專利名稱：：快中子治療的硼中子捕獲增強作用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及殺傷靶細胞硼中子捕獲治療中含硼試劑的用途。更具體講本發明涉及快中子放射治療的硼中子捕獲增強作用。1932年Chadwick發現中子后不久，人們就認識到其在治療人惡性腫瘤中的潛在用途。在該項工作的早期引入了具有特征效果截面面積，以已知為靶恩單位的10-24cm2單位表示的核的概念。已知硼中子捕獲的有效的原子核截面異常地大，而元素周期表中硼相鄰的元素，氮和碳，具有相對很小的原子核截面。Taylor，Proc.Roy.Soc.，A47873(1935)說明了10B核捕獲慢中子，接著產生4He2+(α-粒子)和7Li3+，這兩個重離子產物之間分布著大約2MeV的動能。也測定了產物離子的平移范圍特別短，在照相明膠中是7.6μ，在空氣中是1.1cm。通常，鋰離子和其α粒子產物是能在整個離子化過程中給予有機物質極大局部破壞的短程高能粒子。用熱獲得的硼中子捕獲(BNC)反應，293K(0.025eV)，中子可以如反應式(1)中所示來代表11B不能進行BNC反應，而10B的有效核截面是3837靶恩。另外兩個核素，1H和14N，在組織中很豐富，并且參與在BNCT期間發生的重要的中子捕獲副作用，因此給予患者重要的背景放射劑量。這兩個中子捕獲反應起著關鍵作用，不是因為靶原子核增強的核截面，而是因為它們在組織中的非常高的濃度。按照H.Hatanak，“腫瘤硼中子捕獲治療”(H.Hatanaka，Ed)，NishimuraCo.Ltd.，Nigata，Japan，P.5(1986)中所公開的，反應式(2a)和(2b)分別表示1H和14N中子捕獲反應(2a)(2b)其中*代表短暫的激發態。中子通過富氫基質，如組織，與H-7原子的核質子碰撞，導致這些中子的運動速度變慢，并發生散射。偶爾一個慢運動中子被這種質子捕獲并產生伴隨特征γ射線的氘核，γ射線屬于總放射劑量。在另一競爭捕獲反應中，組織中的氮原子可以捕獲低能量中子，并產生14C和0.63MeV(動能)質子。給予自BNC反應衍生的，且類似地與(2a)和(2b)所示產生的質子和γ光子相關的7Li3+和4He2+離子的動能被轉移到周圍基質中。因為除γ光子外，所有這些高能核反應產物是重粒子，動能轉移很快，而且沿著非常短的軌徑發生。這些粒子線性能量轉移，LET的速度是高的，因此這些反應的巨大能量沉積在一個非常小的體積內。作為一個例子，BNC反應中產生的7Li3+和4He2+離子產生大約0.01mm長或相當于大約一個細胞直徑的離子化徑跡。因此，組織中發生的核反應產生的粒子的高LET特性由于高密度沉積的能量而特別致命地影響細胞。實際上，攜帶大數量10B核的這些細胞易受BNC損傷，而不帶10B的相鄰細胞不受損傷，生存下來的參與背景1H(n，γ)2H和14N(n，p)14C反應。為了將10B供給到腫瘤細胞，實現所需要的在BNCT中的作用，相對于易受中子損傷的正常組織，應盡可能大地將硼選擇性載運到腫瘤上。另外，腫瘤中10B的實際濃度一定要足夠高，以提供遠高于背景放射劑量的由上述1H(n，γ)2H和14N(n，p)14C中子捕獲過程供給的局部二元治療效果。有效BNC所必需的一般可接受的10B最小濃度一般認為在10至30μg10B/g腫瘤之間，取決于10B對于腫瘤細胞結構重要成分的精確部位。因為10B核的位置自外細胞壁至細胞質至細胞核變化，預計有效BNC所需10B濃度會降低。因此，細胞壁結合的10B可能需要30ppm或更大的濃度，而位于腫瘤細胞核內的10B可能只需要10ppm或更少的濃度。另外一個因素是組織靶體積中熱能中子的穩定狀態濃度，因為非常低的中子強度需要成比例的較長放射時間來產生有效治療所需BNC反應數。1936年，Locher(G.L.Locher，“中子的生物作用和治療可能性”，Am.J.Roentgenol.361-13(1936))建議在腫瘤治療中使用硼中子捕獲反應。該方法被稱為硼中子捕獲治療(BNCT)，幾年以后，Kruger和Zahl等(P.G.Kruger，“核蛻變產物對腫瘤組織的生物作用”，Boc.Natl.Acad.Sci.26181-192(1940)；P.A.Zahl等，“局部核蛻變產物對移植小鼠肉瘤的體內作用”，Proc.Natl.Acad.Sci.26589-598(1940))從實驗上證明了這一概念，并且證明了慢中子與10B作用產生的裂變片段的生物作用。對人惡性腫瘤的第一個臨床試驗是于五十年代在BrookhavenNationalLaboratories用反應堆射線來治療惡性腦神經膠質瘤。在這些最初試驗中，硼酸衍生物被用來作為10B載體試劑(見L.E.Farr等，“在治療多態性惡性膠質瘤中使用硼的中子捕獲療法”，Am.J.Roentgenol.71279-291(1954)；J.T.Godwin等，“使用硼10用中子捕獲療法治療多態性惡性膠質瘤患者的生理學研究”，Cancer(Phila.)8601-615(1955))。由于慢中子在組織中衰減和顱頂壞死問題，隨后于60年代在MassachusettsInstitnleofTechnologyReseanchReactor進行的試驗使用了穿顱術去除盡可能多的腫瘤并使腫瘤病灶直接暴露于慢中子射線。不幸的是，這些試驗表明這種治療方式沒有治療上的好處，而且極大損傷血管內皮襯里組織(A.K.Asbury等“14例用硼-10慢中子捕獲治療惡性腦瘤的神經病理學研究”，J.Neuropathol.Exp.Neurol.31278-303(1972)；G.L.Brownell等，“大腦神經膠質瘤治療中中子捕獲療法的再研究”，《第七屆國際癌癥研討會論文集》，PhiladelphiaLippincott，827-837(1973))。這歸因于治療時血液中10B的高濃度和用于治療中的平行反應堆射線相對的不好的穿透性能。接著，H.Hatanaka，“惡性腦瘤硼中子捕獲療法的一次修正。II.“J.Neurol.20981-94(1975)，和H.Hatanaka和K.Sano，”惡性腦瘤硼中子捕獲治療的一次修正。I.“J.Nearol.204309-332(1973)，報導了使用Na2B12H11SH(即BSH)為載體試劑的日本BNCT臨床試驗。試驗持續到現在，數據表明幾例長期“治愈”的記錄有多態性惡性膠質瘤的患者(H.Hatnaka，“硼中子捕獲治療腫瘤”(H.Hatanaka，Ed)，Nishimura.Co.Ltd.，Nigata，Japan，P.5(1986))。在日本，也開始了用硼化形式的苯基丙氧酸為硼載體治療惡性黑素瘤的試驗(Y.Mishima等，“黑素瘤捕獲一期人臨床試驗診斷和治療”，Strahlenther.Onkol.165251-254(1989))。雖然這種治療在概念上已成立，但硼載運問題和使用熱能中子的困難，BNCT還沒發展到臨床應用治療。還沒有完全開發出腫瘤選擇性硼載體。使用BNCT的臨床經驗已表明硼載運劑不好的腫瘤特異性結果是顯著的皮膚和血管組織毒性。另外，由于10B裂變產物途徑在一個細胞直徑范圍，為實現腫瘤治愈，傳統的BNCT理論上需要每個基團克隆(clonegenic)腫瘤細胞用10B標記。該項工作進行的同時，其它研究人員開始使用回旋加速器產生的高能中子作為外射線放射治療的另一種形式(R.S.Stone，“中子療法和具體的離子化作用”，Am.J.Roentgenol.59771-785(1940))。與用BNCT的情況一樣，早期臨床試驗表明明顯的毒性和極小的效力，該研究領域蕭條起來，直到五十年代，哺乳動物細胞培養技術揭示了中子和光子照射后細胞生存曲線之間的關鍵區別。六十年代，在英國倫敦的Hammersmith醫院又繼續了臨床試驗，從那時起，超過15000名患者已接受過快中子治療各種惡性腫瘤。大量的數據能使大多數臨床相關正常組織對快中子放射治療的耐受性做出精確估計(G.E.Laramore，“高LET放射量后對中樞神經系統的損傷”，《神經系統放射損傷》(P.H.Gutin等，Eds.)，Raven出版，紐約，NY，第341-360頁(1991)；G.E.Laramore和M.Austin-Seymour，“關于人器官系統放射敏感性的快中子放射療法”，《人器官系統相對放射敏感性，III.放射生物學進展》(K.I.Altman和J.Lett，Eds.)，Academic出版，Orlando，FU，15153-193(1992))。以隨機臨床試驗和單一病灶實驗為基礎，對于下列腫瘤體系，與傳統的，兆伏光子照射相比，快中子明顯提供了治療上的優點唾液腺腫瘤(T.W.Griffin等，“不宜手術治療的唾液腺腫瘤中子照射與光子照射的比較RTOG-MRC一同操作隨機性研究的結果”，Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.151085-1090(1988))，局部發展性前列腺癌(G.E.Laramore等，“局部發展性前列腺癌的快中子放射治療RTOG隨機臨床試驗的最終報告”，Am.J.Clin.Oncol.(CCT)16164-167(1993)；K.J.Russell等“中子放射療法治療C期和D期前列腺癌八年實驗RTOG7704隨機臨床試驗的最新結果”，Prostate11183-193(1987))，骨和軟組織肉瘤(G.E.Laramore等，“軟組織，骨骼，和軟骨肉瘤的快中子放射療法”，Am.J.Clin.Conlo.(CCT)12320-326(1989))。在一個不宜手術治療的唾液腺腫瘤患者的隨機試驗中，中子治療患者原病灶最初的腫瘤清除率是85％，相比之下，用光子治療的患者原病灶最初的腫瘤清除率是33％(p＝0.01)，2年時局部部位控制率分別是67％對17％(p＝0.005)，而2年存活率為62％對25％(p＝0.10)。這些結果與以往數據相吻合。10年數據持續表明快中子治療唾液腺腫瘤治療上的優點。在局部發展性前列腺癌的情況下，進行了結合使用中子和光子(即混合射線)與單獨用光子的隨機臨床試驗。第10年時，與中子治療組的52％相比，混合射線治療組局部控制率是63％(p＝0.05)，存活率分別是42％對27％(p＝0.05)(G.E.Laramore等，“局部發展性前列腺癌快中子放射治療RTOG隨機臨床試驗的最終報告”，Am.J.Clin.Oncol.(CCT)16164-167(1993))。肉瘤情況還沒有隨機臨床試驗，但對于不宜手術的腫瘤快中子和常規光子照射以往的比較表明對于軟組織肉瘤局部控制率分別是53％對38％，對于成骨肉瘤是55％對21％，對于軟骨肉瘤是49％對33％(G.E.Laramore等，Am.J.Clin.Oncol.(CCT)12320-326，上文))。對于其它腫瘤體系，如頭和頸鱗狀細胞癌，食管癌，高程度腦神經膠質瘤，快中子放射治療沒有比常規的光子照射有所改善。先前已建議使用硼中子捕獲反應來強化惡性腫瘤的快中子治療。參見，例如F.M.Waterman等，“應用10B來增強快中子治療中腫瘤放射劑量”，phys.Med.Biol.23(4)592-602(1978)；W.Sauerwein等，“應用快中子射線的中子捕獲治療臨床研究和物理狀況”，Strahlenther.Onkol.165208-210(1989)；W.Ziegler等，“Essen回旋加速器發出的快中子能成功地用于體外中子捕獲實驗”，Strahlenther.Onkol.165210-212(1989)；P.Wootton等“快中子治療射線中腫瘤放射劑量的硼中子捕獲增強作用”，第四屆國際癌癥中子捕獲治療研討會會刊，Sydney，澳大利亞，1990年12月4-7日；W.Sauerwein等，“應用快中子的硼中子捕獲治療(BNCT〕在兩種人腫瘤細胞系中的作用”，Strahlenther.Onkol.16626-29(1990)；G.E.Laramore等，“硼中子捕獲治療一種提高快中子放射治療效果的方法”，第九屆ICRR會刊，W.C.Dewey等，Eds.，Academic出版，SanDiego，CA(1991)，第617-622頁；P.Wootton等，“快中子治療放射線中腫瘤放射線劑量的硼中子捕獲增強作用”，《癌癥中子捕獲療法進展》，B.J.Allen等，Eds，Plenum出版，紐約(1992)，第195-198頁；和G.E.Laramore等，“硼中子捕獲治療快中子放射治療中實現伴隨腫瘤加強的機理”，J.RaiationOncologyBiol.Phys.281135-1142(1994)。盡管快中子領域取得了進展，但大多數有關用10BBNCT的快中子治療增強作用研究的報導涉及的是體外細胞治療，該項技術在體內成功的應用還存在很大問題。現已發現，在體外或體內，通過在試劑每分子中含有許多，優選至少9個10B原子的硼中子捕獲劑的存在下，用快中子照射靶細胞能顯著增強快中子治療效果。另一方面，通過將有效量的包括至少9個10B原子/試劑分子的硼中子捕獲劑給予人或非人類動物，然后用快中子照射腫瘤細胞來治療人或非人動物中的腫瘤細胞。合適的硼中子捕獲劑可基于多面體硼烷陰離子衍生物，如閉合型B12H122-，閉合型B10H102-或BSH(B12H12SH2-)，基于這樣的衍生物，即其包括兩個連在一起的多面體硼烷陰離子籠從而形成含有20個硼原子的結構，基于多面體碳硼烷如式閉合C2Bn-2Hn或CBn-1Hn或閉合CBn-1Hn化合物，基于富硼α氨基酸構成的低聚肽，或基于下式化合物其中M+是如上所定義的堿金屬陽離子或四烷基銨，R1和R2各自獨立地選自氫，適于連接一配體的基團，靶部分和將所需性質帶給化合物的其它功能基，m是1至10的整數，n是2至150，優選20至100的整數。用于本發明制劑中的硼同位素含量優選在富10B，含硼制劑即可給藥，也可與其它載運賦形劑如單層或多層囊泡包括脂質體結合給藥。附圖簡單說明參考下面的詳細說明和附圖，能更容易地理解本發明上述方面和其它優點圖1是實施例1中說明的在常規基質，常規基質加1.0mM硼酸，或者常規基質加1.0mMBSH存在下體外用5GY的快中子轟擊V79細胞時V79細胞存活百分比；和圖2是實施例2中說明的注射0.2ml常規鹽水，100mM硼酸，或100mMBSH后在BDF小鼠體內用2.5Gy快中子轟擊時BL-6，B-16腫瘤細胞存活百分比。根據本發明，在每分子制劑含有多個，優選至少9個10B原子的硼中子捕獲劑存在下用快中子體外或者體內通過照射靶細胞而殺死靶細胞。本發明的另一方面，通過給予人或非人動物使硼中子捕獲劑與腫瘤細胞相關的有效量的每分子制劑含有至少9個10B原子的硼中子捕獲劑，然后用快中子照射腫瘤細胞來處理人或非人動物體內的腫瘤細胞。用于本發明實施合適硼中子捕獲劑包括特異性地結合靶細胞，或者能用本領域熟練技術人員公知的標靶載體特異性地標靶，靶細胞的含多個10B原子的化合物。例如，硼中子捕獲劑可基于多面體硼烷陰離子衍生物，如閉合型B12H122-(Pitochelli，A等，J.Am.Chem.Soc.823228etseq.(1960)；Miller，H.，J.Am.Chem.Soc.853885etseq.(1963))，或閉合型B10H102-(Hawthorne，M.F.等，J.Am.Chem.Soc.815519etseq.(1959)；Lipscomb，A.，J.Am.Chem.Soc.815833etseq.(1959))。有代表性的，本發明特別優選的該類化合物包括BSH(B12H12SH2-；Knoth，W.，J.Am.Chem.Soc.863973etseq.(1964)；Tolpin，E.等，《無機化學》172867(1978))，其含有使二硫鍵與血清和腫瘤蛋白所代表的巰基共價連接的硫醇功能團。或者，本發明硼中子捕獲劑可以含有連接在一起的兩個硼陰離子籠，從而形成含有例如20個硼原子的連接的籠結構(下文中記作“B20化合物”，參見M.F.Hawthorne，AngenandteChemie，InternationalEditioninEnglish，32950-984(1993))。本發明B20化合物可以用下面通式代表和其衍生物，并且包括式MnB20H17L化合物，其中M是陽離子，例如堿金屬或者四烷基銨陽離子，n是1至4的整數，L是兩個電子供體。優選M是Na，K，Cs或Rb，烷基包括甲基，乙基和不會使所得鹽不溶的其它烷基。L是兩個電子的供體，優選選自-NHR1R2，其中R1和R2相同或者不同，且選自氫，芐基，烷基和二胺(例如，亞乙基二胺)；和SR1R2，其中R1選自氫，芐基，烷基和二胺，R2選自氫，烷基，-XCN，-XCO，-XNCO，-XCO2OH，-XCO2OR，-XNHCONHR1，-XCOOH，和-XCONHR1，其中X是具有1至20個碳原子的烷基或芳烷基，R1如上所定義。優選L選自-NH3，-NH2-CH2-ph，-NH2CH2CH2NH2和-NH2(CH2)7CH3。更優選L是-NH3。硼中子捕獲劑也可基于多面體碳硼烷如式閉合型C2Bn-2Hn化合物(Dunks，G等，Accts.Chem.Res.6124etseq.(1973)；Grafstein，J.Inorg.Chem.21128etseq.(1963))，或基于閉合型CBn-1Hn-(Knoth，W.，J.Am.Chem.Soc.891274etseq.(1967)；Morris，J.等，第四屆癌癥中子捕獲治療在癌癥中子捕獲治療中的發展研討會會議論文集，Ed.B.Allen等，Plenum出版，紐約，第215頁，etseq.(1992))，以及它們的相應的巢狀衍生物，例如基于式巢狀-C2Bn-3Hn-化合物。O-閉合-C2B10H12碳硼烷一般用下面的結構代表包括其衍生物，而相應的陰離子O-巢狀-C2B9H12碳硼烷及其衍生物可以表示為其中M代表陽離子，如堿金屬陽離子或四烷基銨陽離子。本發明硼中子捕獲劑更優選可含有多個碳硼烷籠結構，如用Varadarajan，M.等人，《生物綴合物化學》2242(1991)和Paxton，R等，《生物綴合物化學》3243(1992)中公開的Merrifield固相合成法由富硼α-氨基酸構建的低聚肽，上述文獻在此作為參考。本發明含硼制劑尤其優選可含有碳硼烷衍生的低聚磷酸酯，如Kane，R.等“碳硼衍生的均相低聚磷酸酯的自動合成用于癌癥的免疫蛋白介導的硼中子捕獲治療的試劑”，J.Am.Chem.Soc.115(19)8853-8854(1993)；Kane，R.等“富硼磷酸酯的液相合成”，J.Org.Chem.58(12)3227-3228(1993)；和R.Kane等“新的碳硼烷基二醇和它們衍生的磷酸酯”，《中子捕獲治療進展》，A.H.Soloway等，Eds.，Plenum出版，紐約(1993)中公開的那些低聚磷酸酯，其在此一起作為參考。代表性的該類化合物包括下式化合物其中M+是堿金屬陽離子或四烷基銨，如上文所定義的，R1和R2各自獨立地選自氫，適于連接配體的基團，標靶部分和帶給化合物所需性質的其它功能基，m是1至10的整數，n是2至150，優選20至100的整數。上述所用基團是指代表具有下面結構構型的碳硼基籠結構用于本發明制劑的硼同位素含量范圍可以是自大約19.78％10B自然豐度至95％或更多10B富集度。優選地，用于本發明制劑中硼的同位素含量至少是75％10B，更優選至少85％10B，最優選至少95％10B。本發明硼中子捕獲劑即可以單獨形式給藥，也可以與其它載運賦形劑如單層或多層囊泡包括脂質體結合給藥。囊泡在藥載運應用中的制備和用途是本領域已知和資料公開的，參見，例如Shelly，K.等，PNAS899039、etseq.(1992)。該公開物在此作為參考。在本發明的一個實例中，本發明用脂質體包囊的腫瘤治療劑可以包括單層或多層脂質體，其中脂質體含有至少一個包囊雙層和該包囊雙層確定的內部空間。然后本發明含硼制劑可以包囊在內部空間之間或在脂質體各層之間。多種脂粒可以形成用于本發明該方面的載運囊泡。例如，EP專利申請EP0272091中公開的磷脂脂類可以與本發明含硼制劑一起使用，EP0272091在這里作為參考。這些磷酯囊泡由雙親性(amphiphile)相關底物有關的單包囊磷脂膜組成。這種類型的脂質體可以用本領域常規方法制備。例如當攪拌水合的磷脂懸浮液時生成多層囊泡，水分離了很多直徑1-10μm的雙層。對多層懸浮液施加剪切或勻化力如用聲處理，產生平均直徑范圍大約30至大約250nm，更優選大約50至大約100nm大小的小單層囊泡。該范圍被認為可優選地獲得體內最佳循環時間和最佳靶細胞特異性。這里所使用的“單層”一般是指包括1至3層，優選單層雙層。脂質體包囊的本發明含硼制劑的平均直徑取決于很多因素，包括聲處理磷脂懸浮液的時間，所用脂類物質的組成，制備脂質體的方法和其它相關因素。用M.F.Hawthorne，AngewandteChemie，InternationalEditioninenglish，32950-984(1993)中公開的方法能得到包埋在脂質體雙層中的含脂質體的本發明含硼制劑。例如通過將親脂性本發明含硼制劑和膽甾醇磷脂混合物溶于氯仿，接著真空去除溶劑來制備干燥的膜。所得干膜用聲處理勻漿化，將所得囊泡從三種含硼制劑中分離出來，如通過用等張磷酸緩沖鹽水或乳糖在SephadexG-25(基質)柱上洗脫。包埋在脂質體雙層中的硼的量取決于加入到原混合物中的含硼制劑的量，并且能按要求控制。本發明硼中子捕獲劑可用于體外或體內殺死靶細胞，例如腫瘤細胞。對于硼中子捕獲體外殺死靶細胞，使細胞與至少一種本發明含硼制劑接觸，然后使細胞受發出快中子源的中子轟擊。這里所使用的術語“快中子”意指包括能量大于大約50KeV，更優選大于大約100KeV，最優選大于大約1MeV的中子。在一代表性實例中，提供了治療部位中子輻射通量大于1010，優選大于大約1011n/cm2秒，中子能量分布其中小于大約15％優選小于大約5％的能量低于50KeV的濾出的中子射線。定位被處理樣品使靶細胞在射線的通道上并處理合理長短的時間。如果需要，為了提供合適的寬能量分布的中子的中子射線，放射線，可以通過濾器系統過濾以減少熱能中子或超熱中子。通過與組織接觸，快中子射線成分降低到能被10B捕獲的超熱尤其是熱能水平。對于體內應用，本發明硼中子捕獲劑成分一般包括有效量的硼，即當與藥學上可接受載體一起給予人或其它非人動物患者時，在靶組織位點固定足夠量的硼以使接著進行中子照射，硼中子捕獲和靶細胞殺傷。一般任何藥學上可接受載體可以用于該目的，條件是載體不顯著影響本發明含硼制劑的穩定性或生物有效性。然后如上所述用快中子照射人或其它非人動物患者。硼中子捕獲劑可以以任何有效的藥學上可接受的形式對溫血動物，包括人和其它動物患者給藥，例如局部，灌洗，口服，栓劑，腸胃外，或輸注劑量形式，作為局部給藥，頰劑，或鼻噴霧劑或任何其它有效地將含硼制劑送到靶細胞位點的方式。優選設計的給藥途徑是最好將制劑送到靶細胞并固定。對于局部應用，藥學上可接受載體可以是液體，霜劑，洗劑或凝膠劑形式，并且還可含有有機溶劑，乳化劑，凝膠劑，潤濕劑，穩定劑，表面活性劑，濕潤劑，防腐劑，時間釋放劑，和少量的保溫劑，我價螯合劑，染料，香料和通常用于局部給藥的藥物組合物中的其它成分。用于注射的組合物可以含有藥學上可接受的滅菌的含水或無水溶液，懸液或乳液。合適的非水載體，稀釋劑，溶劑或賦形劑的例子包括丙二醇，聚乙二醇，植物油，如橄欖油，和可注射有機酯如油酸乙酯。這種組合物也可以含有佐劑如防腐劑，溫潤劑，乳化劑和分散劑。它們可以是滅菌的，例如通過去細菌濾器過濾，或將殺菌劑加入到組合物中。它們也可以制成無菌固體組合物形式，在給藥前溶解或懸浮于無菌水，鹽水或其它注射用基質中。口服或局部給藥的固體劑量形式包括膠囊劑，片劑，丸劑，栓劑，粉末劑和顆粒。在固體劑量形式中，組合物可以與至少一種惰性稀釋劑如庶糖，乳糖，或淀粉混合，并且可以另外含有潤滑劑，緩沖劑，腸溶包衣和本領域熟練技術人員公知的其它成分。可以變化本發明組合物中硼中子捕獲劑實際劑量水平，以在靶細胞位點，尤其是腫瘤細胞位點，有效獲得所期治療，預防或診斷應答的含硼制劑的量。因此選擇的劑量水平將取決于靶細胞的性質和部位，在靶細胞處有效的中子捕獲或成像目的所需要的硼的量，所用含硼制劑性質和硼含量，給藥途徑，和其它因素。通常情況下，使用足夠量含硼制劑，達到硼含量至少是大約1μg/g靶細胞組織，更優選至少大約10μg/g靶細胞組織，最優選至少大約20μg/g靶細胞組織。對快中子增強方式有幾個潛在的優點(a)建立了一套完整的以醫院應用為基礎的快中子放療設備，其位于主要大城市并且經臨床試驗驗證；(b)與用低能量反應器射線治療的相對淺層的腫瘤相比，用快中子射線能治療多種腫瘤體系；(c)因為本發明實踐中用BNCT作為快中子射線的“伴隨加強”，因此能統計性地處理增強的腫瘤細胞殺傷，并不需要用10B“觸動”幾乎每一個腫瘤細胞(這在常規BNCT中是一個極大的問題)；和(d)已經很好地確定了快中子放射治療正常組織耐受性劑量，提供了估計臨床試驗安全劑量范圍的平均值。根據下面的實施例可以更好地理解上述說明，但實施例只為詳細說明的目的并不限制本發明。實施例實施例1體外試驗將V-79細胞(P.Wootton等，《癌癥中子捕獲治療進展》，B.J.Allen等，Eds.，Plenum出版，紐約1992，pp.195-198)分成不同培養物，在照射前常規培養基中，在常規培養基加1mmol硼酸中，或在常規培養基加1mmolNa2B12H11SH(BSH)中培養24小時。在醫院Scanditronix回旋加速器中通過鈹反應50MeV質子產生了平均能量24MeV的中子。20×20平行域大小產生了使該體系BNCT增強的有利條件(參見G.E.Laramore等，“硼中子捕獲治療快中子放射治療中實現伴隨腫瘤加強的機理”，Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.，1994)。用每種常規培養基，常規培養基加硼酸和常規培養基加BSH培養物的雙份樣品接受總照射劑量O(假設照射)，2.5，5，10或15Gy。照射后，每一樣品的細胞用胰蛋白酶消化，計數，并以三種濃度制成平板。正常BSH和硼酸樣品成板效率相對相等，與假設照射對照樣品相比，在50％和60％之間變化。較高照射劑量，10和15Gy呈現比預期細胞存活率更高的存活率，產生鋪滿培養而不是可數克隆。5Gy照射劑量后各培養基中細胞存活率見下面表1表1體外照射V-79細胞培養物放射劑量＝5Gy</tables>注所有組的成板效率相似地控制在50％。圖1表示由5Gy照射的樣品的圖示。從上文能夠看出BSH顯示出超過硼酸處理樣品和對照樣品的明顯增強細胞殺傷。實施例2體內試驗將BL-6，B-16腫瘤細胞移植到BDF品系小鼠體內(C.A.Elstad等，“體內和體外B16-BL6小鼠黑素瘤攝入硼化的化合物”《中子捕獲治療進展》(A.H.Soloway等，Eds)，Plenum出版，紐約，NY，pp.619-622(1993))右背側髖區，并注射0.2ml鹽水，或者100mmol硼酸溶液，或者100mmolBSH溶液。用異氟烷對小鼠輕微麻醉，并在有機玻璃籠中喂養，在注射后按實施例1所述劑量。(假設照射)，2.5和10Gy照射1小時。通過氟烷麻醉及使頸脫位處死小鼠，切除腫瘤，絞碎，用膠原酶消化，計數細胞密度，然后以三種不同稀釋度將樣品鋪成平板。10-12天后計數得到的克隆數。以2.5Gy照射劑量水平處理的細胞存活率見下面表2表2體內實驗CBA小鼠體內B-16細胞SubQ照射后體外測定</tables>三組不鼠在2.5Gy放射劑量時的細胞存活百分率見圖2。從上文得出結論BSH治療組的細胞殺傷率超過硼酸治療或對照組的兩倍。使用本發明硼中子捕獲劑進行的快中子治療克服了常規BNCT或單獨的快中子治療中的很多問題。例如使用熱能或超熱中子帶來的局部和實際問題。這些低能中子具有不好的組織滲透性，使治療深部腫瘤是不實際的。BNCT的大部分工作使用了核反應器作為熱能中子源。以反應器為基礎的治療受其費用，反應器的安全性和長期的潛在環境危險，處理反應器距醫療設備的距離，其前途的政治不確定性的限制。傳統BNCT的這些局限性在本發明實踐中通過使用與快中子放射治療結合的硼中子捕獲而被克服。通過使用本發明硼中子捕獲劑克服了與快中子治療結合的BNCT固有的明顯的缺點，即硼中子捕獲發生概率要比傳統的以反應器為基礎處理的快中子低得多。在不考慮共振作用的情況下，BNCT發生概率與中子射線能量的平方根成反比關系(S.DeBenedetti，《核作用》，Johnwiley&Sans，紐約，NY，pp.338-344(1964))。快中子能量比核反應器發生的熱中子能量大107倍。為了用BNCT作為增強快中子放射的機理，在腫瘤深處必須將足夠百分比的快中子降級到熱中子能量以使發生足夠的BNCT來增強快中子放射效率(G.E.Laramore，Int.J.Radiat.Oncol.biol.Phys.，(1994)，上文)。這種增強作用取決于腫瘤內的10B濃度，用本說明書公開的硼中子捕獲劑可使其達到高濃度。用BNCT增強快中子放射的優點很多。在快中子放射期間用BNCT作為選擇性腫瘤促進減輕了為達到“腫瘤治愈”用10B標記每個腫瘤細胞的需要。而且用以醫院應用為基礎的回旋加速器來治療，緩和了反應器為基礎的設備的安全性和環境因素。用等中心處理和不規則形狀的定域進行快中子治療。用于快中子放射中的高能中子提供類似于當今線性加速器的深劑量分布。通過改變射線產生條件能控制熱中子射線成分的深度。這些特征使快中子放射的BNCT能治療淺層和深部位腫瘤。與傳統BNCT相比有更大臨床應用可能性。已詳細說明和描述了本發明優選實例，但應該理解不超出本發明精神和范圍可以進行多種變化。權利要求1.一種殺死靶細胞的方法，包括在每分子制劑含有至少9個硼原子的硼中子捕獲劑存在下用快中子照射細胞。2.權利要求1的方法，其中硼中子捕獲劑是富集10B，并且靶細胞用快中子外體照射。3.權利要求1的方法，其中硼中子捕獲劑是富集10B，并且靶細胞用快中子體內照射。4.權利要求1的方法，其中靶細胞是腫瘤細胞。5.權利要求1的方法，其中硼中子捕獲劑包括多面體硼烷衍生物或多面體碳硼烷衍生物。6.權利要求5的方法，其中硼中子捕獲劑包括選自式(1)閉合-BnHn2-，(2)閉合-BnHn-1SH2-，和(3)MmB20H17L化合物多面體硼烷衍生物，其中M是堿金屬或四烷基銨陽離子，m是1至4的整數，n是10至12的整數，L是兩電子供體。7.權利要求6的方法，其中多面體硼烷衍生物選自閉合-B12H122-，閉合-B10H102-，閉合-B12H12SH2-和Na4B20H17NH3。8.權利要求5的方法，其中的硼中子捕獲劑包括選自O-閉合-C2B10H12碳硼烷，陰離子O-巢狀-C2B9H12-碳硼烷多面體碳硼烷化合物和其含有多個碳硼籠結構的衍生物。9.權利要求8的方法，其中硼中子捕獲劑包括多個連在一起的碳硼籠結構作為低聚肽。10.權利要求8的方法，其中硼中子捕獲劑包括下式低聚磷酸酯化合物；或其中M+堿金屬陽離子或四烷基銨，R1和R2各自獨立地選自氫或連接基團，m是1至10的整數，n是2至150的整數。11.一種治療人或非人動物腫瘤細胞的方法，包括給予人或非人動物有效量的每分子制劑含有至少9個10B原子的硼中子捕獲劑，然后用快中子照射腫瘤細胞。12.權利要求11的方法，其中硼中子捕獲劑包括多面體硼烷衍生物或多面體碳硼烷衍生物。13.權利要求12的方法，其中硼中子捕獲劑選自式(1)閉合-BnHn2-，(2)閉合-BnHn-1SH2-，和(3)MmB20H17L化合物組成的組的多面體硼烷衍生物，其中M是陽離子，例如堿金屬或四烷基銨陽離子，m是1至4的整數，n是10至12的整數，L是兩電子供體。14.權利要求13的方法，其中多面體硼烷衍生物選自閉合-B12H122-，閉合-B10H102-，閉合-B12H12SH2-，和Na4B20H17NH3。15.權利要求12的方法，其中硼中子捕獲劑含有選自O-閉合-C2B10H12碳硼烷，陰離子O-巢狀-C2B9H12碳硼烷的多面體碳硼烷化合物和其含有多個碳硼籠結構的衍生物。16.權利要求15的方法，其中硼中子捕獲劑包括多個連在一起的碳硼烷籠結構、作為低聚肽。17.權利要求15的方法，其中硼中子捕獲劑含有下式低聚磷酸酯或其中M+是堿金屬陽離子或四烷基銨，R1和R2獨立地選自氫或連接基團，m是1至10的整數，n是2至150的整數。18.權利要求11的方法，其中硼中子捕獲劑會在單層或多層賦形劑中對人或非人動物給藥。19.權利要求18的方法，其中單層或多層囊泡含有至少一個確定內部空間的包囊雙層，硼中子捕獲劑在內部空間中被包裹。20.權利要求18的方法，其中單層或多層囊泡含有至少一個包裹雙層，硼中子捕獲劑在囊泡各層之間被包裹。21.權利要求18的方法，其中親脂性硼物質溶解于磷配體雙層物質并變為所述雙層整體部分。全文摘要在具有許多，優選至少9個文檔編號A61K41/00GK1154073SQ95194383公開日1997年7月9日申請日期1995年5月17日優先權日1994年6月27日發明者B·R·格里芬,G·E·拉臘莫爾申請人:中子治療有限公司