核醫學在醫療保健中發揮著至關重要的作用，全世界每年執行的手術超過 4000 萬例。這包括用于診斷的分子成像技術，以及治療癌癥等疾病的靶向療法。所有這些程序都依賴于醫用放射性核素——用于可視化或照射疾病目標的放射性元素。但核醫學的持續進展受到此類放射性核素的有限獲取，特別是將新的放射性核素引入臨床的困難。
最近推出的歐洲醫用放射性核素計劃PRISMAP可能會改變這一切。PRISMAP 是一個由 23 個學術和研究機構組成的聯盟，旨在為研究和醫療應用創造一個可持續的新型高純度放射性核素來源。
塔米弗里曼與英國國家物理實驗室 ( NPL ) 的高級研究科學家肖恩柯林斯討論了 PRISMAP 以及該新計劃可能對核醫學產生的影響。
目前醫院如何使用放射性核素?
在核醫學中，放射性物質被引入患者體內，并根據它們所附著的載體分子，找到通往體內特定生物靶標的途徑。醫用放射性核素的特定用途取決于其物理特性，例如其放射性半衰期和它發出的輻射類型。
一些放射性核素，例如99m Tc 或18 F，會發射伽馬射線，可以用外部探測器檢測到這些射線，以可視化它們在體內的分布，如 SPECT 或 PET 成像中所采用的那樣。其他的，例如223 Ra 或177 Lu，會發出 alpha 或 beta 粒子，將它們的能量沉積在局部區域(微米到幾毫米)，例如細胞內或癌癥轉移。
制造醫用放射性核素面臨哪些挑戰?
實驗室合成了 3000 多種不同的放射性核素，但只有少數經常用于醫療程序，主要僅用于成像。放射性核素的范圍受限于它們的放射性衰變特性以及以足夠數量和所需純度水平生產它們以確?；颊甙踩哪芰Α?/p>
產生這些放射性核素有兩種主要途徑：核研究反應堆中的中子輻照，或粒子加速器的α或質子輻照。加速器的大小和能量決定了它可以產生哪些放射性核素。許多醫院中的小型緊湊型機器制造了當今使用的放射性核素。然而，需要更高能量的機器來生產目前無法獲得的新型放射性核素。
這些新型放射性核素的生產帶來了新的挑戰：共同產生的有害放射性可能會對患者產生不利影響，給醫院造成廢物管理困難或使醫藥產品不適合使用。特別是，作為同一元素同位素的副產物的存在一直是一個主要的絆腳石，因為它們無法通過放射化學技術去除。
PRISMAP 如何提供幫助?
PRISMAP 旨在生產、開發和傳播一系列新型醫用放射性核素。為實現這一目標，合作將包括生產這些放射性核素的核反應堆和中高能加速器，以及放射化學實驗室和 CERN MEDICIS 質量分離設施。
PRISMAP 將推動通過放射化學進行高效純化的新技術的開發。但最大的發展將是引入物理質量分離作為去除目標同位素中不需要的共同位素的標準技術。這種質量分離的引入將開辟以前無法獲得的全新范圍??的放射性核素。
NPL在項目中的作用是什么?
在臨床上使用任何放射性藥物之前，必須確定其給藥活性。這通常使用可追溯至國家計量機構的放射性核素校準器進行。放射性核素的主要活性標準與準確的核衰變數據測量相結合，為研究人員使用的數據提供了信心，從而鞏固了其臨床應用。NPL 將主導以貝克勒爾為單位定義每種放射性核素的活動，為生產者和研究人員提供重要的可追溯性鏈接。
許多被考慮的放射性核素自 1960 年代以來就沒有被調查過，潛在的核衰變數據是有問題的。NPL 將利用其計量專業知識，以高精度和精確度幫助確定放射性衰變的基本常數。這將確保對用于各個研究領域的核衰變數據的信心。NPL 還將開發放射化學技術來分離和純化 PRISMAP 生產的新型放射性藥物。
為什么需要新的醫用放射性核素?
對新型放射性核素的研究將帶來額外的治療可能性并改善患者的預后。一個例子是靶向放射性核素治療，這是癌癥治療的一個越來越受關注的領域，正在不斷尋找可以使用的新放射性核素。一些估計預測，到 2028 年，這個市場將增長到 138 億美元。
治療診斷技術的發展也引起了極大的興趣，其中使用相同的靶向載體來提供診斷性和治療性放射性核素。這將通過定量成像實現個性化治療。PRISMAP 目前正在研究用于此類治療診斷應用的獨特鋱四重奏組 - 149 Tb、152 Tb、155 Tb、161 Tb。152 Tb 和155 Tb 可分別用于 PET 和 SPECT 成像，而149 Tb 和161 Tb 將提供治療成分，149 Tb 發射 α 粒子，161Tb 發射相對高比例的轉換電子和俄歇電子。
PRISMAP 會產生哪些其他放射性核素?
PRISMAP 將專注于被確定為具有巨大醫療應用潛力的新型放射性核素，但由于難以獲得研究級材料而阻礙了開發。重要的是，從項目的第一天起，PRISMAP 就能夠為研究人員提供獲取廣泛范圍的放射性核素的途徑。
除了鋱四重奏，新的放射性核素將包括67 Cu、169 Er 和225 Ac。α 發射體225 Ac 尤其重要，因為越來越多的研究表明其具有靶向癌癥治療的潛力。這種放射性核素特別罕見，最純凈的材料來自于從229 Th 發生器中分離225 Ac 。但是全世界沒有足夠的純229 Th 來為研究人員提供足夠的材料，而且它不會以商業規模獲得。使用高能質子加速器生產225交流已被證明是這個問題的解決方案。PRISMAP 將利用其遍布歐洲的加速器網絡，旨在讓研究人員輕松獲得這種令人興奮的放射性核素。
PRISMAP 將如何提供這種訪問權限?
在早期生物醫學研究階段獲得放射性核素是開發新型放射性藥物的主要障礙之一。PRISMAP 將通過提供對高純度放射性核素的訪問來實現這一發展階段。我們正在我們的網站上建立一個展示生產和支持能力的訪問平臺。任何感興趣的一方都可以申請使用放射性核素，并在必要時申請使用我們的生物醫學設施互補網絡，這些設施將在生產點附近接待外部研究人員。第一次征集將于 2021 年底前啟動，用于第一季度的申請。
最終，PRISMAP 取得的進步將如何 幫助癌癥患者?
歐盟委員會已通過今年早些時候公布的歐洲戰勝癌癥計劃和SAMIRA 行動計劃表達了其應對癌癥的承諾，其中包括建立歐洲放射性同位素谷倡議。除了使用創新的生產技術和新的純化方法擴大新型放射性核素的生產之外，PRISMAP 還將支持新療法的概念驗證研究，從試驗臺到患者護理，直接為這一歐洲范圍的計劃提供支持。
