把一種“東西”輸入到人的體內,癌細胞十分喜歡它,把它吞噬為已有。人體外的一束“流”射向癌細胞,那個神秘的“東西”被引爆,癌細胞死亡。而癌細胞附近的其他正常細胞則安好無恙。
這就是一種治療癌癥的方法:硼中子俘獲療法(BNCT)。盡管大多數國人還沒有聽說過,但它已不是治癌新方法。上世紀50年代,科學家就開始探索利用BNCT來治療癌癥,到70年代取得了初步成效。但總體上說依然處于摸索之中。
8月11日,來自廣東東莞的一場簽約儀式對外昭示:BNCT這種療法在中國即將插上騰飛的翅膀。
當日上午,在中國科學院高能物理研究所(下稱高能所)東莞分部,也就是中國首個散裂中子源建設所在地,高能所與深圳東陽光集團簽署了合作協議,雙方將聯合研究BNCT。而即將帶給BNCT騰飛的正是這個散裂中子源。
散裂中子源是個“超級顯微鏡”
對于大多數國人來說,散裂中子源還十分陌生。
中子是組成原子核的基本粒子之一,不帶電,具有磁矩,且穿透性強。當一束中子被打到研究材料上時,它就與這種材料的粒子發生相互作用,并被散射出來。這時,如果能夠測量出這些散射出來的中子的能量和速度的變化,就可以知道在原子、分子尺度上各種物質的微觀結構和運動規律。
打個比喻說,假設面前有一張看不見的網,我們不斷地扔出很多玻璃彈珠,彈珠有的穿網而過,有的打在網上彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來,就能大致推測出網的形狀;如果彈珠發得夠多、夠密、夠強,就能把這張網精確地描繪出來,甚至推斷其材質。
眾所周知,X射線能拍攝人體的醫學影像,而在材料學、化學、生命科學、醫藥等領域,科學家們也希望有一種工具,能像X射線一樣拍攝到材料的微觀結構。散裂中子源就是這樣的工具,它就像一臺“超級顯微鏡”能研究諸如DNA、蛋白質、飛機材料等的內部結構。
2011年,這個“超級顯微鏡”——中國散裂中子源在廣東省東莞市開工建設,這可是我國“十二五”期間建設的規模最大的科學裝置。經過6年多的建設,中國散裂中子源將在今年9月打出第一束中子,明年整個工程建設和項目驗收將全部完成。
定點清除癌細胞
散裂中子源是能夠產生中子的裝置,是一種基于加速器的中子源。除了能夠做“超級顯微鏡”,它產生的中子還可以用來治療癌癥——在BNCT中用中子“引爆”癌細胞。
東陽光研究總院院長唐新發向科技日報記者介紹了BNCT治療癌癥的過程:
先給癌癥患者注射一種含硼(硼-10)的無毒藥物。這種藥物與癌細胞有很強的親和力,主要是向癌細胞里鉆,會迅速聚集于癌細胞內,而其他正常細胞內聚集的硼卻極少。當藥物在癌細胞內“潛伏”妥當之后,利用加速器提供的中子,產生超熱中子束照射腫瘤部位,中子就會被癌細胞內的硼所俘獲,并在癌細胞內發生很強的核反應,釋放出殺傷力極強的射線。這種射線射程很短,只有一個細胞的長度,所以它只殺死癌細胞,而癌細胞周圍的正常組織則不會受到損傷。
美國、日本、芬蘭、瑞典、意大利、荷蘭、阿根廷和中國等先后開展了BNCT臨床治療,對惡性腦腫瘤、惡性黑色素皮膚癌、復發性頭頸癌以及轉移性肝癌等1000余名患者做了臨床治療,取得了明顯療效。2001年,意大利巴維亞大學開展的肝轉移癌BNCT治療,開創了肝轉移癌BNCT自體移植成功的先例。此案例激發了多個BNCT科研機構將肝臟等可移植臟器癌癥作為BNCT的目標腫瘤開展研究。
散裂中子源帶來新希望
BNCT離不開中子。
早期的BNCT主要依賴大型核反應堆提供中子,而核反應堆顯然不便建在人口稠密的城市中。這將給患者帶來極大的不便,正是這些因素影響了BNCT的應用和推廣。
“基于加速器中子源而開展的BNCT治療癌癥是國際BNCT領域公認的發展趨勢。”中科院高能所副所長陳延偉說,與核反應堆作為中子源相比,加速器中子源具有造價低、運行維護簡單、可治療深部腫瘤、易于在人口稠密地區醫院普及使用等優點。
近十年來,由于強流質子加速器技術的迅速發展,使得BNCT在醫院的廣泛使用成為可能,可以為病人提供品質更高的中子束,以提高療效。據東陽光研究院的陳朝斌研究員介紹,日本住友重工已于2013年推出了基于30MeV(兆電子伏特)質子回旋加速器的世界上首臺商業BNCT設備,并已大步邁入產業化推廣階段。美國、英國、俄羅斯、韓國等也正在加緊研發。
BNCT技術使眾多癌癥患者看到了希望,用加速器中子源取代核反應堆中子源則使這種希望距現實更近。高能所所長王貽芳院士透露,高能所將充分利用散裂中子源這一研發平臺,結合東陽光集團的腫瘤藥研究能力,計劃完成首座商業化BNCT治療中心建設,健全其設備及設施生產、銷售及服務標準及規范,初步實現BNCT產業化。“在此基礎上,開展商業化BNCT治療中心的推廣,力爭五年內實現突破。”
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