THOR與硼中子捕獲治療

近年來醫學界對於癌症有許多研究,也出現了一些新的醫療技術。例如使用光子、中子、質子、重粒子等的粒子治療,清華大學目前和台北榮民總醫院、日本京都大學合作實驗的硼中子捕獲治療(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)就是頗為受到關注的一種組合應用。

這次參訪THOR也安排了一部分時間介紹BNCT,以下是根據參訪當時教授們的介紹、清大THOR與BNCT網頁與相關報導撰寫,有醫療相關的問題仍請與醫師討論。

BNCT使用的基本原理是硼-10(硼的穩定同位素之一,豐度約20%)捕獲中子後會發生衰變,產生alpha粒子與鋰-7兩種粒子,如果就在癌細胞旁邊的話,產生的能量剛好足以殺死癌細胞又不至於影響其他細胞。

而讓硼-10出現在癌細胞處的方式就是設計特殊的標靶藥物親近癌細胞,硼與中子作用的截面積遠大於其他組成生物體細胞的元素(反應器中吸收中子的控制棒就是使用硼),且中子為不帶電的粒子,正確控制下的BNCT不會讓中子對身體的其他組織造成明顯影響。只要含硼的標靶藥物能把足夠的硼-10送到癌細胞處,讓癌細胞的硼-10含量遠高於其他正常細胞,且有足夠的中子抵達目標位置,就能產生治療效果。

清華大學THOR從2010年開始進行BNCT實驗,初期為針對頭頸部腫瘤臨床實驗,由醫師篩選腫瘤分布狀況適合、且現有醫療方式已沒什麼效果的病患參與實驗。第一階段17位實驗患者中,有6位CR (complete response,完全有效)、5位PR (partial response,部分有效),成果很令人驚艷。

目前進展到一些特殊狀況的緊急醫療,開始有來自國外的患者嘗試接受治療,簡報時有提到一例比較特別的是收到來自澳洲總理辦公室的信件表示希望BNCT團隊能幫助某位患者,其他國外患者來自新加坡、日本、巴西、西班牙、中國大陸等地。

下階段將開始嘗試肝癌的治療,已經開發出標靶藥物並技術轉移給生技公司生產。同時也開始進行使用加速器做為中子射源的研究。加速器與反應器的差異是,反應器能產生能量、方向都非常穩定的中子射線,效果很好;加速器則要考慮粒子迴旋加速的特性,射線的方向可能不若反應器那樣集中,但有機會透過設計與工程方法克服;另一方面,目前使用加速器的體積與成本也較有可能安裝在醫院。
(後來吃晚餐聊天時有人問說有沒有可能未來醫院也用反應器,我其實也挺好奇如果是小型的模組化反應器…應該也是能夠在醫院內用,畢竟加速器體積也不小;教授回答如果未來藥物部分突破,讓BNCT變得很實用、成本也很合理的話,或許可能)


教授提到在最早一批實驗中,有位CR的患者,
本來狀況很嚴重、非常不樂觀,但接受治療後效果顯著,
到目前將近十年狀況仍然相當好。

硼中子捕獲治療用的空間緊靠THOR反應器,但出入口與反應器爐房分開,當初花了將近三年的時間進行改裝。


BNCT模擬室

進入BNCT區域得換上拖鞋維持內部乾淨,首先來到的是模擬室,患者的腫瘤位置會事先由醫師確認、標記最適當的照射位置。模擬室有和照射室完全相同的中子射線出口模型與雷射定位標記,並且有各式輔具讓病患或躺或坐、找到最舒適的治療姿勢。


病床區

之後患者會被帶到病床區域以點滴注射含硼標靶藥物,過程約兩個小時,中途會多次抽血確認體內藥物濃度。教授介紹時說整個過程最痛苦的應該就是抽血,因為要避免傷口、針頭等造成測定誤差,每次都要用新的針頭在不同位置抽血。


監視照射狀況的設備

當確認注射的藥物達到期望的劑量後,就可以開始進行照射,病床區域的另一端是通往照射室的閘門,一旁有監控照射狀況與病患狀態的設備。BNCT的照射過程約需要20-30分鐘,病患是可以保持清醒的,通常可以讓病患在過程中聆聽自己喜歡的音樂。監視螢幕可以確認病患姿勢、精神狀況,如果有偏離照射位置時可以透過麥克風提醒維持正確姿勢,如果有精神不濟的狀況醫師或家屬也可以用麥克風加油打氣。


照射室與中子射線出口

照射室內的中子射線出口平常會用一片隔板擋著,患者來到這邊後,將前面的桌子與隔板移開就會和跟剛才在模擬室一樣,透過雷射定位光束確認好位置即可開始照射。教授說我們不要超過他站的位置,然後他去把隔板移開、把偵檢器放在射線出口,偵檢器就發出警報聲了⋯⋯「這個偵檢器真的是好的」⋯⋯XD
(雖然參觀時反應器沒有運轉,但射線出口周圍材料長期接觸中子射線,部分物質原子被活化變成有放射性)

整體來說,BNCT的好處是能夠更精準殺死癌細胞、減少副作用,對於瀰漫性的腫瘤分佈也能避免傷及無辜,而且通常只需要1~2次治療就有很顯著的效果。相較於目前其他癌症治療方式,BNCT對病患是輕鬆許多的。但目前BNCT最主要的考驗就是藥物的設計,如果能設計出更多種腫瘤細胞的標靶藥物,並且在多數患者能夠負擔的成本,BNCT大有可為,未來的發展非常直得期待。

全球BNCT不是只有清華大學、台北榮總、京都大學這個團隊,但清大與北榮組成的團隊是目前唯一專注於頭頸部腫瘤治療的,成果已經受到國際矚目,說是臺灣之光應該不為過。同時,臺灣的原子科學算發展得很早,基礎的技術能力其實並不輸別人;但礙於特殊的政治環境(與事件),相關的研究往往受到限制;加上長期政治人物炒作,造成有些人認為核能、輻射是很可怕的東西,或是就是拿來製造核子武器的,而忽略了這些更有意義的部分⋯⋯

在這棟反應器館的大廳,還有同為清華校友(清華留美學堂第二屆)的胡適題字——理未易察——科學是一種精神與態度,並不是政治人物們喊喊臺灣要成為科技島、臺灣No.1就可以做到的,期待臺灣的科普教育能走向正確的道路。

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