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BNCT硼中子俘获疗法是无创的吗?

硼中子俘获疗法是一种用于癌症治疗的无创放射疗法。在BNCT中,如果使用10B硼诺-L-苯丙氨酸PET来估计靶肿瘤和正常组织中10B的积累。B-BPA)用作硼载体。本研究的目的是通过动力学分析...

  硼中子俘获疗法是一种用于癌症治疗的无创放射疗法。在BNCT中,如果使用10B硼诺-L-苯丙氨酸PET来估计靶肿瘤和正常组织中10B的积累。B-BPA)用作硼载体。本研究的目的是通过动力学分析评估F-FBPA在健康志愿者正常器官中的总分布体积,并使用获得的Vt估算10B-BPA治疗剂量的正常器官中硼的浓度。

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  6名健康志愿者注射了F-FBPA,随后进行了7次PET-CT扫描。在注射前和注射后八次测量全血和血浆中F-FBPA的放射性。PET图像通过PMOD软件分析。为每个受试者手动绘制了十二个感兴趣的体积区域,包括脑,心脏,右肺,脾脏,肝脏,腮腺唾液腺,食道,胃,胰腺,肠和骨髓,并通过Logan图和两个Ichise多线性分析进行了分析。更好的模型由几个拟合优度参数和残差分布定义。得出Vt值后,估算10B-BPA-果糖的硼浓度。

  硼中子俘获疗法是医学领域中发展迅速的领域,位于放射性核素诊断,核物理,放射疗法和药理学的交界处。然而,在靶细胞中的硼携带分子的吸收是异质,依赖于细胞构成,细胞周期时相,和许多其他因素。为了有效治疗,肿瘤中的10B浓度与正常组织中的10B浓度之比应大于3:1,靶标中10B的浓度应至少为15μg/g。因此,为了避免不利影响,不仅要知道肿瘤细胞中而且要知道正常组织中10B的浓度。

  有几种通过F-FBPAPET评估肿瘤和正常组织中10B浓度的方法。可以通过研究人员提出的方法以ppm为单位进行估算。该方法证明了脑组织中硼的预测浓度与实际浓度之间具有良好的相关性。但是,PET研究中使用的F-FBPA注射方案与10B-BPA给药的治疗方案不同,这可能会导致10B浓度的估计值与实际值之间出现差异。

  本研究的目的是通过对F-FBPAPET图像进行无隔室的示踪剂可逆结合图形分析,评估健康志愿者正常器官和组织中F-FBPA的总分布体积,并估算硼浓度在人的正常组织中具有获得的Vt值。

  大阪大学核医学系实验室目前进行了几项有关F-FBPA性质及其在BNCT中的应用的研究。花冈等。发现在动物模型中10B-BPA果糖与F-FBPA浓度之间存在显着相关性。可以估计健康志愿者正常组织中F-FBPA的硼浓度和10B-BPA-果糖复合物的治疗剂量。部分研究人员提出了一种以的SUV来估算硼绝对单位浓度的方法。使用大鼠模型的F-FBPA-PET数据。其他人比较了图像来源的放射性和血液样本的放射性,以便能够估计BNCT前肿瘤中的硼浓度。

  按照一些研究人员提出的直接辐射氟化10B-BPA的方法制备F-FBPA。使用F-1合成器进行了许多修改。

  该研究涉及6名志愿者:年龄在21至56岁之间的4名男性和2名女性,体重范围为48-66千克。没有受试者有任何重大疾病,吸毒或酗酒以及吸烟的既往史。详细解释了研究的所有程序,并从所有受试者中收集了签署的知情同意书。该研究是根据大阪大学临床研究伦理委员会的规定进行的。

  禁食4小时为研究做好准备。之后,将F-FBPA推注到左肘静脉。随后,从头顶到大腿中部进行了七次重复的全身PET扫描。将PET扫描期间的放射性衰减校正为第一次扫描的开始时间。数据由455次采集时间的7次扫描和45-46s的扫描间隔组成。浓度还在第20分钟和第50分钟测定了血液中F-FBPA代谢物,平均值分别为2324%和3966%,显示出很高的稳定性。PET后进行全身CT扫描以进行图像融合。

  通过在12个区域应用感兴趣的体积区域来测量F-FBPA的累积量:大脑,心脏,右肺,脾脏,肝脏,两侧腮腺唾液腺,食道,胃,胰腺,肠,骨骨髓。VOI设置是在每个横截面为F-FBPA的PET图像上手动进行的,以CT图像为参考。通过将VOI放置在腰椎L1-L5上来评估示踪剂在骨髓中的积累。将两个腮腺的示踪剂活性分析为一个区域。Vt量化通过两种非房室方法进行:使用单个线性回归模型的Logan图图形分析和两个Ichise多线性分析。

  在当前工作中,我们使用可逆结合示踪剂的单线性和多线性模型估算了健康志愿者中F-FBPA的Vt。该方法具有若干优点,例如在单个患者中或患者之间结果的良好再现性。同样,在示踪剂流入组织隔室的流入量和其对血浆的流出量之间达到平衡状态之后,可以在任何时间点估算硼浓度。

  分布体积表示目标组织和血浆在平衡或稳态时示踪剂浓度的比率:Vt=Ct/Cp。从而知道特定组织中处于平衡状态的血浆示踪剂浓度和Vt值,可以计算出该组织的Ct值。如果达到血液和组织中示踪剂浓度的恒定比率,则它也独立于示踪剂给药方案,并且可以应用于任何可逆结合的示踪剂。F-FBPA在正常组织中的吸收是可逆的,既不困在细胞内,也不吸收蛋白质,并迅速从组织中冲出,因此,血浆和组织中F-FBPA浓度之间的动态平衡会随着时间而达到。对于F-FBPA获得的Vt值可以应用于10B-BPA,因此最终可以从血浆中得出组织10B-BPA的浓度。

  最初,由于其相对的计算简单性,仅选择了单个线性分析。但是,发现Logan图对模型和实际曲线的兼容性较低。手动将t移到较晚的时间点时,它往往显示出更好的拟合度,部分原因是可用数据的减少和可变性的降低。如果将t值更改为33分钟,则其余3个数据点不足以充分评估残差分布。此外,由于数据点有限,无法实现应在时间t之后保持恒定的γ-截距的稳定。Ichise多线性分析是Logan图分析的派生产品,尤其是在基于关注区域的参数估计的情况下,为一个组织和两个组织隔室模型提供了减少的偏差。MA1仅对于1组织模型独立于t,但作为Logan图,对于1组织模型需要它。MA2特别有趣,因为它不需要确定的t,并且可以应用于两种组织模型,并且适用于动力学缓慢的放射性示踪剂。

  与其他器官相比,大脑时间活动曲线具有明显不同的模式,直到第三十四分钟放射性逐渐升高,然后缓慢降低直至研究结束。可能是由于血脑屏障中高1号大氨基酸转运蛋白表达导致示踪剂的药代动力学不同而引起的。因此,IchiseMA2可能是该区域的最佳模型。

  最大Vt值不超过108ml每毫升。这个值比用于治疗肿瘤的Vt值要低得多,这可能在文献中动物肿瘤模型中找到。或公开的速率常数的人和大鼠神经胶质瘤,反映较低k1/k2比在正常组织中,这又可以通过正常细胞与肿瘤细胞之间氨基酸转运蛋白表达的差异及其对配体的亲和力来解释。在肿瘤LAT1和ATB0中,已发现+上调,并且这些转运蛋白导致肿瘤细胞摄取10B-BPA和F-FBPA。与LAT1相比,在正常细胞中表达的LAT2对F-FBPA的亲和力较低,并且显示出较低的F-FBPA转运性。

  此外,所有选定器官的平均Vt似乎都低于1,这表明在平衡时间之后,正常组织中的示踪剂浓度低于血浆中的示踪剂浓度。

  有几个因素可能会影响获取的Vt值的准确性。选择进行分析的区域包括功能和组织学上不同的组织。这些组织不仅在间质中而且在血管中都含有硼化合物,中空器官中的食糜和气体以及肺中的空气也影响硼浓度测量的准确性。在当前的研究中没有评估这些因素的影响。

  由于胰腺VOI的叠加和左肾中高示踪剂堆积的区域,胰腺尾部被部分排除在分析范围之外。

  同样,F-FBPA代谢伴随硼原子的分离在一定程度上发生,这很可能是由于肝酶的活性引起的,从而导致测量的偏差。

  系统L是负责输送系统10B-BPA摄取在正常组织中,和LAT2是升-氨基丁酸转运主要表达在正常细胞中。然而,与10B-BPA相比,F-FBPA对LAT2的亲和力和转运性较低,这也可能对结果产生影响。

  结果发现,B-BPA和F标记的FBPA的N/B比随给药方案的不同而不同,与单次注射组相比,连续输注组的N/B较低。尽管该结果是在动物实验中获得的,并且化合物是皮下给药的,但静脉输注通常用于人体,但仍会导致10B浓度值之间的差异,具体取决于方案特征。

  在另一项关于10B-BPA药代动力学的研究中,报告了达到峰值后血液中10B-BPA浓度的双相指数清除,并建议在10B-BPA血液和组织浓度之间存在时间间隔。这些浓度之间的平衡状态将在清除的后期阶段达到。但是,如果中子辐照发生在后期相平衡达到之前,则实际值和估计值之间可能会出现分歧。

  总而言之,当前的研究尝试使用药代动力学分析评估体内10B的浓度。使用Ichise多线性分析MA2使用F-FBPA的Vt值可以最佳地估计正常组织中的10B浓度。

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