治疗脑肿瘤,硼中子俘获疗法如何提高放疗精准性、降低副作用?

2020
07/31

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INC国际神经科学
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一文了解硼中子俘获治疗脑肿瘤的原理

       考量一种放疗方法是否更利于治疗的两个出发点,一方面是“攻”,即放射线对肿瘤击杀的是否又准又狠;另一方面是“守”,对于“良民”健康的肿瘤组织能否有效甄别,减少误伤。硼中子俘获疗法(BNCT)受到世界各国医学研究大力投入的原因,就是它的能攻善守。

  简单说BNCT的原理,就是治疗前先注射含硼药剂,然后硼会在肿瘤细胞处富集,在后面的中子照射中,中子会被硼俘获,产生具有高杀伤力的α粒子和锂离子(7Li)杀死癌细胞。但在这看似简单的过程中,整个疗法是怎样高放疗精准性、降低副作用的?是患者在选择这种疗法前有权了解也应该学习的。

  当存在于自然界的非放射性元素硼(10B)受到热中子照射时,发生核裂变反应,产生具有高线性能量转换的α粒子,自身衰变为7Li。这些粒子射线具有能量高、射程短的特点。其单位路径中线性能量传递>100KeV/μm,仅需数个α粒子产生的能量即可对肿瘤细胞产生致死效应。其在组织中的射程约5~9μm,相当于细胞直径,对周围正常细胞损伤小。周围正常细胞的氢(1H)和氮(14N)也可发生中子俘获反应,产生γ射线和质子,1H和14N中子反应截面仅分别为0.332靶恩和1.82靶恩,显著低于10B(中子反应截面为3800靶恩),只有当肿瘤组织硼携带剂的浓度显著高于正常组织,才能极大限度杀死肿瘤细胞的同时,尽可能降低对肿瘤周围组织的损伤。

  癌变组织通常由有氧型和乏氧型两类细胞组成,其中有氧癌细胞易被放射线杀死,但乏氧癌细胞却对常规放疗所用的X射线、伽玛射线以及电子束不敏感,耐受性强,不易杀死,这也就是常规放疗后癌症容易复发的主要原因。但奇这种乏氧癌细胞对中子射线却特别敏感。“中子”是组成原子核的核子之一,质量为电子质量的1838倍,经中子射线照射后,肿瘤部位乏氧细胞的复活率几乎为零,术后癌症复发率极低,这就是中子治癌的独特优势。

  摄取了硼元素的癌细胞,中间的热中子遇到硼元素,在癌细胞内部爆破,破环的长度仅为1-2个细胞,对周围健康细胞几乎没有伤害,让藏匿在健康细胞中间的癌细胞无处可逃。

  硼中子俘获治疗是当前最新的一种放射线疗法,通过点滴注射含硼化合物(此种化合物和癌细胞有很强的亲和力,进入人体后迅速聚集于癌细胞内),用一种超热中子射线照射1个小时左右。中子与进入癌细胞内的硼能产生很强的核反应,释放出一种杀伤力极强的射线,从而达到从癌细胞内部破坏癌细胞的效果。这种射线的射程很短,只有一个癌细胞的长度,所以只杀死癌细胞对周围组织几乎没有伤害。

  硼中子俘获(BNCT)治疗的适应症

  1.各种恶性原发性脑瘤

  2.黑色素瘤

  3.头颈部肿瘤

  4.肝脏肿瘤(包括几个病灶)

  5.膀胱癌

  6.局部复发性乳腺癌

  世界范围内,拥有硼中子俘获(BNCT)治疗设备的医院还不是很多,日本江户川医院就是其中之一,该院在日本国立癌症研究中心之后,引进了日本第二台加速器BNCT(中子线),目前已经在进行临床试验。日本江户川医院拥有世界先进的MR、64排多片CT、全新的双平面血管造影系统、电子内视镜、乳腺X线、X光TV拍照设备等精密检查设备,为前来就诊的患者提供精密的检查,从而配合医生的治疗方案。该院拥有3台托姆刀(Tomotherapy螺旋断层放射治疗系统),拥有接收17000名患者的治疗经验,其放疗领域在全日本也是享有盛誉的。该院使用全球尖端的“达芬奇手术机器人”(da Vinci Surgical System)进行微创手术,该技术在日本也属于先进医疗设备。该院在日本国立癌症研究中心之后,引进了日本第二台加速器BNCT(中子线),目前已经在进行临床试验。

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关键词:
BNCT,精准性,脑肿瘤,硼中子,癌细胞,放射线

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