近日，西南医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室、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Noninvasive Mapping of Angiotensin Converting Enzyme-2 in Pigeons Using Micro Positron Emission T omography（利用Micro PET技术对鸽子血管紧张素转换酶-2进行无创定位）在学术期刊Life发表。平生公司的Super Nova^® PET/CT 产品在论文中提供了鸽子PET/CT图像和定量分析。

该研究的通讯作者为刘友平研究员、朱华研究员、王超教授。第一作者为王紫蕾、刘子钰、杨兰心。

文献信息

ACE2受体作为SARS-CoV-2感染细胞的潜在入口位点，在传播感染中起着至关重要的作用。DX600肽是ACE2的竞争性抑制剂。作者之前构建了⁶⁸Ga标记的DOTA-DX600(也被称为⁶⁸Ga-HZ20)肽，并在体外和体内验证了其与ACE2的结合能力。在本研究中，作者旨在研究使用⁶⁸Ga-HZ20 MicroPET对禽类ACE2表达的无创定位。作者以鸽子为动物模型，首先研究了⁶⁸Ga-HZ20的给药方法，分别是部位直接注射和静脉注射。然后，在0-40 min对⁶⁸Ga-HZ20进行动态MicroPET扫描。此外，使用¹⁸F-FDG进行比较。最后处死鸽子，收集主要脏器进行免疫PET和IHC染色。Micro PET/CT成像结果显示，随着时间的推移，⁶⁸Ga-HZ20的摄取从初步注射时的心脏分布到肾脏、肝脏、胃和肺，其中肾脏(SUVmax = 6.95, 20 min)和肺(SUVmax = 1.11, 20 min)的摄取最高。对其主要器官进行了免疫组化实验。与SUVmax数据相比，免疫组化结果显示ACE2在肾脏和肠道均高表达，通过相关性分析确定最佳显像时间为注射后20 min。说明⁶⁸Ga-HZ20是一种潜在的禽SARS-CoV-2靶标分子，值得推广和进一步研究。

实验方法

Micro PET/CT成像:4只健康鸽子(雌性)经翼状静脉注射15 MBq ⁶⁸Ga-HZ20，动态成像40 min，观察探针在体内的动态分布。图像采集时间分别为30 min、40 min和60 min, PET单次扫描时间为600 s。使用Avator软件显示图像，勾画出主要器官感兴趣的区域，记录勾画区域的最大标准摄取值，计算不同器官SUVmax的动态变化。在60 min成像结束时，对鸽子实施安乐死，获得主要器官进行体外成像。

实验结果

腹腔注射是常用的给药方法，但由于PET显影剂半衰期的影响，静脉注射通常更适合让显影剂快速进入体循环。采集皮下和翼静脉注射路径，注射40 min后采集静态图像(图1A,B)。通过对图像结果的比较，静脉注射图像较好地反映了探针在鸽子体内的分布，因此选择了翼状静脉注射。确定注射途径后，使用非特异性放射性探针FDG对鸽子进行PET成像。健康鸽子(雌性)经翼状静脉注射10 MBq ¹⁸F-FDG, 40 min后采集静态图像(图1C)。MIP显示非特异性放射性探针FDG仅被肾脏吸收，经肾脏代谢进入泄腔。以上两组实验验证了⁶⁸Ga-HZ20与ACE2的特异性结合。

图1 ⁶⁸Ga-HZ20 PET/CT图像(A)皮下注射后40分钟，(B)静脉注射后40分钟，(C)静脉注射后40分钟¹⁸F-FDG Micro PET/CT图像。

作者给健康鸽子注射⁶⁸Ga-HZ20进行PET/CT微扫描，以评估ACE2在体内的分布。每只健康鸽子(母)注射15 MBq ⁶⁸Ga-HZ20，动态采集Micro PET/CT图像。注射后30分钟(图2E)、40分钟(图1B)和60分钟(图3A)的图像采集。MIP图显示，注射后0-40 min内(图2A-D)，药物经血流进入心脏并输出，心脏标准摄取值max (SUVmax)由3.08下降至0.84。在20 min时，⁶⁸Ga-HZ20的肾和肺摄取量最高(SUVmax = 6.95, 1.11)，然后呈下降趋势。40 min时，肝脏摄取从0.91增加到2.51，胃摄取增加达到峰值（SUVmas=0.63）. 总体而言，由于注射过程中有少量药物被皮下吸收，所以吸收代谢较慢，SUV值整体呈上升趋势，在40min时，部分药物仍在体内循环并被肾脏代谢。

图2 ⁶⁸Ga-HZ20在鸽子体内10分钟至40分钟的Micro PET/CT成像(切片)注射后(A) 10分钟，(B) 20分钟，(C) 30分钟，(D) 40分钟。(E) 30分钟成像;红色箭头指向鸽子的肾组织。

注射60分钟后，收集静态图像(图3A)并进行解剖。取主要脏器(图3B)体外PET/CT成像(图3C)。心脏摄取无明显变化。肾脏摄取随代谢降低至3.05，肝脏摄取降低至0.51。胃和肺的比摄取相对较多与40 min时相比稳定(SUV = 0.52;0.41)。

图3 ⁶⁸Ga-HZ20注射后60分钟鸽子的Micro PET/CT成像和器官成像(A) 60分钟，(B)鸽子的分离器官，(C)分离器官的PET图像，(D) ⁶⁸Ga-HZ20在鸽子20-40分钟的生物分布。计算误差条作为标准差。

文献结论

综上所述，¹⁸F-FDG作为核医学中的常规显像剂，并不是ACE2的特征性显像剂。它对健康的鸽子没有特殊的吸收作用。不适用于SARS-CoV-2病毒受体的评价，不能识别关键位点。⁶⁸Ga-HZ20作为一种具有良好放射化学特性的ace2特异性结合探针，结合PET/CT技术为SARS-CoV-2靶器官和宿主的追踪提供了一种可靠、快速的技术，是一种值得进一步开发研究的新型探针。
 

本文选用竞争性ACE2受体抑制剂DX600，通过放射性标记构建⁶⁸Ga-HZ20放射性探针。通过鸽子体内动态成像研究SARS-CoV-2体内药代动力学特征、ACE2受体分布和数量，推断SARS-CoV-2在禽类中的易感部位和传播途径。结果与临床症状和微生物特性相符，为研究不同微生物易感传染源的溯源提供了一种方便、准确的方法。

使用设备

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