新型HER2靶向亲和体探针的构建及肿瘤PET显像研究

发布时间：2020-05-05 18:27

【摘要】：目的:人类表皮生长因子受体2(HER2)在肿瘤中高度表达,且与恶性程度及不良预后差相关。HER2是肿瘤诊治重要的生物标志物。目前,临床HER2表达检测缺乏特异性、时效性和全面性。无创靶向HER2 PET成像技术为实时准确评价HER2表达程度提供了新方法。与抗体相比,亲和体具有合成方便、高受体亲和性、组织渗透力强等优势,是HER2分子探针的理想载体。但是,制备工艺繁琐,肝肠摄取过高等多种因素制约了亲和体类分子探针在临床上的广泛应用。本研究拟对亲和体ZHER2:342进行修饰,引入亲水性连接剂GGGRDN以期改善探针药代动力学性能,同时,为便于定位标记,在氨基酸序列末端引入半胱氨酸。所得衍生物为 Cys-GGGRDN-ZHER2:342(简写为 Cys-MZHER2)。Cys-MZHER2 经双功能螯合剂偶联后,便捷地与18F、68Ga及89Zr等正电子核素标记反应,制得系列新型HER2 PET探针。本研究拟通过体外细胞实验及体内模型鼠显像等考察探针的靶向性和显像性能。在此基础上,进一步通过临床实验探索其应用价值。方法:亲和体Cys-MZHER2与螯合剂NOTA/DFO-MAL偶联制得NOTA/DFO-MAL-Cys-MZHER2,经一步法标记策略制备靶向探针18FAl/68Ga-NOTA-MAL-Cys-MZHER2 及 89Zr-DFO-MAL-Cys-MZHER2。标记产物行质量控制和体外稳定性分析。体外细胞摄取实验结合活体PET显像对系列HER2探针显像性能进行全面考察。此外,对探针也实施了辐照剂量估算及毒性实验,并协助国内三甲医院开展探针临床显像研究。结果:前体NOTA/DFO-MAL-Cys-MZHER2收率达50%。在最优条件下,18FAl/68Ga NOTA-MAL-Cys-MZHER2 及 89Zr-DFO-MAL-Cys-MZHER2 标记产率分别为18±2.1%、81±5%和90.2±1.9%,放化纯度均大于95%。总制备时间仅需30分钟。探针在血浆及PBS中稳定性良好。孵育1小时后,三种探针在HER2高表达卵巢癌SKOV-3细胞中高度摄取(～10%AD/106细胞)。预先加入阻断剂后,探针在SKOV-3细胞中的摄取值显著降低(～2%AD/106细胞)。荷瘤鼠体内研究表明,正电子核素标记的系列HER2亲和体探针在SKOV-3移植瘤中高度滞留,最长可达48小时,肿瘤与周围正常组织区别明显。定量分析示肿瘤平均摄取值维持在5%ID/g以上。与之相比,MCF-7移植瘤平均摄取值维持在1%ID/g低水平。体内显像结果与离体免疫组化分析高度一致。研究证实亲和体探针18FA1/68Ga-NOTA-MAL-Cys-MZHER2 及 89Zr-DFO-MAL-Cys-MZHER2 与 HER2特异性结合,且灵敏度高。肿瘤对探针的摄取值与肿瘤HER2表达程度显著正相关。临床前研究表明,探针从血液和正常组织中快速消除,腹部放射性本底低。肾中放射性高度浓聚,提示其为主要代谢器官。辐照剂量估算和毒性实验证实探针使用安全。临床志愿者PET/CT显像初步证实,68Ga-NOTA-MAL-Cys-MZHER2可显著鉴别HER2表达迥异的肿瘤原发灶,并成功检测到转移灶。受试者耐受且无毒副作用发生。结论:新型HER2亲和体PET探针合成简便,标记产率和放化纯度满意,适于临床推广应用。探针体内显像性能佳,靶组织显影清晰。此探针可能在肿瘤诊断、治疗方案选择及疗效监测等方面发挥独特作用。
【图文】：

混合物半制备液相色谱图如图２所示。其中过量ＭＡＬ－ＮＯＴＡ与ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－逡逑Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２均以单峰形式出现，两者的保留时间分别为８分钟和１６分钟。逡逑２２０逡逑２００逡逑１８０逡逑１６０逡逑１４０逡逑１２０逡逑３，００逡逑０８０逡逑０（０逡逑０４０逡逑０２０逡逑０００逡逑■０２０逡逑０００逦１邋００逦２邋００逦１邋００逦４邋００逦Ｓ００逦ａ邋００逦ｔｏｏ邋ｔｏｏ邋Ｂ００逦＜０．００逦Ｕ００逦Ｕ００逦１３００逦１４邋００逦１５００逦１６００逦１７００邋１ＳＯＯ邋１９．００逡逑？？？逡逑图２邋ＮＯＴＡ－ＭＡＬ与Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２混合后半制备色谱图逡逑收集１６分钟的流出物，冻干得到ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２。质谱图如图逡逑３所示。合成产物分子量测量值为７７９１．０，与理论计算值（ＣｗＨ５３４ＮＩＧ２0ｍ７Ｓ２，逡逑７７９０．１）相吻合。此外，质荷比为１９４８．３、１５５９．４、１２９９．７的离子峰分别为多肽逡逑＋４＋、Ｍ＋５＋、Ｍ＋Ｈ６＋，１４．、逡逑

逦ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２逡逑图邋１邋ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２邋的合成路线逡逑混合物半制备液相色谱图如图２所示。其中过量ＭＡＬ－ＮＯＴＡ与ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－逡逑Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２均以单峰形式出现，两者的保留时间分别为８分钟和１６分钟。逡逑２２０逡逑２００逡逑１８０逡逑１６０逡逑１４０逡逑１２０逡逑３，００逡逑０８０逡逑０（０逡逑０４０逡逑０２０逡逑０００逡逑■０２０逡逑０００逦１邋００逦２邋００逦１邋００逦４邋００逦Ｓ００逦ａ邋００逦ｔｏｏ邋ｔｏｏ邋Ｂ００逦＜０．００逦Ｕ００逦Ｕ００逦１３００逦１４邋００逦１５００逦１６００逦１７００邋１ＳＯＯ邋１９．００逡逑？？？逡逑图２邋ＮＯＴＡ－ＭＡＬ与Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２混合后半制备色谱图逡逑收集１６分钟的流出物，冻干得到ＮＯＴＡ－ＭＡＬ－Ｃｙｓ－ＭＺＨＥＲ２。质谱图如图逡逑３所示。合成产物分子量测量值为７７９１．０，与理论计算值（ＣｗＨ５３４ＮＩＧ２0ｍ７Ｓ２，逡逑７７９０．１）相吻合。此外，，质荷比为１９４８．３、１５５９．４、１２９９．７的离子峰分别为多肽逡逑的多电荷峰（［Ｍ＋４Ｈ］４＋、［Ｍ＋５Ｈ］５＋、［Ｍ＋６Ｈ］６＋）
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R730.44;R817


本文编号：2650575