高 潔，劉曉明 ，周文華，王紅亮，趙小生，葛 強，李建國

(1.中國輻射防護研究院/國家原子能機構核技術(放射性藥物非臨床評價)研發(fā)中心/中核放射毒理與放射性藥物臨床前評價重點實驗室/藥物毒理與放射損傷藥物山西省重點實驗室，太原 030006；2.山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院，太原 030001；3.成都紐瑞特醫(yī)療科技股份有限公司，成都 610200)

肝癌是全世界范圍內常見惡性腫瘤之一，國際癌癥研究機構(International Agency for Research on Cancer, IARC)發(fā)布的《2020年全球癌癥負擔報告》指出，全球肝癌新發(fā)病例數和死亡病例數分別為90.5677萬和83.018萬，其發(fā)病率和病死率分別居第5位和第3位[1]。手術切除和肝臟移植是原發(fā)性肝癌患者獲得長期生存預后的主要方法，但手術切除適用于不伴有肝硬化或肝硬化不明顯且腫瘤較小的患者，肝移植適用于直徑小于5 cm的單個腫瘤或腫瘤小于3 cm且不超過3個的患者[2]。國內外指南推薦使用經動脈化療栓塞術(transarterial chemoembolisation, TACE)、消融治療、外科手術、放射治療、系統(tǒng)治療、選擇性內照射治療(selective internal radiation therapy, SIRT)等方法治療中晚期肝癌[3-7]。其中選擇性內照射治療也稱為經動脈放射栓塞術(transarterial radioembolisation, TARE)，是將放射性微球通過微創(chuàng)介入灌注至腫瘤供血動脈，放射性微球隨血流分散并滯留在腫瘤末端小血管，通過持續(xù)釋放高能射線實現高選擇性地殺傷腫瘤細胞。90Y屬于高能純β射線衰變核素，最大能量2.28 MeV，平均能量 0.934 MeV、組織內平均射程2.5 mm，最大為11 mm、半衰期為2.67 d(64.1 h)、87%的能量可在8 d內釋放、有效放射可持續(xù)20.15 d(7.5個半衰期)等優(yōu)點[8]。目前全球已上市兩款90Y微球產品(SIR-Spheres?和TheraSpheres?)，分別采用樹脂微球和玻璃微球負載90Y，主要用于無法切除的中晚期肝癌的局部治療，已獲得美國國立綜合癌癥網絡(NCCN)、歐洲腫瘤內科學會(ESMO)等權威指南推薦。中國是肝癌大國，每年新發(fā)肝癌占全球病例的一半，其中原發(fā)性肝癌是目前我國第4位常見惡性腫瘤及第2位腫瘤致死病因。90Y微球選擇性內照射治療對我國中晚期肝癌的局部治療具有重要價值，已經引起國內臨床專家的關注，并被納入我國最新的肝癌診療相關指南。2021年，90Y樹脂微球作為進口藥品通過國家藥監(jiān)局(NMPA)審批上市，用于經標準治療失敗且不可手術切除的結直腸癌肝轉移患者的治療；同期完成首例TheraSpheres?治療原發(fā)性肝癌；我國自主研發(fā)的90Y炭微球顯示良好的臨床轉化潛力。為更好開展90Y微球產品在我國臨床研究與應用，推動同類產品研發(fā)創(chuàng)新，本文對90Y微球的種類與研發(fā)現狀、臨床應用以及在國內的發(fā)展情況和展望進行綜述，以期為我國90Y微球產品的研發(fā)與應用提供參考。

1 不同載體基質的90Y微球產品

研究發(fā)現肝臟腫瘤80%的血液供應來自肝動脈，而正常肝臟僅三分之一以下的血液供應來自肝動脈，其余來自門靜脈，推測可利用該特點通過腫瘤局部內照射治療肝癌，20世紀60年代陸續(xù)報道了肝臟放射性栓塞治療[2,8]。早期研制出的90Y陶瓷微球，因比重大、球化差、90Y易于泄露入血，可造成骨髓抑制等不良反應而被淘汰[9]，后續(xù)經過一系列的研究，出現了樹脂微球、玻璃微球、炭微球等，但是僅Thera-Spheres?和SIR-Spheres?通過美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準。一般認為，理想90Y微球應具有：① 形貌規(guī)整的球形，且粒徑分布相對均一；② 密度適中，防止在血液中形成沉淀或漂??；③ 放射性比活度要適宜(比活度：單位質量的微球負載的核素活度，Bq/mg、GBq/mg或GBq/g)；④ 對90Y具有高強度吸附或負載，以及較低的溶出率；⑤ 一定的機械強度和耐輻射性能；⑥ 較好的生物相容性和安全性，以避免微球輻照碎化后進入體循環(huán)系統(tǒng)造成損傷等特點。下面將對不同載體基質的90Y微球產品的研發(fā)和應用進行詳細闡述。

1.1 90Y玻璃微球

1.2 90Y樹脂微球

樹脂材料具有易于成球、理化性質優(yōu)良、易于進行功能化修飾的特點，且某些種類的樹脂具有良好的生物相容性，因此其作為放射性微球的載體材料得到較為廣泛的應用。苯乙烯樹脂、Bio-Rex 70等多種樹脂均可以用于制備樹脂微球。早在20世紀60年代即有通過動脈注射放射性樹脂微球進行腫瘤治療的報導[16]。與90Y玻璃微球是由中子轟擊含Y2O3的微球不同，90Y樹脂微球是通過離子交換的方式將90Y摻入樹脂基體表面制備而得[17]。20世紀90年代，Gray等制備了一種90Y標記的樹脂微球，在聚苯乙烯樹脂表面涂有交聯(lián)陽離子，通過陽離子交換在微球表面實現90Y核素負載[18]。并在2002年以商品名SIR-Spheres?獲批上市，適應癥為聯(lián)合使用氟尿嘧啶肝內動脈化療治療不可切除的結直腸癌肝轉移。2015年Subramanian等[19]用Biorex 70樹脂制備90Y樹脂微球，肝臟腫瘤模型實驗表明，與對照組相比，在7 d時肝臟中有(87.72±1.56)%的微球保留，具有進一步臨床應用的潛力。目前，僅有SIR-Spheres?樹脂微球通過FDA批準，但其放射性比活度較低(50 Bq/球)、貨架期短(一般要求1～3 d)，治療所需微球數目多(約40～80×106/3 GBq)，在灌注栓塞治療過程中因灌注微球數量較多可導致約20%的灌注停滯率(主要由于血管內徑和血流灌注動力學影響，微球灌注過程中發(fā)生堵塞、灌注反流等現象)(肝左葉給藥的發(fā)生率為36.6%，肝右葉給藥的發(fā)生率為15.4%，全肝給藥的發(fā)生率為4.5%)，即使以5%葡萄糖溶液為灌注液仍有約15%灌注停滯[20-22]，且部分患者會出現不同程度的返流、灌注停滯或異常沉積而帶來的肺、胃腸道等的放射性炎癥及其他不良反應[23-24]。因此，在使用90Y樹脂微球治療肝癌時，應該采用相應保護措施，以減少在胃腸道和肺產生的炎癥等不良反應。

1.3 90Y碘化油微球

碘化油是一種從罌粟籽油中提取的碘化酯，具有一定粘稠度，可以選擇性的保留在肝臟腫瘤內[25-26]。Wang等[27]用RP-18柱將90Y從90Sr中分離出來并保留在柱子上，然后用N，N，N′，N′-四(2-苯并咪唑甲基)-1，2-乙二胺(EDTB)偶聯(lián)的碘化油加入到90Y保留柱中，進行洗脫得到90Y-碘化油用于治療大鼠肝癌，但是該制備方法復雜，制備時間長，且部分90Y會從肝臟中釋放并積累在骨骼中(主要原因為游離90Y富集于骨骼部位)。Mu等[28]將二(2-乙基己基)正磷酸(P204)溶解在碘油中，并加入90Y溶液，通過液液萃取法得到新型肝癌介入治療藥物90Y-P204-碘化油，該制備方法不同于將90Y-配體萃取到有機相再與碘油標記，而是先將配合物溶解在碘油中再標記90Y。Bouvry等[29]認為碘油標記不是通過在碘油和螯合物之間形成共價鍵，而是通過將親脂性螯合物溶解到油性介質，因此，選用檜木醇作為高效親脂配體，制備90Y-檜木醇/碘油微球，但90Y-檜木醇在碘油中的溶解率很低，因此可能不適用于肝癌的治療。制備高效的90Y碘化油微球需要解決的問題在于配體的選擇，配體需具備易于標記、低毒特點，目前90Y碘化油微球的研究重點仍處于尋找合適配體，均尚未開展相關臨床應用研究。

1.4 90Y炭微球

活性炭是一種生物相容性好、吸附能力強、密度較小且耐輻射的材料，其比重與樹脂接近，具有堆積密度低、比表面積大、吸附性能強等特點，作為生物活性材料和輔料在醫(yī)藥領域內被廣泛應用[30-33]。Wollner等[34]通過Aminex Q-150 S-8%交聯(lián)苯乙烯、二乙烯基苯共聚陽離子交換樹脂吸附90Y，648 ℃高溫碳化制備炭微球。張錦明等[35]直接使用機械碎化的醫(yī)用活性炭與90Y-EDTA溶液混合得到90Y標記的微米級活性炭，經肌肉或腹腔注射后顯示90Y-活性炭具有較好的生物體內安全性及穩(wěn)定性，但該90Y炭材料的球形化差、粒徑均一性低，未見進一步的應用評價。國內成都紐瑞特醫(yī)療科技股份有限公司自主研發(fā)的90Y炭微球產品已經按照一類新藥提交了臨床申報并獲得了中國藥審中心的正式受理。該微球以樹脂為原料，經高溫炭化后獲得了球形規(guī)整、粒度分布窄(20～45 μm)、密度適中(1.8 g/cm3)的炭微球，通過吸附實現了90Y的大容量、穩(wěn)定負載。該產品在溶液中分散均勻易于混懸給藥，比活度高，90Y溶出率遠低于0.1%[36]。因此，通過優(yōu)化90Y炭基微球的密度、粒度大小、核素高負載與低溶出等理化性質，可實現在病灶內的充分分布及良好的臨床治療效果；同時，活性炭廣泛用于醫(yī)藥領域，毒副作用更小，提示炭基微球將會具有很好的臨床轉化潛力。

1.5 其他

用傳統(tǒng)熔融-淬冷法制備的玻璃微球，僅含有17%的Y2O3，所以Kawashita等[37]采用高頻感應熱等離子體熔融技術制備了Y2O3含量更高的Y2O3和YPO4陶瓷微球，并具有較高的穩(wěn)定性。硅基材料具有耐輻射、不溶性、無毒、易于均勻球形化等特點，Nosrati等[38]采用溶膠-乳液-凝膠法制備了一種新型醫(yī)用低密度硅核/氧化釔殼型微球，研究表明，該微球比玻璃微球具有更小的密度，血流動力學傾向性更高，更容易富集于富血供腫瘤。此外，還有部分學者制備了聚合白蛋白微球[39]和磁性定向聚乳酸微球[40]，但在制備和使用過程中存在制造時間長、抗輻射能力弱等情況。上述微球產品均處于基礎研究階段，未見更詳細的應用評價和臨床研究報道。

2 臨床應用

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)等原發(fā)性肝癌和結直腸癌肝轉移(colorectal cancer liver metastases, CRLM)是目前肝臟最常見的惡性腫瘤[41]。SIR-Spheres?和Thera-Spheres?被FDA批準分別適用于治療手術不可切除的CRLM和HCC，還可以用于治療肝內膽管細胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma, ICC)[42]、肝細胞癌伴門靜脈癌栓[43]、神經內分泌腫瘤肝轉移(neuroendocrine tumor liver metastase, NETLM)[44]等。此外還可以同一線、二線、三線藥物或免疫檢查點抑制劑(單抗PD-L1)聯(lián)合使用治療肝癌。

2.1 臨床適應癥和禁忌癥

90Y微球主要用于無法切除的中晚期肝癌的局部治療，在國外已開展近二十年臨床應用，并已獲得美國國立綜合癌癥網絡(NCCN)、歐洲腫瘤內科學會(ESMO)等權威指南推薦，對巴塞羅那分期(BCLC)B和C期肝癌患者的腫瘤局部控制具有重要應用價值，主要應用于腫瘤數目過多或體積較大不適合行TACE治療的中晚期肝癌患者，可顯著延長肝癌患者無進展生存期，增加肝移植手術的機會，顯著提高腫瘤反應率，使腫瘤縮小獲得手術切除機會，降低術后復發(fā)風險[45-47]。目前臨床上SIR-Spheres?適用于治療手術不可切除的CRLM，Thera-Spheres?適用于手術不可切除HCC治療，使腫瘤降級，為手術切除或肝臟移植創(chuàng)造機會[47]。但患者同時需滿足以下條件：① 年齡≥18歲；② 體力狀況評分ECOG≤2或Karnofsky評分為60%～100%；③ 預計生存期超過3個月；④ 滿足血液學指標(詳情見表1)；⑤ 適合動脈選擇性插管和血液造影[48]。

表1 90Y微球放射性栓塞治療肝癌血液學指標滿足情況Table 1 Requirements of 90Y microsphere radioembolization for hepatoma hematology

90Y微球放射性栓塞治療肝癌禁忌癥主要為：(1) 絕對禁忌癥：① 肝功能嚴重障礙，Child-Pugh C級患者；② 合并活動性肝炎或嚴重感染患者；③ 腫瘤彌漫或遠處廣泛轉移，預期生存期<3個月；④ 體力狀況評分ECOG>2或Karnofsky評分<60%；⑤ 惡病質或多臟器功能衰竭；⑥ 不可糾正的肝動脈-胃腸道動脈(門靜脈瘺、肝靜脈)分流；⑦ 肝肺分流百分數(lung shunt fraction, LSF)超過安全閾值(玻璃微球>10%，樹脂微球>20%)，或單次肺部輻射劑量超過30 Gy或累積劑量超過50 Gy；⑧ 孕婦或哺乳期婦女。(2) 相對禁忌癥：① 無法糾正的凝血功能障礙；② 腎功能障礙，肌酐>176.8 μmol/L或肌酐清除率<30 mL/min；③ 嚴重碘對比劑過敏；④ 膽紅素水平急毒升高及嚴重腹水[48-49]。

2.2 90Y微球在原發(fā)性肝癌中的應用

90Y微球可以作為姑息治療手段單獨用于其他治療手段無效的肝癌患者。Sangro等[50]在多中心回顧性研究中發(fā)現325名不適合手術切除、TACE或系統(tǒng)治療的患者經90Y放射性栓塞治療后中位總生存期分別達到BCLC-A期24.4個月，B期16.9個月，C期10.0個月，且僅6.1%的患者出現3級以上不良反應。基于此研究，90Y微球于2012年被納入EMSO肝癌推薦指南。Meyer等[51]的一項回顧性研究中發(fā)現115名不能手術切除的HCC患者(BCLC-A:6.1%,B:33.9%,C:60.0%)接受90Y 微球治療后，沒有4～5級的臨床不良反應，客觀緩解率為35.6%，疾病控制率為76.7%，BCLC分期為A、B、C期的患者死亡時間分別為：52.8、12.4、6.1個月(中位生存期為8.4(0.3～82.8)個月)。90Y微球在臨床上也常作為降級治療或等待肝移植的過渡治療，Tabone等研究發(fā)現，54例患者接受SIR-Spheres?的放射栓塞治療后有5例降級至手術治療，8例未降級但部分緩解或病情穩(wěn)定，11例經放射栓塞治療后疾病進展，中位生存期分別為70、24和11個月，且沒有發(fā)現嚴重的副作用[52]。同時90Y微球也可以用于手術不可切除且其他治療失敗的ICC，王草葉等在一項回顧性研究中共納入296例患者，中位隨訪時間是14.4個月，中位生存時間是16.3個月，3個月的疾病控制率是 87.9%，治療后有18例(18.9%)患者腫瘤降級，17例患者進行了手術切除治療，1例進行了肝移植手術[53]。此外，臨床上90Y微球還可以用于內放射肝段/肝葉切除術以及肝癌復發(fā)后的補救治療[54]。

2.3 90Y微球在轉移性肝癌中的應用

90Y微球可用于結直腸癌肝轉移的局部治療，2001年，Gray等[55]在一項CRLM Ⅲ期臨床試驗中發(fā)現，與單獨氟尿嘧啶HAIC治療組相比，HAIC治療12 d后聯(lián)合SIR-Spheres?治療的患者3～4級不良反應無明顯增加，肝臟疾病進展中位時間顯著延長(15.9 vs 9.7個月)，一年、兩年、三年、五年生存率明顯提高(72%、39%、17%、3.5% vs 68%、29%、6.5%、0%)。基于該研究，于2002年FDA批準90Y樹脂微球SIR-Spheres?用于CRLM的治療。此外90Y微球可以用于結直腸癌肝轉移的一線、二線、三線的聯(lián)合治療和挽救治療中與化療聯(lián)用[56]。Van Hzael[57]等在一線治療聯(lián)用中開展了5-氟尿嘧啶/亞葉酸鈣與SIR-Spheres?聯(lián)用治療晚期結直腸肝轉移研究，發(fā)現與單獨使用5-氟尿嘧啶/亞葉酸鈣相比，SIR-Spheres?聯(lián)合治療可顯著延長中位無進展生存期(18.6 vs 3.6個月)、中位生存期(29.4 vs 12.8個月)。Chauhan等[58]在SIR-Spheres?聯(lián)合二線治療一線化療期間或之后出現疾病進展的療效研究中發(fā)現，與單獨化療相比，聯(lián)合治療顯著提高了緩解率和肝臟特異性無進展生存期，盡管聯(lián)合治療組毒性增加，但兩組患者的生活質量沒有顯著差異。90Y微球在臨床上也常作為手術不可切除且化療耐藥CRLM治療手段，以及其他肝轉移治療。劉瑞青等[59]回顧性分析了21項研究中手術不可切除且化療耐藥CRLM患者SIRT治療3個月后，中位腫瘤完全緩解率為0.9%、部分緩解率23.0%、疾病穩(wěn)定率為35.4%、疾病進展率為26.4%；中位肝內疾病進展時間為6個月、無疾病生存時間為4.8個月和總生存時間為9.8個月；且具有較低的放射性肝病、放射性腸炎等并發(fā)癥和乏力、腹痛、惡行、嘔吐等不良反應。但由于β射線對組織的破壞作用和阻斷血流的作用較輕，且90Y微球不具有非放射毒性，上述癥狀大多輕微且數日內可自愈[60]。賈中芝等[61]回顧性分析了不可切除的神經內分泌腫瘤肝轉移患者SIRT治療后，中位腫瘤控制率為89.5%。中位生存期為31.9個月，1、2、3年中位生存率分別為81.9%、60%和46%。

2.4 其他

對于進展期肝癌伴門靜脈癌栓的患者，預后中位生存期自然進程僅為2.7～4個月，90Y微球栓塞可以用來降期治療[62]，且發(fā)現使用玻璃微球可以延長患者中位生存期至9.5個月[63]。Pracht等[64]在一項90Y-microS 放射性栓塞治療HCC伴門靜脈癌栓的研究中，18名患者疾病控制率為88.9%且4名患者成功降級。

近幾年，以免疫檢查點抑制劑為首的免疫治療已成為對常規(guī)難以治愈癌癥的有效措施，且證明對包括肝細胞性肝癌和各種肝轉移瘤在內的肝腫瘤安全有效[65]。研究發(fā)現，像90Y這樣具有腫瘤殺傷能力的放射性核素，能誘發(fā)免疫介導的抗腫瘤能力，如顆粒酶B呈高表達、CD8+T細胞、CD56+NK細胞浸潤等腫瘤浸潤性白細胞呈局部免疫激活跡象；且上調先天性和適應性免疫激活相關基因，如MHCⅡ類分子的抗原呈遞、與CD28依賴的Vav1和Akt相關的T細胞激活通路[66]。Kim等[67]研究發(fā)現輻射通過IFN-γ/STAT3信號通路上調腫瘤細胞中PD-L1的表達，與單獨使用單抗PD-L1治療相比，放療聯(lián)合用PD-L1治療可延緩腫瘤生長顯著提高抗腫瘤能力(7周生存率，90% vs 0%或30%)，提示放射性內照射治療與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合具有臨床轉化潛力。Klee等[68]研究發(fā)現，使用90Y微球和納武單抗聯(lián)合治療肝細胞肝癌能顯著提高對HCC的緩解率和反應深度其機制與90Y增加腫瘤細胞的抗原呈遞而促進抗腫瘤免疫反應相關。 Zhan等研究發(fā)現，90Y微球栓塞后接受免疫檢查點抑制劑治療可使中位生存率由7.8個月提高至17.2個月，且治療安全性良好[69]。

3 90Y微球在國內的發(fā)展

中國是肝癌高發(fā)國[70]。2020年，中國臨床腫瘤學會發(fā)布《原發(fā)性肝癌診療規(guī)范(2019年版)》納入選擇性內照射治療；2021年，國內專家先后發(fā)表《釔90微球管理專家共識》和《釔90微球選擇性內放射治療原發(fā)性和轉移性肝癌的中國專家共識》。為了能夠更快滿足國內肝癌臨床治療的需求，對于90Y微球的引進及研發(fā)均已引起了廣泛重視。2018年，遠大醫(yī)藥有限公司收購90Y樹脂微球SIR-Spheres?(澳洲Sirtex公司)；2021年9月，在海南博鰲樂城國際醫(yī)療旅游先行區(qū)以特許準入方式完成國內第一例SIR-Spheres?肝癌臨床治療；2022年，SIR-Spheres?進口注冊獲批上市，用于經標準治療失敗的不可手術切除的結直腸癌肝轉移患者的治療，也是中國首個批準用于治療結直腸癌肝轉移灶的放射性栓塞藥物產品。同期，中國內地首例采用TheraSpheres?治療原發(fā)性肝癌的介入手術在東南大學附屬中大醫(yī)院完成，意味著 “一項比較特釔菲爾(90Y玻璃微球系統(tǒng))與傳統(tǒng)經動脈化療栓塞治療中國不可手術的原發(fā)性肝癌患者人群安全性及有效性的多中心、前瞻性、開放標簽的隨機對照臨床研究(S6371)”正式實施。在2021年6月，國家原子能機構牽頭八部委發(fā)布《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》，并提出有載體90Y與微球輻照制備等工程化技術研究方向。2021年3月，波士頓科學與成都紐瑞特醫(yī)療科技股份有限公司達成商業(yè)合作，計劃將TheraSpheres?引進國內本土化生產。此外，在四川省重大科技專項支持下，中國工程物理研究院核物理與化學研究所聯(lián)合企業(yè)開展協(xié)同攻關，突破了冷微球制備、堆內輻照及質控工藝、放射性微球自動精確分裝等關鍵核心技術，成功自主研制了90Y玻璃微球。并且隨著國內相關團隊對新的90Y微球的研制，有自主產權的產品將很快進入到臨床實驗，不斷豐富90Y微球的產品。

4 展望

HCC早期癥狀隱匿，大部分患者在就診時已處于中晚期，且大多合并嚴重的肝硬化，可手術治療的僅為20%～30%，大多數被推薦使用選擇性內放射治療等局部療法。90Y微球主要用于原發(fā)性肝癌、轉移性肝癌，效果優(yōu)于傳統(tǒng)TACE治療，手術效果媲美外科手術消融，能夠一定程度實現根治性治療目的，術后反應較輕、患者生活質量較高，更加適合門靜脈癌栓、結直腸肝轉移患者。但是，治療費用較高，并且放射性栓塞治療的效果一定程度上取決于臨床適應癥篩選和禁忌癥的把握。近年，臨床選擇90Y微球栓塞或與其他療法聯(lián)合治療，如與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合使用提高晚期肝癌患者的生存期。截止目前，除TheraSpheres?和SIR-Spheres?批準上市，其余均處于研發(fā)階段。尋找密度適中易于灌注、可高效負載90Y、更加穩(wěn)定、可生物降解、毒副作用小、不依賴反應堆輻照、多規(guī)格可供臨床選擇的微球，以及研究臨床聯(lián)合其他療法以延長患者生存期仍是今后微球藥物研發(fā)的發(fā)展趨勢，這對推進具有我國自主知識產權的90Y微球肝癌治療臨床轉化，對填補我國肝癌臨床治療新技術的迫切需求具有重要意義。