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神奇的中子!以后将精准“引爆”癌细胞

发布时间:2017-11-3 09:08    来自: 科技日报

如果把治疗癌症比作射击比赛,那么癌细胞就如同靶心,人们使劲浑身解数的目的就是为了击中这个害人不浅的肿瘤君。为此,医学技术人员研发了很多有助于命中目标的射击方法,而其中,最为先进的当属硼中子俘获疗法

神秘的硼中子俘获治疗法

把一种东西输入到人的体内,癌细胞十分喜欢它,把它吞噬为已有。人体外的一束射向癌细胞,那个神秘的东西被引爆,癌细胞死亡。而癌细胞附近的其他正常细胞则安好无恙。

这就是一种治疗癌症的方法:硼中子俘获疗法(BNCT)。尽管大多数国人还没有听说过,但它已不是治癌新方法。上世纪50年代,科学家就开始探索利用BNCT来治疗癌症,到70年代取得了初步成效。但总体上说依然处于摸索之中。

神奇的中子

中子是组成原子核的基本粒子之一,不带电,具有磁矩,且穿透性强。那么,加速器或者反应堆内产生的中子是如何引爆癌细胞?从BNCT治疗癌症的过程中便可得到答案。

先给癌症患者注射一种含硼(硼-10)的无毒药物。这种药物与癌细胞有很强的亲和力,主要是向癌细胞里钻,会迅速聚集于癌细胞内,而其他正常细胞内聚集的硼却极少。当药物在癌细胞内潜伏妥当之后,利用加速器提供的中子,产生超热中子束照射肿瘤部位,中子就会被癌细胞内的硼所俘获,并在癌细胞内发生很强的核反应,释放出杀伤力极强的射线。这种射线射程很短,产生的能量仅作用于约10微米的癌细胞内,所以它只杀死癌细胞,而癌细胞周围的正常组织则不会受到损伤。

在光子治疗为主流的放射疗法中,BNCT同样有其优越性。

BNCT虽然发展已有四、五十年的历史,但迄今为止全世界只有六、七个国家有BNCT设施和技术。美国、日本、芬兰、瑞典、意大利、荷兰、阿根廷和中国等先后开展了BNCT临床治疗,对恶性脑肿瘤、恶性黑色素皮肤癌、复发性头颈癌以及转移性肝癌等1000余名患者做了临床治疗,取得了明显疗效。2001年,意大利巴维亚大学开展的肝转移癌BNCT治疗,开创了肝转移癌BNCT自体移植成功的先例。此案例激发了多个BNCT科研机构将肝脏等可移植脏器癌症作为BNCT的目标肿瘤开展研究。

BNCT离不开中子源

早期的BNCT主要依赖大型核反应堆提供中子,而核反应堆显然不便建在人口稠密的城市中。这将给患者带来极大的不便,正是这些因素影响了BNCT的应用和推广。

基于加速器中子源而开展的BNCT治疗癌症是国际BNCT领域公认的发展趋势。与核反应堆作为中子源相比,加速器中子源具有造价低、运行维护简单、可治疗深部肿瘤、易于在人口稠密地区医院普及使用等优点。

目前,我国有多处基于加速器的中子源未来可能用于BNCT治疗癌症,例如中科院核安全所的强流氘氚聚变中子源HINEG和高能所的中国散裂中子源CSNS,以及中国原子能科学研究院的CPNG-6中子源,中国工程物理研究院核物理与化学研究所的PD-300中子源等。其中,HINEG2015年底产生第一束中子,目前中子流强等实验参数已达到世界范围内同类中子源的最高水平;CSNS于今年9月首次获得中子束流,预计2018年春CSNS将按计划全部完工,正式对国内外用户开放。

由于强流质子加速器技术近十年来的迅速发展,使得BNCT在医院的广泛使用成为可能,可以为病人提供品质更高的中子束,以提高疗效。BNCT技术使众多癌症患者看到了希望,用加速器中子源取代核反应堆中子源则使这种希望距现实更近。

原标题:神奇中子如何定向引爆癌细胞

 

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