我国规模最大医用同位素生产基地启用 如何提升自主保障能力?
中核集团中国核动力研究设计院近日表示,我国规模最大医用同位素生产基地8条生产线完成全部建设工作,标志着生产基地正式启用。同样位于四川夹江,全球功率最高的溶液型医用同位素生产堆的反应堆厂房近日也成功封顶,为今年转入设备安装阶段奠定重要基础。
医用同位素,大家都不陌生。体检时,进行幽门螺杆菌检测,就要用到碳-14这种碳元素的放射性同位素;碘-131能对甲状腺病变细胞起到杀灭作用,钼-99可用于检测癌症和心血管等疾病。近期我国在医用同位素生产方面捷报频传,将如何提升医用同位素自主保障能力?
镥-177生产线
医用同位素是如何生产出来的呢?它的生产线究竟又长什么样?中核集团中国核动力研究设计院副院长冯勇进介绍,这一生产过程可以概括为靶件辐照、靶件切割、化学分离和纯化、质量控制和检验、包装发货等步骤;而这8条生产线,则是依据不同类型的医用同位素的生产过程而形成的。
*冯勇进:*这里是我国目前规模最大的医用同位素生产基地,最近,我们镥-177、钇-90、碘-125、磷-32、钬-166等8条医用同位素生产线完成全部建设工作。从原理上来说,就是利用反应堆产生的中子轰击靶材料,通过核反应生成所需的放射性同位素,再通过分离提纯等环节,转变为所需的医用同位素。具体说起来就比较专业和复杂了,比如说碘-125,它的生产通常使用氙-124(Xe-124)作为靶材料,大家就可以理解为原材料,氙-124在反应堆内接受中子辐照,通过核反应,转化为氙-125(Xe-125),氙-125再通过衰变,形成碘-125(I-125);碘-125在循环过程中被吸附装置捕获,然后再通过淋洗等一系列处理,从吸附装置中提取出碘-125产品。
这才仅仅是碘-125一种医用同位素。冯勇进介绍,每种医用同位素都有独属于自己的生产线,例如镥-177就和碘-125完全不同,生产它的原材料是稀土元素镱,先要采用电磁分离法获得高丰度的镱-176同位素,再通过反应堆辐照、化学分离和纯化等一系列操作,才能获得。不但听起来很复杂,实际上也非常困难,因为这每一步都至关重要,以确保最终产品能够安全有效地用于医疗诊断和治疗。那么,全球有100多种放射性同位素用于医疗领域,为什么我国规模最大的医用同位素生产基地聚焦这8种呢?冯勇进表示,这8种医用同位素无一例外,都是目前医用范围很广或有前景的同位素,同时又是国家急缺的种类。
*冯勇进:*比如镥-177,它是理想的“诊疗一体化”核素,可用于多种放药标记,治疗前列腺癌、神经内分泌肿瘤等疾病;而钇-90,大家听着比较陌生,但它可以治疗肝癌、类风湿性关节炎等一些疾病。再有,铼-188主要用于治疗骨肿瘤、头颈部软组织肿瘤等疾病,碘-125可以用于前列腺癌、胰腺癌、胃癌、食道癌等癌症的治疗。
听出重要性了吧?这些医用同位素所对应的,无一不是重大疾病。随着生产基地8条生产线建设工作的完成,这些医用同位素,正在依据不同的生产流程,由靶件,经由高通量试验堆(HFETR)或岷江堆(MJTR)的辐照,送上生产线进行分离、提纯等工序,最终成为医患病榻前的“救命药”。冯勇进介绍,目前,这8条生产线生产出的产品小样已经送到药企手中,预计很快就会正式供货。
冯勇进*:*目前反馈都不错。像镥-177等重要核素,目前我国95%以上依赖进口,后续我们不但能满足国内需求,还有望能够实现出口。这8条医用同位素生产线投产后,将大幅度提高我国医用同位素的国产化率,让我们具备医用同位素产品大规模生产的能力,产能基本能够满足国内相关医用同位素市场需求,为建立医用同位素自主保障体系发挥重要作用。
全球功率最高溶液型医用同位素堆示意图
与此同时,正在推进建设的全球功率最高溶液型医用同位素堆也传来好消息——反应堆厂房成功封顶,这是反应堆建设阶段的重大里程碑节点,为2025年转入设备安装阶段奠定重要基础。冯勇进介绍,与刚刚介绍的医用同位素生产基地不同,这一溶液型医用同位素堆主要生产的是钼-99、碘-131等医用同位素;它以硝酸铀酰水溶液作为燃料,在核安全和环境保护领域具备优于常规反应堆的先天优势,可以成为生产基地的重要补充。
*冯勇进:*医用同位素专用生产堆,我们通常称之为溶液堆。溶液堆与8条生产线是互补关系。医用同位素生产堆具有设计难度大、创新性强等特点,在项目攻关过程中取得了硝酸铀酰燃料反应堆设计技术、低浓铀条件下核素提取技术等多项技术突破,填补了国内空白,并具有国际先进水平。这是国内首个医用同位素专用生产堆,预计2027年建成投产,可实现10万居里钼-99、2万居里碘-131等医用同位素的年生产能力,不但能让国内医用同位素产量提升、价格下降,让更多人用得起、用得上,还能带动下游产业集群发展,有望将我国从进口国变为出口国。
医用同位素是核医学诊断治疗的关键元素,是全面推进健康中国建设的重要战略资源。2021年6月,《医用同位素中长期发展规划(2021—2035年)》印发,提出到2025年实现常用医用同位素的稳定自主供应、到2035年积极推动医用同位素“走出去”等目标任务,成为我国首个针对核技术在医疗卫生应用领域发布的纲领性文件。冯勇进表示,迈入2025年,来到规划中的重要节点,我国已经在医用同位素的自主研制、稳定供应方面取得显著进展,未来将持续推进科技攻关,为构建人类卫生健康共同体作出贡献。
冯勇进*:*当前,我国已经正式具备镥-177、镓-68医用核素的规模化商业生产供应能力,有效缓解国内核素供应不足、依赖进口的问题。再加上由核动力院牵头的医用同位素及药物国家工程研究中心,牵手产业链的上下游单位,打通医用同位素及药物的全供应链条;两年后,我们将建成投用国内首个医用同位素专用生产堆。我相信,我国医用同位素自主保障能力能够得到显著提升。目前,医用同位素及药物的市场需求量每年以25%到30%的幅度增长,我们的目标就是打破同位素药物受制于人的局面,彻底解决国内医用同位素紧缺和核医学发展“卡脖子”问题,成为全球医用同位素及药物的重要供应生产基地。