膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是一種侵襲性惡性腫瘤，約占所有腦腫瘤的15%。即使最初通過(guò)治療得到控制，癌癥幾乎總是復(fù)發(fā)。手術(shù)和放療可以延長(zhǎng)幾個(gè)月的生存期，但腦癌一般在確診后一到兩年內(nèi)結(jié)束生命，只有不到5%的人存活期超過(guò)五年。與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤一樣，由于正常腦組織對(duì)手術(shù)和放療的敏感性，許多顱內(nèi)癌癥的治療都是一個(gè)挑戰(zhàn)，但這種情況有望很快改變，部分原因是加速器產(chǎn)生的強(qiáng)中子源使新療法成為可能。

“當(dāng)你想到進(jìn)行核反應(yīng)時(shí)，你可能不會(huì)想到人的頭部是進(jìn)行核反應(yīng)的最佳場(chǎng)所，但你就錯(cuò)了?！痹幽軝C(jī)構(gòu)核物理學(xué)家Ian Swainson說(shuō)。他正在幫助制定原子能機(jī)構(gòu)關(guān)于加速器用于中子生產(chǎn)，包括醫(yī)學(xué)應(yīng)用的導(dǎo)則。他說(shuō)，特別是在一種癌癥治療中使用這種技術(shù)，即硼中子俘獲療法，前景很好?！跋蚓奂谀承┠X癌、頭頸部癌癥中的硼原子發(fā)射中子可以拯救生命?！?/p>

硼中子俘獲療法利用中子所能釋放的破壞力，并依賴(lài)盡可能多地對(duì)腫瘤進(jìn)行局部破壞。利用中子的破壞能力可以通過(guò)硼-10同位素來(lái)實(shí)現(xiàn)?！芭?10是無(wú)放射性的，而且非常善于捕獲中子。因此，在一個(gè)非常局部的核反應(yīng)中，硼會(huì)分解成兩個(gè)能量碎片。因此，通過(guò)給患者注射特殊藥物，將硼-10輸送到腫瘤部位，我們便在癌癥上形成一個(gè)大靶心，”Swainson解釋說(shuō)。

硼中子俘獲療法在很大程度上仍然處于實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有廣泛使用，但情況正在改變。2020年，日本郡山和大阪的兩個(gè)硼中子俘獲療法裝置已開(kāi)始臨床治療。同年，原子能機(jī)構(gòu)和日本岡山大學(xué)同意通過(guò)活動(dòng)、知識(shí)和信息交流以及開(kāi)發(fā)硼中子俘獲療法設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)，加強(qiáng)硼中子俘獲療法的合作。

“硼中子俘獲療法是一種尖端的癌癥療法，”岡山大學(xué)校長(zhǎng)HirofumiMakino當(dāng)時(shí)表示，“它是現(xiàn)代核物理學(xué)和最新藥物細(xì)胞生物學(xué)的幸福結(jié)合。然而，我們不應(yīng)忘記在發(fā)展這一艱難醫(yī)療技術(shù)中的長(zhǎng)期不斷努力?！?/p>

2001年，原子能機(jī)構(gòu)編寫(xiě)了一份關(guān)于硼中子俘獲療法的技術(shù)報(bào)告，成為該領(lǐng)域的參考文獻(xiàn)。當(dāng)時(shí)，涉及的唯一中子源是研究堆。自那時(shí)起，新一代基于加速器的緊湊型中子源已開(kāi)發(fā)出來(lái)，可以直接安裝在診所里。這使人們對(duì)硼中子俘獲療法的興趣大增。

阿根廷、中國(guó)、芬蘭和大韓民國(guó)也在實(shí)施硼中子俘獲療法項(xiàng)目?！?0年前，在癌癥治療中使用加速器的中子還只是理論?，F(xiàn)在它已成為現(xiàn)實(shí)，我們?cè)诩磳⒊霭娴念}為《硼中子俘獲療法進(jìn)展》的技術(shù)文件中反映了這一發(fā)展，”Swainson說(shuō)。

回旋加速器革命

確定在患者身上進(jìn)行硼中子俘獲療法的可行性，需要注射用回旋加速器生產(chǎn)的氟-18（18F）放射性標(biāo)記的硼化合物，然后用稱(chēng)為正電子發(fā)射斷層成像-計(jì)算機(jī)斷層成像（PET-CT）的核醫(yī)學(xué)技術(shù)對(duì)患者成像。這種氟-18標(biāo)記的化合物稱(chēng)為4-二羥硼基-2-18F-氟-苯丙氨酸（FBPA）。

“FBPA很重要，因?yàn)樗蜥t(yī)生證實(shí)腫瘤已吸收一種含硼化合物，并已為硼中子俘獲療法作好準(zhǔn)備。沒(méi)有它，該療法可能不會(huì)奏效。隨著硼中子俘獲療法變得更加廣泛，我們將需要回旋加速器來(lái)滿(mǎn)足FBPA需求。”原子能機(jī)構(gòu)放射性同位素和放射性藥物化學(xué)家Amirreza Jalilian說(shuō)?；匦铀倨魇且环N粒子加速器，通過(guò)向穩(wěn)定同位素發(fā)射粒子束生產(chǎn)核醫(yī)學(xué)使用的放射性同位素。這種相互作用的結(jié)果是發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生短命放射性同位素。由于這些放射性同位素迅速衰變，它們需要在治療現(xiàn)場(chǎng)或附近生產(chǎn)，并立即使用。

Jalilian指出，盡管用于生產(chǎn)放射性同位素的研究堆數(shù)量相當(dāng)穩(wěn)定，但新型多功能、經(jīng)濟(jì)更加實(shí)惠的回旋加速器在全球范圍內(nèi)不斷增加。許多用于患者的短壽命放射性同位素可以由醫(yī)院的回旋加速器生產(chǎn)，這是該技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)。

放射性藥物氟脫氧葡萄糖只是一個(gè)例子。它依賴(lài)氟-18，可以用回旋加速器生產(chǎn)。約95%的PET-CT程序都使用這種放射性示蹤劑，因此對(duì)神經(jīng)成像和診斷癌癥至關(guān)重要。

放射性藥物中的另一個(gè)主力是鎵-68（68Ga），它是一些診療性放射性藥物的關(guān)鍵成分，診療性放射性藥物通過(guò)釋放輻射同時(shí)使用放射性同位素進(jìn)行診斷和治療，這種放射性藥物在癌癥的診斷和隨訪中發(fā)揮著重要作用，在治療前列腺癌方面前景尤為突出。然而，生產(chǎn)鎵-68確實(shí)存在挑戰(zhàn)。

“當(dāng)前，生產(chǎn)鎵-68最常見(jiàn)的方法是使用一種稱(chēng)作發(fā)生器的非加速器系統(tǒng)，但發(fā)生器的產(chǎn)量根本無(wú)法滿(mǎn)足需求?；匦铀倨魈峁┝艘环N有效的直接生產(chǎn)替代手段，并且已顯著擴(kuò)大鎵-68的可用性?！盝alilian說(shuō)，全世界有10個(gè)中心正在例行使用回旋加速器生產(chǎn)鎵-68。原子能機(jī)構(gòu)目前正在協(xié)調(diào)一個(gè)研究項(xiàng)目，支持交流基于回旋加速器生產(chǎn)鎵-68方面的國(guó)際專(zhuān)門(mén)知識(shí)，并在2019年發(fā)布了專(zhuān)門(mén)針對(duì)該主題的出版物《鎵-68回旋加速器生產(chǎn)》。