反应堆与加速器硼中子俘获疗法在U87MG胶质母细胞瘤模型中的疗效对比研究

本研究针对硼中子俘获疗法（BNCT）在临床推广中面临的中子源选择难题，对比了反应堆（KUR）与加速器（QSC）系统在U87MG胶质母细胞瘤模型中的疗效差异。结果显示，尽管QSC加速器中子通量较低（~1.2×1012 n/cm2），但其较高的γ射线剂量可能增强细胞毒性，疗效与KUR（4.0-4.2×1012 n/cm2）相当。该研究为加速器BNCT的临床等效性提供了关键证据，推动BNCT技术从反应堆向医院可及型加速器转型。

　　

硼中子俘获疗法（Boron Neutron Capture Therapy, BNCT）作为一种精准抗癌技术，通过硼-10(¹⁰B)与热中子反应产生高能α粒子，选择性摧毁肿瘤细胞。尽管反应堆中子源（如日本京都大学反应堆KUR）在BNCT临床研究中历史悠久，但其建设维护成本高、医院难以普及的问题长期制约技术推广。近年来，加速器BNCT系统（如住友重工的NeuCure?）因可医院部署获得突破性进展，但关键问题悬而未决：加速器能否复现反应堆的治疗效果？

为回答这一问题，日本Aomori Prefectural Quantum Science Center（QSC）与京都大学的研究团队开展了一项开创性研究。他们采用U87MG胶质母细胞瘤小鼠模型，对比KUR反应堆与QSC加速器（HM-20V）在相同硼剂4-硼-L-苯丙氨酸（BPA）条件下的治疗效果。研究发现，尽管QSC加速器中子通量仅为KUR的30%（1.2 vs 4.0-4.2×10¹² n/cm²），但肿瘤抑制效果相当。进一步分析表明，QSC系统较高的γ射线剂量可能通过协同作用补偿了中子剂量不足，而两者中子能谱差异也可能是影响因素。该成果发表于《Applied Radiation and Isotopes》，为加速器BNCT的临床推广提供了关键科学依据。

关键技术方法包括：1）使用U87MG胶质母细胞瘤小鼠模型；2）静脉注射25 mg ¹⁰B/kg剂量的BPA；3）KUR反应堆与QSC加速器（HM-20V）的中子辐照系统对比；4）肿瘤体积与小鼠体重监测评估疗效与安全性。

Accelerator facility at the Aomori Prefectural Quantum Science Center
QSC采用住友HM-20V回旋加速器（20 MeV/100 μA），相比临床级HM-30（30 MeV/1 mA）性能较低，但通过优化中子产生靶材与屏蔽设计实现治疗级中子输出。

Results and discussion
实验数据显示，KUR与QSC组肿瘤体积在第10天与第12天分别显著抑制（p<0.05），且均未出现明显体重下降。值得注意的是，QSC组γ射线剂量较高（具体数值未披露），可能通过破坏肿瘤血管或诱导DNA损伤增强疗效。中子能谱分析提示，KUR的热中子占比更高，而QSC可能含有更多超热中子，影响硼-10反应效率。

结论与意义
该研究首次系统验证了低通量加速器BNCT可达到反应堆的治疗效果，突破性地提出γ射线协同作用与中子能谱优化的新机制。这不仅为日本已获批的加速器BNCT（如头颈癌适应症）提供理论支撑，更为全球BNCT技术转型指明方向：通过精准调控γ/中子剂量比，可突破加速器性能限制，推动BNCT成为普惠性抗癌技术。未来研究需进一步量化γ射线贡献，并开发能谱优化算法以提升加速器BNCT的深度肿瘤治疗效果。