理論上說，提高腫瘤劑量可能提高局部腫瘤控制率，進而提高腫瘤患者生存期。劑量升級的基礎(chǔ)是降低計劃靶體積（PTV）之外的受照范圍，即降低正常組織與危及器官（organ at risk, OAR）受照劑量，進而提高腫瘤劑量；這使腫瘤控制率（TCP）獲得相應(yīng)提升，同時可降低治療并發(fā)癥的程度和幾率。腫瘤劑量效應(yīng)曲線是一個“S”形曲線，曲線最陡處的斜率可以用γ50來表示。對于人類腫瘤來說，γ50約為2～3。這就是說，對于常規(guī)治療手段TCP為40%的腫瘤，當腫瘤劑量提高5%～10%時，則TCP提高了10%～30%；即TCP約為50%～70%。同時，正常組織并發(fā)癥概率（NTCP）也可能會有不同程度降低。在過去的幾十年中，單獨或合并使用放療、手術(shù)和化療，很大程度提高了腫瘤的局部控制率；但是仍然存在的重要的問題是原發(fā)灶未控或復(fù)發(fā)和晚期正常組織副反應(yīng)，而這些副反應(yīng)還降低了進一步化療和手術(shù)的耐受性。質(zhì)子射束有比傳統(tǒng)外放療射線更優(yōu)越的物理劑量分布，所以質(zhì)子治療是解決上述問題的一種選擇。質(zhì)子博拉格峰后正常組織的吸收劑量大大降低了，在提高腫瘤劑量的同時，降低正常組織的照射劑量，因此可以更好的配合使用化療。質(zhì)子治療可降低骨髓、耳蝸、心臟、腎臟等OARs的吸收劑量，故可聯(lián)合使用強效化療方案，可降低聯(lián)合使用順鉑造成的聽力受損或腎功衰竭的危險，可降低聯(lián)合或續(xù)貫使用阿霉素化療方案造成的嚴重心肌病變的危險。質(zhì)子治療與手術(shù)配合，同樣可以降低正常組織因手術(shù)造成的并發(fā)癥。

質(zhì)子治療成人腫瘤的初步臨床結(jié)果如下：

（1）顱底脊索瘤和軟骨肉瘤：其臨床治療比較困難，因為手術(shù)很難徹底切除腫瘤而不造成正常組織的損傷；放療需要很高的放射劑量，特別是脊索瘤，而周圍的OARs，如腦干和脊髓，限制了放療劑量的提高。與其他外放療手段相比，質(zhì)子治療將總劑量從60Gy提高到了70～76CGE。軟骨肉瘤和脊索瘤的10年局部控制率分別達到了95% 和45%。

（2）脈絡(luò)膜黑色素瘤：傳統(tǒng)的治療方式為眼球切除術(shù)和放射性同位素治療。質(zhì)子治療的劑量60CGE分4次[瑞士（PSI）]，70CGE分5次[美國哈佛回旋加速器實驗室（HCL）和麻省總醫(yī)院（MGH）]�？�5年局部控制率達90%。MGH、HLC和麻省眼和耳醫(yī)院已治療2069例脈絡(luò)膜黑色素瘤患者，15年局部控制率為95%，眼保存率為84%；由于病灶位置和大小的不同，視力保存率為80%～90%。

（3）肝細胞癌：日本Tsukuba癌癥中心已治療236例肝細胞癌，治療采用大分割劑量，5CGE/次，16次治療到80CGE；治療中使用了呼吸門控技術(shù)，初次治療和二次治療的10年腫瘤局部控制率分別為85%和70%；但基本上所有的患者在正常肝臟中出現(xiàn)了新的腫瘤。

（4）食管癌：日本已治療30例食管癌患者（13例表淺腫瘤，17例晚期腫瘤）；單獨使用質(zhì)子（3.1～3.6CGE/次）或者合并使用光子（1.8～2.0Gy/次）和質(zhì)子（2.5～3.7CGE/次），表淺腫瘤劑量為77.7CGE，晚期腫瘤劑量為80.7CGE；5、10年疾病生存率表淺腫瘤的分別為100%、87.5%，晚期腫瘤的分別為49.0%、38.1%；放療導(dǎo)致的食管潰瘍發(fā)生率為66.7%。

（5）早期非小細胞肺癌：對小的周圍型非小細胞肺癌，使用小的照射野，大分割劑量治療可得到很高的局部控制率。Loma Linda大學(xué)已治療66例患者，5.1～6.0CGE/次，10次治療到總劑量51～60CGE；3年腫瘤局部控制率T1期為87%，T2期為49%。

（6）前列腺癌：Loma Linda大學(xué)已治療1255例T1～T2前列腺癌患者，治療劑量在74～75CGE，1.8～2.0CGE/次；8年生化指標無疾病生存率為73%，1%患者有3～4級膀胱和直腸毒性反應(yīng)，3.5%和5.4%患者有2級直腸和膀胱毒性反應(yīng)。MGH隨機分組實驗已治療202例前列腺癌患者，其中光子治療50.4Gy后，一組使用光子增加劑量到67.2Gy，另一組使用質(zhì)子增加劑量到77.2Gy；在完成治療的189例患者中，8年局部控制率分別為60%和80%，但無統(tǒng)計學(xué)意義；分析高級別的患者群組，8年局部腫瘤控制率分別為19%和84%，質(zhì)子治療組明顯占優(yōu)勢；但質(zhì)子治療組的副反應(yīng)發(fā)生率較光子組高。

（7）浸潤性膀胱癌:Tsukuba癌癥中心已治療23例膀胱移行細胞癌患者（cT2～T3N0M0期），患者接受經(jīng)尿道腫瘤切除、動脈化療和盆腔X線照射（41.4Gy5周）后無腫瘤復(fù)發(fā)征象者再用質(zhì)子進行局部照射（3CGE/次，4～5次/周，總劑量33Gy）；5年總生存率、無瘤生存率和原因別生存率（cause-specific survival rates）分別為60%、50%和80%，9例患者出現(xiàn)3～4級治療毒性反應(yīng)。

（8）頭頸部腫瘤：Loma Linda大學(xué)已治療16例復(fù)發(fā)鼻咽癌的患者，總劑量為60～70CGE；無嚴重副反應(yīng)發(fā)生，2年生存率為50%。MGH使用光子和質(zhì)子混合線已治療19例嗅神經(jīng)母細胞瘤和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，治療劑量為69.2CGE，中位隨訪時間為45個月，5年總生存率為74%。質(zhì)子治療提高了口咽癌的局部控制率，Loma Linda 大學(xué)合用光子和質(zhì)子線已治療23例II～IV期口咽癌患者，劑量為75.9CGE 5.5周，隨訪時間為2～96個月，5年局部控制率為84%。

（9）顱內(nèi)腫瘤和血管性病變：瑞典Uppsala已治療140例WHO 1級顱底腦膜瘤，5、6CGE/次，治療4次，1周內(nèi)完成；8年腫瘤控制率為85%～90%。PSI已治療16例腦膜瘤患者，1.8～2.0CGE/次，中位治療劑量為56CGE（52.2～64.0CGE），3年腫瘤控制率為90%。MGH用90CGE已治療23例膠質(zhì)母細胞瘤患者，中位生存期為20個月。MGH使用質(zhì)子和光子混合線已治療15例顱咽管瘤患者（其中包括5例兒童患者），質(zhì)子治療部分的中位劑量為26.9CGE，總中位治療劑量為56.9CGE；中位隨訪時間為13.1年，10年生存率為72%，5、10年局部控制率分別為93%、85%。Loma Linda大學(xué)已治療47例垂體瘤，中位治療劑量為54CGE，末次隨訪到41例患者，中位隨訪時間為47個月（6～139個月），10例病灶消失，12例病灶部分縮小，19例病灶穩(wěn)定。Loma Linda大學(xué)使用質(zhì)子已治療47例垂體瘤患者，中位劑量54CGE。另外，質(zhì)子治療體積超過10cm3的動靜脈畸形比γ刀或X刀效果好，如瑞典Uppsala到目前為止已治療80例患者，療后獲得全部或近全部閉鎖；南非的Tygerberg醫(yī)院也已治療64例患者，結(jié)果也令人滿意。