2024年核药行业全景：定义、原理、临床应用与未来潜力

核药行业作为医学领域的前沿技术之一，凭借其独特的放射性特性，在疾病诊断和治疗中扮演着日益重要的角色。核药不仅能够实现肿瘤等重大疾病的精准诊断，还能通过靶向治疗有效消除病灶，改善患者的生活质量。随着科技的发展，核药的种类与应用范围不断扩大，尤其在癌症治疗、神经退行性疾病诊断等方面展现出巨大的潜力。

本文选取摩熵咨询发布的《中国放射性药物产业白皮书》部分内容，介绍了核药的定义、组成结构、作用原理、分类及临床应用，力求为读者提供一份全面的核药行业概览，帮助更好地理解核药的独特优势与未来发展趋势。

一、核药的定义及组成结构

1. 核药的定义

放射性药物（又称“核药”）是含放射性核素，用于医学诊断和治疗的一类特殊药物。它不仅具有药物的特点，还具有放射性，可广泛用于肿瘤的诊疗、心脏疾病的诊断、神经退行性疾病的早期发现和炎症组织的诊断等。具有放射性，能发射出粒子/射线，并且会自发衰变，所以不能长期储存，其化学量比普通药物小很多，以放射性活度为计量单位。

2. 核药的组成结构

核药由放射性核素组成，或放射性核素与非放射性成分共同组成。放射性核素是核药的主要活性成分，能够衰变发出射线用于成像或治疗。

非放射性成分主要包含配体、载体、连接子，三者的功能及类型如下图所示：

二、核药的作用原理

核药通过衰变释放的射线破坏肿瘤细胞DNA发挥治疗作用，较强穿透能力的射线可发挥成像功能，包括α衰变、β衰变和γ衰变。

不同衰变类型的特点如下：

1. α衰变：能量高、电离辐射效应大、细胞杀伤力率高，穿透能力弱、射程短，可使肿瘤细胞核中的DNA双螺旋链断裂而引起细胞凋亡，所需放射性剂量较低。适合治疗小肿瘤或微小转移灶。

2. β衰变：LET、电离辐射效应、细胞杀伤效率中等，穿透力中等，在生物组织中可穿透几百个细胞，发挥交叉火力效应，可破坏并消灭邻近的癌细胞。适合治疗血液系统恶性肿瘤和体积较大的肿瘤。

3. γ衰变：锝-99m 释放的γ射线能量和穿透能力适中，适用于 SPECT 成像。

关于不同衰变类型的更多说明如下表所示：

表注释：

1：LET是指单位路径长度上粒子传递给介质（通常是生物组织）的能量。

2：碘[131I]、镥[177Lu]等是先发生β- 衰变，发射电子；再发射光子（γ衰变），从激发态回到基态。

三、核药的分类及特点

按实际用途，核药可分为诊断类、治疗类、诊疗一体类。

1. 诊断类核药：利用药物放射性获取体内靶器官或病变组织的影像或功能参数，包含体内诊断用核药、呼气试验药盒（不含放免药盒）；不同同位素需搭配PET /SPECT显像设备实现诊断功能。

2. 治疗类药物：利用放射性核素衰变发射的α、β、γ射线，对体内病灶进行针对性照射，产生电离辐射效应破坏病变组织。作用原理为，利用特定核素通过代谢等富集于特定组织器官中实现治疗目的；或利用穿刺、插管、植入或局部注射等内介入方式将核药及载体聚集到肿瘤组织；生物靶向核药则利用靶向载体实现精准治疗，一直是核药关注焦点，通过合适的配体/载体搭配不同核素可实现诊疗一体化。

3. 诊疗一体类（Theranostics）：基本原理是利用共同的特定分子靶点，将诊断用的放射性核素与治疗用的放射性核素相结合或使用相似的配体，以实现对疾病的精准定位和治疗，能够实现个性化精准治疗并降低治疗成本和周期。

四、核药的临床应用分析

1. 核药临床应用场景

临床诊断中，选择半衰期短、穿透力强的放射性核素作为显像剂，结合SPECT和PET设备进行显像诊断。

（1）PET

PET是分辨率最高的显像技术之一，灵敏度也高，更适用于复杂疾病的早期诊断。其所用核素半衰期很短，处于20-108min，最常用的核素是18F，更难获得和运输，检查费用高。

（2）SPECT

SPECT临床应用广泛，可应用于如心脏、脑、甲状腺等多个局部器官的功能评估，其主要利用放射性同位素衰变过程中发射的γ 射线成像，机体所受电离辐射的损伤较小。所用核素半衰期相对长，为6-12h，最常用的核素是99mTc，易于获得，检查费用更低。

（3）不同显象剂结合SPECT/PET的应用场景

2. 核药的特点

（1）靶向性强

核药可以通过组织的代谢特征天然地富集到特定组织。此外，核药也可通过靶向核药、手术植入、贴剂实现聚集，治疗具有靶向性，对周围正常组织的损害较小，产生的副作用也相对较少。

（2）不易耐药

放射性核素释放的辐射可以直接破坏DNA和其他重要细胞结构，导致细胞死亡。其过程并不涉及靶点和通路，物理性的破坏很难通过常规的基因突变或代谢途径来规避，所以相较常规小分子和大分子药物更不易产生耐药性。

（3）诊疗一体化

RDC（和 RLT ）是临床实操中唯一能够实现诊疗一体化的药物，相同的靶向配体和连接子的RDC分子既可以与诊断核素结合，也可以与治疗核素结合，实现诊疗一体化服务。在疗程中，RDC分子可以分阶段展现癌症治疗效果，实现癌症的诊断、分级与分期、治疗、疗效监测及预后判断等过程。

3. 核素的实际临床应用

实际临床中，β-核素使用最广泛，通常还伴随释放γ射线，半衰期为数天至数十天，持续发挥杀伤作用。

结语：

核药作为融合放射学、药学与医学诊断治疗的交叉学科，已成为现代医学中不可或缺的一部分。通过精准靶向、低副作用、不易耐药等优势，核药在癌症等多种疾病的早期诊断与治疗中展现出显著的疗效。未来，随着技术的不断进步，核药的应用领域有望进一步扩展，为患者提供更多的治疗选择。特别是诊疗一体化的核药将推动个性化医疗的发展，提升治疗的精准度与效果。展望未来，核药行业将继续发挥其重要作用，成为全球医疗健康领域的关键创新力量。