放射性同位素的“金发姑娘”,正适合治疗癌症
跨越人口和地理界限,癌症仍然是美国第二大死亡原因。根据美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)的数据,在美国,超过三分之一的男性和女性会在人生的某个阶段被诊断出患有癌症。在这些死亡中,前列腺癌每年夺去4万多人的生命。每一个死于癌症的人对他们自己、他们的家庭和他们的社区来说都是一场悲剧。
但现在有一种强大的新工具可以减少癌症造成的伤害:一种名为锕-225的紫色发光放射性同位素,它可以附着在分子上,靶向人体中的癌症。在全球范围内对晚期转移性前列腺癌的临床试验中,放射性同位素已被证明对消除癌症有效。锕-225是在自然界中产生的,但要获得大量的纯化材料需要加速器或核反应堆以及从生产过程中产生的数百种同位素中化学分离锕-225的设备和专业知识。
这就是洛斯阿拉莫斯、橡树岭和布鲁克海文国家实验室的用武之地。作为能源同位素研发和生产项目的三实验室研究努力的一部分,为放射免疫治疗提供加速器生产锕-225,这些实验室在生产这种潜在的拯救生命的核医学中发挥着关键作用。
同位素是一种中子数比我们从元素周期表中知道的元素多或少的元素。同位素作为日常用品的一部分非常有用,比如烟雾探测器以及空间探索飞行器电池系统的组件,以及行李安检中探测爆炸物的工具,等等。放射性同位素的使用使医疗领域受益匪浅,特别是使能医学成像研究药物,更重要的是,与癌症等疾病作斗争。
放射性同位素是不稳定的同位素;他们发出放射性粒子或光线(或两者都有),当它们衰变时,变成另一种同位素,甚至在它们释放一定量的粒子时变成另一种元素。同位素转变成这样所需要的时间被称为半衰期。由于放射性同位素释放的能量类型不同,它们会损伤活体组织。但这种破坏能力也可以用来对付癌细胞。
锕-225可以被认为是同位素中的“金发姑娘”——它对对抗一些棘手的癌症“刚刚好”。当一个冰球大小的钍样品被速度接近光速一半的质子束轰击时,锕-225的半衰期只有10天,非常适合生产和国际水平的分配。锕-225是在洛斯阿拉莫斯中子科学中心的同位素生产设施等地方生产的,它既不会太“热”(放射性不会太大,在使用之前就会失去放射性),也不会太“冷”(长时间不具有放射性,会对健康或废物造成重大威胁)。
一旦产生,它是如何对抗癌症的?同样,这种同位素可能“刚刚好”。它释放阿尔法粒子它是原子世界的保龄球:具有破坏性,但飞不了多远。阿尔法粒子大到足以摧毁里面的DNA癌症细胞永远地杀死他们。阿尔法粒子的速度也非常慢,它们只会穿过几个细胞,从而限制了对附近其他组织的伤害。经过10天的半衰期,锕-225在变成惰性之前会衰变成其他几种放射性同位素。
放射性同位素如何靶向癌症是另一个奇迹,这在很大程度上归功于能源同位素项目部门的核和医学研究团队之间的合作。bob88体育平台登录有些癌症,包括前列腺癌,白血病,结肠直肠癌黑色素瘤和其他疾病会产生一种特定的抗原,这种分子结构会吸引一种特定的、匹配的抗体,抗体是一种血液蛋白质,是人体免疫反应的自然组成部分。
一种精确的新精制工艺可以将锕-225与一种癌症抗原匹配抗体或肽(一种氨基酸短链)结合。当这种放射性药物被注射入体内时,这种组合会搜索出抗原和它的癌症。然后锕-225的“保龄球”α粒子开始作用于癌症。
这种治疗就像一种非常复杂的化疗,不幸的是,它不仅会对癌症造成伤害,还会对任何快速生长的细胞造成伤害,比如头发、皮肤和肠道。避免这种附带损害是大有希望的。在最近的一个小型试验中前列腺癌在治疗转移性和晚期癌症方面,锕-225提供了令人鼓舞的结果。
目前,我们正在洛斯阿拉莫斯少量生产锕-225。能源部已认识到新出现的需求,并正在支持许多增加产量的举措,以满足市场对试验和试验药物的需求。事实是,研究界需要更大、更方便的锕-225供应。由于全球事件扰乱了国际放射性同位素供应链,我们迫切需要在国内增加生产能力。
癌症的存活率癌症诊断正在改善,但进展缓慢。核医学的进一步发展和实施,如锕-225治疗,提供了另一种帮助对抗这种疾病的工具。
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