|
由于将带电粒子的能量转移到周围组织的特定机制，质子和离子治疗比传统的光子治疗具有基本的临床优势——布拉格峰。布拉格峰的位置(受照射组织所在的深度)取决于粒子的能量，因此可以通过改变质子能量，在选定的肿瘤体积上移动布拉格峰(图1)。
图1.PBCT草图，肿瘤中的剂量通过质子靶向布拉格峰面积(用红方块标记)和细胞靶向(摄取增加用绿色表示) 尽管质子相对于光子具有明显的物理学优势，并且发展了更好的质子治疗技术，如调强质子治疗和图像引导质子治疗，进一步提高了几何靶向的精度，但还没开发出质子的全部治疗潜力，包括质子剂量分布对分次间和分次内解剖结构变化的敏感，以及质子的大半影。因此，靠近靶区体积的正常组织可能受到高剂量照射。在单次分次和质子治疗整个疗程中，质子路径上的解剖变化会损害靶区中剂量分布的适形性和均匀性，并危及正常组织的保护。质子治疗计划中的上述因素可能会导致用于治疗决策的剂量分布与放疗过程中实际照射到患者身上的生物有效剂量分布有很大差异。 二元技术(binary technologies)可以将特定试剂引入生物环境，旨在增加肿瘤对正常组织的剂量效应，从根本上提高放射治疗效率的潜力。代替或是除了物理靶向之外，二元方法通常会利用特殊试剂，这些试剂能聚集在肿瘤中。试剂包括在肿瘤细胞中特异性积累的放射增敏剂，以及用于正常组织的放射防护剂、用于光动力治疗的药物和用于光子激活治疗的重原子。 依赖于细胞靶向的放射治疗方式之一是硼中子俘获疗法(BNCT)，基于热中子和超热中子与非放射性10B核的核反应，导致富含10B同位素的组织中产生高能α粒子。因专门为医疗目的设计的专用紧凑型中子源的出现，BNCT拥有了新的推动力。BNCT的关键之一是对肿瘤递送10B的化合物，需要满足高肿瘤摄取、低正常组织摄取、低毒性和治疗后快速清除的要求。目前有两种化合物，硼磷酸钠(BSH)和硼苯丙氨酸(BPA)，可以使肿瘤与正常组织的摄取率达到几倍的差值。 最近提出的PBCT旨在通过利用入射质子与引入肿瘤的硼-11核的核反应，增加质子递送到靶区体积的累积剂量，而不增加正常组织的剂量负荷。使用含硼药物如果可以在PBCT中增加靶区剂量，有可能发展成为一种全新治疗方法，将BNCT的细胞生物学优势与质子治疗的物理靶向优势和更高的设施可用性结合起来。PBCT起初主要使用模拟[蒙特卡洛N粒子(MCNP)和几何与跟踪(GEANT4)代码]来进行研究，但自2018年以来，实验证据也显示了乐观的体外结果。然而，硼辐射增敏作用的理论预测和实验证实仍有矛盾，其机制仍有争议。 接下来，小编将继续给大家介绍PBCT的理论和实验数据。(质子中国 编译报道) |
|
|
