編者按：

在調(diào)研美國(guó)緊湊型加速器光源企業(yè)Lyncean的EUV光刻機(jī)光源和相位成像CT光源的商業(yè)化時(shí)，我發(fā)現(xiàn)我們國(guó)家上世紀(jì)80年代創(chuàng)建的三大國(guó)家重器：北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、合肥國(guó)家加速器、蘭州重離子加速器，均在以各自的方式在推進(jìn)商業(yè)化。

北京和合肥，兩個(gè)國(guó)家科教中心，在相位成像CT上不斷拓展，然而卻丟失了最核心的小型加速器光源技術(shù)。

蘭州，卻率先完成了頂級(jí)醫(yī)用重離子加速器商業(yè)化的壯舉。這樣一個(gè)偏于一隅的國(guó)家科技重鎮(zhèn)，為中國(guó)在頂級(jí)醫(yī)療設(shè)備的商業(yè)化上率先完成突圍。這又是怎樣的一個(gè)傳奇的故事呢？

大事記：

1946年：美國(guó)科學(xué)家羅伯特·威爾遜首先提出強(qiáng)子束有可能用于放射治療。

1954年：美國(guó)伯克利實(shí)驗(yàn)室首次對(duì)質(zhì)子進(jìn)行了癌癥治療試驗(yàn)。

1988年：中科院近代物理研究所建成我國(guó)第一臺(tái)大型重離子研究裝置--蘭州重離子加速器。

1993年：中科院近代物理研究所開(kāi)始研究重離子治療癌癥。

1994年：日本開(kāi)始了首個(gè)重離子治療的全面臨床試驗(yàn)，至今已治療數(shù)2.9萬(wàn)癌癥患者。

1996年：德國(guó)重離子研究中心建成了重離子治癌研究裝置。

2009年：德國(guó)建立海德堡重離子束治療中心。

2020年：我國(guó)首臺(tái)具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重離子治療系統(tǒng)在甘肅武威投入臨床應(yīng)用。

第一章 重離子腫瘤治療：21世紀(jì)最先進(jìn)的腫瘤治療技術(shù)

什么是重離子？

重離子是世界上最先進(jìn)也最昂貴的放療技術(shù)，通過(guò)把碳離子等（重離子）加速到約70%光速來(lái)治療腫瘤。

碳離子是首選的癌癥治療重離子

重離子癌癥治療的巨大優(yōu)點(diǎn)

重離子以較高的速度穿過(guò)人體，在人體組織中只留下一小部分能量到一定的深度，可被精確定位為聚焦于腫瘤，因此不太可能破壞正常的周?chē)?xì)胞，可以使患者早日康復(fù)，同時(shí)減輕病人的身體負(fù)擔(dān)。

重離子對(duì)部分腫瘤組織的殺傷作用是X射線和質(zhì)子束的兩到三倍。如下圖，比較了重離子（碳）束、質(zhì)子束和X射線放射治療前列腺腫瘤，重離子束可以實(shí)現(xiàn)最精準(zhǔn)的定位。

前列腺腫瘤治療中各種輻射方案的比較：碳離子、質(zhì)子、X射線。

重離子癌癥治療比傳統(tǒng)治療方法的巨大優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的手術(shù)治療會(huì)有巨大的疼痛及并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，甚至需要切除部分器官，對(duì)人體造成巨大傷害。而普通的X線放射治療、化療具有極大的副作用，給病人帶來(lái)極大的痛苦。

相比之下，重離子放射治療是一種沒(méi)有手術(shù)切除的治療方法，其特點(diǎn)是沒(méi)有疼痛，對(duì)身體負(fù)擔(dān)小。尤其對(duì)于中老年患者是非常大的益處。

重離子腫瘤治療裝置全球分布

雖然美國(guó)在上世紀(jì)60年代最早期進(jìn)行重離子癌癥治療研究，但是日本是最先將重離子癌癥治療用于臨床治療的。從1994年到2019年年底，日本的重離子放射治療設(shè)施成功治療了約2.9萬(wàn)名患者。

目前全球有幾十座重離子癌癥治療裝置，主要分布在日本、歐洲和美國(guó)。

第二章 重離子裝置國(guó)產(chǎn)化：蘭州國(guó)家重離子實(shí)驗(yàn)室的突圍

蘭州國(guó)家重離子實(shí)驗(yàn)室與北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)、合肥國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室，是上世紀(jì)80年代中國(guó)興建的第一批大科學(xué)裝置，國(guó)之重器。蘭州在重離子加速器上有著悠久的歷史：

蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)（CSR）主環(huán)隧道南側(cè)一角

1972年：時(shí)任近代物理研究所所長(zhǎng)楊澄中等人提出，在蘭州建造一臺(tái)大型分離扇重離子回旋加速器。

1976年：原國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)蘭州重離子加速器的建造計(jì)劃。

1993年：蘭州重離子加速器開(kāi)始展開(kāi)一系列臨床預(yù)研工作。

2006年：蘭州重離子加速器與多家醫(yī)院合作，進(jìn)行了重離子治療腫瘤前期臨床試驗(yàn)研究。

2012年：蘭州重離子加速器和蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司簽訂了武威和蘭州醫(yī)用重離子加速器兩臺(tái)示范裝置的商務(wù)合同，開(kāi)始第一臺(tái)商業(yè)化重離子治癌裝置的制造。

2015年：中國(guó)首臺(tái)自主研發(fā)的醫(yī)用重離子加速器成功出束。

2017年：武威重離子治療裝置可取得產(chǎn)品注冊(cè)證，投入臨床使用。

根據(jù)蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司官網(wǎng)介紹，目前已經(jīng)簽訂了5套重離子加速器治癌系統(tǒng)的合同：包括甘肅武威已經(jīng)正式運(yùn)營(yíng)的一套、以及蘭州、莆田、武漢、杭州等。

蘭州醫(yī)用重離子加速器比德國(guó)和日本同類(lèi)裝置更有優(yōu)勢(shì)。德國(guó)生產(chǎn)的重離子治癌設(shè)備報(bào)價(jià)約15億元，而“中國(guó)制造”僅需6億元。醫(yī)用重離子加速器每年可運(yùn)行230天，約為5500個(gè)小時(shí)，每臺(tái)每年可治療2000多個(gè)病人

這意味著中國(guó)在重離子癌癥治療裝置在商業(yè)化路程上已經(jīng)突圍成功。當(dāng)然，中國(guó)重離子裝置的臨床治療經(jīng)驗(yàn)、治療效果，需要很長(zhǎng)時(shí)間的積累。

第三章 蘭州重離子加速器治癌的商業(yè)化運(yùn)作模式

我在初探北京和合肥的相位CT技術(shù)的時(shí)候，很清楚地看到：中科大目前仍然停留在以國(guó)家經(jīng)費(fèi)來(lái)支持預(yù)研--而項(xiàng)目中最核心的加速器光源的缺失，導(dǎo)致中科大加速器的1.59億項(xiàng)目只能購(gòu)買(mǎi)美國(guó)的實(shí)驗(yàn)級(jí)X射線光源來(lái)實(shí)現(xiàn)。而擁有核心CT技術(shù)專利的北京高能所也沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化的行動(dòng)。

那么蘭州是如何實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作的呢？是否有值得其他單位借鑒的地方呢？

我們可以清晰地看到蘭州加速器的三步走路線：

近代物理所成立重離子治癌技術(shù)孵化企業(yè)

在近代物理研究所主頁(yè)上，我看到共有5個(gè)孵化企業(yè)（當(dāng)然這個(gè)數(shù)量比起東部和沿海地區(qū)院所要少很多），這些孵化企業(yè)都有明確的利用重離子輻射源技術(shù)的目標(biāo)，其他新聞都有相關(guān)報(bào)道，在此不做贅述。

蘭州近代物理研究所的孵化企業(yè)目錄

而這其中蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司主要從事重離子加速器治癌業(yè)務(wù)。該公司早期的股東：國(guó)科離子醫(yī)療科技有限公司、蘭州近科離子技術(shù)發(fā)展有限公司（分別是中科院和近代物理研究所控股公司），喬衛(wèi)民是近代物理研究所信息工程室主任（可能是技術(shù)員工持股代表）。這是一個(gè)正常的國(guó)資控股股權(quán)結(jié)構(gòu)。

蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司股東

蘭州政府出資建立重離子產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)企業(yè)：蘭州重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司

2012年由蘭州政府下屬基金，蘭州市城市發(fā)展投資有限公司出資成立蘭州重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司，搭建重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)化平臺(tái)，其注冊(cè)資本：44020.00萬(wàn)人民幣。

蘭州重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司主要任務(wù)是和國(guó)科控股有限公司、中科院近物所合作進(jìn)行重離子設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，發(fā)展醫(yī)療高端裝備制造。蘭州市委市政府大力支持蘭州重離子項(xiàng)目的發(fā)展，為項(xiàng)目提供了土地、資金、人才等資源支持。

正是這一年，蘭州重離子加速器重拳出擊，開(kāi)始建造第一臺(tái)商用化治癌裝置，總投資約30億。

蘭州重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司介紹

蘭州市城市發(fā)展投資有限公司介紹

這個(gè)政府基金投入大產(chǎn)業(yè)的模式大家是不是已經(jīng)很熟悉了？我們?cè)诤戏式?jīng)常能看到。

技術(shù)成熟，引入戰(zhàn)略資本

2019年7月4日，蘭州重離子醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)投資有限責(zé)任公司與新里程醫(yī)院集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同把蘭州重離子醫(yī)院建設(shè)成為國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際領(lǐng)先的腫瘤?？浦仉x子醫(yī)院及兼顧綜合治療、普通疾病常規(guī)治療的區(qū)域醫(yī)療中心。

新里程醫(yī)院集團(tuán)位于中國(guó)北京市朝陽(yáng)區(qū)。成立于2014年12月01日。由于這家公司股權(quán)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，暫且不表。

我們從這段階段的歷史回顧來(lái)看，政府基金以產(chǎn)業(yè)化的模式導(dǎo)入是商業(yè)化非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

第四章 蘭州重離子加速器和美國(guó)Lycean緊湊型加速器商業(yè)模式的對(duì)比

“蘭州重離子研究裝置是目前亞洲能量最高、國(guó)內(nèi)唯一的中低能重離子加速器。但這一大國(guó)重器從基礎(chǔ)研究走向民生應(yīng)用，整整用了28年。”

從美國(guó)國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室誕生的Lyncean，也幾乎花了20年的時(shí)間，逐漸將其光源在高端CT和高端EUV光刻機(jī)等最前沿的商業(yè)化技術(shù)上找到了爆發(fā)點(diǎn)。

我在調(diào)研EUV光刻機(jī)及光源這一路，看到了很多的歐美日技術(shù)，無(wú)一不是經(jīng)過(guò)一二十年的積累而成。這是值得每一個(gè)做技術(shù)、做科研、尤其是那些做短平快研究的科研人員需要認(rèn)真總結(jié)、學(xué)習(xí)的。

但是，我們也可以清晰地看到蘭州加速器和美國(guó)加速器的商業(yè)化運(yùn)作的巨大差異：

1，美國(guó)政府不直接入股Lyncean，而是給予企業(yè)研發(fā)資金支援；這一好處是，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可以與企業(yè)通過(guò)專利捆綁的形式，一方面重復(fù)調(diào)動(dòng)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)資源，另一方面保障國(guó)家實(shí)驗(yàn)室可以從專利授權(quán)上獲利。這是一個(gè)非常良性的循環(huán)。

蘭州加速器是政府基金投入企業(yè)，直接參與企業(yè)運(yùn)營(yíng)，這對(duì)于重離子加速器這種10億以上規(guī)模的投資來(lái)說(shuō)，在中國(guó)可能是更有效的方式--醫(yī)療資源的搭建、土地資源的分配等等。

2，Lyncean從事的是全新的加速器微型化，市場(chǎng)探索周期較長(zhǎng)，比如其CT業(yè)務(wù)、EUV光源業(yè)務(wù)、伽馬射線業(yè)務(wù)，都需要長(zhǎng)期和應(yīng)用商配合開(kāi)發(fā)。蘭州加速器則是進(jìn)口替代，應(yīng)用方向確定，因此其主要工作是核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)，一旦技術(shù)成熟，商業(yè)化渠道相對(duì)簡(jiǎn)單。

而蘭州加速器為何能在這一尖端設(shè)備的核心技術(shù)上獲得成功呢？這是我們最關(guān)注的事情！

第五章 蘭州重離子加速器治癌技術(shù)成功的秘笈？

我看了很多蘭州國(guó)家重離子加速器實(shí)驗(yàn)室的資料，發(fā)現(xiàn)這里有一些與眾不同的氣質(zhì)：

成功的關(guān)鍵之一：拒絕買(mǎi)辦，20年如一日的自主技術(shù)積累

比起中科大1.59億的相位成像裝置研究，我可以看到蘭州加速器從頭開(kāi)始研發(fā)的決心，并且在過(guò)去20年從未動(dòng)搖過(guò)。這是我在中國(guó)科研產(chǎn)業(yè)化之路上，很少能看見(jiàn)的堅(jiān)持！

1995年國(guó)家設(shè)立了重離子治療的攀登計(jì)劃。上海、北京、山東等地都計(jì)劃進(jìn)口設(shè)備。只有蘭州重離子加速器決心自主研發(fā)！

2009年，上海市質(zhì)子重離子醫(yī)院曾進(jìn)行全球招標(biāo)建設(shè),當(dāng)時(shí),西門(mén)子報(bào)價(jià)15億元,蘭州近代物理所也參與了競(jìng)標(biāo),報(bào)價(jià)6億元。但最終上海市選擇了西門(mén)子！

所以在中國(guó)這樣買(mǎi)辦思維主導(dǎo)的商業(yè)世界里，蘭州加速器有這樣的技術(shù)堅(jiān)持實(shí)乃國(guó)家之大幸！

我大概整理了一下蘭州加速器在重離子治癌方面相關(guān)的專利，從2008年到2020年，幾乎是每年都有部分裝置的專利，而且發(fā)明人員相對(duì)分散，專利內(nèi)容成系統(tǒng)性、連續(xù)性、攻關(guān)研究性的特點(diǎn)。

反觀我們當(dāng)下，很多科研項(xiàng)目發(fā)表的專利，無(wú)病呻吟，只為交差。另外比如之前調(diào)研02專項(xiàng)里面，專利幾乎都是隨著項(xiàng)目走，常常是項(xiàng)目要結(jié)題的時(shí)候突然冒出幾十個(gè)莫名其妙的專利。

2008年：重離子及質(zhì)子治療中Bragg峰展寬的旋轉(zhuǎn)降能裝置

2008年：重離子束治癌當(dāng)中劑量監(jiān)測(cè)探測(cè)器標(biāo)定和校準(zhǔn)裝置

2008年：重離子束對(duì)腫瘤靶區(qū)的三維適形照射裝置

2009年：用于質(zhì)子-重離子束治癌的加速器

2009年：重離子治癌同步加速器束流累積的方法及其裝置

2009年：重離子治癌同步加速器中射頻激勵(lì)引出方法及其裝置

2010年：一種利用高能離子束輻照時(shí)減小離子束展寬Bragg峰后沿劑量半影的方法

2011年： 離子治癌加速器數(shù)字電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)及調(diào)節(jié)方法

2010年：一種用于重離子束流橫向劑量分布測(cè)量的探測(cè)器

2010年：用于重離子治癌的快速測(cè)量Bragg曲線探測(cè)器

2010年： 醫(yī)用偏轉(zhuǎn)磁聚焦結(jié)構(gòu)的重離子或質(zhì)子同步加速器

2011年： 離子治癌加速器數(shù)字電源調(diào)節(jié)系統(tǒng)

2011年：應(yīng)用于離子加速器治癌的數(shù)字電源同步系統(tǒng)

2012年：質(zhì)子或重離子束治癌裝置

2012年： 質(zhì)子或重離子束治癌裝置

2015年：重離子放射治療多功能三維適形調(diào)強(qiáng)裝置

2015年：三維劑量驗(yàn)證裝置

2018年：獲得小束斑的粒子束治療頭裝置

2019年： 一種分層重離子/質(zhì)子治療裝置及專用傳輸線路

2019年：一種分層重離子/質(zhì)子治療裝置

2020年： 質(zhì)子和輕離子同步加速器、含該加速器的治療系統(tǒng)及應(yīng)用

成功的關(guān)鍵之二：專業(yè)的人做專業(yè)的事情，重用年輕人

工程院院士夏佳文介紹

在蘭州重離子加速器實(shí)驗(yàn)室，我發(fā)現(xiàn)核心技術(shù)人員非常專業(yè)，幾乎都是本土培養(yǎng)，而且非常年輕。這里介紹其中突出的三位，一位是工程院院士，夏佳文。36歲時(shí)擔(dān)任大科學(xué)工程的總工！

夏佳文是非常年輕的本土培養(yǎng)科學(xué)家：出生于1964年，1987年蘭州大學(xué)本科，1990年，近代物理所碩士，1993年高能所的博士。1998年至2008年，任國(guó)家‘九五’重大科學(xué)工程--蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)HIRFL-CSR（簡(jiǎn)稱CSR）工程總工程師。

另外兩位核心研發(fā)人員，楊建成、柴偉平幾乎是博士畢業(yè)之后就開(kāi)始從事重離子加速器方案的研究：

楊建成， 出生于1976年，2000年蘭州大學(xué)本科，2004年近代物理研究所博士。國(guó)家十二五重大科學(xué)工程--強(qiáng)流重離子加速裝置（HIAF）加速器總體方案負(fù)責(zé)人。

柴偉平，出生于1984年，2007年蘭州大學(xué)本科，2013年獲中國(guó)科學(xué)院大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所副研究員。

毫無(wú)意外的，這些人都是重離子加速器的頂級(jí)專家。而且都是蘭州大學(xué)的本科，中科院自己培養(yǎng)的博士！

這個(gè)團(tuán)隊(duì)還有很多默默無(wú)聞的一線科研精英，希望有機(jī)會(huì)再深入了解他們的故事。

成功的關(guān)鍵之三：沒(méi)有那些亂七八糟的論文

我發(fā)現(xiàn)蘭州重離子治癌團(tuán)隊(duì)的人員，發(fā)表了許多的中文論文，沒(méi)有什么花哨的圖片，鮮有什么夸張的世界一流、國(guó)際領(lǐng)先，也沒(méi)有什么影響因子--這些論文甚至下載、閱讀的人都很少。大都是類(lèi)似這樣的非常樸素的講解技術(shù)的論文：

《剝離注入HITFiL重離子治癌》

《深層治癌中離子束的配送》

同樣，我也沒(méi)有看到那些掛上很多不相干的作者、掛上不相干的單位、掛上不相干的高管的論文署名。

蘭州加速器給我的感覺(jué)是還停留在二十年前的學(xué)術(shù)圈，沒(méi)有啥浮夸，也沒(méi)啥浮躁的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、海歸大佬。只有一個(gè)個(gè)技術(shù)攻關(guān)的小組。

然而，就在這樣一個(gè)時(shí)間近乎停滯的地方，誕生了中國(guó)最頂尖的大型醫(yī)療裝備。

是什么讓這樣一群人數(shù)十年如一日的堅(jiān)守技術(shù)報(bào)國(guó)的理想？

后記

寫(xiě)這篇帖子，是我最近最感到心情舒暢的時(shí)候！

我一直在想：這是偶然嗎？是我對(duì)蘭州的偏愛(ài)嗎？是我又一次看錯(cuò)了嗎？

可是當(dāng)我一遍又一遍地翻閱著蘭州加速器的資料、以及合肥加速器CT項(xiàng)目的資料，我越來(lái)越多地感受到其中的天壤之別！那些人，那些事，那些論文、專利里的每一行文字里，藏著中國(guó)科技突圍的秘訣。

那么，合肥中科大加速器的1.59億CT項(xiàng)目到底做了什么？

下次聊！

參考

科技日?qǐng)?bào)報(bào)道重離子加速器：https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_13025293

蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司主頁(yè)：http://www.kejintj.com/cpzx/zlz/

蘭州科近泰基新技術(shù)有限責(zé)任公司股東介紹：http://www.kejintj.com/tzgx/tzgx/2015-07-23/369.html

蘭州中科院近代物理研究所主頁(yè)：http://www.imp.cas.cn/cgzh2017/

楊建成介紹：https://www.douban.com/note/720993544/

柴偉平介紹：https://xw.qq.com/cmsid/20210813A02S1P00

重離子治癌論文：https://www.baidu.com/link?url=WZWHtyte_XcxWoNw-3K6IzPA1S4-7nurrvyV2oq5pZd_dBBbB9vtwTQxHVz9GAOhfuPkkuuJHP9bldj7pHLJStg-I16S_pfcYhTeMTFHbV8JvSuElbuUJfkJQi30ajWu&wd=&eqid=d9bb5fae00000ee300000006611a373c