0.4）
生殖细胞瘤	132（2.2）	480（0.3）	612（0.3）
神经鞘瘤	96（1.6）	16 617（8.9）	16 713（8.7）
其他	540（9.2）	8 205（4.4）	8 745（4.5）
社区家庭收入中位数（美元）
≤50 353	1 605（27.2）	66 312（35.5）	67 917（35.2）
>50 353	4 296（72.8）	120 483（64.5）	124 779（64.8）
社区教育水平（高中以下学历人口比例）
≥10.8%	2 195（37.2）	77 707（41.6）	79 902（41.5）
<10.8%	3 706（62.8）	109 088（58.4）	112 794（58.5）
Charlson-Deyo合并症指数
0	5 160（87.4）	146 421（78.4）	151 581（78.7）
1	489（8.3）	25 068（13.4）	25 557（13.3）
≥2	252（4.3）	15 306（8.2）	15 558（8.0）
确诊年份
2004—2013	1 005（17.0）	92 465（49.5）	93 470（48.5）
2014—2021	4 896（83.0）	94 330（50.5）	99 226（51.5）

表1

图1

图2

图3

图4

表2

2004—2021年NCDB中CNS肿瘤患者使用PBT的影响因素分析"

变量	OR值（95%CI）	P值
确诊年龄（岁）
≥18	Ref
<18	3.46（3.15~3.79）	0.001
性别
男	Ref
女	0.99（0.93~1.06）	0.810
种族
白种人	Ref
黑种人	0.92（0.82~1.03）	0.140
其他	1.07（0.95~1.21）	0.250
保险类型
私人保险	Ref
医疗保险（≥65岁以及患有某些残疾的年轻人）	0.60（0.55~0.66）	0.001
医疗补助（低收入人群）	0.85（0.78~0.93）	0.001
其他政府类	0.83（0.68~1.03）	0.090
无保险/未知	0.75（0.64~0.88）	0.001
组织学类型
星形细胞瘤	Ref
胶质母细胞瘤	3.88（3.42~4.40）	0.001
胚胎瘤	0.31（0.28~0.34）	0.001
室管膜瘤	3.22（2.85~3.65）	0.001
脑膜瘤	0.67（0.61~0.74）	0.001
髓母细胞瘤	6.91（5.74~8.31）	0.001
生殖细胞瘤	3.39（2.67~4.32）	0.001
神经鞘瘤	0.18（0.14~0.22）	0.001
其他	1.71（1.53~1.92）	0.001
社区家庭收入中位数（美元）
>50 353	Ref
≤50 353	0.66（0.61~0.71）	0.001
社区教育水平（高中以下学历人口比例）
<10.8%	Ref
≥10.8%	0.94（0.88~1.01）	0.100
Charlson-Deyo合并症指数
0	Ref
1	0.82（0.74~0.91）	0.001
≥2	0.69（0.60~0.80）	0.001
确诊年份
2014—2021	Ref
2004—2013	0.17（0.16~0.18）	0.001

表2

参考文献42

[1]	Miller KD, Ostrom QT, Kruchko C, et al. Brain and other central nervous system tumor statistics, 2021[J].CA Cancer J Clin,2021,71(5): 381-406. DOI:10.3322/caac.21693.
[2]	Low JT, Ostrom QT, Cioffi G, et al. Primary brain and other central nervous system tumors in the United States (2014-2018): a summary of the CBTRUS statistical report for clinicians[J].Neurooncol Pract,2022,9(3): 165-182. DOI:10.1093/nop/npac015. pmid:35601966
[3]	Ostrom QT, Francis SS, Barnholtz-Sloan JS. Epidemiology of brain and other CNS tumors[J].Curr Neurol Neurosci Rep,2021,21(12): 68. DOI:10.1007/s11910-021-01152-9.
[4]	Scaringi C, Agolli L, Minniti G. Technical advances in radiation therapy for brain tumors[J].Anticancer Res,2018,38(11): 6041-6045. DOI:10.21873/anticanres.12954. pmid:30396918
[5]	Mitin T, Zietman AL. Promise and pitfalls of heavy-particle therapy[J].J Clin Oncol,2014,32(26): 2855-2863. DOI:10.1200/JCO.2014.55.1945. pmid:25113772
[6]	Mohan R. A review of proton therapy-current status and future directions[J].Precis Radiat Oncol,2022,6(2): 164-176. DOI:10.1002/pro6.1149.
[7]	Blanchard P, Garden AS, Gunn GB, et al. Intensity-modulated proton beam therapy (IMPT) versus intensity-modulated photon therapy (IMRT) for patients with oropharynx cancer—a case matched analysis[J].Radiother Oncol,2016,120(1): 48-55. DOI:10.1016/j.radonc.2016.05.022. pmid:27342249
[8]	Holliday EB, Rosenthal DI, Fuller CD, et al. Proton therapy reduces treatment-related toxicities for patients with nasopharyngeal cancer: a case-match control study of intensity-modulated proton therapy and intensity-modulated photon therapy[J].Int J Part Ther,2015,2(1): 19-28. DOI:10.14338/IJPT-15-00011.1.
[9]	McDonald MW, Liu Y, Moore MG, et al. Acute toxicity in comprehensive head and neck radiation for nasopharynx and paranasal sinus cancers: cohort comparison of 3D conformal proton therapy and intensity modulated radiation therapy[J].Radiat Oncol,2016,11: 32. DOI:10.1186/s13014-016-0600-3. pmid:26922239
[10]	Romesser PB, Cahlon O, Scher E, et al. Proton beam radiation therapy results in significantly reduced toxicity compared with intensity-modulated radiation therapy for head and neck tumors that require ipsilateral radiation[J].Radiother Oncol,2016,118(2): 286-292. DOI:10.1016/j.radonc.2015.12.008. pmid:26867969
[11]	Xi M, Xu C, Liao Z, et al. Comparative outcomes after definitive chemoradiotherapy using proton beam therapy versus intensity modulated radiation therapy for esophageal cancer: a retrospective, single-institutional analysis[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2017,99(3): 667-676. DOI:10.1016/j.ijrobp.2017.06.2450.
[12]	Xiang M, Chang DT, Pollom EL. Second cancer risk after primary cancer treatment with three-dimensional conformal, intensity-modulated, or proton beam radiation therapy[J].Cancer,2020,126(15): 3560-3568. DOI:10.1002/cncr.32938. pmid:32426866
[13]	Zhang W, Zhang X, Yang P, et al. Intensity-modulated proton therapy and osteoradionecrosis in oropharyngeal cancer[J].Radiother Oncol,2017,123(3): 401-405. DOI:10.1016/j.radonc.2017.05.006. pmid:28549794
[14]	Chung CS, Yock TI, Nelson K, et al. Incidence of second malignancies among patients treated with proton versus photon radiation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2013,87(1): 46-52. DOI:10.1016/j.ijrobp.2013.04.030.
[15]	Hasan S, Abel S, Verma V, et al. Proton beam therapy versus stereotactic body radiotherapy for hepatocellular carcinoma: practice patterns, outcomes, and the effect of biologically effective dose escalation[J].J Gastrointest Oncol,2019,10(5): 999-1009. DOI:10.21037/jgo.2019.08.03. pmid:31602338
[16]	Higgins KA, O'Connell K, Liu Y, et al. National cancer database analysis of proton versus photon radiation therapy in non-small cell lung cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2017,97(1): 128-137. DOI:10.1016/j.ijrobp.2016.10.001.
[17]	Patel SH, Wang Z, Wong WW, et al. Charged particle therapy versus photon therapy for paranasal sinus and nasal cavity malignant diseases: a systematic review and meta-analysis[J].Lancet Oncol,2014,15(9): 1027-1038. DOI:10.1016/S1470-2045(14)70268-2. pmid:24980873
[18]	Sanford NN, Pursley J, Noe B, et al. Protons versus photons for unresectable hepatocellular carcinoma: liver decompensation and overall survival[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2019,105(1): 64-72. DOI:10.1016/j.ijrobp.2019.01.076.
[19]	Li X, Kitpanit S, Lee A, et al. Toxicity profiles and survival outcomes among patients with nonmetastatic nasopharyngeal carcinoma treated with intensity-modulated proton therapy vs intensity-modulated radiation therapy[J].JAMA Netw Open,2021,4(6): e2113205. DOI:10.1001/jamanetworkopen.2021.13205.
[20]	Allen AM, Pawlicki T, Dong L, et al. An evidence based review of proton beam therapy: the report of ASTRO's emerging technology committee[J].Radiother Oncol,2012,103(1): 8-11. DOI:10.1016/j.radonc.2012.02.001. pmid:22405807
[21]	Ares C, Hug EB, Lomax AJ, et al. Effectiveness and safety of spot scanning proton radiation therapy for chordomas and chondrosarcomas of the skull base: first long-term report[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2009,75(4): 1111-1118. DOI:10.1016/j.ijrobp.2008.12.055.
[22]	De Amorim Bernstein K, Sethi R, Trofimov A, et al. Early clinical outcomes using proton radiation for children with central nervous system atypical teratoid rhabdoid tumors[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2013,86(1): 114-120. DOI:10.1016/j.ijrobp.2012.12.004.
[23]	DeLaney TF, Liebsch NJ, Pedlow FX, et al. Phase Ⅱ study of high-dose photon/proton radiotherapy in the management of spine sarcomas[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2009,74(3): 732-739. DOI:10.1016/j.ijrobp.2008.08.058.
[24]	MacDonald SM, Trofimov A, Safai S, et al. Proton radiotherapy for pediatric central nervous system germ cell tumors: early clinical outcomes[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2011,79(1): 121-129. DOI:10.1016/j.ijrobp.2009.10.069.
[25]	Pulsifer MB, Sethi RV, Kuhlthau KA, et al. Early cognitive outcomes following proton radiation in pediatric patients with brain and central nervous system tumors[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2015,93(2): 400-407. DOI:10.1016/j.ijrobp.2015.06.012.
[26]	Slater JD. Clinical applications of proton radiation treatment at Loma Linda University: review of a fifteen-year experience[J].Technol Cancer Res Treat,2006,5(2): 81-89. DOI:10.1177/153303460600500202.
[27]	Yock TI, Yeap BY, Ebb DH, et al. Long-term toxic effects of proton radiotherapy for paediatric medulloblastoma: a phase 2 single-arm study[J].Lancet Oncol,2016,17(3): 287-298. DOI:10.1016/S1470-2045(15)00167-9. pmid:26830377
[28]	Muren LP, Rossi C, Hug E, et al. Establishing and expanding the indications for proton and particle therapy[J].Acta Oncol,2013,52(3): 459-462. DOI:10.3109/0284186X.2013.770167. pmid:23477358
[29]	Smith AR. Vision 20/20: proton therapy[J].Med Phys,2009,36(2): 556-568. DOI:10.1118/1.3058485. pmid:19291995
[30]	Wilson RR. Radiological use of fast protons[J].Radiology,1946,47(5): 487-491. DOI:10.1148/47.5.487. pmid:20274616
[31]	PTCOG-NA.Particle Therapy Centers in the U. S.[EB/OL]. [2024-06-16]. https://www.ptcog-na.org/for-patients.
[32]	Newhauser WD, Rechner L, Mirkovic D, et al. Benchmark measurements and simulations of dose perturbations due to metallic spheres in proton beams[J].Radiat Meas,2013,58: 37-44. DOI:10.1016/j.radmeas.2013.08.001. pmid:25147474
[33]	Olch AJ.Pediatric radiotherapy planning and treatment[M]. Boca Raton: CRC Press,2013. DOI:10.1201/b14554.
[34]	Newhauser WD, Zhang R. The physics of proton therapy[J].Phys Med Biol,2015,60(8): R155-R209. DOI:10.1088/0031-9155/60/8/R155.
[35]	Mizumoto M, Fuji H, Miyachi M, et al. Proton beam therapy for children and adolescents and young adults (AYAs): JASTRO and JSPHO Guidelines[J].Cancer Treat Rev,2021,98: 102209. DOI:10.1016/j.ctrv.2021.102209.
[36]	CMS.gov.Alternative Payment Models[EB/OL]. [2024-06-20]. https://www.cms.gov/priorities/innovation/key-concepts/alternative-payment-models-apms.
[37]	Nogueira LM, Jemal A, Yabroff KR, et al. Assessment of proton beam therapy use among patients with newly diagnosed cancer in the US, 2004-2018[J].JAMA Netw Open,2022,5(4): e229025. DOI:10.1001/jamanetworkopen.2022.9025.
[38]	Yan S, Ngoma TA, Ngwa W, et al. Global democratisation of proton radiotherapy[J].Lancet Oncol,2023,24(6): e245-e254. DOI:10.1016/S1470-2045(23)00184-5. pmid:37269856
[39]	Stross WC, Malouff TD, Waddle MR, et al. Proton beam therapy utilization in adults with primary brain tumors in the United States[J].J Clin Neurosci,2020,75: 112-116. DOI:10.1016/j.jocn.2020.03.011. pmid:32184042
[40]	Bortfeld TR, Loeffler JS. Three ways to make proton therapy affordable[J].Nature,2017,549(7673): 451-453. DOI:10.1038/549451a.
[41]	Ryckman JM, Ganesan V, Kusi Appiah A, et al. National practice patterns of proton versus photon therapy in the treatment of adult patients with primary brain tumors in the United States[J].Acta Oncol,2019,58(1): 66-73. DOI:10.1080/0284186X.2018.1512755. pmid:30280620
[42]	Tseng YD, Hartsell W, Tsai H, et al. Proton therapy patterns of care among pediatric and adult patients with CNS tumors[J].Neuro Oncol,2018,20(11): 1556-1557. DOI:10.1093/neuonc/noy116.