砹是地球上最稀有的天然元素，也是元素週期表中探索最少的元素。正如其希臘名字的意思是“不穩定”一樣，它在自然界中只存在短暫的時刻。然而，德克薩斯農工大學的科學家們找到了一種利用其潛力的方法。他們利用迴旋加速器束和先進的化學技術創建了一種生產、分離和輸送砹 211 (At-211) 的方法，這種同位素儘管不穩定且半衰期僅為 7.2 小時，但在靶向癌症治療中顯示出顯著的效果。
用於癌症治療的“金發姑娘”同位素
At-211 通常被稱為“完美”或“金發姑娘”同位素，因為它可以提供適量的輻射來摧毀癌細胞，同時使周圍組織不受傷害。這種突破性的同位素顯示出對抗血癌的強大潛力。卵巢腫瘤和某些腦癌。在德克薩斯 A&M 迴旋加速器研究所內，科學家們正在使用 K150 迴旋加速器生產 At-211，並得到美國能源部 (DOE) 從 2023 年開始的同位素計劃的支持。德克薩斯 A&M 是通過國家同位素開發中心 (NIDC) 和大學同位素網絡提供用於靶向癌症治療的砹的兩個國家供應商之一。
“靶向α療法是一種變革性的癌症治療方法，受到了廣泛關注。這是因為它能夠在腫瘤細胞附近造成大量損傷，同時保留周圍健康的組織和器官，”德克薩斯農工大學傑出教授和化學教授Sherry J. Yennelo博士說。可以定期生產醫學相關數量的砹並將其運送到附近的工廠。 ”
利用阿爾法粒子的力量
當砹分解時，它會釋放出阿爾法粒子。它是一個小團簇，由兩個質子和兩個中子組成，可以釋放出強大的、局部爆炸的能量。這些阿爾法粒子在破壞癌細胞方面非常有效，因為它們只能傳播很短的距離。當 At-211 位於腫瘤內或腫瘤附近時，可以減少對健康組織的損害。它的α射線發射穿透足夠深，可以消滅癌細胞，同時保護周圍的器官。
At-211 的半衰期短也意味著它會很快失去放射性。這使得它們的毒性低於長壽命放射性藥物。與其他同位素不同，At-211 不會產生有害的二次 α 衰變。這確保了其能量被有效地用於治療。這種精確性和安全性的結合吸引了世界各地研究人員和藥物開發商的關注。目前正在針對血癌進行臨床試驗。並正在探索其治療阿爾茨海默病的潛力。
“砹 211 的可用性仍然是利用其潛力改變核醫學未來的最大障礙，”Gennello 說。 “幸運的是，我們在德克薩斯農工大學取得的進步將極大地幫助解決這個問題。”
同位素生產和運輸的進展
Texas A&M 的主要成就之一是創建了用於分離和輸送 At-211 的自動化系統。這項正在申請專利的技術通過從鉍靶中去除同位素來純化同位素。然後將其裝載到運輸柱上以與靶向α治療藥物結合。據 Yennello 介紹，新的基於樹脂的柱捕獲技術可以實現更快的處理。與傳統方法相比，這樣可以運輸更多的 At-211，同時降解程度最小，風險也更低。這一改進強化了 At-211 作為下一代癌症治療的理由。
德克薩斯 A&M 已將重要批次的 At-211 運送給合作者。其中包括阿拉巴馬大學。在伯明翰和 MD 安德森癌症中心，已有兩打以上的患者分娩。這些合作幫助研究人員改進基於 At-211 的放射性藥物，並加深他們對其化學行為的理解。
全球合作與進步
Yennello 和 Federica Pisaneschi 博士是前 MD 安德森放射化學家，現在休斯敦德克薩斯大學健康科學中心工作。他們計劃在新奧爾良舉行的 2025 年世界砹社區會議上展示他們的發現。他們的小組討論“德克薩斯州兩步走”將重點介紹他們在製造、交付和使用 At-211 進行治療方面的共同經驗。首次會議在美國召開 致力於擴大 At-211 在全球癌症治療中作用的研究人員和貿易團體將齊聚一堂。
Gennello 最近在另一場重要活動中分享了德州農工大學的進展。那是在昆士蘭州舉行的第 26 屆國際放射性藥物科學會議。她強調了國際社會對 At-211 研究日益增長的興趣。
“雖然人體臨床試驗仍處於早期階段，但已經有各種舉措。日本、幾個歐洲國家和美國正在考慮 astatine-211 的潛力，”Gennello 說。 “我期待分享德克薩斯農工大學在製造和供應砹211方面的成功。同時，了解更多關於我們共同努力的全球進展，以更好地了解砹化學，以及腫瘤學方面潛在的治療進展。”
這項開創性的研究得到了美國能源部科學辦公室通過德克薩斯農工大學核科學光明主席的能源部同位素計劃的支持。德克薩斯農工大學系統核安全辦公室與洛斯阿拉莫斯國家實驗室合作。
