Systémová radioterapie je podání radioizotopu (nebo látky, která jej obsahuje) ve formě injekce nebo tobolky. Podaná látka se specificky vychytává z krve v buňkách specifických tkáních kdekoliv těle a ozařuje jen tyto buňky a (a jejich nejbližší okolí), ozářena jsou tak všechna po těle roztroušená ložiska nádoru. Tato léčba se provádí na odděleních nukleární medicíny. K dispozici jsou tyto možnosti:
- Pro ozařování kostních metastáz se užívá chlorid strontnatý, samarium (153Sm) lexidronam nebo radium-223 dichlorid. Tyto látky se hromadí v kostech, které procházejí přestavbou, jejich záření působí cíleně v těchto ložiscích.
- Schopnosti štítné žlázy a některých nádorů štítné žlázy kumulovat jód se využívá k ozařování jodidem (131I) sodným
- Iobenguan (131I) je sloučenina obsahující radioaktivní jód, která se specificky hromadí v například ve dřeni nadledvin, užívá se k léčbě feochromocytomu a jiných nádorů.
- Ibritumomab tiuxetan je monoklonální protilátka cílená na antigen přítomný na buňkách některých nehodgkinských lymfomů. Na protilátku je navázáno radioaktivní ytrium [90Y], které cíleně ozáří nádorové buňky.
- Lutecium (177lu) oxodotreotid se váže na buňky neuroendokrinních nádorů se zvýšenou expresí somatostatinových receptorů, tyto buňky ozáří a zničí při omezeném účinku na sousední normální buňky.
Systémová radioterapie se tak liší od ostatních metod radioterapie (teleradioterapie, brachyradioterapie), které jsou ze své podstaty léčbou lokální / lokoregionální.