专访全国人大代表、中国科学院原副院长詹文龙：在AI支持下，新一代重离子放疗设备可将癌症治疗时间缩短至1分钟以内

“推进高水平科技自立自强”是今年政府工作报告的重要内容。报告提出，充分发挥新型举国体制优势，强化关键核心技术攻关和前沿性、颠覆性技术研发，加快组织实施和超前布局重大科技项目。

核技术相关产业具有高科技、高效能、高质量特征，无疑是需要重点发展的前沿领域。

去年10月，国家原子能机构等十二部门联合印发《核技术应用产业高质量发展三年行动方案（2024—2026年）》（以下简称《行动方案》）提出，到2026年，我国核技术应用产业自主创新能力显著提升，产业领域进一步拓展。力争核技术应用产业年直接经济产值达4000亿元。

这释放出什么信号？作为核技术应用的第二大领域，核医学领域的发展现状如何？AI在核技术领域有哪些应用？在核医疗领域又会带来哪些变革？带着这些问题，在全国两会召开期间，《每日经济新闻》（以下简称NBD）记者专访了全国人大代表、中国科学院原副院长詹文龙。

作为原子核物理学家，詹文龙曾担任中国科学院近代物理研究所所长，兰州重离子加速器国家实验室副主任，为核技术发展奉献40余年。

2006~2013年，近代物理研究所利用兰州重离子加速器大科学装置，与多家医院合作完成了213例浅层和深层肿瘤患者的临床前期治疗试验研究，取得了显著疗效，成为我国第一家实现重离子临床试验治疗的机构。

对核技术在医疗领域的应用，詹文龙分享了他的深入思考。

我国核技术应用产业发展空间巨大

NBD：您认为十二部门联合印发《行动方案》释放出什么信号？是否意味着我国的核技术发展已经比较成熟？

詹文龙：目前还不能说我国核技术发展已经非常成熟。从整体来看，核技术在发达国家GDP占比中相对较大，例如美国占比约为3%到4%，其中核电占比不超过1/3，很大一部分是核技术应用。目前《行动方案》提出的目标是到2026年，力争核技术应用产业年直接经济产值达4000亿元，这个规模占GDP的比例仍然较小。由此来看，我国核技术应用产业发展空间巨大。

《行动方案》提出的4000亿元目标，对于核技术应用而言是一个比较可行的方案。目前，核在国民经济中的主要应用领域仍然是核电，而核技术应用发展相对滞后。核技术的安全属性较强，它有两个重要的安全要求：一是国家安全，二是生产应用中的安全。

过去，由于受到传统技术和保密框架的限制，其发展难度较大。此次《行动方案》由十二个部门联合印发，也体现出核技术应用涉及多领域的协调配合。同时，核技术在公众认知中也存在一定的误解，大家谈核色变，例如2011年福岛事件后，公众对核技术的恐惧心理有所增加，尽管近年来通过科普宣传有所改善，但仍有影响。

我国核技术近年来发展较快，随着一些新技术的投入，大概三年左右就能走到国际前沿水平，五年以后（到2030年）中国核技术会发展得非常兴旺。

NBD：《行动方案》提出的核技术应用的五个重点方向或领域中，第一个就是医学诊疗。能否请您谈谈当前我国核医学领域的发展现状？应用主要集中在哪些方面？

詹文龙：除了核电领域，核医学是核技术应用第二大领域，主要集中在诊断和治疗两个方面，市场需求巨大，发展前景广阔。

在诊断方面，我国目前的应用已经较为广泛。医院中常见的CT（计算机断层扫描）、PET（正电子发射计算机断层显像）、核磁共振等设备，其原理都与核技术相关。近年来国内相关技术的发展十分迅速，以上海联影公司为例，其在核医学诊断领域的技术已经达到国际前沿水平，我国在核医学诊断技术方面的水平已经显著提升。

在治疗方面，我国的发展相对滞后。在医院中，放射治疗设备尤其是一些先进设备大多依赖进口，国产设备大多集中在中低端市场。近年来，我国核医学领域发展迅速，新技术的应用，比如重离子放疗不仅提高了治疗效率，还显著降低了副作用，为患者带来福音。

随着人类寿命延长，患肿瘤的概率会不断增加，目前我国每年新增肿瘤患者数量超四百万。早期诊断治疗方法相对较多，但如果到了中晚期，国际上肿瘤治疗中放射治疗比例超过了1/3，发达国家肿瘤治疗比例和肿瘤控制率大概40%～50%，中国在临床治疗条件和技术应用方面仍有一定差距，肿瘤治疗的控制率方面也仍有不足。不过，近年来我国在这一领域的发展也较为迅速，放射治疗的占比已经超过1/3。随着健康医疗需求的增加，对核医学的需求只会越来越高。

第二代重离子放疗设备预计今年底可进行调试

NBD：您提到我国重离子放疗在临床治疗中取得了显著成效。但设备成本高昂，相比于日益增长的庞大患者群体，接受重离子治疗的患者仍是少数，未来如何进一步提升其技术成熟度和经济性，以实现更广泛的应用？

詹文龙：目前，重离子治疗是疗效最好的外辐照放疗，我国的重离子放疗设备是由中国科学院近代物理研究所自主研发的。与进口设备相比，我们自主研发的设备成本相对较低，设备五亿多元，加上配套设施不超十亿元。进口设备一台要十几亿元。实际上，许多医院在引进设备时，会考虑提升条件和康养设施建设，因此整体投入显得比较高。

实际上，第一代重离子放疗设备在性能上已与国际水平相当，甚至在某些方面更具优势。第一代设备每年可支持一台加速器运行，配备4个治疗室，年治疗患者可达1000多例，平均每个患者每个疗程的费用大约为20万元。进口设备由于成本较高，治疗费用也相对更贵。尽管如此，重离子治疗的需求依然供不应求。以中国科学院近代物理研究所在甘肃武威的第一台设备为例，其临床治疗效果良好，甚至在治疗复发肿瘤患者方面取得了显著成效。例如，去年有患者体内存在70个病灶，通过1个治疗过程便得到了有效控制，这要求控制水平、精度都要很高，这在国际上也极为罕见。重离子治疗过程没给患者带来什么痛苦，90岁左右的高龄患者治疗后基本实现日常生活自理，给患者和家庭带来福音。

目前，第一代设备国内已签订商业合同超过10台，其中5台已建成，投入运转的包括甘肃武威2台、杭州1台，福建、武汉两地各1台即将投入运行。随着这些设备陆续投入使用，我国重离子治疗的供不应求局面将得到显著改善。后面还有近10台在建。

目前，国内自主研发的设备已经展现出显著优势。通常而言，我国设备的硬件指标优于国际同类产品，但在软件方面相对要弱一点，尤其是治疗计划方面。随着近代物理研究所重离子治疗技术公司化运营的推进，引进专业放疗物理人才，我国在治疗计划方面取得了显著进步，已与国际水平相当。此外，我国设备在稳定性方面表现突出，例如在断电情况下，可在一小时内自动恢复运行。

目前，我们正在不断改进设备，第二代设备实现原创设计。一方面，第二代设备在体积上更小（第一代设备占地七八亩地，第二代仅需两亩地），同时治疗效率将大幅提升，患者容量增加一倍以上，单台设备可支持多达15至16个治疗室，这样可以提高投入产出比。采用在建国家大科学装置研制的原创技术，如果基建、配套设施进展顺利，预计今年年底就可以进行调试了。另一方面，我们不断发展、引进新的治疗技术，进而增加治疗的患者种类。

我们的目标是，通过一代一代技术的改进，进一步降低硬件设备成本，从而提高高端医疗设备的经济性和可及性。此外，我们在治疗方案的制定上已引入AI技术，进一步提升方案的制定速度和精度，改善治疗效果。

AI在影像处理和治疗计划制定方面发挥重要作用

NBD：您刚刚提到AI，《行动方案》中也提到要推动核技术与人工智能、云计算等新一代信息技术深度融合，您了解到的目前有哪些应用？在核医疗领域，您认为这种融合将带来哪些变革？哪些应用场景最具潜力？

詹文龙：实际上，我们在核技术领域，尤其是加速器研发方面，很早就开始广泛应用电子技术和数字技术。由于核有放射性，遥控操作是常见做法。因此，核技术领域的从业者在信息技术方面一直较为领先。

在核医学领域，目前，AI在影像处理和治疗计划制定方面发挥了重要作用。过去，这些工作大多依赖人工，效率较低。引入AI技术后，自动化水平显著提高，治疗方案的制定速度大幅加快。未来，随着技术进一步发展，AI有望实现实时在线应用。例如，在患者躺在病床上时，AI可以将影像数据与患者的实时情况相结合，根据现场诊断结果，快速优化治疗方案。在这种情况下，AI的高效至关重要。

NBD：AI制定的治疗方案是靠谱的吗？

詹文龙：经过一段时间的发展，AI辅助的治疗计划不仅快，准确性还高达90%以上，但最终的决策仍需由医生来完成。AI的作用是辅助医生进行治疗，它能够快速处理多维度的信息，并实时提供多种方案。

以重离子治疗癌症为例，AI技术的应用有望显著提高治疗效率。过去，治疗一个患者通常需要4到5分钟，而新一代设备在AI的支持下，治疗时间可以缩短至1分钟以内。患者躺到床上需要给他定位，机器的位置、加速器束流跟患者病灶的位置要精准定位，精度要小于1毫米，以往定位要花费较长时间（患者行动不便、躺下后姿势发生形变等），AI定位更精准，这样治疗速度就可以大大提高。整个设备的利用率提高，成本也会随之下降。AI技术的应用使诊断和定位更加精确，从而可以显著改善治疗效果。

未来三年内国内有望在核素药物生产方面取得显著进步

NBD：核素药物在肿瘤诊断中应用广泛，但国内仍依赖进口。目前阻碍我国实现常用医用同位素稳定供给的主要因素有哪些？对突破医用同位素生产与供应的“卡脖子”问题您有哪些建议？

詹文龙：目前，国内城市中，患者在医院接受检查时，除了常规的CT外，PET等带有病理性质的进一步诊断设备已较为常见。国内在影像诊断领域的发展相对成熟，设备进口依赖度逐渐降低，部分设备已实现国产化。

然而，在核素药物的应用方面，尤其是用于放射性治疗的核素，国内目前还存在短板。传统放射性治疗主要依赖伽马射线等外照射方式，对健康组织的损伤较大。

相比之下，核素药物作为一种靶向治疗手段，能够精准地将放射性物质带到病灶部位，减少对健康组织的损伤。这种治疗方法被称为内辐照。核素药物的疗效和安全性取决于其发射的射线类型。例如，伽马射线的射程较长，对健康组织的影响较大；而贝塔射线（电子发射）的射程较短，损伤相对较小；阿尔法射线则更为精准高效，能够在细胞尺度内发挥作用，精准度极高，对恶行肿瘤疗效显著。

在国内，核素药物的应用主要集中在伽马射线领域，如用于甲状腺疾病治疗的碘同位素。这些核素的生产在国内已具备一定基础，但大部分仍依赖进口。

我认为，阻碍我国实现医用同位素稳定供给的主要因素包括：

首先是行业壁垒与管理难度。其实传统的核素国内稍微整合一下，是有相应生产能力的。但是以往核技术和医学领域分别属于不同的学科体系，核技术安全性要求极高，医学领域门槛也很高，二者之间存在明显的行业隔阂，导致资源整合和协同发展的难度较大。

其次是传统依赖进口的惯性。过去，国内对核素药物的需求主要依赖进口，进口渠道相对稳定，这种依赖惯性使得国内自主生产的动力不足。

另外，技术与设备投入门槛高。核素药物的生产需要高精度的设备和技术支持，尤其是对于阿尔法同位素等高精度核素的生产，技术难度更大。国内在相关设备的研发和生产上起步较晚，投入成本较高。

目前，国内在核素药物生产方面已取得一定进展。例如，江西的小堆项目预计将在三年内完成，反应堆生产传统核素的技术成熟度比较高，能够提供部分传统核素。而像阿尔法这种更高精度的核素就需要加速器的介入了，目前，近代物理研究所的科研项目也得到了国家支持，预计将在年底或明年初提供小批量样品，后续就可以逐渐在医院进行临床试验、治疗。未来三年内，国内有望在核素药物生产方面取得显著进步。

预计五年后阿尔法核素药物价格有望实现“腰斩”

NBD：像阿尔法同位素这种高精度核素的生产，难点在哪里？

詹文龙：像阿尔法这种高精度核素，一般的反应堆做不出来，需要用加速器，但是一般的加速器的技术和产能会相对低一点。目前，国内正在考虑利用（生产能源的）大型加速器进行生产，预计将在今年内获得国家相关部门的支持。通过大型加速器技术的应用，有望在三年内在生产高精度核素方面取得实质性进展。

国内现在新的科学装置里的加速器水平已达到国际先进水平，甚至在某些方面领先。未来，随着国内技术的不断进步和投入增加，有望在核素药物生产领域实现突破，不仅满足国内需求，还能向国际市场供应。

目前，国内企业已具备一定的技术能力和资金实力，愿意参与核素药物的生产。如果超长期特别国债可以向这方面倾斜，发展起来会很快。一台先进的加速器每天可生产数百剂核素药物，国外市场上，一剂阿尔法核素药物的价格已从4万元上涨至10万元，仍然非常紧缺。国内如果能够实现自主生产，不仅能降低进口依赖，还能大幅降低成本，预计三年后生产能力将大幅提升，五年后价格有望实现腰斩。

目前，我们也正在继续加强技术研发，提高核素药物的生产效率和性价比。通过硬件改进和技术创新，有望在几年内实现核素药物的广泛应用。国家的重视和科技创新将是推动这一领域发展的关键。

建议放宽重离子治疗设备配额限制

NBD：放射性诊疗药物是核医疗的重要组成部分，《行动方案》强调加强新靶点、新机制、新类型创新药研发，您认为应如何布局才能在国际竞争中实现并跑甚至领跑？

詹文龙：刚才提到的阿尔法同位素是这些放射性药物中最高端的。传统的伽马、贝塔射线等外照射方法，对25%的恶性肿瘤不适用。相比之下，阿尔法同位素具有显著优势，可以通过靶向药物将放射性物质精准输送至病灶，实现内辐照治疗。

如何将放射性物质精准输送至病灶非常考验技术。近年来，中国在该领域的研究取得了重要进展，已逐渐摆脱对国外技术的依赖，有望在未来几年内实现国际领先。例如，中国科学院福建物质结构研究所与我们合作开发了一种稀土纳米载体（靶向药有三个功能区，即导引头、载体和治疗单元，治疗单元即相应的同位素），能够将同位素药物精准地“囚禁”在间隔中。这种技术在国际上属于原创性突破，能够显著提高药物的靶向性，减少药物在体内游离导致的健康组织损伤。目前，国际上已有的靶向药物虽然种类多，但靶向效率普遍较低，通常在20%左右，最高不超过25%。而稀土纳米载体能够显著提升靶向效率，减少药物在体内的无序分布。

为了在国际竞争中实现并跑甚至领跑，我认为需要从以下几个方面进行布局：

首先，国家应持续加大对核医疗领域的科研投入，鼓励科研机构和企业开展创新性研究。目前，国内科研人员的水平已与国际接轨，经过几十年的发展，我们在相关领域的研究已具备与国际竞争的实力。

其次，政策层面需要进一步改革，打破现有的制度瓶颈。例如，目前重离子治疗设备仍受到国家配额限制，虽然去年已取得较大进展，但未来还需根据不同的治疗需求进行分类管理。对于高端治疗手段，如阿尔法同位素药物和重离子治疗，应适当放开政策限制，以满足高端医疗服务市场需求。

核孔膜未来有望在物流和食品储存领域大规模推广

NBD：《行动方案》还提到，推进核技术赋能应用。构建核技术应用跨界交流平台，发展“核技术＋”生态。目前核技术的应用在哪些领域进展比较快、更有应用前景？

詹文龙：核技术的应用领域广泛，医疗是比较快也比较大的一个领域。近年来核技术在一些领域取得了显著进展，并展现出广阔的应用前景。例如，在农业领域，核技术与传统农业相结合，取得了突破性成果。以湖南的水稻种植为例，袁隆平团队与我们研究所合作，通过重离子辐照技术培育出新品种，成功将大米中重金属镉含量降至国家安全标准以下。这一成果已推广种植数百万亩，为农业发展提供了新的技术路径。

在物流领域，核技术的应用也取得了重要进展。比如这两年我们也做了一件很接地气的事，就是利用重离子束辐照技术制造的薄膜，我们叫核孔膜，通过特殊设计的孔径，能够控制透气量，保证生鲜产品在运输过程中的正常呼吸，同时延缓成熟过程，保持品质。草莓放在里面6天，品相、味道都很好。这种技术无需冷链运输，可有效降低成本，而且应用场景广泛，未来有望在物流和食品储存领域大规模推广。目前，相关企业已提出大规模订单需求，推动该技术的产业化应用。

此外，核技术在超导材料制造方面也取得突破，通过辐照处理后的电缆导电性能大幅提升，为高端制造业提供了新的材料解决方案。

在能源领域，除了核电给大众提供电以外，也要推动核电在高端领域的应用，把核电池做起来。核电池技术目前成本较高，主要用于深空探测领域，但随着技术发展，未来5到10年有望在高端应用领域实现突破。例如，核电池可用于深海探测和高端传感器等领域，为这些领域提供高效、清洁的能源解决方案。在附加值较高的领域，如游艇、船舶、高端便携式设备（如手表）等，核电池有望发挥重要作用。