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放疗担心副作用?带你了解肿瘤治疗的精准“狙击手”

协和医学杂志
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但同时,由于恶性肿瘤具有浸润性生长的特点,在“炸弹”爆炸过程中,就可能会对肿瘤周边的“好邻居”——正常组织造成损伤。因此,肿瘤治疗领域一直在不断探索新的放疗技术,以期让“炸弹”既有超强威力又不至于错伤无辜,实现更精准的治疗。

诚然,精准治疗需要一位技艺高超且精准出色的“狙击手”,硼中子俘获疗法(Boron neutron capture therapy, BNCT)即是在这样的背景下应运而生,作为一种新兴技术备受瞩目。

其利用一种含硼-10( 10 B)的特殊化合物来诱捕中子,进而在细胞内发生 10 B(n,α) 7 Li原子核反应,释放出能量来消灭肿瘤细胞,通过硼元素与中子的相互作用,BNCT能够实现对肿瘤的精确治疗,从而更好地保护正常器官及组织,在治疗局部复发肿瘤中优势突出,具有良好的应用前景。

精准“狙击手”具体是如何击溃肿瘤细胞的?

首先,医生会给患者注射这种特殊化合物,它就像偷偷潜入肿瘤细胞的“间谍”,在体内能够选择性地仅聚集在癌细胞内,而较少分布于正常组织中。这种化合物对人体的毒性很低,并且对肿瘤本身没有治疗效果。

但接下来,在使用热中子或超热中子束对肿瘤进行局部照射时,这些中子会与聚集在癌细胞中的 10 B发生反应,如同火山喷发一样释放出破坏性的能量,使肿瘤细胞功亏一篑。

精准“狙击手”能够确保安全吗?

尽管在“狙击手”出击时,被释放出的破坏性能量足以摧毁任何人体细胞,但它们的射程极短,因此只能杀死内部隐藏了“间谍”的肿瘤细胞,而几乎不会伤害周围的正常组织。

当然除了肿瘤细胞外,10B还可能聚集在肝脏、肾脏、唾液腺等器官中。然而,10B本身的细胞毒性很低,可以通过控制中子束的照射范围来避免对正常组织造成损伤。这样,BNCT可以实现对肿瘤细胞的精确杀伤,同时最大程度地保护了周围的健康组织。

精准“狙击手”表现出色源于哪些核心“武器”?

要实施BNCT,我们需要一些特殊的装备,中子源和中子俘获药物是其中的两个核心“武器”。

中子源是产生中子的特定设备,就像一个强力的发射器,能够产生足够的中子供我们使用。它主要包括基于反应堆的中子源、基于加速器的中子源[5-7]和其他类型的中子源。目前,基于加速器的中子源成为临床实践中的首选。

除此之外,选择合适的 10 B携带剂(硼药)也是BNCT能够取得预期临床疗效的关键。

硼药历经三次迭代,种类较多,每一种都有自己的特点和功能。

理想的硼药应该具有低内在毒性、高肿瘤细胞摄取量、高肿瘤特异性以及较高的生物利用度等特点。

此外,组织内定量释放、可以追踪成像、具备良好的化学稳定性、方便长时间保存并且能够实现大规模生产也是理想的硼药所期待的。

【三代硼药】

第一代硼药包括硼砂、硼酸及其衍生物等;

第二代硼药包括BPA (4-二羟基硼基-L型苯丙氨酸)和BSH (十一氢巯基十二硼化钠)等;

第三代硼药包括含硼小分子药物、含硼生物大分子药物、含硼纳米药物等。

总体而言,精准“狙击手”的出色表现离不开精良的装备。科研人员也一直在为更有效的中子源和中子俘获药物努力开发,不断挑战,以提高BNCT的治疗效果使“狙击手”的表现更加出色完美。

精准“狙击手”如此V5,适用于哪些人群呢?

BNCT在临床上具有广泛的应用潜力,特别是在某些特定类型肿瘤的治疗中具有突出优势。BNCT可用于治疗中枢神经系统恶性肿瘤,如胶质母细胞瘤和脑膜瘤,通过较高的放疗剂量选择性地杀死肿瘤细胞,同时将对正常脑组织的损害降到最低。

此外,头颈部肿瘤及皮肤和黏膜恶性黑色素瘤也可以从BNCT的靶向治疗中获益。BNCT为它们提供了一种独特的治疗选择,在实现高剂量放疗的同时最大限度地保护周围的正常组织。

除在上述肿瘤治疗中发挥重要作用外,BNCT在胸部肿瘤、骨软组织肉瘤、乳腺癌、乳腺外Paget病和儿童肿瘤等方面的临床探索性研究也正在进行中。

患者接受治疗时需要注意哪些问题?

在进行BNCT治疗之前,患者需要接受临床评估,其中一个重要的评估指标是了解硼药在组织中的分布情况。

例如,临床常用的硼药L-BPA可以利用L- 18 F-FBPA PET/CT影像技术观察其在体内和肿瘤内的分布情况。这项技术就像是使用探测器探查“间谍”在细胞中的活动,能够预测硼药在肿瘤中的积累程度,并帮助确定最佳的照射时间和硼药在不同器官中的分布情况,从而提高BNCT的精准诊疗效率。


此外,评估硼药的时间分布也是制定治疗方案时的重要考虑因素。通过进行多个时间点或动态显像,可以动态地观察肿瘤、健康组织和血液中硼浓度的变化,以更好地指导治疗方案的制定。

评估完成后,BNCT治疗的顺利实施则需要一套能够完整运行的BNCT治疗装置。这套装置通常包括治疗计划系统、在线剂量探测系统、患者摆位系统与图像引导系统。我们可以将这套装置想象成一个高效而精确的作战团队,每个成员都履行着自己的责任和义务,共同确保BNCT治疗的成功进行。


总之,相较于传统放疗,BNCT具有显著的优势:

①BNCT能够更加精准地杀死肿瘤细胞,对周围的健康组织损伤更小;

②BNCT的相对生物学效应较高,对于一些对传统放疗不敏感的肿瘤也能显示出良好的疗效;

③BNCT的疗程较短,通常只需数次治疗。

从理论角度而言,BNCT是一种极富前景的肿瘤治疗手段。

近年来,随着基于加速器的中子源和硼药技术的进步、核医学技术的发展以及治疗设备和技术的成熟,BNCT治疗的可行性得到了极大的提升。未来研究者们可以开展更高质量的临床试验,探索BNCT的适应证及副反应,通过临床实践不断调整技术路线、完善技术细节,最终使BNCT作为常规可选的治疗手段应用于临床,使更多患者受益。

未来已来·不负期待

▌科普主题来源于《协和医学杂志》2023年4期《硼中子俘获疗法(BNCT)的原理及临床应用》

编辑 丨刘洋 赵娜

审校 丨李娜 李玉乐

监制 丨彭斌

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