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" 这是波比。" 霍华德 · 格林伍德自豪地展示着他的 " 奶牛 "。" 奶牛 " 是核医学界的一个俏皮行话，其实是指一根装满放射性废料的细长玻璃柱，学名为 " 放射性核素发生器 "。它之所以得名，是因为其运行方式就像给牛挤奶——每天，格林伍德团队就在英国国家核实验室，用特别的分离技术从 " 波比 " 身上 " 挤 " 出核素放射性铅。

新一代放射性药物正在兴起，在癌症治疗领域表现出巨大潜力。然而，如果这类药物走向普及，相关放射性同位素可能严重供不应求。一场全球性的增产竞赛由此展开：有的研究者试图从核废料库存中挖潜，有的在筛选冷战时期的原子弹残骸，还有的在废旧医疗设备中搜寻材料……

这是一场高风险、高回报的尝试。比利时放射性同位素制造商 PanTera 的首席执行官斯文 · 范登伯格坦言：" 大型药企已经为此砸了数十亿美元。"

用精准制导的 " 核武 " 抗癌

炼金术或许有很多误导性，但他们关于元素可以转化的直觉并没有错。这种转化主要通过三种放射性衰变自然发生：α 衰变——原子核发射由 2 个质子和 2 个中子组成的 α 粒子；β 衰变——发射一个电子或正电子；或者 γ 衰变——发射高能光子 γ 射线。研究人员用 " 半衰期 " 来衡量放射性物质中 50% 原子完成这种转变所需的时间。

将放射性用于治疗的想法可以追溯到 20 世纪初。当时，玛丽 · 居里与丈夫皮埃尔刚发现镭元素不久。医生们发现，把密封的镭样品装在针头上植入患者体内，它发射出的强烈 α 粒子能让肿瘤缩小。这种 " 镭近距离放射治疗 " 一直流行到 20 世纪 50 年代，后来镭才被更安全的同位素取代。

近期医学界热议的焦点，是一种叫做 " 放射性配体疗法 " 的新技术。它解决了放疗长期的痛点，即放射线在杀伤肿瘤的同时也会伤害健康细胞。该新技术的原理是将放射性原子与一种 " 配体 " 分子结合，这种配体能像导弹一样识别并精准锁定癌细胞，从而实现定向打击，大幅减少副作用。

放射性配体疗法在 2017 年真正迎来突破。制药巨头诺华公司推出了一款名为 Lutathera 的药物，它将镥 -177 与靶向胃肠道癌细胞的肽链结合。2022 年，诺华又推出了同样基于镥 -177、用于治疗前列腺癌的 Pluvicto。法国放射性药物开发商 Orano Med 的索菲 · 勒图尔内尔说：" 这两款药证明了靶向放射性药物能被研发、获批并大规模生产。"

2025 年，这两款药物为诺华带来了 28 亿美元的销售业绩。如今，有数十家制药公司想分一杯羹。摩根士丹利分析师预测，这股热潮将推动全球放射性药物的市场规模到 2032 年增长近 6 倍，销售额达 390 亿美元。

世界上最昂贵的材料

Lutathera 和 Pluvicto 的成功催生了大量镥 -177 生产设施，但这并非完美方案。镥 -177 衰变释放的 β 粒子就像一发霰弹，通常需要上百个 β 粒子才能杀死一个细胞。相比之下，更重、速度更慢的 α 粒子，仅需约 10 次撞击就能达到同等杀伤力。因此，研究人员正在开发多种 α 同位素新药，但这些同位素更稀有，制备也更危险。

目前，靶向 α 放疗的首选元素是锕 -225。锕在化学性质上与镥相似，很容易与 Lutathera 和 Pluvicto 中使用的靶向分子结合。更吸引人的是，锕 -225 衰变时会产出一连串子体，释放四个 α 粒子和几个 β 粒子，杀伤力可能倍增。

目前，一些基于锕 -225 的药物已进入最后临床试验。范登伯格说，对锕 -225 的需求实在太大，" 它甚至被称为世界上最昂贵的材料 "。据法国咨询公司 Chrysalium 的放射性药物分析师理查德 · 齐默尔曼计算，目前全球每年的锕 -225 产量不足 0.1 毫克。如果每年要用这种同位素治疗数十万名患者，产量需提高 1000 倍。

企业可通过多种同位素原料的衰变来制备其所需的特定医用同位素

生产锕 -225 主要有三条途径。

一是利用废弃的镭近距离放疗源，每个放射源可以提取并纯化微克级的镭，然后用回旋粒子加速器生成锕 -225。但如今，旧源已非常珍贵，国际原子能机构正发起全球行动，从废弃设施和医院地下室回收它们。

二是靠铀 -233。1955 年，美国在内华达州引爆了一枚基于铀 -233 的核弹，但试验未达预期。此后数十年，大约两吨铀 -233 被储存在田纳西州的橡树岭国家实验室，在那里逐渐衰变为其他元素，包括钍 -229。位于华盛顿州贝尔维尤的泰拉能源公司每月能获得几百毫克的钍 -229，让它进一步衰变为锕 -225 及其他同位素。自 2024 年底开始，该公司向客户供货，总裁斯科特 · 克劳奇表示，这套系统如果全面投产，每年可供应数十万患者剂量。

然而，这些钍储备终将耗尽。为此，泰拉能源正与 PanTera 公司合作，后者开发了第三种生产途径，源头可追溯到居里夫妇掀起的镭热潮。

1915 年，比利时矿工在今天刚果民主共和国境内发现了极其丰富的镭和铀矿，大规模开采后送到比利时，并为曼哈顿计划提供了大部分铀原料。如今，该矿的残余物保存在比利时核研究中心，包括约 100 克纯镭 -226，是全球最大的该同位素库存。PanTera 的方法是用 X 射线持续轰击镭 -226 靶材，直到原子释放中子后转变为镭 -225，随后衰变为锕 -225。目前，PanTera 正在比利时莫尔建设规模化生产工厂，预计 2029 年全面投产。范登伯格说：" 凭借我们的回收技术，每年足以生产约 45 万剂锕 -225。"

让 " 奶牛 " 和聚变堆发力

锕 -225 也有一些缺点。其一，α 衰变的反冲力可能引发脱靶副作用，据美国犹他州同位素公司 Nusano 的联合创始人格伦 · 罗森塔尔解释，一旦发生第一次衰变，原子就可能挣脱靶向分子，在体内自由游荡。其二，锕 -225 的半衰期长达 10 天，这意味着该同位素在患者体内停留的时间相对较长。

在许多研究人员看来，铅 -212 似乎是更好的选择。它与锕 -225 类似，同时包含 α 和 β 衰变，但半衰期只有 10 小时。患者接受治疗后，体内的放射性会迅速消退。

" 奶牛波比 "" 挤 " 出的就是放射性铅。每年，英国国家核实验室处理数百吨铀。到访的访客，须先听取安全简报、了解应急预案、穿戴好防护装备和辐射传感器，才能见到被厚重的钢制防护罩保护着的 " 波比 "。它的 " 饲料 " 取自英国坎布里亚郡塞拉菲尔德核电站储存的核废料，其中含有铀 -232 ——经过数十年衰变会成为钍 -228，这正是格林伍德团队需要的。

位于英国坎布里亚郡的塞拉菲尔德核设施。这里储存的部分核废料是放射性同位素的来源，是新一代抗癌药物的源动力。

研究人员向 " 波比 " 注入黄色的废料溶液，一种特殊树脂会捕获钍原子，放过铀和其他元素。等到装载完毕，" 波比 " 内部就会留下数纳克的钍 -228，它们最终将衰变为人们梦寐以求的铅 -212。

研究人员每隔几天就会用稀酸冲洗 " 波比 "，像挤奶一样提取累积的铅 -212。第一批产品在今年 5 月被送到药物研发人员手中，以测试该同位素能否与各种靶向分子可靠结合。团队技术专家劳拉 · 马雷表示，能让这项技术产生医疗效益令人无比振奋。

目前，大约有 10 种基于铅 -212 的药物正在进行临床试验，其中几项试验则依赖 Orano Med 公司提供的铅 -212，该公司拥有从法国 2.2 万桶核废料库存中提取该同位素的独有工艺。

在 Astral Systems 公司的聚变反应堆中，等离子体围绕着电极汹涌翻滚。该反应过程所释放的中子正被用于制备铅 -212。

与此同时，那些没有大量资源储备的公司，希望用紧凑型聚变系统来生产铅 -212 和其他同位素。比如，坐落在法国的国际热核聚变实验堆 ITER 旨在发电，而英国布里斯托尔的 Astral Systems 公司更关注利用聚变释放的中子来合成有用的同位素。过去，紧凑型聚变装置产生的中子不足以经济高效地生产同位素，但 Astral Systems 开发了一种高压聚变装置，能产生更多中子。公司负责人汤姆 · 海伍德认为，关键是每颗中子的成本。他们计划生产一系列同位素，包括依赖镭 -226 靶材的铅 -212，预计未来几年内可为客户提供样品。

2030 年或成行业发展关键

还有研究人员正在探索一条不寻常的道路，核心是属于卤族元素的砹。

砹的化学性质与铅、锕等金属截然不同，它无需复杂的分子包裹，就可通过单个化学键直接与药物分子结合。理论上，部分基于砹的药物具备穿透血脑屏障的能力，非常适合治疗脑肿瘤。

由于砹 -211 的半衰期只有 7 小时，因此必须在治疗中心周边合理距离内生产，同时也能缩短患者的辐射暴露时间。由于它的衰变链只涉及一次 α 粒子发射，杀伤力可能不如锕 -225，但也有助于最大限度地减少脱靶副作用。

制备砹 -211 的主要途径，是用回旋加速器向铋原子发射 α 粒子，但产量极低。为扩大规模，Nusano 公司研制了一台 60 千伏的电离室，能产生数量远超传统回旋加速器的高能 α 粒子——这些 α 粒子产生后，会被加速、编排成脉冲，并引向十几个靶标。目前，Nusano 的 α 源已投入运行，加速器预计在未来数月上线。罗森塔尔表示：" 我们即将获得的砹产量，将超过全球所有其他生产设施的总和。"

投入这些同位素工厂的数十亿美元能否获得回报，很快就能见分晓。

泰拉能源公司的克劳奇认为，到 2030 年，可能会有多种相关药物获批，" 那一年对整个行业来说将至关重要 "。

上图中位于最左侧的 " 波比 " 是一套过滤系统的一部分，该设施的任务是从核废料处收集铅原子

在英国国家核实验室的一个巨大机库里，摆满了大型混合容器和化学药品桶，这是处理放射性材料的试点工厂。理论上，这个空间每年可以生产足够治疗数千名患者的铅 -212。格林伍德已经摩拳擦掌。他坦言，虽然 " 奶牛波比 " 产出的铅 -212 可能还要过几年才能进入临床试验，但他深信这种疗法终将成为现实。

" 每个人身边都有被癌症折磨的人，我的一位朋友就死于一种本可通过这种疗法进行控制的癌症。" 格林伍德说，" 如今我们拥有人才、技术和设备，可以实现这一目标。"