随着对 DTC 发病机制的研究深入，越来越多的药物开展了临床研究，并取得了良好的效果。针对疾病迅速进展的 RR-DTC 患者，可选用新型靶向药物治疗。目前，DTC 的靶向治疗主要针对丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、血管内皮生长因子（VEGF）、磷脂酰肌醇 -３激酶（PI3K）、成纤维细胞生长因子受体（EGFR）、血小板衍生生长因子受体（PDGFR）等多种激酶靶点。常用药物包括索拉非尼、乐伐替尼、阿西替尼、司美替尼等。
早在2009年，陈立波教授在国内率先开展了 RR-DTC 的靶向药物治疗研究，并在美国甲状腺学会官方杂志《甲状腺》连续发表学术论文。治疗后，肺转移 RR-DTC 患者病情持续好转，平均无进展生存期（PFS）达到 42 周，血清甲状腺球蛋白（Tg）水平明显下降，靶向药物表现出了良好的应用潜力。即使是脑转移性 RR-DTC，患者也可以从这一新型治疗方法中获益。
在一项国际多中心、双盲对照研究（III 期试验）中，研究者发现，索拉非尼可明显延长患者 PFS，与对照组相比，接受索拉非尼治疗的患者 PFS 达到 10.8 个月，而前者仅为 5.8 个月。同时，总生存期（OS）也有改善趋势。不过，目前尚无研究表明这些靶向药物能够改善 OS，而治疗过程中出现的手足综合征、高血压、蛋白尿、动脉血栓栓塞等副作用需引起关注。
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