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。

文/楊傑名  圖/吳靜芳

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。

硼中子捕獲治療技術(BNCT)，能精準捕殺癌細胞卻不損及正常細胞。

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9 μm與5 μm，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。

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：癌細胞內藥物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 mercaptoundecahydrododecabotate)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。

清大的開放水池式反應器(THOR)符合世界等級。

反應器爐心含TRIGA鈾燃料，以鋁架懸吊深浸在開放水池中。

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。

然而，由於龐大的反應爐無法設置於醫院內，加上對核子能源在環境及安全上的顧慮，日本設計了一種迴旋加速器，透過質子加速後撞擊鈹靶(Beryllium)來產生中子源，京都大學粒子放射腫瘤研究中心主任小野公二(Ono Koji)已接近完成這項加速器的臨床試驗，這類加速器未來也可望將成為BNCT中子源的趨勢。

北榮執行台灣臨床試驗  6例癌症復發病患痊癒

因BNCT的標靶性及其高抑癌效果，最早應用於臨床試驗的癌症即為讓全世界醫師都感到棘手的惡性膠質母細胞瘤(Glioblastoma Muliforme, GBM)，過去病例復發率接近100%。

日本自1980年代起，很早就開始發展BNCT於腫瘤醫學的用途，近30年的過程中，京都大學原子爐試驗所已經累積治療了近1,000例臨床腫瘤個案，主要包括惡性腦瘤、復發性頭頸癌、黑色素皮膚癌、肝癌及肺癌等，大部分個案皆有良好的反應。

2010年8月11日，台灣於THOR進行首次BNCT臨床癌病治療試驗，由北榮腫瘤醫學部主任顏上惠帶領多位醫師、物理師、護理人員等共同參與。

至2014年為止，已完成第一階段試驗，共收案17位無法再以其他方法治療的復發性頭頸癌患者進行 BNCT 治療，每位病人僅需接受2次照射治療。

其中，有6位患者在臨床上被判定為腫瘤完全消失(complete response)，成效令人振奮，其餘大部分患者之病情亦獲得明顯改善並提昇生活品質，僅2成病人未有反應，未來將繼續深入追查研究。

2014年間，清大BNCT臨床治療17位病患中，高達6位完全治癒，成效驚人。

施術前，對病患先做雷射模擬定位。

成立台灣中子捕捉療法學會  推動BNCT成為常規療法

陳一瑋表示，台灣BNCT的臨床研究雖啟動較晚，但台灣從基礎生物學研究、核子工程技術與設備、含硼藥物的製藥廠到臨床醫學的研究團隊，各領域專家都有超過20年的深度耕耘，相關環節基礎完備，並具有十分堅強的陣容與人才，可一條龍式的包辦BNCT治療，並進一步推動BNTC未來的發展。

今年1月，這群專家共同成立了「台灣中子捕捉療法學會」(Taiwan Society of Neutron Capture Therapy, TSNCT)，「因為大家都看到了BNTC在治療上讓人驚艷的成果，希望能持續推動，嘉惠更多病患。」陳一瑋說。

現在，除原本北榮與清大投入BNCT發展的人員外，還有多位國內產、官、學、研各單位先進也紛紛參與，目前共有約60名會員。今年12月也將舉辦第一屆TSNCT的學術大會，廣邀跨國、跨領域專家共同交流。

陳一瑋表示，學會的短期目標欲招募對BNCT有興趣的國內各方學者專家，彼此討論學習；中期目標則在籌辦BNCT之國際性會議並與各國進行技術交流、互相成長；長期目標即推動BNCT成為台灣正式癌症療法，最終以提昇台灣國民健康福祉。

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol.26