【成果變形記】

廣東松山湖科學(xué)城，四百畝地下，一束質(zhì)子正在以接近光速狂奔……

它本來(lái)的任務(wù)，是轟擊重金屬靶、產(chǎn)生中子，去探測微觀(guān)世界的結構。誰(shuí)承想，這個(gè)“龐然大物”——我國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源——有一天會(huì )“跨界”走進(jìn)醫院，成為救治腫瘤患者的利器。

從國之重器到治病救人，這項大科學(xué)裝置推開(kāi)了兩扇“希望之門(mén)”。

將國之重器里的技術(shù)“平移”到病房

第一扇“門(mén)”，名為硼中子俘獲治療（BNCT）。

時(shí)間回到2025年8月。東莞市人民醫院，一名飽受鼻咽腫瘤折磨的患者躺上治療床。

短短幾十分鐘后，折磨他許久的面部劇痛、嘴唇麻木，竟明顯緩解。

這場(chǎng)改變生命質(zhì)量的治療，并非直接使用散裂中子源裝置，而是利用它的技術(shù)。

“我們很早就注意到BNCT這個(gè)新方向，并利用散裂中子源發(fā)展過(guò)程中積累的強流直線(xiàn)加速器靶技術(shù)，研發(fā)出了新裝置?！鄙⒘阎凶釉纯茖W(xué)中心主任王生說(shuō)。

BNCT的核心原理是二元靶向治療，即向患者注射靶向含硼藥物，讓藥物富集于腫瘤細胞，再用中子照射，使中子與硼原子核碰撞發(fā)生核反應釋放出阿爾法粒子，精準摧毀腫瘤。

其中，中子是關(guān)鍵。傳統上依賴(lài)反應堆獲取中子，但反應堆很難“走入”醫院。而散裂中子源團隊手里，恰好有一臺長(cháng)達240米的強流直線(xiàn)加速器。

他們要做的，不是從零開(kāi)始，而是把已經(jīng)成熟的技術(shù)“壓縮、適配、落地”在一個(gè)緊湊型的小裝置上，產(chǎn)生高通量中子——這對技術(shù)團隊來(lái)說(shuō)，專(zhuān)業(yè)正“對口”。

2025年3月21日，BNCT設備順利通過(guò)國家三類(lèi)醫療器械注冊檢驗。眾多復發(fā)性、局部轉移的頭頸部腫瘤患者，迎來(lái)新的治療希望。

第一扇門(mén)，就這樣被“平移”到了病房。

“大海撈針”提取關(guān)鍵醫用同位素

但技術(shù)團隊想得更遠，他們要推開(kāi)第二扇更“重”的門(mén)。

錒-225、鐳-223等醫用阿爾法同位素，在半衰期內能直接放出阿爾法粒子殺傷腫瘤細胞，被稱(chēng)為“生物制導核彈”。長(cháng)期以來(lái)，這些同位素的制備獲取在國際上都是難題，光靠原有的散裂中子源裝置，顯然不夠。

如何把這項技術(shù)進(jìn)一步轉化出更強大的成果？團隊面臨兩道坎。

第一道坎：怎么讓質(zhì)子“走岔路”？

這次，質(zhì)子成為關(guān)鍵。負責提供質(zhì)子束的加速器是散裂中子源的基礎，分為直線(xiàn)形和環(huán)形。在散裂中子源中，負氫束流先被注入直線(xiàn)加速器，經(jīng)過(guò)剝離膜失去電子成為質(zhì)子后，進(jìn)入環(huán)形加速器進(jìn)一步加速。

阿爾法同位素的獲取路徑是，用高能強流直線(xiàn)加速器運行時(shí)額外剝離的高功率質(zhì)子束流，輻照疊層金屬釷靶。也就是說(shuō)，要在質(zhì)子進(jìn)入環(huán)形加速器之前，額外開(kāi)辟一條“岔路”，引出質(zhì)子束流。

這條“岔路”極難走。被剝離電子后帶正電的質(zhì)子，與原始帶負電的負氫束流，間隔只有20毫秒，分離這兩種束流難度極高。

反復討論中，一個(gè)靈感浮現出來(lái)：能不能讓原先固定不動(dòng)的剝離膜“動(dòng)”起來(lái)？

經(jīng)過(guò)不斷嘗試，想法變成了設計——旋轉剝離膜。將剝離膜附在有孔洞的旋轉片上，需要獲取阿爾法同位素時(shí)，讓負氫粒子束流碰到剝離膜，成為質(zhì)子束流自動(dòng)分離；進(jìn)行常規作業(yè)時(shí)，則讓束流穿過(guò)旋轉片上的孔洞，進(jìn)入環(huán)形加速器。

以一個(gè)“閘門(mén)”控制兩種束流的走向——就這樣，技術(shù)轉化中的第一道坎被跨了過(guò)去。

第二道坎：怎么實(shí)現“大海撈針”？

釷靶被質(zhì)子擊打后，會(huì )釋放大量粒子，形成復雜的粒子“湯”。

而目標只聚焦于三種關(guān)鍵醫用阿爾法同位素——錒-225、鐳-223、鉛-212/鉍-212，且純度要求極高。

“我們去取一種同位素的時(shí)候，它的質(zhì)量大概只占百萬(wàn)分之一甚至更少?！蓖跎蛄藗€(gè)比方，“就像大海撈針，而我們希望撈完這根‘針’，別的‘針’也能撈出來(lái)，即三種同位素同時(shí)分離?！?/p>

結合自身在分離工藝上的經(jīng)驗，兩年時(shí)間內，團隊自主開(kāi)發(fā)出聯(lián)合分離純化工藝，在國際上首次單批次毫居里級同時(shí)提取錒-225、鐳-223、鉛-212/鉍-212醫用阿爾法同位素，提取物放射性核純度達99%以上，滿(mǎn)足放藥研發(fā)標準。

至此，“闖關(guān)”還未結束，接下來(lái)是實(shí)現量產(chǎn)。

“預計量產(chǎn)以后，同位素本身的價(jià)格會(huì )大幅降低，讓它能被用得上、用得起、用得好?！睂Υ?，王生滿(mǎn)懷期待。

從地下四百畝的加速器到腫瘤患者的治療床，從基礎研究的國之重器到普惠可及的醫藥產(chǎn)品——這場(chǎng)跨界，第一扇門(mén)已經(jīng)打開(kāi)，第二扇門(mén)正在推開(kāi)……

顯然，王生那句“讓它能被用得上、用得起、用得好”，才是這一國之重器“跨界”之旅最重的分量！

（光明日報記者 崔興毅 光明日報通訊員 張嘉靜）