# 放射性药物与诊疗一体化
将肿瘤靶向载体与诊断或治疗性同位素配对的放射性化合物——'治疗所见，所见即治'——如今已实现数亿美元规模的商业化生产。
Source: https://cn.bioecon.ru/technology/radiopharmaceuticals-theranostics/
Updated: 2026-08-18
## 概述与价值链
标记：[EC：欧洲原子能共同体条约与API指南 | OECD：bio-pharma | 监管机构：FDA（美国）、EMA（欧盟）、NMPA（中国）、IAEA]
放射性药物与诊疗一体化（theranostics）将肿瘤靶向载体——单克隆抗体、多肽或小分子——与放射性同位素配对，使用诊断性同位素进行PET/CT肿瘤显像，并在同一载体上使用治疗性同位素实现靶向杀伤肿瘤细胞。诺华（Novartis）公司的Pluvicto（177Lu-PSMA-617）是该领域的商业化标杆产品，公司为此计划投入230亿美元、为期五年的生产投资，其中包括位于印第安纳波利斯的一座新工厂——占地7万平方英尺，现已成为其规模最大、技术最先进的放射性配体疗法生产基地。德国ITM公司通过长期合作安排（包括与劳厄-朗之万研究所自2009年起的合作）供应无载体镥-177（n.c.a. 177Lu），并与Radiopharm Theranostics公司签署了新的供应协议以支持其临床管线。在α发射体方面，百时美施贵宝（Bristol Myers Squibb）旗下的RayzeBio公司正开发针对SSTR2靶点的放射性药物疗法，用于治疗胃肠胰神经内分泌肿瘤，并在印第安纳波利斯建立了专门枢纽，实现端到端生产及按需交付RayzeBio药品。在显像领域，Curium公司已在西班牙和德国推出商业化产品PYLCLARI（哌氟司他[18F]，在美国以Pylarify品牌销售）——一种靶向PSMA的前列腺癌PET示踪剂。
放射性药物与诊疗一体化的关键方向：
1. **β发射体靶向治疗（镥-177）：** 利用177Lu在组织中约1-2毫米的β粒子射程，损伤癌细胞DNA同时保留周围健康组织——Pluvicto和Lutathera的基础原理。
2. **靶向α疗法（TAT）：** 利用锕-225或铅-212等α发射体，其高能量、超短射程（小于100微米）粒子即使单次命中也会造成不可修复的DNA双链断裂，克服放射抗性。
3. **精准载体靶向：** 使用高度特异性的递送载体——主要是前列腺癌细胞上的PSMA及神经内分泌肿瘤上的生长抑素受体（SSTR）——通过DOTA或Macropa螯合。
4. **PET/CT诊断配对：** 在同一载体上使用短半衰期诊断性同位素，在治疗前或治疗同时对肿瘤进行显像，即"诊疗一体化"的核心逻辑。
### 行业价值链
```
[同位素生产（反应堆）] ──> [螯合剂与载体合成] ──> [热室标记]
│ │ │
（Lu-177/Ac-225，靶材） （DOTA/PSMA，多肽） （放射化学纯度）
│
[临床给药（GMP）] <─── [下游纯化与分装] <──────────────────────────┘
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### 价值链层级
| 层级 | 描述 | 关键输入/输出 |
|:---|:---|:---|
| **1. 同位素生产** | 在核反应堆（中子俘获）或高能回旋加速器（质子照射）中生产同位素。 | **输入：** 起始靶材（Yb-176、Ra-226）、反应堆/回旋加速器。
**输出：** 放射性原料（177LuCl3、225Ac）。 |
| **2. 有机合成（载体）** | 靶向分子（多肽、抗体）的有机合成及大环螯合剂（DOTA）的共价连接。 | **输入：** 氨基酸、连接子、双功能螯合剂。
**输出：** 冷前体载体。 |
| **3. 放射性标记** | 在屏蔽铅热室中进行同位素与螯合剂内部的配位反应。 | **输入：** 放射性同位素、前体载体、缓冲液。
**输出：** 粗标记放射性药物。 |
| **4. 纯化与质控** | 在SPE柱上纯化产品，通过放射性HPLC及放射性TLC快速检测放射化学纯度。 | **输入：** 粗标记产物、色谱柱。
**输出：** 高纯度无菌放射性药物溶液（>95%）。 |
| **5. 配制与灌装（GMP）** | 添加放射保护剂（抗坏血酸），0.22微米无菌过滤，自动无菌灌装。 | **输入：** 纯化后的放射性药物、缓冲液、铅瓶。
**输出：** 屏蔽铅容器中的成品剂量。 |
| **6. 核医学物流** | 通过专用运输并在数小时内以放射安全管控方式快速送达临床。 | **输入：** 成品铅屏蔽容器。
**输出：** 送达核医学科的产品。 |
该行业的跨领域技术：
- **大环螯合（配位化学）：** 有机大环"笼子"（DOTA、Macropa、冠醚）通过与氮、氧原子的配位键紧密结合三价放射性金属离子（177Lu3+、225Ac3+），防止游离毒性同位素在患者血液中解离。
- **无载体镥-177（n.c.a. 177Lu）生产：** 用热中子辐照高度富集的镱-176靶材，随后将生成的镥-177与镱化学分离，获得最高比活度且不含长半衰期177mLu杂质。
- **自动化热室放射性合成模块：** 密闭负压铅室配备自动化盒式放射性合成系统，使混合、加热、柱纯化及无菌过滤等操作均可远程完成，无需人工接触放射源。
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## 美国
美国是全球最大的诊疗一体化药物市场，并正积极致力于解决治疗性同位素供应瓶颈问题。
### Pluvicto商业化产能扩张、α发射体并购、锕-225供应扩容
- **诺华：** 通过计划投入230亿美元、为期五年的生产投资支持Pluvicto的商业成功，其中包括位于印第安纳波利斯的一座新工厂——占地7万平方英尺，现已成为其规模最大、技术最先进的放射性配体疗法生产基地。
- **RayzeBio（百时美施贵宝）：** 开发针对SSTR2靶点的放射性药物疗法，用于治疗胃肠胰神经内分泌肿瘤，并运营印第安纳波利斯专用枢纽，实现其临床阶段RPT候选产品的端到端生产及按需交付。
- **锕-225供应：** 美国能源部及私营企业正投资镭-226加速器辐照路线及历史钍-229再处理技术，以扩大全球锕-225产能供靶向α疗法使用。
- **Perspective Therapeutics：** 开发基于铅-212的多肽放射性药物，用于黑色素瘤及神经内分泌肿瘤治疗，是美国α发射体领域的领先企业。
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## 中国
中国将放射性药物自主可控视为战略性健康优先事项，在国内制药巨头拓展核肿瘤学业务的同时，建设本土反应堆及回旋加速器产能。
### 同位素自主计划、国内诊疗一体化制造、SIRT临床应用扩展
- **远大医药（Grand Pharmaceutical）：** 销售用于肝癌选择性内放射治疗的钇-90微球产品（易甘泰®/SIR-Spheres），其美国DOORwaY90临床试验已在不可切除肝细胞癌适应症上达到主要终点；公司正在武汉建设中国最大的放射性药物生产基地。
- **同位素自主计划：** 中国国家医用同位素发展计划正建设专用研究堆及回旋加速器，旨在结束对进口镥-177及碘-131的依赖。
- **国内同位素纯化研究：** 中国研究人员已开发出一套自动化系统，可同时分离纯化医用同位素锕-225及镭-223，为未来α发射体产能提供支持。
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## 欧盟
欧盟，尤其是德国，是诊疗一体化的历史发源地，兼具全球领先的学术流派与占主导地位的全球同位素供应商。
### PSMA发现科学、镥-177供应垄断、PET示踪剂商业化
- **德国癌症研究中心（DKFZ海德堡）：** 正是PSMA-617——Pluvicto背后的配体——的发现地，并持续开展全合成研究，完善靶向PSMA放射诊疗一体化背后的化学工艺。
- **ITM（慕尼黑同位素技术公司）：** 全球领先的无载体镥-177供应商，与劳厄-朗之万研究所自2009年起开展Lu-177生产合作，并于2026年与Radiopharm Theranostics签署新的供应协议。
- **Curium：** 已在西班牙和德国推出商业化产品PYLCLARI——一种靶向PSMA的18F PET示踪剂，用于前列腺癌，进一步扩展其覆盖全欧洲的诊断性同位素物流网络。
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## 领先企业与科研机构
| 企业/机构 | 国家 | 主要产品/平台 | 技术特点 | 2026年状态 |
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| **诺华** | 🇨🇭 瑞士 | *Pluvicto*、*Lutathera* | DOTA螯合Lu-177的PSMA/SSTR靶向疗法 | 商业化 |
| **ITM** | 🇩🇪 德国 | *EndolucinBeta*（无载体Lu-177） | 全球领先的无载体Lu-177供应商 | 商业化 |
| **RayzeBio** | 🇺🇸 美国 | SSTR2靶向放射性药物 | 面向神经内分泌肿瘤的锕/α发射体RPT管线 | 临床试验 |
| **Curium** | 🇫🇷 法国 | *PYLCLARI*（18F-PSMA PET） | 覆盖全欧洲的诊断性同位素物流网络 | 商业化 |
| **远大医药** | 🇨🇳 中国 | *SIR-Spheres*（钇-90） | 肝癌选择性内放射治疗 | 商业化 |
| **德国癌症研究中心** | 🇩🇪 德国 | PSMA-617发现研究 | 载体/螯合剂设计基础科学 | 研发阶段 |
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## 技术栈与创新发展
现代放射性药物生产依赖以下技术栈：
1. **精准双功能螯合剂合成（DOTA、Macropa）：**
- 双功能螯合剂具有双重结构：紧密结合金属离子的大环部分，以及与多肽载体氨基共价连接的反应性基团（如NHS酯）；异构体纯度至关重要，因为大环几何结构的微小变化都会削弱同位素结合能力，导致骨组织泄漏（毒性）。
2. **屏蔽热室中的放射性合成：**
- 由50-100毫米厚铅材建造并配备铅玻璃观察窗的热室维持负压及A级层流洁净气流；同位素配位反应（如177Lu与PSMA-617）在一次性自动化盒式模块中进行，加热至约95°C保持15-30分钟。
3. **放射性HPLC放射化学纯度控制：**
- 与紫外检测器及闪烁放射检测器串联的HPLC可在约5分钟内分离标记产物、游离未标记多肽及游离未结合同位素，确认放行前放射化学纯度不低于95%。
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## 价值链与生产流程
### 诊疗一体化放射性药物即时（JIT）GMP生产与配送工业流程
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┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐
│ 1. 无载体Lu-177氯化物 │ ───> │ 2. 热室自动化 │
│ 送达GMP实验室 │ │ 放射性合成 │
└───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘
│
▼
┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐
│ 4. 无菌过滤与无菌灌装 │ <─── │ 3. 放射性HPLC纯度控制 │
└───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘
│
▼
┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐
│ 5. 铅容器包装与放行 │ ───> │ 6. 空运及临床给药 │
└───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘
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#### 阶段1：GMP实验室接收放射性原料
铅质运输容器从专用反应堆（如德国的ITM）运抵，内含0.04M盐酸中的超纯无载体镥-177氯化物溶液瓶；进厂质控在电离室中测量总放射性活度，并通过γ能谱分析确认同位素纯度（不含长半衰期177mLu）。
#### 阶段2：热室自动化放射性合成
操作人员将一次性无菌盒式装置装入位于铅热室内的放射性合成模块；模块自动将约100微克冷前体载体（如PSMA-617多肽）溶于醋酸钠缓冲液（pH 5.0-5.5）中，加入活度为7.4 GBq的镥-177氯化物溶液，并将混合物加热至95°C保持15分钟，使镥离子与多肽的DOTA大环发生配位。
#### 阶段3：纯化与放射化学质控
冷却后的反应混合物泵送通过C18固相萃取盒；游离未结合的Lu-177冲洗至废液，标记产物则以少量无菌乙醇洗脱，随后用含抗坏血酸钠（防止自身放射分解的保护剂）的生理盐水稀释；自动采样器注入10微升样品至放射性HPLC系统，确认放射化学纯度高于95%、游离镥含量低于2%。
#### 阶段4：无菌过滤与无菌分装
纯化后的溶液通过内置0.22微米聚醚砜无菌过滤器，分装入第一水解等级玻璃瓶，以橡胶塞密封并压上铝盖，进行气泡点法滤膜完整性快速检测，并抽样进行LAL内毒素检测（低于175 EU/剂量）。
#### 阶段5：铅屏蔽容器包装
机械臂将密封瓶置入壁厚30毫米的铅容器中，吸收Lu-177的β辐射，使容器外表面剂量率降至安全水平（低于0.5毫希/小时）；容器置入经认证的运输箱，粘贴II类黄色放射危险标签，并出具注明精确活度校准时间的质检合格证。
#### 阶段6：空运及患者给药
由于Lu-177半衰期仅6.7天（Ac-225为9.9天），产品无法入库储存；物流团队提供即时（常为空运）快递，直接送达肿瘤科核医学部门，医生测量剩余活度后于10-20分钟内为患者静脉给药，并在屏蔽病房内观察后方可出院，治疗效果随后通过镓-68 PET/CT显像确认。