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放射性核素治疗概论 华中科技大学协和医院 高再荣 简 介 1936：Lawrence用32P治疗白血病 1942：Hertz Roberts用131I治疗甲亢 分子生物学与分子核医学的发展，促使靶向核素治疗已成为核医学治疗的主要特色 简 介 治疗核医学（Therapy of Nuclear Medicine）是核医学发展的重要方向之一，在某些的疾病的治疗方面正发挥重要作用甚至具有主导地位。 在肿瘤治疗方面，核素治疗主要用于较弥散分布的实体瘤，或已有全身多部位转移、不适合手术或外照射治疗的实体瘤及非实体肿瘤（如白血病）患者。 放射性核素治疗的生物学基础 核素治疗的原理： 利用载体或介入方法将放射性核素靶向运送到病变组织或细胞，或病变组织与细胞能主动摄取放射性药物，使放射性核素与病变细胞紧密结合，辐射剂量主要集中于病灶内，通过辐射能的直接和间接作用，使机体生物活性大分子的结构和性质遭到损害，导致细胞繁殖功能丧失、代谢紊乱失调、细胞衰老或凋亡，从而达到治疗的目的。 放射性药物浓聚的生物学基础 1. 利用器官组织的生理功能主动摄取： 甲亢、甲癌的131I治疗。 2.利用病变细胞或组织的某些病理特性摄取：转移性骨肿瘤组织具有骨质代谢活跃的特性，因此能聚集于骨的放射性药物89SrCl、153Sm-EDTMP等用于治疗转移性骨肿瘤及其骨痛。 放射性核素受体靶向治疗和基因治疗是利用了病变细胞上某些受体或基因的高表达。 选择或评价治疗用放射性核素的主要指标 1．传能线密度（linear energy transfer, LET ） 是最常用和最重要的指标。是指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量。高LET射线的电离能力强，能有效杀伤病变细胞。 α粒子和俄歇电子都是高LET射线，而β粒子是低LET射线。如使用α射线，仅需1~2个α粒子穿过细胞核，就可致死细胞，如用β射线，则需2000~3000个β粒子穿过细胞核才能致死细胞。 选择或评价治疗用放射性核素的主要指标 2．相对生物效应（relative biological effectiveness, RBE） 常用低LET X射线或γ射线外照射为参照，测定放射性核素的生物效应，使不同核素或射线之间有可比性。RBE主要决定于LET、肿瘤细胞生长状态和病灶大小等。 选择或评价治疗用放射性核素的主要指标 3．半衰期（T1/2） 放射性药物在体内的有效T1/2必须足够长，使病灶能浓聚足够的放射性药物，也使尽可能多的放射性核素在特定靶部位衰变。 T1/2过短的核素不适用于内照射治疗。 选择或评价治疗用放射性核素的主要指标 4．作用容积（volume of interaction） 射线粒子所携带的能量是释放在以最大射程为半径的球形空间内（作用容积），以作用容积为指标评价射线的作用，或进行几种射线间的比较，更能反映真实情况。 作用容积越小，射线杀伤病变细胞的效率越高。α射线的作用容积比β射线小。 选择或评价治疗用放射性核素的主要指标 5．肿瘤大小与核素的选择 根据肿瘤的大小选择不同的核素 根据肿瘤不同时期选择不同的核素 常用的治疗用放射性核素 Alpha emitters α粒子射程50~90μm，约为10个细胞直径的距离。α粒子在短距离内释放出巨大能量，使其在内放射治疗中有巨大的发展潜力。其 LET 约为β粒子的400倍 211At（砹）和212Bi（铋）作为α射线发射体用于治疗已受到了极大的关注。 常用的治疗用放射性核素 Beta emitters 如131I、32P、89Sr、90Y等。碘是用于标记有机物和生物大分子物质的首选核素，可通过体外显像测定药代动力学和在病灶内的滞留时间。 常用的治疗用放射性核素 Auger/Internal Conversion –Electron Emitters 射程多为10nm，只有当衰变位置靠近DNA时，才产生治疗作用。如125I衰变位置在DNA附近比在细胞膜上杀死细胞的效率要高300倍。125I-IUdR（碘苷）可通过俄歇电子打断DNA链。 Potential Radionuclides for Targeting radiotherapy 核素治疗存在的问题 1. 由于核素载体的特异性和结合力等问题，造成靶组织/非靶组织的比值低，如放免治疗，仅低于1%ID能达到靶组织。 2. 常用核素多是β射线发射体，β射线是低LET，对细胞的杀伤力弱。 核素治疗存在的问题 3.β射线在生物组织内的射程为1~10 mm，对微小病灶和非实体瘤，其病灶或细胞的直径远远小于β射线的射程，β粒子的大量能量释放到周围正常组织，毒副作用明显，限制了核素治疗的发展和应用。 4.肿瘤组织中的乏氧细胞对射线敏感性低，细胞周期不同阶段的细胞对射线