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BNCT | “貪吃”的癌細(xì)胞

|| 目前癌癥治療都有哪些方法？

目前治療癌癥主要手段為外科手術(shù)、吃藥化療、放療三種。此外，還有內(nèi)分泌治療、免疫治療等。

其中，放療又包括以醫(yī)用直線加速器、X（伽馬）為代表的常規(guī)療法，以及新型質(zhì)子－碳離子治療和中子俘獲療法這三種。目前約70%的惡性腫瘤患者在疾病發(fā)展的不同階段需要進(jìn)行放療。

|| 癌癥為什么容易“復(fù)發(fā)”？

腫瘤細(xì)胞主要分為兩類。

1、分裂、增殖快速的腫瘤細(xì)胞，這類細(xì)胞應(yīng)用所有治療方法都可以起到治療作用。

2、腫瘤干細(xì)胞，這類癌細(xì)胞因為可以長時間處于休眠狀態(tài)并具有多種耐藥和抗輻射的性質(zhì)，對殺傷腫瘤細(xì)胞的外界因素不敏感，并且因具有極強的“遷徙”能力，特性難以捉摸。這些因素也成為腫瘤復(fù)發(fā)的主要原因所在，治療起來很為棘手。

|| 癌癥的發(fā)病機理是？

腫瘤細(xì)胞是無限增殖的細(xì)胞。所以腦洞大過天際的網(wǎng)友就問了：“既然可以無限增殖，為什么不用它來制造肉制品？”又或者，解開其中奧秘也許就能找到人類長壽乃至永生的鑰匙。這是另外一個話題，這里不作展開。

正常情況下，人體有調(diào)控的機制來避免細(xì)胞的無限增殖。細(xì)胞癌變的情況下，可能是促進(jìn)細(xì)胞分裂、抑制細(xì)胞凋亡的基因（原癌基因）發(fā)生突變被激活，成為癌基因；或者抑制細(xì)胞分裂、促進(jìn)細(xì)胞凋亡的基因（抑癌基因）發(fā)生突變。從而使得正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌驘o限增殖的腫瘤細(xì)胞。就像油門一直踩著或者剎車失靈，車一直加速就失控了。

BNCT

硼中子療法理論

BNCT理論上提供了一種選擇性破壞惡性細(xì)胞并保留正常細(xì)胞的方法。BNCT需要兩個部件，即中子和硼載體。James Chadwick于1932年發(fā)現(xiàn)了中子，并因此獲得了1935年諾貝爾物理學(xué)獎。僅僅4年后，Locher引入了BNCT的概念。BNCT是基于硼-10，它是天然元素硼的非放射性成分，用低能熱中子輻照以產(chǎn)生高線性能量轉(zhuǎn)移(LET)α粒子和反沖鋰-7原子核。

為了讓BNCT成功，足夠的硼-10必須選擇性地遞送至腫瘤細(xì)胞(20μg/g重量或109原子/細(xì)胞)與周圍的正常細(xì)胞具有良好的聚集對比，并且足夠數(shù)量的熱中子必須被腫瘤細(xì)胞吸收以承受來自硼-10的反應(yīng)。由于高LET粒子在組織中的路徑長度有限(5–9微米)，這些高LET粒子的破壞性作用于含硼細(xì)胞。

如圖所示大腦中的惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤是假定的目標(biāo)。這種腫瘤的一個特點是它會浸潤周圍的正常大腦。因此，應(yīng)注意腫瘤細(xì)胞選擇性地積累硼-10原子而不是正常細(xì)胞。這種選擇性積累是由含硼-10的化合物本身。之后10含硼化合物積聚在腫瘤細(xì)胞中，用無害的低能熱中子照射腫瘤細(xì)胞。在此過程中，沒有必要將中子照射專門對準(zhǔn)腫瘤細(xì)胞。高LET粒子只會破壞含硼-10細(xì)胞并保存正常的周圍細(xì)胞。

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硼中子療法能夠殺死腫瘤細(xì)胞？

核技術(shù)治癌是通過反應(yīng)堆產(chǎn)生的中子或加速器產(chǎn)生的質(zhì)子、重離子，在準(zhǔn)確地找到癌細(xì)胞后，把癌細(xì)胞一舉摧毀。

具體到中子俘獲療法，是在照射治療前，先把一種摻硼元素的藥物輸入人體。

待硼元素積聚到癌細(xì)胞內(nèi)相當(dāng)數(shù)量時，再用中子束加以照射，故而又稱硼中子俘獲療法（BNCT）。

BNCT射野范圍內(nèi)的中子與硼發(fā)生核反應(yīng)，反應(yīng)所產(chǎn)生的巨額能量把所在的癌細(xì)胞一舉摧毀，而正常細(xì)胞不攝取或極少攝取硼元素，與中子束不產(chǎn)生反應(yīng)而受到保護(hù)。

這是妥妥的“定向爆破”啊！沒想到癌細(xì)胞威風(fēng)一世，死在了貪吃硼上。

所以中子俘獲療法是二元療法，具有靶向性針對惡性腫瘤的優(yōu)勢，保護(hù)了正常組織，臨床療效好。

而且中子的能量大，對癌細(xì)胞的摧毀為徹底。BNCT核反應(yīng)產(chǎn)生的粒子屬高LET性質(zhì)，在放療中對人體組織的相對生物效應(yīng)（RBE）高，可達(dá)到8，遠(yuǎn)高于X射線和γ射線，也高于質(zhì)子和重離子。

BNCT

只有腫瘤細(xì)胞貪吃硼？

因為摻硼藥物主體的氨基酸是癌細(xì)胞增殖擴散所必需的營養(yǎng)劑，正常細(xì)胞并不渴求。

所以中子俘獲療法具有高度的精確性，核反應(yīng)的作用范圍僅局限于細(xì)胞內(nèi)，約10余個微米尺度。而質(zhì)子、重離子放療可控的聚焦柏拉格峰僅能調(diào)到厘米—毫米水平。

所以中子俘獲療法是二元療法，具有靶向性針對惡性腫瘤的優(yōu)勢，保護(hù)了正常組織，臨床療效好。

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硼中子療法成效好壞的關(guān)鍵因素？

含硼藥物對腫瘤的選擇性要好，腫瘤中的硼藥物（硼-10）濃度需達(dá)到20~40ppm（μg/g），腫瘤中的藥物濃度與正常組織中的藥物濃度之比應(yīng)大于3~5，目前臨床使用的摻硼藥物的性能與此要求尚有部分差距.
超熱中子束的品質(zhì)要好，主要的要求是超熱中子通量需大于2×109中子/cm2/秒（對應(yīng)的劑量率為0.5Gy/分鐘），此外還要求伽馬射線等污染劑量要小以及治療的優(yōu)深度需達(dá)到8厘米以上等，超熱中子束的治療深度約為10cm.