应用领域或范围

8.2.3.1　在药物ADME中的应用

对于口服药物来说，必须经过肝脏首过消除才能进入全身血液循环。这使得被吸收的母体药物在进入全身血液之前已有一部分被肝药酶代谢而转化成代谢产物。在新药研究的早期，想要获得目标药物体内代谢物的具体信息并不容易，若只检测血浆样品中的原药而忽略这部分的代谢产物，测得的结果并不能真实地反应药物的吸收。然而，如果在研究中使用放射性同位素来标记母体药物，就不存在代谢物检测的困扰。如Sandhu等在进行微量给药后犬药代动力学研究中，利用灵敏度极高的加速器质谱(acceleratormass spetrometry，AMS)技术考察了极微量药物在犬体内吸收等药代动力学行为，获得该候选新药的血浆清除率为5.8mL·min－1·kg－1、消除半衰期为17.5 h。口服生物利用度接近100%的药动学数据。Xie等研究了大鼠静脉注射14 C标记的双氢青蒿素后连续9d收集尿液和粪便。结果显示，给药大鼠9d内尿液和粪便的总放射量分别占给药量的52.09%和40.39%，鼠笼清洗液的总放射量占给药量的1.88%，总计94.36%，回收率良好，符合物料平衡的要求。

8.2.3.2　在新药安全性评价中的应用

美国FDA早已把应用放射性同位素标记化合物对动物和人给药后的药代动力学研究数据作为新药安全性评价的重要依据，并制定了详尽的指南。新药研发过程中，了解候选药物在人体和用于毒理和药效研究的动物体内的变化情况至关重要。因此，在新药研发不同阶段必须进行各种体内药物代谢动力学试验以阐明候选药物的吸收、分布、代谢、排泄等性质。尽管液质联用技术已大量用于这些试验，但放射性同位素标记技术仍被广泛应用。低能量放射性同位素(如14 C，3 H)标记化合物应用于药代动力学研究已有半个多世纪的历史。低能量放射性同位素生物界背景很低因而检测容易且灵敏、半衰期较长而不需要根据放射性半衰期矫正实验结果、可定量分析候选药物产生的代谢产物而不需知道它们的结构、产生的非离子化β射线能量极低而不需特殊防护，目前在多数情况下尚无别的取代方法。因其结果简单明了，被公认为药代动力学试验的“金标准”之一。

8.2.3.3　在中药研究中的应用

同位素技术的应用为中药研究提供了方便快捷、切实可行的方法。同位素示踪技术在揭示中药作用原理、中药筛选、中药治疗癌症、中药对胃排空影响的作用等方面起着重要的作用。有研究者用3 H标记毛青甲素，观察毛青甲素在大鼠体内的分布与排泄的动态变化以及毛青甲素在小鼠体内的整体放射自显影。结果显示，其心、肺、肝、肾、血液及骨骼肌组织中的示踪剂含量最高，大脑、睾丸、眼球组织中也有明显摄取，说明这些组织是该药的敏感器官，并可透过血脑、血睾屏障，最终主要经肾脏从尿液排出体外，这一结果与毛科青的归经记载十分吻合。同位素在中药的药理、药效、药物筛选等多方面研究中发挥了一些不可替代的作用，为中药单方和复方有效成分的研究提供了切实有效的研究方法。相比于其他研究方法，同位素在中药研究中具有简便、快速、指标判断定量化、特异性好、灵敏度高等优点。

8.2.3.4　在临床医学研究中的应用

在医学上应用同位素示踪主要是为了诊断病情。如放射性的碘化钠在人体内的作用于通常的碘化钠完全相同。这些碘元素集中在甲状腺，然后转变为甲状腺荷尔蒙。而且有些放射性的原子能够附在骨髓、红血球、肺部、肾脏或留滞在血液中，可被适当的仪器检测出来，作为检查各部位病情的依据。此外，苯酮尿症可导致智力发育障碍，如果在婴儿出生的最初数周能发现苯酮尿症并用特殊饮食(限制苯丙氨酸)加以控制，则可减少痴呆症的发生率。实验结果发现，用氘标记苯丙氨酸引入体内后，正常人血及尿中都可以发现氘标记酪氨酸及其代谢产物，而苯酮尿症患者则转变减少甚至没有。

8.2.3.5　在生物学研究中的应用

利用稳定同位素标记示踪法，可以研究和评价营养元素、有毒金属在生物体内的传输与生物化学作用机制。稳定同位素技术在Ca代谢研究中得到了一定的应用，包括测定Ca吸收率、确定Ca的需要量、Ca代谢动力学研究和评价影响Ca代谢的因素等。随着ICP－MS技术的日渐成熟，越来越多的被应用于检测标记金属同位素等研究方向。利用稳定同位素示踪结合电感耦合等离子体质谱建立一种低浓度重金属污染的测量方法，采用稳定富集重金属同位素206 Pb和112 Cd对大鼠进行灌胃，通过相应的操作和化学处理，用ICP－MS测量铅、镉元素在各个脏器中的含量及其同位素组成变化，根据同位素比值的变化研究和在各脏器的分布、蓄积规律，并且利用凝胶排阻色谱(SEC)与ICP－MS联用技术，研究灌胃低浓度Cd同位素后大鼠中各器官组织中Cd与蛋白结合的形态，结果发现，Cd主要在肝、肾和睾丸与硫蛋白结合形成金属硫蛋白。稳定同位素技术因其方法安全、准确并且相对简单，因此在这一领域的应用越来越广泛。

8.2.3.6　在反义核酸研究中的应用

放射性同位素示踪技术是最早用于药物临床前药代动力学研究的方法之一，灵敏度高，通过测定总放射性来进行定量，液体闪烁测量和放射自显影均属于该法。该技术结合SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳还可以对序列的完整性和序列缩短的代谢产物进行分析。目前已进入临床试验的反义核酸药物，其临床前药代动力学研究大多采用此法。由于35 S、32 P和3 H的半衰期可以满足多数药物的实验周期要求，并且使反义核酸所含有的元素，同位素效应小，因而应用最多。125 I理化性质稳定，检测方便，随着标记方法的完善使其应用逐渐增多。用放射性核素标记人工合成的反义寡核苷酸，引入体内后，便可追踪其与病变组织中过度表达的目标DNA或mRNA发生特异性结合的过程，从而在基因水平早期定性诊断疾病，在确诊后还可换成治疗型同位素放疗。用放射性同位素标记的反义核酸作为显像剂和放射性药物具有众多优点，但目前的标记方法普遍存在标记率低、分离过程复杂等缺点。