核電站的日常在大多數(shù)人眼里,無(wú)非是發(fā)電、發(fā)電、還是發(fā)電。
可如果有人告訴你,它其實(shí)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(diǎn)刷新你對(duì)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(lái)。它能沿著血管沖到肝臟腫瘤里,對(duì)癌細(xì)胞實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)爆破。
它的國(guó)產(chǎn)化,可能徹底改寫(xiě)中國(guó)肝癌患者的命運(yùn)。
據(jù)新華社報(bào)道,中核集團(tuán)6月15日宣布,經(jīng)秦山核電站“和福一號(hào)”反應(yīng)堆輻照后的釔-90玻璃微球,已順利出堆并通過(guò)相關(guān)檢測(cè),標(biāo)志著我國(guó)成功掌握商用堆生產(chǎn)釔-90的技術(shù),可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
核電站,竟然可以制藥了?
針對(duì)肝癌的“精準(zhǔn)核武器”
釔-90玻璃微球,其實(shí)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(wú)數(shù)個(gè)直徑只有30微米的玻璃小球構(gòu)成,比頭發(fā)絲還細(xì)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(guò)一根比意大利面還細(xì)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(dòng)脈。
這些微球會(huì)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(lái)。然后,它們開(kāi)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(shuō),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(huì)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(dá)腫瘤,這一路上健康組織也會(huì)被輻射到,像“大范圍掃射”;而釔-90玻璃微球則是“深入敵后”開(kāi)火,把強(qiáng)大的能量精準(zhǔn)釋放到癌細(xì)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(huì)自然衰減到對(duì)人體幾乎無(wú)害的水平。整個(gè)治療過(guò)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(dòng)。
據(jù)新華社報(bào)道,正因?yàn)檫@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(guò)程,聽(tīng)上去像一部硬核科幻。要想得到它,先得從普通、沒(méi)有放射性的釔-89開(kāi)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(jìn)秦山核電的“和福一號(hào)”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(wú)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(huì)吸收一個(gè)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(guò)為期5天左右的精確輻照,靶材里的釔-90活性達(dá)到理想水平,科研團(tuán)隊(duì)會(huì)安排它“出堆”。這一步并不是像廚房里端出熱菜那么簡(jiǎn)單,而是要在特殊的密封熱室里,用機(jī)械臂隔著鉛玻璃操作,把高放射性的微球樣品轉(zhuǎn)移出來(lái)。因?yàn)檫@時(shí)的微球已經(jīng)帶有強(qiáng)烈輻射,人是絕對(duì)不能直接接觸的。
隨后,技術(shù)人員會(huì)對(duì)釔-90玻璃微球進(jìn)行提純、清洗,并把它們封裝在專用的防護(hù)瓶中。接著,還要對(duì)它的比活度(即單位量放射性強(qiáng)度)、雜質(zhì)含量等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),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(lái)“煉”釔-90玻璃微球呢?因?yàn)樯逃枚巡粌H中子流量大,反應(yīng)堆能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,也能一次處理大量靶材,實(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,難以滿足臨床需求。
這次成功出堆的背后,是中國(guó)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(jì)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(lái)并完成后續(xù)處理的問(wèn)題。可以說(shuō),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(duì)患者來(lái)說(shuō),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(guò)去,釔-90玻璃微球完全依賴進(jìn)口,藥價(jià)高得讓人心驚,一次治療可能要花30萬(wàn)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(yùn)就像懸在半空,明知道有藥卻買不到,時(shí)間一天天流逝,病情一步步惡化。
國(guó)產(chǎn)化后,釔-90玻璃微球能夠穩(wěn)定、持續(xù)地供應(yīng),價(jià)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(lái)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(guò)去主要依賴進(jìn)口,價(jià)格昂貴且供貨周期不穩(wěn)定。
能在國(guó)內(nèi)商用核電站里大規(guī)模自產(chǎn),意味著我國(guó)肝癌治療告別了“看別人臉色”的尷尬,醫(yī)療安全性實(shí)現(xiàn)質(zhì)的提升。
對(duì)整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō),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(guó)產(chǎn)化的“孵化器”。
這不僅能讓更多癌癥患者受益,還能帶動(dòng)醫(yī)用核藥產(chǎn)業(yè)鏈整體升級(jí),促進(jìn)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(xiàng)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(huì)顯現(xiàn)出清晰信號(hào),就像在黑夜里開(kāi)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(cè)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(huì)分解尿素,讓呼出的氣體中帶上碳-14信號(hào),只要檢測(cè)呼氣就能知道有沒(méi)有感染。這種簡(jiǎn)單、無(wú)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(jìn)口的放射性醫(yī)療物質(zhì),未來(lái)都可以在核電站的高能中子流里“煉”出來(lái)。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(jìn)醫(yī)院,還能溫暖整個(gè)城市。比如山東海陽(yáng)、浙江海鹽,居民家里的暖氣就來(lái)自核電站發(fā)電時(shí)的余熱。白天發(fā)電,晚上供暖,通過(guò)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(méi)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(wàn)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(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少二氧化碳排放超百萬(wàn)噸。很多行業(yè),特別是造紙、制藥、印染都離不開(kāi)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(hào)”,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(lái)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(shí)現(xiàn)“負(fù)碳”工業(yè)。
未來(lái),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(dòng)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(yuǎn)洋海上平臺(tái)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(lái)人類登陸月球、火星時(shí),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(guó)、美國(guó)、俄羅斯及多個(gè)歐洲國(guó)家的航天機(jī)構(gòu)方案中得到驗(yàn)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(lái)可能的“太空加油站”,那些看似遙遠(yuǎn)的科技,正因核電技術(shù)一點(diǎn)點(diǎn)變成貼近人們的生活日常。