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首臺國產(chǎn)加速器硼中子俘獲治療實驗裝置研制成功

本報記者 陸成寬

2020年08月14日08:48  來源:科技日報
 
原標(biāo)題:首臺國產(chǎn)加速器硼中子俘獲治療實驗裝置研制成功

8月13日,中國科學(xué)院高能物理研究所召開專家評審會,該所東莞分部研制的我國首臺加速器硼中子俘獲治療(簡稱BNCT)實驗裝置成功通過評審,并啟動首輪細(xì)胞實驗和小動物實驗,為開展臨床試驗做好了前期技術(shù)準(zhǔn)備。

專家組評審意見認(rèn)為,該裝置的成功研制,是我國在癌癥治療高端醫(yī)療設(shè)備整機技術(shù)開發(fā)方面取得的又一重大成果;整臺裝置自主設(shè)計建造,掌握全部核心技術(shù),為下一步建設(shè)臨床BNCT治療裝置打下了堅實的技術(shù)基礎(chǔ),顯著提高了我國在該領(lǐng)域的國際競爭力。

當(dāng)中子遇到硼 可精準(zhǔn)打擊癌細(xì)胞

BNCT是目前世界上最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時先給患者注射一種含硼的藥物,這種藥物與癌細(xì)胞有很強的親和力,會迅速聚集于癌細(xì)胞內(nèi),而在其他組織內(nèi)分布很少,這就相當(dāng)于給癌細(xì)胞做了“標(biāo)記”;隨后對患者進(jìn)行中子照射,時長在1小時內(nèi),當(dāng)照射的中子被癌細(xì)胞內(nèi)的硼俘獲,就會產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰離子,從而精準(zhǔn)“殺死”癌細(xì)胞。

“α粒子和鋰離子射程很短,只有一個細(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。隨著新一代含硼藥物的發(fā)展,適用于BNCT治療的病癥范圍還在進(jìn)一步擴(kuò)大。

以往,用于BNCT治療的強中子束流主要通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生。與基于核反應(yīng)堆的BNCT裝置不同的是,加速器BNCT裝置可以在位于人員密集區(qū)域的醫(yī)院使用,未來可往市、縣一級拓展,能夠在較廣的范圍實現(xiàn)個性化與例行性的BNCT治療,有廣闊的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“因為強中子源一般僅在大型科研實驗室才能找到,幾十年來BNCT發(fā)展緩慢,目前全世界基于反應(yīng)堆的BNCT臨床試驗只有1400多例。但如果可以使用加速器來產(chǎn)生中子,就易于推廣到醫(yī)院使用。”中國科學(xué)院高能物理研究所研究員傅世年說。

目前,科研人員正在利用這臺實驗裝置開展BNCT相關(guān)核心技術(shù)的實驗研究,優(yōu)化裝置的綜合性能。計劃通過開展細(xì)胞和動物實驗,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)和動物實驗提供相應(yīng)的實驗環(huán)境。同時,通過動物安全性驗證,為后期臨床試驗奠定基礎(chǔ)。

硼中子治療腫瘤比重離子更精準(zhǔn)

除了加速器硼中子俘獲療法以外,世界上已經(jīng)有不少國家正在利用加速器裝置開展重離子治療腫瘤的研究。那么,BNCT治療腫瘤與重離子治療腫瘤究竟有什么區(qū)別呢?

事實上,重離子治療腫瘤是用加速器產(chǎn)生的重離子直接打到癌細(xì)胞上,從而殺死癌細(xì)胞;BNCT也是一種用重離子治療腫瘤的手段,只不過它不是用加速器產(chǎn)生重離子,而是用加速器產(chǎn)生質(zhì)子,然后通過質(zhì)子打靶產(chǎn)生中子,中子與注射在人體中的硼元素相互作用以后產(chǎn)生核反應(yīng),進(jìn)而用核反應(yīng)產(chǎn)生的重離子殺死癌細(xì)胞。

“BNCT的優(yōu)勢在于,預(yù)先注射到人體中的含硼藥物能夠靶向癌細(xì)胞,并且基本上都在癌細(xì)胞內(nèi)存在,所以當(dāng)中子照射的時候,只有含硼的癌細(xì)胞才會產(chǎn)生核反應(yīng);同時它的精準(zhǔn)度非常高,癌細(xì)胞的尺寸一般在10微米左右,而核反應(yīng)產(chǎn)生的重離子的射程只有6微米至9微米,在這個范圍內(nèi)能夠精準(zhǔn)殺死癌細(xì)胞。”傅世年說,因此,BNCT治療腫瘤的精準(zhǔn)度比重離子治療腫瘤要高,重離子治療腫瘤的精準(zhǔn)度一般是亞毫米。

與此同時,BNCT裝置比重離子治療裝置要便宜很多,建造一臺BNCT裝置,大概需要1億元,而建造一臺重離子裝置卻需要10億元,所以重離子裝置的治療費就會更高,不利于裝置的普及。

傅世年表示,BNCT裝置是利用中國散裂中子源相關(guān)技術(shù)催生的首個產(chǎn)業(yè)化項目,對于示范帶動散裂中子源關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。這也證明,大科學(xué)裝置在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究之外,其設(shè)計和建造將大力促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)革新。

(科技日報北京8月13日電)

(責(zé)編:鄧楠、吳超)
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