一種18F標記的納米體作為HER2陽性癌癥診斷的PET放射性示蹤劑詳解
文獻信息
近日，北京大學基礎醫(yī)學院放射醫(yī)學部醫(yī)用同位素研究中心、北京大學腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所、核醫(yī)學科，國家藥監(jiān)局放射性藥物研究與評價重點實驗室，惡性腫瘤發(fā)病機制及轉化研究教育部重點實驗室團隊合作的研究成果High in‑vivo stability in preclinical and first‑in‑human experiments with [18F]AlF‑RESCA‑ MIRC213:a 18F‑labeled nanobody as PET radiotracer for diagnosis of HER2‑positive cancers（[18F]AlF‑ RESCA‑MIRC213 在臨床前和首次人體實驗中的活體內穩(wěn)定性:一種18F標記的納米體作為HER2陽性癌癥診斷的PET放射性示蹤劑）在學術期刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging（影響因子10.057）發(fā)表。平生公司的小動物PET/CT（型號：Super Nova） 產品在論文中提供了重要的腫瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。
該研究的通訊作者為北京大學腫瘤醫(yī)院朱華研究員、楊志主任和北京大學醫(yī)學部賈兵副教授。第一作者為貴州大學與北京大學腫瘤醫(yī)院聯(lián)合培養(yǎng)的秦雪同學和北京大學腫瘤醫(yī)院郭曉軼博士后。
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實驗目的：[18F]AlF-RESCA被引入作為一種核心，特別適用于熱敏生物分子的18F標記。然而，目前尚未見轉譯研究報道。在此，作者報道了首次在人體內評估18F標記的抗HER2納米體MIRC213作為HER2陽性癌癥成像的PET放射性示蹤劑。
實驗方法：用大腸桿菌合成MIRC213，并用(±)-H3RESCA-Mal偶聯(lián)。[18F]AlF-RESCA-MIRC213在室溫下制備。采用排除尺寸色譜柱的放射高效液相色譜法測定其放射化學純度和穩(wěn)定性。在NCI-N87 (HER2 +)和MCF-7 (HER2-)細胞中攝取細胞，并在SK-OV-3 (HER2 +)細胞中驗證細胞結合的親和力。在注射后30分鐘、1小時和2小時，用SK-OV-3、NCI-N87和MCF-7荷瘤小鼠進行小動物PET/CT。阻斷實驗中，過量的MIRC213與放射性示蹤劑共注射。在注射后2小時對SKOV-3和MCF-7荷瘤小鼠進行生物分布。臨床研究中，6例乳腺癌患者(3例HER2陽性和3例HER2陰性)注射[18F]AlF-RESCA-MIRC213 (1.85-3.7 MBq/kg)后2 h和4 h獲得PET/CT圖像。所有患者均在一周內行[18F]-FDG PET/CT進行組織選擇。計算分布和劑量。在腫瘤和正常器官中測量標準化攝取值(SUV)。
實驗結果：得到純度為95%的>的MIRC213，用RESCA修飾得到RESCA-MIRC213。[18F]AlFRESCA-MIRC213在室溫下20分鐘內制備，放射化學收率為50.48±7.6%，放射化學純度為> 98% (n > 10)， 6小時后在PBS(88%)和5% HSA(92%)中保持穩(wěn)定。[18F]AlFRESCA-MIRC213在NCI-N87細胞中2小時的細胞攝取為11.22±0.60 AD%/105個細胞。其結合親和力Kd值為1.23±0.58 nM。小動物PET/CT [18F]AlF-RESCA-MIRC213可清楚地將SK-OV-3和NCI-N87腫瘤與MCF-7腫瘤和背景腫瘤區(qū)分開，在SK-OV-3腫瘤中，阻斷組在注射后2 h的高攝取為4.73±1.18 ID%/g，而阻斷組則大幅降低至1.70±0.13 ID%/g (p < 0.05)。在荷瘤動物中未見明顯的骨放射性。在所有6名乳腺癌患者中，在研究期間沒有不良反應。[18F]AlF-RESCA-MIRC213的攝取主要在淚腺、腮腺、頜下腺、甲狀腺、膽囊、腎臟、肝臟和腸道。腫瘤患者骨放射性無明顯積聚。[18F]注射后2小時，AlF-RESCA-MIRC213對HER2陽性患者的腫瘤攝取明顯高于her2陰性患者(SUVmax為3.62±1.56 vs. 1.41±0.41,p = 0.0012)。腎臟放射劑量最高，為2.42 × 10−1 mGy/MBq，有效劑量為1.56 × 10−2 mSv/MBq。
實驗結論：[18F]在溫和的條件下制備AlF-RESCA-MIRC213具有較高的放射標記率。[18F]AlFRESCA-MIRC213在體內和體外均具有較高的穩(wěn)定性。臨床轉化結果表明[18F]AlF-RESCA-MIRC213 PET/CT是一種安全的方法，具有良好的藥代動力學和劑量學特征，是一種有前途的新型PET示蹤劑，可用于HER2陽性癌癥的無創(chuàng)診斷。
實驗方法
PET成像研究
所有動物實驗均按照北京大學生物分布研究腫瘤醫(yī)院動物護理與使用委員會(EAEC 2022-01)批準的方案進行。小鼠在特定的無病條件下飼養(yǎng)，并根據(jù)機構動物護理和使用委員會的準則進行處理和維護。在BALB/c裸鼠中建立異種移植的SK-OV-3、NCI-N87和MCF-7腫瘤模型，進行生物分布和PET研究。采用微型PET/CT (Super Nova PET/CT, 平生醫(yī)療科技有限公司)進行成像。[18F]AlF-RESCA-MIRC213 (7.4 MBq, 200 μL溶液)通過尾靜脈注射到每只動物進行PET研究。選擇SK-OV-3荷瘤小鼠進行阻斷實驗，每只小鼠共注射7.4 MBq [18F]AlFRESCA-MIRC213和1 mg MIRC213 (n = 5)，分別在注射[18F]AlFRESCA-MIRC213后30、60和120 min獲得PET/CT圖像。用感興趣區(qū)域(ROI)來估計每個器官的攝取。
實驗結果
如圖3A所示，HepG2ACE2+腫瘤明顯攝取68Ga-HZ20，在30和60 min p.i時，腫瘤攝取值分別達到0.66±0.02和0.63±0.02(圖3B)。有趣的是，在HepG2ACE2+腫瘤中，加入100 μg DX600后，68Ga-HZ20的攝取顯著降低(阻斷組);然而，在HepG2WT荷瘤小鼠中，腫瘤區(qū)域未觀察到68Ga-HZ20的顯著攝取(30 min時為0.17±0.01,60 min時為0.16±0.01)。
圖2a [18F]攜帶SK-OV-3、NCI-N87和MCF-7腫瘤(白色箭頭)的小鼠的AlF-RESCA-MIRC213 PET圖像，block=與攜帶SK-OV-3異種移植的小鼠的1 mg MIRC213共孵化。b攜帶SK-OV-3和MCF-7異種移植腫瘤小鼠的生物分布。Block =與1mg MIRC213共注射于移植SK-OV-3的小鼠。c注射后2小時，[18F]AlF-RESCA-MIRC213在SK-OV-3和MCF-7腫瘤小鼠中的腫瘤-肌肉靶比。d顯示組織裂解物中HER2總表達的代表性免疫印跡圖像。結果以均數(shù)±標準差表示。
文獻結論
綜上所述，[18F]AlF-RESCA-MIRC213易于制備，產率高，RT在20分鐘內具有較高的比活性。臨床前和臨床研究的結果清楚地表明[18F]AlF-RESCA-MIRC213能夠在合理的輻射照射下檢測HER2陽性腫瘤。[18F]AlF-RESCA-MIRC213也是一種很有前途的PET放射性示蹤劑，有可能用于抗HER2治療的無創(chuàng)監(jiān)測。
使用設備
Super Nova® Micro PET/CT（III 代外觀圖）
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