吃下一颗碳-14尿素胶囊，吸一口气再缓缓吐出。不一会儿，你就可以知道自己是否感染了幽门螺杆菌。这种被称为碳-14呼气试验的检查，是目前检查幽门螺杆菌感染情况最便捷的手段之一。而在其中发挥关键作用的，正是放射性医用同位素碳-14。
不只是碳-14，近年来，随着核技术与医学领域的紧密结合，越来越多的医用同位素被应用于临床。不久前，我国医用同位素产业再次迎来新突破。经中国工程物理研究院核物理与化学研究所中国绵阳研究堆(CMRR)辐照，由中核集团核工业理化工程研究院/有限公司(以下简称核理化院/公司)生产的克量级镱-176同位素，顺利制备出1.59居里的无载体镥-177产品，实现国产核药产业链新突破。小小同位素，正在为守护人民生命健康发挥越来越大的作用。
广泛用于辅助检查的神奇同位素
物质由原子组成，原子又由原子核与核外电子组成，原子核内部则是质子和中子。同位素便是同种元素下质子数相同，而中子数不同的一类物质。由于它们同属一种物质元素，在元素周期表中位置相同，所以被称为同位素。不同的同位素之间的关系，就像一位母亲生下的“多胞胎”，彼此之间虽然是亲密的兄弟姐妹，但各自内部的“基因”却不完全相同，因此呈现出的物理化学性质也存在细微差别。
根据半衰期的长短，同位素可以进一步分为稳定同位素和放射性同位素。如果同位素的半衰期超过如今的地质时间，就被称为稳定同位素。反之，则是放射性同位素。放射性同位素的原子核不稳定，它会放射出某种粒子并转变为其他核素，这个过程会发出辐射。正是借助这种辐射，放射性同位素能被改造成为对抗疾病的有力“武器”，广泛应用于临床医疗。辅助检查便是放射性同位素应用最多的领域之一。
例如在碳-14呼气试验中，幽门螺杆菌产生的尿素酶，会将尿素分解为二氧化碳等。如果吃下的尿素胶囊中含有碳-14，那么分解后产生的二氧化碳中同样也会含有碳-14。碳-14具有微弱的放射性，能够被有效检测。因此，如果胃内真的有幽门螺杆菌，那么碳-14就会像“记号”一样打在尿素分解后产生的二氧化碳上。到时只要将呼出的气体收集起来，检测其中的碳-14含量，就能够准确判断被检测者是否感染了幽门螺杆菌。
除了常见的碳-14呼气试验，放射性医用同位素也被应用于癌症筛查。恶性肿瘤细胞往往比正常细胞需要更多的葡萄糖来提供能量。基于这一特性，借助正电子发射计算机断层显像(PET-CT)检查便可以发现早期的恶性肿瘤细胞。
在检查前，患者需要注射微量放射性药物氟[18F]脱氧葡糖。其中的氟-18具有一定的放射性，同样可以起到记号的作用。由于肿瘤组织的葡萄糖代谢更高，氟[18F]脱氧葡糖便会聚集于肿瘤细胞内。其中的放射性同位素氟-18在衰变过程中会产生正电子，与周围电子相互作用，释放伽马射线。这一过程会被PET-CT仪器清晰地捕捉下来，进而间接标记出肿瘤组织的位置，并显示其形态、大小等信息，实现对癌症的早期精准筛查。
利用“核导弹”精准打击癌细胞
除了辅助检查，近年来，放射性同位素也被越来越多应用于癌症治疗中，成为精准打击癌细胞的“核导弹”。相关疗法利用载体或介入措施，将放射性同位素药物注入患者体内。药物发射出的射线会对病变组织进行密集照射，打击癌细胞，保护正常组织。如碘-125、钇-90、镥-177、镭-223等放射性同位素，均可用于相关治疗。
碘-125是一种典型的放射性核素，碘-125粒子发出的γ射线可以有效杀灭癌细胞。目前，国际上广泛使用碘-125粒子植入疗法来治疗部分癌症。中国人民解放军总医院第一医学中心消化内科医学部主任医师、教授李闻介绍，碘-125粒子植入治疗的原理，就是将放射源碘-125像种子一样种到实体肿瘤里面，持续对其进行放射性照射。
他形象地将普通放疗比喻为“急火烤肉”，许多做放疗的病人一天只能“烤”一次。由于放疗的放射性相对较强，长时间的照射会对患者身体产生副作用。而放射性粒子植入则可以看作“小火炖肉”，患者体内植入放射性粒子后，粒子可以对癌细胞进行24小时照射。经过几个月的持续治疗之后，就能够有效实现杀灭癌细胞的目标。
同时，这一疗法对患者自身及家属的影响也降到了最低。即使患者在出院回家后，粒子也依然会在体内进行放射治疗。患者在睡觉、活动时，粒子都会正常进行工作。
李闻介绍，放射性粒子植入疗法对患者自身及身边人的辐射影响也在可控范围之内。碘-125的半衰期为60天，即2个月后放射量衰减至原始数值的一半，4个月后衰减为四分之一。测试表明，在患者1米外距离，辐射量已经可以低到忽略不计。如果穿上特定铅衣，将放射线阻拦在身体内部，患者便可以正常与他人接触，不会给其他人带来显著影响。
技术不断突破为患者带来新希望
放射性医用同位素应用前景广阔，但其研发制造考验着一个国家的综合科技实力。要实现放射性同位素的批量生产，目前最成熟的方法之一是借助反应堆或加速器，对稳定同位素进行辐照，使其转化为放射性同位素。这一类能够被用来生产放射性同位素的稳定同位素也被称为前置核素。例如，镥-177的前置核素是稳定同位素镱-176。对符合条件的镱-176进行辐照，便可以产生镥-177。但如何生产高丰度、高化学纯度的稳定同位素是一项高难度工作。有的同位素天然丰度极低，甚至不足0.1%，要想应用，其丰度就要达到99.9%以上，即把丰度提高1000倍。
近年来，以核理化院/公司等为代表的同位素研发单位，在相关领域不断取得技术突破。核理化院/公司稳定同位素技术研发中心副总经理蔡伟介绍，他们先后实现了丰度99%的硼-10、公斤级丰度99%的钼-100、克量级镱-176等关键医用同位素产品的国产化突破，为增强我国医用同位素产业链作出重要贡献。
此外，在核医学科建设方面，我国也在向着数字化、智能化方向不断迈进。核医学科具有一定的特殊性。不同于医院其他科室，核医学科具有辐射防护安全、诊疗一体化等特殊需求，在防护安全、放射性药物跟踪等方面有较高要求。因此，核医学科建设格外需要数字化、智能化技术助力。
不久前，我国核医疗领域龙头企业中国同辐股份有限公司与北京协和医院共同推出了智慧核医学平台“辐智1.0”。该平台在管理规范化方面，能够实现科室资质、制度、文档等领域的智慧化管理，确保科室运行高效便捷；在运营可视化方面，可对科室实时运行情况进行可视化监测，利用大数据分析，提高科室管理效率；在监测系统化方面，能够对放射性药物、辐射安全等进行实时系统化监测；在流程标准化方面，可对患者就诊流程、药物管理流程等进行标准化梳理，保证就诊安全。中国同辐股份有限公司相关负责人认为，“辐智1.0”能够有效推动核医学科规范化、智慧化高质量发展，让核医学为更多患者带来生命希望。
