神奇中子如何定向“引爆”癌細胞

把一種“東西”輸入到人的體內(nèi)，癌細胞十分喜歡它，把它吞噬為已有。人體外的一束“流”射向癌細胞，那個神秘的“東西”被引爆，癌細胞死亡。而癌細胞附近的其他正常細胞則安好無恙。

這就是一種治療癌癥的方法：硼中子俘獲療法（BNCT）。盡管大多數(shù)國人還沒有聽說過，但它已不是治癌新方法。上世紀50年代，科學家就開始探索利用BNCT來治療癌癥，到70年代取得了初步成效。但總體上說依然處于摸索之中。

8月11日，來自廣東東莞的一場簽約儀式對外昭示：BNCT這種療法在中國即將插上騰飛的翅膀。

當日上午，在中國科學院高能物理研究所（下稱高能所）東莞分部，也就是中國首個散裂中子源建設(shè)所在地，高能所與深圳東陽光集團簽署了合作協(xié)議，雙方將聯(lián)合研究BNCT。而即將帶給BNCT騰飛的正是這個散裂中子源。

散裂中子源是個“超級顯微鏡”

對于大多數(shù)國人來說，散裂中子源還十分陌生。

中子是組成原子核的基本粒子之一，不帶電，具有磁矩，且穿透性強。當一束中子被打到研究材料上時，它就與這種材料的粒子發(fā)生相互作用，并被散射出來。這時，如果能夠測量出這些散射出來的中子的能量和速度的變化，就可以知道在原子、分子尺度上各種物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律。

打個比喻說，假設(shè)面前有一張看不見的網(wǎng)，我們不斷地扔出很多玻璃彈珠，彈珠有的穿網(wǎng)而過，有的打在網(wǎng)上彈向不同的角度。如果把這些彈珠的運動軌跡記錄下來，就能大致推測出網(wǎng)的形狀；如果彈珠發(fā)得夠多、夠密、夠強，就能把這張網(wǎng)精確地描繪出來，甚至推斷其材質(zhì)。

眾所周知，X射線能拍攝人體的醫(yī)學影像，而在材料學、化學、生命科學、醫(yī)藥等領(lǐng)域，科學家們也希望有一種工具，能像X射線一樣拍攝到材料的微觀結(jié)構(gòu)。散裂中子源就是這樣的工具，它就像一臺“超級顯微鏡”能研究諸如DNA、蛋白質(zhì)、飛機材料等的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2011年，這個“超級顯微鏡”——中國散裂中子源在廣東省東莞市開工建設(shè)，這可是我國“十二五”期間建設(shè)的規(guī)模最大的科學裝置。經(jīng)過6年多的建設(shè)，中國散裂中子源將在今年9月打出第一束中子，明年整個工程建設(shè)和項目驗收將全部完成。

定點清除癌細胞

散裂中子源是能夠產(chǎn)生中子的裝置，是一種基于加速器的中子源。除了能夠做“超級顯微鏡”，它產(chǎn)生的中子還可以用來治療癌癥——在BNCT中用中子“引爆”癌細胞。

東陽光研究總院院長唐新發(fā)向科技日報記者介紹了BNCT治療癌癥的過程：

先給癌癥患者注射一種含硼（硼-10）的無毒藥物。這種藥物與癌細胞有很強的親和力，主要是向癌細胞里鉆，會迅速聚集于癌細胞內(nèi)，而其他正常細胞內(nèi)聚集的硼卻極少。當藥物在癌細胞內(nèi)“潛伏”妥當之后，利用加速器提供的中子，產(chǎn)生超熱中子束照射腫瘤部位，中子就會被癌細胞內(nèi)的硼所俘獲，并在癌細胞內(nèi)發(fā)生很強的核反應(yīng)，釋放出殺傷力極強的射線。這種射線射程很短，只有一個細胞的長度，所以它只殺死癌細胞，而癌細胞周圍的正常組織則不會受到損傷。

美國、日本、芬蘭、瑞典、意大利、荷蘭、阿根廷和中國等先后開展了BNCT臨床治療，對惡性腦腫瘤、惡性黑色素皮膚癌、復發(fā)性頭頸癌以及轉(zhuǎn)移性肝癌等1000余名患者做了臨床治療，取得了明顯療效。2001年，意大利巴維亞大學開展的肝轉(zhuǎn)移癌BNCT治療，開創(chuàng)了肝轉(zhuǎn)移癌BNCT自體移植成功的先例。此案例激發(fā)了多個BNCT科研機構(gòu)將肝臟等可移植臟器癌癥作為BNCT的目標腫瘤開展研究。

散裂中子源帶來新希望

BNCT離不開中子。

早期的BNCT主要依賴大型核反應(yīng)堆提供中子，而核反應(yīng)堆顯然不便建在人口稠密的城市中。這將給患者帶來極大的不便，正是這些因素影響了BNCT的應(yīng)用和推廣。

“基于加速器中子源而開展的BNCT治療癌癥是國際BNCT領(lǐng)域公認的發(fā)展趨勢。”中科院高能所副所長陳延偉說，與核反應(yīng)堆作為中子源相比，加速器中子源具有造價低、運行維護簡單、可治療深部腫瘤、易于在人口稠密地區(qū)醫(yī)院普及使用等優(yōu)點。

近十年來，由于強流質(zhì)子加速器技術(shù)的迅速發(fā)展，使得BNCT在醫(yī)院的廣泛使用成為可能，可以為病人提供品質(zhì)更高的中子束，以提高療效。據(jù)東陽光研究院的陳朝斌研究員介紹，日本住友重工已于2013年推出了基于30MeV（兆電子伏特）質(zhì)子回旋加速器的世界上首臺商業(yè)BNCT設(shè)備，并已大步邁入產(chǎn)業(yè)化推廣階段。美國、英國、俄羅斯、韓國等也正在加緊研發(fā)。

BNCT技術(shù)使眾多癌癥患者看到了希望，用加速器中子源取代核反應(yīng)堆中子源則使這種希望距現(xiàn)實更近。高能所所長王貽芳院士透露，高能所將充分利用散裂中子源這一研發(fā)平臺，結(jié)合東陽光集團的腫瘤藥研究能力，計劃完成首座商業(yè)化BNCT治療中心建設(shè)，健全其設(shè)備及設(shè)施生產(chǎn)、銷售及服務(wù)標準及規(guī)范，初步實現(xiàn)BNCT產(chǎn)業(yè)化。“在此基礎(chǔ)上，開展商業(yè)化BNCT治療中心的推廣，力爭五年內(nèi)實現(xiàn)突破。”（記者李大慶）