我国首台自主研发加速器硼中子俘获治疗实验装置研制成功 让癌症治疗更低成本、更高效
i东莞 2020-08-13 14:55:39

8月13日,中国科学院高能物理研究所在中国散裂中子源召开发布会,该所东莞分部研制成功我国首台自主研发加速器硼中子俘获治疗(以下简称“BNCT”)实验装置,启动了首轮细胞实验和小动物实验,为开展临床试验做好了前期技术准备。

该装置的成功研制,为我国医用BNCT治疗装置整机国产化和产业化奠定了技术基础,将为我国肿瘤治疗带来技术性革新。

对于脑胶质瘤、黑色素瘤和头颈部复发肿瘤治疗效果好

癌症是人民健康的重大威胁。根据国家癌症中心最新发布的全国癌症统计数据显示(数据一般滞后3年),我国癌症患者占全球总数比例超过20%,2015年新增癌症患者约392.9万人,平均每天超1万人,死亡约233.8万人;近10年,恶性肿瘤发病率每年增幅3.9%,死亡率每年增幅2.5%,恶性肿瘤死亡占国民全部死因的23.91%。

但是我国放疗设备和放疗比例却远低于发达国家,每百万国人仅拥有放疗设备1.4台,远低于发达国家的7~8台平均水平,美国每百万人已接近12台。约70%癌症患者在不同阶段需进行放疗,我国实际接受放疗患者不到20%,美国放疗比例达63%,欧洲国家放疗比例超过40%。

在发布会现场,中国科学院院士、“中国散裂中子源”工程总指挥陈和生指出,就目前而言,BNCT是国际上最先进的癌症治疗手段之一,BNCT是放射与药物结合的二次、靶向、细胞级精准放疗,利用中子与肿瘤内的硼元素发生核反应所产生的重离子来摧毁癌细胞的一种放射性疗法。当前,全球治疗病人超过1400例,效果显著。

其治疗原理是在治疗时先给病人注射一种含硼的药物,其与癌细胞具有强亲和力,会迅速聚集于癌细胞内,相当于给癌细胞做“标记”,随后给病人进行中子照射,当照射的中子被癌细胞内的硼俘获,产生高杀伤力的α粒子和锂离子,便可精准“杀死”癌细胞。

“BNCT对于脑胶质瘤、黑色素瘤和头颈部复发肿瘤治疗效果好。”针对设备使用过程是否会对人体有伤害的问题,陈和生表示,作用射程只有一个细胞的长度,只杀死癌细胞而不损伤周围正常细胞和组织。

中国科学院高能物理研究所东莞分部副主任梁天骄表示,BNCT具有低成本、治疗高效的特性,患者在接受治疗后,可保持较高的生活质量,治疗疗程短且灵活,治疗费用较低,患者经济负担小。随着新一代含硼药物的发展,适用于BNCT治疗的病症范围在进一步扩大。

为医用BNCT治疗装置整机国产化和产业化奠定技术基础

2018年,高能物理研究所在广东东莞建成了我国首台散裂中子源。依托中国散裂中子源工程的技术,A-BNCT项目产业化正式启动,并荣获“广东省硼中子俘获治疗肿瘤装备工程技术研究中心”认定。

BNCT装置是利用中国散裂中子源相关技术催生的首个产业化项目,对于示范带动散裂中子源关联产业发展具有重要意义,广东省和东莞市对此给予了大力支持。这也充分证明,大科学装置在基础研究和应用研究之外,其设计和建造将大力促进相关产业发展和技术革新。

中国散裂中子源工程副经理傅世年表示,散裂中子源是用加速器产生的高能质子轰击重金属靶,产生中子,而BNCT加速器能量要低得多,使用的靶材料也和散裂中子源有所区别。

“去年12月,BNCT实验装置首次打靶成功获得中子束流,证明了我们设备加工制造与安装调试的高质量和高可靠性。随后,我们又逐步实现稳定运行和功率的不断提升。”傅世年说。

现场,市委常委、松山湖党工委书记刘炜对此表示祝贺,他指出,BNCT装置对生命健康具有重要的意义,松山湖乃至整个东莞,都将一如既往支持科研事业发展,仍将加大科研投入,不断推动松山湖科学城建设,推动中国散裂中子源二期工程建设。

将试治肝癌、肺癌、胰腺癌等肿瘤

以往,用于BNCT治疗的强中子束流主要通过核反应堆产生。与基于核反应堆的BNCT装置不同的是,加速器BNCT装置作为射线装置,可以在位于人员密集区域的医院使用,未来可往市、县一级拓展,在较广的范围实现个性化与例行性的BNCT治疗,有广阔的应用前景和深远的发展潜力。

当天,8位来自放射医学、粒子加速器、中子物理与技术、硼药等领域的院士及专家对中国科学院高能物理研究所东莞分部研发的加速器BNCT实验装置进行了评审,认为该装置的成功研制,是我国在癌症治疗高端医疗设备整机技术开发方面取得的又一重大成果;整台装置自主设计建造,掌握全部核心技术,为下一步建设临床BNCT治疗装置打下了坚实的技术基础,显著提高了我国在该领域的国际竞争力。

发布会结束后,记者现场参观了BNCT实验装置,了解到该装置由射频四极质子加速器和中子产生系统等配套设施构成。

现场工作人员表示,目前,科研人员正在利用这台实验装置开展BNCT相关核心技术的实验研究,优化装置的综合性能。计划通过开展细胞和动物实验,更大规模地开展BNCT适应症研究,为新一代硼药的研发和动物实验提供相应的实验环境。同时,通过动物安全性验证,为后期临床试验奠定基础。预计大约四年后,BNCT实验装置将会进行临床使用。

在成功研制这台BNCT实验装置的基础上,高能所与东莞市人民医院合作开展了第二台BNCT临床设备的设计和研制,有望很快进入临床试验,依规逐步开展临床治疗,未来还将试治肝癌、肺癌、胰腺癌等脏器肿瘤。

高能物理研究所副所长陈延伟表示,日本、美国等众多发达国家都在积极推动BNCT技术的发展。推进加速器BNCT不仅可以使得中国的大型医疗设备在世界范围内占有一席之地,而且可以造福社会,助力实施健康中国战略,开启癌症治疗的新时代。

全媒体记者 张帅/文

全媒体记者 程永强 实习生 赵仪琳 图/视频

全媒体编辑 符德明