近年来,诺华Pluvicto的成功,将靶向核素治疗(Targeted Radionuclide Therapy,TRT)重新推到了肿瘤精准治疗的舞台中央。融资、BD及临床开发迅速升温,以177Lu为代表的β核素已经成为目前临床应用最成熟的治疗核素之一。与此同时,α核素正在被赋予更大的期待。[1–3]
与β粒子相比,α粒子能量更高、线性能量传递(Linear Energy Transfer,LET)更高,射程却只有几十微米,可以在极短距离内沉积大量能量,制造难以修复的DNA损伤。于是,一个非常自然的推测:如果β核药是第一代,那么杀伤更强、更精准的α核药理应是更强的下一代。
2026年10月12日,BMS宣布225Ac-DOTATATE,也就是RYZ101,在ACTION-1 III期研究的预设中期分析中达到无进展生存期(PFS)主要终点。这是225Ac靶向放射性药物首次获得随机III期临床试验阳性结果,也是α核药第一次迈过关键的循证医学门槛。[8]
但这是否终于证明了α核药优于β核药?还远远没有。
问题的根源在于,我们很容易把核药理解成一种“把核素送到癌细胞表面,然后比较谁杀得更狠”的技术。而实体瘤内照射治疗需要真正解决的问题,并不是一个已经被药物命中的癌细胞能不能被杀死,而是:一个高度异质、灌注不均、靶点表达参差不齐的肿瘤,究竟有多少细胞能够得到足够的辐射剂量,同时正常组织又能够承受多少剂量。
从这个角度看,α和β并不是简单的上下代关系,而是两种不同的能量沉积方式。更强,并不自动意味着更好;更短,也不自动意味着更精准。一、α核素:一把更锋利的刀
单纯看辐射物理参数,α粒子的优势确实非常明显。
典型α粒子能量约4至10 MeV,组织射程约20至100 μm,LET通常达到约50至300 keV/μm。相比之下,β粒子的能量分布从数十keV到数MeV不等,组织射程从不足1 mm延伸至数毫米甚至更远,LET通常只有约0.1至2 keV/μm。[4]
β粒子属于低LET辐射,能量沉积相对稀疏,既可以直接造成DNA损伤,也可以通过活性氧等间接作用导致损伤,其中一部分可以被细胞修复。而当一个α粒子穿过癌细胞细胞核时,它留下的电离轨迹更密集,造成的DNA双链断裂和复杂簇状损伤更加集中,对细胞而言损伤修复也就更加困难。
这种差异体现在相对生物效应(Relative Biological Effectiveness,RBE)上。α粒子的RBE通常远高于β粒子。[4] 高LET还带来另一个重要优势:α辐射的杀伤效应对氧增敏的依赖通常低于低LET辐射。因此,对于某些缺氧、DNA损伤修复能力增强,或者对传统放射治疗不敏感的肿瘤细胞,α核素具有特别值得开发的生物学价值。
所以,在一个理想化模型中,如果每个癌细胞都均匀表达靶点,每个细胞旁边都有足够的核素,而且这些核素都在合适的位置发生衰变,那么α确实漂亮得近乎无可挑剔。它杀伤强、射程短,对周围组织的辐射扩散范围有限。在微小病灶、单细胞残留、微转移灶或者靶点高度均匀的肿瘤中,这种特性尤其有吸引力。
问题恰恰在于,真实的人体肿瘤不是一个均匀的球体。二、核药的实体瘤挑战
肿瘤异质性至少存在三个层次。
同一个病灶内部,不同区域的靶点表达可以不同,这是肿瘤内异质性;同一个患者不同转移灶之间可以完全不同,这是病灶间异质性;经过治疗以后,克隆选择和表型变化又会不断重塑靶点,这是时间异质性。SSTR、PSMA这些今天最成功的核药靶点,同样逃不开这些规律。[5]
而且,靶点的异质性只是第一层挑战。
核药从静脉进入人体以后,要到达病灶,会受到血流、血管通透性、间质压力、坏死区、纤维化、细胞外基质以及载体本身组织穿透能力的影响。即便PET显示一个肿瘤整体阳性,也不意味着每一个局部区域都得到了相同的药物,更不意味着每一个癌细胞旁边都存在足够的放射性核素。
这也是为什么,在靶点和核素之外,核药实际上还存在第三重经常被低估的成药维度:空间递送。
药物究竟能进入多深、扩散多远,在哪些区域停留,肿瘤边缘和中心的浓度差多大,正常组织又会积累多少,这些因素共同决定最终的微观剂量分布。分布不均不仅降低总体杀伤效率,还可能留下接受亚致死剂量的细胞群,为后续肿瘤再生长提供条件。
临床影像已经充分说明了靶点筛选的复杂性。
以177Lu-PSMA-617为例,TheraP II期研究在入组时同时使用PSMA PET和FDG PET。291名接受影像筛选的患者中,91人未满足影像入组条件,其中51人存在FDG阳性、PSMA阴性的病灶,说明其存在靶点低表达的有活力肿瘤。[6]
这意味着,即使在一个被认为高度适合PSMA靶向治疗的癌种中,相当一部分患者仍然存在足以影响治疗决策的靶点异质性。后续的TheraP影像标志物分析也进一步证明,基线PSMA和FDG摄取特征具有重要的预后和疗效预测价值。[7]
因此,判断一个核药好不好,真正的问题不应只是:“它击中癌细胞以后有多强?”更是:“它能让多少癌细胞获得致死剂量?”三、山不在高,有龙则灵;辐不在强,够用就好
通常,α粒子的短射程被描述为一种天然优势,因为它意味着能量不会跑得太远。但在靶点表达不均匀的实体瘤里,射程太短也意味着,它几乎只能杀死核素附近有限范围内的细胞。
β粒子的情况恰恰相反。以177Lu为例,其β粒子在组织中的平均射程约为0.6 mm,最大射程约1.7 mm,足以跨越多个细胞直径。一个高表达靶点的癌细胞结合了放射性配体以后,释放出的β粒子不仅照射自己,也会照射周围没有结合药物,甚至完全不表达靶点的细胞。[4]
这就是核药中特别重要的交叉火力效应(Cross-fire Effect)。交叉火力意味着即使只有一部分细胞成功结合核药,β辐射仍有机会覆盖附近的阴性细胞,从而部分弥补靶点表达和药物摄取的异质性。
物理模型可以非常直观地说明这个问题。在一个直径10 mm、外层厚度0.5 mm的球形模型中,如果放射性核素主要分布在外层,短射程α粒子绝大部分能量会沉积在外壳,核心区域得到的剂量很低。长射程β粒子则可以跨越外层,将部分能量送入内部。不同β核素的穿透能力也不相同,90Y的射程明显长于177Lu,因此对较大病灶内部的照射补偿能力可能更强。[4] 换句话说,β粒子的“射得远”,有时候不是缺陷,而是一种空间补偿机制。
假设一个肿瘤只有30%的细胞高表达靶点。如果这些细胞与阴性细胞在空间上交错分布,那么β辐射可以把一部分能量传递给旁边没有被药物直接命中的细胞。相反,α核素即便把阳性细胞杀得非常彻底,距离辐射源较远的阴性细胞仍然可能接受不到有效剂量。
当然,这并不意味着β核素总是更好。对于高度均匀摄取的小病灶,较长射程可能让相当一部分辐射能量沉积在肿瘤外部,不仅降低肿瘤内部的能量利用效率,还会增加周围正常组织暴露。而且,交叉火力只能补偿有限距离内的摄取不均。如果整个病灶缺乏靶点,或者阴性区域远远超出β粒子的有效射程,β同样无能为力。
因此,射程短意味着局部能量沉积更加集中,但也意味着对药物递送和靶点空间均一性的要求更高。小病灶、微转移灶、单细胞残留、高度均匀表达靶点的肿瘤,α可能非常理想;而对于体积较大、灌注不均、靶点呈马赛克式表达的实体瘤,β核素较长的交叉火力反而可能成为重要优势。
所以真正的问题从来不是“α还是β谁更先进”,而是:病灶的空间尺度和靶点分布,究竟需要怎样的辐射空间分布。四、核药的生物学天花板,可能并不在核素
另一个很常见的想法是:既然α造成的DNA损伤更复杂、更难修复,那么β治疗耐药以后,换成α似乎就应该能够重新杀死肿瘤。
这种逻辑同样只成立一部分。核素治疗的耐药不是单一机制,而是可以发生在不同层次。第一层是靶点表达下降、丢失或者药物递送不足,导致肿瘤没有获得足够照射;第二层是肿瘤细胞的DNA损伤应答和修复能力发生变化,提高对辐射损伤的耐受;第三层则包括肿瘤克隆选择、免疫抑制微环境和细胞状态变化,使剩余肿瘤更加难以清除。[5]
α确实有机会突破其中一部分。高LET产生的复杂DNA损伤通常更难通过传统修复途径完整恢复,因此某些对低LET辐射耐受的细胞,面对α照射可能重新变得脆弱。早期225Ac-PSMA-617临床研究中,也确实观察到了既往177Lu-PSMA治疗后进展的患者再次出现显著疗效的病例。[14]
但如果耐药的原因是靶点表达已经丢失,肿瘤内部根本进不去药,或者一部分病灶从来没有得到足够剂量,那么把177Lu换成225Ac并不能解决这些问题。
没有递送,就没有照射。没有照射,再高的LET也只是纸面参数。更重要的是,DNA损伤并不是核药治疗的唯一生物学后果。辐射还可能诱导cGAS-STING信号、I型干扰素反应、抗原释放以及免疫细胞募集,但也可能促进免疫抑制信号和耐受性微环境的形成。α和β所产生的损伤形态、剂量率和空间分布不同,其免疫效应也不一定相同。
因此,α与β不能简单理解成弱辐射与强辐射的区别。不同核素可能适合不同的耐药机制,但上游的靶点和递送障碍依然存在。
核素可以改变杀伤机制,却不能消灭肿瘤异质性本身。五、首个成功的α核药III期临床试验的意义
理解这一点以后,再回头看ACTION-1,意义反而更加清晰。RYZ101使用225Ac-DOTATATE,针对SSTR阳性的胃肠胰神经内分泌肿瘤(GEP-NET)。ACTION-1并不是首次使用核素治疗的研究,而是专门选择既往接受177Lu标记生长抑素类似物治疗后再次进展的患者。[8,9]
但这个人群经过了非常严格的筛选。患者需要是分化良好的G1或G2肿瘤,既往接受2至4周期177Lu治疗后至少获得过6个月疾病控制,进展后SSTR-PET仍然保持阳性,且不存在符合RECIST 1.1可测量标准的SSTR阴性转移灶。研究还要求患者具有足够的肾功能和血液学储备,包括eGFR至少60 mL/min/1.73 m²。[9]这实际上筛选出了一个非常特殊的人群。他们既往获得过疾病控制,可能具有相对有利的疾病生物学特征;疾病虽然再次进展,但仍保留核药可以利用的靶点;明显的可测量SSTR阴性转移灶被排除;肾功能和骨髓储备不足的患者也受到入组条件限制。
这使研究结果具有明确的临床意义,但也限制了它能被外推到哪些患者。更重要的是,ACTION-1的对照组不是177Lu-DOTATATE,而是研究者选择的标准治疗,包括依维莫司、舒尼替尼,以及高剂量或高频给药的长效生长抑素类似物。
因此,研究证明的是:在既往接受177Lu治疗后进展、仍保持SSTR阳性的精选GEP-NET患者中,225Ac-DOTATATE相对于现有非核素标准治疗达到PFS主要终点的统计学显著性,但仍无法独立判断实际获益幅度及其长期治疗代价。[8]
而且它并没有回答:在相同疾病阶段、相同靶点条件下,如果将患者随机分配至225Ac-DOTATATE和177Lu-DOTATATE,α是否优于β?[8,9] 同样,患者在177Lu治疗后进展,再接受225Ac治疗获得疾病控制,也不能自动证明α克服了对β辐射的生物学耐药。因为前一次治疗后的进展可能源于有效剂量不足、肿瘤再生长或者部分耐药克隆的选择,而非所有肿瘤细胞都对β辐射产生了明确的细胞内在耐受。
ACTION-1证明的是一种新的后线治疗策略可以产生临床获益,但并没有通过实验区分这些潜在机制。不能将不同疾病阶段、不同预后人群中的单独临床试验结果直接进行横向比较,更不能据此作出核素之间的优劣排序。
所以RYZ101的III期成功非常重要,它证明了α核药可以在一部分既往接受β核药治疗后进展、靶点仍然存在的患者中继续创造临床价值。但它没有证明α天然优于β,更没有证明α应该取代β。六、α核药的月之暗面
即使暂时不考虑肿瘤异质性,α核药自身还有一系列特殊的成药性挑战。
第一重是微观剂量学。
α粒子的射程只有几十微米。因此,同样一个器官平均吸收了1 Gy,并不意味着每一个微观结构承担了相同的生物学损伤。一个α核素是在肾小管上皮细胞附近衰变,还是距离敏感细胞100 μm之外衰变,意义可能完全不同。
在传统器官剂量学中,平均吸收剂量往往是重要评价指标。但对于高LET、短射程的α辐射,即使器官平均剂量不高,也可能存在局部微观剂量热点。对于不同核素产生的相同平均物理剂量,也不能直接假设具有相同的生物学效应。[4]
第二重问题更加特殊:α衰变本身会产生巨大的核反冲能量。
225Ac的物理半衰期约9.9天,不是衰变一次就结束,而是沿着一整条衰变链继续生成221Fr、217At、213Bi等子体,完整衰变链合计可产生4次α发射。
每一次α衰变都必须遵守动量守恒。子核因此获得的反冲能量远远超过普通化学键能够承受的范围。即便母核被稳定螯合在DOTA等载体中,衰变产生的子体仍然可能从原有螯合结构中脱离。[11]
这意味着,一个最初精准抵达肿瘤的母核,在发生衰变以后,后续部分子体不一定继续留在原来的位置。它们可能在局部组织中重新分布,也可能进入循环,并根据自身化学性质在正常器官中蓄积。
其中,213Bi等子体的肾脏再分布,是225Ac核药剂量学中特别值得关注的问题。虽然真实风险取决于载体内化、组织滞留、清除动力学及子体本身的化学行为,但225Ac子体的脱靶,尤其是肾脏分布,是值得高度重视和谨慎评估的风险。[11]
α核药在粒子尺度上可以实现高度集中的能量沉积,但在完整衰变链尺度上,仍然存在空间分布需要额外控制的问题。
短射程还有另一个容易被忽略的限制。α辐射只有在核素优先进入肿瘤、正常组织摄取受到限制的前提下,才能充分体现其短射程优势。如果核药本身也会高度富集于正常组织,那么短射程并不能消除这些组织的损伤风险。
225Ac-PSMA-617就是一个典型例子。早期临床研究已经显示,它在晚期前列腺癌中具有令人瞩目的抗肿瘤活性。但由于唾液腺同样会摄取PSMA靶向配体,口干(xerostomia)成为重要的剂量限制性毒性之一。在2017年的剂量探索研究中,较高治疗活度可以产生明显的肿瘤反应,但严重口干也限制了进一步增加剂量。[12] 这说明高LET可以提高单位局部吸收剂量的细胞杀伤效应,但肿瘤和正常组织都会面对这种效应。同样,对于RYZ101,肾脏与骨髓的长期安全性依然是重要问题。
ACTION-1 Ib期共17名患者接受治疗,2025年ASCO公布的结果显示,9名患者(52.9%)发生3级及以上治疗期间不良事件,其中5名患者(29.4%)发生被判断与研究药物相关的3级及以上事件。研究没有报告药物相关严重不良事件,也没有因治疗期间不良事件永久停药的病例。该队列的确认客观缓解率为29.4%,即5/17例。[10]
这一结果提供了早期疗效和可耐受性信号,但不能等同于长期安全性已经得到充分证明。特别是肾脏损伤可能经历较长的潜伏期,少数患者和有限随访不足以排除累积性风险。
而且,对于需要反复给药的核药,正常组织毒性还具有明显的历史依赖性。一个已经接受多周期177Lu治疗的患者,其肾脏和骨髓不一定能够被当作尚未接受过核素治疗的器官重新计算安全余量。
因此,α/β序贯治疗不是简单地在上一种核药失效以后换一种药,而需要考虑整个治疗历程中的累积吸收剂量、不同辐射类型的生物学效应,以及正常组织的修复和功能储备。对患者而言,临床获益从来不是一个孤立的ORR或PFS数字,而是能够在多少器官毒性代价下获得多久的有效疾病控制。
第三重经常被低估的问题是成像。
177Lu自身具有适合SPECT成像的光子发射,因此临床上能够比较方便地观察药物分布,并通过治疗后影像估算肿瘤和器官的吸收剂量。虽然这套剂量学体系仍存在误差和模型假设,但相比α核药,其临床应用已经更加成熟。[4]
很多α核素就没有这么幸运。225Ac本身适合直接成像的光子信号很弱,实际临床成像需要利用衰变子体的特征光子进行间接测量。然而一旦子体因为反冲效应改变位置,子体分布就不一定能完全代表母体分布。
这使α核药陷入一个现实的技术困境:它的治疗效果高度依赖微米尺度上的能量沉积,但现有核医学成像主要提供毫米尺度的信息,很难精确判断每个细胞核到底受到了多少次α粒子照射。[4,11] 这种不确定性不仅影响疗效评价,也影响个体化剂量选择。剂量不足可能留下仍然存活的癌细胞;剂量过高则可能造成无法逆转的正常器官损伤。
真正精确的α核药治疗,必须同时回答“药物在哪里”和“衰变以后能量究竟沉积在哪里”两个问题。
此外,α核药的辐射防护也不能简单等同于防护α粒子本身。225Ac衰变链包含α、β及伴随光子辐射,其制备和使用需要管理放射性污染、子体再分布、废物储存和衰变期间的辐射暴露。不同生产路线还可能引入具有不同衰变链的放射性杂质。[4,13]
安全性评价应针对具体核素、制备工艺、杂质谱和完整衰变链,而不是只依据“α粒子射程很短”作出判断。
这不会否定α核药的价值,却提醒我们:更复杂的核物理,并不会因为“精准治疗”四个字而自动消失。七、追求临床的进步,而非仅仅核素的迭代
还有一个容易被行业叙事忽略的问题:核素的物理半衰期必须与药物在肿瘤和正常器官中的停留时间匹配。
一个核素再强,如果大部分衰变发生在药物还没有充分进入肿瘤之前,就没有意义;反过来,如果核素寿命过长,药物已经从肿瘤清除,仍然可能在正常组织或体液中持续产生辐射。
以177Lu-DOTATATE为例,已有研究报道肿瘤和肾脏的典型生物半衰期约为287小时和77小时。177Lu的物理半衰期约160.8小时,因此对应的有效半衰期分别约为103小时和52小时。在假设两种组织初始单位质量摄取相同的简化模型中,肿瘤与肾脏的累积吸收剂量比约为2.0。如果将核素物理半衰期假设性地缩短到50小时,这个比例会下降到约1.4。[4] 也就是说,仅仅改变半衰期,即使不改变靶点和载体,也可能明显改变治疗窗口。改进载体的组织穿透、肿瘤滞留与正常器官清除,可能比单纯更换一种LET更高的核素带来更实际的临床收益。
因此,选择核素从来不是在核素周期表中寻找一个威力最大的元素,而是在完整治疗系统中寻找最合适的匹配关系。靶点表达、载体结构、药代动力学、组织穿透、病灶尺度、物理半衰期、射程、LET、子体行为、器官清除和个体剂量学,必须彼此匹配。并不存在脱离载体、靶点和患者条件的绝对最优核素。
未来真正的竞争也未必局限于177Lu和225Ac。90Y具有更长的β粒子射程,161Tb同时具有β和低能电子发射特性,212Pb则可以作为释放α粒子的子体发生器。不同核素可以针对不同病灶尺度和药代条件开发,并不一定存在一条统一的升级路线。未来很可能不是“α取代β”,而是α和β各自找到位置。
对于微小病灶、微转移、残留病以及靶点高度均一的疾病,高LET和短射程可能让α核药发挥最大的物理优势。对于体积较大、靶点表达呈明显马赛克状、药物递送不均的病灶,β粒子的交叉火力可能仍然非常重要。
进一步的问题甚至可能不再是二选一。 β治疗以后是否可以用α清除残余病灶?α和β是否应该根据病灶体积和靶点异质性进行患者分层?某些患者是否适合α/β序贯甚至联合?核素治疗又应该怎样与DNA损伤修复抑制剂、免疫治疗或者其他系统治疗组合?
这些方向都有明确的生物学和物理学依据,但必须通过适当设计的临床研究验证。不能仅凭理论互补性,就推断联合治疗一定优于单药,更不能忽略累积器官毒性。
RYZ101其实已经给出了一个很有意思的开发方向。它没有去证明α能够正面击败β,而是选择了一个更加现实的问题:当一个患者已经从成熟的β核药中获益,随后再次进展,我们还能不能利用不同的辐射物理特性,再给他争取一段疾病控制时间?
ACTION-1的阳性结果说明,在符合其入组条件的患者中,这条路线可以优于研究所选择的标准治疗。但下一步仍然需要回答,什么样的患者最可能从α治疗中额外获益,既往177Lu治疗的反应深度和持续时间是否具有预测价值,α是否真正改变了β治疗后的耐药结局,以及何时使用α才能获得最好的全程治疗收益。
这些问题,比简单证明“α比β更强”,更有临床价值。核素没有代际,只有合不合适
核药行业很容易复制传统药物研发熟悉的叙事:第一代、第二代、下一代,仿佛只要核素换得更强、更先进,药物就会自然完成升级。但放射性药物不是这样。实体瘤内照射治疗真正需要解决的,是如何在肿瘤异质性、空间递送障碍和正常组织耐受之间,把足够的辐射剂量送到尽可能多的癌细胞。
α核素拥有非常独特而强大的物理优势。高LET、复杂DNA损伤和短射程,使它有机会杀死部分对低LET辐射耐受的细胞,也使它特别适合某些微小病灶和高度均匀的靶向治疗场景。RYZ101的III期成功无疑是α核药发展史上的重要里程碑。
但更高的LET不能解决靶点丢失,更短的射程不能解决药物进不去,更强的单细胞杀伤不能自动填平一个异质肿瘤里的剂量洼地。与此同时,子体反冲、微观剂量学、长期器官毒性、成像困难以及更加复杂的辐射防护,又为α核药带来了自己的代价。
因此,RYZ101证明的是α核药在特定后线治疗场景中的临床价值,而不是α核药胜过了β核药。下一步真正需要的证据,是在适当人群中进行α与β的直接比较,是明确哪些疾病尺度、靶点分布和既往治疗背景真正偏向α,是建立可靠的个体剂量学和长期安全数据库,也是证明α/β如何序贯、组合,最终比简单换核素给患者带来更大的生存获益。
药物开发最终需要解决的,从来不是“怎样让一代核素替代另一代核素”,而是怎样解决肿瘤异质性、耐药和正常组织毒性共同造成的未满足临床需求。核素无论如何迭代,都很难成为实体瘤治疗的完美解法。
真正的下一代核药,也许根本不是某一种新的α或β核素,而是我们终于不再把核药理解成“靶点+核素”的简单组合,而开始把靶点、空间递送、辐射物理、剂量学、患者分层以及治疗序贯放进同一个系统里。
α不会终结β。真正应该被终结的,是“核素越强,药物就一定越好”这种过于简单的开发逻辑。
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