中子治療即硼中子俘獲治療(Boron Neutron Capture Therapy,簡稱BNCT)。
BNCT
關(guān)于 BNCT
什么是硼中子捕獲治療?
硼中子捕獲治療(Boron Neutron Capture Therapy; BNCT)對于國際放射腫瘤研究并不是一個(gè)陌生的領(lǐng)域, 有別于傳統(tǒng)光子放射治療或近日流行的粒子治療觀念技術(shù)(質(zhì)子, 碳離子等)是透過人工操作方式去對位腫瘤, 來提供腫瘤的照射治療的精準(zhǔn)度, 硼中子捕獲治療則是利用提供腫瘤攝取一種含硼10的藥物(自然界硼原子的主要組態(tài)是硼11, 但硼10是不具放射線的同位素), 然后給予腫瘤照射熱中子, 此等熱中子的照射會(huì)誘發(fā)硼10藥物的分裂反應(yīng), 產(chǎn)生兩個(gè)高腫瘤破壞生物效應(yīng)的粒子(α粒子及反跳鋰核), 這兩個(gè)高腫瘤破壞效應(yīng)的粒子不但生物效應(yīng)極佳, 更優(yōu)勢的是其破壞影響的范圍僅5-10μm, 只局限在一個(gè)腫瘤細(xì)胞的范圍內(nèi), 是一個(gè)兼具低正常組織副作用, 高腫瘤破壞效果的優(yōu)勢放射治療, 近年來相關(guān)的研究學(xué)者更給其”標(biāo)靶性粒子放射治療”的定義名稱。
BNCT的簡史
1932年 英國原子物理學(xué)家查兌克(James Chadwick) 發(fā)現(xiàn)中子。
1935年 Taylor、Burcham證明中子撞擊硼10將引起蛻變反應(yīng),釋放α射線和γ射線。
1936年 Locher發(fā)表由于硼捕獲中子后產(chǎn)生具有高生物破壞能力之輻射性粒子,可將該原理運(yùn)用于腫瘤醫(yī)學(xué)治療上。
1951年 全世界第一個(gè)硼中子捕獲治療的人體臨床試驗(yàn)在美國麻省總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)展開, 當(dāng)時(shí)的計(jì)劃主持人是神經(jīng)外科醫(yī)師 Sweet,但由于引起嚴(yán)重的副作用,治療結(jié)果不夠理想。
1968年 以來,日本硼中子捕獲治療之父畠中坦教授 (Hiroshi Hatanaka;神經(jīng)外科醫(yī)師)自美國麻省理工學(xué)院之研究團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)該等治療觀念,返回日本后一直堅(jiān)持致力于硼中子捕獲治療的臨床研究,治療64例腦膠母細(xì)胞瘤的生存率比傳統(tǒng)的手術(shù)、放療和化療要高,再度刺激了NCT的復(fù)興。
1984年 成立了NCT國際協(xié)作組織,其目的是加強(qiáng)國際間合作研究,共同計(jì)劃以促進(jìn)其發(fā)展。
硼中子捕獲腫瘤治療之現(xiàn)況及待突破點(diǎn)
雖然BNCT有著理想的理論基礎(chǔ),然其亦有必須面對的現(xiàn)實(shí)層面及臨床考慮:
一、有效含硼藥物的獲得(必須具特異性腫瘤內(nèi)積聚能力):
早期之BNCT 研究發(fā)現(xiàn)必須有效使硼-10 藥物能專一地為腫瘤細(xì)胞所攝取,才能發(fā)揮其特殊破壞腫瘤而不傷害正常組織之特性,因此多年來,研究工作者極力研發(fā)有效之相關(guān)含硼-10 藥物,以增進(jìn)BNCT 的反應(yīng)性。另外,腫瘤細(xì)胞內(nèi)濃度與正常組織細(xì)胞濃度間之比率必須達(dá)三倍以上,否則BNCT反應(yīng)相較不明顯,因此凸顯如何產(chǎn)生特異性腫瘤攝取含硼藥物之問題性,相關(guān)國際臨床學(xué)者嘗試研發(fā)以動(dòng)脈給藥、溶脂體(liposome)等方式以提升腫瘤內(nèi)含硼藥物濃度來增加BNCT反應(yīng),并避免周邊組織因反應(yīng)所產(chǎn)生之傷害性。另外由于現(xiàn)今核醫(yī)技術(shù)成熟突破發(fā)展,在執(zhí)行BNCT前亦可利用合成之具放射同位素之18F-BPA為示蹤劑,透過正子攝影(PET)方式來偵測病人體內(nèi)BPA之真實(shí)含量分布狀況,可以有效評估BNCT治療之可行性并掌握治療后之療效性。
二、有效中子來源:
BNCT是種二元性(binary)治療法,在克服含硼藥物之藥物問題后,則必須考慮有效之中子射源,而這射源往往必須透過原子反應(yīng)器的協(xié)助方能有效達(dá)成,有效的中子射源含蓋其相關(guān)質(zhì)量及能量,能量及通量(flux)不足之中子源無法穿透人體組織對于深部腫瘤提供有效之照射。過往由于中子源技術(shù)關(guān)系,曾經(jīng)一度發(fā)展開顱后中子照射之BNCT腦瘤治療方式(intra-operative BNCT),但近年來由于核子工程技術(shù)突破,足以提供高能中子射出技術(shù),該等治療方式已罕為執(zhí)行。 國際間目前使用于BNCT研究或臨床治療的反應(yīng)器包括:
美國麻省理工學(xué)院反應(yīng)器(MITR)
瑞典Studsvik的Medical AB
芬蘭赫爾辛基之FiR1(芬蘭以國家政府力量投入成立完善之BNCT公司組織BONECA,提供包括藥物研發(fā),反應(yīng)器營運(yùn)及臨床試驗(yàn)研究)
荷蘭Petten之R2-0,捷克Rez的LVR-15
日本京都大學(xué)原子爐試驗(yàn)所之KUR及日本原子力研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAEA)之JRR-4(日本國內(nèi)具有完整臨床暨基礎(chǔ)研究之BNCT學(xué)會(huì),為國際間相對BNCT研究較為成熟之國家)
阿根廷Bariloche之RA-6
另外在意大利,韓國以及中國大陸等亦有相關(guān)反應(yīng)器設(shè)施運(yùn)作BNCT。
臺灣新竹清華大學(xué)亦具有一設(shè)備符合世界等級之反應(yīng)器THOR(Tsing Hua Open-Pool Reactor),在清華大學(xué)相關(guān)核子工程教授的研究發(fā)展下亦是具有潛力提供高質(zhì)量BNCT之腫瘤醫(yī)療環(huán)境。
雖然在原子反應(yīng)器的協(xié)助下可以有效提供執(zhí)行BNCT所需之中子源,然龐大之反應(yīng)器設(shè)施由于核子管理的嚴(yán)格性并不是適合醫(yī)院運(yùn)作之設(shè)備,因此國際間亦有新的觀念及想法,希望能研發(fā)設(shè)備較為精簡之中子射源,如透過回旋加速器(cyclotron)來產(chǎn)生有效之熱中子來源。目前于日本京都大學(xué)原子爐試驗(yàn)中心即安置有世界首座由住友重工業(yè)公司(Sumitomo Heavy Industry Ltd)所設(shè)計(jì)制造之回旋加速器,透過利用質(zhì)子撞擊鈹靶(Beryllium)來產(chǎn)生中子源,其在Koji Ono(小野 公二)教授主導(dǎo)下,已進(jìn)入前臨床試驗(yàn)尾聲,預(yù)計(jì)將正式進(jìn)入臨床治療,這項(xiàng)突破如果可以順利運(yùn)行,則將來可協(xié)助于以醫(yī)院為基礎(chǔ)設(shè)置該等較為精簡設(shè)施以利執(zhí)行BNCT之臨床治療。
【完】
注:文章及圖文來源臺灣硼中子學(xué)會(huì),如果您需要了解BNCT技術(shù)、設(shè)備、專家等方面,我司可以提供臺灣BNCT協(xié)助服務(wù)。
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