放射科和放疗科都会在醒目位置标有注意辐射危害的示警牌，但在医院的架构上，这两个科室有着完全不同的功能，而且辐射的程度也不同。

一般放射科里只有普通X光机和电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）机才会由Ｘ光管产生X射线，形成辐射性物质。X光管中有一个阴极（cathode）产生电子，并在高压电场的作用下电子加速，以极快的速度撞向金属靶（target）。当电子受到靶阻挡减速时，会释放出多余能量，即Ｘ射线，它的本质是电磁波。能量通过波或粒子的形式发生转移就是辐射。根据能否使物质的原子或分子电离形成带电粒子，可以将辐射分为电离辐射和非电离辐射两大类。

图1：辐射的种类

电离辐射具有波长短、频率高且能量高的特点，X射线便是其中之一。人体中密度较高的组织会吸收较多的X射线，密度较低的组织则相反，被吸收掉的X光不会使得底片曝光，因此呈现浅色。故而，密度不同的组织在成像板上会显现出深浅不同的影像。例如人体的肺，在正常情况下，由于肺中吸入的空气，属于密度较低的组织，因此拍摄X光片时，会呈现出黑灰色阴影。但当肺炎发生时，由于肺部气体明显减少，液体增加，导致X光不易透过。尤其肺炎严重时，底片的曝光会大量减少，形成的影像被俗称为“大白肺”。因此，放射检查可以为诊断提供依据。

放射科的作用是成像检测，一般性检查的辐射量较低。医学上通常采用毫西弗（mSv）来衡量发出的辐射剂量。我国现行辐射防护的基本剂量限值规定：每年不超过50mSv的剂量，是人体可承受（可修复）的安全范围。一次胸部X光检查大约是0.02mSv，CT检查一次约为2-15 mSv，与CT机性能、扫描部位及成像的清晰度有关。我们不必谈辐射就“色变”，辐射对于健康产生的影响，与接触到辐射时的距离、时间长度和剂量等因素均有关，一般接受检查所遭受到的辐射都在安全范围内。

图2： 辐射剂量与安全性

同属于电离辐射的还有γ（伽马）射线、α粒子和 β粒子等，它们是放射性原子衰变时释放出的能量。医学上用射线在人机体内引发电离作用,主要为破坏细胞内的DNA链，阻止细胞分裂增生并致其死亡，称为放射性治疗，是治疗恶性肿瘤的重要手段之一（见《癌症的放射治疗》链接https://mp.weixin.qq.com/s/ZlOpwpBzKmGUwXTvM_DzOA）。但治疗恶性肿瘤需要较大的放射剂量，一般以戈瑞（Gy）为单位（1Gy=1000mSv）表示机体接受到的辐射量。常规放射性肿瘤治疗，病人每天需要接受到1.8-2.0Gy剂量，整个治疗周期可能要接受到几十个Gy的辐射量，远远超过了放射科检查剂量。利用辐射开展治疗的科室就是放疗科，它除了治疗疾病，还需满足辐射防护的要求。不仅要具备能安全配制、存放放射性物质的空间，还要有处理各种带有辐射性废料的方法，避免周边环境受到辐射影响。放疗科还有些专有放疗设备。以伽马刀为例，它利用钴-60（⁶⁰Co）在β衰变过程中，释放出高能的高速电子和两束γ射线开展治疗。瑞典神经外科医师雷克塞尔（Lars Gustaf Fritiof Leksell）设计的伽马刀将约两百个⁶⁰Co射束排成一个半圆形的阵列，聚焦放射线的能量于一点上。这样每个射束的能量都很低（路径损伤小），位于焦点处（肿瘤部位）的能量却极高，可减轻对肿瘤周围健康细胞的损害。像伽马刀这类通过专有仪器在体外进行辐射治疗的，被称作“外照射”。“内照射”放疗则是将放射性核元素永久或暂时植入患者体内进行治疗。例如甲状腺细胞有特异性摄取碘（I）的功能，给病人服用放射性碘-131（¹³¹I）后，它就会相对集中在甲状腺细胞内，通过衰变释放出的高能β粒子，不仅可以破坏邻近（影响半径约3毫米）细胞，达到治疗甲状腺癌或甲亢的作用，而且基本不损害其他健康组织/器官。内照射疗法还可将放射源置于肿瘤附近，如在腔内置入带有铯-137（¹³⁷Cs）的器械以治疗宫颈癌等，也可达到局部接受辐射的效果。用直径20至40微米的微球包裹放射性物质钇-90（⁹⁰Y）是另一类内照射方法，治疗时通过介入的方式经肝动脉将微球注入肝癌肿瘤的微血管中，⁹⁰Yβ衰变产生的β粒子仅影响周边约1cm的范围，可较为精准地杀灭肝癌细胞，而几乎不影响肿瘤外的正常细胞。

由此可见，增加对肿瘤组织杀灭的精准性，提高使用安全性是放射治疗的关键。对此，靶向放射性治疗（Targeted Radionuclide Therapy ，TRT）给出了一个重要解决方案。其原理类似于ADC药物（见《ADC药物：化疗药的前世、今生和未来》链接：https://mp.weixin.qq.com/s/73PrfdOUzCiXaK4bwnqxrQ）。偶联核药（Radionuclide Drug Conjugates，RDC）由起靶向定位作用的小分子或多肽（Ligand）、连接臂（Linker）、螯合物（Chelator）和放射性同位素（radioisotope）四个部分构成。

图3：RDC结构示意图

Ligand靶向病变细胞的受体或识别标记，将radioisotope带到病变细胞上（或附近），以辐射杀死病变细胞，是这类放射性药物的作用机制。这种通过将放射性同位素与靶向分子结合，直接靶向并杀灭肿瘤细胞的核药（Radiopharmaceuticals）成了最新大热的研究方向。

治疗用靶向核药主要研究的重点是：选择合适的放射性元素、靶向策略和控制释放。除前面提到过的γ射线和β粒子外，放射性元素释放的α粒子因其粒子质量更大，杀伤能力更强，但穿透性较弱的特点备受重视。如果设计成功，将有可能实现安全性更高，副作用更小，更高强度的治疗效果。常见能释放出α粒子同位素有：锕-225（²²⁵Ac）、铋-213（²¹³Bi）、铅-212（²¹²Pb）和钍-227（²²⁷Th）等。目前约有20多个可释放α-粒子的RDC正处于临床试验阶段中，进展最快的是百时美施贵宝公司（BMS）的RYZ101（含225Ac）靶向SSTR2（治疗神经内分泌瘤和诸多实体瘤的重要靶点）已进入了III期临床试验阶段。但目前已上市的治疗用RDC仅有诺华制药公司获批的，以释放β粒子的镥-177（¹⁷⁷Lu）为核素的产品：Pluvicto^®（治疗去势抵抗性前列腺癌）和Lutathera^®（治疗胃肠胰神经内分泌肿瘤和神经内分泌肿瘤）。这两个核药在治疗过程中还可以同时进行诊断，将放射科和放疗科的功能结合起来，实现诊疗一体化。以Pluvicto为例，它是先利用治疗型核药示踪，显示出病灶位置、密度和大小，以及其目标靶点的表达情况，计算出给药后的吸收剂量。治疗后还能再次用同样的方法进行检测，以评估治疗效果。该药上市 2 年内销售额就直逼 10 亿美元，成功点燃各大制药公司对靶向核药的开发热情，吸引了众多投资者。

但靶向核药的研发需要由放射药学、化学、医学物理学和临床等多个学科的通力合作，被称为“高壁垒产业”，面临极大的挑战。由于生产和实施过程复杂，即使研发成功，放射性同位素的生产、质量控制、特殊设备的维护以及专业人员的培训等等都需要有较高的前期投入。此外，高昂的靶向核药治疗费用也会给病患带来沉重的经济负担，如Pluvicto单剂(200 mCi)约为4万2千美元。不过，核药以独特的诊疗优势与已上市核药出色的临床和市场表现，开启高增速的成长型赛道。目前国内已有多家大型医院，将放射科和放疗科整合成新型核医学科，以迎接靶向放射性治疗全面开花的局面。

主要参考文献：

[1] 国家市场监督管理总局. 《放射性药品管理办法》 [EB/OL]. 2022年3月29日《国务院关于修改和废止部分行政法规 的决定》第三次修正.

https://www.samr.gov.cn/zw/zfxxgk/fdzdgknr/bgt/art/2023/art_6235fe0dd35344e5baedfb333789198d.html

[2] Dhoundiyal et al. Radiopharmaceuticals: navigating the frontier of precision medicine and therapeutic innovation. European Journal of Medical Research (2024) 29:26 https://doi.org/10.1186/s40001-023-01627-0

[3]国金证券：重磅药Pluvicto开启RDC 新时代，核药赛道风起时.2024/09/25

撰写：如初