加大力推進新型醫用放射性同位素研發和生產

加拿大政府2023年6月27日宣布啟動加拿大醫用同位素生態系統倡議，未來五年將為醫用放射性同位素及相關藥物的研發、生產和配送提供多達3500 萬加元（2640 萬美元）資助，目標是推進新型醫用放射性同位素及相關藥物的研發和生產，進一步鞏固加在醫用同位素供應領域的全球領先地位。

加拿大擁有完整的醫用同位素供應鏈，是全球主要醫用同位素供應國之一，是鈷-60 和碘-125等醫用同位素的全球最大供應國，正在積極推進錒-225、镥-177、釔-90等新型同位素生產技術研發和應用。

1 完整醫用同位素供應鏈

加拿大擁有完整醫用同位素供應鏈，核心是四類靶件輻照設施。一是布魯斯電力公司和安大略電力公司運營的10多臺加壓重水堆商業核電機組。相對于當前全球主流的輕水堆核電機組，加壓重水堆采用重水作為慢化劑和冷卻劑，燃料結構簡單，可在線換料，具有中子利用率高、燃料管理靈活、適于大規模生產醫用放射性同位素等特點。二是位于麥克馬斯特大學的研究堆MNR。這是一座開放型池式多用途反應堆，熱功率5000 千瓦。三是由加拿大粒子與核物理國家實驗室和加拿大同位素創新公司運營的多臺直線加速器。四是由其他機構運營的超過20臺回旋加速器。

數十家企業為上述四類設施提供相關配套產品和服務，包括靶件制造、同位素提取和純化、物流、制藥、監管支持、遠程操控設備供應、工程設計等。

2 主要醫用同位素供應國

加拿大核安全監管委員會迄今已批準超過250種同位素的生產和應用，包括許多醫用放射性同位素。加目前是鈷-60和碘-125的全球第一大生產國。

布魯斯電力公司和安大略電力公司的鈷-60產量占全球總產量的50%以上，其生產方式是：先利用兩家公司的加壓重水堆輻照鈷-59 靶件；然后由諾迪安公司位于渥太華的處理設施從輻照后靶件提取和純化鈷-60。諾迪安公司還從海外進口輻照后靶件，以生產鈷-60。如果加上這部分產量，加拿大滿足了全球超過80%的需求。鈷-60 半衰期為5.27年，工業級鈷-60可用于工業、農業以及醫療用品滅菌，醫用級鈷-60 主要用于惡性腫瘤的遠距離放射治療。布魯斯電力公司于2019年開始生產醫用級鈷-60。

麥克馬斯特大學的碘-125 產量占全球總產量的60%以上，其生產方式是：先利用研究堆輻照氙-124 靶件，然后從輻照后靶件提取和純化碘-125。碘-125 半衰期為60 天，可采用植入方式，對多種實體腫瘤進行治療。

3 積極推進新型同位素生產技術研發

加拿大相關企業正在與國內外其他企業和機構合作，積極推進錒-225、镥-177、釔-90 等新型同位素以及鉬-99生產技術的研發和應用。

3.1 錒-225

錒-225 是一種α 發射體，半衰期為10 天。錒-225 靶向放射治療是一種擁有廣闊應用前景的新興癌癥療法：靶向載體將錒-225輸送并聚集于腫瘤部位，在發射α 射線殺死腫瘤細胞的同時，幾乎不對周圍健康組織產生傷害；相對于目前應用廣泛的化療和放療，具有療效顯著且副作用小的特點。加拿大放射性同位素委員會表示，目前全球錒-225 處于嚴重供應短缺狀態：供應能力為每年63 GBq，需求為每年至少1850 GBq。加正在以小規模生產錒-225，多家企業準備合作提升錒-225產能。

加拿大核實驗室和粒子與核物理國家實驗室2019年合作啟動錒-225 生產，但其產能僅滿足自身研究需求，生產方式是使用加速器輻照鐳-226靶件。

加粒子與核物理國家實驗室與美國BWX技術醫療公司2022年6月宣布將合作推進錒-225 生產：前者負責利用加速器輻照后者提供的釷-232 靶件，后者負責從輻照后靶件提取高純度錒-225。

加核實驗室2023年7月宣布與西爾維婭·費多魯克核能創新中心簽署協議，將合作把錒-225產能提升30 多倍。錒-225 生產將分為四步：一是加核實驗室提供鐳-226靶件，二是利用核創新中心的加速器對靶件進行輻照，三是加核實驗室對輻照后靶件進行處理，四是德國ITM 同位素技術慕尼黑公司對處理產物進行精加工，然后進行產品銷售。加核實驗室表示，這一合作僅是一個短期方案，未來將開展生產能力建設，以滿足長期市場需求。

3.2 镥-177

镥-177 是一種β 和γ 發射體，半衰期為6.7天，可用于癌癥的靶向放射治療。美國食品藥品管理局已批準使用镥-177 治療神經內分泌癌癥。研究顯示，镥-177還可用于治療轉移性前列腺癌、乳腺癌、肝癌、腦癌等其他癌癥。加拿大放射性同位素委員會預計镥-177 的全球市場價值將以年均10.4%的速度增加。加目前有多個機構在生產镥-177，生產方式為使用反應堆或加速器輻照鐿-176靶件。

麥克馬斯特大學利用研究堆生產镥-177，是最主要生產商；粒子與核物理國家實驗室等加速器運營商利用加速器生產镥-177。

最值得關注的是，布魯斯電力公司、Isogen公司和ITM同位素技術慕尼黑公司合作于2022年10月在布魯斯核電廠啟動镥-177 商業化生產，生產過程包括：首先，將鐿-176靶裝入特制的密封容器中；然后將容器裝入專門研發的同位素生產系統，轉移至反應堆中；接著在反應堆中接受約一周的輻照；最后從輻照后靶件提取和純化镥-177。在這一合作中，布魯斯電力公司負責提供輻照服務，Isogen 公司負責研發和制造同位素生產系統，ITM 同位素技術慕尼黑公司負責镥-177的提取、高純度醫用級镥-177的生產和市場銷售。布魯斯電力公司表示，Isogen公司同位素生產系統是首個專門為在商業反應堆中生產短壽命醫用同位素研發的裝置，有助于推進同位素的商業化生產。

3.3 釔-90

釔-90 是一種β 發射體，半衰期為64 小時，釔-90微球放射栓塞治療技術是一種擁有廣泛應用前景的癌癥靶向放射治療技術。加目前采用下述方式滿足本國對釔-90 的需求：先將靶件運往國外設施進行輻照，然后將輻照后靶件運回國內進行加工處理。布魯斯電力公司2022年10月與美國波士頓科學公司簽署諒解備忘錄，將研究利用加壓重水堆生產釔-90的可行性。

3.4 鉬-99

鉬-99 衰變會生成锝-99m。后者是一種重要的醫療診斷用放射性同位素，其全球范圍內的使用量約占所有醫用同位素使用量的80%。鉬-99和锝-99m的半衰期都非常短，分別為66小時和6小時，不適于長時間貯存。

位于喬克河的研究堆NRU曾滿足全球超過40%的鉬-99 需求，生產方式是：先對高濃鈾靶件進行輻照，然后從輻照后靶件提取和純化鉬-99。NRU已于2018年3月永久關閉。

安大略電力公司、勞倫蒂斯能源伙伴公司、BWX 技術公司正在合作推進利用加壓重水堆輻照天然鉬靶件以獲得鉬-99 的項目。加拿大核安全委員會2021年11月批準修訂達靈頓核電廠運行許可證，準許將達靈頓2 號機組用于生產鉬-99。安大略電力公司2023年2月宣布，已完成鉬-99 生產設備安裝，達靈頓即將成為全球首座生產鉬-99 的商業核電廠，加也將再次成為鉬-99生產國。

4 結語

全球核醫藥市場價值2020年為56 億美元；盡管受到新冠疫情影響，2021年仍同比增長7%，達到60 億美元。加拿大放射性同位素委員會預計，2031年全球核醫藥市場價值將達140億至330億美元。最近數十年的經驗表明，新型醫用同位素及其配套藥物生產技術的突破，能夠促使核醫藥市場價值出現爆發式增長。

加已建立完整醫用放射性同位素供應鏈，在醫用放射同位素研發和生產領域居于全球領先地位。鑒于全球醫用同位素市場處于高速發展階段，且研究表明多種新型同位素具有廣泛應用前景，加政府持續支持本國企業加強合作，推進新型醫用同位素研發和生產，力求搶占未來市場，進一步鞏固本國的全球市場地位。