自从本世纪30年代以来，医学研究人员经过长期努力，终于找到一种用中子治疗癌症的成功之法，该技术是利用硼化合物俘获脑肿瘤内的中子，从而使研究人员能够获得一直期待寻找的治疗肿瘤的有效方法。
在寻找有效治疗癌症的过程中，医学科学始终致力于寻找一种未曾发现的肿瘤治愈之法。在过去的几年中，研究人员已看到50多年前首次推出的治疗技术再次兴起，该技术称另“中子俘获疗法”，它可能成为治疗严重脑肿瘤及其它癌症的主要方法。
治愈肿瘤十分困难，因为大多数疗法会同时破坏健康细胞、一种最普通的治疗法——现代高能X射线束辐射疗法，能杀死身体内很多部位的肿瘤，然而大量X射线束通常在正常组织的破坏往往要比它对肿瘤的破坏大得多。
与早期X射线相比，其他类型的放射疗法以不同的方式克服了这一不利因素。例如，高能质子束将其大部分能量集中在其射程末端附近，因此可保证其大剂量射线聚集在组织的比深度上。中子通过反冲质子将其大部分能量储存起来，因此证明了中子在治疗某种肿瘤方面有用途。而中子俘获疗法却不同，它是中子对准肿瘤进行组合辐射的。只有暴露于中子束的组织和含有靶化合物的组织才能大范围受到破坏。
这种基本方法比较简单，第一步是在肿瘤植入可与一束低能热中子起反应而产生破坏的辐射线的一种原子核（一种核素）。当中子击中肿瘤时，被移植的核素便俘获了中子。辐射摧毁了肿瘤细胞。在理论上，这束辐射只应在小范围内起作用，因此正常组织不受损害，只有几种核素适用于此疗法，大多数核素集中在硼 - 10上，它俘获中子与94%的γ射线一起产生锂 - 7和一种α粒子。γ射线在核反应中只携带一小部分释放的能量，其余由α粒子和锂核构成的能量分别穿入组织9微米和5微米。由于一个生物细胞常常为10微米长，所以α粒子和锂核可将其全部能量集中在单细胞中，从而破坏单细胞中的DNA，使细胞不能再繁殖。
在正常组织的主要元素中，只有氢和氮在一些有效范围内与热中子起反应。尽管中子碰上移植的硼 - 10可能要比氢和氮多得多，但是这些元素在身体内特别丰富。氢俘获中子产生γ射线，氮产生质子。当研究人员精确计算了他们的病人吸收了多少辐射时，一定包括这些“多余的”中子俘获反应。
中子俘获疗法呈现一种交错排列图形。1932年，詹姆斯 · 查德威克（James. Chadwick）发现中子，但在4年后，戈丹 · 洛赫尔（Gordan Locher）首先推出中子疗法，但直到1952年，纽约布鲁克海文国家试验室的研究人员在动物身上进行了一系列实验，后来马萨诸塞州综合医院开始了临床试验。
尽管上述试验并未成功，但是该疗法却给治疗脑肿瘤留下了一个引人注目的可能性，特别是神经胶质瘤、供给大脑中子的神经胶质细胞肿瘤。神经胶质瘤在脑脊液中能扩散到大脑，尽管该瘤不会正常地扩散到身体的其他部分，实际上它扩散到身体的各个部位是十分困难的，也是不可能的，而反常细胞经常出现在离主要肿瘤几厘米的地方。平均来说，用传统外科手术治疗之后，病人只幸存不到6个月，但这种手术至少分解了大脑中的内压力。既然神经胶质瘤可抗X射线，因而外科手术便保留了这种基本治疗法。
对中子俘获疗法来说，大脑是一个适合的部位，因为血 - 脑障碍物分离了血液内中枢神经的主要成分、与大脑外表的大多数组织不一样，许多物质可自由地在血液和组织间穿过。细胞表层毛细管可将血液输 - 到大脑中，阻止大量分子进入。但大多数致命肿瘤周围的障碍物却比正常脑组织中的障碍物少得多。也就是说，即将俘获中子的化合物无需进入大脑的正常区域就可越过障碍物进入肿瘤。
且不说早期临床试验的失败，日本东京大学的一位神经外科医生坚持了这一技术，例如，在美国，他利用一种新的砌化合物BSH——borocaptate Sodium（Na2B12H11SH）对早期研究工作做了改进。这种化合物与它的二聚物BSSH（Na4B24H22S2）很容易凝固到肿瘤上，并在肿瘤上粘连一段时间，这就使治疗学家能等到硼变清血液时，再用中子放射肿瘤。在早期治疗中，血液中的残留物会产生放射破坏血管。
这位日本医生的实验结果是有前途的，可是它们的出现对小的外部肿瘤最适宜、该手术技术的缺点在于，脱头皮及开头盖骨时，肿瘤最大限度地暴露在中子束之中。但做这种外科手术也许不必要。这位日本医生和居于其前的人们已利用了所有热中子束，这些中子束不会穿入很深的组织，一束带稍高能量的中子也许治疗效果更好。
这些中子在与原子核相撞前会穿入外层组织，在组织表皮下把中子减慢到热能之中，这对外科手术将是不必要的，病人忍受不了多日数次小手术。这种用传统X射线疗法的局部治疗比给病人进行大范围内治疗所产生的危害少得多。
核反应堆中形成的中子拥有大范围能量，中子的热量从0.01 eV（电子伏）可快速增至10兆电子伏（MeV）。带中等能量的中子被略不严格地限制在leV到100 KeV（千电子伏）之间，用中子俘获疗法对治疗神经胶质瘤是有用的。
热中子束为什么被广泛应用的原因之一在于，强烈的中子束足以应用于大多数医学或核反应器研究。尽管高能中子可以用中子过滤器获得，但却需要高能中子、高功率（高中子通量）反应器。这两种高通量反应器分别是哈弗尔试验室的PLUTO反应器和荷兰Petten联合研究中心的高通量反应器（HRR）。Hatanaka被局限于热节子之中是因为他使用的反应器与典型的20 ~ 60兆瓦的高通量反应器相比，功率只有100千瓦。
选择具有一种特殊能量的方法是利用中子窗，在这种能量下，与这种材料相互配合时特别少。例如，钪会让2 KeV的中子通过，而铁却以24 KeV传输中子。另外，像铝和液态氩一样的过滤器将在中间区的宽频带中传输中子。
中子俘获疗法的最佳能量是什么？回答在很大程度上取决于正常组织在这一过程中吸收的辐射量有多少。中子束将产生γ辐射，更重要的是，当氢俘获一个中子时，正常组织中便产生大量γ射线。中子中的质子不仅是由氮俘获的，而且在组织中产生了像氢核（单质子）一样的物质，从而使氢核在光束中与中子相撞。反冲质子传输到正常组织中的辐射量关键取决于中子束最初的能量。每个中子的能量是随着中子获得的能量急剧上升的，这种能量大于10 KeV。这表明中子是通过钪窗传输的，钪窗的能量为2 KeV，它优越于使铁通过的24 KeV的中子，可惜钪既稀少又昂贵。
在英国，正式对24 KeV中子疗法的研究始于1985年。当时在PLUTO上安装了一台处理铁、铝和硫的实验性过滤器，这种过滤器是英国原子能管理局牛津郡哈韦尔试验室制造的一种高通量核反应器。从那以后，英国格洛斯特郡哈韦尔和伯克利的几组物理学家、放射学家和临床医师，英国国家辐射防护局，丘吉尔医院和牛津拉德克利夫医院一起合作共同研究确定中子的用途。哺乳动物细胞培养的最初结果表明：24 KeV中子可能的确大大破坏了正常组织。可最近，研究人员对媒介物中含硼 - 10的各种浓缩的细胞做了辐射，并进一步证明，中子杀死带硼的细胞比杀死不带硼的细胞更有效。
在上述结果中，研究人员断定，24 KeV可能是中子俘获疗法的适合能量，可是带低能的中子对病人将是比较安全的。最初的工作是利用一种带液态氩、铝和硫的合成过滤器，产生的能量为10 KeV的中子束，从而验证了这种结论。
在更进一步的研究中，英国研究人员旨在观测到在实验性动物中，正常组织是怎样承受中能中子的，对化合物BSH及其二聚物的药物研究还在进行之中。在澳大利亚、日本、瑞典、美国、苏联以及联邦德国，这—研究一直在继续，目前其他几个国家也对此产生了极大的兴趣。美国计划在各种各样反应器上为该疗法设置中能中子束。
美国一些研究小组目前正在观测中能中子是如何治疗肿瘤的。爱达荷州动力爆炸反应堆装置以及纽约布鲁克黑文医学研究反应器共同启动，通过降低一种混合铝和重水裂变反应中子的速度，从而产生一种中能束。在马萨诸塞州开发反应器技术学院，另一小组一直认为热束和中能束都适用。
欧洲的形势在过去1 ~ 2年间戏剧性地改变了，目前荷兰Petten欧洲代理联合研究中心计划根据中子俘获疗法建立一家欧洲实验室，在那里的高通量反应器上试验中子束。今年年底将适用于放射生物学。如果一切顺利，那么在那里建立的实验室可能在1991年就可用于临床试验。
1987年，由于哈韦尔试验室的彼得 · 斯科菲尔德（Peter Schofield）着手进行大量研究，从而使欧洲硼中子俘获疗法的合作研究形成。该小组是由联邦德国不来梅大学的德特莱夫 · 加贝尔（Detlef Gabel）主持的。最近，该小组作为第四个医学与卫生研究计划的成员得到了欧洲委员会的资助。目前，在国际范围内，欧洲的研究已确立起来。在两年内，欧洲共同体将建立一个给病人做放射的实验室。
但硼化合物还有一些严重缺点，这些缺点是在组织的广泛范围内还是在细胞的更小范围内的分布状况，我们对此了解得很少，另一个绊脚石是BSH和它的二聚物仅仅适用于治疗神经胶质瘤的可接受的硼化合物，这些化合物并不完美。尽管BSH能很好地粘合肿瘤，但它决不会排除非肿瘤组织，特别是血液，或许是皮肤，因此中子俘获疗法能解除破坏正常组织中的α粒子和锂核，除了中子束自身能产生的一些破坏之外。
Hatanaka的基本原理也许是一种可以理解的观点，问题在于BSH不是物质，因没有其他药物能治疗神经胶质瘤，随着中子俘获疗法和BSH治疗法的出现，他的一些病人已经幸存了几年。但不对硼化合物及其功效进行大量研究，中子俘获疗法就不会得到广泛承认。
—种方法是利用单系抗体携带硼，这些抗体能封闭特殊的肿瘤细胞却不能封闭正常细胞。每个抗体可能需要至少携带1，000 ~ 10，000个硼分子，这样中子俘获疗法才有效。但大量的硼会使抗体失去活性。另一个问题是，怎样识别硼在细胞外表是否保留下来。当硼 - 10俘获一个中子至多只移动9微米左右时，粒子便产生。换言之，如果硼 - 10远离细胞核，那么这就绝对不会杀死细胞。
另一种有趣的可能性是使用带硼的卟啉，这些化合物能粘合肿瘤并在肿瘤内存留几周，它们已用于另一种新型抗癌疗法之中，称为“在光中发荧光的疗法”（PDT）。像BSH—样，这些化合物看来可能在肝中，也许在肺和肾中浓缩，幸而当用中子俘获疗法治疗脑肿瘤时，这些器官就会远离头部而不受损害。
黑素瘤（极恶性皮肤癌）也是用中子俘获疗法治疗的主要疾病，即用合成法处理黑色素黑素，并作为这一过程的一部分吸收带硼的化合物。最适用于中子俘获疗法的带硼化合物是P - 硼苯丙氨酸——即一种模拟的氨基酸，因此研究人员能用中子治疗特殊的黑素瘤。日本研究人员已经利用这一技术治疗了黑素瘤，尽管肿瘤表面可用热中子来治疗，但通过血液扩散了的患病组织通常是主要问题，因此需用射入肿瘤表皮下的中能中子治疗这类组织。
英国研究人员在过去4年的研究表明：中能中子适用于中子俘获疗法。将来在于发现新的，较好的带硼化合物以及测定身体中偶尔出现的化合物。人们一直认为，在Petten建造的动力爆炸反应堆装置或许能使全英国患神经胶质瘤疾病总人口三分之一的患者得到治疗。如果单系抗体证明可将硼注入肿瘤是一个可行之法，那么中子俘获疗法也许会适用于治疗其他许多种癌症。
[New Scientist，1989年11月18日]