加速,不止于粒子,更在于洞见
《加速·前沿》聚焦医用回旋加速器与核技术应用领域。我们将用通俗的语言拆解硬核科技,带你了解“粒子如何守护生命”;也会第一时间分享国产装备的新突破、新应用,追踪精准医学的发展脉动。
核素药物将放射性同位素与生物分子相结合,可用于肿瘤的精准诊断与治疗。在治疗领域,α核素具有高线性能量转移(LET)和短射程,适合实体瘤的精准治疗;β核素则具有低LET和较长射程,适用于姑息治疗。然而,对于同一类别的核素,生产成本、衰变链与生物分布特性、分子修饰难度往往难以兼得。所以,当前尚无法明确后续何种核素将在市场中占据主导地位。
当前核素药物行业呈现阶段性发展特征。在探索期,研发机构对多种核素均有需求,但每种核素的用量规模普遍较小,通常用于50人左右的临床试验,重点在于满足核素种类的多样性。进入成熟期后,核素种类集中于少数优势品种,需要大规模、合规的商业化供应,关注点转向单品种的高效生产。
CRDMO服务是提升附加值的重要手段。在创新药领域,原料药成本仅占药物售价的1%至5%,而结合同位素原料药供应与CRDMO服务后,这一比例可提升至20%至30%,因此CRDMO服务是提升附加值的重要手段。
在不明确未来哪种核素将占据市场主导地位的情况下,选择能够覆盖最多核素种类的设备方案最为稳妥,其中:
离子加速器:通过加速不同离子(如H-,D-,He++)直接轰击靶材发生核反应,具有最全面的核素种类覆盖能力,其可生产核素种类多、性能均衡,且离子束流穿深浅、靶材用量少,在与运营成本方面具有显著的经济性优势,很适合目前正处在行业发展前期的多种类、小批量的核素供应需求。而在离子加速器类别中,回旋加速器的设备购置与维保成本通常只有离子直加的1/3,具有显著的成本优势,是目前最具有经济效益比的设备方案。
电子加速器:通过加速电子,经过转换靶产生韧致辐射与靶材发生光核反应。虽然其可生产核素种类相较离子加速器显著减少,但产能具有一定优势。然而其韧致辐射穿透性强,靶材用量较大,在靶材较为昂贵的情况下会显著推高生产成本,考虑行业发展前期核素的需求量相对有限,电子加速器并不适合作为行业发展前期的同位素生产设备方案。
在能级选择上,30 MeV回旋加速器能够以最低成本满足行业前期对核素多样化的需求。70MeV以上的高能回旋加速器核素种类的增加相对有限,同时新的低成本生产路线技术难点尚未解决,投入产出比很低。
如上文所述,同位素供应呈现明显的阶段性特征。因此,根据行业发展阶段开发具有不同技术特点的产品序列是合理策略:前期追求广泛覆盖以降低风险,后期聚焦专一用途以提升效率。玖谊源针对上述需求开发了多款30MeV中高能回旋加速器产品:
LB‑30TP:多粒子型,适用于多种用途,性能兼顾平衡
LB‑30P+:强流质子型,可高效生产Ge-68、Ac-225等核素
LB‑30α: α粒子专用型,用于高效生产At-211
参数如下:
加速器设备只是同位素生产中的一个环节。一个能够成功运行的同位素工厂,必须具备全链条解决方案,加速器产生束流是同位素生产的源头,但其性能的发挥很大程度上依赖于后续配套环节:
▷ 制靶环节:决定了靶件质量,进而影响可承受的束流强度和产率。
▷ 打靶环节:要求靶站通过散热设计,能够承受高功率束流的长时间轰击。
▷ 分离纯化环节:直接影响核素的最终产率与纯度。
▷ 回收环节:涉及昂贵靶材如Ni-64、Ra-226的高效回收,是取得合理投入产出比的关键。
▷ 场地GMP合规性:决定了产品能否进入欧盟、美国等高附加值市场,直接限制了市场容量上限。
玖谊源是目前国内唯一具备全链条经验与整体解决方案提供能力的加速器制造商。在诊断核素方面,玖谊源已成功商业化推广全自动产线,产能与核素种类覆盖行业领先。在治疗核素方面,产线开发进展迅速,计划于2027年至2028年分步完成²¹¹At与²²⁵Ac的工艺开发及GMP级商业化供应。
二期同位素CRDMO项目严格按照GMP规范建设,经过与药品监管部门、生态环境部门的多轮沟通,同时符合NMPA、FDA、EMA的GMP要求,是目前国内GMP合规度最高的场地。项目涵盖²²⁶Ra处理、核素生产线与制剂生产线,预计于2027年6月投入商业化运营。
总体而言,核素药物的产业化依赖于加速器设备与制靶、打靶、分离纯化、回收、GMP合规场地的全链条协同。通过合理选择设备路线与能级,并构建完整的生产与服务能力,可以为我国核素药物的研发与商业化提供坚实基础。
内容来源:研发部熊嘉亮