硼中子俘获疗法(BNCT)是一种治疗侵袭性恶性肿瘤的非侵袭性治疗技术。它依靠中子来产生高能的阿尔法粒子来破坏肿瘤内的细胞,而不是周围的组织。最近加速器技术的突破使这种有针对性的技术得到更广泛的应用——国际原子能机构和日本冈山大学现在签署了一项协议,为加强这一领域的合作提供了一个为期三年的框架。
接受BNCT治疗的病人会被注射一种硼基试剂,通常是通过静脉注射,这种试剂会在癌细胞中积累。当稳定的硼同位素(硼-10)被癌细胞中的中子束击中时,它会捕获中子,从而引发核反应并产生高能氦(阿尔法粒子)和锂原子核。细胞核将能量储存在肿瘤细胞内,导致细胞损伤和死亡。靶向肿瘤的方法是有选择地将硼试剂引入肿瘤细胞,而不是像其他放射疗法那样将光束对准细胞,在这种疗法中,健康的组织仍然可能受到损害。生物效应高,细胞损伤靶向性强,是BNCT在临床治疗中的主要优势。
BNCT的有效性主要取决于硼的浓度及其在靶向肿瘤细胞中的分布,而如何提高这一协调性是目前的主要研发挑战之一。近年来,在优化硼化合物和控制其在肿瘤细胞中的积累方面取得了重大进展。最近,最常见的载体——boronophenylalanine硼(BPA),标签与氟18 (F-BPA)已成功开发和应用监控BPA的药物动力学与正电子发射断层扫描术(PET),它允许获取信息关于肿瘤以及评估硼积累在肿瘤和正常组织。然而,进一步的挑战仍然存在:
“目前使用的双酚a每个分子只含有一个硼-10同位素。为了让BNCT更成功地摧毁肿瘤细胞,应该开发结构中含有更多硼-10同位素的细胞靶向剂,”国际原子能机构物理部门负责人Danas Ridikas解释说。“这将是我们与冈山大学研发合作的主要重点之一。”
人们对BNCT重新燃起兴趣的另一个原因是,最近在以加速器为基础的中子生产方面取得了技术突破,这使得医院和癌症研究中心可以安装加速器。仅仅在十年前,BNCT通常必须在能够提供所需强度和质量的中子束照射病人的研究反应堆中进行。必须去一个辐照机构,如研究主任,对公众接受这种疗法产生了负面影响。由于加速器技术的最新发展和基于加速器的中子生产选择,病人现在可以在医院环境中进行BNCT,就像在更传统的疗法中一样。
Ridikas说:“BNCT的进一步研发挑战与高能加速器的稳定运行、质子到中子转换靶技术和中子剂量测量有关。”世界各地的专家正致力于建立和运行基于粒子加速器的紧凑中子源,这些加速器位于大学医院或癌症治疗中心。其中一些机构已经开始了临床试验。”
国际原子能机构和冈山大学以前曾在与BNCT有关的各种项目上合作,包括组织讲习班和活动、发表评论报道和协调对相关治疗中心的技术访问。
“BNCT是一种前沿的癌症疗法。这是现代核物理和现代药物细胞生物学的完美结合。然而,我们不应该忘记发展这一困难的医学技术的漫长历史。我们冈山大学的研究人员愿意与国际原子能机构一起进一步发展BNCT技术。”
预期的合作成果包括:
通过建立电子学习课程进行能力建设和人力资源开发;
组织技术活动,包括即将于7月召开的有100多名注册与会者的国际原子能机构技术会议,以评估BNCT技术目前的发展和使用,重点是使用基于紧凑型加速器的中子源。注册这个虚拟事件在这里仍然是可能的;
建立BNCT设施的全球数据库,以便在国际上不同利益攸关方之间进行信息交流和分享良好做法;
重点交流加速器和靶技术、中子仪器和剂量学、含硼化合物的制备和评价以及BNCT的药理方面的经验和最佳做法;和
编写和发布一份原子能机构出版物《中子俘获疗法的现状》,包括与使用小型加速器驱动的中子源在BNCT方面取得的进展有关的更新。