文献信息

北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所，核医学科，国家药监局放射性药物研究与评价重点实验室，恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室、贵州大学医学院等团队合作的研究成果A CAIX Dual-Targeting Small-Molecule Probe for Noninvasive Imaging of ccRCC（CAIX双靶向小分子探针用于ccRCC的无创成像）在学术期刊《MOLECULAR PHARMACEUTICS》发表。平生公司的小动物PET/CT（型号：Super Nova）产品在论文中提供了重要的肿瘤小鼠PET/CT图像和定量分析。

该研究的通讯作者为北肿杨志主任，朱华研究员。第一作者为何成雪，刘福涛，陶金萍。

文献背景

摘要: 碳酸酐酶IX (CAIX)是一种锌金属跨膜蛋白，在95%的透明细胞肾细胞癌(ccRCCs)中高度表达。核医学成像技术中针对CAIX设计的正电子发射断层扫描(PET)探针可实现精确定位，无创，可实时监测病变中CAIX的表达。在本研究中，作者构建了一种新型乙酰唑胺双靶向小分子探针[⁶⁸Ga]Ga-LF-4，它通过结合特定的氨基酸序列靶向CAIX。经衰减校正后，反应15 min后的放射性标记率达到66.95±0.57% (n = 5)，放射化学纯度达到99% (n=5)。[⁶⁸Ga]Ga-LF-4具有良好的体内外稳定性、体内安全性和对CAIX的高亲和力，Kd值为6.62 nM。此外，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在体内可以快速从血液中清除。生物分布研究显示，给药后[⁶⁸Ga]Ga-LF-4信号在心脏、肺和肾脏集中，与微PET/CT研究结果一致。在ccRCC患者来源的异种移植(PDX)模型中，给药后信号在肿瘤中显著积累，并保留长达4小时。在与LF-4竞争性阻断后，肿瘤部位的摄取显著减少。30 min时，探针[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在ccRCC肿瘤部位的SUVmax是CAIX低表达PC3组的3倍(ccRCCvsPC3:1.86±0.03 vs 0.62±0.01,t=48.2, P < 0.0001)。这些结果表明，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4是一种新的靶向CAIX的小分子探针，可用于局部和转移性ccRCC病变的成像。

实验方法

微PET/CT成像及阻断研究。为了研究探针[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在体内靶向CAIX的能力，作者对CAIX高表达的ccRCC异种移植模型和CAIX低表达的PC3模型进行了微PET/CT研究。将7.4 MBq的[⁶⁸Ga]Ga-LF-4注射到每只小鼠的尾静脉后，于30、60、120和240 min用微PET/CT采集图像。在阻断研究中，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后用异氟醚麻醉，然后进行图像采集。对获得的数据进行CT-AC重建后，确定感兴趣区域(ROI)。测定每个器官(心、肝、肺、肾、肌肉、骨、脑和肿瘤)的最大单体素标准化摄取值(SUVmax)，并对每个器官进行至少5次分析。

实验结果

Micro-PET/CT成像。通过微PET/CT成像研究，观察放射性示踪剂[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在ccRCC和PC3肿瘤中的蓄积。在不同时间点(30、60、120、240 min)尾静脉注射相应的[⁶⁸Ga]Ga-LF-4后，对ccRCC、预注射LF-4阻断剂300 μg的ccRCC和PC3 3种不同模型进行微PET/CT扫描。如图5A所示，注射探针30 min后，小鼠肺、胃肠道、肾脏、膀胱均可见明显浓度的放射性示踪信号。肾脏是探针的主要代谢器官，探针在体内可快速从血液中移除。在ccRCC PDX模型中，[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在4h后被肿瘤高度摄取。利用ROI来估计重要器官的SUVmax。ccRCC肿瘤的SUVmax在30 min时为1.86±0.03,60 min时为1.75±0.01,120 min时为1.85±0.01,240 min时为1.74±0.02(图5B)。加入未标记的LF-4后，ccRCC肿瘤部位的摄取显著降低，30分钟为0.81±0.01,60分钟为0.71±0.01,120分钟为0.52±0.01,240分钟为0.52±0.02(图5C)。此外，在CAIX低表达的PC3模型中，肿瘤部位未见信号，30 min时SUVmax值为0.62±0.01,60 min时为0.41±0.01,120 min时为0.38±0.02,240 min时为0.39±0.01(图5D)。同样，根据离体生物分布结果，ccRCC组的信号明显大于其他组，这表明[⁶⁸Ga]Ga-LF-4在体内可以靶向CAIX。

图5 注射[⁶⁸Ga]Ga-LF-4的ccRCC和PC3荷瘤小鼠的小动物正电子发射断层扫描(PET)图像。(A)三组在30,60,120,240 min时的显微PET/CT图像(白色圆圈表示肿瘤)。(B)基于ROI的ccRCC PDX小鼠器官中[⁶⁸Ga]GaLF-4的SUVmax。(C)基于ROI的未标记LF-4阻断的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。

文献结论

综上所述，作者的研究表明，基于特定氨基酸序列和乙酰唑胺结构开发的CAIX双靶向小分子探针[⁶⁸Ga]Ga-LF-4可用于CAIX的特异性PET成像。它的高亲和力和在肿瘤部位的长期聚集可能显著改善其在人类ccRCC异种移植模型中的吸收和保留。此外，其对CAIX的高亲和力为后续临床研究提供了基础信息，该探针[⁶⁸Ga]GaLF-4的开发和临床翻译有望指导ccRCC患者的个性化治疗，提高其总生存率。

使用设备

                                                          Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外观图）