本報(bào)記者 王雨紅 通訊員 呂銘 王屹峰
從核能供暖到農(nóng)產(chǎn)品保鮮,近年來,我國(guó)核技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)迎來高速發(fā)展。隨著更多醫(yī)用同位素、放射性藥物及相關(guān)醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用,核醫(yī)療已成為醫(yī)生了解患者狀況、排查病因,更好地制定治療方案的重要手段之一。
一座發(fā)電廠,能生產(chǎn)治療癌癥的藥?這樣看似難以置信的事,因?yàn)橐粓?chǎng)“硬核”跨界有了可能。
今年6月底,秦山核電生產(chǎn)的镥-177同位素正式面市。目前,嘉興法伯新天醫(yī)藥科技有限公司、嘉興華核制藥有限公司正對(duì)其進(jìn)行純化、標(biāo)記。一系列“精加工”后,镥-177便可用于前列腺癌、神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的靶向治療,年產(chǎn)能完全滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。
這是繼可診斷幽門螺旋桿菌的碳-14規(guī)模化供應(yīng)市場(chǎng)、可治療肝癌的釔-90具備批量化輻照生產(chǎn)能力后,我國(guó)在醫(yī)用同位素生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控的又一關(guān)鍵突破。
或許有人會(huì)疑惑,核輻射、癌癥,本就是人人避之不及的兩個(gè)詞,將二者聯(lián)系在一起,莫非是“以毒攻毒”?
事實(shí)證明,核藥是目前全球公認(rèn)治療惡性腫瘤最有效的藥物之一。我國(guó)自主化生產(chǎn)核藥的扉頁,已然翻開。
問路——治療更精準(zhǔn),絕處能逢生
核藥,是含有放射性同位素的特殊藥物,可用于疾病診斷、治療或醫(yī)學(xué)研究。那么,核藥的應(yīng)用效果到底好在哪?
我們先“穿越”回100年前,因?yàn)檫@事和大家的一位“老熟人”有關(guān)——居里夫人。當(dāng)時(shí),她就提出可以用放射性同位素——也就是產(chǎn)生核輻射的主角——治療癌癥。
從那以后,科學(xué)家們也開始腦洞大開,一邊在地球上尋找更多“寶藏”放射性同位素,一邊利用它們研制了不少核藥,目的就是更加精準(zhǔn)地進(jìn)行癌癥治療。
核藥治療的原理其實(shí)并不復(fù)雜。浙江省腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科負(fù)責(zé)人易賀慶給記者打了個(gè)比方:就好比把“核彈”裝在一個(gè)導(dǎo)航器上,然后通過口服或打針的方式,把核藥精準(zhǔn)送到人體指定位置。
核輻射會(huì)讓人體正常細(xì)胞突變,從而引發(fā)癌癥。但核藥和核輻射不同。與普通靶向藥物相比,核藥不僅能殺死腫瘤細(xì)胞,還幾乎不影響正常細(xì)胞,可謂是“溫柔的殺手”。如果把抗癌過程比做一場(chǎng)戰(zhàn)斗,有“核”加持的核藥治療比普通治療效果更佳。
那么,什么樣的患者才能使用核藥?
先來說說目前國(guó)內(nèi)癌癥治療的流程。從綜合效果考慮,一般的癌癥患者確診后,先看能否手術(shù)治療,若腫瘤細(xì)胞已發(fā)生轉(zhuǎn)移,再根據(jù)轉(zhuǎn)移情況選擇放療、化療等。如果常規(guī)方法都試遍了還是沒效果,再考慮用核藥。
核藥,為癌癥晚期患者帶來了一線生機(jī)。
今年60歲的俞先生五年前被查出有神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤,此前經(jīng)歷過手術(shù)、化療和普通靶向藥物治療,但肝、淋巴和骨轉(zhuǎn)移情況仍在發(fā)生,疼痛難熬時(shí)只能用止痛藥。
今年,浙江省腫瘤醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科為他進(jìn)行了核藥臨床治療,目前已完成3個(gè)療程!皫滋烨拔胰メt(yī)院檢查,腫瘤病灶明顯在減小,疼痛癥狀也有所緩解!毕蚝玫闹笜(biāo),是俞先生絕處逢生的希望。
一支由德國(guó)、意大利和西班牙的肝臟專家、腫瘤學(xué)家、介入放射學(xué)家以及核醫(yī)學(xué)醫(yī)師組成的研究團(tuán)隊(duì)曾在國(guó)際胃腸與肝病領(lǐng)域權(quán)威期刊《肝臟病學(xué)雜志》上發(fā)表過一項(xiàng)研究:325名不能接受手術(shù)的中晚期肝癌患者接受核藥治療后,存活率平均延長(zhǎng)超過一年。
經(jīng)過長(zhǎng)期臨床試驗(yàn),目前全球比較常用的醫(yī)用同位素有8種,也就是“核彈”,它們分工明確、各司其職。比如用于治療甲狀腺癌的碘-131、用于治療肝癌的釔-90等,現(xiàn)都已在國(guó)內(nèi)開展臨床試驗(yàn)和治療。
這8種同位素保守估計(jì)每年需求量將以5%至30%的速度增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2030年需求總量將增加10倍以上!爸饕是因?yàn)榘┌Y患者數(shù)量在逐年增加。”易賀慶說。
對(duì)標(biāo)發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)現(xiàn)在每年利用核藥診療的患者數(shù)并不多,一方面是核藥價(jià)格實(shí)在太貴,讓不少患者和家屬望而卻步;另一方面,我國(guó)核藥還存在“卡脖子”技術(shù)難題。
核藥研發(fā)和生產(chǎn)的前提,是有充足的醫(yī)用同位素,而中國(guó)醫(yī)用同位素過去幾乎全部依賴進(jìn)口。即便是可以自主生產(chǎn)的碘-131、鍶-89(分別為能治療甲狀腺癌和癌癥骨轉(zhuǎn)移的同位素),也僅能滿足國(guó)內(nèi)20%的需求。
一位業(yè)內(nèi)專家就曾感慨:“過去數(shù)十年,大家都在說,我們所用的這么多核藥,沒一個(gè)是在中國(guó)弄出來的!
尋路——撕開口子,重水堆里有“鑰匙”
一把鑰匙開一把鎖。四處找鑰匙的中國(guó)人,一開始并沒有想到鑰匙其實(shí)就在自己手中——位于嘉興市海鹽縣的秦山核電,我國(guó)僅有的兩臺(tái)商用重水堆(一種核反應(yīng)堆類型,其特點(diǎn)在于使用重水作為冷卻劑和慢化劑)。
東海畔,綿延的秦山腳下,兩臺(tái)穹頂覆蓋的重水堆機(jī)組如白色巨巖聳立。寂靜的外觀下,巨大能量經(jīng)由高壓電網(wǎng)點(diǎn)亮萬家燈火,如今也照亮了生命的希望。
據(jù)秦山核電副總工程師李世生介紹,目前放射性同位素的生產(chǎn)方式以利用加速器、研究堆、重水堆等為主,前兩者產(chǎn)量小、成本高、供應(yīng)不穩(wěn)定,而重水堆在這些方面優(yōu)勢(shì)明顯,但因其承擔(dān)發(fā)電的重任,國(guó)際上還未曾使用過。
醫(yī)用同位素生產(chǎn)是一塊極難啃的硬骨頭。長(zhǎng)期以來,其核心技術(shù)都掌握在歐美國(guó)家手中。
核藥國(guó)產(chǎn)替代,難道又要陷入困局?
有人打起了退堂鼓:承認(rèn)差距吧,多花點(diǎn)錢買國(guó)外產(chǎn)品也不丟人。
還有人說起風(fēng)涼話:核電站的主業(yè)是發(fā)電,搞好安全運(yùn)行就行了。
秦山核電相關(guān)負(fù)責(zé)人態(tài)度堅(jiān)定:自己干!
他們相信:秦山核電的人才、技術(shù)及資源優(yōu)勢(shì)不比國(guó)外差,要讓核電更多地支援國(guó)家建設(shè)、造福人民。
然而,這一切有多難,只有秦山人自己知道。對(duì)他們來說,彼時(shí)除了熟悉重水堆堆芯設(shè)計(jì),對(duì)醫(yī)用同位素技術(shù)的研發(fā)是零積累。這確實(shí)是一次巨大的挑戰(zhàn),當(dāng)然,也是創(chuàng)造歷史的機(jī)遇。
大家加班加點(diǎn),翻閱了一摞摞資料,幾乎請(qǐng)教遍國(guó)內(nèi)相關(guān)研究院,最終于2019年,決定從應(yīng)用廣泛但供應(yīng)嚴(yán)重緊缺的碳-14入手,將其作為首個(gè)醫(yī)用同位素批量化自主生產(chǎn)項(xiàng)目。
形象一點(diǎn)解釋,碳-14的生產(chǎn)過程是這樣的——
首先要制作一根碳-14靶件。我們可以把它想象成一支細(xì)長(zhǎng)的筆。堅(jiān)硬的外殼緊密包裹著生產(chǎn)原料——也就是“筆芯”。只需把這支筆插入核反應(yīng)堆進(jìn)行輻照,原料就轉(zhuǎn)變成了碳-14。
碳-14變成核藥,還需經(jīng)過分離、提純、制藥等工藝流程。
要知道,核反應(yīng)堆是人類迄今為止最復(fù)雜的能源系統(tǒng)。碳-14靶件入堆后可能出現(xiàn)數(shù)十種狀態(tài),比如堆內(nèi)壓力變大、溫度升高等,而堆芯狀態(tài)又關(guān)系著反應(yīng)堆安全高效運(yùn)行。
為此,秦山核電委托上海核工院將可行性方案修改了近百遍。歷時(shí)8個(gè)月,評(píng)估報(bào)告發(fā)布,證實(shí)項(xiàng)目安全可行。
談及往事,專項(xiàng)組負(fù)責(zé)人樊申說:“項(xiàng)目涉及堆芯改動(dòng),且分析論證結(jié)果需要核安全局的審評(píng)認(rèn)可,一個(gè)全新的事物又面臨著許多意想不到的技術(shù)難題!
按照現(xiàn)有技術(shù),靶件材料無法實(shí)現(xiàn)100%純度。就“雜質(zhì)濃度能否下調(diào)0.000001”,專項(xiàng)組與靶件設(shè)計(jì)方、制造方爭(zhēng)論了近1個(gè)月,最終把純度提高到現(xiàn)有技術(shù)下的極限值。
樊申回憶,那段時(shí)間,實(shí)驗(yàn)室里常常燈火通明,只聽見檢測(cè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音。同時(shí),團(tuán)隊(duì)聯(lián)系了上百家潛在供應(yīng)商,對(duì)原材料逐一進(jìn)行檢測(cè)分析,終于找到了一種符合條件的含氮元素的靶件材料。
還沒來得及享受喜悅,用于靶件密封外殼的鋯管又成為“攔路虎”。根據(jù)國(guó)內(nèi)鋯管廠家當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)能力,無法在這么短時(shí)間內(nèi)供貨。此時(shí),距離計(jì)劃靶件入堆時(shí)間不到半年。
專項(xiàng)組立即向中核北方、國(guó)核鋯業(yè)、上海核工院等的專家尋求協(xié)助,有人研究如何壓縮生產(chǎn)與供貨周期,還有人加班修改圖紙、審查檢測(cè)報(bào)告。大家以天為單位,共同策劃這件需要持續(xù)半年的事。
勝利在望!
2022年4月26日,在答復(fù)了國(guó)家核安全局提出的100多個(gè)問題后,碳-14靶件成功入堆輻照;
2024年4月20日13時(shí)48分,這批靶件出堆,意味著全球首次成功利用商用堆生產(chǎn)碳-14同位素,也是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)碳-14批量化生產(chǎn)。
秦山核電,終于撕開核藥國(guó)產(chǎn)化的一道口子。
開路——“裂變”反應(yīng)推動(dòng)健康革命
距離碳-14批量化生產(chǎn)僅8個(gè)月后,秦山核電又傳來好消息——
2024年12月26日,我國(guó)首個(gè)商用堆輻照生產(chǎn)同位素裝置在秦山核電正式投運(yùn)。這意味著今后反應(yīng)堆無需停運(yùn),即可批量、穩(wěn)定、持續(xù)生產(chǎn)镥-177、釔-90等用于癌癥治療的短半衰期醫(yī)用同位素。
但很少有人知道,這又是一次艱辛的跋涉。
2021年,國(guó)家八部委聯(lián)合發(fā)布了我國(guó)《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》),提出依靠現(xiàn)有反應(yīng)堆資源,盡快建成短半衰期醫(yī)用同位素自主生產(chǎn)供應(yīng)的能力。
碳-14同位素半衰期有5000多年,可以趁著反應(yīng)堆“年檢”停堆時(shí)放入輻照和取出。但像镥-177、釔-90這些同位素,半衰期長(zhǎng)的為幾天,短的僅幾小時(shí),一旦衰變就失去了藥性,所以需要在反應(yīng)堆里長(zhǎng)期加裝一臺(tái)生產(chǎn)裝置,隨用隨取,秦山人稱其為“煉丹爐”。
有了碳-14項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)積累,裝置設(shè)計(jì)不算難題,更難的是入堆安裝。根據(jù)要求,裝置安裝的實(shí)際位置與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的理想位置,偏差不能超過1毫米。
反應(yīng)堆內(nèi)輻射強(qiáng)度高,普通攝像頭無法正常運(yùn)行。如何確保精準(zhǔn)實(shí)施操作?
2022年9月,重任交到秦山核電首席技師何少華手中。何少華擅長(zhǎng)核電特種維修,即在高輻射環(huán)境下的檢修,相關(guān)技術(shù)與裝置安裝原理相近。
接到任務(wù)后,何少華和團(tuán)隊(duì)先確定了反應(yīng)堆內(nèi)的安裝位置,建立起安裝通道模型!昂帽壬浼,我們從靶心的位置倒推出箭的射出軌跡,從而確定準(zhǔn)星的位置!焙紊偃A說,這次“射箭”必須一矢中的。
經(jīng)過反復(fù)論證,大家選擇“盲裝”。為了確保反應(yīng)堆安全高效運(yùn)行,又不影響同位素輻照生產(chǎn),模擬實(shí)驗(yàn)重復(fù)了2200多次,總共耗時(shí)近兩年。
不過,醫(yī)用同位素批量化自主生產(chǎn),只是完成夢(mèng)想的第一步。核藥還未在我國(guó)大面積普及的原因之一,是80%的藥企仍處于研發(fā)階段。
為此,海鹽聯(lián)合科研院所、醫(yī)院、企業(yè)等共建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),開始書寫“核藥硅谷”的故事。同時(shí),在距離秦山核電1公里處打造了一個(gè)占地1900畝的核技術(shù)應(yīng)用(同位素)產(chǎn)業(yè)園,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)從原料生產(chǎn)到臨床應(yīng)用的全鏈條閉環(huán)。
全球制藥巨頭諾華集團(tuán)也落子于此。在這里,6月底出堆的镥-177就是其生產(chǎn)原料,將生產(chǎn)全球首款用于治療晚期前列腺癌的放射性藥物。
“預(yù)計(jì)今年10月,醫(yī)院就能用上產(chǎn)自浙江的核藥了!币踪R慶說。屆時(shí),核藥價(jià)格也有望大幅下降。比如,現(xiàn)在前列腺癌晚期患者如果選擇核藥治療,全療程下來要70多萬元,如果今后用國(guó)產(chǎn)核藥,價(jià)格可能會(huì)降到10萬元以內(nèi)。
《規(guī)劃》中也提到,中國(guó)將積極推動(dòng)符合條件的放射性藥物按程序納入基本醫(yī)保支付范圍。
很快,國(guó)產(chǎn)化核藥不僅能“自給自足”,還可出口國(guó)外。這場(chǎng)由“國(guó)之重器”支撐的生命健康事業(yè)革命,讓人翹首期待。