Pamedic关注｜浅谈α同位素与β同位素的优劣

随着医学科技的不断进步，放射性同位素治疗已成为肿瘤治疗领域的创新性一环，其中α和β同位素发挥着关键作用。

01α同位素治疗的基本原理

α同位素治疗基于α粒子的特性，它是一种带有两个质子和两个中子的重型粒子。相较于β粒子，α粒子具有更大的质量和电荷，其在物质中的相互作用方式与β粒子截然不同。

α 粒子更重（He 原子的大小），传播范围更短（40–90 µm），因此 LET 高数百倍（α = 100 keV/µm 与 β = 0.2 keV/µm ) ，相对于 β-发射，α-发射能在更小的体积中沉积更多能量，从而使共价键直接断裂，如DNA 双链断裂。

02β同位素治疗的基本原理

β同位素治疗原理是基于β粒子的放射性特性，β粒子是一种带有负电荷、能量较高的粒子。

β-粒子与电子大小成比例，与 α-粒子相比，在组织中的传播范围相对较长（0.5-12 毫米），具有相对较低的 LET，通过破坏组织中水分子的共价键而产生羟基自由基组织。这些自由基对细胞 DNA 大分子造成氧化损伤，导致双链断裂。

03α同位素治疗与β同位素治疗对比

线性能量转移 (LET)：

α粒子：具有更大的线性能量转移（LET），可释放比β粒子高400倍的线性能量，能够在较小体积内沉积大量能量，对肿瘤组织杀伤性较大。

β粒子：具有较小的LET，传播范围相对较长，能量沉积在较大区域内，对小肿瘤或细胞灶的效果相对较差。

DNA双链断裂：

α粒子：具有高LET，能够直接导致DNA的双链断裂。与β粒子不同，α粒子的能量集中在极短的距离内，因此在穿越细胞时直接影响细胞核中的DNA。

β粒子：通过与组织中的电子发生相互作用，导致共价键的断裂。这个过程主要通过与周围的水分子发生反应，产生羟基自由基，最终导致细胞DNA的损伤。

杀伤性：

α粒子：传播范围更短（40–90 µm），能够在相对小的区域内产生大量损伤，相比于β粒子，α 粒子只需通过轨道穿越一次即可杀死一个细胞。

β粒子：传播范围相对较长（0.5-12 毫米），能量沉积在较大区域内，而要达到α 粒子相同的效果，β粒子需要穿越数千次。

穿透性：

α粒子：穿透能力较弱，更容易局部沉积能量，减少对周围正常组织的伤害。

β粒子：穿透能力相对较强，能量释放在较大区域内，可能对周围正常组织造成一定影响。

耐药性风险：

α粒子：α粒子通过使DNA双链断裂杀伤肿瘤细胞。在面对这种直接的、造成更为复杂损伤的机制时，一些肿瘤难以进行有效修复，故而α粒子的耐药性风险降低。

β粒子：β粒子主要通过与周围的水分子发生反应，产生羟基自由基，最终导致细胞DNA损伤，该方式可能导致一些肿瘤进行修复，从而对β粒子产生耐药性。

射程：

α粒子：传播范围更短，给药剂量更低，在较小辐射半径（3-5个细胞）内能够更精准地递送能量，减少脱靶辐射。

β粒子：传播范围相对较长，给药剂量更高，脱靶辐射更高（辐射半径高达200个细胞）。

综合而言，α同位素治疗通过利用α粒子的高LET、直接DNA损伤和低穿透性等特性，实现对肿瘤细胞的高度杀伤效果。β同位素治疗则通过共价键断裂机制、相对长的射程和与抗体结合的放射性核素等特性，对肿瘤细胞进行治疗。

04α同位素的治疗效果

Ac-225（锕-225）：临床实验中对晚期转移性癌症的有效性已得到证实，尤其在一些难以治疗的癌症方面表现良好。

225Ac-DOTA-lintuzumab（白血病治疗）：用于治疗HL60白血病，表现出特异性和有效性。

225Ac-DOTA-trastuzumab（乳腺癌治疗）：在体外对HER2过度表达的乳腺癌细胞显示出良好的杀伤效果。

225Ac-PSMA-617（前列腺癌治疗）：在一些临床试验中，该药物表现出对PSMA阳性的前列腺癌的良好治疗效果，如血清PSA下降和部分患者的完全缓解。

225Ac-DOTATATE（神经内分泌肿瘤治疗）：用于治疗神经内分泌肿瘤，特别是在难以治疗的胃肠胰腺神经内分泌肿瘤中表现出安全性高、副作用低且耗时短的优势。

05β同位素的治疗效果

Pluvicto、Lutathera（神经内分泌肿瘤治疗）：Pluvicto、Lutathera是含有β粒子发射同位素Lu-177的治疗药物，用于治疗神经内分泌肿瘤。在临床试验中，取得了显著的效果。

（如肿瘤标记物的下降、患者生存率的提高、较低的不良反应和较高的耐受性等）。获得了美国食品和药物管理局（FDA）以及欧洲药品管理局（EMA）的批准。

06α同位素（Ac225）在药物方向的最新应用

225Ac-PSMA-617治疗前列腺癌：

225Ac-PSMA-617是一种用于治疗PSMA（前列腺特异性膜抗原）阳性的前列腺癌的药物。

临床试验中显示，225Ac-PSMA-617对前列腺癌的治疗效果良好，比如血清PSA（前列腺特异性抗原）显著下降、一些患者实现了客观缓解和完全缓解。

225Ac-DOTATATE治疗神经内分泌肿瘤：

在神经内分泌肿瘤领域，225Ac-DOTATATE被用于治疗具有SSTR（生长抑素受体）阳性的肿瘤。

临床实验中，225Ac-DOTATATE表现出对难治性、生长抑素受体阳性的神经内分泌肿瘤的治疗效果，安全性高且副作用相对较低。

225Ac-DOTA-lintuzumab治疗白血病：

225Ac-DOTA-lintuzumab是一种用于治疗HL60白血病的药物，具有较强的特异性。

通过靶向白血病细胞，该药物在白血病治疗的临床实验中表现良好效果。

225Ac-DOTA-trastuzumab治疗乳腺癌：

225Ac-DOTA-trastuzumab用于治疗HER2过度表达的乳腺癌。

在体外实验证明，该药物对HER2过度表达的乳腺癌细胞表现出良好的杀伤效果，同时在动物模型中显示出对卵巢癌的治疗潜力。

总体而言，Ac-225在肿瘤治疗中展现出多方面潜力，尤其在一些难治性癌症和耐药性较高的病例中表现出良好的治疗效果。这些研究和应用为未来放射性药物的发展提供了新的思路和可能性。

总结

放射性同位素治疗以α和β为核心，开创了靶向治疗多种癌症的新时代，为癌症患者带来了新希望。作为同位素研究企业，磐美迪控股将继续深入探索同位素作用的独特机制以及其在不同疾病中的应用，持续推动医用同位素领域的不断发展，为癌症治疗开拓更广阔的前景。

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