放射性药物治疗 (RPT) 是一种新兴的前列腺癌治疗方法,可将辐射传递到肿瘤微环境 (TME) 内的特定分子,从而导致 DNA 损伤和细胞死亡。鉴于 TME 的异质性,探索 RPT 剂量测定和细胞水平的生物学影响至关重要。我们将空间转录组学 (ST) 与计算建模相结合,以研究 RPT 靶向前列腺特异性膜抗原 (PSMA)、成纤维细胞活化蛋白 (FAP) 和胃泌素释放肽受体 (GRPR) 的影响,这些受体均用 β 发射镥-177 ( 177 Lu) 和 α 发射锕-225 ( 225 Ac) 标记。方法:从两名前列腺癌患者的原发组织样本中获取了三个 ST 数据集。从这些数据集中,我们提取了基因表达,包括 FOLH1、GRPR、FAP 和 Harris Hypoxia,并估计了相应 ST 点中不同细胞类型(上皮、内皮和前列腺癌 (PC) 细胞)的比例。我们使用对流-反应-扩散 (CRD) 模型求解偏微分方程 (PDE),计算了每个 ST 点处每个靶向 PSMA、FAP 和 GRPR 的 RPT 的时空分布,假设所有配体的药代动力学参数相似。使用完善的生理学药代动力学 (PBPK) 模型模拟前列腺中的输入功能,该模型经过精心校准,可在 20 天内向前列腺肿瘤输送 10 Gy。使用医学内照射剂量 (MIRD) 形式估计剂量,应用剂量点核 (DVK) 方法。使用线性二次模型估算生存概率,该模型适用于用 177 Lu 和 225 Ac 标记的 β 发射 RPT。使用改进的线性二次模型来估计 α 发射 RPT 的生物效应。结果:结果显示 ST 样本之间的剂量反应和功效模式不同,与 PSMA 和 GRPR 靶向疗法相比,FAP 靶向 RPT 在肿瘤细胞富集区域中表现出有限的有效性。与其他疗法相比,GRPR 靶向 RPT 在缺氧区域表现出更高的耐药性。此外,225 Ac 标记的 RPT 总体上比 177 Lu 标记的 RPT 更有效,尤其是在癌细胞比例低或缺氧高的区域。研究结果表明,225 Ac 标记的 FAP 和 PSMA 靶向 RPT 的组合提供了最佳治疗策略。结论:所提出的方法结合 ST 和计算模型来确定 TME 中 RPT 的剂量和细胞存活概率,有望确定最佳的个性化 RPT 策略。