硼中子俘获治疗头颈部肿瘤临床试验进展

硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy,BNCT）是结合靶向治疗和重离子治疗的先进二元放疗技术。其原理是利用含有¹⁰B同位素的硼药在肿瘤细胞中靶向聚集,随后中子束流外部照射肿瘤部位,发生¹⁰B（n,α）⁷Li核反应,释放出杀伤范围为一个细胞大小（5~9 μm）的高传能线密度α粒子和⁷Li粒子杀死肿瘤细胞。BNCT具有精准的肿瘤靶向性,对正常组织损伤小,分割次数（1~3次）少于传统放疗（30次）等优点。BNCT使用的中子由反应堆或加速器产生,临床使用的硼药包括BPA和BSH两种。本文介绍国内外开展的头颈部肿瘤BNCT临床试验及取得的重要进展。BNCT对于头颈部肿瘤治疗具有良好疗效。随着加速器中子源的推广应用和新型硼药的研发,BNCT将会在临床放射治疗领域发挥更大的作用。     

硼中子俘获治疗技术的研究现状

对硼中子俘获治疗技术的原理、硼中子俘获治疗系统需要研究的相关内容及研究现状作了主要介绍；对加速器或反应堆产生超热中子束的方法及与硼中子俘获治疗相关的硼化合物作了较详细的讨论。     

硼中子俘获治疗的辐射场特点与剂量估算

BNCT(硼中子俘获治疗)基于这样一种思想:10B的载体化合物会优先选择癌细胞作为靶而后与热中子反应,进而产生高能、短射程裂变产物α粒子和Li粒子。它是一种双重的靶向治疗方法。BNCT的治疗效果依赖于两个主要因素:源于10B(n,α)7Li核反应的高LET(传能线密度)粒子的生物效应和在靶细胞及其特异区域内的硼沉积。本文总结和探讨了BNCT的发展概况、辐射场的特点以及吸收剂量的计算方法。     

硼中子俘获治疗的辐射场特点与剂量估算

BNCT（硼中子俘获治疗）基于这样一种思想：^10B的载体化合物会优先选择癌细胞作为靶而后与热中子反应，进而产生高能、短射程裂变产物α粒子和Li粒子。它是一种双重的靶向治疗方法。BNCT的治疗效果依赖于两个主要因素：源于^10B（n,α）^7Li核反应的高LET（传能线密度）粒子的生物效应和在靶细胞及其特异区域内的硼沉积。本总结和探讨了BNCT的发展概况、辐射场的特点以及吸收剂量的计算方法。     

硼中子俘获治疗技术的研究现状

对硼中子俘获治疗技术的原理、硼中子俘获治疗系统需要研究的相关内容及研究现状作了主要介绍;对加速器或反应堆产生超热中子束的方法及与硼中子俘获治疗相关的硼化合物作了较详细的讨论。     

硼中子俘获治疗剂量验证方法进展

硼中子俘获治疗(BNCT)利用中子与肿瘤细胞中富集的硼发生特异性俘获反应, 可以定向杀死癌细胞。为了验证中子放疗计划的准确性, 保障患者的治疗效果, 需要在治疗前进行剂量验证, 即对比分析实验照射剂量与计划剂量。目前, BNCT剂量测量方法主要包括电离室法、热释光法、活化法等点剂量测量方法, 基于胶片的二维剂量测量方法, 以及基于凝胶剂量仪的三维剂量测量方法。本文总结了国际上BNCT剂量验证方法的进展, 讨论了这些方法的发展前景。     

硼中子俘获治疗的生物学机制及临床研究进展

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,BNCT)是一种新型且高度精准的肿瘤放疗手段。BNCT可依赖高效靶向的含硼药物,在细胞级别同时实现对肿瘤细胞的精准打击和对正常细胞的精准防护。含硼药物研发正在深入进行,新型高效的制剂层出不穷,这为充分发挥BNCT优势和疗效带来新的曙光。由于BNCT过程中产生复合射线,其对肿瘤细胞的杀伤机制较为复杂,相关研究仍相对匮乏,具体分子机制有待阐明和完善。世界范围内,BNCT已用于恶性脑瘤、头颈部肿瘤、恶性黑色素瘤等临床治疗,并取得良好疗效。本文主要针对BNCT药物研究、生物学机制、潜在优势、临床应用进行综述。     

用于硼中子俘获治疗的超热中子束理论设计

目的 设计用于硼中子俘获治疗(BNCT)的超热中子束理论方案。方法 基于清华大学试验核反应堆,以其1号孔道为材料布放孔道,设计了由慢化材料、热中子吸收材料、γ屏蔽材料组成,但材料布放位置具有差异的5种理论方案;利用蒙特卡罗(MC)模拟方法,分别计算5种方案束出口处的中子注量率、剂量率及γ剂量率值,通过与BNCT技术指标对比,从5种方案中选择一种合适的方案。结果 得到了一个符合BNCT各项技术指标的超热中子束理论方案,其慢化材料厚度为53.5 cm、热中子吸收材料厚度为2 mm、γ屏蔽材料厚度为9 cm。结论 本研究给出的超热中子束理论方案为基于反应堆实现BNCT提供一定的理论参考。     

硼中子俘获治疗的微剂量学研究现状

微剂量学研究在临床硼中子俘获治疗(BNCT)的计划设计和疗效评价中起着重要作用。设计一套既能准确描述10B化合物及其反应产生的次级粒子在细胞、亚细胞水平的剂量不均匀分布,又适合于临床上使用的微剂量估算模式,一直是此领域的研究重点。为此,着重介绍了BNCT的微剂量估算方法及其最近发现显著影响其精确度的因素。     

快中子放疗同时硼中子俘获治疗

中子用于肿瘤的临床治疗主要有两种形式:快中子放疗(FNRT)和硼中子俘获治疗(BNCT)。中子优越的放射生物学特性可以更有效地杀伤某些肿瘤,但是这两种治疗手段都存在着某些尚待解决的问题。将两种治疗结合起来可能产生临床上更理想的治疗增益,因此有必要对FNRT同时BNCT做进一步的实验室及临床方面的研究。本文将从以下四个方面讨论中子放疗的情况;①快中子放疗。②硼中子俘获治疗。③BNCT与FNRT同时进行可增强快中子放疗的效果。④今后研究的方向。这里重点探讨BNCT增加FNRT有效的物理及生物剂量问题。     

硼中子俘获疗法诱导SHG44胶质瘤细胞凋亡

目的 探讨硼中子俘获疗法(BNCT)是否抑制人脑胶质瘤细胞SHG44增殖及其作用机制。方法 BNCT作用后,应用四甲基偶氮唑蓝比色法检测SHG44细胞的增殖抑制,采用光镜、电镜、荧光显微镜观察细胞的形态学变化。应用流式细胞仪检测SHG44细胞的凋亡率,以Western blot检测细胞表达Bcl-2、Bax蛋白的变化。结果 BNCT对SHG44细胞的增殖抑制作用呈剂量依赖性。BNCT 4和8 Gy后48 h流式细胞仪检测凋亡率分别为63.2%和88.3%。BNCT作用后,Bax蛋白表达增高,Bcl-2蛋白表达下降。结论 BNCT对胶质瘤细胞SHG44具有明显的增殖抑制及诱导凋亡作用,并使Bax蛋白表达上调、Bcl-2蛋白表达下调。     

Boron neutron capture therapy as new treatment for clear cell sarcoma: Trial on different animal model

Clear cell sarcoma (CCS) is a rare malignant tumor with a poor prognosis. In our previous study, the tumor disappeared under boron neutron capture therapy (BNCT) on subcutaneously-transplanted CCS-bearing animals. In the present study, the tumor disappeared under this therapy on model mice intramuscularly implanted with three different human CCS cells. BNCT led to the suppression of tumor-growth in each of the different model mice, suggesting its potentiality as an alternative to, or integrative option for, the treatment of CCS.     

硼中子俘获疗法促人黑色素瘤细胞凋亡

目的 研究硼中子俘获疗法(BNCT)体外杀伤人黑色素瘤细胞的效应及机制.方法 首先检测黑色素瘤细胞A375吸收含硼化合物二羟基苯丙氨酸硼(BPA)的情况,然后采用医院中子照射器(IHNI-1)对含硼(10B)细胞进行照射.克隆存活实验检测细胞的放射敏感性,MTT法检测细胞增殖率,流式细胞术检测凋亡,Western blot检测胞质内细胞色素C表达和caspase-9的激活.结果 BPA孵育24 h,A375细胞10B浓度为(2.884±0.148)μg/107个细胞,达到了BNCT杀伤细胞的要求.富含10B的细胞经中子照射2.1 min后存活分数降低为对照组的58％(t=2.964,P＜0.05),细胞经中子照射后24 h增殖率下降为对照组的83％(t=3.286,P＜0.05),BNCT组细胞凋亡率达(55.2±7.9)％,明显高于对照组(t =9.754,P＜0.05),胞质内细胞色素C水平上升且caspase-9激活程度增加(t=7.625、8.307,P＜0.05).结论 BNCT能够杀伤黑色素瘤细胞,其机制可能通过线粒体途径诱导细胞凋亡.     

硼中子俘获治疗(BNCT)设备中子束流质量控制检测项分析

目的通过对医院中子照射器(IHNI)的超热中子束流辐射特性参数和剂量学特性参数的检测, 为建立硼中子俘获治疗(BNCT)设备中子束流的质量控制检测方法提供参考。方法通过对比各项检测结果的不确定度与欧洲联合研究中心(EC-JRC)推荐的偏差值, 分析评估相应检测方法的可行性。结果超热中子注量率的不确定度为2.7%;热中子与超热中子注量率比值的不确定度为3.1%;快中子空气比释动能率与超热中子注量率比值的不确定度为9.3%;γ空气比释动能率与超热中子注量率比值的不确定度为8.7%;中子注量率空间分布的不确定度为2.7%;模体内热中子注量率的不确定度为1.8%;模体内中子和γ射线剂量率的不确定度分别为17.1%和4.0%。结论模体内中子剂量率测量结果不确定度高, 需要进一步研究该项检测方法来提高检测结果的准确度;其余检测项测量结果不确定度低, 检测结果准确度预期能满足欧洲联合研究中心的推荐允许偏差值, 检测方法可行。     

硼中子俘获治疗的加速器中子源7Li(p,n)7Be的中子特性研究

目的 通过研究质子加速器 ⁷Li(p,n)⁷Be 反应的中子特性,为研究和制作适用于硼中子俘获治疗(BNCT)的加速器中子源提供基础数据。方法 加速质子使其轰击Li靶后产生中子;通过金属箔活化法,测量中子与In箔发生阈值反应后放出的γ射线;然后计算出In箔的放射性活度、加速器反应后放出中子的注量和反应的微分截面。结果 质子加速轰击Li靶后,在不同方向产生不同能量和注量的中子。加速器电压分别为3.0、2.8和2.6 MV,出射中子与入射质子束的方向一致时, ⁷Li(p,n)⁷Be 反应的微分截面约为50 mb/mr;夹角为60°时,反应的微分截面减小到30 mb/mr左右。由于部分中子与其他金属原子等发生弹性散射而射向后方,提高了这一范围内In箔的比放射性活度,影响了其微分截面的准确性。结论 用金属箔活化法测定中子简便易行,可同时测得多个方向的中子分布,但需对中子与其他金属弹性散射产生的影响进行进一步的研究; ⁷Li(p,n)⁷Be 反应后发射出的中子经慢化后,能得到适于BNCT治疗的热中子和超热中子;若作为BNCT的中子源,加速器的质子束流需达到10 mA。     

Current progress and future prospects of the VITA based neutron source

At the BINP, a pilot accelerator based epithermal neutron source is now in use. Most recent investigations on the facility are related with studying the dark current, X-ray radiation measuring, optimization of H⁻-beam injection and new gas stripping target calibrating. The results of these studies, ways of providing stability to the accelerator are presented and discussed, as well as the ways of creating the therapeutic beam and strategies of applying the facility for clinical use.     

Low dose of gamma irradiation enhanced boronophenylalanine uptake in head and neck carcinoma cells for boron neutron capture therapy

This study attempted to increase the boron uptake of human head and neck carcinoma SAS cells for BNCT by using a gamma dose of 0.1 Gy for combined treatment. Intracellular boron concentrations in 25 μg B/mL medium of BPA treated and BPA combined gamma-irradiation treated SAS cells were 73.8±1.73 and 95.15±1.36 ppm, respectively. After neutron irradiation, the G2/M-phase cell populations of untreated, BPA treated and BPA combined gamma-irradiation treated SAS cells were 19.31±1.71%, 52.47±2.25% and 59.19±2.63%, respectively. Experimental results indicate that the low dose gamma radiation with combination BPA treatment has the highest killing rate after neutron irradiation. Capable of significantly increasing the G2/M arrest after neutron irradiation, the combined treatment of a low dose of gamma irradiation with 25 μg B/mL medium of BPA also provided a higher killing effect for BNCT.