锝危机或使大剂量辐射逼近癌症检查

锝的短缺对医院的影响不亚于停电。没有人知道这一事件造成了多大的损失，但结果非常严重。

许多诊断扫描依赖于放射性同位素锝-99m。

资料来源:LARRY MULVEHILL

由于设备维修和保养，这两个核研究反应堆在几年前关闭了。这并不奇怪。半个世纪前也发生过类似的事情。然而，这些反应堆产生的恰好是锝-99m，世界上放射性最强的示踪剂。这种医用同位素广泛用于扫描诊断、癌症检查以及心脏病和其他疾病的治疗。医院每天使用锝-99m进行70，000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，或者不得不采用一种更古老的诊断技术——将病人暴露在大剂量的辐射下。荷兰高通量反应堆(受影响的反应堆之一)的经理罗纳德·施拉姆(Ronald Schram)说:“锝的短缺对医院来说就像停电一样糟糕。”鹿特丹伊拉斯谟医学中心核医学主任弗雷德·维尔兹吉尔伯根说，没有人知道事故造成了多大的损害，但“结果非常严重”。许多医院几周内都不开放。”

这起事故凸显了全球医疗技术供应链的脆弱性及其对20世纪50年代和60年代建造的四座*资助反应堆的严重依赖。同位素供应一再受到冲击，最近一次发生在上个月——加拿大安大略省的乔克河反应堆和另外两个反应堆意外地同时关闭了几天，导致全球医用同位素短缺。白垩河反应堆占目前全球供应量的1/3，并计划在2016年停止生产同位素。

但是对于核工程师格雷格·皮弗来说，危机中有机会。2005年，皮弗获得了威斯康星大学麦迪逊分校的核工程博士学位。他希望找到一种方法，用粒子加速器代替核反应堆将铀转化为锝。当时，他的想法没有被重视。然而，在两个核反应堆于2009年关闭后，政治家们，尤其是美国的政治家们，呼吁开发新的医用同位素生产方法，因为美国占世界医用锝需求的50%，但没有本地生产能力，无法自给自足。皮耶弗的想法和其他热切的企业突然成为公众舆论的焦点。

技术挑战

至少有五家北美公司，包括皮耶弗的SHINE医疗技术公司，正在开发创新方法，在未来几年生产医用同位素。目前还不清楚哪个公司会脱颖而出，也不清楚他们是否能找到新的方法来取代传统的反应堆，以避免新一轮的同位素短缺。

锝-99m经常被称为现代医学成像的主力军，因为它占世界核医学放射性同位素使用的80%。锝-99m可以附着在分子上，然后作用于目标器官。之后，单光子发射计算机断层扫描技术将接收同位素发射的光。该测试用于检测血液流入心肌的情况，找出癌症是否已经扩散到骨骼，并评估大脑中的血流。

锝-99m的半衰期只有6小时，不能长时间储存。目前，主要的制备方法是使用核反应堆来处理高浓缩铀，以产生放射性同位素钼-99，然后将其运送到各种医疗机构。钼-99衰变为锝-99m用于射线照相。

比利时BR2反应堆经理贝纳德·庞萨德说，核反应堆是生产钼的最有效的方法。许多人同意这一观点。20世纪90年代，加拿大计划使用新的反应堆来缓解现有的资金短缺，但在2008年，由于技术问题——高昂的维护成本，这些反应堆机组被封存。因此，其他国家正在加速研究以填补这一空白。BR2计划在2014年底前提升其医用同位素生产能力。澳大利亚南悉尼澳普反应堆计划到2017年将同位素产量翻两番。

这些措施大大提高了核反应堆的生产能力，但仍存在一些问题。美国国家同位素发展中心主任Robert Atcher指出，如果出现故障，新反应堆可能无法提供足够的同位素来度过危机。2009年，美国能源部成立了美国国家同位素发展中心，以帮助管理同位素分布。

价格上涨

更重要的是，从核反应堆生产同位素钼的成本正在飙升，因为这些反应堆主要用于科学研究，主要由东道国*资助，然后钼以低于市场价格的价格出售。根据经济合作与发展组织(经合组织)核能机构(NEA)，这意味着企业几乎没有动力投资新的生产设备。

NEA已经通过了一项终止*补贴的计划。NEA核能开发部主任罗恩·卡梅伦表示，核反应堆生产的钼价格将上涨7倍。与此同时，美国已经决定停止出口高浓缩铀，因为它可能被拦截用于制造核武器。到2020年，该反应堆将不得不使用低浓缩铀燃料来生产钼，这将使钼生产成本再增加40%。艾彻说最终价格会“高得离谱”，他推测钼的价格可能会上涨15倍。

这将导致人们寻找更多的替代品。医院可以从当地设施获得医用同位素，而不是依赖几个偏远的生产中心。TRIUMF核医学部门的负责人保罗·谢弗说，在医院建造一个医用回旋加速器只需要花费数百万美元。TRIUMF是加拿大温哥华的粒子物理和核能实验室，Schaffer的团队正在实施这个想法。

6月，TRIUMF团队宣布升级后的回旋加速器生产的锝可以满足整个温哥华市的需求。TRIUMF的发言人蒂姆·迈耶说:“加拿大已经有十几个回旋加速器，可以覆盖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医用同位素。该方法可应用于更先进的正电子发射断层成像。该小组目前正在等待加拿大卫生部的批准，该部将确认其生产的锝的安全性。

其他国家似乎也对这种新方法感兴趣。加拿大里士满的一家名为高级回旋加速器系统的公司目前正在利用回旋加速器生产锝，来自英国、沙特阿拉伯、泰国和其他国家的公司也与该公司进行了磋商。该公司营销和业务发展部的副主管约翰·泰勒·威尔逊说:“这让许多国家的医疗机构兴奋不已。”

好主意

皮弗的想法没有谢弗的回旋加速器模型激进。皮弗的团队希望坚持现有的分配系统，但必须克服核反应堆生产成本高的缺点。

Piefer希望在威斯康星州的janesville建立一个新的设施，他说该设施将提供美国所需的50%的锝，约占世界总需求的四分之一。但是建设还没有开始，因为SHINE和其他任何参与铀使用的公司一样，需要等待美国核管理委员会的许可。除了能源部的拨款和已经获得的3000万美元的总投资外，SHINE还必须筹集1.5亿美元。皮弗说:“如果资金到位，建设预计将在2016年底开始。”与此同时，乔克河反应堆也将结束其使命。

皮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创新型医用同位素公司北极星公司也希望在未来几年内提供美国所需的50%医用同位素。从长远来看，北极星在第二阶段的产量将翻倍。皮耶弗说:“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，以证明它生产的锝与传统方法生产的锝质量相当。北极星首席科学官詹姆斯·哈维表示，北极星希望在今年年底前收到回复。

艾彻对北极星和SHINE都持怀疑态度。他说:“总之，这两家初创公司仍处于起步阶段，正在摸着石头过河。2016年已经不远了。让我们拭目以待两家公司的结果。”(段新伟)(原题:“高剂量辐射接近癌症检查？“)

中国科学新闻(2013-12-18第三版国际版)