最近，科技领域多次出现与“新核素”有关的消息。2月初，中国科学院近代物理研究所（以下简称中国科学院近代物理所）及其合作者在科技期刊《物理快报B》上宣布首次合成了新核素锕-203；两周后，他们又在科技期刊《物理评论快报》上宣布合成出新核素锇-160、钨-156；3月末，他们宣布中国超重元素研究加速器装置（CAFE2）刷新流强记录……
提到“核素”，很多人都会联想到癌症靶向药。靶向药是一种以核素为原材料的药物，相比放疗、化疗等治疗手段副作用更小，且疗效精准，被视为抗癌的“希望之光”，可以通过静脉注射等方式精准找到肿瘤所在位置，定点“杀死”癌细胞。
记者了解到，目前，受制于核心技术、装备及创新研发等因素，我国用于诊疗的医用核素90%依赖进口，而医用核素中最先进的一种——阿尔法同位素靶向药物，更是全部依赖进口。
那么，这些新核素好消息的背后，我国核素大规模制备能力究竟如何？靶向药物的研制局面是否有可能扭转？《中国科学报》记者走进新核素消息的来源——中国科学院近代物理所一探究竟。
阿尔法医用核素“全世界奇缺”
在中国科学院近代物理研究所兰州新区的园区里，一台基于强流超导直线加速器的医用同位素研发平台（IP-SAFE）正在如火如荼的建设之中。
该平台占地面积140余亩，总建筑面积2.82万平方米。建成后，它将成为世界首台高产额、高纯度治疗用阿尔法同位素生产平台。
“加速器辐射技术是制备医用同位素的新趋势和方向。通过这个平台，我们希望实现医用同位素量产关键核心技术及装备自主可控，解决医用同位素原材料供给面临的‘卡脖子’问题，助推我国精准放疗产业链、供应链高质量发展。”中国科学院近代物理所党委书记、副所长胡正国说。
医用同位素靶向药物，包括诊断用的单光子同位素药物和正电子同位素药物，治疗用的阿尔法同位素药物、贝塔同位素药物等。在治疗用同位素药物中，与贝塔同位素药物相比，阿尔法同位素药物能更精准、有效、安全地治疗转移扩散的微小散在肿瘤，与粒子束外照射实体肿瘤形成互补，是目前医用同位素发展的科技制高点，也是国际放射治疗的热点和新发展趋势。
中国科学院近代物理所成果转化与产业处处长李国宏介绍，由于治疗用的阿尔法同位素要求纯度高，化学分离难度大，规模化量产的难度较大，这类药物在全世界奇缺，价格极高。正因如此，阿尔法同位素的规模化生产技术已成为发达国家的研发热点，其核心技术更被严格管控。
“在研发规模化生产阿尔法同位素靶向药方面，我国才刚刚起步。”李国宏介绍，面对我国癌症患者和因癌症死亡人数剧增的严峻挑战，以及对医用同位素日益增长的迫切需求和我国医用同位素大多需进口的残酷现实，医用同位素特别是阿尔法医用同位素的规模化生产平台建设成为当务之急。
关键核心技术已攻克
2021年6月，国家原子能机构联合科技部、公安部、生态环境部、交通运输部、国家卫生健康委、国家医疗保障局、国家药品监督管理局等8部门正式发布《医用同位素中长期发展规划（2021-2035年）》，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。该规划提出，到2025年，一批医用同位素发展的关键核心技术取得突破。
“自然界中天然存在280多种核素，到目前人工合成了3300多种，研究这些核素的衰变性质，不仅具有重要的科学意义，而且有助于将它们用在人们生活的各个方面。”中国科学院近代物理所研究员张志远告诉《中国科学报》。
从20世纪90年代起，该研究所的科研人员就开始了同位素研发工作，先后制备出汞208、氰钴胺、镉109、铥167、锗68等同位素。如今，他们又制备出符合医学纯度的镭223、锕225、钼99、锝99m等多种医用阿尔法同位素，实现了高纯度高效率产生和自动化同位素分离技术的突破。
张志远介绍，依托于中国科学院近代物理所的兰州重离子加速器，在中国科学院战略性科技先导专项“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”支持下，科研人员已解决了产生和分离阿尔法同位素相关的科学问题，攻克了部分关键核心技术。
他表示，在阿尔法医用同位素量产的加速器方面，中国科学院近代物理所也已通过研制中国超重元素研究加速器装置，掌握并突破了连续波离子超导直线加速器关键技术，建造出世界首台20兆电子伏特/10毫安连续波质子超导直线加速器，在国际上首次实现连续波百千瓦质子束百小时长时间连续运行，连续波10毫安质子束稳定加速，为实现阿尔法医用同位素的量产创造了条件。
从同位素到靶向药物还有距离
“做出阿尔法同位素”与“成为靶向药物”之间，还有一定的距离。
“目前，主要用于科学研究的中国超重元素研究加速器装置，还只能制备少量的阿尔法同位素样品。”胡正国说，“我们希望今年能生产出1例可用于临床前试验的药量。”
他表示，正在建设的医用同位素研发平台相当于中国超重元素研究加速器装置的“放大版”，同样采用了超导直线加速器方案，建成后束流强度和束流功率将是国外同类装置的5到10倍，产额也将比国外同类装备高5至10倍。
“作为国立科研机构，我们围绕着国家重大需求开展工作，努力将基础研究成果应用于关键技术研发，在为人民生命健康服务的同时，也让我们的研究成果转化为新质生产力。”胡正国说。
据悉，在国外，2014年，美国拜耳集团以29亿美元收购了挪威Algeta公司的产品多菲戈，即氯化镭223药物，2017年该药上市后年销售额为4.08亿欧元。2017年，诺华集团以39亿美元收购法国放射性药物公司AAAP，该公司的主要产品为放射性药物177Lu-DOTATATE，用于晚期神经分泌肿瘤，2018年该药由美国FDA批准上市，当年销售额为6.5亿美元。2023年12月26日，BMS（百时美施贵宝）公司以41亿美元收购放射性药物公司RayzeBio（Ac-225同位素药物为主）。
从同位素到新药，“这一过程需要一个合作体系，需要多个行业、多个方向共同努力，不是个别的几个科研单位能够完成的。”胡正国说，中国科学院近代物理所正在与福建物构所、宁波材料所、上海药物所等科研机构及各个医院合作，共同开展阿尔法同位素靶向药物的攻关。
“我们希望有更多的研究机构和企业加入进来，共同完成这件事。”胡正国说。
