文獻信息

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等團隊合作的研究成果Immuno‑PET of colorectal cancer with a CEA‑targeted [⁶⁸Ga] Ga‑nanobody：from bench to bedside（CEA靶向 [⁶⁸Ga] Ga-納米抗體的結直腸癌免疫PET：從工作臺到床邊）在學術期刊《Eur J Nucl Med Mol Imaging》（JCR Q1, SCI IF 10.383）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醫(yī)學部賈兵教授、北腫武愛文主任、楊志主任、朱華研究員。第一作者為李立強博士后。

文獻背景

目的：準確診斷結直腸癌(CRC)有助于醫(yī)生制定合理的治療方案，從而顯著改善患者的預后。癌胚抗原(CEA)靶向PET成像在這方面顯示出巨大的潛力。盡管在檢測原發(fā)性和轉移性CRC方面表現(xiàn)出卓越的能力，但由于藥代動力學差和成像程序復雜，先前報道的CEA特異性抗體放射性示蹤劑或預靶向成像不適合臨床應用。相比之下，放射性標記的納米體表現(xiàn)出PET成像的理想特性，例如，快速的清除率和良好的分布曲線，允許當天成像具有足夠的對比度。在這項研究中，作者開發(fā)了一種新的靶向CEA的納米體放射性示蹤劑[⁶⁸Ga]Ga-HNI01，并評估了其在臨床前異種移植和原發(fā)性和轉移性CRC患者中的腫瘤成像能力和生物分布特征。

 方法：用CEA蛋白免疫羊駝獲得了新的納米體HNI01。[⁶⁸Ga]Ga與三羥基吡啶酮(THP)位點特異性偶聯(lián)，合成了[⁶⁸Ga]Ga-HNI01。在CEA過表達的LS174T和CEA低表達的HT-29腫瘤模型中進行小動物PET成像和生物分布研究。在成功的臨床前評估后，對9例原發(fā)性和轉移性結直腸癌患者進行了I期研究。研究參與者接受151.21±25.25MBq靜脈注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01，并在注射后1小時和2小時進行PET/CT掃描。患者01-03也在0-40min p.i內進行了全身動態(tài)PET成像。所有患者在[⁶⁸Ga]Ga-HNI01成像后1周內進行了[¹⁸F]F-FDG PET/CT成像。計算示蹤劑分布、藥代動力學和輻射劑量學。

結果：[⁶⁸Ga]Ga-HNI01在溫和條件下10min內成功合成，無需提純，放射化學純度大于98%。[⁶⁸Ga]Ga-HNI01 Micro PET成像顯示LS174T腫瘤清晰可見，而HT-29腫瘤信號明顯較低。生物分布研究表明，LS174T和HT-29在每小時2h時對[⁶⁸Ga]Ga-hni01的攝取分別為8.83±3.02%ID/g和1.81±0.87%ID/g。注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后，所有臨床參與者均未發(fā)生不良事件。觀察到血液清除率快，背景攝取低，早在注射后30分鐘就可以通過高對比度看到CRC病變。[⁶⁸Ga]GaHNI01 PET能清晰地發(fā)現(xiàn)肝、肺、胰腺的轉移灶，對小轉移灶的檢測能力更強。在腎臟中觀察到明顯的放射性積累，生理上表達CEA受體的正常組織顯示少量攝取[⁶⁸Ga]Ga-HNI01。一個有趣的發(fā)現(xiàn)是，在一些患者原發(fā)腫瘤附近的非惡性結直腸組織中發(fā)現(xiàn)了[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的強攝取，提示這些健康組織中CEA表達異常。

 結論：[⁶⁸Ga]Ga-HNI01是一種新型的CEA靶向PET顯像示蹤劑，具有良好的藥代動力學和劑量學特性。[⁶⁸Ga]Ga-HNI01 PET是檢測結直腸癌病變，特別是鑒別小轉移灶的有效、便捷的成像工具。此外，它對體內CEA的高特異性使其成為選擇抗CEA治療患者的理想工具。

實驗方法

給LS174T和HT-29荷瘤小鼠靜脈注9MBq[⁶⁸Ga]Ga-HNI01(5μg)。示蹤劑注射后，小鼠被麻醉(2%)異氟烷，并放入小動物PET掃描儀(Super-Nova^®，平生醫(yī)療科技有限公司)。分別于注射后0.5、1、2、4h進行小動物PET/CT成像。在PET/CT掃描期間，小鼠也通過吸入2%異氟烷的O2麻醉。阻斷實驗中，將[⁶⁸Ga]Ga-HNI01與過量同源納米體(400μg/100μL)共注射到動物體內，注射后2h進行小動物PET成像研究。使用Avatar 3軟件(平生醫(yī)療科技有限公司)對圖像進行分析。

實驗結果

對轉染CEA過表達LS174T或CEA低表達HT-29腫瘤的balb/c裸鼠進行小動物PET成像研究。結果顯示，早在注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后0.5h，就可以清晰地描繪出LS174T腫瘤，而由于缺乏CEA表達，在HT-29中觀察到腫瘤對示蹤劑的攝取很少(圖3A和3C)。未標記的HNI01與[⁶⁸Ga]Ga-HNI01共注射，以評估其在LS174T腫瘤中的結合特異性。在給藥后2h, LS174T腫瘤對[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的攝取大部分被過量未標記的HNI01蛋白阻斷。其他器官未見明顯攝取。

 為了驗證小動物PET成像結果，作者在LS174T或HT-29腫瘤模型中進行了生物分布研究(圖3B和3D)。注射后0.5、1、2和4h，[⁶⁸Ga]Ga-HNI01在LS174T腫瘤中的攝取分別為9.55 ± 2.86、9.13 ± 1.90、8.83 ± 3.01和6.43 ± 1.73%ID/g。在檢測的所有時間點，LS174T腫瘤對[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的攝取均顯著高于正常器官(除腎臟外)，如肌肉、心臟、脾臟和肝臟。注射后2小時，CEA低表達的HT-29腫瘤對[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的攝取低于CEA過表達的LS174腫瘤，表明CEA介導的腫瘤對放射性示蹤劑的攝取。共注射100倍過量的HNI01顯著抑制了放射性示蹤劑在LS174T腫瘤中的積累，表明體內[⁶⁸Ga]GaHNI01對CEA受體具有特異性。

圖3 [⁶⁸Ga]Ga-HNI01在結直腸癌腫瘤模型中的體內評價。A:具有代表性的PET/CT圖像及生物分布結果。B:注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后0.5h、1h、2h和4h獲得的。C:PET/CT成像及生物分布結果。D在HT-29腫瘤模型和LS174T異種移植物中注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后2h獲得。*** p < 0.001

文獻結論

綜上所述，使用新型納米體示蹤劑[⁶⁸Ga]Ga-HNI01進行CEA特異性PET成像是安全可行的，并顯示出檢測CRC原發(fā)腫瘤和轉移瘤的良好能力。由于其對CEA受體的優(yōu)越親和力，[⁶⁸Ga]Ga-HNI01PET也可作為選擇抗CEA治療患者的影像學工具。接下來，需要進行大規(guī)模的臨床試驗，進一步探討[⁶⁸Ga]Ga-HNI01PET在結直腸癌患者影像學診斷和治療管理中的作用。

使用設備

Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）