核心觀點：
關於放療產業專題深度研究系列
我們在放療產業系列研報的上篇介紹了放療產業總體的市場情況與格局並著重分析了伽瑪刀項目的投資與運營；本篇，我們通過「總分總」的思路對當前各類放療技術進行了系統性分析；下篇，我們將就目前備受關注的質子及重離子等新興項目在國際、國內的投資及運營情況展開詳盡分析，敬請期待。
放療原理：多种放射線治療特點各異
放療所用的放射線通常分為光子束和粒子束兩類。不同類型的放射線照射機體後所產生的生物學效應存在差異：X射線對癌細胞的殺傷相對較輕，腫瘤細胞存在一定程度上修復的可能性，相比之下伽瑪射線和質子束對腫瘤則體現出更強的殺傷力，相較前兩者，重離子束又有著更強大的破壞力，人類利用各種射線的不同效應，分別開發出相應的放療技術。
現代精準放療：技術與應用日趨成熟
精準放療，指綜合利用現代化的IT技術、醫學影像技術、放射物理技術和臨床腫瘤治療技術，對腫瘤進行「精準診斷」、「精準定位」、「精準計劃」和「精準治療」。在準確增加腫瘤致死劑量的同時，減輕正常組織的損傷，成為現代放療技術發展的主要趨勢，與傳統放射治療概念相比，其在重視殺滅癌細胞的同時，特別突出了避免照射的概念，即強調了對體內正常組織的保護。精準放療技術的不斷落地，將在更大程度上推動放療的實際臨床應用。
伽瑪刀、加速器、TOMO、質子重離子等多項技術形成有效補充，未來或將「百花齊放」
通過對各類放療設備從技術、臨床、市場等多個角度進行系統性分析，我們的觀點是：當前各類放療技術不存在絕對的先進和絕對的落後，各項技術從治療原理、適應症、可及性等多個方面形成有效補充，未來的放療產業在很長一段時間內仍將是百家爭鳴、百花齊放。目前A股介入放療產業較深的公司主要有：星河生物（完成對國內放療龍頭瑪西普的收購，轉型成為放療綜合供應商）、中珠控股（收購一體醫療，以伽瑪刀設備為切入點深度介入放療產業）、美亞光電（逐步構建腫瘤檢測與治療設備及技術平臺，並布局質子治療技術）、鳳凰股份（轉型參與構建質子重離子治療項目）等。
風險提示
潛在的產業政策風險，如對質子等項目審批趨嚴；相關上市公司轉型不成功的風險；公司轉型後對新業務整合存在風險。
1. 放療原理：多种放射線治療特點各異
1.1 放療在腫瘤治療過程中具備重要地位
放療目前與手術、化療並列成為腫瘤治療的三大核心手段。從醫學的角度看，大約近70%的腫瘤患者需要進行不同程度的放射治療。WHO公布的官方數據顯示：45%的惡性腫瘤是可以治癒的，其中外科手術治療佔22%，放療佔18%，化療僅佔5%。關於放療與其他兩種治療方式的效果及成本的系統性對比，在放療產業系列報告的上篇已有詳盡分析，在此不做贅述。此篇文章，我們將對當前全球已有的各項放療技術進行系統性分析。
1.2 多种放射線治療特點各異
放療的基本原理是指不同性質的放射線直接殺傷（直接致使所照射細胞的DNA分子雙螺旋結構斷裂及蛋白質變性）或間接殺傷（放射線使組織內水分子產生電離效應，分解出活性自由基，自由基再與生物大分子結合形成生物性功能的損傷）病灶（通常是腫瘤細胞）。
放射治療所用的放射線通常分為光子束和粒子束兩類，其中光子束包含X射線、γ射線，粒子束包含中子束、質子束、重離子束。人類利用各種射線的不同效應，分別開發出相應的放療技術。
放射線（粒子束）在通過物質時，根據其能量的高低，會在某段射程中形成一個「劑量高峰」。20世紀30年代、Bragg正式發現並提出了上述效應，故此「劑量高峰」又被稱為「布拉格峰」。上述效應應用在放射醫學領域會產生如下效應：1. 可以通過選擇合適種類的放射線及控制放射劑量使之在人體需要治療位點上釋放能量（產生「布拉格峰」）。2. 降低了能量釋放前經過的正常組織所受到的傷害。3. 釋放「布拉格峰」之後能量迅速衰減，減少了病灶後面組織的損傷。
1.3 各種癌症對各類放射線的敏感度存在差異
放療作為癌症的一種重要治療手段，對多數癌症皆有不錯的療效。但從醫學嚴謹的角度來看：並不是對所有癌症，放療都有較好的療效，比如對軟組織肉瘤、黑色素瘤等效果就很有限。
影響不同類型腫瘤的放射敏感性的因素有很多，可以概括為：腫瘤的組織來源、分化程度、腫瘤形貌、所處階段、細胞含氧量、患者年齡、生活指數等多個方面。
另外一個需要關注的方面是：不同類型的放射線照射機體後所產生的生物學效應也存在一定差異，比如從放射理論上講：X射線對癌細胞的殺傷相對較輕，腫瘤細胞存在一定程度上修復的可能性，相比之下伽瑪射線和質子束對腫瘤則體現出更強的殺傷力，相較前兩者，重離子束（碳素線）又有著更強大的破壞力，這是否意味著未來放療領域內更強大的放射線及其對應的治療技術有望被應用於臨床？
2. 現代精準放療：技術與應用日趨成熟
2.1 精準放療：取得良好療效的同時最大限度降低不良反應
早年在放療領域存在的突出現象是，相當部分的癌症患者談「放」色變，錯誤的認為放射線對人體具有強大的輻射損傷，副作用很大。這種擔心存在一定的道理。放療照射劑量越大，對腫瘤細胞的殺傷作用越強，但是如果不能有效地保護射線入射路徑上的正常人體組織，即使殺滅了癌細胞，患者愈後生活質量也將受到影響。近年來，精準放療的理念被業內普遍認可，並通過技術的不斷發展而逐步落地。
精準放療，指綜合利用現代化的IT技術、醫學影像技術、放射物理技術和臨床腫瘤治療技術，對腫瘤進行「精準診斷」、「精準定位」、「精準計劃」和「精準治療」。在準確增加腫瘤致死劑量的同時，減輕正常組織的損傷，成為現代放療技術發展的主要趨勢，與傳統放射治療概念相比，其在重視殺滅癌細胞的同時，特別突出了避免照射的概念，即強調了對體內正常組織的保護。精準放療技術的不斷落地，將在更大程度上推動放療在實際臨床上的應用。
2.2 現代放療：多種技術融合日趨成熟
放射模擬計算、新型影像學、醫學圖像處理等技術近年來的快速發展，帶來的是精準放療在技術上的不斷突破和在臨床應用層面的不斷落地。不僅在確定腫瘤部位方面更加精確、平均受照射劑量均可被計算出來，還能嚴格地控制著放療每一環節的照射精度。
3. 醫用直線加速器：應用多年，技術日趨完善
3.1 適應症廣泛，未來相當長時間都將是放療的主流手段
直線加速器全稱為醫用電子直線加速器（Linear Accelerator System），是目前國內主流的放療設備之一，其主要原理是在立體定向（SBRT）的引導下，通過激發X射線照射病灶，進而殺滅腫瘤細胞，故而又稱X-刀或光子刀。在當前及未來相當長時間內都將是國際、國內放療的主流核心手段。
直線加速器對於多種體部腫瘤皆有良好效果，對於部分頭部腫瘤，如膠質瘤和腦內轉移瘤亦有不錯的療效；在頭部方面，腦血管的動、靜脈畸形也可以使用其治療。此外，直線加速器也可以對功能性疾病，如精神病、癲癇、錐體外系疾病等進行有效控制。
3.2 使用時間較長，比較符合中國國情
醫用直線加速器在國內的應用已有20多年的歷史，普及程度和累積病例數皆領先於其他放療技術。直線加速器在國內存量目前約1950臺。從設備價格角度來看：進口設備價格約在1000萬-2500萬人民幣之間，國產低能級設備價格甚至在300萬-500萬之間。
從使用花銷角度來看，醫用直線加速器也比較「親民」，以加速器適形治療為例，國內公立醫院每個療程收費價格通常在9000元左右。在醫保報銷方面，除個別省市外，應用直線加速器治療都可以在很大程度上得以報銷。
3.3 國內存量市場較大，未來增量依舊可觀
從全球範圍來看，醫用直線加速器擁有較大存量和增量空間，據Varian全球戰略部門出具的數據顯示：未來全球純新增需求（不包括老設備更新）為8700臺，未來20年總需求量或將達到21700臺（包括老設備更新換代）。
與全球市場情況相比，國內放療領域起步時間較晚，因此當前及未來國內醫用直線加速器的市場應用都值得被看好。據 Frost & Sullivan 市場一線調研數據：2013年國內醫用直線加速器市場規模約22億元，當年一年的新增臺數近240臺。2008年至2013年市場收入規模的年複合增長率11.2%，每年新增設備臺數的增長率約10%。以上述增長率估計：2016年國內加速器市場規模約30億元，16年當年新增臺數近320臺。
3.4 加速器尚存少許缺陷，未來難以全面替代伽瑪刀
當前資本市場有種誤區，即單純認為加速器是伽瑪刀的「升級版」，短期有徹底替代伽瑪刀的趨勢。但我們認為：加速器從治療原理上即與伽瑪刀不同，臨床應用方面亦存在差異，短期很難形成大範圍替代。首先，伽瑪刀所釋放的γ射線能量高於加速器所釋放出的電子，即電子線，伽瑪刀對腫瘤細胞的殺傷力強於加速器。其次，在治療精度方面，兩者由於固定及照射方式不同，伽瑪刀的治療精度可以達到± 0.1 mm，精度遠高於直線加速器。此外，伽瑪刀比較耐用，可長時間連續使用，而加速器通常比較「嬌貴」，需要經常進行校正，以確保精準治療。伽瑪刀在一定程度上，是加速器的有效補充。
4. 射波刀：醫用機器人與直線加速器的完美融合
4.1 先進的全身立體定位放療系統
射波刀（CyberKnife），又譯賽博刀，是一種將直線加速器（X波段6 MV）與醫用機器手臂相結合，在影像引導下採用非等中心射線進行立體定向放療的技術。該項技術隸屬於國際知名放療系統供應商Accuray，最初系由美國Stanford大學腦外科及放射腫瘤學教授John R. Adler 研發。經過不斷升級優化，射波刀目前已是第6代系統，即CyberKnife M6TM。該套系統在世界範圍內享有較高聲譽，2012年「股神」巴菲特被確診早期前列腺癌，應用射波刀放療，取得了良好的療效。
4.2 治療優勢明顯，適應癌症正在不斷拓展
射波刀在放療過程中的優勢在於可以進行主動影像引導。影像系統能將實時影像以3D的形式與數字重建影像（DDR）進行融合，進而以接近於實時的判斷患者體位變化，同時在治療過程中對患者（患者內臟）進行即時校正。通常3-5個射束或20-60s採集一次圖像即可滿足需求。單次治療最快20min即可，整個治療分1-5次進行。
射波刀治療時無需骨性固定，對常見的腫瘤，如顱腦、肺部、胰腺、肝臟、前列腺等部位的腫瘤皆有良好療效，未來或將拓展出更多適應症。
4.3 購置成本較高，國內市場尚處培育期
射波刀由於技術被Accuray公司高度壟斷、國內只能進口，進口價格通常在3500萬-4500萬人民幣之間。在臨床使用環節，根據照射次數和部位的不同，一個療程收費通常在5-8萬元不等，且目前暫時無法納入醫保報銷。射波刀在國內當前尚處於培育及市場推廣期，中國大陸保有量共16臺。
5. TOMO：集調強放療、影像引導於一體的新型技術
5.1 代表當前調強適形放療的最高水平
TOMO，全稱為螺旋斷層放射治療系統，是集IMRT（調強適形放療）、IGRT（影像引導調強適形放療）、DGRT（劑量引導調強適形放療）於一體的世界先進的放療技術，簡單來講，就是螺旋CT+直線加速器（6MV）。TOMO突破了傳統放療的諸多限制，將影像引導調強放療推到了前所未有的高度，實現了影像引導下的自適應放療。
5.2 照射範圍較大，適用於全身各個系統的腫瘤
TOMO在腫瘤放療的臨床應用非常廣泛，對例如顱內腫瘤、頭頸部腫瘤、肺癌、前列腺癌、複雜的乳腺癌、食管癌、胃腸道腫瘤等全身各個系統的腫瘤皆有不錯的療效。更為可貴的是，TOMO的照射範圍較大，非常適用於對超大靶區的治療，可以通過一次連續性照射即可完成對單個大範圍腫瘤靶區或多個靶區的治療，明顯縮短治療時間，提高治療效率。
5.3 技術雖先進，配置及使用成本較高
TOMO技術同樣隸屬於Accuray公司，國內進口價格通常在4400萬-5000萬人民幣。在臨床使用環節，一個療程收費通常在5-10萬元不等，且目前暫時無法納入醫保報銷。TOMO昂貴的配置及使用價格，使其並沒有像伽瑪刀、直線加速器一樣在國內大範圍配置，當前中國大陸保有量共12臺。
6. 中子刀：技術未取得突破性進展前，市場有限
中子刀全稱為「鉲252中子後裝治療機」，其採用的放射方式為：同位素中子源鉲-252發出的中子射線；設備採用遙控後裝技術，使中子源貼近病灶組織實施近距離治療，從而達到最大程度殺滅腫瘤細胞，又對正常組織損傷較小的目的。
中子束輻射劑量不及γ射線、X射線容易控制，照射定位也不如加速器和伽瑪刀準確，直接療效相對一般，適應症也相對有限。國內目前中子刀的發展基本處於停滯狀態；日本對中子治療癌症技術的研發當前走在了世界前列，未來或將有效果更加理想的中子治療系統問世。
7. 速鋒刀（EDGE）：問世不久的新興技術
速鋒刀（EDGE）由Varian公司研發，利用FDA最新批准的Calypso® GPS for the Body®系統結合新一代影像引導技術，依託高達2400MU/min的高強度HD-MLC準直器對瘤體進行亞毫米級的高強度的精準照射。
2013年9月，世界首臺速鋒刀安裝於美國亨利福特醫院（Henry Ford Health System），次年3月開始接待病患。臨床研究顯示：速鋒刀對顱腦腫瘤、肝癌、肺癌、乳腺癌等實體瘤擁有顯著的療效。其每次治療時間不超過20min，每天1次，最多連續治療5天。
由於定位原理先進，其對瘤體的照射極為精準，EDGE對機體正常組織及免疫系統幾乎無損傷。當前速鋒刀獲批時間不長，臨床積累病例數有限，未來或將有更多的腫瘤適應症被開發出來。
8. 質子&重離子：掀起全球熱潮的先進技術
8.1 質子技術：有別於傳統放療的尖端技術
相較傳統的放射方式（γ射線、X射線），質子在治療方面的劑量學優勢更加明顯，其具備明顯而獨特的深度劑量特徵。當質子束通過人體組織時，與介質發生持續作用，逐漸失去能量直至作用消失。這就意味著在射入病灶前，質子束不釋放出強大的能量，達到病灶末端時能量幾乎剛好釋放完畢，充分保護了腫瘤病灶前後的正常組織。
質子對於多種癌症都顯現出突出的療效，如顱底腫瘤、肺癌、肝癌、鼻竇癌、脊柱瘤、軟骨肉瘤等。特別是在兒童癌症方面，質子對靶區周圍正常組織產生副作用極小，整體照射劑量也可以控制在很小的範圍內，由此可以有效控制骨骼畸形與繼發性惡性腫瘤的發生率。
90年代，質子治療正式開始進入臨床，發展至今，國際上在運營的質子中心（不包含質子重離子中心）已達57個。當前中國大陸處於籌備及在建的質子項目達20個，國內質子項目的投資近兩年呈現加速期。
8.2 重離子技術：另一種先進的「粒子束」技術
應用於臨床放療的重離子主要指碳素粒子。重離子在治療過程中所釋放出的能力遠高於質子治療，對腫瘤病灶的殺傷力理論上高於質子。但是目前只有先進的同步加速器可以產生高能重離子束，然而該設備技術壁壘較高且體積龐大，資金投入量極大，在一定程度上限制了重離子技術的發展。
當前世界各國對於發展重離子技術還是質子技術存在一定分歧，單從治療中心的數量上來講，質子中心的數量遠多於重離子中心（全球在運營的質子中心57個，重離子中心則只有10個），中國、日本、德國等是少數幾個布局重離子技術的國家。
8.3 質子重離子：昂貴但高效的放療手段
質子及碳粒子束在同步加速器中被加速到光速的70%時被引出射入人體組織，當達到病灶瞬間，釋放大量能量殺滅腫瘤細胞，隨後能量迅速衰減。整套系統對於全身各部位腫瘤皆有良好療效，其對機體微小的損傷使之可以為高齡老人、無法手術的患者、心肺功能低下者等提供安全有效的治療。
2015年5月，中國首家質子重離子項目（上海市質子重離子醫院）投入運營，該項目總投資33億元人民幣，其中19億元用於向德國西門子購置整套治療系統（無旋轉機架），項目整體建設期歷時55個月。
中國大陸除上海之外，還有四家，即武漢、江蘇、寧波、河北涿州四地當前正在籌建質子重離子項目。以上海質子重離子中心為例，單個療程目前定價為27.8萬元，完全自費，產業調研得出的信息是：27.8萬的收費相對來講還是較低的，民營機構運營的中心未來可能會將收費價格定在30-40萬/療程），未來質子重離子項目在國內的發展很大程度依賴於高收入群體的數量及商業保險的覆蓋程度。
關於質子及重離子等新興項目在國際、國內的投資及運營情況，我們將在放療產業系列報告的下篇詳盡展開。
9. 各類放療技術的系統性對比研究
9.1 從技術代系角度來看
FIRST Program認為當前放療技術已到達了第五代技術，對於放療技術的革新，我們的觀點是：
目前放療在腫瘤的諸多治療手段中是一種逐步走向成熟的先進技術，技術的穩定性和成熟度皆明顯領先於細胞免疫治療等生物療法，後者尚處於十分早期的發展階段。中短期很難對放療技術形成威脅，況且放療技術本身也處在不斷進步的過程中。
對於放療技術的本身而言，現實的臨床應用情況表明：先進的技術沒有完全取代所謂的落後技術。例如：由於伽瑪刀的治療精度在諸多放療技術中優勢明顯，即便是在擁有多個質子治療中心的歐美，每年也會有一定臺數的伽瑪刀裝機。
9.2 從市場使用角度來看
從醫療機構配置角度來看，伽瑪刀、普通直線加速器價格相對較低，進口設備通常不會超過2000萬人民幣；射波刀、TOMO刀價格相對較高，購置價格在3500萬-5000萬之間；質子治療系統價格達2-8億元（ProNova的小型質子價格約2億元），上海的質子重離子項目，僅是引進西門子的治療系統就花費19億，整個治療中心的構建總成本約33億！質子、重離子項目對醫療機構提出了極高的要求。
在患者使用環節上，伽瑪刀通常1.5-3萬/療程，普通加速器也在1-1.5萬/療程，更重要的是大多數地區的醫保都可以報銷，部分地區報銷比例甚至高達80%以上。射波刀、TOMO則收費較高，通常在5-10萬不等，目前尚未納入醫保。當前國內正在運營的上海質子重離子治療中心，每療程治療價格高達27.8萬，該項收費永遠不會納入全民醫保，但部分商業保險，如友邦保險、太平洋人壽、太保安聯健康保險等可以為投保患者（部分/全額）報銷。
9.3 從技術及臨床使用角度來看
我們從放療技術參數和臨床應用情況對各類放療技術進行了梳理和分析：由於技術原理的原因。伽瑪刀、TOMO治療精準度高於其他技術；治療範圍方面，TOMO幾乎可以完成對全身各部位多處腫瘤的同步照射。
在臨床使用過程中，伽瑪刀、射波刀、EDGE等無需住院，其他技術則需根據臨床需求安排住院。由於病患病情、系統定位原理、照射原理等皆存在差異，單次治療時間及治療次數與技術先進程度無關。
9.4 綜合各方面因素來看
綜上，我們對各類放療設備從技術、臨床、市場等多個角度進行分析，情況梳理如下表；我們的觀點是：當前各類放療技術不存在絕對的先進和絕對的落後，各項技術從治療原理、適應症、可及性等多個方面形成有效補充，未來的放療產業在很長一段時間內仍將是百家爭鳴、百花齊放。
在我們前期發布的《春節醫院草根調研》中，受訪醫生對於各种放療技術給出了這樣的評價：「至少目前來說放療技術的臨床應用還是講求循證的，需要有大樣本量病例的積累，需要有被多次實踐驗證了的穩定技術，需要有對儀器操作熟練、經驗豐富的醫師、技師，這些都將決定最終的治療效果，而不應將關注點過度集中於各種所謂先進的儀器參數。」
目前A股介入放療產業較深的公司主要有：星河生物（完成對國內放療龍頭瑪西普的收購，轉型成為放療綜合供應商）、中珠控股（收購一體醫療，以伽瑪刀設備為切入點深度介入放療產業）、美亞光電（逐步構建腫瘤檢測與治療設備及技術平臺，並布局質子治療技術）、鳳凰股份（轉型參與構建質子重離子治療項目）等。
下篇，我們將就目前備受關注的質子及重離子等新興項目在國際、國內的投資及運營情況展開詳盡分析，敬請期待。
文｜馬帥 微信（手機）：18321356864
上海交通大學醫學碩士，廣發證券醫藥行業分析師，具備豐富醫藥產業資源，2015年加盟廣發證券。新財富、水晶球、金牛獎投研團隊核心成員。
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