2024年核医学行业专题报告：核药具有多重临床优势，高壁垒造就寡头垄断格局

核药应用于临床诊断和治疗，具有多重优势

放射性核素的核衰变释放特性各异的α、β和γ粒子

放射性核素发生核衰变时自发释放电离辐射。核素（Nuclide）是指具有特定数量质子和中子的原子。其中原子核稳定、不会发生放射性衰变 的核素则称为稳定核素；而放射性核素(Radionuclide)的原子核不稳定，在衰变成其他核素时会自发性地放出电离辐射，原子核越不稳定半 衰期越短、放射性越强。常用于临床诊疗的核素包括钼-99、锝-99m、碘-125/131、碳-14、镥-177、氟-18、钇-90和锶-89等。

α、β和γ粒子具有不同特性，应用于不同临床场景。核衰变时，原子会释放α粒子、β粒子、γ粒子等，其中α粒子具有传能线密度（Linear Energy Transfer，LET）高、电离辐射效应大、细胞杀伤效率高、穿透力弱和射程短的特点；β粒子的LET、电离辐射效应和细胞杀伤效率相 较α粒子稍弱，但穿透力更强；而γ粒子的LET、电离辐射效应和细胞杀伤效率在三者中最弱，穿透力最强。由于具有较大的电离辐射效应， 释放α粒子、β粒子的核素通常用于临床治疗；而释放γ粒子的核素由于高穿透力常用于临床诊断。

核药用于影像诊断和临床治疗，RDC是当前热门研发方向

核药是含有放射性核素的特殊制剂，广泛用于影像诊断和临床治疗。放射性药物，也称核药，是含有放射性核素的一类特殊制剂。根据临床用 途可分为诊断类核药和治疗类核药。当用于治疗时，核药通过选择性聚集在病变组织并产生局部电离辐射生物效应，抑制或破坏病变组织。当 用于诊断时，通常将人体代谢所需或组织会主动摄取的物质标记上放射性核素，通过成像设备观察核素在体内不同部位的分布情况，来示踪活 体内正常和病变组织的血流、功能、代谢等生理状态。

核药结构多样，具有靶向性的RDC是当前热门的核药研发方向。根据图4，核药根据结构可以分为：(a)裸核素；(b)有机小分子；(c/d)放射性配 体疗法RDC/RLT；(e/f)由纳米或微球载体携带的核药，其中RDC由于靶向性更佳成为当前热门研发方向。RDC为偶联药物，一般包含四部分：1） 靶向配体：识别和结合肿瘤靶点，可以为抗体或多肽等；2）连接子：连接靶向配体和螯合剂；3）螯合剂：在到达肿瘤细胞前稳定放射性核素； 4）放射性核素：通过放出电离辐射，使病变组织凋亡。

诊断类核药可实现功能代谢成像，在敏感性上具有显著优势

核医学成像目前是唯一能实现代谢过程功能成像的成像技术。影像诊断是临床上诊断疾病的重要手段，主要的种类有X射线成像、计算机断层 成像（CT）、核共振成像（MRI）、超声成像（US）和核医学成像（ECT，包括PET-CT/SPECT）。ECT不仅能像其他影像学成像一样显示人体解 剖结构，也能提供生化功能信息，包括脏器或组织的血流和代谢活性等。ECT的敏感性强，能发现微小病灶进行早期诊疗，还具有成像范围广 等优势。其中，F-18和I-124常用于PET诊断；Tc-99m衰变产生γ射线具有强穿透性，为最常用的SPECT的放射性核素。

核药具有诊疗一体化、不易耐药及靶向化治疗的优势

RDC是临床实操中唯一能够实现诊疗一体化的药物。相同的靶向配体和连接子的RDC分子既可以与释放γ射线的诊断核素结合，也可以与释放α 和β射线的治疗核素相结合。基于这种特性，RDC可以在临床上实现诊疗一体化服务（Theranostics）。例如，RDC分子可以与同一癌症病灶结 合，与诊断核素结合时可以在影像中清晰展示病灶的形态和大小，与治疗核素结合时可以物理破坏癌细胞结构达到缩小病灶的效果。在疗程中， RDC分子可以分阶段展现癌症治疗效果，实现癌症的诊断、分级与分期、治疗、疗效监测及预后判断等过程。

诊断和治疗通常由两种核素分别实现。由于能同时实现成像和治疗的核素较少，诊疗一体化实际上由两个不同的核素实现。例如诺华于2022年 3月获批上市的靶向PSMA的放射性配体疗法Pluvicto，68Ga-PSMA-11用于诊断，而177Lu-vipivotide tetraxetan用于治疗。

国内外核药发展方兴未艾，治疗性核药驱动市场扩容

治疗性核药为全球核医学市场高速扩容主要驱动力

治疗性核药带动全球核药市场未来5年保持高速增长。根据医药魔方，截止2024年7月4日，全球有88款放射性新药获批上市，仅有18款用于治 疗。与之对应，根据MEDraysintell，2022年全球核药市场规模约为70亿美元，其中治疗类核药仅占20%。预计2022-2028年全球核药市场规模 将以CAGR 18%增长至约187亿美元，其中治疗类核药市场规模以CAGR 38.5%增长至约86亿美元，占全球核药市场规模的比例将上升至45.8%。治 疗类核药放量主要得益于1）已上市产品需求旺盛和适应症拓展；2）新药的持续上市。诊断类核药市场规模增长的主要驱动力为：1）核医学 诊断设备的增加；2）新核素或已有核素对诊断疾病范围的拓展；3)治疗类核药上市数量增加，带来更多诊疗和病情跟踪需求。

重磅单品上市驱动治疗性核药市场增长

近年多款临床表现优异的治疗性核药上市，驱动市场扩容。以Novartis的177Lu-Pluvicto和177Lu-Lutathera为例。1）Pluvicto于2022年3月被 FDA批准用于治疗使用过雄激素受体途径抑制剂（APRI）和紫杉醇化疗的前列腺特异性膜抗原（PSMA）阳性转移性去势抵抗性前列腺癌 （mCRPC）患者。Pluvicto上市后迅速放量，2023年销售额达到9.8亿美元（yoy +261%），2024Q1仍保持高速同比增长yoy +46.9%达到3.1亿 美元。在2024年美国核医学与分子影像学会会议上，3期PSMAfore第2次期中临床显示，相较更换ARPI疗法， Pluvicto将主要终点中位rPFS （影像学无进展生存期）从5.59个月提升至12.02个月，且安全性更优，有望推动Pluvicto前移至一线疗法。此外，Novartis还计划将 Pluvicto的适应症拓展至转移性激素敏感性前列腺癌（mHSPC）和存在转移病灶的寡转移性前列腺癌（Oligometastatic PC）。

在产能方面，2023年4月美国Millburn和欧洲Zaragoza核药工厂的投产改善了Pluvicto的产能瓶颈。此外，美国Indianapolis的核药工厂将于 2024年初开始商业化生产，预计2024年产能将提升至25万剂/年。Novartis后续也将在中国和日本建厂。新地区核药产能的落地能提高产量、 扩大供应范围，叠加Pluvicto适应症的拓展和前移，Novartis预计该款药物销售峰值将达到20亿美元。

丰富后期在研管线保障核药市场高速增长，早期管线中治疗类核药增加

丰富的后期在研管线为未来全球核药市场高速增长作保障，早期管线中治疗 类核药数量显著增加。根据弗若斯特沙利文，截至2023年10月，按照药物品 种统计，全球共计有339款放射性新药处于临床试验及申请上市阶段，232款 为诊断用放射性新药、107款为治疗用放射性新药；其中，分别有9个、35个 以及2个品种处于临床2/3期、临床3期以及申请上市阶段。2期以后的后期管 线中，大部分为诊断用放射性。但可以看到，处于临床1期和临床1/2期以及 临床2期的放射性新药中治疗类核药的数量显著提升。

放射性新药在研靶点集中度较高。根据医药魔方数据显示，截止2024年7月5 日，全球临床阶段在研放射性新药管线共针对200个不同的靶点，其中top10 靶点的管线数量占总管线数的42.5%，较为集中。

政策助推我国核药行业补齐短板，行业将进入加速发展期

政策或将推动我国核药行业进入加速发展期。根据沙利文，2021年之前中国核药市场规模较小且增长缓慢，主要因为核药产业链和相关法规的 建设仍处于初期。根据2021年《医用同位素中长期发展规划（2021-2035年）》，1）在供给端，我国已有的5座医用同位素研究堆由于能力条 件、术流孔道和术流时间等因素，只能自主生产碘-131以及小批量的镥-188和锶-89。碘-131和锶-89仅能满足国内20%的需求，镥-188仅能满 足5%，其他常用堆照医用同位素均依赖进口。此外，医用同位素生产的加速器大部分依靠进口，其他生产技术仍处于验证阶段；2）在需求端， 我国ECT设备的安装受到配置证限制，检查价格昂贵但部分地区仍未医保覆盖，一定程度抑制了核医学诊疗需求的释放。从具体数据看，我国 每万人开展核医学检查的人数约为19人，仅为全球平均水平的30%左右；3）在政策端，我国缺乏对核药研产用一体化发展的顶层设计和统筹规 划，核素生产、运输和储存监管体系的有待健全限制了核药的发展。2021年至今，我国政策从同位素保障、新药审评审批、核医学科建设等各 个方面给予大力支持，有望从供给、需求和政策三方面共同促进核药行业发展。预计2023-2030年，我国核药市场规模将以CAGR 26.6%从50亿 元增长至260亿元。

核药具有极高资源、资金和合规壁垒，终为大厂间的竞争

反应堆为放射性核素主要生产方式，具有极高资金和审批壁垒

核药产业链各环节均具有较高壁垒。根据放射性药物研 发生产使用流程，放射性药物行业产业链可分为3个环节： 1）上游-放射性核素的生产：医用核素可通过反应堆辐 照、回旋/直线加速器、高放废液提取和发生器4种方式 生产。 根据沙利文，反应堆辐照为最常用的生产方式，供应超 过80%医用核素品种。国际原子能机构IEAE的数据库显示， 全球医用核反应堆的集中度极高，比利时、荷兰、加拿 大和美国少数反应堆的供应量占全球供应量的90%。由于 医用核反应堆的建设周期长达数年、总成本可达数亿到 十亿美元且审批和监管严格，建造具有极高壁垒，药企 通常不会运营核反应堆，而更倾向找核素供应商采购。 因此，药企核药的产能受到上游产能限制。例如， RayzeBio的RYZ101管线3期临床新患者入组于2024年6月 被公司暂停，因为RYZ101成份中的Ac-225核素供应短缺。 2024年荷兰和比利时的两个大功率药用反应堆预计将关 停，或对全球核素供应产生影响。

2）中游-核药的研发和生产：在研发方面：随着对核素研究的深入、偶联以及药物配送技术的成熟，核药的结构变得更加复杂，因此对核药 企业的研发技术要求更高；在生产方面，由于核药的半衰期决定其销售半径较小，通常需要在当地建设产能。而核药C(D)MO没有大/小分子 C(D)MO发展成熟，药企需要投入大量资金自建产能。

放射性元素若控制不当，会对人体和环境造成伤害。因此，在核药的研发、生产阶段会受到比常规药物更严格的监管和审批。以中国为例， 放射性药物在研发生产的过程中受到多部门监管。首先核药企业需要获取由生态环境主管部门出具的环境影响报告书/环境影响报告表及环评 批复以及《辐射安全许可证》；核素的转让，需获得转入单位所在地省、自治区、直辖市人民政府生态环境主管部门的批准及备案；核药的 生产经营，需要同时获得药品监督管理部门审核以及征求国防科技工业主管部门意见后取得批准文号、上市许可，并经两部门审查同意获得 《放射性药品生产企业许可证》以及《放射性药品经营企业许可证》。

诺华、礼来等MNC具有资金优势，通过收购加速布局核药赛道

资金和监管高壁垒不利biotech打造完整服务链，MNC频频出手收购搭建核药平台。放射性药物具有的独特诊疗优势，叠加Lutathera和 Pluvicto优异的临床数据及销售表现，点燃了全球各大MNC对核药领域的布局热情。核药产业链各个环节均具有极高的资金和监管壁垒，MNC相 较biotech更具搭建完整业务链条的能力。因此，近年来频现MNC通过出手收购核药biotech、引入管线权益或合作开发来搭建自己的核药平台。

报告节选：

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