【健康前沿】
光明日報記者 張曉華
提到醫用同位素，你或許覺得陌生。但在體檢時你可能做過呼氣試驗——吃下一顆碳-14尿素膠囊，吸一口氣再緩緩吐出。不一會兒，就可以知道自己是否感染了幽門螺杆菌。這種被稱為碳-14呼氣試驗的檢查，是目前檢查幽門螺杆菌感染情況最便捷的手段之一。而在其中發揮關鍵作用的，就是放射性醫用同位素碳-14。
不隻是碳-14，近年來，随着核技術與醫學領域的緊密結合，越來越多的醫用同位素被應用于臨床。雖然看上去有些“生人勿近”的味道，但事實上，它們正是核醫學診療的基礎，廣泛應用于多種疾病的診斷治療。
由核工業理化工程研究院制造的钼-100同位素和镱-176同位素。郄樹一攝/光明圖檔
在疾病診療上大有作為
想要弄清楚醫用同位素是什麼，得從“同位素”說起。
質子數相同，而中子數不同的同一進制素的不同原子就是“同位素”，其中會自發放出射線的，被稱為“放射性同位素”，應用在醫學上的放射性同位素就是醫用同位素。
例如，大家耳熟能詳的一種醫用同位素——碘-131，就是治療甲狀腺疾病的重要法寶。“甲狀腺組織就像‘貪吃蛇’一樣攝取碘元素，如果将普通的碘元素替換成有放射性的碘131，經患者口服進入體内，被甲狀腺癌細胞選擇性‘誘捕’，碘131在衰變過程中釋放β射線，就能殺死微小病竈，而且不影響周圍正常組織。”浙江省惡性良性腫瘤醫院核醫學科專家李林法說。
如果你對醫用同位素治療感到陌生，那肯定聽說過核醫學科的另一項工作内容——核醫學檢查，其中名氣最大的就是正電子發射計算機斷層顯像（PET-CT）。它利用一種放射性核素進行顯像，然後使用CT解剖結構進行聯合診斷，具有靈敏、準确、特異及定位精确等特點，可以達到早期發現病竈和診斷疾病的目的。
針對不同的疾病，要使用不同的醫用同位素。随着現代醫學的發展，越來越多的醫用同位素進入臨床應用。碘-131、碳-14、碘-125、镥-177、钇-90等數10種醫用同位素組成一個龐大的“集團軍”，成為重大疾病診治的重要力量。
李林法說：“現在，醫用同位素治療除了在甲狀腺癌、神經内分泌惡性良性腫瘤領域發揮作用以外，還在肝、胰腺等實體惡性良性腫瘤，以及惡性良性腫瘤骨轉移等領域大顯神威。”
盡管醫用同位素如此“硬核”，大多數人依然對它有防備之心：它會不會引起癌症，會不會引起不孕不育，會不會導緻身體免疫力下降……
其實，談“核”色變大可不必。
随着裝置和技術的不斷改進，治療和檢查的靈敏度大幅提高，醫用同位素使用劑量和半衰期釋放能量均在大幅降低。“在我們醫院，甲狀腺癌術後的碘-131治療，一年接診數在1200例以上。很多女性患者在治療後半年到一年，就可以正常懷孕。”李林法介紹，大陸在核技術應用上有嚴格的規定以確定正當應用和安全。
需求量持續增長
目前，心血管疾病、惡性惡性良性腫瘤、神經退行性疾病等正嚴重影響人類健康。利用醫用同位素的獨特優勢診斷治療，已成為提高人民健康水準不可或缺的手段。
根據近年來核醫學普查結果，全球平均每萬人進行核醫學檢查的人數約為64人，其中美國695人，歐盟國家240人，日本111人，大陸為19人，僅為全球平均水準的30%左右，遠低于世界發達國家水準。
對标世界發達國家的核醫學治療水準，大陸醫用同位素的實際需求量将會持續增長。其中核醫學領域常用的8種醫用同位素，保守估計每年需求量将以5%~30%的速度增長，預計到2030年需求總量将增加10倍以上。
以碘-131為例，根據近年來甲狀腺疾病發病率估算，預計2030年國際市場碘-131的需求量将達到11萬居裡。作為目前碘-131使用量最大的國家，2023年大陸市場碘-131需求量為每年2萬居裡，到2030年時，市場需求預計将達到每年4.2萬居裡。
現實情況是，雖然大陸醫用同位素需求量大、年需求量增長率高，但絕大部分依賴進口。如正常核醫學診斷所需的钼-99就全部依賴進口，80%的治療用核素碘-131、其他重要治療核素碘-125、钇-90、镥-177、鐳-223等均全部依賴于進口。醫用同位素缺乏自主穩定的供給保障成為制約大陸放射性藥物及核醫學發展的關鍵。
不僅如此，目前醫用同位素國際市場也面臨供應難題。近年來，全球醫用同位素供應依賴加拿大、法國、澳洲等國家的醫用研究反應堆，但這些研究堆多數已超期服役，面臨維護成本高、廢物難解、安全風險等問題，預計将在2025年前後陸續關閉。其中，法國的OSIRIS堆和加拿大國家通用研究堆已分别于2015年、2018年永久性停止生産，造成2016年末全球钼-99産量減少約30%，并間接導緻臨床钼锝發生器應用的價格上漲。
鑒于此，2021年6月，國家原子能機構等8部門聯合釋出的《醫用同位素中長期發展規劃（2021—2035年）》明确，瞄準醫用同位素生産、放射性藥物研制需求。這吹響了建立穩定自主的醫用同位素供應保障體系、推動醫用同位素技術研發和産業發展的号角。
打破同位素藥物受制局面
前不久，中核集團中國核動力研究設計院（以下簡稱核動力院）醫用同位素試驗堆在四川正式開工建設。
“醫用同位素堆建成後，将實作年産10萬居裡的钼-99，2萬居裡的碘-131，超過目前國内的需求量。”項目總設計師李慶說，醫用同位素堆可以解決兩種醫用同位素長期依賴進口、受制于人的局面，滿足國内患者的核醫學診斷與治療需求。同時，這個醫用同位素堆以硝酸鈾酰水溶液作為燃料和靶料，在核安全和環境保護領域具備遠超正常反應堆的先天優勢。
“單獨生産醫用同位素，成本就是天價。”李慶告訴記者，目前大陸醫用同位素普遍采用“搭便車”的模式進行生産，即在反應堆執行其他任務時順便生産。
“醫用同位素堆是專用生産堆，可以按照藥品生産需求安排反應堆運作時間。”李慶舉例說，钼-99和碘-131都是短半衰期的産品，尤其是钼-99的半衰期隻有60多個小時，為避免其在反應堆内衰敗，可針對目标核素及其需求量制定反應堆運作計劃和生産任務。
近年來，核動力院先後啟動了常用的10餘種醫用同位素的創新研發，包括碳-14、磷-32、锶-89、碘-125、碘-131、镥-177、新型钼锝（99Mo-99mTc）發生器、锕鐳（227Ac-223Ra）發生器、锶钇（90Sr-90Y）發生器、鎢铼（188W-188Re）發生器等。其中，前5種單項同位素均已攻克技術難關，具備工程轉化條件，随時可以進行生産，逐漸滿足國内需求。
“我們的目标就是打破同位素藥物受制于人的局面，形成完整的産業鍊，在産業規模和技術水準上趕超國外。”核動力院院長姚剛說，2021年，醫用同位素及藥物國家工程研究中心正式獲批，依托該中心，核動力院引入8條醫用同位素生産線并計劃2024年投産，項目設計産能為3萬居裡碘-125、1萬居裡镥-177、200居裡碳-14、50居裡鐳-223等8種國内市場急需的醫用同位素，将為建立醫用同位素自主保障體系發揮重要作用。
《光明日報》（2024年04月20日 07版）
來源： 光明網-《光明日報》