中國散裂中子源園區內景。記者 鄭楊 攝
圖為中國散裂中子源靶站。（資料圖片）
探尋抗癌新“利器”，我國科學家又有新突破。前不久，我國首臺自主研發加速器硼中子俘獲治療實驗裝置（簡稱BNCT）研制成功，有望為我國腫瘤治療帶來技術性革新。
中國科學院高能物理研究所近日召開發布會宣布，該所東莞分部成功研制出我國首臺加速器硼中子俘獲治療實驗裝置（BNCT），并啟動了首輪細胞實驗與小動物實驗，為開展臨床試驗做前期技術準備。
“該裝置的成功研制，為我國醫用BNCT治療裝置整機國產化和產業化奠定了技術基礎，有望為我國腫瘤治療帶來技術性革新。”中國科學院高能物理研究所東莞分部副主任梁天驕表示。
當中子遇到硼
癌癥已成為當前威脅國人健康的主要殺手。國家癌癥中心最新發布的全國癌癥統計數據顯示，我國癌癥患者占全球患者總數比例超過20%，2015年新增癌癥患者約392.9萬人，死亡約233.8萬人；近10年來，惡性腫瘤發病率每年增幅達3.9%，死亡率每年增幅達2.5%，惡性腫瘤死亡占國民全部死因的23.9%。
放射治療是治療癌癥的重要手段。然而，目前我國放療設備與放療比例遠低于發達國家。據統計，每百萬中國人僅擁有放療設備1.4臺，遠低于發達國家7臺至8臺的平均水平；在美國，每百萬人已接近12臺。
“約70%癌癥患者在不同階段需接受放療，BNCT是目前國際最先進的癌癥治療手段之一。”中國科學院院士、中國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合的靶向、細胞級精準放療。
在梁天驕看來，從某種意義上來說，這一抗癌高科技更接近一種“靶向治療+放療”，它之所以能夠精準打擊人體內癌細胞，是因為“左膀右臂”的存在——中子與含硼藥物。
梁天驕介紹，采用BNCT治療時，會先給病人注射一種含硼藥物。這種藥物對癌細胞具有很強親和力，進入人體后會迅速聚集于癌細胞內，但在其他組織內分布則很少。隨后，醫生會給病人實施中子照射，時長在1小時內。當照射的中子遇到了聚集于癌細胞內的硼，由于硼的同位素硼10具有很大的中子吸收截面，兩者很容易發生強烈核反應產生高殺傷力α粒子與鋰離子，即可精準“殺死”癌細胞。
“α粒子與鋰離子殺傷力很強，整個治療過程中，患者一般僅需照射一次。而且，這兩個粒子射程很短，能運動范圍大約僅為一個細胞的長度——10微米，因而它們只定向‘殺死’癌細胞，并不會損傷周圍細胞組織。”梁天驕解釋。
他告訴經濟日報記者，與化療等常規癌癥治療手段相比，硼中子俘獲治療法起步時間相對較晚。這是因為腫瘤中有一種腦膠質瘤多為原位復發，并具有浸潤性生長特性，常規癌癥治療手段對它“束手無策”。后來科學家們嘗試將硼中子俘獲療法應用于腦膠質瘤治療，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家們的關注。
“對于腦膠質瘤這種呈浸潤性生長的惡性腫瘤，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展，如今適用于硼中子俘獲療法的病癥范圍進一步擴大，科學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。
促技術產業化
今年3月份，世界上第一臺加速器BNCT設備與硼藥物正式獲得日本厚生勞動省批準，開始對患者治療。這是硼中子俘獲療法在世界上首次正式進入臨床應用。
21世紀前，用于BNCT治療的強中子束流主要通過核反應堆產生。與基于核反應堆的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域的醫院使用，未來可向市、縣一級拓展，在較廣范圍內實現個性化與例行性BNCT治療，具有廣闊應用前景與深遠發展潛力。
“過去強中子源一般僅在大型科研實驗室才能找到，因而，幾十年來BNCT發展緩慢。目前，全世界基于反應堆的BNCT臨床試驗只有1400多例。然而，如果可以使用加速器來產生中子，就易于推廣到醫院使用。”中國散裂中子源工程副經理傅世年介紹。
2018年，高能物理研究所在廣東東莞建成了我國首臺散裂中子源，在加速器與中子技術方面擁有得天獨厚的優勢。BNCT裝置正是利用中國散裂中子源相關技術催生的首個產業化項目。
“散裂中子源是用加速器產生的高能質子轟擊重金屬靶，產生中子。而BNCT加速器加速的質子能量要低得多，使用的靶材料也與散裂中子源有所區別。”傅世年介紹，經過不斷努力，去年12月份，BNCT實驗裝置首次打靶成功獲得中子束流，證明了設備加工制造與安裝調試的高質量。隨后，他們又逐步實現了設備穩定運行與功率不斷提升。
8月13日，8位來自放射醫學、粒子加速器、中子物理與技術、硼藥等領域的院士及專家對加速器BNCT實驗裝置開展了評審。專家們一致認為，該裝置的成功研制，是我國在癌癥治療高端醫療設備整機技術開發方面取得的又一重大成果；整臺裝置均自主設計建造，掌握了全部核心技術，為下一步建設臨床BNCT治療裝置打下了堅實技術基礎，顯著提高了我國在該領域的國際競爭力。“這也充分證明，大科學裝置在基礎研究與應用研究之外，其設計和建造將大力促進相關產業發展與技術革新。”梁天驕表示。
開展臨床試驗
這一國產抗癌“利器”，何時有望照進現實？
梁天驕介紹，目前科研人員正在利用這臺實驗裝置開展BNCT相關核心技術實驗研究，優化裝置的綜合性能；計劃通過開展細胞與動物實驗，更大規模地開展BNCT適應癥研究，為新一代硼藥研發與動物實驗提供相應實驗環境；同時，通過動物安全性驗證，為后期臨床試驗奠定基礎。
在成功研制這臺BNCT實驗裝置基礎上，目前高能所與廣東東莞市人民醫院合作開展了第二臺BNCT臨床設備設計與研制，有望較快依規逐步開展臨床試驗，希望早日獲批開展臨床治療。
“與目前倍受追捧的質子治療手段相比，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量，且治療療程短而靈活，治療費用較低，患者經濟負擔小。”梁天驕稱。不過，他同時強調，硼中子俘獲療法與其他癌癥治療手段并非替代關系，這些不同治療手段均具有更適合自身的病癥，它們相互補充，可以一起造福癌癥患者。
中國科學院高能物理研究所副所長陳延偉說，日本、美國等眾多發達國家均在積極推動BNCT技術發展。“推進加速器BNCT研發，不僅能使中國大型醫療設備在世界范圍內占有一席之地，而且可以造福社會，助力實施健康中國戰略，開啟癌癥治療的新時代。”（記者 沈 慧 鄭 楊）
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