摘要
放射性藥物治療在臨床應用日益廣泛，但核素生物效應與吸收劑量的關系尚不明確。本研究以表達人鈉碘同向轉運體（hNIS）的三陰性乳腺癌細胞（MDA-MB-231.hNIS-GFP）及荷瘤小鼠為模型，系統對比奧格爾電子發射體 [???Tc] TcO??、[¹²³I] I?與 β 粒子發射體 [¹??Re] ReO??的放療效果，并與外照射放療（EBRT）比較。結果表明，三種核素在 hNIS 陽性細胞中特異性攝取，[¹²³I] I?需更低細胞衰變劑量即可實現等效殺傷，且核素治療組無明顯轉移，而 EBRT 組轉移率較高。該研究首次提供三種核素的劑量效應參考數據，為癌癥分子放療策略優化提供關鍵依據。
方法
本研究遵循動物實驗倫理規范，采用 MDA-MB-231.hNIS-GFP 細胞及親本細胞，通過克隆形成實驗評估三種核素的體外放射毒性，利用 γ 計數器檢測核素攝取、外流及亞細胞定位，結合 MIRD formalism 計算細胞核吸收劑量。構建 NSG 小鼠原位腫瘤模型，隨機分為 [¹²³I] I?（55 MBq）、[¹??Re] ReO??（4.4 MBq）、EBRT（12.6 Gy）及對照組，通過 SPECT/CT 成像獲取時間 - 活性曲線，借助 OLINDA/EXM 軟件計算腫瘤及正常器官吸收劑量，監測腫瘤生長、生存情況及轉移狀態，通過免疫組化檢測增殖（Ki-67）和 DNA 損傷（γH2AX）標志物。
分子影像設備的采集方法
采用 美迪索SPECT/CT 設備進行核素體內分布成像，小鼠麻醉后靜脈注射核素，分別于注射后 1.5 小時、5 小時、24 小時采集掃描數據，掃描覆蓋全身，獲取多時間點斷層圖像。利用設備配套軟件進行圖像重建與量化分析，提取腫瘤及相關器官的放射性活度，繪制時間 - 活性曲線，為后續吸收劑量計算提供數據支撐。
原文Fig. 3A：[¹²³I] I?注射后不同時間點的 SPECT/CT 最大強度投影圖，清晰展示核素在腫瘤及相關器官的分布
分子影像設備的結果
SPECT/CT 設備清晰捕捉到三種核素在 hNIS 陽性腫瘤及正常表達器官的靶向分布特征，精準獲取了不同時間點的放射性活度數據，為腫瘤及正常器官吸收劑量的準確計算提供了直接依據。通過圖像量化分析得到的時間 - 活性曲線，成功支撐了核素體內代謝動力學及劑量效應關系的研究，充分體現了該設備在放射性藥物體內評估中的精準性與可靠性。
原文Fig. 2E：呈現 24 小時孵育后三種核素與 EBRT 的細胞核吸收劑量 - 細胞存活率關系曲線，直觀體現 [¹²³I] I?的高效細胞殺傷優勢。
結果
三種核素在 MDA-MB-231.hNIS-GFP 細胞中 30 分鐘內攝取達峰，且可被 hNIS 底物特異性阻斷，外流動力學呈一級衰減。體外實驗中，[¹²³I] I?達到 37% 細胞存活率所需衰變劑量顯著低于 [???Tc] TcO??和 [¹??Re] ReO??，且三種核素的細胞殺傷效果均優于 X 射線。體內實驗顯示，[¹²³I] I?和 [¹??Re] ReO??均能靶向富集于 hNIS 陽性腫瘤及甲狀腺、唾液腺等器官，腫瘤吸收劑量分別為 12.6±0.7 Gy 和 15±4 Gy，中位生存期較對照組顯著延長（43 天、45 天 vs 20 天），EBRT 組中位生存期最長（54 天）但所有小鼠均出現轉移，而 [¹²³I] I?組無明顯轉移。人劑量外推顯示，[¹??Re] ReO??對 1g 腫瘤的吸收劑量顯著高于 [¹²³I] I?。
原文Fig. 4C：不同治療組荷瘤小鼠的 Kaplan-Meier 生存曲線，明確核素治療與 EBRT 的生存獲益差異
結論
hNIS 表達模型為核素放療的系統對比研究提供了理想平臺，三種核素均能通過 hNIS 介導的特異性攝取發揮抗腫瘤作用，其中 [¹²³I] I?的體外細胞殺傷效率最優，核素治療在抑制腫瘤轉移方面優于 EBRT。本研究首次明確了 [???Tc] TcO??、[¹²³I] I?、[¹??Re] ReO??的劑量效應關系，為核素放療的臨床劑量優化、適應癥選擇提供了關鍵參考數據。未來聯合 EBRT 控制原發腫瘤與核素治療抑制轉移，有望成為更高效的癌癥治療策略。
①原文出處DOI：
DOI：10.1016/j.ijrobp.2024.05.017
②原文鏈接：
鏈接：https://www.redjournal.org/article/S0360-3016(24)00517-7/fulltext