稀土元素在医疗中的应用及其风险管理​​

稀土元素（lanthanides, Lns）包含镧系元素（La-Lu）及钪（Sc）、钇（Y）共17种元素，其独特的4f电子结构赋予其优异的光电磁特性[1]。近二十年来，稀土化合物在磁共振成像（MRI）造影剂、放射性核素治疗及生物标记技术等领域取得突破性进展[2]，特别是钆（Gadolinium, Gd）和镥（Lutetium, Lu）广泛应用于医院的影像科和核医学科。然而，其在体内蓄积导致的肝、肾和神经毒性风险不容忽视[3]。因此，需通过多学科协作构建涵盖用药评估、剂量优化、毒性监测及个体化干预的全流程风险管理体系，在充分发挥稀土元素诊疗价值的同时，最大限度降低潜在风险，确保临床应用的安全性与有效性。

医学影像与诊断

在现代医学影像学中，拥有一双能看穿组织、洞悉病灶的“火眼金睛”是所有医生的梦想。而稀土元素，特别是钆（Gd），正是帮助MRI实现这一梦想的关键。

钆基化合物（gadolinium-based contrast agents, GBCAs）是目前临床最常用的MRI 造影剂，其核心机制正是通过顺磁性钆离子（Gd3+）显著增强周围水质子的纵向弛豫效率（r1），从而缩短T1时间，在图像上形成高信号对比，显著提升病灶与正常组织的对比度，提高诊断准确性[4]。

大量临床研究表明，钆喷酸葡胺（Gd-DTPA）及其衍生物增强MRI在脑转移瘤、肝癌和乳腺癌的诊断中具有显著优势。对于肝癌，Gd-DTPA及其衍生物（如Gd-EOB-DTPA）增强MRI的敏感性和整体诊断准确率均高于增强CT，尤其在检测直径小于2厘米的肝细胞癌时表现更为突出，能更早发现小病灶[5]。对于脑转移瘤，Gd-DTPA增强MRI在病灶对比度、边界清晰度和病变范围显示上均优于CT，在小于10毫米的微小病灶上能更准确地指导手术和后续治疗[6]。此外，MRI对软组织分辨率更高，能更好地显示肿瘤与周围组织的关系，这对于乳腺癌等软组织肿瘤的早期发现、准确分型和治疗方案制定也具有重要价值[7]。近年来，铕（Eu）和铽（Tb）配合物及其纳米探针在肿瘤靶向、病理可视化和术中引导方面取得了显著进展。新一代铕配合物通过与肿瘤特异性分子（如前列腺特异性膜抗原PSMA）结合，实现了对肿瘤细胞的高亲和力靶向，并能在小动物模型中通过光学成像有效指导肿瘤切除[8]。将铕/铽（Eu/Tb）配合物与转铁蛋白等靶向分子结合，可实现肿瘤细胞的双模态成像（时门荧光与磁共振），提升了诊断的准确性和空间分辨率[9]。

肿瘤靶向治疗

如果说稀土在诊断领域扮演的是“侦察兵”的角色，那么在治疗领域，它则化身为冲锋陷阵的“特种兵”。稀土放射性同位素（如镥-177、钇-90）在放射性核素治疗中展现精准杀伤能力。尤其是以镥-177（Lu-177）为代表的肽受体放射性核素治疗（PRRT），成为前列腺癌治疗的“新贵”。

Lu-177是一种能释放β射线的放射性同位素，其射程很短（约2毫米），这意味着它可以对肿瘤细胞进行“贴身”的、高剂量的放射打击，而对周围正常组织的损伤较小。通过将Lu-177与能够特异性靶向癌细胞表面受体（如前列腺特异性膜抗原PSMA）的分子连接起来，我们就得到了一种“生物导弹”。这种药物注入体内后，会自动寻找并结合到癌细胞上，然后“引爆”其携带的放射性核素，实现精准杀伤[10]。2022年，Pluvicto（177Lu-PSMA-617）获美国 FDA 批准用于治疗前列腺特异性膜抗原（PSMA）阳性的转移性去势抵抗性前列腺癌[11]。除此之外，钇-90（Y-90）微球疗法是一种选择性肝内放射治疗，主要用于不可切除的肝细胞癌（HCC）和结直肠癌肝转移瘤（mCRC），如TheraSphere®和SIR-Sphere®产品，通过精准定位实现局部肿瘤控制。未来，纳米材料作为药物载体，可协助稀土元素实现更智能的肿瘤靶向治疗。这些纳米颗粒可以被设计成在肿瘤特有的微环境（如酸性、乏氧）中才释放药物[12-13]，或者通过外部刺激（如光、磁场）来激活[14-15]，从而进一步提升治疗的精准度，降低全身性毒副作用。

稀土元素在医学应用的安全保障

临床研究和病例报告表明，反复使用钆基造影剂（GBCAs），尤其是在肾功能不全患者中，可能导致肾纤维化（如肾源性系统性纤维化，NSF）和神经毒性症状[16-17]。钆对比剂的分子稳定性是影响NSF发生风险的关键因素，低稳定性的线性钆剂（如Gd-DTPA）更易释放游离钆离子，增加毒性风险[17]。在保障用药安全上，估算肾小球滤过率（eGFR）筛查高风险人群，优先使用高稳定性的大环类 GBCAs（如 Gd-DOTA），并根据体重精确计算最低有效剂量（通常 0.1 mmol/kg），可大幅降低NSF发生率[18]。对需多次增强 MRI 检查的肿瘤患者，可随访患者每 3 个月复查血肌酐与尿微量白蛋白，及时发现早期肾损伤信号。

在放射性核素治疗领域，用药安全需聚焦剂量个体化与毒性预警。针对177Lu-PSMA-617治疗的 mCRPC 患者，药师可结合患者体重、肿瘤负荷及 PSMA PET/CT 的摄取程度，协助核医学医师计算个性化辐射剂量（通常 7.4 GBq / 周期） [19]，此外，轻度血液毒性很常见，弥漫性骨髓受累是更严重骨髓抑制的危险因素 [20]，监测治疗前血小板计数（＜100×10⁹/L 时需减量）可降低骨髓抑制风险。对于接受 Y-90 微球治疗的肝癌患者，药师可推荐个体化剂量调整，结合肿瘤体积与肝功能参数，采用蒙特卡罗模拟优化给药方案 [21]。同时规避与奥沙利铂等肝毒性化疗药物的联用，减少肝功能衰竭风险。

稀土元素从“工业味精”跃升为“诊疗尖兵”，既拓宽了临床视野，也放大了用药风险。唯有让影像科、核医学科、药学与检验科持续“同屏共振”，把每一次eGFR筛查、剂量精算、AI预警、多学科会诊都转化为循证决策，方能在“看得更清”与“做得更准”之间找到安全支点。让稀土医疗在精准、可控、可追溯的轨道上，为患者点亮更安全、更长久的生命之光。

文献列表

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