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等团队的研究成果“Optimization of Chelator Conjugation to PD-1/VEGF Bispecific Antibody for ⁸⁹Zr-ImmunoPET Imaging”（用于⁸⁹Zr免疫PET显像的 PD-1/VEGF 双特异性抗体螯合剂偶联条件优化）在学术期刊《Journal of Medicinal Chemistry》上发表。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京大学肿瘤医院杨志主任、朱华研究员。第一作者为江洋同学、侯兴国博士。

文献背景

PD-1/PD-L1 通路与 VEGF 通路会共同介导 T 细胞功能耗竭与肿瘤免疫抑制，进而削弱免疫检查点抑制剂的治疗效果。本研究构建了一款锆-89标记双特异性免疫 PET 显像探针⁸⁹Zr-JS207，可对肿瘤内PD-1与VEGF靶点实现无创双靶点成像。该探针通过对异硫氰酸苄基去铁胺（p-NCS-Bz-DFO）与JS207双特异性抗体进行偶联制备，放化纯度＞99%，体外稳定性优异，放置240小时后放射性纯度仍高于 95%。探针对 PD-1靶点亲和力高，解离常数 Kd=6.92 nM；对 VEGF-A 靶点 Kd=82.48 nM；体内消除半衰期为 35.14 小时。在人源化荷瘤小鼠模型上开展 Micro-PET/CT 显像结果显示：⁸⁹Zr-JS207 可特异性富集于肿瘤组织，该摄取效应能被未标记游离 JS207 抗体竞争性阻断；且相较单靶点显像探针，本探针在肿瘤病灶内滞留效果更强。近红外荧光成像（NIRF）与免疫组化（IHC）实验进一步验证了上述显像结果。综上，⁸⁹Zr-JS207 可实现双靶点同步显像，药代动力学性质良好，在双特异性抗体免疫治疗中，用于患者分层筛选与治疗疗效动态监测具备极高应用潜力。

实验方法

动物模型

本实验所用C57BL/6 背景三重人源化 MC38-hVEGFA 荷瘤小鼠（后文简称 B-hPD-1/hPD-L1/hVEGFA-MC38-hVEGFA 小鼠）。该模型以 C57BL/6 小鼠为遗传背景，将小鼠内源Pdcd1（编码 PD-1）、Cd274（编码 PD-L1）、Vegfa（编码 VEGF-A）基因全部替换为人源同源基因，同时接种 MC38-hVEGFA 结肠癌细胞构建荷瘤模型；小鼠可功能性表达人源 PD-1、人源 PD-L1 与人源 VEGF-A，且体内免疫细胞组分保持正常生理状态。另选用 4~6 周龄 hPD-1 单基因人源化小鼠（品系编号 C001524），于小鼠右侧腹部皮下接种 100 μL PBS 重悬的 5×10⁵个 MC38-hPD-L1 细胞，构建皮下异种移植肿瘤模型。该类小鼠内源 PD-1 基因被人源化修饰，可稳定表达具备生物活性的人源 PD-1 蛋白。待肿瘤体积生长至 100 mm³ 时，对荷瘤小鼠开展小动物 PET/CT 显像检测。

微PET/CT成像

所有模型小鼠经尾静脉注射 3.7 MBq 的⁸⁹Zr-JS207 探针或单靶点探针⁸⁹Zr-JS001。分别于注射后第 2、24、48、96、144 小时，采用平生医疗科技有限公司的小动物 PET/CT 成像系统（Super nova PET/CT）对小鼠进行时长 10 分钟的 Micro-PET 扫描显像。JS207 封闭阻断组需在放射性探针给药前 24 小时，预先按 20 mg/kg 剂量注射无放射性标记的游离 JS207 抗体。采用有序子集最大期望值法（OSEM）对 PET 图像进行重建，并使用同厂家 Avatar 图像处理软件（平生医疗科技有限公司）完成后续图像分析。经衰变校正后，在软件内勾画感兴趣区（ROI），定量计算肿瘤及各主要脏器的每克组织注射剂量百分比（% ID/g），以此评价放射性示踪剂在体内各组织的摄取富集水平。

实验结果

本研究选用PD-1/PD-L1/VEGFA 三重人源化 MC38-hVEGFA 皮下荷瘤小鼠构建动物模型，开展小动物 PET/CT 显像研究。对 B-hPD-1/hPD-L1/hVEGFA-MC38-hVEGFA 模型小鼠经尾静脉注射活度 3.7 MBq 的⁸⁹Zr-JS207 探针；阻断对照组则提前 24 h 按照 20 mg/kg 剂量注射无放射性标记的 JS207 游离抗体。分别在给药后 2、24、48、96、144 h 多个时间点，在 PET 图像上勾画感兴趣区（ROI），测算人源化小鼠各脏器组织的每克注射剂量百分比（% ID/g），结果见图 4A~4C。显像数据表明，该放射性示踪剂主要经肝脏代谢清除。⁸⁹Zr-JS207 实验组小鼠在探针注射后肿瘤病灶可见明显放射性摄取，且随着显像时间延长，肿瘤部位探针富集量逐步升高。统计学分析显示，⁸⁹Zr-JS207 组肿瘤探针摄取量显著高于阻断对照组，组间差异具备统计学意义（图 4D）。多个时间点的肿瘤 / 肌肉摄取比值（T/M）统计结果同样证实，⁸⁹Zr-JS207 实验组与阻断对照组之间存在显著统计学差异（图 4E）。

文献结论

综上，本研究成功构建了创新型双特异性 PET 显像探针⁸⁹Zr-JS207，该探针可精准复刻治疗性双抗 JS207 的分子结构与生物学功能。该探针具备优异的临床转化潜力，能够可视化示踪肿瘤微环境中 PD-1 与 VEGF 两条通路的协同结合作用。

本研究成果可助力双特异性抗体药物的临床研发与个体化精准用药：不仅可用于适配该疗法的患者入组分层筛选、治疗疗效早期预判，还能直观阐释该抗体在体内的作用机制，对双抗类免疫治疗的临床落地具备重要参考价值。

使用设备

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