核電站的日常在大多數(shù)人眼里,無非是發(fā)電、發(fā)電、還是發(fā)電。
可如果有人告訴你,它其實是城市邊緣的“煉丹爐”,能煉出一種可以精準(zhǔn)消滅肝癌的神秘微球,是不是有點刷新你對核電站的想象?
今年,在位于浙江省嘉興市的秦山核電站,一顆叫釔-90的玻璃微球真被“煉”了出來。它能沿著血管沖到肝臟腫瘤里,對癌細胞實現(xiàn)精準(zhǔn)爆破。
它的國產(chǎn)化,可能徹底改寫中國肝癌患者的命運。
據(jù)新華社報道,中核集團6月15日宣布,經(jīng)秦山核電站“和福一號”反應(yīng)堆輻照后的釔-90玻璃微球,已順利出堆并通過相關(guān)檢測,標(biāo)志著我國成功掌握商用堆生產(chǎn)釔-90的技術(shù),可實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
核電站,竟然可以制藥了?
針對肝癌的“精準(zhǔn)核武器”
釔-90玻璃微球,其實是一種專門治療肝癌的放射性藥物。
它的外形非常不起眼,由無數(shù)個直徑只有30微米的玻璃小球構(gòu)成,比頭發(fā)絲還細得多。可就是這些微球,里面含有一種叫釔-90的放射性元素。醫(yī)生通過一根比意大利面還細的導(dǎo)管,把它們精準(zhǔn)地送入肝臟里專門給腫瘤供血的動脈。
這些微球會順著血流,像“精確制導(dǎo)武器”一樣在腫瘤的血管網(wǎng)中停下來。然后,它們開始持續(xù)釋放β射線,這是一種射程極短、能量卻很高的粒子輻射,其穿透距離大約僅有2.5毫米。也就是說,微球能在腫瘤中釋放能量,但這種輻射在極短距離內(nèi)就消散了,不會傷到周圍正常組織。
為什么這比傳統(tǒng)放療厲害?傳統(tǒng)放療是從體外用射線照身體,需要穿透皮膚、肌肉、其他器官才能觸達腫瘤,這一路上健康組織也會被輻射到,像“大范圍掃射”;而釔-90玻璃微球則是“深入敵后”開火,把強大的能量精準(zhǔn)釋放到癌細胞周圍,殺傷力集中、效果更好、副作用更小。
大概兩周,釔-90就會自然衰減到對人體幾乎無害的水平。整個治療過程通常只需要一次微創(chuàng)介入,不需要全身麻醉,很多病人第二天就能下地走動。
據(jù)新華社報道,正因為這種“精準(zhǔn)、高效、微創(chuàng)”,釔-90玻璃微球被形容為肝癌介入治療領(lǐng)域的“精準(zhǔn)核武器”。
核電站里的“煉丹術(shù)”
釔-90玻璃微球的“煉制”過程,聽上去像一部硬核科幻。要想得到它,先得從普通、沒有放射性的釔-89開始。科研人員把這些釔-89靶材制作成玻璃微球,然后把它們放進秦山核電的“和福一號”商用反應(yīng)堆里接受“高能洗禮”。
在反應(yīng)堆心臟中,中子流密度極高,就像無數(shù)高速飛舞的小子彈不斷轟擊靶材。在這種密集中子的轟擊下,釔-89的原子核會吸收一個中子,從而變成釔-90。這種“中子俘獲”反應(yīng),是唯一能把釔-89變成釔-90的有效方法。
接著,經(jīng)過為期5天左右的精確輻照,靶材里的釔-90活性達到理想水平,科研團隊會安排它“出堆”。這一步并不是像廚房里端出熱菜那么簡單,而是要在特殊的密封熱室里,用機械臂隔著鉛玻璃操作,把高放射性的微球樣品轉(zhuǎn)移出來。因為這時的微球已經(jīng)帶有強烈輻射,人是絕對不能直接接觸的。
隨后,技術(shù)人員會對釔-90玻璃微球進行提純、清洗,并把它們封裝在專用的防護瓶中。接著,還要對它的比活度(即單位量放射性強度)、雜質(zhì)含量等關(guān)鍵參數(shù)進行檢測,確保每一批釔-90玻璃微球都符合精準(zhǔn)治療的標(biāo)準(zhǔn)。
為什么一定要用商用核電站來“煉”釔-90玻璃微球呢?因為商用堆不僅中子流量大,反應(yīng)堆能長時間穩(wěn)定運行,也能一次處理大量靶材,實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。而普通科研用小反應(yīng)堆,雖然也能做少量釔-90玻璃微球,但效率和產(chǎn)量都遠遠不夠,難以滿足臨床需求。
這次成功出堆的背后,是中國科研人員聯(lián)合核電企業(yè)、醫(yī)院、藥企3年多的技術(shù)攻關(guān)。他們不僅要設(shè)計合適的釔-89玻璃微球材料,還要解決如何安全地把高放射性產(chǎn)物從核反應(yīng)堆里取出來并完成后續(xù)處理的問題。可以說,每一步都需要精密的工程和成熟的核技術(shù)。
從“買不到”到“批量造”
對患者來說,能夠批量生產(chǎn)釔-90玻璃微球,意義非常直接,不但能救命,還能省下大把救命錢。
過去,釔-90玻璃微球完全依賴進口,藥價高得讓人心驚,一次治療可能要花30萬元以上,相當(dāng)于很多家庭的全部積蓄。而且它還經(jīng)常面臨斷供,癌癥病人的命運就像懸在半空,明知道有藥卻買不到,時間一天天流逝,病情一步步惡化。
國產(chǎn)化后,釔-90玻璃微球能夠穩(wěn)定、持續(xù)地供應(yīng),價格也有望顯著降低,讓更多患者能用得起、用得上,給病人和家屬帶來真正的希望。
釔-90玻璃微球作為肝癌精準(zhǔn)放療的重要成品藥,在全球范圍內(nèi)生產(chǎn)商極少,供應(yīng)渠道高度集中,過去主要依賴進口,價格昂貴且供貨周期不穩(wěn)定。
能在國內(nèi)商用核電站里大規(guī)模自產(chǎn),意味著我國肝癌治療告別了“看別人臉色”的尷尬,醫(yī)療安全性實現(xiàn)質(zhì)的提升。
對整個行業(yè)來說,批量生產(chǎn)釔-90玻璃微球的成功,證明了商用核電堆還能成為后續(xù)镥-177(可治療前列腺癌、神經(jīng)內(nèi)分泌瘤)、鍶-89(可緩解癌癥骨痛)、碘-131(可治療甲狀腺癌、甲亢)等一系列醫(yī)用放射性藥物國產(chǎn)化的“孵化器”。
這不僅能讓更多癌癥患者受益,還能帶動醫(yī)用核藥產(chǎn)業(yè)鏈整體升級,促進研發(fā)、制造、質(zhì)控、物流等環(huán)節(jié)的發(fā)展,形成新的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
核電站的N種隱藏技能
生產(chǎn)釔-90玻璃微球只是核電站“隱藏菜單”的一項功能,它在悄悄承擔(dān)著比發(fā)電更豐富的任務(wù)。
在醫(yī)院里,核電站像幕后英雄。比如鉬-99,它是做心臟、骨骼、腫瘤掃描必不可少的原料。醫(yī)生把它衰變形成的锝-99m注入體內(nèi)后,病變組織會顯現(xiàn)出清晰信號,就像在黑夜里開了一盞小燈,讓醫(yī)生能精準(zhǔn)判斷病情。
再比如碳-14,它被廣泛用于檢測幽門螺桿菌這種胃病元兇。當(dāng)醫(yī)生讓患者喝下含碳-14的尿素溶液后,如果胃里有幽門螺桿菌,它會分解尿素,讓呼出的氣體中帶上碳-14信號,只要檢測呼氣就能知道有沒有感染。這種簡單、無創(chuàng)的方法,曾因碳-14產(chǎn)量不足而受限。
這些曾嚴(yán)重依賴進口的放射性醫(yī)療物質(zhì),未來都可以在核電站的高能中子流里“煉”出來。讓治療不再是有錢也不一定能買到的奢侈品。
而核電站的能量不僅能進醫(yī)院,還能溫暖整個城市。比如山東海陽、浙江海鹽,居民家里的暖氣就來自核電站發(fā)電時的余熱。白天發(fā)電,晚上供暖,通過層層隔離,把熱量而非放射性傳到居民家的暖氣片里。相比傳統(tǒng)燒煤供暖,核暖氣幾乎沒有污染,供熱還很穩(wěn)定,室內(nèi)溫度能保持在舒適的20℃上下。
在工廠,核電站同樣是“隱形管家”。江蘇田灣核電站每年把480萬噸高溫蒸汽輸送到化工、紡織等工業(yè)園區(qū),相當(dāng)于每年少燒40萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放超百萬噸。很多行業(yè),特別是造紙、制藥、印染都離不開蒸汽,核能供汽能保障它們穩(wěn)定生產(chǎn),又不制造新的污染源。
核電站的潛能還在持續(xù)解鎖。比如小型堆“玲龍一號”,它能把海水淡化成可飲用水,解決沿海城市和干旱地區(qū)的供水難題;還能用剩余電力制取氫氣,為未來氫能源汽車提供綠色燃料。有人甚至設(shè)想,如果核電站和碳捕集技術(shù)結(jié)合,就能把二氧化碳和水變成合成燃料或化肥原料,實現(xiàn)“負碳”工業(yè)。
未來,核電還有可能支撐沙漠里的綠洲農(nóng)業(yè)。在荒漠邊緣建設(shè)核能驅(qū)動的海水淡化廠,將海水轉(zhuǎn)化成淡水,用于灌溉綠植、造林造田,形成新的生態(tài)區(qū)。這樣的設(shè)想已在中東等干旱地區(qū)被多次提出。核電還能為極地科考站、遠洋海上平臺等極端環(huán)境提供持續(xù)可靠的能源,保障科研和人員生活;甚至在未來人類登陸月球、火星時,小型模塊化核電站也能為太空基地源源不斷地供能,支持科研、通訊、生活維持等多種需求。這一思路,已在中國、美國、俄羅斯及多個歐洲國家的航天機構(gòu)方案中得到驗證和探索。
從醫(yī)院里的“隱形藥房”到居民的“暖氣工”,從工廠的“綠色鍋爐”到未來可能的“太空加油站”,那些看似遙遠的科技,正因核電技術(shù)一點點變成貼近人們的生活日常。