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BNCT

硼中子俘獲療法

BNCT的原理

中子束能輕易穿透組織，對(duì)身體幾乎沒有影響。硼中子俘獲療法原理是病人注射硼化合物藥劑，利用中子束照射，讓核反應(yīng)產(chǎn)生高生物破壞的α粒子與鋰（Li）原子核。
　　α粒子與鋰（Li）原子核射程短（幾微米）,僅吸收硼的癌細(xì)胞會(huì)遭破壞。因此,可以積極地將硼藥物攻入癌細(xì)胞內(nèi)部以選擇性殺死癌細(xì)胞。

BNCT含硼劑

硼劑向癌組織的遞送取決于許多因素，包括給藥途徑，該劑穿越血腦屏障的能力，非特異性攝取和在鄰近正常組織中的保留，腫瘤血流量和親脂性的藥物。目前臨床上正在使用靜脈給藥，但這不是理想的途徑，可能需要其他策略來改善含硼劑的輸送。
　　 如使用F98膠質(zhì)瘤的大鼠進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究所示，與靜脈內(nèi)注射相同的含硼藥物相比，心內(nèi)注射BPA或BSH使腫瘤硼吸收增加了一倍。此外，通過頸內(nèi)動(dòng)脈注入甘露醇溶液（25％）使腫瘤對(duì)硼的吸收增加了四倍。在心內(nèi)注射Cereport后，在F98大鼠神經(jīng)膠質(zhì)瘤模型中觀察到了類似的腫瘤硼吸收。
　　 不同的含硼化合物可能需要不同的策略。例如，含硼核苷的攝取取決于細(xì)胞周期，因此可能需要連續(xù)給藥的一些研究已經(jīng)表明，直接鞘內(nèi)注射和對(duì)流增強(qiáng)的輸送是必要的，適用于各種高分子量劑，如硼化的單克隆抗體，的13和表皮生長(zhǎng)因子，以及用于低分子量的試劑，如卟啉。這些研究表明，優(yōu)化含硼藥劑的輸送可以顯著提高治療效果。
　　 必須優(yōu)化含硼試劑的輸送，以改善腫瘤吸收和細(xì)胞微分布，特別是對(duì)不同腫瘤細(xì)胞亞群的輸送。此外，幾項(xiàng)研究表明，患者對(duì)含硼藥物的攝取差異很大。目前，這些藥物的劑量和遞送沒有被優(yōu)化。大多數(shù)相關(guān)研究?jī)H基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，將來需要相關(guān)的臨床數(shù)據(jù)。
　　 輻射劑量測(cè)定在BNCT中起著重要作用。BNCT的成功實(shí)施是基于腫瘤組織中硼10的累積量，以給出相應(yīng)的中子暴露。因此，需要能夠測(cè)量中子注量率或提供殘留腫瘤中硼含量的半定量估計(jì)的方法。當(dāng)前已知的中子注量率的計(jì)算方法包括光纖閃爍探測(cè)器的實(shí)時(shí)測(cè)量，三維直接測(cè)量和間接測(cè)量。腫瘤細(xì)胞中硼劑量的計(jì)算也至關(guān)重要。BNCT需要根據(jù)腫瘤組織中硼的劑量設(shè)置照射劑量。因此，硼10濃度是BNCT中的關(guān)鍵參數(shù)，它將為制定BNCT治療方案提供劑量學(xué)基礎(chǔ)。

 血液和正常組織中的硼10濃度與腫瘤組織中的硼10濃度相關(guān)。因此，在腫瘤組織中B的濃度可以通過測(cè)量血液中估計(jì)的硼10NCT期間B的濃度。但是，這種方法會(huì)導(dǎo)致估計(jì)誤差。當(dāng)前，存在三種類型的估計(jì)方法：

1. 航跡技術(shù)；

2. 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法;

3. 瞬發(fā)伽瑪中子活化分析。

軌道雕刻技術(shù)高度敏感。但是，它不能用于實(shí)時(shí)測(cè)量。迄今為止，ICP‐AES是常用的方法。盡管處理時(shí)間短，但是ICP-AES的采樣過程卻很復(fù)雜。PGNAA準(zhǔn)確，快速且無需樣品處理，已在中國成功應(yīng)用。氟-對(duì)-硼烷-苯丙氨酸正電子發(fā)射斷層顯像也已用于估算BNCT前腫瘤組織中硼的累積劑量，并已用于治療多種癌癥，例如轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和復(fù)發(fā)性口腔癌。
　　 盡管18F-BPAPET在許多類型的癌癥中均有效，但在炎癥部位使用半定量評(píng)估其硼含量的特異性還不夠好，其準(zhǔn)確性仍存在一些局限性。因此，如何使其更準(zhǔn)確地用于腫瘤的治療尚待進(jìn)一步研究。進(jìn)入腫瘤細(xì)胞的硼10的數(shù)量和位置隨腫瘤等級(jí)和生化特性而變化。為了使BNCT成為放射治療更有效的技術(shù)，有必要獲取更準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)的約10個(gè)數(shù)據(jù)來自不同腫瘤階段的患者的B濃度。這樣，可以準(zhǔn)確地設(shè)定每個(gè)靶的中子照射的動(dòng)態(tài)劑量分布，并且需要普遍適用于各種癌癥，從而提高治療效果。此外，磁共振成像與正電子發(fā)射斷層掃描結(jié)合可能成為BNCT的未來方向之一。以下是BNCT對(duì)中子源的要求。首先是中子通量。第二點(diǎn)是必須在中子目標(biāo)點(diǎn)產(chǎn)生的中子通量。第三個(gè)是中子能量，該能量應(yīng)足夠高以穿透腫瘤。令人滿意的中子源僅由核裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生，這不僅成本高昂，而且還需要考慮操作和安全問題。加速器產(chǎn)生的中子束很難滿足通量要求。此外，中子束的污染包括快中子和伽馬射線污染也不能忽視。
　　 高強(qiáng)度的中子源保證了高效的處理。核反應(yīng)堆中子源用于BNCT已有很長(zhǎng)時(shí)間了，因?yàn)楦邚?qiáng)度中子束僅由反應(yīng)堆提供。但是，許多反應(yīng)堆已經(jīng)關(guān)閉。即使在中國，也只為BNCT建造了一個(gè)反應(yīng)堆。另一方面，基于加速器的中子源在中子應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越流行。為了將基于醫(yī)院的BNCT確立為一種常規(guī)治療方法，必須在全球范圍內(nèi)開發(fā)緊湊的基于加速器的中子源。

電子加速器中發(fā)生的光核反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度X射線，這些X射線會(huì)污染輻照中子束。這是使用電子促進(jìn)劑時(shí)要克服的問題之一。
　　 目前，中子也由質(zhì)子產(chǎn)生，其能量范圍為1.45至30MeV。仍無法生產(chǎn)用于BNCT研究的選舉加速器。BNCT的發(fā)展受到中子源設(shè)計(jì)進(jìn)展的限制。創(chuàng)建經(jīng)濟(jì)緊湊的強(qiáng)中子源將大大簡(jiǎn)化處理過程，而無需使用昂貴而復(fù)雜的核反應(yīng)堆和加速器。D‐D或D‐T中子發(fā)生器是此類源的替代類型之一。

BNCT治療效果

 BNCT已經(jīng)在臨床上使用了數(shù)十年，用于治療各種癌癥，例如多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和頭頸癌?；仡櫺匝芯恳呀?jīng)證明了BNCT的安全性和有效性，這已經(jīng)顯示出對(duì)癌癥患者有前途的治療方式。
　　 24例BNCT治療復(fù)發(fā)性惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的22例患者。BNCT后，整個(gè)組和高RPA組的中位生存時(shí)間分別為9.6m和9.1m。與歷史數(shù)據(jù)相比，高RPA惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的中位生存時(shí)間為4.4個(gè)月，BNCT顯示復(fù)發(fā)性惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤具有生存優(yōu)勢(shì)，尤其是在高風(fēng)險(xiǎn)組中。此外，在這項(xiàng)針對(duì)復(fù)發(fā)性惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的BNCT研究中未觀察到嚴(yán)重的不良反應(yīng)。在文獻(xiàn)中，據(jù)報(bào)道當(dāng)在BNCT中使用大量BPA時(shí)會(huì)發(fā)生血尿。

 為了獲得滿意的BNCT結(jié)果，至關(guān)重要的是確定癌癥患者長(zhǎng)期生存所需的小劑量。為了解決這個(gè)問題，必須確定輻射劑量與腫瘤控制之間的相關(guān)性。此外，在目前，為了提高BNCT的臨床療效的方式將是優(yōu)化的給藥模式和BPA和BSH的遞送，單獨(dú)或組合使用。

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