破解核醫(yī)學(xué)“卡脖子”難題 探訪同位素及藥物國(guó)家工程研究中心

镥-177生產(chǎn)線。

工作人員在釔-90生產(chǎn)線前區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)操作。

全球功率最高溶液型醫(yī)用同位素生產(chǎn)試驗(yàn)堆全景效果圖。

我國(guó)自主研發(fā)的镥-177產(chǎn)品。

醫(yī)用同位素生產(chǎn)線主控室。受訪單位供圖

　　“今年1月，镥-177首批產(chǎn)品已正式交付。但未來(lái)镥-177的需求量大且急迫，接下來(lái)如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，才能進(jìn)一步提高镥-177生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率？”“怎樣能充分用好其他7條醫(yī)用同位素生產(chǎn)線，更好地滿足患者對(duì)同位素藥物的需求，守護(hù)百姓生命健康？”

　　自2024年年底，我國(guó)規(guī)模最大、品類最齊全的醫(yī)用同位素生產(chǎn)基地——四川海同同位素科技有限公司生產(chǎn)基地/同位素及藥物國(guó)家工程研究中心中試基地正式啟用以來(lái)，張勁松便一直反復(fù)思考這些問(wèn)題。春節(jié)期間，他還撰寫了實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備分發(fā)給團(tuán)隊(duì)人員討論。“現(xiàn)在是我們發(fā)展醫(yī)用同位素的關(guān)鍵時(shí)期，勁兒不能松啊。”

　　張勁松是中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院（以下簡(jiǎn)稱“核動(dòng)力院”）一所副所長(zhǎng)、同位素及藥物國(guó)家工程研究中心副主任。他介紹，在我國(guó)，镥-177等醫(yī)用同位素曾長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。為有效緩解國(guó)內(nèi)醫(yī)用同位素緊缺狀況，推動(dòng)破解核醫(yī)學(xué)“卡脖子”難題，作為同位素及藥物領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，剛揭牌2年多的同位素及藥物國(guó)家工程研究中心積極推進(jìn)有關(guān)科研成果轉(zhuǎn)化。醫(yī)用同位素在生產(chǎn)基地實(shí)現(xiàn)規(guī)模化國(guó)產(chǎn)，便是其成果轉(zhuǎn)化的重要體現(xiàn)。

　　瞄準(zhǔn)制約我國(guó)核醫(yī)學(xué)發(fā)展的瓶頸,打破醫(yī)用同位素長(zhǎng)期依賴進(jìn)口困局

　　在元素周期表中，處于同一位置，質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子被稱為“同位素”。其中，會(huì)自發(fā)放出射線的就是放射性同位素。

　　“放射性同位素早已進(jìn)入我們生活的方方面面，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、航天探索、核儀表、輻射加工、無(wú)損檢測(cè)等領(lǐng)域，都可以看到它的身影。其中，應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上的放射性同位素就被稱為醫(yī)用同位素。”張勁松介紹。

　　醫(yī)用同位素是核醫(yī)學(xué)診療的重要元素，廣泛應(yīng)用于對(duì)重大疾病特別是癌癥的診斷、治療上，是全面推進(jìn)健康中國(guó)建設(shè)的重要戰(zhàn)略資源，與人民群眾生命健康息息相關(guān)。

　　锝-99m，被稱為核醫(yī)學(xué)“診斷專家”，可用于心、腦、腎、肺等人體器官的顯像和功能檢查，以及惡性腫瘤、心血管疾病等的輔助診斷；碘-131，用于治療甲狀腺功能亢進(jìn)和分化型甲狀腺癌，而且在治療過(guò)程中不會(huì)對(duì)人體其他器官造成損傷，安全性較高……醫(yī)用同位素的重要性不言而喻。

　　核醫(yī)學(xué)的發(fā)展，讓無(wú)數(shù)患者有了更多診療選擇。然而，受限于醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)發(fā)展，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)核醫(yī)學(xué)的應(yīng)用水平與發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯差距。從核醫(yī)學(xué)診療頻次、人均擁有核醫(yī)學(xué)儀器數(shù)量和放射性藥物使用量來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家是我國(guó)的幾十倍。

　　“此前，鉬-99、碘-125等用量大的醫(yī)用同位素幾乎依賴進(jìn)口；碘-131、镥-177等同位素雖然實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，但產(chǎn)能很低，無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)醫(yī)療市場(chǎng)需求。”張勁松說(shuō)。

　　據(jù)介紹，當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)面臨著醫(yī)用同位素供應(yīng)難題。國(guó)外部分生產(chǎn)醫(yī)用同位素的反應(yīng)堆超期服役，甚至即將關(guān)閉。況且，直接從國(guó)外采購(gòu)，看似節(jié)省了研發(fā)時(shí)間和資金，但捷徑之下，弊病也暴露無(wú)遺：產(chǎn)品價(jià)格昂貴且不能保證按時(shí)供給，嚴(yán)重阻礙了核醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展。

　　事關(guān)人民群眾生命健康，必須把生產(chǎn)醫(yī)用同位素的核心技術(shù)牢牢把握在自己手中。

　　2020年9月11日，習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會(huì)上指出，希望廣大科學(xué)家和科技工作者肩負(fù)起歷史責(zé)任，堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍。

　　2021年6月24日，國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)牽頭，8部門聯(lián)合發(fā)布《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》，這是我國(guó)首個(gè)針對(duì)核技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)布的綱領(lǐng)性文件。規(guī)劃明確了“十四五”時(shí)期和今后一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)醫(yī)用同位素發(fā)展的指導(dǎo)思想、主要原則、發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)任務(wù)及保障措施，提出建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保障體系，推動(dòng)醫(yī)用同位素技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為建設(shè)健康中國(guó)、增進(jìn)人民福祉貢獻(xiàn)力量。

　　2021年10月19日，同位素及藥物國(guó)家工程研究中心正式獲批，這也是國(guó)家發(fā)展改革委唯一批復(fù)的同位素及藥物領(lǐng)域工程研究中心。

　　2022年8月18日，同位素及藥物國(guó)家工程研究中心正式揭牌。肩負(fù)重要責(zé)任的它，瞄準(zhǔn)制約我國(guó)核醫(yī)學(xué)發(fā)展的瓶頸，充分發(fā)揮核動(dòng)力院反應(yīng)堆優(yōu)勢(shì)資源和同位素研發(fā)基礎(chǔ)，加緊開(kāi)展科技攻關(guān)，著力加快打通同位素及藥物全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)，打破我國(guó)醫(yī)用同位素長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的“卡脖子”困局。

　　覆蓋同位素及藥物研發(fā)生產(chǎn)、藥物安全性評(píng)價(jià)、藥物臨床試驗(yàn)及應(yīng)用等環(huán)節(jié),科研技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化緊密銜接

　　同位素及藥物國(guó)家工程研究中心由核動(dòng)力院牽頭，聯(lián)合有關(guān)高校、科研院所、醫(yī)院、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)等共同組建而成。其運(yùn)行、管理實(shí)行理事會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的主任負(fù)責(zé)制。

　　這是一個(gè)“產(chǎn)學(xué)研用”高效協(xié)同的科研技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化一體化平臺(tái)，16家理事單位覆蓋了同位素及藥物研發(fā)生產(chǎn)、藥物安全性評(píng)價(jià)、藥物臨床試驗(yàn)及應(yīng)用等各環(huán)節(jié)。

　　——同位素及藥物國(guó)家工程研究中心設(shè)立了專家委員會(huì)，擁有多位中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士及行業(yè)內(nèi)知名專家共計(jì)40位。

　　——擁有6個(gè)共建單位，在充分發(fā)揮各理事單位原有實(shí)驗(yàn)室、研發(fā)團(tuán)隊(duì)力量基礎(chǔ)上，新建了4個(gè)實(shí)驗(yàn)室，包括同位素及藥物研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、同位素工程化技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室、放射性藥物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、放射性藥物中試實(shí)驗(yàn)室。

　　——同位素及藥物國(guó)家工程研究中心中試基地所處的樂(lè)山夾江核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，既有醫(yī)用同位素生產(chǎn)基地，又有同位素藥物生產(chǎn)企業(yè)，科研技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化緊密銜接……

　　從獲批成立到正式揭牌，再到成果轉(zhuǎn)化、有關(guān)醫(yī)用同位素產(chǎn)品正式批量交付，看似是同位素及藥物國(guó)家工程研究中心在數(shù)年內(nèi)便取得重大突破，但背后是我國(guó)在醫(yī)用同位素和藥物領(lǐng)域的不斷探索、積累、創(chuàng)新，厚積薄發(fā)。

　　以牽頭單位核動(dòng)力院為例。作為我國(guó)同位素制備與應(yīng)用技術(shù)研發(fā)的主力軍，核動(dòng)力院擁有多座可用于同位素研發(fā)、生產(chǎn)的反應(yīng)堆，具備國(guó)內(nèi)最完整的熱室和同位素研發(fā)配套設(shè)施，同位素及藥物研發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)條件良好。20世紀(jì)80年代初，隨著高通量工程試驗(yàn)堆的建成，核動(dòng)力院開(kāi)始涉足醫(yī)用同位素的研制與生產(chǎn)，但后來(lái)因多種因素一度停滯。2010年，應(yīng)市場(chǎng)需求，核動(dòng)力院嘗試研發(fā)高比活度的碳-14，經(jīng)過(guò)2年努力，突破了其干法制備技術(shù)，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。自2013年開(kāi)始，核動(dòng)力院加大力度，系統(tǒng)性地開(kāi)展醫(yī)用同位素制備研發(fā)工作。

　　“核心技術(shù)只能自己創(chuàng)造。”核動(dòng)力院醫(yī)用同位素技術(shù)帶頭人、同位素及藥物國(guó)家工程研究中心專家委員會(huì)秘書羅寧回憶，用濕法做碳-14風(fēng)險(xiǎn)很高，干法制備雖然原理簡(jiǎn)單且制備過(guò)程環(huán)保又高效，但具體怎么做、容器用什么、每一步操作細(xì)節(jié)等都是未知，掌握成熟技術(shù)的國(guó)家緊緊封鎖消息源。查文獻(xiàn)、制定實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置、做實(shí)驗(yàn)……經(jīng)過(guò)不懈努力，研發(fā)團(tuán)隊(duì)終于突破了碳-14干法制備的核心技術(shù)。

　　科技工作者們的長(zhǎng)期堅(jiān)持奮斗、勇于探索創(chuàng)新結(jié)出累累碩果。核動(dòng)力院在同位素制備及應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展了大量開(kāi)創(chuàng)性工作，先后開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)第一枚鈷-60醫(yī)療源、第一枚鈷-60工業(yè)輻照源、世界上第一條凝膠型鉬-99/锝-99m發(fā)生器、國(guó)內(nèi)首個(gè)反應(yīng)堆產(chǎn)阿爾法核素鐳-223等。

　　同位素及藥物國(guó)家工程研究中心的理事單位中很多是相關(guān)領(lǐng)域頂尖研究機(jī)構(gòu)。眾多科學(xué)家和科技工作者們正不斷創(chuàng)新，推進(jìn)科研技術(shù)攻關(guān)；聯(lián)動(dòng)協(xié)同，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。

　　把同位素藥品價(jià)格降下來(lái)，讓更多的人用得上、用得起

　　醫(yī)用同位素生產(chǎn)方式分為三種：反應(yīng)堆、加速器、同位素發(fā)生器。80%以上的醫(yī)用同位素由反應(yīng)堆輻照產(chǎn)生。

　　樂(lè)山夾江核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，距離同位素及藥物國(guó)家工程研究中心中試基地不遠(yuǎn)，在綠色圍擋中，是核動(dòng)力院建設(shè)的全球功率最高溶液型醫(yī)用同位素生產(chǎn)試驗(yàn)堆施工場(chǎng)地。其功率為200千瓦，是以前的“全球功率最高”的4倍。

　　去年12月30日，該堆廠房成功封頂，為今年轉(zhuǎn)入設(shè)備安裝階段奠定了重要基礎(chǔ)。預(yù)計(jì)2027年建成投產(chǎn)后，將實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)10萬(wàn)居里（表示放射性活度的單位）的鉬-99、2萬(wàn)居里的碘-131。這一產(chǎn)量不僅一舉超過(guò)目前國(guó)內(nèi)醫(yī)療市場(chǎng)的需求量，還將有力帶動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。該堆項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師李慶說(shuō)，這不僅能使國(guó)內(nèi)醫(yī)用同位素藥品價(jià)格降下來(lái)，讓更多的人用得上、用得起，還能使我國(guó)從進(jìn)口國(guó)扭轉(zhuǎn)為出口國(guó)，為搶灘國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了有利條件。

　　依托該堆，同位素及藥物國(guó)家工程研究中心將開(kāi)展大量研究與生產(chǎn)工作。那么，該堆優(yōu)勢(shì)在哪里？

　　安全性更好。它以硝酸鈾酰水溶液作為燃料，同時(shí)硝酸鈾酰水溶液也是生產(chǎn)同位素的靶料。相較常規(guī)反應(yīng)堆，這一固有特性決定了其在核安全和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域更具先天優(yōu)勢(shì)。參數(shù)低，功率也低，所以安全性也更好。

　　成本更低。該堆的建堆成本是普通堆的三分之一，燃料消耗量?jī)H為現(xiàn)有技術(shù)的千分之四。

　　運(yùn)行方式更靈活。原先，醫(yī)用同位素主要通過(guò)“固體靶”生產(chǎn)，這意味著必須順著反應(yīng)堆的運(yùn)行走，不能左右運(yùn)行安排。但這個(gè)醫(yī)用同位素堆是個(gè)專用生產(chǎn)堆，可以按照市場(chǎng)需求來(lái)生產(chǎn)藥品，安排反應(yīng)堆的運(yùn)行時(shí)間。

　　以同位素及藥物國(guó)家工程研究中心為平臺(tái)，核動(dòng)力院“牽手”四川大學(xué)、華西醫(yī)院、中國(guó)輻射防護(hù)研究院、云克藥業(yè)、通瑞生物、紐瑞特醫(yī)藥科技公司等單位，打造國(guó)際領(lǐng)先的醫(yī)用同位素研發(fā)及藥物制備技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)孵化的基地，打通同位素制備、放射性藥物研發(fā)、安全評(píng)價(jià)、藥效驗(yàn)證全工藝鏈條。

　　依托同位素及藥物國(guó)家工程研究中心，核動(dòng)力院孵化了四川海同同位素科技有限公司，在樂(lè)山夾江核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)園內(nèi)打造了我國(guó)規(guī)模最大、品類最齊全的醫(yī)用同位素生產(chǎn)基地。

　　該生產(chǎn)基地建有占地面積約1萬(wàn)平方米的同位素生產(chǎn)廠房和設(shè)施，建設(shè)镥-177、釔-90、鐳-223、碘-125、磷-32、錸-188、鈥-166、碳-14等8條醫(yī)用同位素生產(chǎn)線，具備堆產(chǎn)放射性醫(yī)用同位素批量生產(chǎn)能力。2024年12月30日，8條醫(yī)用同位素生產(chǎn)線完成全部建設(shè)工作，該生產(chǎn)基地就此正式啟用。根據(jù)設(shè)計(jì)，它可年產(chǎn)3萬(wàn)居里碘-125、1萬(wàn)居里镥-177、200居里碳-14、50居里鐳-223等8種國(guó)內(nèi)市場(chǎng)急需醫(yī)用同位素，基本滿足國(guó)內(nèi)需求，將為建立醫(yī)用同位素自主保障體系發(fā)揮重要作用。

　　據(jù)了解，未來(lái)核動(dòng)力院在醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)化方面計(jì)劃實(shí)行“三步走”：初期致力于解決部分國(guó)內(nèi)緊缺同位素及藥物需求；中期能基本滿足國(guó)內(nèi)需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)種新型醫(yī)用同位素國(guó)產(chǎn)化；長(zhǎng)期則要達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先，徹底解決國(guó)內(nèi)醫(yī)用同位素緊缺和核醫(yī)學(xué)發(fā)展“卡脖子”問(wèn)題，成為全球醫(yī)用同位素及藥物的重要供應(yīng)基地，減少疾患痛苦，造福人民群眾。核動(dòng)力院黨委書記姚剛說(shuō)：“我們的目標(biāo)就是打破同位素藥物受制于人的局面，形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)水平上趕超國(guó)外。”（通訊員 王博爾）