BNCT中子源的研发现况与展望

硼中子俘获疗法(boron neutron capture therapy, BNCT)治疗癌症是一种典型的二元疗法,它既需要高品质的中子束,又需要高靶向性的含硼药物,两者缺一不可、密切配合,方可对肿瘤实现细胞级精准的靶向杀伤. BNCT治疗方法显著的优越性的背后,是对中子源和载硼药物特性的很高要求.含硼药物研究涉及多学科,包括放射学、化学、医学、药学、生物学和物理学等.本文主要讨论BNCT中子源的问题.首先,介绍BNCT对中子束特性要求的国际标准,回顾几十年来BNCT中子源发展的困难所在;然后,展现近年来加速器中子源异军突起、开创BNCT新未来的前景,明确研发中的核心技术;最后,报告我国在此领域前沿研究的最新成果及其发展展望.     

硼中子俘获治疗的发展机遇与挑战:含硼药物的研发

<正>近年来,交叉学科的高速发展和技术的巨大进步,推动了肿瘤治疗方法的突破.硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT),是一种放射与药物结合的二元、靶向、细胞级精准放疗方法. 2020年8月13日,我国首台自主研发的加速器硼中子俘获治疗实验装置在中国散裂中子源研制成功,这意味着我国BNCT进入了一个全新的发展阶段—加快BNCT硼药研发,推动临床应用及相关研究.目前,除中国外,日本、美国、英国、俄罗斯、意大利、韩国、以色列、     

用于硼中子俘获治疗的硼携带剂研究现状

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)是一种用于肿瘤治疗的二元靶向疗法.从1936年BNCT原理首次被提出至今,该技术经历了近90年的发展,是目前治疗恶性脑胶质瘤最有效的方法之一.而BNCT技术治疗肿瘤能否成功的关键因素之一是能否找到对肿瘤有高靶向性和高亲和力的硼携带剂.本文对用于BNCT的硼携带剂的国内外研究现状进行了分类、总结和综述,对各类硼携带剂的特性、研发及转化状态进行了对比分析.第一代硼携带剂因靶向性差已经被停用;第二代硼携带剂临床应用最为成熟,但存在载硼量有限、个体摄取差异大等问题;第三代硼携带剂载硼量和靶向性均有大幅提升但多处于实验研究阶段,安全性及有效性有待进一步验证.本文根据各类硼携带剂的研发现状,分析判断了阻碍含硼药物研发和临床转化面临的瓶颈:应用范围有限、市场规模小,技术壁垒多、评价体系不完整,归类不清晰、审批难度大等,并针对各瓶颈问题提出了相应的解决措施和建议.总之, BNCT技术拥有广阔的应用前景,希望通过多学科交叉与融合,推进BNCT技术的综合性研究,启迪硼携带剂研发和转化的新思路,促进BNCT技术的临床应用...     

硼中子俘获治疗临床应用进展及展望

硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)具有精准肿瘤靶向性、生物自适性强、对正常组织损伤小和治疗次数少等优点.目前, BNCT的发展还面临研发硼(10B)含量高和肿瘤细胞靶向性强的含硼药物、开发更为精确的硼剂量测量与治疗计划系统,以及建造安装在医院内的加速器中子源等问题.已经开展的BNCT临床研究主要包括新诊断胶质母细胞瘤、复发胶质瘤、复发头颈部肿瘤、脑膜瘤、恶性黑色素瘤、肝转移癌等病种.然而,高质量的BNCT临床试验尚欠缺.开展高水平临床试验是BNCT发展的必经之路,只有获得更多高级别临床研究证据,才能有效推动BNCT临床应用.胶质母细胞瘤的BNCT研究可以考虑从新诊断的初治患者开始,其他肿瘤从复发/转移患者的后线治疗做起.需要探索BNCT联合治疗模式,比如将BNCT与传统光子放疗、免疫治疗、靶向治疗和化疗等多种治疗方法有机结合,还可以探索多种给药途径来提升肿瘤对含硼药物的摄取. BNCT的发展需要多领域、多学科的协作,共同促进BNCT早日成为常规开展的临床治疗方式.     

硼中子俘获疗法临床试验问题与展望

硼中子俘获疗法（boron neutron capture therapy, BNCT）指¹⁰B俘获热中子裂变的产物杀灭肿瘤细胞的二元靶向细胞内放疗技术.中国于2014年开展BNCT的临床试验,其中早期恶性黑色素瘤2例,随访5年均成活;晚期患者17例,其中8例辐照后局部肿瘤缩小但生存期无延长, 9例患者肿瘤组织内¹⁰B未达到治疗所需浓度而无法辐照.首次试验明确了医院内中子照射器（IHNI-1）及¹⁰B药物的安全性,并验证了其治疗效果.针对发现的问题,我们认为,应将转移性肿瘤、复发瘤及放化疗不敏感的晚期肿瘤作为BNCT核心适应证,以此为目标开展高靶向效率¹⁰B药物研发,以高靶向效率¹⁰B药物驱动辐照数学模型探索,以辐照数学模型驱动大面积或全身辐照中子源的迭代升级,最终回归临床验证.     

用于中子俘获治疗的钆携带剂

钆中子俘获治疗(gadolinium neutron capture therapy, Gd-NCT)是硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy, BNCT)的替代和补充方法.该疗法在杀伤肿瘤细胞的同时,还可以利用磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)实现肿瘤的诊疗一体化. Gd-NCT成功的关键因素之一是钆携带剂具有良好的肿瘤靶向性、特异性、亲和性和稳定性.目前的钆携带剂可分为三类:钆的小分子螯合物,螯合剂一般为多胺多羧酸;纳米携带剂,包括用脂质体等纳米载体负载的钆小分子螯合物及新型含钆纳米材料;将Gd-NCT和BNCT结合的Gd-B双携带剂.本文综述了各种钆携带剂的优缺点,总结了有望进一步提高Gd-NCT治疗效果的新型钆携带剂的发展方向.     

放射性核素标记的硼携带剂

硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy,BNCT）面临的严峻挑战之一就是缺少精确的剂量测算体系.核素成像是一种非侵入且能提供体内硼携带剂分布的技术.本文介绍了核素成像中硼携带剂的放射性核素标记方法的研究进展.¹⁸F标记的4-硼-L-苯丙氨酸(¹⁸F-BPA)最早是由亲电取代法制备的,也是研究最多的一种放射性标记的硼携带剂.研究表明,BPA和¹⁸F-BPA在正常组织/器官中具有相似的药代动力学.[¹⁸F]-FBPA也可以从高价碘叶立德前体进行亲核氟化反应得到,该方法标记时间较短,比活度高.作为靶向肿瘤的正电子发射断层扫描显像剂,¹⁸F标记的含硼酪氨酸衍生物([¹⁸F]-FBY)可以通过同位素交换法非常高效地制备.利用亲电碘化反应可以对巢式和闭式的碳硼烷进行放射性碘(¹³¹I和¹²⁵I)的标记.利用同位素交换反应也可以实现放射性碘标记碳硼烷衍生物,但是标记产物比活度较低.在水溶液中...     

偶联阿霉素10B4C纳米颗粒的制备及其在联合硼中子俘获治疗/化疗中的应用

硼中子俘获治疗（boron neutron capture therapy,BNCT）是一种二元靶向肿瘤治疗方法,研发新型多功能硼药是提高BNCT疗效的关键.本研究通过对¹⁰B₄C纳米颗粒进行表面化学修饰制备了一种新型多功能纳米硼药.首先在¹⁰B₄C纳米颗粒表面接枝超支化聚丙三醇（PG）,然后通过pH敏感的腙键偶联阿霉素（DOX）,得到纳米硼药¹⁰B₄C-PG-DOX.PG层的高亲水性使¹⁰B₄C-PG-DOX在水溶液中具有良好的分散性和稳定性;而DOX单元的引入使¹⁰B₄C-PG-DOX带有正电荷并赋予纳米颗粒一定的亲脂性,从而更容易被肿瘤细胞内吞.当¹⁰B₄C-PG-DOX的浓度为10μg¹⁰B/mL时,平均每个4T1小鼠乳腺癌细胞中¹⁰B原子数高达（4.92±0.36）×10<...     

一种二元放疗靶向治癌的新技术——中子俘获疗法(NCT)与医院中子照射器(IHNI)

中子俘获疗法已成为当前对抗癌症的一项新选择，而且正在迈向治癌的一种例行疗法。面临的难题，首先就是掺硼化合物，目前已进入第三代开发阶段，也就是要对特定的肿瘤取得治疗功效上的突破。再之，乃是中子源装置。老研究堆不具备临床医疗的“亲和性”，一般又达退役年龄，难以成为推广例行治疗的基础设施。
中国开发成功以微型研究堆为基础的专为中子俘获疗法设计的医院中子照射器，可安装在医院内，由医生自行掌握，具备2条中子束，可供浅部与深部肿瘤的照射治疗，为中子俘获疗法实现例行治疗，提供了一种安全、简便、廉价与实用的治疗装置。     

肿瘤治疗剂Ⅰ—二芳基硼酸α-氨基酸酐的研究

自然界的硼除大部分是硼-11外,其中还含有18.84％的同位素硼-10,后者具有強烈的吸收中子而放出α-射线的能力,为此,在1940年Kruger提出在蛋白质中引入一定浓度的硼来作为医学上的治疗。近几年来化学家们合成许多含硼的有机化合物如偶氮染料、二硼酸、带各种取代基(溴、硫、氮等)的芳基硼酸及其酸酐、含硼杂环化合物以及氨基酸类等,企图通过这类化合物能选择地优先引入或集聚在癌细胞中,利用中子     

运动晶界附近硼偏聚行为的研究

微量杂质原子能够显著地降低再结晶过程中晶界的运动速度.Kasen用电阻法研究铝合金退火再结晶与晶粒长大过程,认为运动晶界能大量捕获溶质原子.本文利用硼径迹显微照相技术研究了含硼Fe-30%Ni合金高温热变形再结晶过程中硼在晶界上的偏聚行为,该合金在淬火至室温的过程中不发生γ-α相变,从而可以排除相变对组织和溶质原子分布的影响.1 实验材料与实验方法     

近库仑位垒重离子熔合反应动力学的系统研究

近库仑位垒重离子俘获与熔合是一个典型的多自由度耦合的位垒穿透过程.理论上,解耦合道方程可以描述多维位垒穿透问题.在本征道的理论框架下,多自由度的耦合会使单个位垒劈裂成一系列的分立位垒.基于位垒分布的思想,发展了一个经验的耦合道模型,系统地研究了220个反应体系的俘获激发函数.在该模型中,相对运动和内禀自由度的耦合效应及中子转移效应一并包含在一个非对称的高斯型位垒分布函数中.基于特定的核-核相互作用势,提出了计算位垒分布函数参数的经验公式.结果表明:本文发展的经验耦合道模型能够系统地描述近库仑位垒能区的俘获截面.该经验耦合道模型不仅能够解释俘获动力学中的重要现象,还有望对合成超重核的反应体系的俘获激发函数提供理论预言.本文将简要地评述描述近库仑位垒重离子俘获反应的相关模型,介绍经验耦合道模型,并基于该模型讨论振动耦合、转动耦合及中子转移效应对俘获截面的影响.     

添加剂硼对合成Ib型宝石级金刚石单晶的影响

通过将一定比例的无定形硼粉加入到石墨-KOV触媒体系中, 在SPD6×1200型国产六面顶压机上利用温度梯度法成功合成出含硼Ib型宝石级金刚石单晶. 全面考察了添加剂硼对Ib型宝石级金刚石单晶的影响, 包括晶体的生长特点、晶体的形貌和氮含量. 通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及红外吸收光谱仪(IR)对合成出的含硼Ib型宝石级金刚石进行表征. 结果显示: 随着掺硼量的增加, 晶体的{111}面生长区域变宽, 而{100}变窄甚至消失; 当更多的硼原子进入金刚石晶格之中, 晶体颜色将变黑, 晶体缺陷增多, 晶体的氮含量也将下降. 本文的研究结果将促进含硼Ib型宝石级金刚石大单晶的技术开发和研究.     

中国药物研发的新机遇:基于医药大数据的系统性药物重定位

在科研资源相对有限的前提下,如何提高药物研发的投入产出比,最终为全社会提供安全、有效和廉价的药品,是一个对我国生物医药基础和应用研究均具有重大意义的问题.面对国际上原创新药研发投入逐年增高且失败风险逐年增大的趋势,挖掘已有药物新的适应症(旧药新用或药物重新定位)能够在一定程度上有效规避研发风险、降低研发成本、加快药物上市的步伐从而迅速满足临床用药需求,因而成为众多国际制药企业重视和采用的一种战略.随着药物生物信息学的发展,药物重定位策略正从依赖临床观察的经验性研究,朝着基于大规模组学和医药大数据分析的系统性研究转变.本文将着重介绍国际上一系列用于挖掘和指导药物重定位的医药大数据挖掘方法,如基于基因表达谱联系图、全基因组关联分析、化合物-蛋白互作组、药物副作用等.参考和借鉴上述各种前沿技术,将有助于我国科研工作者开发和改进适应我国国情的药物重定位技术,特别是中药的适应症拓展,从而为我国带来社会和经济效益.     

柴达木盆地大、小柴旦盐湖硼同位素的初步研究

盐湖中硼同位素的研究,无论国内或国外都进行的很少。然而其研究不仅具有一定的理论价值,同时对于阐明硼矿成因及其资源的综合利用也具有一定的参考价值。 大、小柴旦湖位于柴达木盆地北部,都是富硼盐湖。不仅卤水含硼量高(B_2O_3含量为1.2—3.3g/l),同时也有硼酸盐沉积广泛分布着。本文主要根据该区卤水和硼酸盐矿物样品测定的结果,进一步讨论其硼同位素组成和硼同位素的分馏作用。     

一种测量微量硼的新方法

一、引言 微量元素硼对农作物,特别是油菜、甜菜、棉花、果树和花生的生长有重要作用,在这方面国内外已有许多研究报告,用于硼元素分析的仪器和方法虽然不少,但都不很理想,原子吸收分光光度计分析硼有困难,一般需用氧化亚氮加乙炔或加氢气火焰进行原子化;中子活     

若干地质界线中锇的丰度及其与铱的相关性

迄今为止,地质界线的元素丰度研究主要集中于铱,而对锇及其它铂族元素丰度异常研究甚少,这主要受限于分析方法。已知中子活化分析对铱的分析灵敏度相当高,在一般情况下,常规的仪器中子活化分析可给出μg/kg量级的铱含量;在有利情况下,甚至可达0.nμg/kg量级。然而,锇的几个稳定核素(例~(184)Os、~(190)Os、~(192)Os等),或由于天然丰度太低,或由于中子俘获     

从文献统计看世界车用燃料电池研发的生态与演变:主要国家研发布局对比与启示

经过近10年的快速发展,车用燃料电池的性能、寿命和成本在国际上已经取得了突破性进展,新一轮的燃料电池汽车产业化浪潮正在迫近.为鸟瞰全球车用燃料电池研发布局,梳理技术发展脉络,掌握科技创新的新动向,本文通过对车用燃料电池文献的检索与统计,详细分析了世界车用燃料电池论文与专利的数量与质量、研发重点领域与分工、研究机构的性质与数量、参与的广泛度与集中度等研发生态与演变.在此基础上,对比分析了我国燃料电池汽车与国际先进水平的差距和存在的问题,从研发布局的角度探寻了优化我国燃料电池汽车产业化研发的方向.     

新型冠状病毒治疗药物的研究现状及展望

新型冠状病毒肺炎(coronavirus disease 2019, COVID-19)因具有极强的传染力和无特效治疗药物,导致其在全球大规模传播.目前疫苗的接种和推广一定程度上缓解了COVID-19大流行,但从临床治疗角度仍需要行之有效的治疗手段和抗病毒药物才能阻止这种新型病毒对人类健康造成的巨大威胁.由于抗病毒新药的研制周期漫长,其研发过程涉及靶点的选择、体外药效筛选、体内药理学及毒理学验证以及临床安全性与治疗效果的确认等不同阶段,才能最终获得具有临床应用价值的治疗药物.经过科研工作者的不懈努力,针对新型冠状病毒SARS-CoV-2的特异性靶点而设计和筛选的少数小分子新型冠状病毒抑制剂药物,目前已进入临床验证并取得了令人振奋的治疗效果.本文综述了COVID-19暴发以来的抗病毒热点药物,尤其是对SARS-CoV-2具有潜在治疗作用的代表性抗病毒化合物的药学分类、作用靶点、药效机制以及相关的临床测试结果.基于抗新型冠状病毒药物的研发现状进行了分析和总结,明确了药物研发人员在新型冠状病毒肺炎疫情防治工作中肩负的责任和面临的挑战,提出能有效抑制病毒感染的新药的研发方向.     

大数据时代的药物设计与药物信息

大数据时代,以数据驱动的药物研发(data-driven drug research and development)方式有望显著提高药物研发成功率、缩短药物研发周期以及降低药物研发成本.本文简短综述了近年来药物设计和药物信息相关数据整合和数据挖掘的最新研究概况,并对大数据时代的药物设计与药物信息研究提出了展望.