放射治疗硼中子捕获治疗期刊阅读笔记

发表于年2月Front.Oncol.上的一篇关于中子治疗的综述回顾了硼中子捕获治疗(BoronNeutronCaptureTherapy,BNCT)的发展以及临床应用。

我觉得这篇paper具有前瞻思考,很值得一读。为了督促我自己“沉浸式阅读”,想边读边跟大家分享文章中的一些重点。

如果对中子治疗感兴趣的朋友,就继续看下去吧。

BNCT治疗仪器

什么是BNCT?

BNCT是一种新兴的治疗方法。与传统放疗相比,它利用具有射程较短,highLET的α粒子,以达到精准治疗肿瘤,减少正常组织伤害的目的。

研究资料显示BNCT对于晚期肿瘤具有安全性和有效性的优势。

BNCT目前已对多种疾病进行了研究,包括多形性胶质母细胞瘤、脑膜瘤、头颈癌、肺癌、乳腺癌、肝癌、肉瘤、皮肤恶性肿瘤、乳腺佩吉特病、复发癌以及转移癌等。在下一篇推文中,我会就具体的临床应用进行探讨。

BNCT的原理

BNCT利用低热中子(0.eV)照射B-10后发生核裂变反应,从而产生α粒子和反冲粒子Li-7。

其反应式如下:

10B5+1n0(th)→[11B5]*→4He2(α)+7Li3+2.38MeV

α粒子为高线性能量转移(high-LET)的粒子。它的射程非常短,能量会沉积在10μm的范围内。(10μm大约为一个细胞的直径)。BNCT的治疗过程根据上述原理,BNCT的治疗过程是将含硼化合物(非放射性的B-10)注射到肿瘤细胞内,然后用热中子去照射B-10,会发生上述反应,产生的α射线会集中在肿瘤附近的区域,以达到提高肿瘤治愈率的目的。BNCT示意图BNCT治疗有什么难点?虽然BNCT的初步结果很有希望,但毒性率仍然相对较高。BNCT想要治疗成功的难点在于能否将硼化合物直接送入肿瘤,同时避免在正常组织中大量摄取。需进一步研究开发更具选择性的硼化合物,提高治疗率并降低潜在毒性。适合BNCT治疗的硼化合物需包含以下优点:高肿瘤摄取量低正常组织摄取量治疗后快速从组织中流洗出来低毒性符合的化合物有:硼酸钠sodiumborocaptate(BSH)苯丙氨酸boronophenylalanine(BPA)BPA与果糖络合形成可溶性更高的BPA-F。另外,采用BNCT的另一障碍是开发和维护BNCT中心的高成本。在日本建造BNCT设施的成本约为万美元。

BNCT仪器内部构造

展望B-10未来或许可以和免疫治疗与靶向治疗的药物相结合,以提高其药物的选择性,达到精准治疗的目的。或许可以期待BNCT和免疫治疗之间的协同作用,通过BNCT中α粒子高LET的属性以及免疫治疗中淋巴细胞的激活态,以实现免疫激活。另一个潜在的研究领域是非硼化合物,或许这可能会改善治疗效果或缓解BNCT的局限性。其中Gd-具有很大的研究前景。Gd是我们临床常用的MRI的造影剂,对于脑部肿瘤细胞会有高摄取(highuptake),所以除了治疗,使用Gd我们还可以从影像中获取到信息。与B-10反应不同,Gd-的中子捕获反应为:Gd(n,γ)Gd会产生gammarays,X-rays以及内转换,Auger以及Coster-Kronig电子。这些电子同样在有限范围内具有highLET的特性,可以将损害集中在一个细胞的直径内,并有效产生双股螺旋断裂(DoubleStrandBreaks,DSBs)。它存在的缺陷是gammarays,X-rays会拓宽剂量的范围,所以会造成一定程度的治疗局限性,我们必须考虑治疗的副作用。但与此同时的优势是剂量范围扩大,如果周边残存肿瘤细胞而非正常组织,则它可以起到很好的抑制作用。

中子捕获反应相关粒子

总的来说,BNCT作为一种新兴的癌症疗法,在临床的早期研究中具有较好的疗效以及可接受的毒性。未来仍有很大的发展前景。以上是关于硼中子捕获治疗(BNCT)的一些阅读笔记,其中也包含我的一点思考。如有错漏,欢迎指正。下篇会具体分享关于BNCT相关的临床应用,感兴趣的朋友记得点击最上方蓝字


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