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硼中子俘獲治療(簡稱“BNCT”)是目前國際先進(jìn)的癌癥治療手段之一，是一種利用中子和腫瘤內(nèi)的硼元素發(fā)生反應(yīng)，以摧毀癌細(xì)胞的放射性療法。那么中子從何而來?以往用于BNCT治療的強(qiáng)中子束流主要通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生，如今有了新的替代辦法。

廣東省東莞市傳來好消息，中國科學(xué)院高能物理研究所東莞分部(簡稱“高能所東莞分部”)自主研制成功我國首臺加速器硼中子俘獲治療實(shí)驗(yàn)裝置(簡稱“加速器BNCT裝置”)，該實(shí)驗(yàn)裝置能夠產(chǎn)生強(qiáng)中子束流，對腫瘤進(jìn)行中子照射。目前高能所東莞分部已啟動(dòng)首輪細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，為未來臨床試驗(yàn)做好了前期技術(shù)準(zhǔn)備。

中科院院士、“中國散裂中子源”工程總指揮陳和生透露，在成功研制這臺BNCT實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，高能所與東莞市人民醫(yī)院合作開展了第二臺BNCT臨床設(shè)備的設(shè)計(jì)和研制，預(yù)計(jì)2023-2024年，完成臨床實(shí)驗(yàn)，獲取醫(yī)療設(shè)備注冊許可證和生產(chǎn)許可證，進(jìn)入市場。

有效治療腦膠質(zhì)瘤、黑色素瘤等

BNCT是目前國際先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時(shí)先給病人注射一種含硼的藥物，這種藥物與癌細(xì)胞有很強(qiáng)的親和力，會迅速聚集于癌細(xì)胞內(nèi)，相當(dāng)于給癌細(xì)胞做“標(biāo)記”，而在其他組織內(nèi)分布很少。隨后給病人進(jìn)行中子照射，時(shí)長在1小時(shí)內(nèi)，整個(gè)治療過程一般只需照射一次。當(dāng)照射的中子被癌細(xì)胞內(nèi)的硼俘獲，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰離子，便可“殺死”癌細(xì)胞。

“α粒子和鋰離子射程很短，只有一個(gè)細(xì)胞的長度，所以只‘殺死’癌細(xì)胞而不損傷周圍細(xì)胞組織。對于腦膠質(zhì)瘤、黑色素瘤和頭頸部復(fù)發(fā)腫瘤，BNCT是非常有效的治療手段，并試治肝癌、肺癌、胰腺癌等臟器腫瘤。”中國科學(xué)院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕介紹，BNCT具有低成本、治療高效的特性，患者在接受治療后，可保持較高的生活質(zhì)量，治療療程短且靈活，治療費(fèi)用較低，患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)小。隨著新一代含硼藥物的發(fā)展，適用于BNCT治療的病癥范圍在進(jìn)一步擴(kuò)大。

可應(yīng)用于人員密集區(qū)域的醫(yī)院

以往，用于BNCT治療的強(qiáng)中子束流主要通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生，當(dāng)前全球治療病人超過1400余例，效果顯著，其中湖南湘雅三院利用中國原子能科學(xué)研究院核反應(yīng)堆開展醫(yī)學(xué)研究，然而使用核燃料，屬于核設(shè)施，受核安全管制，難于推廣。

因而，利用加速器產(chǎn)生中子成為研究方向。2000年后加速器技術(shù)發(fā)展，直接推動(dòng)BNCT醫(yī)療設(shè)備研究，因?yàn)榧铀倨鰾NCT設(shè)備安全、體積小、成本低，可應(yīng)用于人員密集區(qū)域的醫(yī)院，發(fā)展?jié)摿ι钸h(yuǎn)。目前，國內(nèi)外十幾家機(jī)構(gòu)積極推動(dòng)BNCT醫(yī)療器械的研制。日本研發(fā)腳步較快，在2011年建成世界首臺加速器BNCT裝置。2020年3月，世界上加速器BNCT設(shè)備和硼藥物正式獲得了日本厚生勞動(dòng)省的批準(zhǔn)，并已經(jīng)開始接受患者。這是硼中子俘獲療法在世界上首次正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。

加速器BNCT裝置沙盤圖

而此次高能所東莞分部研發(fā)的加速器BNCT實(shí)驗(yàn)裝置，主要由質(zhì)子加速器、中子照射系統(tǒng)、含硼藥物、治療計(jì)劃軟件和劑量測量等子系統(tǒng)構(gòu)成。它由直線加速器提供的強(qiáng)流質(zhì)子束打靶，產(chǎn)生中子，經(jīng)過慢化為超熱中子，達(dá)到治療需要的中子能量，在治療計(jì)劃軟件和測量系統(tǒng)的控制下，調(diào)整束流形狀和照射野，中子束照射病灶，達(dá)到殺滅癌細(xì)胞的功效。

裝置采用自主研發(fā)射頻四極質(zhì)子加速器，自主研制中子產(chǎn)生靶和束流整形體，同時(shí)研制束流診斷與劑量監(jiān)測設(shè)備等。該設(shè)備完全是首臺自主研發(fā)的設(shè)備，技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。

8位來自放射醫(yī)學(xué)、粒子加速器、中子物理與技術(shù)、硼藥等領(lǐng)域的院士及專家對中國科學(xué)院高能物理研究所東莞分部研發(fā)的加速器BNCT實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了評審，認(rèn)為該裝置的成功研制，為醫(yī)用BNCT治療裝置整機(jī)國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，打靶束流功率和中子注量率都符合開展BNCT小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的要求。

預(yù)計(jì)2025年向公眾開放。

“首先由醫(yī)生診斷，患者是否適合這個(gè)治療手段，然后通過CT找出腫瘤位置、大小等，注射含硼的藥物，等待大概兩個(gè)小時(shí)后，再進(jìn)行中子照射，照射后療程結(jié)束了”。中國散裂中子源工程副經(jīng)理傅世年介紹。

“患者總花費(fèi)為10萬余元，”加速器BNCT裝置與其他粒子治癌裝置相比具有優(yōu)勢，造價(jià)較低，約1億元人民幣;占地面積小，約800平方米;利用生物靶向性，大面積殺傷浸潤、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)移癌細(xì)胞;治療時(shí)間短，約2-4小時(shí)，每年可治療病人超2500例。1-2次為一療程，副作用小，無痛苦，提高患者治療舒適水平。

高能所東莞分部已啟動(dòng)首輪細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，目前在對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行觀察。

高能所東莞分部已啟動(dòng)首輪細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，目前在對實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行觀察，同時(shí)計(jì)劃通過開展細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，更大規(guī)模地開展BNCT適應(yīng)癥研究，為新一代硼藥的研發(fā)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

目前研究成果是實(shí)驗(yàn)裝置還不是治療裝置，科研人員正在利用這臺實(shí)驗(yàn)裝置開展BNCT臨床設(shè)備的相關(guān)核心技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)化裝置的綜合性能。在此基礎(chǔ)上，與東莞市人民醫(yī)院合作開展第二臺BNCT臨床設(shè)備的設(shè)計(jì)和研制，醫(yī)療設(shè)備的可靠性、安全性要求高，一切需要符合醫(yī)療器械的規(guī)范。

按照規(guī)劃，2020年，利用BNCT試驗(yàn)裝置開展相關(guān)核心技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究與測試，優(yōu)化裝置綜合性能。2021年，在東莞市人民醫(yī)院安裝完成自主研發(fā)臨床BNCT設(shè)備。2022年，完成醫(yī)療器械檢測，開展臨床實(shí)驗(yàn)。2023-2024年，完成臨床實(shí)驗(yàn)，獲取醫(yī)療設(shè)備注冊許可證和生產(chǎn)許可證，進(jìn)入市場?！邦A(yù)計(jì)2025年向公眾開放，之后進(jìn)行全國推廣，希望推廣到縣級及以上的醫(yī)院。”傅世年表示。

臺灣國立清華大學(xué)與臺北榮總研究團(tuán)隊(duì)，利用清華水池式反應(yīng)器進(jìn)行硼中子捕獲治療癌癥，開啟了臺灣標(biāo)靶重粒子治療的新頁，國內(nèi)首次結(jié)合重粒子與標(biāo)靶方法之癌病治療于清華大學(xué)付諸實(shí)現(xiàn)，是臺灣癌病治療史的里程碑。

清華大學(xué)自1992年開始即進(jìn)行bnct的相關(guān)研究，并于2001年獲科技部補(bǔ)助展開THOR中子束改建工程，于2004年完成高質(zhì)量超熱中子射束BNCT改建工程，并于2010年完成射特性量測、驗(yàn)證與治療計(jì)劃建立，同年更與臺北榮組癌病治療中心及日本京都大學(xué)簽訂三方學(xué)術(shù)交流意向書后，以清華大學(xué)BNCT設(shè)施進(jìn)行以下之癌病治療：

◆由2010年8月至2014年1月止，完成臨床的17例復(fù)發(fā)頭頸癌患者的32次照射

◆由2014年起，開始第二期臨床治療計(jì)劃，至今共完成XX例病人的治療

◆由2016年起，開始緊急(恩慈)醫(yī)療，目前共計(jì)完成近60例的病人治療，期中更包括有來自新加坡、日本、澳洲及中國大陸之病人前來接受治療。