项目强省会｜与时间赛跑！济南硬核科技撑起国内核药发展底气

　　核药是当前全球肿瘤精准诊疗领域发展势头最为迅猛的赛道之一。近日，核药临床转化全链条协同创新联盟在济南正式成立，着力构建以临床转化为核心驱动力的核药产业赋能平台。济南中科核技术研究院为该联盟重要成员单位。日前，记者走进济南中科核技术研究院，实地探访核素与核药研发攻坚一线。

济南中科核技术研究院。

　　攻坚“卡脖子”难题，钪-44量产实现弯道超车

　　历经两年潜心深耕、反复试错，济南中科核技术研究院研发团队成功攻克多项“卡脖子”技术，实现钪-44核素全国首次百毫居里级别规模化量产，多项核心技术指标反超欧美同类研究水平。此次突破彻底破解国外技术产能受限造成的国内原料供给空白，筑牢我国肿瘤精准PET诊断、核药诊疗一体化研究的核心原料根基，补齐国内高端医用同位素规模化量产领域的关键短板。

　　“作为新一代金属类PET显像核素，钪-44拥有传统核素难以比拟的独特诊疗优势，是当下核药领域极具发展前景的核心原料。”中国科学院高能物理研究所副研究员王一正接受记者专访时，详细解读了钪-44的核心价值与应用优势。

　　据王一正介绍，目前临床最常用的PET诊断核素为氟-18，但其常通过共价键标记小分子药物，对低代谢、高特异性受体的肿瘤诊断效果有限。而钪-44属于金属核素，可通过螯合作用与蛋白质、抗体等大分子药物精准结合，完美适配各类复杂肿瘤的特异性成像检测，有效弥补了氟-18的临床短板。在半衰期方面，钪-44约4小时的半衰期，优于氟-18的2小时，无需医院自建生产设备，可实现区域高效配送，更适配规模化临床应用与科研场景。

　　“更关键的是，钪-44与肿瘤治疗核心核素镥-177化学性质高度匹配，能够实现‘诊断预判、精准施治’的诊疗一体化闭环，为肿瘤个体化精准治疗提供全新技术路径。”王一正说道。

　　记者了解到，长期以来，全球仅有瑞士、法国、美国等少数国家掌握钪-44小批量试制技术，且始终无法实现常态化、商业化量产。国外产能仅能满足本土及少数合作机构的微量科研需求，加之跨国运输耗时远超钪-44半衰期，核素会在运输途中大幅衰变失效，国内科研机构长期陷入“无核素可用、无原料可研”的困境，相关核药研发始终受制于人。

　　此次济南团队实现稳定量产，不仅一举补齐国内产业短板，更实现了技术弯道超车。目前团队钪-44产率较美国同类技术提升30%，较瑞士、法国高出1至2倍，整体性能达到国际先进水平。

济南中科核技术研究院科研人员在做医用同位素标记实验。

　　深耕两年破壁垒，逐项啃下技术硬骨头

　　亮眼的科研突破，背后是两年日夜不息的深耕摸索、无数次参数调试与反复试错，每一项技术突破都来之不易。2024年项目启动之初，一系列棘手的技术难题，成为横亘在团队面前的重重阻碍。

　　“项目初期，我们济南基地的加速器仅支持液体靶制备工艺，但液体靶密度低、产出效率极低，最终核素产额完全达不到医用和科研标准，这是我们遇到的第一个‘卡脖子’难题。”王一正向记者复盘攻坚历程，为突破产率困境，团队第一时间启动加速器全方位升级改造，自主加装固体靶站，从零起步攻坚高适配性固体靶片制备技术。

　　据介绍，行业传统压片法无成熟工程化参数可参考，压力阈值、加热温度、稳定剂添加比例等关键参数全部处于空白状态。同时，量产级靶片必须同时满足三大严苛标准：结构坚固稳定、可耐受高强束流与长时间辐照、辐照后可快速溶解，任一参数偏差都会导致实验全盘失败。

　　为打磨出合格靶片，这支10人核心研发团队开启了为期半年的专项攻坚。全员摒弃固有科研范式，开展不间断对比实验，逐一校准各项工艺参数，反复优化靶片物理性能，最终成功研发出适配规模化量产的高稳定性固体靶片，大幅提升钪-44辐照产额与抗辐照性能，为后续量产奠定核心基础。

　　自动化溶解工艺的迭代优化，是团队耗时最久、试错最多的攻坚环节。王一正告诉记者，研发初期手动操作模式下，靶片仅需数分钟即可完全溶解，但切换至自动化、批量化生产场景后，受设备腔体空间、酸液接触面积等客观条件限制，溶解时间骤增至半小时以上，严重制约整体量产效率。

　　为此，团队开启了长达一个多月的集中攻坚，持续调整酸液浓度、酸液体积、溶解时长等核心参数，逐一验证不同工况下的溶解效果，寻找最优工艺方案。“单次完整实验要经过辐照、封样、溶解、检测全流程，耗时2至3小时，一天最多只能完成数次实验，很多时候忙活半天，最终结果是靶片完全不溶解，所有努力全部归零。”王一正坦言。

　　更难的是，团队初期虽可参考国外公开学术论文，但国外研究仅停留在实验室理论层面，从未披露工程化量产的核心细节参数，论文中可行的实验方案，落地到规模化生产中屡屡失效。全程无经验借鉴、无参数参考，团队只能依靠自主摸索、反复试错，逐一排查影响产能、纯度、效率的潜在问题，最终彻底攻克自动化溶解工艺难题。

　　核素分离纯化是另一大行业共性难题。记者在研发现场了解到，钪-44量产过程中，需要从数百毫克的钙靶靶片中，提取纳克级别的目标核素，难度堪比“从沙滩中挑黄金”。

　　“精益求精是核药研发的核心要求，从年初到现在，我们连续8个月持续优化纯化工艺。”王一正介绍，目前团队已成功将核心杂质含量降低90%，现阶段仍在持续迭代工艺、优化参数，全力冲刺更高纯度的量产标准，攻克“微量提取、快速纯化、高纯达标”的行业痛点。

济南中科核技术研究院医学影像实验室扫描室走廊。

　　昼夜接力奋战，在科研赛场与时间赛跑

　　短半衰期的特殊属性，让钪-44研发成为一场永不停歇的“时间攻坚战”。不同于常规科研工作，这项研究没有固定的作息节奏，全程需要几组科研人员昼夜接力、无缝衔接，一轮完整的量产实验往往从清晨持续至次日凌晨，通宵值守、连夜攻坚早已成为团队工作常态。

　　谈及这场特殊的“科研接力赛”，王一正感触颇深。她向记者详细还原了团队的攻坚日常：每天早上8点半，第一组工作人员准时到岗，完成靶片制备、设备调试、程序设定等前期准备工作，启动加速器辐照实验。数小时的精密辐照结束后，核素初步产出已至正午时分。

　　此时第一组人员放弃午休时间，马不停蹄开展核素溶解、分离纯化工作，全程紧盯设备参数、严控工艺细节，一轮纯化流程结束，往往已是下午三四点，复杂实验甚至要持续至傍晚。

　　核素纯化达标后，第二组药物标记团队接续上岗，开启数小时的精密药物标记工艺，深耕至深夜已是常态。标记工作全部完成后，第三组成像检测团队接力值守，开展小鼠成像、数据采集等核心工作，通宵作战、整夜坚守成为家常便饭。

　　“一轮完整的研发流程，几组人一棒接一棒、昼夜不停歇，从清晨备战到次日清晨收尾，全程无缝衔接。”王一正告诉记者，为抵消钪-44持续衰变带来的损耗，团队会超额量产核素，预留充足损耗空间，确保最终留存的核素能够满足科研与实验需求。两年攻坚路上，团队全员舍弃休息、昼夜轮转，靠着极致的耐心、毅力与坚守，在一次次试错中突破瓶颈，在一次次迭代中精进技术。

济南中科核技术研究院医用同位素全自动合成热室。

　　打通产业关键堵点，赋能核药自主发展提速

　　在王一正看来，此次济南实现钪-44规模化量产，不仅是一项技术突破，更为国内核药产业创新发展打通了关键堵点，具备极强的行业价值与产业带动意义。

　　“国外无规模化商业供应能力，跨境运输衰变损耗极大，国内科研机构长期面临原料短缺困境。”王一正表示，济南量产基地凭借优越的区位优势，可高效覆盖山东、北京、上海等华北、华东核心城市，大幅缩短运输时长，有效规避核素衰变损耗，彻底打破国内核药研发“无原料、难创新”的困境。

　　记者获悉，目前团队单次钪-44量产全流程仅需两个半小时，单批次产量可达百毫居里级别，能够满足二三十名患者的诊断用药需求，且已实现每月规律化稳定生产。这一突破，让国内核药研发团队与国际团队站在同一起跑线，彻底打破国外原料供给垄断，为肿瘤早期精准诊断、个体化靶向治疗研究提供核心支撑，助力国内核药产业逐步摆脱对外技术依赖。

　　蓄力布局未来赛道，济南打造核药产业高地

　　据了解，现阶段团队仍在持续迭代优化钪-44量产与纯化工艺，稳步提升产品纯度与产能，后续将有序推进核心技术专利申报工作。同时，团队已提前布局钪-47、铜-67等多款诊疗一体化核素的研发工作，预计2027至2028年形成系列科研成果。

　　记者从济南市现代医药产业发展办公室了解到，济南市将核药产业发展纳入全市现代医药产业发展实施方案统筹谋划、重点推进。与此同时，济南市积极协调支持济南中科核技术研究院相关专家申报各级人才项目，以人才集聚赋能核药产业高质量发展，助力济南打造国内核药创新策源地与产业高地。