综述：靶向放射性核素治疗的分子蓝图

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一、TRT的核心原理

TRT指通过分子载体将放射性核素有效载荷导向恶性细胞的治疗方法。放射性配体（radioligand）描述靶向组分，包括部分、连接子、螯合剂和/或任何修饰剂，能够整合放射性核素；放射性药物则涵盖核医学中使用的治疗性和诊断性放射性偶联物。

TRT涉及通过载体介导将放射性有效载荷（α和β粒子发射体，以及俄歇电子和内转换电子）递送至肿瘤相关靶点，以将细胞毒性辐射直接传递至细胞内结构，诱导DNA损伤并触发细胞死亡。肿瘤生物学特征（包括大小、异质性、位置和靶点表达）指导辐射和载体类型的选择。

α粒子发射体能量高（5–9 MeV），组织穿透深度短（<100 μm），对微转移灶（直径<2 mm）特别有效。α粒子发射体的作用机制基于高线性能量转移电离，产生密集聚集的DNA损伤（主要是双链断裂），对活性氧的依赖性最小，且不需要氧气，使得α粒子发射体即使在缺氧肿瘤区域也有效。

β粒子发射体射程更长（穿透深度可达12 mm），具有"交叉火力"效应（即损伤未标记的邻近细胞的能力），可用于治疗较大（约1–40 mm，取决于放射性核素）和/或结构复杂的肿瘤以及基质区室。β粒子发射体的抗肿瘤效力来自直接DNA电离和通过活性氧的间接损伤的组合，主要产生单链断裂，并在累积时产生触发细胞凋亡或衰老的双链断裂。

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二、TRT与其它治疗方法的比较

TRT相对于常规治疗模式（如全身化疗、外照射放疗（EBRT）和手术）引入了一种独特的作用机制，实现了无与伦比的精确性和适应性。这种靶向方法不仅提高了疗效，还在生活质量相关方面带来益处，包括减少毒性、提高治疗依从性和简化治疗方案。

与化疗相比，¹⁷⁷Lu为基础的TRT已显示出良好的耐受性，高级别血细胞减少的发生率较低。在III期NETTER-1试验中，对照组健康状况恶化的中位时间仅为6.1个月，而实验组为28.8个月。尽管TRT比化疗毒性更低，但对非恶性组织仍存在风险，包括肾毒性和血液毒性，以及脱靶效应，如口干症。

与外照射放疗相比，EBRT涉及对肿瘤进行短暂、高强度的放射分割照射，可能损伤邻近的非恶性组织；而TRT涉及低剂量率辐射的系统性递送，可靶向包括小的隐匿性微转移在内的多种病灶，因此可能是治疗播散性癌症的有前景的方法。TRT的较低剂量率可能使非恶性组织更有效地修复损伤，潜在地改善治疗指数。

与手术相比，TRT为治疗手术不可及的肿瘤和播散性转移提供了一种微创的系统性方法，也可通过术前缩小肿瘤体积或术后靶向残留显微镜下疾病来补充手术。在NETs患者中，TRT已被用作新辅助策略，增强可切除性并展示持续的肿瘤控制，使选定患者能够接受治愈性手术。

与分子靶向治疗相比，TRT和分子靶向治疗都基于癌症标志物，但TRT的多样性使其能够靶向广泛的癌症脆弱性，最小化了与分子靶向治疗相关的耐药性挑战。靶向治疗的耐药性通常由肿瘤异质性和适应性可塑性引起，例如酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）靶向致癌信号网络的组分，经常因代偿机制诱导通路相关耐药。TRT可以规避这些限制，正如在放射性碘难治性甲状腺癌和表达PSMA的肾细胞癌（RCCs）的早期研究中观察到的在TKI治疗无反应后的疗效。

TRT与抗体药物偶联物（ADCs）在靶向策略和广泛治疗覆盖方面密切相似，两者都是高度适应性平台，可将细胞毒性有效载荷直接递送至肿瘤，但在作用机制和安全性特征上存在显著差异。ADCs通常使用单克隆抗体递送细胞毒性有效载荷，毒性低于化疗，但其大尺寸（约150 kDa）限制了肿瘤穿透能力。

与免疫治疗相比，免疫检查点抑制剂（ICIs）治疗转移性CRPC的临床反应不佳，因为该癌症类型具有“冷”肿瘤微环境，以低T细胞浸润和免疫抑制环境为特征。TRT可以诱导免疫调节，通过直接肿瘤细胞损伤和旁观者效应实现。临床前研究表明，TRT诱导的DNA损伤导致细胞质核酸积累，通过cGAS-STING通路激活I型干扰素反应。TRT还可引起剂量依赖性免疫学变化，包括免疫原性细胞死亡、细胞因子谱调节和髓系细胞重编程。TRT的连续低剂量率和肿瘤选择性生物分布有助于限制循环免疫细胞的肿瘤外照射，为与ICIs联合使用建立了有利环境。

尽管TRT相对于肿瘤学中的其他治疗模式具有优势，但该治疗方法的疗效取决于靶点表达，由肿瘤与非恶性组织中的受体水平决定。尽管通常耐受性良好，TRT也可能导致副作用，其因所用放射性药物和累积剂量而异。长期毒性需要进一步的临床测试。高生产成本和复杂的基础设施需求是TRT相关的额外挑战，限制了在资源匮乏地区获得这种治疗方式的机会。

最优靶点的关键特征

TRT的最优靶点必须满足严格的标准，平衡治疗疗效与安全性和临床适用性。这些靶点通常是细胞表面蛋白，确保循环放射性药物可及，并且必须是可成药的、高度特异的、安全的且在病理生理条件下稳定的。靶点的稳健和一致表达对于最大化治疗疗效至关重要，靶点的基因组和表型稳定性是临床成功的关键，因为表达波动可能破坏TRT。

肿瘤微环境（TME）中的靶点，如癌症相关成纤维细胞（CAFs）或细胞外基质（ECM）蛋白表达的蛋白，被认为是基因上更稳定的，能够在肿瘤进化中维持这种稳定性，支持了TME靶向策略（如FAP导向的方法）可以规避抗原变异性的原则。靶点可用性（由表达水平、细胞定位和靶点对配体结合的可用性决定）影响剂量要求。特异性可防止脱靶结合并减少毒性。

有效配体-靶点内化通过细胞内集中辐射和延长DNA暴露来提高所有放射性核素治疗的疗效，但对俄歇电子和内转换电子发射体尤为关键，其细胞毒性潜力取决于与核DNA的纳米级接近。靶点稳定性是持久抗肿瘤活性的关键，酶降解或脱落进入循环可能导致放射性配体摄取不理想和辐射衰变不匹配，损害治疗结果。

与传统疗法基于靶点在疾病中的生物学作用不同，TRT不一定需要参与致癌通路的靶点，关键要求是在肿瘤中稳定和选择性表达，在非恶性组织中存在最少。例如，PSMA在前列腺癌中具有明确的作用，在非前列腺组织中的表达最少，并具有治疗优势。

靶点鉴定策略

发现新的TRT靶点需要广泛的实验、计算和转化方法。高通量分子谱分析（包括基因组学、转录组学、蛋白质组学以及空间和/或单细胞组学）可实现癌症特异性靶点的大规模鉴定。公共数据库（如TCGA、GTEx和CPTAC）为靶点鉴定提供了丰富的组学资源。基于AI的工具可以辅助分析这些癌症数据集，以识别肿瘤特异性表达模式和可成药位点。

药物重定位提供了一种成本有效的策略来扩大TRT靶点库并简化临床测试，利用现有安全性和有效性数据。临床批准的抗体、ADCs和小分子抑制剂经常被重新适应于TRT应用。

逆向转化研究以临床结果作为起点来识别靶点，可以确认靶点相关性并提供治疗反应见解。组织学、分子和基于生物标志物的分析，以及基于AI的病理学分析，也可以帮助识别替代靶点并监测靶点表达随时间的变化，辅助患者分层。

分子骨架

选择最优递送载体是克服递送挑战的关键。小分子和肽可以穿透致密肿瘤，但具有较高的肾脏清除率，促使进行白蛋白结合或多聚化等修饰。然而，这些策略中的一些也可能增加毒性。靶向可及细胞外蛋白的大型抗体能够实现特异性结合和延长保留及活性，特别是在与长寿命放射性核素偶联时，但其尺寸限制了穿透力，血浆半衰期长可增加血液毒性。当用²²⁵Ac标记时，基于抗体的放射性配体的缓慢清除引发了担忧，因为²²⁵Ac的α粒子衰变导致子体放射性核素（发射额外α、β和γ辐射）由于反冲而从螯合剂释放，可能重新分布到非恶性组织。较小的抗体片段（如单域抗体、Affibodies或微型抗体）可能是平衡特异性和清除率的可行替代方案。

靶向机制

放射性配体通过多种机制结合分子靶点以确保放射性核素有效载荷精确递送至癌细胞。这些机制包括单克隆抗体-抗原相互作用、肽和抗体片段-受体结合、小分子-靶点结合以及先进策略，如多聚化和多靶点配体以及预靶向方法。多聚化（如均二聚化）通过连接多个配体单元增加靶点亲合力（avidity）和肿瘤保留，延长辐射暴露同时缓解快速清除。多靶点靶向涉及设计结合多个不同靶点的配体，提高肿瘤特异性和治疗覆盖度，而预靶向将配体结合与放射性核素递送分离为不同步骤，增强选择性并减少脱靶毒性。

临床批准的TRT靶点

CD20是一种细胞表面抗原，主要表达在恶性B淋巴细胞上，使其成为血液肿瘤治疗的有效靶点。临床批准的血液癌症TRT包括放射性标记的抗CD20抗体⁹⁰Y-ibritumomab tiuxetan和¹³¹I-tositumomab，在21世纪初被报道对非霍奇金淋巴瘤（NHL）有效，尽管两者因缺乏商业成功而在过去几年中停产。抗体工程工具的进步，包括探索sdAbs和抗体片段以及用α粒子发射体放射性标记，重新激发了CD20靶向TRT治疗NHL的兴趣。

去甲肾上腺素转运体是一种在突触前神经元表达的跨膜蛋白，是治疗罕见CNS癌症（如神经母细胞瘤、嗜铬细胞瘤和副神经节瘤）的相关靶点。¹³¹I-Iobenguane（¹³¹I-MIBG）是去甲肾上腺素的放射性标记类似物，2018年获FDA批准，但其实用性受到早期方法次优剂量的限制。尽管高活性剂量测定引导策略提高了疗效，该TRT的生产在2024年初因竞争、缺乏商业需求和财务挑战而停产。

SSTR2在分化良好的NETs中典型过表达，靶向该受体的DOTATATE具有诊断和治疗双重优势，在转移性低级别胃肠胰（GEP）NETs患者中显示出显著疗效。NETTER-1试验的结果确立了¹⁷⁷Lu-DOTATATE作为分化良好的1–2级中肠NETs的标准治疗方案，相对于高剂量奥曲肽，PFS有统计学显著改善。NETTER-2试验进一步证明了¹⁷⁷Lu-DOTATATE联合一线奥曲肽在2–3级GEP NETs患者中的疗效，重新定义了对这些癌症的一线治疗。该试验首次提供了¹⁷⁷Lu-DOTATATE在3级NETs患者中疗效的随机亚组研究证据（PFS 22.2个月对比5.6个月；HR 0.266），证明了TRT也可用于治疗更具侵袭性的NETs。另一个重要里程碑是单一臂II期NETTER-P试验，该试验导致¹⁷⁷Lu-DOTATATE在2024年获批用于治疗儿科GEP NETs。

PSMA作为在约85%的前列腺癌中过表达的蛋白，是一个稳健的治疗靶点。III期VISION试验招募了831名PSMA阳性转移性CRPC患者，证明¹⁷⁷Lu-PSMA-617（每6周7.4 GBq，共4–6个周期）与标准治疗联合使用可显著延长总生存期（OS）（4.0个月，15.3个月对比11.3个月）和影像学PFS（5.3个月），导致其监管批准。在PSMAfore试验中，¹⁷⁷Lu-PSMA-617证明了作为雄激素受体通路抑制剂（ARPIs）替代方案的可行性，导致其扩展批准，标志着向TRT更早使用的转变。

临床管线中的TRT靶点

GRPR是一种G蛋白偶联受体，在前列腺、乳腺、肺和胃肠道等多种癌症中过表达。GRPR靶向TRT对PSMA表达有限或对标准治疗耐药的局限性前列腺癌患者尤其有前景。在TRT应用中，GRPR拮抗剂通常优于激动剂，因为具有更好的肿瘤保留、较低的内化和有利的生物分布。首次人体NeoRay试验目前正在评估¹⁷⁷Lu-NeoB在晚期GRPR阳性实体瘤患者中的安全性和有效性。

激肽释放酶2表现出前列腺限制性表达，在前列腺癌细胞中显著上调，已成为解决PSMA靶向TRT的靶上、肿瘤外效应和/或靶向PSMA阴性病变的战略替代方案。与PSMA不同，激肽释放酶2的表达响应雄激素受体信号传导激活而增加，使其成为PSMA靶向TRT进展患者的有前景靶点。

CCK2R在甲状腺髓样癌（MTC）和SCLC等恶性肿瘤中过表达。首次人体试验使用¹⁷⁷Lu-PP-F11N确认了MTC患者中的肿瘤特异性摄取和有利的生物分布，但进一步的临床开发可能因包括快速配体蛋白水解降解在内的挑战而停滞。

NTSR1是一种G蛋白偶联受体，参与胃肠功能，如运动和分泌，在包括PDAC和结直肠癌在内的多种胃肠道恶性肿瘤中显著过表达。Lu-3BP-227（NTSR1靶向拮抗剂）已在PDAC患者中作为挽救治疗进行测试，该方法被认为是可耐受的并显示出一些疗效迹象。

CEA是一种在包括CRC在内的多种肿瘤类型中过表达的细胞表面糖蛋白，历史上被视为放射性核素治疗的重要靶点。一项测试放射性标记的抗CEA抗体¹³¹I-labetuzumab的II期试验在辅助治疗中显示OS显著改善，但因22%患者的高级血液毒性发生率和继发性骨髓增生异常综合征的发展而需要谨慎剂量。

CXCR4是一种趋化因子受体，在多种肿瘤类型中过表达，正在成为血液恶性肿瘤和选定实体瘤TRT方法的潜在靶点。¹⁷⁷Lu-pentixather和⁹⁰Y-pentixather已在临床试验中显示出疗效，特别是血液癌症患者，在重度预处理的MM患者中ORR为83%，但高血液毒性发生率和CXCR4在实体瘤中的可变表达模式仍然是该方法更广泛采用的障碍。

免疫细胞表面抗原已被有效开发为TRT靶点，特别是在血液恶性肿瘤中。包括CD38、CD33、CD22、CD66、CD45、CD37和CD30在内的几种谱系特异性标志物已使用放射性标记抗体成功靶向。在一项I期试验中，²²⁵Ac-lintuzumab在AML患者中被认为安全并显示出早期治疗潜力，但未诱导完全缓解。

尽管已知RTK靶向方法的局限性（包括旁路耐药机制的发展），但RTK在多种癌症中的频繁过表达使其成为TRT的有效靶点。HER2靶向放射性核素治疗在小队列研究中证明了HER2特异性肿瘤靶向，支持TRT的可行性。基于sdAb的新型HER2靶向构建体具有有利的药代动力学特征和可接受的安全性。一项I期试验正在测试双靶向EGFR和MET的²²⁵Ac-FPI-2068在晚期实体癌患者中的疗效。

整合素在癌细胞中过表达，如整合素αvβ6和αvβ8，与包括PDAC、肺癌和乳腺癌在内的上皮癌相关，正在成为有前景的TRT靶点。首次人体评估证实了αvβ6靶向肽可有效检测PDAC且¹⁷⁷Lu-DOTA-ABM-5G保留在肿瘤中，未发生严重不良事件。αvβ6相对于其他整合素提供了优势，如其正常组织受限表达和上皮癌细胞上的均匀过表达。

黏蛋白糖蛋白在导管上皮细胞中普遍表达，其中黏蛋白1在PDAC、乳腺癌和卵巢癌中过表达。III期PANCRIT-1试验测试了放射性标记的抗黏蛋白1抗体⁹⁰Y-clivatuzumab tetraxetan联合吉西他滨在转移性PDAC患者中的疗效，未显示OS获益。癌症特异性表位源于黏蛋白1 N末端结构域内可变数目串联重复区的异常糖基化，恶性转化导致正常隐藏的肽基序暴露，该癌症特异性表位在正常组织中表达极少，但在超过90%的PDAC中高表达。

间皮素在间皮瘤、PDAC和卵巢癌中过表达。²²⁷Th-anetumab corixetan的临床开发因高抗药抗体发生率严重影响药代动力学而未能推进至剂量扩展。这些限制因基于抗体的间皮素靶向治疗的更广泛内在挑战而进一步复杂化，包括异质性抗原表达、有限的肿瘤穿透和靶上、肿瘤外毒性风险。

FRα在包括卵巢、肺或乳腺在内的癌症中过表达，是利用受体介导的内吞作用递送叶酸连接的放射性核素治疗的关键靶点。¹⁶¹Tb-DOTA-folate在较小肿瘤中显示出优于¹⁷⁷Lu-DOTA-folate的抗肿瘤活性，因为其结合了β粒子发射以及俄歇和内转换电子发射。

MC1R在黑色素细胞中表达，在黑色素瘤中过表达。MC1R靶向的²⁰³Pb/²¹²Pb-VMT01α粒子发射放射治疗诊断对在黑色素瘤中被测试作为单药或与nivolumab联合，中期结果显示²¹²Pb-VMT01在111 MBq和185 MBq下安全且耐受性良好，确认客观反应和延长疾病稳定。

Nectin 4是一种细胞粘附分子，在非恶性成人组织中表达极少，但在包括尿路上皮癌、乳腺癌和肺癌在内的多种实体瘤中过表达。新型放射性标记nectin-4靶向微型蛋白AKY-1189在20名患者中显示出显著的肿瘤摄取和有利的生物分布，支持了IIb期NECTINIUM-2临床试验的启动。

DLL3是一种抑制性Notch通路配体，已成为高级别NETs和SCLC的有前景靶点，在这些癌症中其在细胞表面异常表达。DLL3在Notch通路成员中因其癌症特异性细胞表面定位而脱颖而出，与非恶性组织中主要细胞内表达形成对比。两个I期试验正在进行中，评估α粒子发射放射性配体²²⁵Ac-ETN029和²²⁵Ac-ABD147在晚期DLL3表达实体瘤（如SCLC和NETs）中的疗效。

罕见癌症中的靶点

LAT1在多种非恶性组织以及CNS癌症和MM中表达，通过转运必需氨基酸促进肿瘤生长。LAT1使放射性配体能够穿过血脑屏障，因此是CNS中的理想靶点。IPAX-1试验提供了选择性肿瘤靶向和可接受安全性的早期证据。4-[²¹¹At]astato-L-苯丙氨酸（4-L-[¹³¹I]碘代苯丙氨酸的α粒子发射类似物）已获得FDA孤儿药认定用于治疗MM，突出了其作为该恶性肿瘤新型TRT方法的潜力。

NK1R在特定神经元群体中表达，是治疗罕见神经肿瘤（如胶质母细胞瘤和神经母细胞瘤）的有前景靶点。早期阶段试验测试了放射性标记的P物质类似物的局部给药，但观察到的OS结果被认为疗效有限。

GD2在神经母细胞瘤和软脑膜转移性疾病中过表达，也是包括治疗选择有限的儿科癌症在内的罕见神经恶性肿瘤的靶点。在髓母细胞瘤患者的II期试验中，脑室内给药¹³¹I-3F8显示出有利的剂量测量和24.9个月的中位OS。已开发GD2靶向的自组装/解组装抗体（SADA）构建体，引入新型两步TRT方法，计划中的I期试验将评估SADA平台的潜力。

TRT开发早期阶段的靶点

对PSMA在前列腺癌中异质性表达的理解日益深入，增加了对替代靶点（包括PSA、PSCA、STEAP1和激肽释放酶2）的需求。¹⁶¹Tb-RAD402（抗PSA抗体）已开始临床试验，PET-CT成像试验显示抗STEAP1抗体⁸⁹Zr-DFO-MSTP2109A可有效检测CRPC患者的骨和软组织转移。

Claudin 18.2在非恶性胃上皮中表达，常在胃癌和胰腺癌中过表达。临床前研究显示放射性标记的抗claudin 18.2抗体的特异性肿瘤摄取，导致肿瘤生长抑制和有利的安全性特征。

TROP2在约90%的三阴性乳腺癌（TNBC）中过表达。临床前PET成像研究显示重定位放射性配体¹²⁴I-IMMU-132的持续肿瘤摄取。在一个乳腺癌小鼠模型中，新型混合构建体（包括¹⁷⁷Lu标记的TROP2靶向ADC，同时携带¹⁷⁷Lu和细胞毒性有效载荷）显示出与未放射性标记的抗TROP2 ADC或单独放射性标记抗体相比增强的抗肿瘤活性，表明将放射性核素添加到ADC细胞毒性有效载荷可增强抗肿瘤活性。

Glypican 3是一种细胞表面硫酸乙酰肝素蛋白聚糖，常在肝细胞癌（HCC）中过表达。临床前研究显示¹⁷⁷Lu标记和²²⁵Ac标记的RAYZ-8009均可诱导持久抗肿瘤活性，无论是单独使用还是与乐伐替尼联合使用。

EphA2是一种跨膜RTK，在成人非恶性组织中表达低或缺失，而在包括前列腺、乳腺、膀胱、结肠直肠、胰腺和肺在内的多种癌症中显著过表达。靶向EphA2的双环肽已证明高结合亲和力、改善的组织穿透和减少的脱靶暴露。

PARPs是DNA修复酶，在维持基因组稳定性中起关键作用。PARP抑制剂正在TRT方法中探索，旨在通过短程发射（如俄歇和内转换电子）促进细胞内靶向和DNA定位的细胞毒性。辐射诱导的DNA损伤可上调PARP表达，可能增加后续治疗周期中的靶点可用性和有效剂量，从而产生自我强化的治疗效果。

FAP因其在大多数上皮癌以及间充质肿瘤（包括肉瘤）的CAFs上的选择性表达，成为泛癌症放射治疗应用的主要靶点。一项试验在28种癌症类型中证实了⁶⁸Ga-FAPI-04的肿瘤摄取，确认了FAP作为泛癌症靶点的作用。

LRRC15是受TGFβ信号传导调控的细胞表面生物标志物，在CAFs中高表达。¹⁷⁷Lu-DUNP19在临床前模型中显示出显著的肿瘤摄取和保留，以及由靶向LRRC15⁺肿瘤细胞和CAFs介导的有效抗肿瘤活性。

肌腱蛋白-C和纤连蛋白是有前景的TRT靶点，特别是在脑肿瘤中。一项II期试验显示了¹³¹I-81C6的肿瘤特异性摄取和中位OS 86.7周，长于历史对照。uPAR在癌症驱动的ECM降解和转移中起关键作用，也正在被探索用于泛癌症TRT应用。

VEGF在包括RCC和胶质母细胞瘤在内的许多实体瘤中病理性过表达。整合素αvβ3在肿瘤血管生成期间活化的内皮细胞上高表达，代表靶向肿瘤血管系统的TRT的关键靶点。

缺氧性TME促进肿瘤侵袭性。CAIX是一种缺氧相关细胞表面分子，是特别有前景的靶点，尤其是在透明细胞RCC（ccRCC）中，在超过90%的这些癌症中过表达。临床前研究揭示，通过CAIX抑制破坏缺氧性TME可增强免疫浸润并提升免疫治疗。

PD-L1和B7-H3等免疫检查点在TRT研究中受到关注。一项原理验证试验显示，放射性标记的抗PD-L1抗体的分子成像可以预测ICIs反应。I期试验测试了放射性标记的抗B7-H3抗体的脑室内给药，观察到的有限疗效凸显了对其他B7-H3靶向TRT方法的需求。