Kontent qismiga oʻtish

Neytron qamrash terapiyasi

Vikipediya, erkin ensiklopediya

 Neytronning tugʻilishi va uning xossalari.1932- yili ingliz  fizigi  D.Chedvik   neytronni  kashf  etsi. Berilliyni   α-zarralar  bilan bombardimon   qilganda protonlar   paydo  boʻlmadi. Biroq  qalinligi 10-20  sm  boʻlgan  qoʻrgʻoshin  plastinkadan  iborat toʻsiqdan   oʻta   oldigan  kuchli   kiruvchan   qandaydir  nurlanish  bor   ekanligi  aniqlandi. Bu  nurlanish   (zarralar oqimi)  taʼsirida  u  bilan   toʻqnashayotgan   atom  juda   katta    energiya  olar   edi. Bu  zarralarning  kiruvchanlik   qobilyati   katta  boʻlgani   va   gazni  bevosita    ionlashtirmagani   uchun  ular   elektr   jihatidan  neytraldir. Yangi   zarra   neytron  deb   ataldi. Neytron tutib olish terapiyasi (NCT) — birlamchi miya oʻsmalari, bosh va boʻyin mintaqasining takroriy saratoni, teri va teridan tashqari melanomalar kabi mahalliy invaziv malign oʻsmalarni davolash uchun radioterapiya turi. Bu ikki bosqichli jarayon: birinchi navbatda, bemorga past energiyali „termal“ neytronlarni ushlashga yuqori moyillikka ega boʻlgan barqaror bor −10 (10 B) izotopi boʻlgan oʻsimtani lokalizatsiya qiluvchi dori yuboriladi. 10 B (3837 ombor) ning neytron kesimi toʻqimalarda uchraydigan azot, vodorod yoki kislorod kabi boshqa elementlardan 1000 baravar koʻpdir. Ikkinchi bosqichda bemorga epitermik neytronlar nurlanadi, ularning manbalari oʻtmishda yadro reaktorlari boʻlgan va hozirda yuqori energiyali epitermal neytronlarni ishlab chiqaradigan tezlatgichlardir. Toʻqimalarga kirib borganida energiyani yoʻqotgandan soʻng, natijada past energiyali „termal“ neytronlar 10 B atomi tomonidan ushlanadi. Olingan parchalanish reaktsiyasi yuqori energiyali alfa zarralarini beradi, ular etarli darajada 10 B ni olgan saraton hujayralarini oʻldiradi.

Bugungi kunga qadar NCT bilan bogʻliq barcha klinik tajriba bor-10; shuning uchun bu usul bor neytron tutib olish terapiyasi (BNCT) deb nomlanadi.[1] Gadoliniy kabi boshqa radioaktiv boʻlmagan izotopdan foydalanish hayvonlarning eksperimental tadqiqotlari bilan cheklangan va klinik jihatdan amalga oshirilmagan. BNCT hozirgi kunda davolab boʻlmaydigan glioblastoma kabi xavfli miya oʻsmalari va yaqinda bosh va boʻyin mintaqasining mahalliy darajada rivojlangan takroriy saratonlari va kamroq tez-tez yuzaki melanomalar uchun anʼanaviy radiatsiya terapiyasiga alternativa sifatida baholangan. va genital hudud.[1][2][3]

Bor neytronlarini qamrash terapiyasi

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Tarixi

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Jeyms Chadvik 1932 yilda neytronni kashf etdi. Koʻp oʻtmay, HJ Teylor bor-10 yadrolari past energiyali „termal“ neytronlarni ushlashga yuqori moyil boʻlganini xabar qildi. Bu reaksiya bor-10 yadrolarining geliy-4 yadrolari (alfa zarralari) va litiy-7 ionlariga yadroviy parchalanishiga olib keladi.[4] 1936 yilda Pensilvaniya shtatining Filadelfiya shahridagi Franklin instituti olimi GL Locher ushbu kashfiyotning terapevtik salohiyatini tan oldi va neytronni tutib olish reaktsiyasining bu oʻziga xos turini saraton kasalligini davolashda qoʻllash mumkinligini taklif qildi.[5][1] Massachusets umumiy kasalxonasining neyroxirurgi Uilyam Svit birinchi boʻlib BNCT ni barcha miya oʻsmalarining eng xavflisi boʻlgan glioblastoma multiforme (GBM) ni davolash uchun baholash uchun malign miya oʻsmalarini davolashda, bor yetkazib beruvchi vosita sifatida boraksdan foydalanish imkoniyatini taklif qildi. 1951 yilda[6] Keyinchalik Li Farr tomonidan Long-Aylend, Nyu[7] York, AQShdagi Brukhaven milliy laboratoriyasida maxsus qurilgan yadro reaktoridan foydalangan holda klinik sinov boshlandi. Bostondagi Massachusets texnologiya instituti (MIT).[6]

Butun dunyo boʻylab bir qator tadqiqot guruhlari Shirin va Farrning dastlabki klinik tadqiqotlarini va keyinchalik 1960-yillarda Xiroshi Xatanakaning (kínjīmì) miya shishi boʻlgan bemorlarni davolash uchun kashshof klinik tadqiqotlarini davom ettirdilar.[8] Oʻshandan beri klinik sinovlar Yaponiya, AQSh, Shvetsiya, Finlandiya, Chexiya va Argentina kabi qator mamlakatlarda oʻtkazildi. Fukusimadagi yadroviy avariyadan soʻng (2011), u erdagi klinik dastur reaktor neytron manbasidan toʻqimalarga kirib borishi bilan issiqlikka aylanadigan yuqori energiyali neytronlarni ishlab chiqaradigan tezlatgichlarga oʻtdi. 

BNCT uchun  talablar

neytronlar oqimi     109 neytron/cm2s

neytron energiyasi ~ 1 eV ~ 10.0 keV

gamma nurlanish dozasi  2x10-13 Gy/cm2

tez neytronlar dozasi    2x10-13 Gy/cm2

Asosiy tamoyillar

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Neytronni ushlab turish terapiyasi terapevtik taʼsirga erishish uchun ikkita alohida komponentdan iborat ikkilik tizimdir. Har bir komponentning oʻzi oʻsimtaga qarshi emas, ammo ular birlashganda saraton hujayralari uchun oʻlimga olib kelishi mumkin.

1) Bor birikmasi (b) saraton hujayralari tomonidan tanlab soʻriladi. 2) Neytron nurlari (n) saraton joyiga qaratilgan. 3) Bor neytronni yutadi. 4) Bor parchalanib, saratonni oʻldiradigan nurlanishni chiqaradi.

BNCT tabiiy elementar borning taxminan 20% ni tashkil etuvchi radioaktiv boʻlmagan bor-10 qoʻzgʻaluvchan bor-11 (11 B*) hosil qilish uchun tegishli energiyaga ega neytronlar bilan nurlanganda sodir boʻladigan yadroviy tutilish va parchalanish reaktsiyalariga asoslanadi. . Bu yuqori energiyali alfa zarralari (4 He yadrolari) va yuqori energiyali litiy-7 (7 Li) yadrolarini hosil qilish uchun radioaktiv parchalanishga uchraydi. Yadro reaktsiyasi: 

10 B + n th → [ 11 B] *→ a + 7 Li + 2,31 MeV

Alfa zarrachalari ham, litiy yadrolari ham reaksiyaga yaqin joyda 5-9 diapazonda bir-biriga yaqin joylashgan ionlanishlarni hosil qiladi. mkm . Bu taxminan maqsadli hujayraning diametri va shuning uchun tutilish reaktsiyasining halokatliligi bor oʻz ichiga olgan hujayralar bilan cheklangan. Shunday qilib, BNCT radiatsiya terapiyasining biologik va jismoniy maqsadli turi sifatida qaralishi mumkin. BNCT ning muvaffaqiyati oʻsimtaga 10 B ning etarli miqdorda tanlab etkazib berilishiga bogʻliq boʻlib, uning atrofidagi oddiy toʻqimalarda faqat kichik miqdorda lokalizatsiya qilinadi.[8] Shunday qilib, normal toʻqimalar, agar ular etarli miqdorda bor-10 ni olmagan boʻlsa, neytronni ushlab turish va parchalanish reaktsiyalaridan xalos boʻlishi mumkin. Oddiy toʻqimalarning bardoshliligi normal toʻqimalarda vodorod va azot bilan sodir boʻladigan yadroviy tutilish reaktsiyalari bilan belgilanadi.[8]

Qoʻshimcha maʼlumotlar

1) issiq neytronlar toʻqimalarda yutilish va sochilish hisobiga energiyasini tez yoʻqotadi va ularning effektiv singish chuqurligi 3-4 cm ga teng boʻladi. Yaʼni BNCT orqali uncha chuqur boʻlmagan saraton hujayralarinigina yoʻq qilish mumkin.

2) immun tizimini chalgʻitish uchun foydalaniladigan peparat tarkibida erkin harakatlana oluvchi quyi molekulyar birikmalar mavjud boʻlib, ular saraton hujayrasi tomonidan soʻrilmaydi. Natijada neytronlar oqimi bilan nurlantirilganda yon atrofdagi sogʻlom hujayralar ham nurlanish oladi.

Bor yetkazib beruvchi moddalarning keng assortimenti sintez qilingan.[9] Birinchisi, asosan Yaponiyada qoʻllangan, koʻpburchakli bor anioni, natriy borokaptat yoki BSH (Na2B12H11SH), ikkinchisi esa boronofenilalanin yoki BPA deb ataladigan fenilalaninning dihidroksiboril hosilasidir. Ikkinchisi koʻplab klinik sinovlarda qoʻllangan. BPA yoki BSH ni tomir ichiga yuborish orqali yuborilgandan soʻng, oʻsimta joyi neytronlar bilan nurlanadi, ularning manbai yaqin vaqtgacha maxsus ishlab chiqilgan yadro reaktorlari edi va hozirda neytron tezlatgichlari. 1994 yilgacha Yaponiya[10] va Qoʻshma Shtatlarda[6][7] past energiyali (< 0,5 eV ) termal neytron nurlari ishlatilgan, ammo ular toʻqimalarga chuqur kirish chuqurligiga ega boʻlgani sababli, yuqori energiya (> ,5 eV) < 10 keV) epitermik neytron nurlari kattaroq kirib borish chuqurligiga ega boʻlib, Amerika Qoʻshma Shtatlari,[11][12] Yevropa,[13][14] Yaponiya,[15][16] Argentinada klinik sinovlarda ishlatilgan. Tayvan va Xitoy yaqin vaqtgacha tezlatgichlar reaktorlarni almashtirgan paytgacha. Nazariy jihatdan BNCT radiatsiya terapiyasining yuqori tanlangan turi boʻlib, u oʻsimta hujayralarini qoʻshni normal hujayralar va toʻqimalarga radiatsiyaviy zarar etkazmasdan nishonga olishi mumkin. Dozalar 60-70 gacha kulrang (Gy) anʼanaviy fraksiyalangan tashqi nurli foton nurlanishi uchun 6-7 haftaga nisbatan bir yoki ikkita dasturda oʻsimta hujayralariga etkazilishi mumkin. Biroq, BNCT samaradorligi oʻsimta ichida, aniqrogʻi, tarkibiy oʻsimta hujayralari ichida 10 B ning nisbatan bir hil hujayrali taqsimlanishiga bogʻliq va bu hali ham uning muvaffaqiyatini cheklab qoʻygan hal qilinmagan asosiy muammolardan biri hisoblanadi.[1]

Radiobiologik mulohazalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]

BNCT da oʻsimta va normal toʻqimalarga nurlanish dozalari toʻgʻridan-toʻgʻri ionlashtiruvchi nurlanishning uchta turidan energiya toʻplanishi bilan bogʻliq boʻlib, ular chiziqli energiya uzatishda (LET) farqlanadi, bu ionlashtiruvchi zarracha yoʻlida energiya yoʻqotish tezligi: 

1. Past-LET gamma-nurlari, birinchi navbatda, termal neytronlarni normal toʻqimalarning vodorod atomlari [ 1 H (n, g) 2 H] tomonidan tutilishidan kelib chiqadi;

2. Tez neytronlarning tarqalishi va azot atomlari tomonidan termal neytronlarning tutilishi natijasida hosil boʻlgan yuqori LET protonlari [ 14 N (n, p) 14 C]; va

3. 10 B [ 10 B(n, a) 7 Li] bilan termal neytronni tutib olish va parchalanish reaksiyalari natijasida ajralib chiqadigan yuqori LET, ogʻirroq zaryadlangan alfa zarralari (geliy [ 4 He] yadrolari ajratilgan) va litiy 7 ionlari.

Oʻsimta va uning atrofidagi normal toʻqimalar radiatsiya maydonida mavjud boʻlgani sababli, hatto ideal epitermik neytron nurlari bilan ham, yuqori va past LET nurlanishidan iborat boʻlgan muqarrar, oʻziga xos boʻlmagan fon dozasi boʻladi. Biroq, oʻsimtadagi 10 B ning yuqori konsentratsiyasi uning qoʻshni oddiy toʻqimalarga qaraganda yuqori umumiy dozani olishga olib keladi, bu BNCTda terapevtik oʻsish uchun asosdir.[17] Har qanday toʻqimalarga yuborilgan Gy dagi nurlanishning umumiy dozasi foton-ekvivalent birliklarda, ularning har birining radiobiologik samaradorligining oshishiga bogʻliq boʻlgan ogʻirlik omillariga (Gy w) koʻpaytirilgan yuqori LET dozasi komponentlarining yigʻindisi sifatida ifodalanishi mumkin. komponentlar. 

Klinik dozimetriya

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Biologik ogʻirlik omillari epitermal neytron nurlari bilan birgalikda boronofenilalanin (BPA) yordamida yuqori darajadagi gliomalari boʻlgan bemorlarda oʻtkazilgan barcha yaqinda oʻtkazilgan klinik tadqiqotlarda qoʻllangan. Bosh terisiga radiatsiya dozasining 10 B(n, a) 7 Li qismi BNCT paytida qondagi oʻlchangan bor konsentratsiyasiga asoslanadi, bunda qon: bosh terisi bor konsentratsiyasi nisbati 1,5:1 va birikma teridagi BPA uchun biologik samaradorlik (CBE) omili 2,5. Nisbiy biologik samaradorlik (RBE) yoki CBE omili 3,2 barcha toʻqimalarda nurning yuqori LET komponentlari, masalan, alfa zarralari uchun ishlatilgan. RBE omili har xil turdagi ionlashtiruvchi nurlanishning biologik samaradorligini solishtirish uchun ishlatiladi. Yuqori LET komponentlariga oddiy toʻqima azoti bilan tutilish reaktsiyasi natijasida hosil boʻlgan protonlar va tez neytronlarning vodorod bilan toʻqnashuvi natijasida kelib chiqadigan protonlar kiradi.[17] Shuni taʼkidlash kerakki, klinik nurlanishlar uchun nurlanish dozalarini baholash uchun eksperimental olingan qiymatlardan foydalanish uchun odamlarda bor etkazib beruvchining toʻqimalarda taqsimlanishi eksperimental hayvonlar modelidagiga oʻxshash boʻlishi kerak.[17][18] Hisoblash dozimetriyasi va davolashni rejalashtirish bilan bogʻliq batafsil maʼlumot uchun qiziqqan oʻquvchilar ushbu mavzu boʻyicha keng qamrovli sharhga murojaat qilishadi.[19]

Bor yetkazib berish agentlari

[tahrir | manbasini tahrirlash]

BNCT uchun bor yetkazib berish agentlarini ishlab chiqish 1960-yillarning boshida boshlangan va davom etayotgan va qiyin vazifadir. BNCTda potentsial foydalanish uchun bir qator bor-10 etkazib berish agentlari sintez qilingan.[9][20][21] Muvaffaqiyatli bor etkazib berish agenti uchun eng muhim talablar:

  • kam tizimli toksiklik va oʻsimtaning yuqori oʻzlashtirilishi va bir vaqtning oʻzida yuqori oʻsma bilan normal toʻqimalarning oʻzlashtirilishi: miyaga (T: Br) va oʻsimtaga: qonga (T: Bl) konsentratsiya nisbati (> 3-4: 1);
  • oʻsimta konsentratsiyasi ~ 20-50 oraligʻida mkg 10 B/g oʻsimta;
  • qon va normal toʻqimalardan tez tozalanishi va BNCT paytida oʻsimtaning davom etishi.

Biroq, 2021 yil holatiga koʻra, bitta bor etkazib berish agenti ushbu mezonlarning barchasiga javob bermaydi. Yangi kimyoviy sintetik usullarning rivojlanishi va samarali vosita uchun zarur boʻlgan biologik va biokimyoviy talablar va ularni etkazib berish usullari toʻgʻrisidagi bilimlarning ortishi bilan turli xil yangi bor agentlari paydo boʻldi (1-jadvaldagi misollarga qarang). Biroq, bu birikmalardan faqat bittasi yirik hayvonlarda sinovdan oʻtkazilgan va faqat boronofenilalanin (BPA) va natriy borokaptat (BSH) klinik jihatdan ishlatilgan.[1]

1-jadval. Yangi past va yuqori molekulyar ogʻirlikdagi bor yetkazib beruvchi moddalarga misollar
Borik kislotasi Borlangan tabiiy boʻlmagan aminokislotalar
Bor nitridi nanotubalari Borlangan VEGF
Bor oʻz ichiga olgan immunoliposomalar va lipozomalar Karboranil nukleozidlari
Bor oʻz ichiga olgan lipiodol Karboranil porfirazinlar
Bor oʻz ichiga olgan nanozarralar Karboranil timidin analoglari
Borlangan kopolimerlar Dekaborone (GB10)
Borli siklik peptidlar Dodekaborat klaster lipidlari va xolesterin hosilalari
Borlangan DNK c interkalatorlari Dodekahidro-klozo-dodekaborat klasterlari
Borlangan EGF va anti-EGFR MoAbs Chiziqli va siklik peptidlar
Borlangan poliaminlar Polianion polimerlar
Borlangan porfirinlar Transferrin-polietilen glikol lipozomalari
Bor shakarlari

Manbalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]
  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 "Current status of boron neutron capture therapy of high grade gliomas and recurrent head and neck cancer". Radiation Oncology 7: 146. August 2012. doi:10.1186/1748-717X-7-146. PMID 22929110. PMC 3583064. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=3583064.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Barth et al 2012" defined multiple times with different content
  2. ↑ "Critical review, with an optimistic outlook, on Boron Neutron Capture Therapy (BNCT)". Applied Radiation and Isotopes 88: 2–11. June 2014. doi:10.1016/j.apradiso.2013.11.109. PMID 24355301. 
  3. ↑ "Boron neutron capture therapy for vulvar melanoma and genital extramammary Paget's disease with curative responses". Cancer Communications 38 (1): 38. June 2018. doi:10.1186/s40880-018-0297-9. PMID 29914570. PMC 6006671. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=6006671. 
  4. ↑ "Detection of Nuclear Disintegration in a Photographic Emulsion". Nature 135 (3409): 341. 1935. doi:10.1038/135341a0. 
  5. ↑ "Biological effects and therapeutic possibilities of neutrons.". American Journal of Roentgenology and Radium Therapy 36: 1–13. 1936. 
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 "The uses of nuclear disintegration in the diagnosis and treatment of brain tumor". The New England Journal of Medicine 245 (23): 875–8. December 1951. doi:10.1056/NEJM195112062452301. PMID 14882442.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name ":0" defined multiple times with different content
  7. ↑ 7,0 7,1 "Neutron capture therapy with boron in the treatment of glioblastoma multiforme". The American Journal of Roentgenology, Radium Therapy, and Nuclear Medicine 71 (2): 279–93. February 1954. PMID 13124616.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Farr" defined multiple times with different content
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 "Boron neutron capture therapy of cancer: current status and future prospects". Clinical Cancer Research 11 (11): 3987–4002. June 2005. doi:10.1158/1078-0432.CCR-05-0035. PMID 15930333.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Boron Neutron" defined multiple times with different content
  9. ↑ 9,0 9,1 "Boron in medicinal chemistry". Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry 6 (2): 73. 2006. doi:10.2174/187152006776119162.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Vicente MGH" defined multiple times with different content
  10. ↑ "Clinical review of the Japanese experience with boron neutron capture therapy and a proposed strategy using epithermal neutron beams". Journal of Neuro-Oncology 62 (1–2): 87–99. 2003. doi:10.1023/A:1023234902479. PMID 12749705. 
  11. ↑ "Assessment of the results from the phase I/II boron neutron capture therapy trials at the Brookhaven National Laboratory from a clinician's point of view". Journal of Neuro-Oncology 62 (1–2): 101–9. 2003. doi:10.1023/A:1023245123455. PMID 12749706. 
  12. ↑ "A critical examination of the results from the Harvard-MIT NCT program phase I clinical trial of neutron capture therapy for intracranial disease". Journal of Neuro-Oncology 62 (1–2): 111–21. 2003. doi:10.1007/BF02699938. PMID 12749707. 
  13. ↑ "L-boronophenylalanine-mediated boron neutron capture therapy for malignant glioma progressing after external beam radiation therapy: a Phase I study". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics 80 (2): 369–76. June 2011. doi:10.1016/j.ijrobp.2010.02.031. PMID 21236605. 
  14. ↑ "Boron neutron capture therapy in the treatment of locally recurred head-and-neck cancer: final analysis of a phase I/II trial". International Journal of Radiation Oncology, Biology, Physics 82 (1): e67-75. January 2012. doi:10.1016/j.ijrobp.2010.09.057. PMID 21300462. 
  15. ↑ "Boron neutron capture therapy for newly diagnosed glioblastoma". Journal of Radiation Research 50 (1): 51–60. January 2009. doi:10.1269/jrr.08043. PMID 18957828. 
  16. ↑ "Survival benefit of Boron neutron capture therapy for recurrent malignant gliomas". Journal of Neuro-Oncology 91 (2): 199–206. January 2009. doi:10.1007/s11060-008-9699-x. PMID 18813875. 
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 "The radiation biology of boron neutron capture therapy". Radiation Research 151 (1): 1–18. January 1999. doi:10.2307/3579742. PMID 9973079.  Manba xatosi: Invalid <ref> tag; name "Coderre" defined multiple times with different content
  18. ↑ "An analysis of the structure of the compound biological effectiveness factor". Journal of Radiation Research 57 Suppl 1 (S1): i83–i89. August 2016. doi:10.1093/jrr/rrw022. PMID 27021218. PMC 4990111. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4990111. 
  19. ↑ "Computational dosimetry and treatment planning considerations for neutron capture therapy". Journal of Neuro-Oncology 62 (1–2): 75–86. 2003. doi:10.1023/A:1023241022546. PMID 12749704. 
  20. ↑ Soloway, A. H., Tjarks, W., Barnum, B. A., Rong, F-G., Barth, R. F., Codogni, I. M., and Wilson, J. G.: The chemistry of neutron capture therapy. Chemical Rev 98: 1515-1562, 1998.
  21. ↑ "Boron delivery agents for neutron capture therapy of cancer". Cancer Communications 38 (1): 35. June 2018. doi:10.1186/s40880-018-0299-7. PMID 29914561. PMC 6006782. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=6006782.  
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Neytron_qamrash_terapiyasi&oldid=5239518" dan olindi