摘要
放射性药物治疗在临床应用日益广泛，但核素生物效应与吸收剂量的关系尚不明确。本研究以表达人钠碘同向转运体（hNIS）的三阴性乳腺癌细胞（MDA-MB-231.hNIS-GFP）及荷瘤小鼠为模型，系统对比奥格尔电子发射体 [⁹⁹ᵐTc] TcO₄⁻、[¹²³I] I⁻与 β 粒子发射体 [¹⁸⁸Re] ReO₄⁻的放疗效果，并与外照射放疗（EBRT）比较。结果表明，三种核素在 hNIS 阳性细胞中特异性摄取，[¹²³I] I⁻需更低细胞衰变剂量即可实现等效杀伤，且核素治疗组无明显转移，而 EBRT 组转移率较高。该研究首次提供三种核素的剂量效应参考数据，为癌症分子放疗策略优化提供关键依据。

方法
本研究遵循动物实验伦理规范，采用 MDA-MB-231.hNIS-GFP 细胞及亲本细胞，通过克隆形成实验评估三种核素的体外放射毒性，利用 γ 计数器检测核素摄取、外流及亚细胞定位，结合 MIRD formalism 计算细胞核吸收剂量。构建 NSG 小鼠原位肿瘤模型，随机分为 [¹²³I] I⁻（55 MBq）、[¹⁸⁸Re] ReO₄⁻（4.4 MBq）、EBRT（12.6 Gy）及对照组，通过 SPECT/CT 成像获取时间 - 活性曲线，借助 OLINDA/EXM 软件计算肿瘤及正常器官吸收剂量，监测肿瘤生长、生存情况及转移状态，通过免疫组化检测增殖（Ki-67）和 DNA 损伤（γH2AX）标志物。
 
分子影像设备的采集方法
采用 美迪索SPECT/CT 设备进行核素体内分布成像，小鼠麻醉后静脉注射核素，分别于注射后 1.5 小时、5 小时、24 小时采集扫描数据，扫描覆盖全身，获取多时间点断层图像。利用设备配套软件进行图像重建与量化分析，提取肿瘤及相关器官的放射性活度，绘制时间 - 活性曲线，为后续吸收剂量计算提供数据支撑。
 原文Fig. 3A：[¹²³I] I⁻注射后不同时间点的 SPECT/CT 最大强度投影图，清晰展示核素在肿瘤及相关器官的分布
 
分子影像设备的结果
SPECT/CT 设备清晰捕捉到三种核素在 hNIS 阳性肿瘤及正常表达器官的靶向分布特征，精准获取了不同时间点的放射性活度数据，为肿瘤及正常器官吸收剂量的准确计算提供了直接依据。通过图像量化分析得到的时间 - 活性曲线，成功支撑了核素体内代谢动力学及剂量效应关系的研究，充分体现了该设备在放射性药物体内评估中的精准性与可靠性。
原文Fig. 2E：呈现 24 小时孵育后三种核素与 EBRT 的细胞核吸收剂量 - 细胞存活率关系曲线，直观体现 [¹²³I] I⁻的高效细胞杀伤优势。
 
结果
三种核素在 MDA-MB-231.hNIS-GFP 细胞中 30 分钟内摄取达峰，且可被 hNIS 底物特异性阻断，外流动力学呈一级衰减。体外实验中，[¹²³I] I⁻达到 37% 细胞存活率所需衰变剂量显著低于 [⁹⁹ᵐTc] TcO₄⁻和 [¹⁸⁸Re] ReO₄⁻，且三种核素的细胞杀伤效果均优于 X 射线。体内实验显示，[¹²³I] I⁻和 [¹⁸⁸Re] ReO₄⁻均能靶向富集于 hNIS 阳性肿瘤及甲状腺、唾液腺等器官，肿瘤吸收剂量分别为 12.6±0.7 Gy 和 15±4 Gy，中位生存期较对照组显著延长（43 天、45 天 vs 20 天），EBRT 组中位生存期最长（54 天）但所有小鼠均出现转移，而 [¹²³I] I⁻组无明显转移。人剂量外推显示，[¹⁸⁸Re] ReO₄⁻对 1g 肿瘤的吸收剂量显著高于 [¹²³I] I⁻。
原文Fig. 4C：不同治疗组荷瘤小鼠的 Kaplan-Meier 生存曲线，明确核素治疗与 EBRT 的生存获益差异
 
结论
hNIS 表达模型为核素放疗的系统对比研究提供了理想平台，三种核素均能通过 hNIS 介导的特异性摄取发挥抗肿瘤作用，其中 [¹²³I] I⁻的体外细胞杀伤效率最优，核素治疗在抑制肿瘤转移方面优于 EBRT。本研究首次明确了 [⁹⁹ᵐTc] TcO₄⁻、[¹²³I] I⁻、[¹⁸⁸Re] ReO₄⁻的剂量效应关系，为核素放疗的临床剂量优化、适应症选择提供了关键参考数据。未来联合 EBRT 控制原发肿瘤与核素治疗抑制转移，有望成为更高效的癌症治疗策略。
 
①原文出处DOI：10.1016/j.ijrobp.2024.05.017
②原文链接：https://www.redjournal.org/article/S0360-3016(24)00517-7/fulltext