中國(guó)散裂中子源園區(qū)內(nèi)景。記者 鄭楊 攝
圖為中國(guó)散裂中子源靶站。（資料圖片）
探尋抗癌新“利器”，我國(guó)科學(xué)家又有新突破。前不久，我國(guó)首臺(tái)自主研發(fā)加速器硼中子俘獲治療實(shí)驗(yàn)裝置（簡(jiǎn)稱BNCT）研制成功，有望為我國(guó)腫瘤治療帶來(lái)技術(shù)性革新。
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所近日召開發(fā)布會(huì)宣布，該所東莞分部成功研制出我國(guó)首臺(tái)加速器硼中子俘獲治療實(shí)驗(yàn)裝置（BNCT），并啟動(dòng)了首輪細(xì)胞實(shí)驗(yàn)與小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，為開展臨床試驗(yàn)做前期技術(shù)準(zhǔn)備。
“該裝置的成功研制，為我國(guó)醫(yī)用BNCT治療裝置整機(jī)國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，有望為我國(guó)腫瘤治療帶來(lái)技術(shù)性革新。”中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕表示。
當(dāng)中子遇到硼
癌癥已成為當(dāng)前威脅國(guó)人健康的主要?dú)⑹帧?guó)家癌癥中心最新發(fā)布的全國(guó)癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)癌癥患者占全球患者總數(shù)比例超過(guò)20%，2015年新增癌癥患者約392.9萬(wàn)人，死亡約233.8萬(wàn)人；近10年來(lái)，惡性腫瘤發(fā)病率每年增幅達(dá)3.9%，死亡率每年增幅達(dá)2.5%，惡性腫瘤死亡占國(guó)民全部死因的23.9%。
放射治療是治療癌癥的重要手段。然而，目前我國(guó)放療設(shè)備與放療比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每百萬(wàn)中國(guó)人僅擁有放療設(shè)備1.4臺(tái)，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家7臺(tái)至8臺(tái)的平均水平；在美國(guó)，每百萬(wàn)人已接近12臺(tái)。
“約70%癌癥患者在不同階段需接受放療，BNCT是目前國(guó)際最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)散裂中子源工程總指揮陳和生介紹，BNCT是一種將放射與藥物相結(jié)合的靶向、細(xì)胞級(jí)精準(zhǔn)放療。
在梁天驕看來(lái)，從某種意義上來(lái)說(shuō)，這一抗癌高科技更接近一種“靶向治療+放療”，它之所以能夠精準(zhǔn)打擊人體內(nèi)癌細(xì)胞，是因?yàn)椤白蟀蛴冶邸钡拇嬖凇凶优c含硼藥物。
梁天驕介紹，采用BNCT治療時(shí)，會(huì)先給病人注射一種含硼藥物。這種藥物對(duì)癌細(xì)胞具有很強(qiáng)親和力，進(jìn)入人體后會(huì)迅速聚集于癌細(xì)胞內(nèi)，但在其他組織內(nèi)分布則很少。隨后，醫(yī)生會(huì)給病人實(shí)施中子照射，時(shí)長(zhǎng)在1小時(shí)內(nèi)。當(dāng)照射的中子遇到了聚集于癌細(xì)胞內(nèi)的硼，由于硼的同位素硼10具有很大的中子吸收截面，兩者很容易發(fā)生強(qiáng)烈核反應(yīng)產(chǎn)生高殺傷力α粒子與鋰離子，即可精準(zhǔn)“殺死”癌細(xì)胞。
“α粒子與鋰離子殺傷力很強(qiáng)，整個(gè)治療過(guò)程中，患者一般僅需照射一次。而且，這兩個(gè)粒子射程很短，能運(yùn)動(dòng)范圍大約僅為一個(gè)細(xì)胞的長(zhǎng)度——10微米，因而它們只定向‘殺死’癌細(xì)胞，并不會(huì)損傷周圍細(xì)胞組織。”梁天驕解釋。
他告訴經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者，與化療等常規(guī)癌癥治療手段相比，硼中子俘獲治療法起步時(shí)間相對(duì)較晚。這是因?yàn)槟[瘤中有一種腦膠質(zhì)瘤多為原位復(fù)發(fā)，并具有浸潤(rùn)性生長(zhǎng)特性，常規(guī)癌癥治療手段對(duì)它“束手無(wú)策”。后來(lái)科學(xué)家們嘗試將硼中子俘獲療法應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤治療，意外取得了較好治療效果。于是，硼中子俘獲治療法漸漸引起全世界科學(xué)家們的關(guān)注。
“對(duì)于腦膠質(zhì)瘤這種呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)的惡性腫瘤，硼中子俘獲療法是非常有效的治療手段。隨著新一代含硼藥物發(fā)展，如今適用于硼中子俘獲療法的病癥范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，科學(xué)家們正在嘗試用其試治肝癌、肺癌、胰腺癌等臟器腫瘤。”梁天驕表示。
促技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
今年3月份，世界上第一臺(tái)加速器BNCT設(shè)備與硼藥物正式獲得日本厚生勞動(dòng)省批準(zhǔn)，開始對(duì)患者治療。這是硼中子俘獲療法在世界上首次正式進(jìn)入臨床應(yīng)用。
21世紀(jì)前，用于BNCT治療的強(qiáng)中子束流主要通過(guò)核反應(yīng)堆產(chǎn)生。與基于核反應(yīng)堆的BNCT裝置有所不同，加速器BNCT裝置作為射線裝置，可以在位于人員密集區(qū)域的醫(yī)院使用，未來(lái)可向市、縣一級(jí)拓展，在較廣范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化與例行性BNCT治療，具有廣闊應(yīng)用前景與深遠(yuǎn)發(fā)展?jié)摿Α?/P>
“過(guò)去強(qiáng)中子源一般僅在大型科研實(shí)驗(yàn)室才能找到，因而，幾十年來(lái)BNCT發(fā)展緩慢。目前，全世界基于反應(yīng)堆的BNCT臨床試驗(yàn)只有1400多例。然而，如果可以使用加速器來(lái)產(chǎn)生中子，就易于推廣到醫(yī)院使用。”中國(guó)散裂中子源工程副經(jīng)理傅世年介紹。
2018年，高能物理研究所在廣東東莞建成了我國(guó)首臺(tái)散裂中子源，在加速器與中子技術(shù)方面擁有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。BNCT裝置正是利用中國(guó)散裂中子源相關(guān)技術(shù)催生的首個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。
“散裂中子源是用加速器產(chǎn)生的高能質(zhì)子轟擊重金屬靶，產(chǎn)生中子。而BNCT加速器加速的質(zhì)子能量要低得多，使用的靶材料也與散裂中子源有所區(qū)別。”傅世年介紹，經(jīng)過(guò)不斷努力，去年12月份，BNCT實(shí)驗(yàn)裝置首次打靶成功獲得中子束流，證明了設(shè)備加工制造與安裝調(diào)試的高質(zhì)量。隨后，他們又逐步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行與功率不斷提升。
8月13日，8位來(lái)自放射醫(yī)學(xué)、粒子加速器、中子物理與技術(shù)、硼藥等領(lǐng)域的院士及專家對(duì)加速器BNCT實(shí)驗(yàn)裝置開展了評(píng)審。專家們一致認(rèn)為，該裝置的成功研制，是我國(guó)在癌癥治療高端醫(yī)療設(shè)備整機(jī)技術(shù)開發(fā)方面取得的又一重大成果；整臺(tái)裝置均自主設(shè)計(jì)建造，掌握了全部核心技術(shù)，為下一步建設(shè)臨床BNCT治療裝置打下了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，顯著提高了我國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。“這也充分證明，大科學(xué)裝置在基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究之外，其設(shè)計(jì)和建造將大力促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)革新。”梁天驕表示。
開展臨床試驗(yàn)
這一國(guó)產(chǎn)抗癌“利器”，何時(shí)有望照進(jìn)現(xiàn)實(shí)？
梁天驕介紹，目前科研人員正在利用這臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置開展BNCT相關(guān)核心技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)化裝置的綜合性能；計(jì)劃通過(guò)開展細(xì)胞與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，更大規(guī)模地開展BNCT適應(yīng)癥研究，為新一代硼藥研發(fā)與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供相應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境；同時(shí)，通過(guò)動(dòng)物安全性驗(yàn)證，為后期臨床試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。
在成功研制這臺(tái)BNCT實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上，目前高能所與廣東東莞市人民醫(yī)院合作開展了第二臺(tái)BNCT臨床設(shè)備設(shè)計(jì)與研制，有望較快依規(guī)逐步開展臨床試驗(yàn)，希望早日獲批開展臨床治療。
“與目前倍受追捧的質(zhì)子治療手段相比，BNCT具有低成本、治療高效的特性。患者在接受治療后，可以保持較高生活質(zhì)量，且治療療程短而靈活，治療費(fèi)用較低，患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)小。”梁天驕稱。不過(guò)，他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，硼中子俘獲療法與其他癌癥治療手段并非替代關(guān)系，這些不同治療手段均具有更適合自身的病癥，它們相互補(bǔ)充，可以一起造福癌癥患者。
中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所副所長(zhǎng)陳延偉說(shuō)，日本、美國(guó)等眾多發(fā)達(dá)國(guó)家均在積極推動(dòng)BNCT技術(shù)發(fā)展。“推進(jìn)加速器BNCT研發(fā)，不僅能使中國(guó)大型醫(yī)療設(shè)備在世界范圍內(nèi)占有一席之地，而且可以造福社會(huì)，助力實(shí)施健康中國(guó)戰(zhàn)略，開啟癌癥治療的新時(shí)代。”（記者 沈 慧 鄭 楊）
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