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      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      放射治療在標準的癌癥治療中起著重要的作用。然而,在臨床實踐中經常遇到對傳統放射治療有抵抗力或經傳統放射治療后仍會復發的病人。

      因此,對這類病人需要一種新的放射療法。硼中子俘獲治療雖然不是放射治療的新概念,但由于21世紀初的醫學技術突破和觀念的改進,該治療技術涉及醫學、物理、原子科學等多學科領域。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      什么是硼中子治療 

      硼中子俘獲治療(BNCT)在放射腫瘤學領域并不是一個新概念。在1930年代,英國物理學家詹姆斯·查德威克提出驗證中子的存在,之后的醫學研究人員提出,在使用熱能中子輻照boron-10原子(在自然世界中,硼是硼11的4/5,而五分之一是boron-10;boron-10非放射性同位素),boron-10會裂解成兩個具有高生物活性的粒子,即一個α粒子(氦核)和鋰原子核。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      這兩種生物活性粒子不僅有一個優秀的破壞性影響腫瘤組織DNA,也有一個范圍的影響,限于5-10μm(正常細胞直徑大約是20μm),因此沒有破壞性影響周圍的正常組織。

      因此,如果選擇一種含硼10的特定藥物作用于腫瘤細胞,并施加足夠的熱中子輻射通量,則可誘導腫瘤的破壞。因此,這一概念一直是臨床放射腫瘤學領域靶向帶電粒子放射治療的理想方法。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      雖然從理論上看起來是理想的,但在臨床實踐中實施這一概念仍有許多限制和困難。

      1. 技術限制,含硼藥物能否被腫瘤特異性吸收;

      2. 高通量、高質量的熱中子源。熱中子的劑量來源包括反應性硼10、中子和伽瑪射線。

      在當下,中子治療在全球被認為是一種重要的治療方法。以色列、日本、芬蘭、瑞典、荷蘭、捷克、臺灣等世界各地均先后提出利用BNCT治療惡性腦腫瘤的各種臨床試驗,并展示了該療法的治療優勢,逐漸改善了惡性腦腫瘤的病情。

      特別是在腦腫瘤的臨床治療中,有報道稱,BNCT術后患者的疾病控制期明顯優于傳統的單光子治療,患者不僅存活了2年以上,而且生活質量良好。

      此外,對于復發性頭頸癌、黑色素瘤、肝癌、間皮瘤等,各國均有振奮人心的臨床試驗結果報道因此,隨著進一步的改進,這種高生物活性的靶向放療將能夠幫助各種臨床患者。

      等世界各地均先后提出利用BNCT治療惡性腦腫瘤的各種臨床試驗,并展示了該療法的治療優勢,逐漸改善了惡性腦腫瘤的病情。

      放射生物學的突破

      BNCT的關鍵技術之一是高腫瘤特異性攝取含硼10的藥物。過去使用的主要藥物包括雙酚a (L-BPA [L-(4-10borophenyl)丙氨酸])和BSH (borocaptate鈉)。

      雙酚a與人體必需氨基酸苯丙氨酸結構相似,主要誘導腫瘤細胞大量攝取藥物;BSH為二十面體,具有相當數量的硼-10結構,能產生有效的治療效果。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      近年來,國際藥物化學研究與開發組織嘗試開發多種新型含硼藥物,如GB-10、硼酸等。如果這些新的含硼藥物能夠特異性、高效地注入腫瘤細胞,將為臨床治療的成功實施奠定重要基礎。

      與傳統的光子、質子治療方法相比,生物治療具有明顯的優越性。

      除了腫瘤組織外,不同的正常組織對BNCT也有不同程度的生物反應。因此,BNCT引入了復合生物效應因子的生物學概念。

      生物實驗室的實驗計算可以幫助準確掌握BNCT的劑量計算。近年來,ABE因子的概念也出現,可以為BNCT劑量計算提供更準確的概念。

      PET檢查含18f標記的BPA

      如前所述,BNCT成功的關鍵在于對含硼10的藥物的特異性吸收。因此,能夠有效地評估藥物在人體內的分布是很重要的。近年來,BNCT藥物研究的一個重大突破是利用核醫學技術將治療用的雙酚a藥物用氟18進行放射性標記。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      注射后,病人接受正電子發射斷層掃描(PET)評價雙酚a藥物在人體內是否特異性分布于腫瘤組織。這種利用藥物輔助治療和診斷的模式是核醫學技術中的一個常見概念:“Theranostic”(“治療”和“診斷”概念的組合)。

      在病人完成FBPA-PET后,臨床醫生必須協助分析含硼藥物(BPA)在腫瘤和正常組織中的腫瘤/正常組織比(T/N比)。普遍認為,只有當T/N比值超過2.5時,臨床治療才有優勢,過低的T/N比值說明治療不合適。

      中子源的突破 

      近年來,由于原子科學技術的重大突破,通過對傳統反應堆的改造,將BNCT所需的中子源由熱中子升級為超熱中子,從而提高組織穿透深度,治療深部腫瘤。

      然而,大多數國際臨床試驗機構仍受限于需要一個原子反應堆來提供中子源。近年來,國際上BNCT一直在積極開發利用重工業技術生產的中子加速器,以取代傳統的原子反應堆作為穩定的中子源。

      BNCT | 新的放射療法,有望成為腫瘤治療的新選擇

      與原子反應堆相比,中子加速器具有更好的可控性和安全性,沒有核廢料處理的問題,更適合作為醫療機構的正式醫療設備。

      以美國、以色列、日本、意大利、俄羅斯等國家為首,正在進行開發加速器系統的BNCT項目,針對惡性腦瘤和復發性頭頸癌的BNCT加速器即將完成臨床試驗。

      在不久的將來,它將成為常規的正規醫療器械之一。借助高質量的加速器中子設備,BNCT可以在醫院進行快速、常規化地推廣。

      總結 

      癌癥治療是一個重要的全球性人類健康問題,迫切需要在有效治療方面取得突破。通過各位專家的共同努力,未來的BNCT的臨床使用已經逐步加快。

      在亞洲,以色列是BNCT的先驅,并將推動BNCT成為癌癥治療的正式標準。希望在不久的將來,這種高質量、高腫瘤損傷、低周圍組織損傷的治療模式,成為癌癥治療的官方標準,讓更多的患者獲得更有效的腫瘤控制。

      End。

      注:文章及圖文來源網絡等、侵刪,如果您需要了解BNCT技術、設備、專家、治療等方面,我司可以提供BNCT協助服務。


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