作者:刘晓倩 来源: 中国科学报 发布时间:2019/6/20 10:08:05
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医用重离子加速器产业化项目团队
铸就国之重器 造福民众健康

 武威医用重离子加速器项目同步环

■本报记者 刘晓倩

5月25日,我国首台国产医用重离子加速器完成46例临床试验的3个月的随访,预计6月底向国家药监局提交注册资料。

从20世纪70年代建成重离子加速器大科学装置,到1993年正式提出重离子治癌项目并开展生物实验,再到2012年完成213例临床试验前期研究,这是一场历时40余年的持久战,凝聚着中国科学院近代物理研究所(以下简称中科院近代物理所)科研人的心血——铸就国之重器,造福民众健康。

癌症治疗的“无创手术刀”

2009年夏,在兰州中科院近代物理所门口,一位年轻母亲怀抱着一个两岁娃娃,面色焦急,逢人便问哪里可以加入重离子治癌前期试验。兰州科近泰基新技术有限责任公司董事长马力祯目睹了这一幕,“当时,重离子治疗深层肿瘤临床试验的前期研究正在进行,我们需要尽快推广医用重离子治癌项目”。

目前治疗肿瘤的方法主要有手术、化疗和放疗。国科离子医疗科技有限公司董事长蔡晓红介绍,如果说常规放射治疗是一颗子弹,那么重离子束就像加了精确制导的导弹。与常规放疗射线相比,重离子束具有对健康组织损伤小、对癌细胞杀伤效果佳、可在线监控照射位置及剂量等优势。因此,重离子特别适合于不宜手术、对常规射线不敏感等肿瘤的治疗,被誉为安全、精准、高效的癌症治疗“无创手术刀”。

溯源这把“无创手术刀”,得让时间回到40多年前。

手握一本泛黄的小册子,医用重离子加速器产业化项目总负责人、中科院近代物理所研究员肖国青告诉记者:“1975年,中科院近代物理所发行的《重离子浅谈》上写道,重离子除了基础研究功能,还可以治疗癌症。”20世纪80年代,时任中科院近代物理所所长魏宝文院士在《核物理动态》杂志中也谈到重离子在生物医学中的应用。

依托大科学装置兰州重离子加速器,1993年,中科院近代物理所学术委员会正式提出,开展重离子治癌研究。2005年,通过大量细胞和动物试验,科研人员积累了大量重离子治癌的相对生物学效应数据。

2006年11月6日,中科院近代物理所研发的重离子治疗肿瘤浅层终端迎来了第一位病人。

时任近代物理所所长詹文龙院士现场督战。当兰州陆军总医院放疗科李莎医生按下“开始”的红色按钮时,时任副所长的肖国青紧张极了。“感觉像原子弹爆炸的按钮。”他回忆道,“当时,病人腿部可以看见拳头大的肿瘤。治疗后的第二天,中科院近代物理所派辐射医学室研究员张红去医院探望患者。张红至今还记得,刚进病房,就听见病人开心地说:“肿瘤不仅变软了,还变小了。”

第一次的成功给医用重离子加速器产业化项目组成员注入了强大信心。2008年12月,利用詹文龙院士主持、夏佳文院士作为总工参加的兰州重离子加速器冷却储存环提供的高能重离子束,项目组建成治疗深部肿瘤的重离子治疗肿瘤深层终端。

“加速器标准化像一场洗脑”

走进甘肃重离子医院,位于半地下的医用重离子加速器好似兰州大科学装置的缩小版。肖国青介绍,这是我国首台自主知识产权的医用重离子加速器,部件设备的国产率达到90%。

该装置由中科院近代物理所及其控股的兰州科近泰基新技术有限责任公司共同研发制造,采用了独特的“回旋注入器+同步加速器”技术路线,同步加速器周长从科学实验用的161米缩短到56.2米,是目前世界上医用重离子加速器中周长最小的同步加速器系统。

为了第一台国产医用重离子加速器的诞生,团队成员没少“拧巴”。蔡晓红告诉记者:“加速器标准化的实施就像一场洗脑,要将科研人员习惯的科研思维转变成工业化产品的标准化思维。”

为了保证设备的稳定性和可靠性,医用重离子加速器各部件要保证最安全可靠,而不能追求最高性能。这让科研人员非常难受。除此以外,还有众多条条框框的规定,比如强电模块和弱电模块的隔离标准、如何布地线,就连螺丝拧几圈、电线的颜色都有严格的规定。

“只有将国家关于电磁兼容、电器安全等医疗器械的标准贯彻到产品设计、研发、制造和检测全过程中,才有可能用于医疗,否则这就是一堆废铜烂铁。”蔡晓红说,这对从没研制过医疗器械的科研单位而言,是巨大的挑战。

医用重离子加速器是目前世界上最大的医疗器械,没有统一的产品标准和检测方案,我国现行的医疗器械法律法规也在这方面存在空白。为了让医用重离子加速器尽快投入应用,在临床试验前期,中科院近代物理所就开始布局产业化。

作为项目组标准及产业化负责人,蔡晓红既要学习医疗器械政策法规,又要熟悉重离子加速器的方方面面。

“刚开始,有点儿蒙。”蔡晓红坦言。可是,时间不等人,项目组迅速组织成员学习医疗器械法规政策,由培训师给科研人员上课、考试。

肖国青告诉记者,为了完善相关政策法规,从2005年开始,项目组就是卫生部(现卫健委)的“常客”。2008年,蔡晓红当选全国政协委员,她履职的一项重要内容就是,提出现行法规关于重离子治癌项目需要改进的地方。

在项目组锲而不舍的努力下,中科院近代物理所与泰基公司制定了医用重离子加速器标准、检测方案和临床实验方案,不仅参与起草了国家药监局《轻粒子治疗系统产品注册指导原则》和《质子碳离子治疗系统临床试验和临床评价指导原则》,还参与了国际标准IEC60601-2-64《轻离子束医用电气设备的基本安全和基本性能专用要求》的等同转化。

2016年底,中科院近代物理所与国科控股完成了医用重离子加速器产业化方案,中科院院长白春礼对该方案做了批示:“请各方积极推动,尽快做大做强。”

随后,国科控股与中科院近代物理所合作筹建医用重离子加速器产业化平台公司——国科离子。医用重离子加速器作为中科院弘光专项首批立项的唯一项目,得到了院属各单位的大力支持。不仅如此,甘肃省地方政府也非常支持医用重离子加速器产业的发展,医用重离子加速器检验检测实验室项目被列为省级重大项目,得到了甘肃省发改委2亿元战略性新兴产业项目资金的支持。

医疗器械领域的火箭速度

从2015年12月23日武威重离子加速器出束,到2016年1月进入国家药监局医疗器械检测环节,项目组边学习边改进,终于在2018年4月完成了电气安全、电磁兼容、环境试验、软件检测和性能检测,全部指标达到设计指标,证明国产医用重离子加速器系统完全符合医用电气设备相关标准和法规的要求。

肖国青回忆,“2018年4月,项目组拉了满满一车检测报告到国家药监局北京医疗仪器检测所。这台设备的检测被药监局称为医疗器械领域的火箭速度。”

2018年11月6日,武威,甘肃重离子医院迎来了第一位临床试验的病人。这一天,距离重离子治癌前期试验迎来第一位病人整整12年。当治疗开始按钮按下的一瞬间,甘肃省肿瘤医院副院长王小虎、兰州陆军总医院医生李莎和武威肿瘤医院院长叶延程都表示:“我们比医生更紧张,也更期待。”

肖国青说,几十年的努力,终于看到了希望。

继兰州和武威两台医用重离子加速器示范装置之后,中科院近代物理所先后与武汉、杭州签订了重离子治癌装置商务合同。

回忆26年来的产业化之路,肖国青总结了四个字,“锲而不舍”。通过医用重离子加速器的产业化实践,中科院近代物理所探索出一条从基础研究、技术研发、产品示范到产业化应用的全产业链自主创新之路。

《中国科学报》 (2019-06-20 第5版 转移转化)
 
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