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BNCT:精准靶向癌细胞的高端放疗技
[ 发布时间:2018-03-21 ]   [ 信息来源: 中国核工业报 ]  [ 字号: ]

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——专访中国工程院院士周永茂  

  中子俘获疗法(NCT)因其能精准、高效治疗癌症,已成为国际粒子治疗研发的新热点和未来肿瘤放疗的重要选择之一。


  2014年9月,我国首例黑色素瘤病患的硼中子俘获疗法(BNCT)临床试治研究在北京的医院中子照射器(IHNI)上成功获得实施。2015年4月22日,《科技日报》头版刊登了“我研发出世界首台医院中子照射器,临床试治恶性黑色素瘤达到预期验证目标”的新闻,同期中央电视台亦多次播放了相关的讯息,引发了业内外人士以及癌症患者们的广泛关注。这一消息让二十多年来一直坚持不懈守着这份核技术“家业”的中国工程院院士周永茂感到欣慰。当然,让他感到欣慰的不仅仅是NCT有了现实的治疗实效,更是因为此举填补了中国大陆在这一领域的空白,使之在国际高端放疗领域有了话语权。在2017年举行的国际中子俘获疗法治癌大会上,中国大陆的BNCT青年学者也因此获得了特别奖励。


  对于近年来已把放疗治癌纳入核医疗重点开发领域、同时具有组织管理优势的中核集团来说,尽快开发NCT技术有着先天性的优势。近日,本报记者就此话题采访了中核集团科技委高级顾问周永茂院士,解答了相关问题。


  中国大陆NCT登上历史舞台


  记者:我国建成世界首台专门为NCT设计的医院中子照射器是基于怎样的背景?


  周永茂:本世纪初,那些用大中型研究堆引出中子束的NCT中子源装置,曾因老化、寿终、社会动因或事故而纷纷关闭、停运或退役,使世界范围内的NCT研发陷入“无米之炊”的尴尬境地。


  2010年初,北京建成了世界首台专门为NCT设计的医院中子照射器。它是在我国微堆基础上,采用低浓铀堆芯,创新研制成的微型NCT中子源装置,其超高的安全性、足够的热束照射强度、简易的操控性、低廉的造价以及运行维护的经济性,备受国际业界的重视与关注。


  记者:中子照射器建成后治疗癌患的情况如何?


  周永茂:自2014年9月我国首例黑色素瘤病患的NCT临床试治研究在北京的IHNI上成功实施之后,此后的3年间,IHNI共接受了3例黑色素瘤病患7次临床照射。其疗法毒性均可接受,并都取得患部射野内的疗法响应。此外,同期对包含男女老少各年龄段的11名不同癌症患者施行了20次BPA药物的体内分布实验,积累了首批可贵的硼浓度在癌组织、正常组织与血液内随时间分布的资料。


  记者:这些结果对于我国具有何种意义?


  周永茂:首批黑色素瘤病患的NCT临床照射研究以及首批不同癌患的BPA药物体内分布资料的积聚表明中国大陆登上了国际NCT治疗癌患的历史舞台,掌握了NCT治疗癌患的基本技术,填补了中国大陆NCT研发的空白。


  BNCT的巨大优越性


  记者:世界上放疗的总体情况如何?NCT是怎样治疗癌症的?


  周永茂:20世纪中叶,较高传能线密度(表示辐射品质的量,LET)的质子、重离子(如碳)等粒子放疗技术渐趋成熟,投入一些癌症的临床例行治疗。这些射线的靶向精确度与疗效均比较低LET的X射线与γ射线等常规放疗上了一个台阶。20世纪末, NCT成为国际放疗的开发热点。


  NCT放疗是在照射治疗前,先把一种掺硼元素的药物输入人体,待硼元素积聚到癌细胞内相当数量时,再用中子束加以照射,故而又称硼中子俘获疗法(BNCT)。BNCT射野范围内的中子专门与癌细胞内的硼发生核反应,反应所产生的巨额能量把所在的癌细胞一举摧毁,而正常细胞不摄取或极少摄取硼元素,与中子束不产生反应而受到?;?。


  记者:BNCT为何可以做到精准治疗?


  周永茂:一是其治疗剂量可控??赏ü⑷肴颂宓呐鹨┪锏募亮恳约笆爸梅⑸涞闹凶幼⒘苛椒矫婕右缘骺?。二是准确靶向癌细胞。掺硼药物主体的氨基酸是癌细胞增殖扩散所必需的营养剂,正常细胞并不渴求。三是具有高精确度。核反应的作用范围仅局限于细胞内,约10余个微米尺度。而质子、重离子放疗可控的聚焦柏拉格峰仅能调到厘米—毫米水平。四是具有极高疗效。BNCT核反应产生的粒子属高LET性质,在放疗中对人体组织的相对生物效应(RBE)最高,可达到8,远高于X射线和γ射线,也高于质子和重离子。


  为使这些原理性特色在临床上得到实际体现,BNCT从创立原理至今82年来,经68年临床实践,各国核物理学家、核工程师、核化学家、辐射肿瘤学家以及临床治疗专家们为BNCT攻克人类癌患前赴后继、不懈创新开发,使NCT成为有指望奏实效的高端放疗。每两年一次的国际中子俘获疗法治癌大会18届文献总论,雄辩地证实了这种期盼。


  目前全球建成了10余个NCT临床试治中心。迄今已临床试治各种疑难患1378例。


  互补与联合使用的可行性


  记者:现有的放疗都包括哪些类型?分别处于什么样的阶段?


  周永茂:根治癌症、治愈肿瘤是人类长期追寻的目标,目前正处于基础研发阶段。但控制肿瘤、减轻痛苦、保留机体功能、保持形态与美容、改善生活质量与延长生存时间等的期盼,在局部治疗上已经并将继续取得实际效果。


  放疗在肿瘤局部控制治疗起着关键作用。现存放疗主要包括三类。


  其一,由高压电源与钴源构成的X-刀与伽马刀所谓的常规放疗。一般可应用于处理几乎所有恶变型肿瘤,但难于治疗复发性与多发性的癌症。其二,为加速器产生一定能量与流强的质子或如碳等重离子构成的质子刀或重离子刀。这些带电粒子束通过柏拉格峰的聚焦原理能靶向病灶组织并?;ぶ芪У恼W橹?。质子刀和重离子刀较适应于团块性、偏良性与较深部位的肿瘤。其三,为从研究试验核反应堆或加速器的中子靶件上引出中子束、照射施注硼药后病灶的硼中子俘获疗法。BNCT更有效于弥散状或浸润性的恶变癌症、需保持肢体或外形美容的复发肿瘤以及带有空腔的器官肿瘤等癌症。


  目前三类放疗处于不同发展阶段,常规放疗技术成熟,处于普及使用阶段;质子或重离子等粒子放疗正进入例行治疗阶段,国际上质子刀已治疗十余万例,重离子刀亦达上万例;而BNCT相关技术处于不断提高改进中,并专注于疑难部位、疑难癌患的精准试治阶段。


  记者:这三类放疗针对不同的情况,那么三类放疗是否可联合使用?


  周永茂:三类放疗有极强的互补性。国际上具备这三类放疗设施的包括美国、日本与欧洲一些国家。总体上,对癌症的控制,相对于其它国家取得的明显成效,我国常规放疗设施相对人口总数远未普及,粒子放疗设施全国仅有寥寥几台,而BNCT更是处于萌芽状态,开发潜力巨大。


  目前,世界正在关注治癌手段的联合使用,获取更大疗效的实际应用与机理研究,联合化疗与放疗已取得明显的更高疗效。近期BNCT联合X-刀、质子刀的使用,同样展示出高于BNCT单一使用的疗效,因而放疗的联合使用为癌症医治提供了有指望的多种潜在高效途径,开发与推广放疗治癌刻不容缓。


  中核集团应扛起BNCT放疗重任


  记者:我国大陆BNCT研发起步较晚,与国际相比我们还有哪些差距?


  周永茂:一是临床试治研究处于国际低值。目前我国大陆癌患的年新诊断数逾430万例,年死亡数约280万例,均占世界高值。但BNCT的临床试治病例总数仅为3例,国际上,迄今的BNCT临床试治总数达到1378。二是临床试治的对象种类少。国际上临床试治多数为复发性脑胶质细胞瘤多型体、恶性脑膜瘤、颅内转移黑色素瘤等距体表2~5厘米处的深部肿瘤。我国大陆仅作了体表部位浅层黑色素瘤。三是超热中子束通量水平偏低,难以照射深部肿瘤。四是在病患BNCT资质的评选上,如今,国际上已全部采用无创性放射示踪的电子影像显示的现代技术,而我国大陆尚处于在患者身上实体取样化学分析的原始技术水平。五是掺硼药物还没有有效的研发与规模性的生产。六是治疗计划软件有待开发。治疗计划软件是放疗中引导临床治疗、设定处方剂量、确定照射时间以及评估辐射剂量与分析疗效的重要工具。国际BNCT的临床试治中,日本、美国、阿根廷、台湾地区均自行编著了治疗计划软件系统,应用于多种深部肿瘤的BNCT临床试治。我国大陆迄今尚未具备可应用于临床试治的自行编著的BNCT治疗计划软件。


  记者:您对中核集团发展先进放射性医疗技术有何建议?


  周永茂:作为同时拥有中子俘获疗法和质子治癌两种先进粒子放射性医疗技术发源地的中核集团,应责无旁贷地扛起放疗治癌、造福人群这个利在全民、功在千秋的重任。


  目前中核集团完全具备开发中子俘获疗法所有必需的技术基础??⒍嘌Э平徊?、多技术集成的BNCT,科学组织管理是主要的。中核集团应充分发挥职能部门的作用,对内动用基层的技术潜力组织横向联合自行研发攻关课题;对外积极利用高校、企业与研究机构对紧缺专业、技术组织联合研发,共同攻关;对上,则通过国家渠道,对各项审批、执照、资金、公用事业支撑等施行快速沟通。这样,多管齐下,可促进BNCT开发,大步前进。


  记者:未来我国大陆BNCT的规划是怎样的?


  周永茂:就近期目标而论,首先要缩小与国际水平的差距,估计3~5年就能基本解决。对于长远目标,估计用10年时间,通过自我创新,推出医院高效中子源装置、高性能的掺硼药物、精准的治疗计划评估计算软件系统以及省级城市推广放射诊治癌症的应用以及疑难癌症的临床试治。同时,把具有我国特色的放疗技术打造成软硬件齐备的成套放射医疗包,跟随国家“一带一路”建设推向世界。(王晨香)

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