文獻解讀：CAIX雙靶向小分子探針用于ccRCC的無創(chuàng)成像

文獻信息
北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所，核醫(yī)學(xué)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(zhuǎn)化研究教育部重點實驗室、貴州大學(xué)醫(yī)學(xué)院等團隊合作的研究成果A CAIX Dual-Targeting Small-Molecule Probe for Noninvasive Imaging of ccRCC（CAIX雙靶向小分子探針用于ccRCC的無創(chuàng)成像）在學(xué)術(shù)期刊《MOLECULAR PHARMACEUTICS》發(fā)表。平生公司的小動物PET/CT（型號：Super Nova）產(chǎn)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腫楊志主任，朱華研究員。第一作者為何成雪，劉福濤，陶金萍。

文獻背景
摘要: 碳酸酐酶IX (CAIX)是一種鋅金屬跨膜蛋白，在95%的透明細胞腎細胞癌(ccRCCs)中高度表達。核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)中針對CAIX設(shè)計的正電子發(fā)射斷層掃描(PET)探針可實現(xiàn)精確定位，無創(chuàng)，可實時監(jiān)測病變中CAIX的表達。在本研究中，作者構(gòu)建了一種新型乙酰唑胺雙靶向小分子探針[⁶⁸Ga]Ga-LF-4，它通過結(jié)合特定的氨基酸序列靶向CAIX。經(jīng)衰減校正后，反應(yīng)15 min后的放射性標(biāo)記率達到66.95±0.57% (n = 5)，放射化學(xué)純度達到99% (n=5)。[⁶⁸Ga]Ga-LF-4具有良好的體內(nèi)外穩(wěn)定性、體內(nèi)安全性和對CAIX的高親和力，Kd值為6.62 nM。此外，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在體內(nèi)可以快速從血液中清除。生物分布研究顯示，給藥后[⁶⁸Ga]Ga-LF-4信號在心臟、肺和腎臟集中，與微PET/CT研究結(jié)果一致。在ccRCC患者來源的異種移植(PDX)模型中，給藥后信號在腫瘤中顯著積累，并保留長達4小時。在與LF-4競爭性阻斷后，腫瘤部位的攝取顯著減少。30 min時，探針[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在ccRCC腫瘤部位的SUVmax是CAIX低表達PC3組的3倍(ccRCCvsPC3:1.86±0.03 vs 0.62±0.01,t=48.2, P < 0.0001)。這些結(jié)果表明，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4是一種新的靶向CAIX的小分子探針，可用于局部和轉(zhuǎn)移性ccRCC病變的成像。

實驗方法
微PET/CT成像及阻斷研究。為了研究探針[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在體內(nèi)靶向CAIX的能力，作者對CAIX高表達的ccRCC異種移植模型和CAIX低表達的PC3模型進行了微PET/CT研究。將7.4 MBq的[⁶⁸Ga]Ga-LF-4注射到每只小鼠的尾靜脈后，于30、60、120和240 min用微PET/CT采集圖像。在阻斷研究中，在注射[⁶⁸Ga]Ga-LF-4前30 min注射300 μg的LF-4。小鼠在注射3.7 MBq [⁶⁸Ga]Ga-LF-4后用異氟醚麻醉，然后進行圖像采集。對獲得的數(shù)據(jù)進行CT-AC重建后，確定感興趣區(qū)域(ROI)。測定每個器官(心、肝、肺、腎、肌肉、骨、腦和腫瘤)的最大單體素標(biāo)準(zhǔn)化攝取值(SUVmax)，并對每個器官進行至少5次分析。

實驗結(jié)果
Micro-PET/CT成像。通過微PET/CT成像研究，觀察放射性示蹤劑[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在ccRCC和PC3腫瘤中的蓄積。在不同時間點(30、60、120、240 min)尾靜脈注射相應(yīng)的[⁶⁸Ga]Ga-LF-4后，對ccRCC、預(yù)注射LF-4阻斷劑300 μg的ccRCC和PC3 3種不同模型進行微PET/CT掃描。如圖5A所示，注射探針30 min后，小鼠肺、胃腸道、腎臟、膀胱均可見明顯濃度的放射性示蹤信號。腎臟是探針的主要代謝器官，探針在體內(nèi)可快速從血液中移除。在ccRCC PDX模型中，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在4h后被腫瘤高度攝取。利用ROI來估計重要器官的SUVmax。ccRCC腫瘤的SUVmax在30 min時為1.86±0.03,60 min時為1.75±0.01,120 min時為1.85±0.01,240 min時為1.74±0.02(圖5B)。加入未標(biāo)記的LF-4后，ccRCC腫瘤部位的攝取顯著降低，30分鐘為0.81±0.01,60分鐘為0.71±0.01,120分鐘為0.52±0.01,240分鐘為0.52±0.02(圖5C)。此外，在CAIX低表達的PC3模型中，腫瘤部位未見信號，30 min時SUVmax值為0.62±0.01,60 min時為0.41±0.01,120 min時為0.38±0.02,240 min時為0.39±0.01(圖5D)。同樣，根據(jù)離體生物分布結(jié)果，ccRCC組的信號明顯大于其他組，這表明[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在體內(nèi)可以靶向CAIX。

圖5 注射[⁶⁸Ga]Ga-LF-4的ccRCC和PC3荷瘤小鼠的小動物正電子發(fā)射斷層掃描(PET)圖像。(A)三組在30,60,120,240 min時的顯微PET/CT圖像(白色圓圈表示腫瘤)。(B)基于ROI的ccRCC PDX小鼠器官中[⁶⁸Ga]GaLF-4的SUVmax。(C)基于ROI的未標(biāo)記LF-4阻斷的ccRCC PDX小鼠器官中[⁶⁸Ga]Ga-LF-4的SUVmax。(D)基于ROI的PC3小鼠器官中[⁶⁸Ga]Ga-LF-4的SUVmax。

文獻結(jié)論
綜上所述，作者的研究表明，基于特定氨基酸序列和乙酰唑胺結(jié)構(gòu)開發(fā)的CAIX雙靶向小分子探針[⁶⁸Ga]Ga-LF-4可用于CAIX的特異性PET成像。它的高親和力和在腫瘤部位的長期聚集可能顯著改善其在人類ccRCC異種移植模型中的吸收和保留。此外，其對CAIX的高親和力為后續(xù)臨床研究提供了基礎(chǔ)信息，該探針[⁶⁸Ga]GaLF-4的開發(fā)和臨床翻譯有望指導(dǎo)ccRCC患者的個性化治療，提高其總生存率。

使用設(shè)備

 Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）