锝危机或使大剂量辐射逼近癌症检查
时间:2017-12-07

  锝危机或接近高剂量的辐射对癌症筛查 - 新闻 - 科学网

  锝短缺影响医院和停电一样多。没有人知道事件造成了多少损失,但结果是非常严重的。

  许多诊断程序依赖于放射性同位素锝-99m。

  图片来源:LARRY MULVEHILL

  由于设备维修和维护的原因,两座核反应堆几年前关闭了。这并不奇怪,半个世纪之前就发生了类似的事情。然而,这些反应堆恰恰产生了世界上大多数放射性示踪剂锝-99m,这是一种广泛用于诊断心脏和其他疾病,癌症筛查和治疗的医学同位素。医院每天都使用锝-99m进行7万次诊断扫描。世界各地的医院开始恐慌。

  由于缺乏这种重要的同位素,医生取消了扫描,推迟了手术,或者不得不使用较老的诊断技术使患者接触高剂量的辐射。荷兰高通量反应堆(受影响的反应堆之一)经理罗纳德·施拉姆(Ronald Schram)说,锝气短缺对医院的影响与断电一样多。鹿特丹伊拉斯姆斯医学中心核医学部主任弗雷德·维尔杰伊尔伯根(Fred Verzijlbergen)说,没有人知道事件造成了多大的损失,但结果是非常严重的。许多医院几星期都没有可用的锝。

  事件凸显了医疗锝供应链在世界范围内的脆弱性,严重依赖于四五十年代和六十年代建成的四座政府资助的反应堆。同位素供应遭受了一再的攻击,上个月加拿大安大略省的Chalk Pen和另外两个反应堆意外停止后的几天,最近一次是全球医用同位素短缺。目前全球供应量的三分之一的垩白河反应堆计划于2016年停止生产同位素。

  但是对于核工程师格雷格·彼弗(Greg Piefer)来说,这场危机是有机会的。 2005年,Piefer获得博士学位。来自威斯康星大学麦迪逊分校的核工程。他想通过使用粒子加速器而不是核反应堆来找到将铀转化为锝的方法。那个时候,他的想法没有被认真对待。然而,在2009年两座核反应堆关闭之后,政治家,特别是美国的政治家,要求开发生产医用同位素的新方法,因为美国对世界上50%的医疗锝有需求总而言之,没有本土能力的自给自足,彼弗的思想和其他急切的事业突然成为舆论的中心。

  包括Piefer的SHINE医疗技术在内的至少五家北美公司正在开发未来几年开创性的医用同位素的开创性方法,目前尚不清楚哪家公司能够脱颖而出,能否找到替代传统反应堆的新方法来避免新一轮的同位素短缺。

  锝-99m通常被认为是现代医学成像的中流砥柱,因为锝-99m占世界上核医学放射性同位素的80%以上,锝-99m可以附着在分子上,作用于靶器官,然后用单光子发射计算机断层显像(SPECT)技术接收同位素发射的光,测试血液进入心肌的流量,看看癌症是否扩散到骨骼血液在脑中流动。

  锝-99m半衰期只有6小时,不能长时间储存​​。目前主要的方法是用核反应堆处理高浓铀,生成放射性同位素钼-99,然后运送到各个医疗机构。钼-99会衰变成锝-99m,进行血管造影。

  比利时BR2反应堆经理Benard Ponsard说,核反应堆是生产钼的最有效的方法。很多人都同意这个观点。在二十世纪九十年代,加拿大计划利用新反应堆来缓解目前资金短缺的问题,但在2008年,由于技术问题造成的维修费用高昂,这些反应堆被隔离起来。因此,其他国家正在加快研究以弥补空缺。 BR2计划在2014年底之前提高医用同位素生产能力。南澳大利亚州的OPAL反应堆计划到2017年将其同位素产量提高四倍。

  这些举措大大提高了核反应堆的生产能力,但仍然存在一些问题。美国国家同位素中心主任罗伯特·阿彻说,如果发生故障,新反应堆可能无法提供足够的同位素来应对危机。 2009年,美国能源部成立了美国国家同位素发展中心,帮助管理同位素的分配。

  更重要的是,核反应堆生产同位素钼的成本正在飞涨,因为该反应堆主要用于科学研究,主要由东道国政府出资,然后以低于市场的价格出售。根据经济合作与发展组织(NEA)的说法,这意味着企业几乎没有动力投资新的生产设备。

  国家能源局已经通过了一个计划来终止政府的补贴。 NEA核能开发总监Ron Cameron表示,核反应堆生产的钼价格将上涨7倍。与此同时,美国决定停止出口可能被制造核武器的高浓缩铀。到2020年,反应堆将不得不使用低浓铀燃料来生产钼,这将使钼生产成本增加40%。 Atcher表示,最终的价格将远远超过,他推测钼价格可能会上涨15倍。

  这将导致更多的人寻找替代品。医院不是依靠几个偏远的制造中心,而是从当地设施获取医用同位素。 TRIUMF核医学负责人Paul Schaffer说,在医院的现场建造一个医疗回旋加速器需要花费数百万美元,加拿大温哥华的粒子物理和核能实验室TRIUMF正在由Schaffer团队。

  6月份,TRIUMF小组宣布升级的回旋加速器产生的锝将满足整个温哥华市的需求。 TRIUMF发言人Tim Meyer说,加拿大有十几个回旋加速器已经覆盖了90%的人口和50%的地理区域。许多医院已经开始使用内部回旋加速器来生产可应用于更先进的正电子发射断层扫描的医用同位素。该团队目前正在等待加拿大卫生部的批准,并将确认其锝生产的安全性。

  其他国家似乎也对这种新方法感兴趣。加拿大里士满的公司称为高级回旋加速器系统,目前正在使用回旋加速器生产锝,英国,沙特阿拉伯和泰国的公司也与他们进行了磋商。该公司营销和业务发展副总裁约翰·泰勒 - 威尔逊(John Taylor-Wilson)表示:“对于许多国家的卫生机构来说,这一举措是非常令人兴奋的。

  彼弗的思想不如沙弗的回旋加速器模型激进。 Piefer的团队想要坚持现有的配电系统,但克服了过度产生核反应堆的缺点。

  Piefer希望在威斯康星州的Janesville建立一个新的工厂,他说这个工厂将提供美国约50%的锝需求量,约占世界总需求量的四分之一,但是施工还没有开始,因为SHINE,像任何其他参与铀利用的公司一样,必须等待美国核管理委员会的许可,除了能源部的资金和已经获得的3000万美元总投资外,SHINE还必须筹集1.5亿美元皮费尔说:如果有资金可用,预计将在2016年底启动。与此同时,白垩河反应堆也将结束其使命。

  彼弗将面临激烈的竞争。同样位于威斯康星州麦迪逊的另一家医用同位素创新公司Polaris也希望在未来几年内提供美国50%的医用同位素。长远来看,北极星第二阶段的产量将翻一番。彼弗说:对手很有竞争力。

  今年3月,北极星向美国食品和药物管理局提交了一份新药申请,证明其生产的锝与传统方法所产生的锝大致相同。北极星首席科学家詹姆斯·哈维表示,北极星希望在今年年底前得到答复。

  Atcher对北极星和SHINE都持怀疑态度。总而言之,他说:两家初创公司都还处于起步阶段,都在摸着石头过河。 2016年离我们不远,让我们拭目以待两家公司的成就。(段新玖)(原题为“高剂量放射线接近癌症筛查”)

  “中国科学”(2013-12-18第3版)