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“Construction of a ⁸⁹Zr-Labeled Specific Antibody Fragment for the Noninvasive Detection of Mesothelin-Overexpressing Tumors”（⁸⁹Zr 标记靶向抗体片段的构建及其用于间皮素高表达肿瘤无创显像检测）在学术期刊《Molecular Pharmaceutics》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齐长松教授、朱华研究员、杨志主任。第一作者为侯兴国博士、杨璐琳同学、刘福涛博士。

文献背景

实验方法

动物模型

选用 4～6 周龄雌性 BALB/c 裸鼠构建 LS174T、U87MG 皮下异种移植瘤模型，每侧皮下接种细胞数量为 7.5×10⁶个；LS174T 细胞接种于小鼠右下腹，U87MG 细胞接种于小鼠左下腹。两种细胞均预先重悬于 4 ℃条件下配制的 50% 基质胶 / 磷酸盐缓冲液混合液；其中 U87MG 细胞接种时细胞悬液与基质胶体积配比为 1:1。

微PET/CT成像

向正常 KM 小鼠、携带 LS174T 或 U87MG 移植瘤的裸鼠经尾静脉注射活度 3.7 MBq 的⁸⁹Zr-MA4 探针，每组设置 3 只生物学重复。采用平生医疗科技有限公司的 Super Nova 型小动物 PET/CT 成像系统，分别在注射后 2、24、48、72、144 h 开展静态扫描，单次扫描时长 10 min。使用 Avatar 3 （平生医疗科技有限公司）软件完成图像重建，在目标脏器区域手动勾画感兴趣区（ROI），计算标准摄取值（SUV）。

实验结果

上述 PET 显像结果与离体生物分布检测数据相互吻合

通过在注射后 2、24、48、72、144 h 的免疫 PET 图像上勾画感兴趣区（ROI），分别统计 LS174T、U87MG 荷瘤小鼠各目标脏器的最大标准摄取值（SUVmax）（图 5A–D）。注射⁸⁹Zr - 抗 MSLN 探针的 LS174T 荷瘤小鼠，肿瘤 SUVmax 随时间逐步升高：2 h 为 0.62±0.06，24 h 升至 2.00±0.23，72 h 达到峰值 4.05±0.06；144 h 时肿瘤 SUVmax 回落至 3.16±0.42，同期肝脏 SUVmax 为 2.30±0.05。心脏 SUVmax 由 2 h 的 3.17±0.06 下降至 24 h 的 2.62±0.06（图 5A）。

注射⁸⁹Zr-MA4 探针后，仅 2 h 即可在肿瘤部位检出明显信号，此时肿瘤 SUVmax 为 1.66±0.09，肿瘤 / 肌肉比值（T/M）达 6.47±0.35。随时间推移，心脏区域 SUVmax 持续下降，至 144 h 降至 0.62±0.11，肿瘤 / 心脏比值（T/H）升至 7.09±1.05，该数值与⁸⁹Zr - 抗 MSLN 探针组（2.86±0.39）存在显著统计学差异（图 5E）。

相较于⁸⁹Zr - 抗 MSLN 探针，⁸⁹Zr-MA4 在给药 24 h 即可完成高质量病灶显像；除肿瘤与肝脏外，其余脏器探针摄取量均显著更低，说明在 MSLN 阳性荷瘤小鼠体内，MA4 的体内代谢清除速度优于完整抗 MSLN 单抗。尽管 144 h 时肝脏 SUVmax 略有上升，但增幅较小，仅从 2 h 的 2.43±0.19 增至 3.13±0.36，同时肌肉本底信号降至 0.15±0.08（图 5B）。给药 144 h 时肿瘤 / 肌肉比值（T/M）高达 29.47±4.37，显著高于⁸⁹Zr - 抗 MSLN 探针组的 15.80±2.12（图 5G）。注射⁸⁹Zr-MA4 探针的 U87MG 荷瘤小鼠，肿瘤最大标准摄取值（SUVmax）在 24 h 达到峰值 2.06±0.39（图 5D）。心脏区域 SUVmax 随时间持续下降，变化趋势与 LS174T 荷瘤模型一致；整个显像周期内肝脏均维持较高探针摄取水平。在所有检测时间点，U87MG 模型的肿瘤 / 肝脏比值（T/L）均低于 LS174T 模型（图 5F）。

图 5 荷瘤模型小动物 PET 显像结果(A) 三组小鼠给药后 2、24、48、72、144 h 的 PET 融合图像；(B) ⁸⁹Zr - 抗 MSLN 探针在 LS174T 荷瘤模型中各时间点最大标准摄取值（SUVmax）变化曲线；(C) ⁸⁹Zr-MA4 探针在 LS174T 荷瘤模型中各时间点 SUVmax 变化曲线；(D) ⁸⁹Zr-MA4 探针在 U87MG 荷瘤模型中各时间点 SUVmax 变化曲线；(E) 不同时间点肿瘤 / 心脏摄取比值（T/H）统计；(F) 不同时间点肿瘤 / 肝脏摄取比值（T/L）统计；(G) 不同时间点肿瘤 / 肌肉摄取比值（T/M）统计。

文献结论

本研究利用正电子核素⁸⁹Zr 分别标记特异性靶向间皮素（MSLN）的鼠源单克隆抗体与人源抗体片段 MA4，成功构建两种可用于 MSLN 显像的免疫 PET 探针：⁸⁹Zr-抗 MSLN、⁸⁹Zr-MA4。两种探针均具备优异的体外稳定性，可实现体内 MSLN 靶向显像。其中全人源抗体片段探针⁸⁹Zr-MA4 优势突出：能够快速富集于 MSLN 阳性肿瘤组织，且肿瘤滞留时间长、肿瘤 / 非肿瘤靶本比更高，具备较高临床转化研究价值。此外，MA4 所携带的单链可变片段（ScFv）与抗 MSLN CAR-T 细胞的靶向序列完全一致，因此⁸⁹Zr-MA4 有望作为诊断工具，筛选适合接受抗 MSLN CAR-T 治疗的 MSLN 阳性肿瘤患者。

但本研究存在局限性：该探针仅能验证 Fc 融合蛋白 MA 的 MSLN 靶向能力，无法直接代表 CAR-T 细胞的靶向效果；后续仍需开展更多研究，建立探针显像富集程度与 CAR-T 体内抗肿瘤疗效之间的直接关联。

使用设备

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