2021年的10月19日，對(duì)很多核動(dòng)力院人來(lái)說(shuō)，異常難忘。這一天，由中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院牽頭的醫(yī)用同位素及藥物國(guó)家工程研究中心正式獲批，這也是國(guó)家發(fā)改委唯一批復(fù)的同位素及藥物領(lǐng)域工程研究中心。

簡(jiǎn)單的批復(fù)背后，意味著核動(dòng)力院打造中國(guó)“醫(yī)用同位素及藥物”新國(guó)家名片的腳步再次向前大跨度邁進(jìn)，是核動(dòng)力院人勇攀高峰的生動(dòng)縮影。

醫(yī)用同位素到底為什么如此重要?核動(dòng)力院優(yōu)勢(shì)何在?醫(yī)用同位素的未來(lái)道路通向何方?三問(wèn)醫(yī)用同位素，揭開(kāi)它的神秘面紗。

問(wèn)身份:醫(yī)用同位素重要嗎?

想弄清楚醫(yī)用同位素有多重要，首先要從“同位素”三個(gè)字說(shuō)起。

把元素周期表中，處于同一位的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子稱(chēng)為同位素，其中會(huì)自發(fā)放出射線(xiàn)的，被稱(chēng)為“放射性同位素”。

放射性同位素看著有些“生人勿進(jìn)”的味道，但事實(shí)上，它早已進(jìn)入我們生活的方方面面，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療健康、軍事、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(chēng)為“醫(yī)用同位素”。

醫(yī)用同位素具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，它是核醫(yī)學(xué)診療的基礎(chǔ)，廣泛利用在對(duì)心腦血管、惡性腫瘤、神經(jīng)退行性等重大疾病的診斷治療上。

在診斷方面，醫(yī)用同位素可提供人體分子水平血流、功能和代謝等信息，對(duì)尚未出現(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)改變的病變進(jìn)行早期診斷;在治療方面，醫(yī)用同位素可利用其放射性殺傷病變組織，實(shí)現(xiàn)微小病灶的精準(zhǔn)清除，達(dá)到較好的治療效果。特別是癌癥的診療，是個(gè)高門(mén)檻、高技術(shù)、高收益的領(lǐng)域，具有巨大的科技、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

重要性還體現(xiàn)在大環(huán)境的艱難。

受限于醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)發(fā)展，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，歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家是我國(guó)的幾十倍，我國(guó)核醫(yī)學(xué)應(yīng)用水平甚至還遠(yuǎn)低于世界平均水平。

美國(guó)批準(zhǔn)注冊(cè)的放射性藥品達(dá)70余種，我國(guó)僅36種，近十年來(lái)國(guó)內(nèi)只有3種放射性藥物獲批上市。部分患者只能到境外治療。特別是疫情期間，出現(xiàn)國(guó)際供應(yīng)鏈斷供的情況，國(guó)內(nèi)患者出不了國(guó)，只能靠等。

從國(guó)外直接采購(gòu)，看似是捷徑，但隱患重重：產(chǎn)品價(jià)格昂貴且不能保證供給，嚴(yán)重阻礙了核醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展。

當(dāng)然，這些都只是管中窺豹，醫(yī)用同位素重要意義逐步提升的背后，是國(guó)家高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略擘畫(huà)。

2021年6月24日，國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)牽頭，聯(lián)合科技部、公安部、生態(tài)環(huán)境部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家衛(wèi)生健康委、國(guó)家醫(yī)療保障局、國(guó)家藥品監(jiān)督管理局等8部門(mén)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。

問(wèn)優(yōu)勢(shì):為什么是中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院?

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。這其中，反應(yīng)堆的“霸主”地位無(wú)人能及，80%以上的醫(yī)用同位素由反應(yīng)堆輻照產(chǎn)生。而中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院就擁有著豐富的堆照資源。

上世紀(jì)80年代初，隨著高通量工程試驗(yàn)堆(HFETR)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)。采用堆照的方式，院曾先后研制出碘-131、鍶-89、磷-32、凝膠型鉬锝(99Mo-99mTc)等七八種醫(yī)用同位素，并形成了一定的產(chǎn)能。

盡管從90年代后期開(kāi)始，醫(yī)用同位素產(chǎn)業(yè)因種種原因一度陷入停滯，但2011年，在市場(chǎng)的強(qiáng)烈呼喚下，核動(dòng)力院重整旗鼓，嘗試研發(fā)高比活度的碳-14，用以檢測(cè)人體中的幽門(mén)螺旋桿菌。經(jīng)過(guò)兩年的努力，突破了高比活度碳-14的干法制備技術(shù)，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。

要跨越種種發(fā)展障礙，必須向科技創(chuàng)新要答案。“創(chuàng)新求變”，正是核動(dòng)力院在醫(yī)用同位素研發(fā)中至關(guān)重要的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子足以佐證。在碘-125的研制中，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外普遍采用的是間歇回路法，核動(dòng)力院則創(chuàng)新采用了連續(xù)循環(huán)回路法，即在回路裝置中創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了碘-125的高效捕獲裝置，當(dāng)?shù)?125經(jīng)過(guò)裝置時(shí)被選擇性截留，當(dāng)吸附飽和后簡(jiǎn)單的拆除進(jìn)行淋洗即可獲得碘-125產(chǎn)品。該方法相比于傳統(tǒng)的間歇循環(huán)法，碘-126雜質(zhì)降低兩個(gè)量級(jí)，碘-125產(chǎn)額提升10%。此外，相比于傳統(tǒng)間歇循環(huán)法極大的簡(jiǎn)化了操作流程，降低了成本。

新技術(shù)的使用讓產(chǎn)品的醫(yī)療效果更好，副作用更小，指標(biāo)也比《中國(guó)藥典》所要求的更優(yōu)。

優(yōu)勢(shì)還要用成果說(shuō)話(huà)。

2020年4月25日， 由核動(dòng)力院研制生產(chǎn)的首批國(guó)產(chǎn)化堆照鍶-89核素正式交付，并經(jīng)專(zhuān)家驗(yàn)證相關(guān)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這意味著我國(guó)在該領(lǐng)域成功打通了研發(fā)、堆運(yùn)行、輻照、產(chǎn)品生產(chǎn)全流程關(guān)鍵技術(shù)，解決了醫(yī)用同位素嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口、核心原料卡脖子的困境，正式具備氯化鍶供貨能力，既為國(guó)內(nèi)患者大幅降低了治療成本，還為進(jìn)一步做大做強(qiáng)做優(yōu)國(guó)產(chǎn)同位素產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。

同年12月26日，核動(dòng)力院研制生產(chǎn)的高比活度碳[14C]酸鋇首批產(chǎn)品正式交付。這是核動(dòng)力院繼鍶-89產(chǎn)品供貨后在醫(yī)用同位素領(lǐng)域的又一重大突破。國(guó)際上，碳[14C]酸鋇供應(yīng)長(zhǎng)期被加拿大和俄羅斯壟斷，為消除這個(gè)“卡脖子”問(wèn)題，核動(dòng)力院奮起直追，自籌資金開(kāi)展了靶件制造、反應(yīng)堆輻照、工藝裝置研發(fā)、碳-14提取和測(cè)量等系列研究工作，拓寬了我國(guó)醫(yī)用同位素國(guó)產(chǎn)化的道路。

“鍶-89、碳-14是在非常簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室條件下研制出來(lái)的，十年磨一劍，非常不易”，核動(dòng)力院院長(zhǎng)王叢林這樣感慨，在國(guó)內(nèi)醫(yī)用同位素資源緊缺的情況下，核動(dòng)力院頂上來(lái)了!

目前，核動(dòng)力院共有高通量工程實(shí)驗(yàn)堆和岷江堆兩座反應(yīng)堆運(yùn)行可用于同位素生產(chǎn)。這兩座反應(yīng)堆可生產(chǎn)大部分堆產(chǎn)醫(yī)用同位素、且產(chǎn)能較大。高通量工程試驗(yàn)堆中子通量中國(guó)第一、世界第三，已安全運(yùn)行41年，是我國(guó)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的反應(yīng)堆;岷江堆具有運(yùn)行時(shí)間靈活、燃料元件儲(chǔ)備充足、輻照孔道充足、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)具有不可替代性。

此外，核動(dòng)力院還具備國(guó)內(nèi)最完整的熱室和檢驗(yàn)分析、分離提取、三廢處理等同位素研發(fā)配套設(shè)施，配套建有亞洲最大的熱室和半熱室群，配備了靶件制備裝置、靶件檢驗(yàn)裝置、無(wú)損檢測(cè)裝置和靶件切割裝置，是醫(yī)用同位素研發(fā)生產(chǎn)必不可少的重要平臺(tái)。

問(wèn)前路:產(chǎn)業(yè)布局大勢(shì)何趨?

路往哪里走?《規(guī)劃》給出了答案。它從發(fā)展供給、需求、政策三個(gè)方面部署了“十四五”期間和今后一段時(shí)期的重點(diǎn)任務(wù)。

一是從技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)能力提升兩方面入手，堅(jiān)持利舊和新建相結(jié)合，建立穩(wěn)定自主的醫(yī)用同位素供應(yīng)保障體系;二是從加強(qiáng)放射性藥物核高端醫(yī)療裝備研發(fā)、推動(dòng)放射性藥物應(yīng)用一體化發(fā)展、深化國(guó)際交流與合作提升等方面提升核醫(yī)療技術(shù)水平;三是健全核醫(yī)療發(fā)展政策，大力推廣核醫(yī)學(xué)學(xué)科建設(shè)，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，加快核醫(yī)學(xué)特色學(xué)科建設(shè)，積極支持醫(yī)用同位素生產(chǎn)。

沿著國(guó)家既定的發(fā)展道路，核動(dòng)力院正奮力從量的積累邁向質(zhì)的飛躍，從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力的提升。

“目前，核動(dòng)力院已布局‘兩堆生產(chǎn)、兩堆研發(fā)’，去年我們實(shí)現(xiàn)了49-3堆和岷江堆雙堆同時(shí)運(yùn)行，一定程度解決了由于輻照資源極度緊張而引起的核動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的制約。”王叢林介紹，核動(dòng)力院還將依托核技術(shù)產(chǎn)業(yè)園，建設(shè)約1萬(wàn)平方米的同位素生產(chǎn)廠房和設(shè)施，計(jì)劃建設(shè)8條生產(chǎn)線(xiàn)，并于2023年年底前建成投產(chǎn)。

同時(shí)，核動(dòng)力院正著手投資籌建醫(yī)用同位素試驗(yàn)堆，專(zhuān)用于鉬-99、碘-131、鍶-89等高端同位素的生產(chǎn)制備，計(jì)劃2024年年底建成，于2028年投產(chǎn)。

“包括我院正在建設(shè)中的試驗(yàn)堆，未來(lái)將與正在運(yùn)行的高通量工程試驗(yàn)堆一起，承擔(dān)研發(fā)和輔助生產(chǎn)的任務(wù)，岷江堆和醫(yī)用同位素生產(chǎn)堆以生產(chǎn)為主。”王叢林說(shuō)，這樣一來(lái)，就可以逐步滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，建立我國(guó)醫(yī)用同位素穩(wěn)定自主保障體系，推動(dòng)中國(guó)成為醫(yī)用同位素生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。

另一方面，核動(dòng)力院正通過(guò)國(guó)家工程研究中心和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的建設(shè)，打通后端放射性藥物產(chǎn)業(yè)鏈，隨著核醫(yī)學(xué)科的普及、下沉，整個(gè)核醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2000億元。根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要，后續(xù)工程中心擬建設(shè)同位素及藥物研發(fā)實(shí)驗(yàn)室、同位素研發(fā)及工程化技術(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)室等研發(fā)平臺(tái)。

目前，全球使用醫(yī)用同位素的醫(yī)院超過(guò)15000家，每年接受核醫(yī)學(xué)診療超過(guò)5000萬(wàn)例。其中，美國(guó)每年核醫(yī)學(xué)診療超過(guò)2000萬(wàn)例，歐洲約1000萬(wàn)例，核醫(yī)學(xué)行業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)3000億美元且年增長(zhǎng)率達(dá)15%以上。

面向人民生命健康，中國(guó)龐大的人口基數(shù)也對(duì)醫(yī)用同位素和放射性藥物產(chǎn)生了巨大的需求。然而，最近幾年里，幾個(gè)重要的反應(yīng)堆已經(jīng)或即將關(guān)停，同位素的供給也在減少，一旦國(guó)際市場(chǎng)出現(xiàn)供給緊張局面，供給數(shù)量和供應(yīng)周期不能得到充分保障，將嚴(yán)重威脅人民群眾身體健康和社會(huì)穩(wěn)定。徹底扭轉(zhuǎn)受制于人局面，建立穩(wěn)定自主醫(yī)用同位素供給體系迫在眉睫。

本著“強(qiáng)核強(qiáng)國(guó)，造福人類(lèi)”的初心，核動(dòng)力院以守護(hù)全民健康為己任，初期解決部分國(guó)內(nèi)緊缺同位素及藥物需求，中期基本滿(mǎn)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，推動(dòng)我國(guó)成為醫(yī)用同位素及藥物產(chǎn)學(xué)研用強(qiáng)國(guó)，打造我國(guó)“同位素及藥物”新的國(guó)家名片。

作者：王博爾

編輯：沈小靖