1896年,法國物理學家貝克勒爾在與皮埃爾·居里夫婦的研究中發(fā)現了存在于物質當中的“天然放射性”,從而打開了微觀世界的大門。經歷了一個多世紀的研究與發(fā)展,核技術已廣泛應用于醫(yī)學領域,成為護航人類健康的新力量。
近年來,在政策扶持與企業(yè)積極布局下,我國核醫(yī)療產業(yè)迎來黃金發(fā)展期。從上游技術端,到中游放射性藥物和診療設備研發(fā),再到下游臨床應用,核醫(yī)療全產業(yè)鏈呈現出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。在實現自主創(chuàng)新的同時,中國始終秉持開放合作理念,積極推動國際科技創(chuàng)新合作。如今,隨著“一帶一路”倡議的持續(xù)推進,百年前的這項偉大科學發(fā)現正在“健康絲綢之路”建設中發(fā)揚光大,綻放新的光芒。
醫(yī)用同位素自主研發(fā)實現突破
核技術在醫(yī)療領域的應用不斷擴展,使核醫(yī)學與人們生活的聯(lián)系日趨緊密。作為核技術在醫(yī)療領域中的和平應用,核醫(yī)學的最大特點是早期診斷和靶向治療,它利用放射性核素在人體內的分布、代謝過程來進行功能顯像,反映生理和病理變化,對相關疾病進行治療。
我國核醫(yī)學起步于20世紀50年代,1958年,我國第一批放射性同位素試制成功。如今,在農業(yè)、醫(yī)療健康、航天探索、核儀表、輻射加工、無損檢測等領域,都可以看到放射性同位素的身影。其中,應用在醫(yī)學上的放射性同位素被稱為“醫(yī)用同位素”。
隨著現代醫(yī)學的發(fā)展,我國醫(yī)用同位素的需求量逐年增長。相關數據顯示,目前國內市場上8種常用醫(yī)用同位素需求量預計每年以 5% 至 30% 的速度增長,預計到2030年市場總額達10億元。然而,醫(yī)用同位素生產極為復雜,核心技術掌握在加拿大、俄羅斯等國家手中。長期以來,我國醫(yī)用同位素依賴進口,價格貴且供應不穩(wěn)定。
2021年,《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》發(fā)布,這是我國首個針對核技術在醫(yī)療衛(wèi)生應用領域發(fā)布的綱領性文件,醫(yī)用同位素產業(yè)發(fā)展迎來重要戰(zhàn)略機遇期。
操作人員對設備參數進行記錄和檢查。攝影郭莎莎/人民畫報
近年來,我國在關鍵同位素生產領域實現自主可控,不斷取得歷史性跨越:2024年4月20日,碳-14靶件從秦山核電重水堆機組中成功抽出,這是我國首次利用核電商用堆批量生產碳-14同位素,實現了碳-14供應全面國產化;2024年12月26日,我國首個商用堆在線輻照生產同位素裝置在中核集團秦山核電基地正式投運,首批-177醫(yī)用同位素也同步出堆,標志著我國成功掌握了批量化在線輻照生產短半衰期同位素的關鍵技術,打破了我國關鍵醫(yī)用同位素長期依賴進口的局面;2024年12月30日,四川海同醫(yī)用同位素項目正式啟用,8條醫(yī)用同位素生產線完成全部建設工作,投產后,我國將具備醫(yī)用同位素產品大規(guī)模生產的能力,產能基本滿足國內相關醫(yī)用同位素市場需求,為建立醫(yī)用同位素自主保障體系發(fā)揮重要作用一系列重大突破,標志著我國在放射性藥物的自主研發(fā)與生產能力上邁上了新臺階。
目前,醫(yī)用同位素全球供應主要依賴于加拿大、荷蘭、比利時、法國、南非、澳大利亞等國家和地區(qū)的少數幾個醫(yī)用研究堆,多數已超期服役,且面臨維護成本高、廢物難解、安全風險等一系列問題。今年,全球功率最高的溶液型醫(yī)用同位素堆一一中核集團中國核動力研究設計院醫(yī)用同位素試驗堆于四川正式開工建設。據了解,這是國內首座醫(yī)用同位素專用生產堆,2027年建成投產后將從根本上解決我國面臨的“卡脖子”難題,帶動核醫(yī)療產業(yè)全鏈條發(fā)展。屆時,不僅將實現醫(yī)用同位素“國產替代”,大幅降低部分重癥治療成本,還將為“搶灘”國際市場創(chuàng)造有利條件。
洞察疾病的“人體照相機”
在核工業(yè)總醫(yī)院(又名“蘇州大學附屬第二醫(yī)院”),一臺正電子發(fā)射計算機斷層成像設備 (PET/CT)正在運轉?;颊咴谧⑸涫聚檮┘s1小時后即可進行檢查,全部掃描只需15至20分鐘,3個工作日后就能拿到報告。
在北京市通州區(qū)的中核粒子醫(yī)療科技有限公司,工作人員正在演示一臺全自主研發(fā)的單光子發(fā)射計算機斷層成像設備SPECT/CT。這臺設備能夠對病灶進行精準定量成像,并通過數字化AI技術大幅縮短掃描時間或者降低放射性藥物劑量,同時還能實時捕捉患者身體輪廓,識別患者體位,從而實現對病變組織生理、病理過程的快速、無損、實時成像。
在核醫(yī)學成像技術出現以前,很難精確定位隱藏在患者體內的腫瘤塊的位置及大小。如今,醫(yī)生利用核技術“人體照相機”,就能深入到微觀世界,洞察多種疾病。核工業(yè)總醫(yī)院核醫(yī)學科主任醫(yī)師裴之俊說:“疾病的機制往往是常規(guī)影像看不見的。而利用核醫(yī)學的手段可以在這個機制上進行‘標記’,然后通過PET/CT進行顯像。因此,PET/CT能夠為對抗癌癥提供有效幫助?!?/p>
1995年,我國首臺PET/CT投入使用,20多年來,設備不斷更新?lián)Q代,所使用的放射性核素的劑量越來越小,掃描速度越來越快,成像精度越來越高。隨著SPECT、PET和PET/CT等核醫(yī)療檢測的推廣普及,診斷類放射性藥物的使用也越來越廣泛。
“核醫(yī)學是利用核素具有放射性的特性,來診斷、治療疾病的一門學科。”核工業(yè)總醫(yī)院腫瘤職業(yè)病科主任醫(yī)師劉玉龍介紹,核醫(yī)學檢查通常是無創(chuàng)或微創(chuàng)的,副作用小,檢查的準確性較高,接受一次核醫(yī)學檢查的患者所受到的輻射劑量與一次CT檢查的劑量相當。在實際操作中,專業(yè)人員還會采取各種技術和保護措施用以降低輻射的影響?!昂酸t(yī)學中使用的每一種放射性核素在臨床應用之前,都經過了大量的實驗,證實其在體內應用的安全性。一般放射性核素藥物的半衰期很短,在短時間內即可從體內代謝清除,不必過度緊張。”
腫瘤治療中的“核力量”
腫瘤治療一直是世界性難題,但在醫(yī)學不斷進步的今天,這個難題也在發(fā)生著改變。
在腫瘤治療中,癌細胞骨轉移往往被視為一個嚴峻的挑戰(zhàn)。據統(tǒng)計,每年我國惡性腫瘤新發(fā)400余萬例,而乳腺癌、前列腺癌等常見腫瘤骨轉移發(fā)生率高達 15% 至 70% ,這也成為癌癥晚期引發(fā)患者極大痛苦甚至死亡的重要原因,而氟[18F]化鈉注射液就像是針對癌細胞的特殊染色劑,可在骨轉移早期精準地識別、定位癌細胞,讓混在正常細胞中的癌細胞在骨顯像中無處遁形。
近年來,由我國醫(yī)藥企業(yè)自主研發(fā)的首個癌癥骨轉移檢測新產品氟[18F]化鈉注射液獲批用于此領域,這種注射液將打破國外產品在骨顯像劑市場的壟斷地位,顯著降低診療成本。而一種新的靶向精準放射治療手段——硼中子俘獲治療技術(BNCT)近年來也取得快速發(fā)展,被稱為繼手術、傳統(tǒng)放療、抗癌藥物、免疫治療之后的“第五療法”,目前該項技術已開展了臨床試治,取得初步成效。硼中子俘獲治療是一種能在細胞水平上精準殺滅腫瘤的靶向放療技術,也被稱作“細胞刀”。由中國醫(yī)藥企業(yè)自主設計研發(fā)的基于加速器的硼中子俘獲治療設備(AB—BNCT)進展順利,有望于2026年完成研制。
借助核技術,當下的腫瘤治療展現出顯著療效。其中,“布拉格治療”作為放射治療與免疫治療的交叉研究成果,提出了開創(chuàng)性的系統(tǒng)性治療理念?!安祭裰委煛笔且豁椺槍ν砥陔y治性腫瘤的創(chuàng)新腫瘤免疫療法,以“人瘤和諧”為目的,旨在實現晚期腫瘤患者的長期生存。如今,全國有300多家醫(yī)院采用了這種治療方法。
這項新模式技術的開創(chuàng)者、核工業(yè)總醫(yī)院腫瘤臨床診療中心主任醫(yī)師張力元表示:“沒有任何一位患者應該被放棄,積極救治無后續(xù)治療手段的患者,提高晚期惡性腫瘤患者生活質量,為無法耐受標準治療的患者提供更多選擇,這就是我們開創(chuàng)布拉格治療的初衷?!睆埩υf,“我們希望通過布拉格治療,解決臨床腫瘤治療的痛點和難點,使得這些難治患者的生命得到延長,并且保障生活質量和生命尊嚴?!?/p>
現代核醫(yī)療的發(fā)展,不僅為患者實現早診早治,更豐富了治療癌癥等疾病的手段,挽救了無數生命,為患者帶來了更高的生活質量。國家原子能機構等十二部門印發(fā)的《核技術應用產業(yè)高質量發(fā)展三年行動方案(2024—2026年)》通知要求,要提前布局開展銅-64等前景好的醫(yī)用同位素技術研發(fā)。未來,伴隨著核醫(yī)學的發(fā)展,相關技術的研發(fā)也將使我國高端醫(yī)療器械創(chuàng)新邁出重要一步,進而提升癌癥靶向治療水平。
向世界分享中國核醫(yī)療經驗
2024年2月,在全球四大醫(yī)療器械展之一的阿拉伯國際醫(yī)療設備展上,中國高端醫(yī)療影像企業(yè)一一聯(lián)影集團攜PET/CT、MR、CT等高性能醫(yī)學影像設備及醫(yī)療AI應用整裝亮相,并與沙特專業(yè)血液癌癥診療機構NationalAndBlood癌癥中心、排名第二的大型醫(yī)療健康集團AIMana等中東醫(yī)療巨頭簽署了合作協(xié)議。
隨著“一帶一路”建設逐漸走深走實、中國企業(yè)“走出去”步伐加快,中國企業(yè)將中國醫(yī)療高科技和核經驗帶到共建國家,不斷推動著“健康絲綢之路”建設。
“十幾年前,中國出口醫(yī)療器械產品以低值醫(yī)用耗材和中低端醫(yī)療器械為主,不少‘一帶一路’共建國家對中國產品的認知仍停留在低端、低質的層面。如今,越來越多的中國高端醫(yī)療裝備進入到共建國家頂尖的大學、醫(yī)療機構,中國企業(yè)也在臨床科研、人才培訓等更多維度與當地開展更深度的合作,人們對中國‘智’造的印象已發(fā)生改變。”中國高端醫(yī)療影像企業(yè)中東東非區(qū)業(yè)務負責人龐雁說。
據了解,相關中國高端醫(yī)療企業(yè)的創(chuàng)新產品已在約三分之一的“一帶一路”共建國家落地,覆蓋多個大洲,包括約旦、波蘭、塞爾維亞、哈薩克斯坦等國家。
在中核集團首席科學家、中國同輻科技委主任杜進看來,中國負責任的大國形象讓很多“一帶一路”共建國家更傾向于選擇和中國開展核應用合作,因為“中國企業(yè)真心實意的幫助”和“沒有私利的技術推廣”讓他們感到“更放心”。
2024年11月26日至28日,國際原子能機構(IAEA)在奧地利維也納舉辦“技術合作與核科學應用部長級會議”期間,中國同輻與巴西核與能源研究院簽署核技術應用合作諒解備忘錄。根據約定,雙方將建立長期合作關系,在放射性藥物和輻照領域加強合作。這也標志著中國核技術應用一體化解決方案的“中國經驗”再一次被世界認可。
巴西核與能源研究院院長伊索爾妲·科斯塔表示,作為東西半球兩大發(fā)展中國家,中巴雙方在核技術應用產業(yè)領域都具有良好的產業(yè)基礎,在核技術領域的合作具有廣闊前景和巨大潛力。巴西核與能源研究院將與中核集團、中國同輻在核醫(yī)學、輻照應用、技術研發(fā)等領域建立溝通合作機制,共同推動雙方在核技術應用領域健康可持續(xù)發(fā)展。
得益于在放射性藥物和放射源領域的不斷深耕,中國同輻與IAEA在核技術及其應用的多個領域建立了長期合作關系,合作重點包括增強核安全、推動核技術的和平利用,以及促進核醫(yī)學和放射性藥物的發(fā)展。2022年,“國際原子能機構放射性藥物及放射源協(xié)作中心”正式落地中國同輻。這是國際原子能機構在法國、俄羅斯、葡萄牙之后建立的第四個,也是亞洲地區(qū)首個放射性藥物領域的協(xié)作中心。
未來,中國核醫(yī)療技術將以更加開放的姿態(tài)走向世界舞臺。中國核醫(yī)療產業(yè)在實現自身跨越式發(fā)展的同時,也將通過技術合作、設備援助、人才培訓等多種形式,與“一帶一路”共建國家共享更多發(fā)展成果。
核工業(yè)總醫(yī)院醫(yī)師為病人實施介入手術。攝影郭莎莎/人民畫報