硼中子捕獲療法 北榮攜手清大深耕超過20年

硼中子捕獲治療（Boron Neutron Capture Therapy, BNCT）是利用「硼-10」吸收中子後，裂變所產生2種具有高生物破壞能力的輻射性粒子，以達到治療癌症的目的，堪稱是目前醫學放療最精準的放射治療。台灣北榮與清大研究團隊已在BNCT深耕超過20年，從基礎研究到臨床治療皆有深厚的實力。今年1月，台灣中子捕捉療法學會成立，希望能推動過去相關研究在台灣醫療開花結果，增進國民健康福祉。

清大的開放水池式反應器(THOR)符合世界等級。

去年9月，前總統李登輝出席日本大阪舉行的癌症治療研討會，聆聽日本專家演講及解說硼中子捕獲治療（Boron Neutron Capture Therapy, BNCT）相關技術。當時他表示，日本BNCT的研究與技術領先，但台灣卻尚未深入研究，因此希望日本能將BNCT移轉台灣，造福更多癌症患者。

今年7月，李登輝再次前往福島了解日本BNCT最新進展。才從日本專家口中得知，原來，台灣其實早在BNCT領域研究超過20年，過去已長期與日本團隊合作交流，更於5年前著手BNCT對頭頸癌的臨床試驗，試驗結果也達成令人十分振奮的治療效果，且台灣目前更是BNCT研究的領先國之一。

核反應控制材料「硼-10」 擴展為抑癌妙方
一般人或許已經對「中子」、「正子」有所耳聞，但對「硼中子捕獲」稍顯陌生。

在核反應爐中，調控反應速率的控制棒（Control rod）是核能發電中不可或缺的角色。早期的研究指出，不具放射性之硼同位素「硼-10」是一種非常良好的中子吸收劑且吸收譜廣，能阻斷核分裂連鎖反應的進行，因此含「硼-10」的高硼鋼鐵與碳化硼是常見的控制棒材料。

至於「硼-10」的相關研究，更早在1935年就發表於的《Nature》期刊上，作者H.J. Taylor發現當熱中子(thermal neutron) 被硼-10吸收後，產生的核分裂反應可以釋放高線性能量轉換(Linear energy transfer, LET) 之「α粒子」(4He) 及反跳性「鋰核」(recoiling Lithium, 7Li)。

其中因「硼-10」裂變所產生的2種輻射性粒子，具有高生物破壞能力（破壞癌細胞DNA結構），且射程極短（分別為9μm與5μm，不超過單一癌細胞之直徑範圍10 ∼ 20 μm）。

因此，科學家G.L. Locher隔年即提出以「硼-10」捕獲中子來治療癌症之理論，開啟BNCT於人類對抗癌症史上重要的一頁。

國內成功開發生產含硼藥物 精準定位癌細胞
台北榮民總醫院腫瘤醫學部醫師陳一瑋表示，BNCT中一項關鍵的要素便是有效含「硼-10」藥物的開發，此類藥物必需具備3個重要特性：對人體毒性低、能迅速從正常細胞和血液中代謝移除、對癌細胞親和性高且對正常細胞必須相反（編按：癌細胞內濃度與正常細胞濃度間比例「T/N Ratio」最好達3倍以上），如此才能發揮BNCT破壞腫瘤而不傷害正常細胞之特性。

陳一瑋說：「截至目前為止，全球的研究均一致發現，以BPA（para-boronophenylalanine）及BSH（disodium mercaptoun- decahydrododecabotate）這2種含硼藥物對癌細胞的親和性效果最為顯著。」

其中，BPA結構與人體必須胺基酸- 苯丙氨酸（phenylalanine）相似，過往研究顯示，BPA可被惡性黑色素細胞瘤及其他代謝異常旺盛的癌細胞高度吸收，且將BPA與果糖（fructose）結合後，亦可增強癌細胞對BPA的吸收能力。

目前，BNCT所使用的BPA藥物，台灣信東生技已有能力可以自行生產，也是目前台灣BNCT臨床研究和實驗唯一的製藥藥廠。

近期，國立清華大學核子工程與科學研究所周鳳英教授的研究團隊，正積極開發新式含硼藥物（硼酸，Boric acid），已對肝臟腫瘤模式實驗動物大鼠及兔子進行BNCT動物試驗，「治療效果十分理想。」周鳳英表示，該相關研究已於2013年11月發表在《Anticancer Research》，並取得台、美2國專利保護，為將來新式含硼藥物發展提供一個重要的方向。

清大「雷神索爾」反應爐 提供超熱中子源
BNCT中另一項關鍵的要素，就是一個有效的中子射源，需要有足夠能量及通量（flux）的中子束才能穿透人體組織，對深層癌細胞提供有效的照射。而這樣的射源，目前大多仍是透過原子反應爐的協助來達成。

目前，國際間有利用反應爐在進行BNCT研究或臨床治療的國家有美國、瑞典、芬蘭、荷蘭、捷克、日本及阿根廷，另外在義大利，韓國及中國亦有較小規模的反應器BNCT。

台灣於清大亦有一座符合世界等級之反應爐，清華開放水池式反應器（Tsing Hua Open-pool Reactor），其簡稱恰為北歐神話中的雷神索爾－THOR。

20餘年前，清華大學原子科學技術發展中心（簡稱原科中心）即計畫將THOR應用於生物醫學，並於2000年啟動BNCT中子束的建造工程。經國際專家驗證，THOR之中子束品質符合BNCT所需的高品質水準。

周鳳英表示，過去BNCT由於中子源技術尚未發展成熟，對於腦瘤患者，曾一度進行開顱手術以達中子束照射之目的。但近年來，由於核子工程技術的突破，多數的反應爐已能提供高能中子射出技術，目前清大的THOR已能產生超熱中子束（epithermal neutron beam）來應付更深層的癌細胞。

>>本文截錄自環球生技月刊2015年10月號…