锝短缺給醫(yī)院帶來的影響不亞于停電,。沒有人知道這次事件造成了多大程度的損失，但結(jié)果非常嚴(yán)重,。
出于設(shè)備修理和維護(hù)原因,，兩個核研究反應(yīng)堆于幾年前關(guān)閉。這并不讓人驚奇,，半個世紀(jì)前類似的事情就發(fā)生過,。但這些反應(yīng)堆生產(chǎn)的恰好是世界上大部分的放射性示蹤劑锝-99m，這種醫(yī)用同位素被廣泛用于心臟病和其他病癥的掃描診斷,、癌癥檢查和治療,。每天，醫(yī)院利用锝-99m進(jìn)行診斷性掃描的次數(shù)達(dá)7萬次,。全世界的醫(yī)院開始陷入恐慌,。
由于缺乏這種至關(guān)重要的同位素，醫(yī)生取消了掃描,，推后了操作,，或者不得已采用更古老的診斷技術(shù)——將患者暴露在大劑量的輻射下。荷蘭高通量反應(yīng)堆（受影響的反應(yīng)堆之一）的管理者Ronald Schram說：“锝短缺給醫(yī)院帶來的影響不亞于停電,?！甭固氐な幸晾鼓贯t(yī)學(xué)中心核醫(yī)學(xué)科主任Fred Verzijlbergen說，沒有人知道這次事件造成了多大程度的損失,，但“結(jié)果非常嚴(yán)重,。很多醫(yī)院長達(dá)數(shù)周無锝可用”。
這次事故凸顯出世界范圍內(nèi)醫(yī)用锝供應(yīng)鏈非常脆弱,，嚴(yán)重依賴4個建于20世紀(jì)50~60年代的由政府資助的反應(yīng)堆,。同位素供應(yīng)已經(jīng)遭受了一次又一次的打擊,，最近的一次發(fā)生在上個月——加拿大安大略省粉筆河反應(yīng)堆和另外兩個反應(yīng)堆意外地同時(shí)停止運(yùn)行數(shù)日，全球醫(yī)用同位素出現(xiàn)短缺,。粉筆河反應(yīng)堆的生產(chǎn)量占當(dāng)前全球供應(yīng)量的1/3,，計(jì)劃于2016年停止生產(chǎn)同位素。
但對于核能工程師Greg Piefer來說,，危機(jī)中蘊(yùn)藏著機(jī)會,。2005年，Piefer獲得美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校核子工程學(xué)博士學(xué)位,，他希望找出一種方法,，通過使用粒子加速器而非核反應(yīng)堆，使鈾轉(zhuǎn)化為锝,。當(dāng)時(shí)他的設(shè)想并未得到重視,。然而，在2009年兩個核反應(yīng)堆關(guān)閉后,，政治家尤其是美國的政客要求開發(fā)醫(yī)用同位素的新生產(chǎn)方法,，因?yàn)槊绹尼t(yī)用锝需求量占世界的50%，但卻沒有本土生產(chǎn)能力,，無法自給自足,。Piefer的想法和其他躍躍欲試的企業(yè)一下子處在了輿論焦點(diǎn)。
技術(shù)挑戰(zhàn)
包括Piefer的SHINE醫(yī)務(wù)技術(shù)公司在內(nèi),，至少5家北美公司正在研制開創(chuàng)性方法,，以在未來幾年內(nèi)生產(chǎn)醫(yī)用同位素。目前還不清楚哪家公司會脫穎而出,，他們是否能夠找到替代傳統(tǒng)反應(yīng)堆的新方法以避免新一輪的同位素短缺,。
锝-99m常被稱作現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像的主力，因?yàn)榫腿澜绾酸t(yī)學(xué)放射性同位素的使用而言,，锝-99m所占比例達(dá)80%,。锝-99m能附著于分子上，進(jìn)而作用于目標(biāo)器官,。之后,，單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（SPECT）技術(shù)會接收到同位素所發(fā)出的光。這種測試用來檢測血液流入心臟肌肉過程中的流動情況,，發(fā)現(xiàn)癌癥是否已經(jīng)擴(kuò)散到骨骼,，評估大腦中的血流量。
锝-99m的半衰期只有6小時(shí),，無法長時(shí)間保存,。目前的主要制取方法是用核反應(yīng)堆處理高濃縮鈾，生成放射性同位素鉬-99,，隨后運(yùn)往各醫(yī)療機(jī)構(gòu),。鉬-99會衰變成锝-99m，用于造影檢查,。
比利時(shí)BR2反應(yīng)堆管理者Benard Ponsard說,，核反應(yīng)堆是生產(chǎn)鉬的最有效方法。很多人對此觀點(diǎn)表示贊同,。20世紀(jì)90年代,，加拿大計(jì)劃用新反應(yīng)堆緩解已經(jīng)存在的資金短缺，但在2008年,，由于出現(xiàn)技術(shù)問題——維修成本過高,，這些反應(yīng)堆裝置被封存。其他國家因此正加速研究以彌補(bǔ)這一空缺,。BR2計(jì)劃于2014年年底前升級其醫(yī)用同位素生產(chǎn)能力,。澳大利亞南悉尼OPAL反應(yīng)堆計(jì)劃于2017年前將其同位素產(chǎn)量擴(kuò)大4倍。
這些舉措極大提高了核反應(yīng)堆的生產(chǎn)能力,，但仍存在一些問題,。美國國家同位素發(fā)展中心主任Robert Atcher指出，一旦發(fā)生故障,，新反應(yīng)堆可能無法提供足夠的同位素以度過危機(jī),。2009年，美國能源部成立美國國家同位素發(fā)展中心,，旨在幫助管理同位素的分配,。
價(jià)格上漲
更關(guān)鍵的是，利用核反應(yīng)堆生產(chǎn)同位素鉬的成本正在飛漲,，由于反應(yīng)堆主要用于科研,，并主要受東道國政府資助，然后再以低于市場的價(jià)格出售鉬,。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）核能機(jī)構(gòu)（NEA）稱,，這意味著企業(yè)沒有什么動力去投資新的生產(chǎn)設(shè)備。
NEA已經(jīng)采納了一個方案,，要求結(jié)束政府補(bǔ)貼,。NEA核開發(fā)主管Ron Cameron說，核反應(yīng)堆生產(chǎn)的鉬的價(jià)格將增加7倍,。與此同時(shí),，美國已經(jīng)決定停止出口高濃縮鈾，因?yàn)楦邼饪s鈾可能被攔截用于制造核武器,。截止到2020年,，反應(yīng)堆將不得不使用低濃縮鈾燃料生產(chǎn)鉬，這將使鉬生產(chǎn)成本再提高40%,。Atcher說,，最終價(jià)格將“高得離譜”,，他猜測鉬的價(jià)格可能增長15倍。
這將導(dǎo)致人們更多尋求替代品,。與其依靠為數(shù)不多的幾家遙遠(yuǎn)的生產(chǎn)中心,，不如醫(yī)院可以從當(dāng)?shù)卦O(shè)施中獲得醫(yī)用同位素。TRIUMF核醫(yī)學(xué)部門主管Paul Schaffer說,，在醫(yī)院所在地建造醫(yī)用回旋加速器只需花費(fèi)幾百萬美元,。TRIUMF是一家位于加拿大溫哥華市的粒子物理學(xué)和核能實(shí)驗(yàn)室，Schaffer領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)正在踐行這一設(shè)想,。
6月,，TRIUMF團(tuán)隊(duì)宣布，升級后的回旋加速器所產(chǎn)出的锝能滿足整個溫哥華市的需要,。TRIUMF發(fā)言人Tim Meyer說：“加拿大已經(jīng)存在的十幾臺回旋加速器能覆蓋90%的人口和50%的地域范圍,。”很多醫(yī)院已經(jīng)開始使用內(nèi)部回旋加速器生產(chǎn)醫(yī)用同位素,，該方法可應(yīng)用于更高級的正電子放射斷層造影術(shù),。該團(tuán)隊(duì)目前正在等待加拿大衛(wèi)生部的批準(zhǔn)，該部將確認(rèn)其生產(chǎn)的锝的安全性,。
其他國家似乎也對這一新方法感興趣,。加拿大里士滿的一家名為先進(jìn)回旋加速器系統(tǒng)的公司目前正致力于利用回旋加速器生產(chǎn)锝，英國,、沙特阿拉伯,、泰國等國的公司也紛紛向其咨詢。該公司市場及商業(yè)開發(fā)部門副主管John Taylor-Wilson說：“此舉使很多國家的衛(wèi)生機(jī)構(gòu)非常興奮,?！?
奇思妙想
相較于Schaffer的回旋加速器模式，Piefer的想法并不那么激進(jìn),。Piefer的團(tuán)隊(duì)希望堅(jiān)持現(xiàn)有的分配制度,，但須克服核反應(yīng)堆生產(chǎn)成本過高的劣勢。
Piefer希望在威斯康星州簡斯維爾建造新設(shè)施,，他說這樣能提供美國所需锝的50%,，約占世界總需求的1/4。但建造仍未開始,，因?yàn)镾HINE和任何其他涉及鈾使用的公司一樣,，需要等待來自美國核管理委員會的許可。除了能源部的撥款和已獲得的共計(jì)3000萬美元的投資外,，SHINE還須籌集1.5億美元,。Piefer說：“如果資金到位，預(yù)計(jì)2016年年底可以開工?！迸c此同時(shí),，粉筆河反應(yīng)堆也將結(jié)束它的使命。
Piefer將面臨激烈競爭,。同樣位于威斯康星州麥迪遜市的另一家醫(yī)用同位素創(chuàng)新型公司北極星,，也希望在未來幾年里提供美國所需醫(yī)用同位素的50%。從長遠(yuǎn)來看,，北極星第二階段的產(chǎn)量將翻番。Piefer說：“對手極具競爭力,?！?
3月，北極星向美國食品藥品監(jiān)督管理局提交了一份新藥申請,，意在證明其所生產(chǎn)的锝和用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的锝質(zhì)量不相上下,。北極星首席科學(xué)官James Harvey說，北極星希望在今年年底收到答復(fù),。
Atcher對北極星和SHINE均持懷疑態(tài)度,。他說：“總而言之，這兩家創(chuàng)業(yè)公司都還處于起步階段,，都在摸著石頭過河,，2016年并不遙遠(yuǎn)，讓我們拭目以待兩家公司的成果,?！保ǘ戊т梗?
