“中子”遇到“硼”的神奇反应
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”,对于肿瘤与健康组织能否有效甄别,减少误伤。之所以美国、日本、欧洲等大力投入BNCT医学研究和设备建设,就在于BNCT的“能攻善守“。
BNCT是一种非常先进和创新的二元靶向放射治疗技术,它是含硼药物与中子线综合作用的神奇结果。那么,BNCT具体是怎么一步步“杀灭“肿瘤细胞的?
1.先给病人注射一种含硼的药物,这种药物与癌细胞有很强的亲和力,会迅速聚集于癌细胞内,相当于给癌细胞做“标记”,而在其他组织内分布很少。2.给病人进行中子照射。3.当照射的中子被癌细胞内的硼俘获,产生高杀伤力的α粒子和锂离子,便可精准“杀死”癌细胞。BNCT原理
(a)硼-10标记的化合物(10B)通过静脉注射给药,并在肿瘤细胞(左侧是正常细胞),但不在正常细胞中(右侧是脑瘤细胞);(b)中子辐照后,由于中子的吸收,10B转化为高反应性的α粒子(4He)和7Li粒子,导致选择性肿瘤损伤。
传统放疗“杀敌一千,自损八百”,质子治疗极大提高了放疗的精准性,而BNCT的安全性则更高。BNCT所产生的α粒子和锂离子射程很短,只有一个细胞的长度,所以只“杀死”癌细胞而不损伤周围细胞组织。BNCT具体优势如下:
1.治疗疗程短:基本上只需照射1次,1次照射时间为30-60分钟左右。2.靶向性好:对周围细胞组织损伤小,硼化合物只被癌细胞吸收,具有普通辐射和锂颗粒三倍生物效应的α光束精准破坏癌细胞DNA。3.无需增氧效应:不仅可杀死富氧细胞,也可杀死乏氧细胞及处于静止期细胞。4.适应症广:侵入性、多发性、复发性、抗辐射性、不能手术以及放射治疗适应不良的肿瘤都可以尝试。5.可有效提高患者生存质量:对正常组织损伤较小,不会造成正常功能障碍;避免了化疗或免疫治疗易产生的细胞抗药性问题。6.可通过PET-CT提前预测疗效:可提前确认硼药剂在癌细胞中的聚合程度,由此判断硼药剂会被肿瘤吸收多少。BNCT前世今生一览
作为国际粒子放疗界的新宠,硼中子俘获BNCT的理论提出已有80余年,科学家们已经在研究其对抗脑肿瘤以及其他肿瘤的可行性和有效性,一图带你了解BNCT的前世今生。BNCT治疗脑肿瘤的临床研究数据
1
胶质瘤
日本学者表示,BNCT治疗新诊断胶质瘤的疗效好于传统的光子放射治疗。瑞典的研究也证实,单纯用BNCT治疗新发胶质母细胞瘤的疗效不亚于放疗和化疗的联合治疗。年,一则关于BNCT联合贝伐单抗治疗复发恶性胶质瘤的论文表示,年6月至年5月之间,对7例复发恶性胶质瘤患者进行了BNCT治疗,随后进行了连续的贝伐单抗治疗,直到年12月。后随访发现,这种联合治疗后的的中位总生存期(OS)和无进展生存期(PFS)分别为15.1和5.4个月。
BNCT治疗
脑胶质瘤患者标准放化疗后复发,伴随失语症和右边偏瘫。BNCT治疗后F-BPA-PET影像显示肿瘤活性逐渐减低,水肿给予处理后病情稳定,随访23个月,患者存活。
2
脑膜瘤
年发表在世界知名神经外科杂志《JournalofNeurologicalSurgery》的一篇临床研究论文中,对比了33位接受硼中子俘获治疗的高级别颅底脑膜瘤,所有前颅底脑膜瘤患者的肿块均显示体积缩小。一名49岁的女性,前颅底发育为非典型脑膜瘤。BNCT治疗后3个月,患者的肿瘤体积减少了30%。
BNCT治疗
BNCT治疗之前(A–D),治疗之后(E–H)3周和治疗之后3个月(I–L)的非典型脑膜瘤的影像MR。
3
无功能垂体瘤
垂体瘤(pituitaryadenomas,PA)约占颅内肿瘤15%,仅次于胶质瘤;而在垂体腺瘤中,约30%为无功能垂体腺瘤(nonfunctionalpituitaryadenomas,NFPA)。年DAI等通过体外实验进一步证实约80%NFPA存在FRα过表达,且叶酸受体特异性的含10B碳纳米微粒,可通过FRα介导的胞吞作用被高效转运到细胞内。应用中子照射后,与对照组比较,NFPA细胞存活力显著降低,而细胞凋亡率明显升高。虽然由于NFPA动物模型的缺乏,而暂时缺少相关体内实验,但却为侵袭性无功能垂体瘤的治疗提供了一个新思路。
未来,硼中子俘获BNCT对抗更多脑肿瘤及癌症的临床数据还将进一步解锁。
哪里可以进行硼中子俘获治疗?
当前,全球BNCT正处于快速发展阶段,世界范围内,日本率先获批上市,用于治疗复发性头颈癌,其它国家正积极推进BNCT的临床转化与注册报批。BNCT已经在日本、美国、欧洲、中国台湾地区等地开展临床研究,BNCT治疗的病例数超过例。
但要知道,目前部分已将硼中子俘获BNCT用于临床实践的国家在接受患者方面要求还十分苛刻——医院提出:“只针对持有本国医疗保险的患者开放治疗,暂时不接收外国患者的自由诊疗,不接收第二诊疗意见”;“只接受不可切除的局部晚期或局部复发的头颈部癌(不包括脑肿瘤)的治疗”。可见,BNCT的选择标准和排除标准要求极高。
日本某医疗中心BNCT只接受“不可切除的局部晚期或局部复发的头颈部癌(不包括脑肿瘤)”的治疗
日本某医疗中心