论文发表 | 89Zr标记的DR5靶向分子探针在胃肠道肿瘤患者中的PET/CT临床转化研究的最新成果

文献信息:

近日，北京大学肿瘤医院核医学科杨志主任团队和胃肠肿瘤中心三病区武爱文主任团队合作，在癌症免疫治疗协会(SITC)会刊Journal forImmunoTherapy of Cancer(影响因子：13.751)杂志，发表以⁸⁹Zr标记的DR5靶向分子探针在胃肠道肿瘤患者中的PET/CT临床转化研究的最新成果。设计出Zr-89单克隆抗体核素探针，利用先进的PET分子影像技术，阐明备受关注的死亡受体5(DR5)在体的代谢分布。

该研究的通讯作者为核医学科杨志研究员、李囡主任医师，胃肠外三的武爱文主任医师。第一作者为核医学博士后（2021届）王淑静医师、朱华副研究员、胃肠外三李英杰医师。本研究得到Universityof Alabama at Birmingham Prof. Tong Zhou的技术支持。

文献背景：

DR5，也称肿瘤坏死因子相关凋亡配体受体2（Tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand receptor 2，TRAIL-R2），是一种位于细胞表面含有一个细胞外死亡结构域的受体。死亡受体5（DR5）是一种很有前途的肿瘤治疗靶点。

DR5在结肠癌、胃癌、胰腺癌、肺癌、宫颈癌等多种肿瘤中过量表达，但在正常组织中表达很少，在肿瘤组织中与正常组织中表达存在具有显著差异。因此，TRAIL对肿瘤细胞的杀伤作用具有明显的选择性，使DR5受体成为临床抗肿瘤药物开发的重要靶点，DR5单抗已成为肿瘤治疗的新途径，在肿瘤治疗方面则具有潜在的应用前景。

然而，许多DR5激动剂的临床试验未能显示对癌症患者的显著疗效。该研究旨在探讨在临床前模型和胃肠道（GI）癌症患者中使用⁸⁹Zr-CTB006正电子发射断层扫描（PET）进行DR5表达无创成像的可行性。
 

Balb/c、Sp2/0异种移植物和患者来源的异种肿瘤移植物用于活体Micro-PET/CT成像。在临床研究中，计划接受外科手术的胃肠道癌患者被纳入研究，并接受18F-FDG和⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT检查。通过外科手术获得肿瘤组织，RNAscope检测DR5的表达水平。

临床前研究表明，⁸⁹Zr-CTB006 PET可以特异性检测体内DR5的表达水平。纳入21名患者，包括9名胃癌患者和12名结直肠癌患者。生物分布显示肝脏和脾脏的高摄取量和大脑、肺和肌肉的低摄取量，可接受的全身剂量为0.349 mSv/MBq。引人注目的是，所有患者的肾上腺在整个检查过程中都保持稳定的高摄取。肿瘤病灶显示不同程度的89Zr-CTB006摄取，平均最大标准摄取值（SUVmax）为6.63±3.29（范围1.8-13.8）。肿瘤组织取自18例患者，RNAscope评分为3-4的患者的⁸⁹Zr-CTB006摄取量明显高于评分为0-2的患者。48小时时的SUVmax为9.3，72小时时为6.3，可用于区分肿瘤的DR5表达状态，敏感性和特异性分别为100%和92.9%。

实验方法：

动物研究：

⁸⁹Zr-CTB006在小鼠体内的生物分布研究

给雌性Balb/c小鼠注射5.18 MBq ⁸⁹Zr-CTB006，并在注射后10分钟、1小时、4小时、24小时、48小时、96小时、168小时和312小时（每个时间点n=5）处死。采集主要器官，称重，并在伽马计数器中测量。每克注射剂量百分比（%ID/g）通过与称重稀释标准品进行比较计算。

小鼠肿瘤模型的⁸⁹Zr-CTB006 PET显像

将携带Colo205异种移植物（人类结直肠癌DR5阳性模型）和Sp2/0异种移植物（人类骨髓瘤DR5阴性模型）的雌性小鼠分为实验组（n=4）、阻断组（n=4）、对照组（n=4）和游离⁸⁹Zr组（n=2）。对于PET/CT成像，实验组、阻断组、对照组每只小鼠注射3.7MBq ⁸⁹Zr-CTB006，阻断组共注射30 mg/kg CTB006，游离89Zr组每只小鼠注射⁸⁹Zr。在注射后1小时、6小时、24小时、48小时、96小时、168小时和312小时进行静态PET/CT扫描10分钟。获得了携带CS225和CS263异种移植物的小鼠，分别来自DR5高表达的肺癌患者（RNAscope得分为4）和DR5中等表达的结直肠癌患者（RNAscope得分为3）的两种PDX。每只小鼠（n=3）服用7.4MBq ⁸⁹Zr-CTB006后14天，进行静态PET/CT扫描30分钟。处死小鼠以获得主要器官，通过天平称重并通过γ计数测量以计算%ID/g值。

实验结果:

雌性Balb/c小鼠注射5.18Mbq⁸⁹ZR-CTB006。生物分布结果显示，在心脏、肝脏、肺、脾脏、肾脏和血液中有高摄取。随着时间的推移，骨髓中的摄取缓慢增加，而其他器官中的摄取减少。
 

在患有Colo205和Sp0/2肿瘤的小鼠中，通过尾静脉注射3.7 MBq ⁸⁹Zr-C TB006进行成像。实验组的Colo205肿瘤显示出明显的⁸⁹Zr-C TB006摄取，并且在给药后168小时摄取量最高（%ID/g:12.75±3.81）（图1）

图1 实验组与阻断组(%ID/g:12.75±3.81 vs 8.21±1.16，P＜0.05)、对照组（%ID/g:12.75±3.81 vs 4.34±0.55， P＜0.01）和游离⁸⁹Zr组(%ID/g:12.75±3.81 vs 3.88±1.93，P＜0.01)相比显示显著的高吸收。

A实验组Colo小鼠B对照组Sp2/0小鼠 C 阻断组Colo小鼠 D游离⁸⁹ZrColo小鼠。

PDX模型小鼠经尾静脉注射7.4 MBq ⁸⁹Zr-CTB006，注射后168小时进行PET/CT检查。图像显示，CS225肿瘤中示踪剂的摄取明显高于CS263肿瘤（p=0.037）（图2）。CS225和CS263肿瘤的RNAscope评分分别为4和3，这与⁸⁹Zr-CTB006的摄取一致。两组正常器官的生物分布无显著差异。

图2 ⁸⁹Zr-CTB006 MicroPET/CT显示，在CS225肿瘤中⁸⁹Zr-CTB006的摄取量显著高于CS263肿瘤（p=0.037）(A、B）

结论：

总之，该研究开发了一种基于分子成像的无创方法⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT来检测DR5过度表达的肿瘤，并表明⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT具有识别DR5过度表达患者的潜力。这项研究首次发现肾上腺的高摄取率可能是区分DR5过度表达的内部标志物，但其原因仍需进一步研究。研究者们还发现，肿瘤患者中DR5的过度表达率明显低于之前的报道，这可能解释了临床试验的失败，需要进一步研究。

使用设备：

Super Nova® Micro PET/CT（III 代外观图）