“定點(diǎn)精準(zhǔn)爆破”癌細(xì)胞！這款大國醫(yī)療重器開建

“研發(fā)讓老百姓用得上、用得起的醫(yī)療設(shè)備，是我們科研的意義所在。”6日，全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院近代物理研究所副所長(zhǎng)楊建成接受媒體記者采訪時(shí)說，目前第二代醫(yī)用重離子加速器示范項(xiàng)目已經(jīng)開始建設(shè)。

楊建成和同事們研發(fā)出國際領(lǐng)先水平的醫(yī)用重離子加速器。那是名副其實(shí)的大國重器。說它大，是因?yàn)樵O(shè)備本身足夠大，其核心部件同步加速器周長(zhǎng)約56米，占地面積達(dá)6畝多；說它重，重在科技含金量足——醫(yī)用重離子加速器利用重離子的特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的“定點(diǎn)精準(zhǔn)爆破”，是國際上公認(rèn)的先進(jìn)治療方法之一。目前，全球范圍內(nèi)只有日本和德國能夠生產(chǎn)這種設(shè)備。

“我們的第一代裝置已經(jīng)在武威、杭州、武漢、南京、莆田等地推廣應(yīng)用。首臺(tái)武威示范裝置已經(jīng)累計(jì)治療了1100余名癌癥患者。”楊建成說。

科研人員并沒有止步于此。第一代產(chǎn)品解決了從無到有的問題，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。第二代產(chǎn)品，科研人員將目光瞄準(zhǔn)了降本增效。

楊建成透露，第二代醫(yī)用重離子加速器通過創(chuàng)新動(dòng)力學(xué)方案將同步加速器周長(zhǎng)縮減至35米，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了單束線單治療室向單束線多治療室的跨越。

科普拓展：什么是重離子加速器，對(duì)哪些領(lǐng)域有用？

現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展很大部分都依賴于基礎(chǔ)研究的進(jìn)步，重離子加速器，在世界科技發(fā)展史上就扮演了一個(gè)極其重要的角色。

從建造過程到實(shí)驗(yàn)終端，重離子加速器能帶領(lǐng)一大批學(xué)科發(fā)展，派生很多全新技術(shù)。這一“科學(xué)重器”不僅被應(yīng)用在航天領(lǐng)域，在材料物理、生物農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域也是大放異彩，有著新原理、新技術(shù)、新方法、新工藝“創(chuàng)新?lián)u籃”的美譽(yù)。

01 為中國航天元器件保駕護(hù)航

2022年7月23日，我國首次發(fā)射火星探測(cè)器“天問一號(hào)”?！疤靻栆惶?hào)”的軌道飛行器和火星巡視車搭載的科學(xué)載荷，要在太空成功“存活”并不容易，很可能受離子輻射而出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)失控、數(shù)據(jù)和圖像無法傳輸?shù)惹闆r。因此在升空前，它們的元器件都需要在單粒子效應(yīng)地面模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行離子檢測(cè)。要建設(shè)這一平臺(tái)，必須利用一種科學(xué)重器——重離子加速器。

中國科學(xué)院近代物理研究所研究員肖國青在采訪中表示，太空中存在許多高能離子，如果這些離子打到芯片上和敏感的元器件上，就會(huì)造成航天器的失控、失靈和報(bào)廢，因此在航天器發(fā)射上天前，重離子加速器可幫助檢測(cè)其元件的可靠性。

依托蘭州重離子加速器大科學(xué)裝置，科研人員建造了具有國際一流技術(shù)指標(biāo)單粒子效應(yīng)地面模擬裝置，更好地為中國航天元器件保駕護(hù)航，保護(hù)航天器的在軌安全，避免了高能宇宙射線對(duì)上天的衛(wèi)星及其所攜帶的電子設(shè)備和宇航員健康的傷害。

02 可精準(zhǔn)治療癌癥

科學(xué)技術(shù)的初心是造福人類。重離子加速器治癌也亮出了成績(jī)單，能夠?yàn)槟[瘤患者進(jìn)行碳離子放療的重離子治療腫瘤專用裝置（即醫(yī)用重離子加速器/碳離子治療系統(tǒng)）。

與常規(guī)放療射線相比，重離子在人體中的劑量損失集中于射程末端，在劑量隨射程分布曲線末端形成高劑量的布拉格峰。通過調(diào)節(jié)入射離子的能量和方向，可使布拉格峰精準(zhǔn)轟擊腫瘤靶區(qū)，精度達(dá)毫米量級(jí)，而對(duì)沿途和周圍健康組織的損傷最小。

研究表明重離子穿透正常組織打到腫瘤上，可以造成癌細(xì)胞DNA的雙鍵斷裂，造成癌細(xì)胞死亡，特別適合治療某些腫瘤和不宜手術(shù)的腫瘤患者，其安全性和有效性也比常規(guī)放療要高。

03 可對(duì)農(nóng)作物輻照誘變育種

在培育新植物方面，重離子也有著突出的作用。重離子加速器產(chǎn)生的輻射，能夠大大加強(qiáng)種子突變率，且突變的范圍非常大，可以產(chǎn)生更多高產(chǎn)、抗病蟲害、耐高寒種子。

早在2014年的時(shí)候，中科院近代物理所就已經(jīng)開始利用重離子加速器輻照誘變育種，引種選育甜高粱品種，幫助貧困地區(qū)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)。

肖國青介紹，重離子輻照誘變育種就是把種子的細(xì)胞打個(gè)半死，通過控制重離子的輻照劑量來完成，造成種子里部分細(xì)胞的DNA的雙鍵斷裂，通過錯(cuò)修復(fù)可以得到新的突變體。接著，科學(xué)家再利用突變體來培育出許多的新品種，“相對(duì)于其他方法來講，重離子輻照誘變育種的周期短，數(shù)年內(nèi)即可培育出新的品種?！?/p>

綜合來源：科技日?qǐng)?bào)、新華網(wǎng)等