Gordon Locher là người đầu tiên đề xuất ra nguyên lý kỹ thuật BNCT vào năm 1936 [1]. Xạ trị kích hoạt Boron bằng neutron (Boron neutron capture therapy – BNCT) là phương pháp điều trị ung thư, đưa hợp chất chứa Boron tập trung chọn lọc trong các tế bào khối u, sau đó xạ trị bằng neutron. Các hạt neutron nhiệt gây phản ứng hạt nhân biến đồng vị bền 10B thành đồng vị phóng xạ 11B. Đồng vị phóng xạ 11B phân rã thành hai là hạt α (như hạt nhân của Helium-4) và đồng vị bền Lithium-7 (hình 1). Hạt α có năng lượng lớn và quãng chạy ngắn nên tiêu diệt tế bào u mạnh mà không gây ảnh hưởng đến nhu mô lành xung quanh.
Phản ứng phân hạch:
10B + nth→ [11B]* → α + 7Li + 2,31 MeV
Hình 1. Phản ứng neutron nhiệt gây phân rã hạt nhân Boron
Các hạt α mang năng lượng cao nhưng lại tác dụng trên khoảng cách rất ngắn (<10µm), do đó chúng chỉ tác dụng trong phạm vi từng tế bào riêng lẻ. Xin lưu ý là trước khí chiếu neutron, đồng vị bền 10B đã được đưa vào mô đích bị bệnh nên chỉ có các tế bào khối u tập trung đồng vị bền Boron. Vì thế chỉ có tại các tế bào bệnh đó mới bị tác dụng bởi bức xạ α . Các tế bào lành xung quanh sẽ có độ an toàn rất cao (hình 2).
Hình 2. Nguyên lý phương pháp điều trị kích hoạt Boron bằng neutron
Hơn 60 năm qua, phương pháp này đã được nghiên cứu và áp dụng tại Mỹ, Châu Âu, Nhật, Đài Loan và được chứng minh hiệu quả đối với một số loại ung thư vùng đầu cổ, các khối u não ác tính (u nguyên bào thần kinh đệm đa hình thái, u màng não ác tính), ung thư phổi xâm lấn thành ngực… [2], [3].
Trong điều trị u não ác tính [4]: bệnh nhân được ghi hình PET với 18F-BPA (boronophenylalanine) trước khi điều trị. Hình ảnh PET giúp đánh giá vùng mô bệnh cần có sự tập trung Boron trong khối u trước điều trị (hình 3).
Hình 3. (A): Hình ảnh cộng hưởng từ xung FLAIR; (B): hình ảnh cộng hưởng
từ xung T1 có tiêm thuốc đối quang từ; (C): hình ảnh 18F-BPA-PET cho thấy tập trung
Boron trong khối u, tỉ số u/nhu mô lành là 7,8.
Dựa vào hình ảnh 18F-BPA-PET và tỉ số u/nhu mô lành để tính toán thời gian xạ trị. Bệnh nhân sẽ được truyền tĩnh mạch thuốc BPA (chứa Boron) trước và trong quá trình xạ trị bằng hạt neutron.
Tài liệu tham khảo:
1.Locher Gl. Biological effects and therapeutic possibilities of neutrons. Am. J Roentgenol Radium Ther. 1936;3691):1-13.
2.IAEA-TECDOC-1223. Current status of neutron capture therapy. Austria, 2001.
3.Kavitaa N., Nalini A., Manigandan T. et al. Boron Neutron Capture Therapy – A literature review. J Clin Diagn Res. 2016 Dec;10(12): ZE01-ZE04.
4.Shin-Ichi M, Shinji K, Ryo H et al. Boron Neutron Capture Therapy for Malignant Brain Tumors. Neurol Med Chir (Tokyo). 2016 Jul; 56(7): 361-371.
Phạm Thị Len