加大力推进新型医用放射性同位素研发和生产

加拿大政府2023年6月27日宣布启动加拿大医用同位素生态系统倡议，未来五年将为医用放射性同位素及相关药物的研发、生产和配送提供多达3500 万加元（2640 万美元）资助，目标是推进新型医用放射性同位素及相关药物的研发和生产，进一步巩固加在医用同位素供应领域的全球领先地位。

加拿大拥有完整的医用同位素供应链，是全球主要医用同位素供应国之一，是钴-60 和碘-125等医用同位素的全球最大供应国，正在积极推进锕-225、镥-177、钇-90等新型同位素生产技术研发和应用。

1 完整医用同位素供应链

加拿大拥有完整医用同位素供应链，核心是四类靶件辐照设施。一是布鲁斯电力公司和安大略电力公司运营的10多台加压重水堆商业核电机组。相对于当前全球主流的轻水堆核电机组，加压重水堆采用重水作为慢化剂和冷却剂，燃料结构简单，可在线换料，具有中子利用率高、燃料管理灵活、适于大规模生产医用放射性同位素等特点。二是位于麦克马斯特大学的研究堆MNR。这是一座开放型池式多用途反应堆，热功率5000 千瓦。三是由加拿大粒子与核物理国家实验室和加拿大同位素创新公司运营的多台直线加速器。四是由其他机构运营的超过20台回旋加速器。

数十家企业为上述四类设施提供相关配套产品和服务，包括靶件制造、同位素提取和纯化、物流、制药、监管支持、远程操控设备供应、工程设计等。

2 主要医用同位素供应国

加拿大核安全监管委员会迄今已批准超过250种同位素的生产和应用，包括许多医用放射性同位素。加目前是钴-60和碘-125的全球第一大生产国。

布鲁斯电力公司和安大略电力公司的钴-60产量占全球总产量的50%以上，其生产方式是：先利用两家公司的加压重水堆辐照钴-59 靶件；然后由诺迪安公司位于渥太华的处理设施从辐照后靶件提取和纯化钴-60。诺迪安公司还从海外进口辐照后靶件，以生产钴-60。如果加上这部分产量，加拿大满足了全球超过80%的需求。钴-60 半衰期为5.27年，工业级钴-60可用于工业、农业以及医疗用品灭菌，医用级钴-60 主要用于恶性肿瘤的远距离放射治疗。布鲁斯电力公司于2019年开始生产医用级钴-60。

麦克马斯特大学的碘-125 产量占全球总产量的60%以上，其生产方式是：先利用研究堆辐照氙-124 靶件，然后从辐照后靶件提取和纯化碘-125。碘-125 半衰期为60 天，可采用植入方式，对多种实体肿瘤进行治疗。

3 积极推进新型同位素生产技术研发

加拿大相关企业正在与国内外其他企业和机构合作，积极推进锕-225、镥-177、钇-90 等新型同位素以及钼-99生产技术的研发和应用。

3.1 锕-225

锕-225 是一种α 发射体，半衰期为10 天。锕-225 靶向放射治疗是一种拥有广阔应用前景的新兴癌症疗法：靶向载体将锕-225输送并聚集于肿瘤部位，在发射α 射线杀死肿瘤细胞的同时，几乎不对周围健康组织产生伤害；相对于目前应用广泛的化疗和放疗，具有疗效显著且副作用小的特点。加拿大放射性同位素委员会表示，目前全球锕-225 处于严重供应短缺状态：供应能力为每年63 GBq，需求为每年至少1850 GBq。加正在以小规模生产锕-225，多家企业准备合作提升锕-225产能。

加拿大核实验室和粒子与核物理国家实验室2019年合作启动锕-225 生产，但其产能仅满足自身研究需求，生产方式是使用加速器辐照镭-226靶件。

加粒子与核物理国家实验室与美国BWX技术医疗公司2022年6月宣布将合作推进锕-225 生产：前者负责利用加速器辐照后者提供的钍-232 靶件，后者负责从辐照后靶件提取高纯度锕-225。

加核实验室2023年7月宣布与西尔维娅·费多鲁克核能创新中心签署协议，将合作把锕-225产能提升30 多倍。锕-225 生产将分为四步：一是加核实验室提供镭-226靶件，二是利用核创新中心的加速器对靶件进行辐照，三是加核实验室对辐照后靶件进行处理，四是德国ITM 同位素技术慕尼黑公司对处理产物进行精加工，然后进行产品销售。加核实验室表示，这一合作仅是一个短期方案，未来将开展生产能力建设，以满足长期市场需求。

3.2 镥-177

镥-177 是一种β 和γ 发射体，半衰期为6.7天，可用于癌症的靶向放射治疗。美国食品药品管理局已批准使用镥-177 治疗神经内分泌癌症。研究显示，镥-177还可用于治疗转移性前列腺癌、乳腺癌、肝癌、脑癌等其他癌症。加拿大放射性同位素委员会预计镥-177 的全球市场价值将以年均10.4%的速度增加。加目前有多个机构在生产镥-177，生产方式为使用反应堆或加速器辐照镱-176靶件。

麦克马斯特大学利用研究堆生产镥-177，是最主要生产商；粒子与核物理国家实验室等加速器运营商利用加速器生产镥-177。

最值得关注的是，布鲁斯电力公司、Isogen公司和ITM同位素技术慕尼黑公司合作于2022年10月在布鲁斯核电厂启动镥-177 商业化生产，生产过程包括：首先，将镱-176靶装入特制的密封容器中；然后将容器装入专门研发的同位素生产系统，转移至反应堆中；接着在反应堆中接受约一周的辐照；最后从辐照后靶件提取和纯化镥-177。在这一合作中，布鲁斯电力公司负责提供辐照服务，Isogen 公司负责研发和制造同位素生产系统，ITM 同位素技术慕尼黑公司负责镥-177的提取、高纯度医用级镥-177的生产和市场销售。布鲁斯电力公司表示，Isogen公司同位素生产系统是首个专门为在商业反应堆中生产短寿命医用同位素研发的装置，有助于推进同位素的商业化生产。

3.3 钇-90

钇-90 是一种β 发射体，半衰期为64 小时，钇-90微球放射栓塞治疗技术是一种拥有广泛应用前景的癌症靶向放射治疗技术。加目前采用下述方式满足本国对钇-90 的需求：先将靶件运往国外设施进行辐照，然后将辐照后靶件运回国内进行加工处理。布鲁斯电力公司2022年10月与美国波士顿科学公司签署谅解备忘录，将研究利用加压重水堆生产钇-90的可行性。

3.4 钼-99

钼-99 衰变会生成锝-99m。后者是一种重要的医疗诊断用放射性同位素，其全球范围内的使用量约占所有医用同位素使用量的80%。钼-99和锝-99m的半衰期都非常短，分别为66小时和6小时，不适于长时间贮存。

位于乔克河的研究堆NRU曾满足全球超过40%的钼-99 需求，生产方式是：先对高浓铀靶件进行辐照，然后从辐照后靶件提取和纯化钼-99。NRU已于2018年3月永久关闭。

安大略电力公司、劳伦蒂斯能源伙伴公司、BWX 技术公司正在合作推进利用加压重水堆辐照天然钼靶件以获得钼-99 的项目。加拿大核安全委员会2021年11月批准修订达灵顿核电厂运行许可证，准许将达灵顿2 号机组用于生产钼-99。安大略电力公司2023年2月宣布，已完成钼-99 生产设备安装，达灵顿即将成为全球首座生产钼-99 的商业核电厂，加也将再次成为钼-99生产国。

4 结语

全球核医药市场价值2020年为56 亿美元；尽管受到新冠疫情影响，2021年仍同比增长7%，达到60 亿美元。加拿大放射性同位素委员会预计，2031年全球核医药市场价值将达140亿至330亿美元。最近数十年的经验表明，新型医用同位素及其配套药物生产技术的突破，能够促使核医药市场价值出现爆发式增长。

加已建立完整医用放射性同位素供应链，在医用放射同位素研发和生产领域居于全球领先地位。鉴于全球医用同位素市场处于高速发展阶段，且研究表明多种新型同位素具有广泛应用前景，加政府持续支持本国企业加强合作，推进新型医用同位素研发和生产，力求抢占未来市场，进一步巩固本国的全球市场地位。