文献信息

近日，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，杨志主任团队的研究成果Construction of a ¹²⁴I‑Labeled Specific Antibody for the Noninvasive Detection of Mesothelin-Overexpressing Tumors（用于间皮素过表达肿瘤无创2检测的¹²⁴I标记特异性抗体的构建）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杨志研究员、朱华研究员。第一作者为侯兴国、王风。

文献背景

间皮素(Mesothelin, MSLN)是间皮瘤、胰腺癌、结肠癌等6种实体肿瘤的分子生物标志物。由于间皮素在癌细胞和正常细胞中的表达存在显著差异，因此间皮素已被广泛用作癌症免疫治疗的关键靶点。在这项研究中，作者使用碘同位素(nat/124/125I)标记的间皮素抗体无创伤性检测LS174T结肠癌小鼠中MSLN的表达。经纯化后，¹²⁴I标记的MSLN抗体放射化学纯度为(RCP， >为99%)，比活性为(20.8 ~ 67.8 GBq/μmol)，在5% HSA和PBS (>95% RCP为8天)中稳定。Western blot分析结果显示，LS174T细胞的MSLN蛋白水平高于HepG2细胞。MSLN抗体的半数最大有效浓度(EC50)分别为34.77±3.72 ng/mL和32.60±2.52 ng/mL (P = 0.63)。¹²⁴I-anti-MSLN与MSLN蛋白结合的解离常数为16.0 nM。注射后2天，放射示踪剂在LS174T细胞中的摄取显著高于HepG2肿瘤细胞(1.56±0.09 vs 0.81±0.03,P = 0.0016)。LS174T小鼠模型在注射¹²⁴I-anti-MSLN 96 h后器官摄取极低，肿瘤摄取高，和T/M值明显高于其他显像组(LS174T小鼠¹²⁴I-anti-MSLN为10.56±1.20,HepG2小鼠124I-anti-MSLN为3.27±0.20,LS174T小鼠¹²⁴I-IgG为3.53±0.2)。免疫化学组织学结果显示，LS174T肿瘤中MSLN强阳性(+++)，而HepG2组中MSLN轻度表达(+)。剂量估计研究显示，¹²⁴I-anti-MSLN的有效剂量为0.185 mSv/MBq，在进一步核医学转化研究可接受的个剂量范围内。综上所述，这些结果表明，这种放射性示踪剂在检测间皮素过表达肿瘤方面有种潜力。

实验方法

所有动物实验按照北京大学机构动物护理和使用委员会(EAEC 2022-01)的指南在进行。在4 - 6周龄雌性BALB/c nu/nu小鼠上建立了LS174T和HepG2异种移植PET成像和免疫组化实验。两个细胞株分别悬浮在50%的基质/PBS混合溶液中，4°C。小鼠右下干皮下接种7.5 × 10⁶ LS174T/ 178HepG2细胞。

¹²⁴I-anti-MSLN的Micro-PET成像。正常KM小鼠、LS174T或HepG2模型裸鼠尾静脉注射¹²⁴I-anti-MSLN 7.4 MBq (n = 3)。所有小鼠饮用0.5%碘酸钾溶液水，72 h后注射放射性标记抗体阻断甲状腺生理摄取。然后在注射后(p.i)的每个时间点2、24、48和96 h进行10分钟静态PET扫描。用小动物PET/CT扫描仪 (Super Nova PET/CT, 平生科技医疗有限公司)，用Avatar 3重建PET图像，通过在这些器官上绘制ROI，计算ROI标准摄取值(SUV)。

实验结果

Micro-PET成像。在KM小鼠注射¹²⁴I-anti-MSLN后的不同个时间点(2、24、48和96小时)，Micro-PET/CT成像显示在心脏和个肝脏中有高摄取(图S2A)。ROIs测量的部分器官的标准摄取值MAX (SUVmax)见support Information Figure S2B。2 h后，心脏SUVmax为3.35±0.07，肝脏为1.93±0.06，心肌比(H/M)为16.73。96 h后，心脏和肝脏的SUVmax分别为1.76±0.07和1.25±0.13，胃中几乎没有摄取。图像与生物分布结果一致。

对于成像，作者使用IgG作为对照。小鼠注射7.4MBq¹²⁴I-anti-MSLN或¹²⁴I-IgG。在不同时间点(2、24、48和96 h)，LS174T或HepG2小鼠部分器官的SUVmax数据为免疫pet图像的ROI(图3A−D)。实验组(¹²⁴I-anti-MSLN组)肿瘤部位探针摄取值高于对照组(¹²⁴I-IgG组)肿瘤部位探针摄取值。¹²⁴I-anti-MSLN组在注射后96 h肿瘤部位仍有明显摄取。注射¹²⁴I-anti-MSLN或¹²⁴I-IgG后各时间点的肿瘤/肌肉(T/M)比值分别为(P = 0.0006;图4 e)。此外，在LS174T动物模型中，¹²⁴I-anti-MSLN信号显著，而在HepG2动物模型中，信号较弱。48 h后，LS174T肿瘤的SUVmax是HepG2肿瘤的的1.92倍(1.56±0.09 vs 0.81±0.03)(图4B)。注射后LS174T模型的肿瘤/肝脏(T/L)比，肿瘤/心脏(T/H)比，肿瘤/肌肉(T/M)比HepG2模型高 (图4C−E)。与传统显像剂¹⁸F-FDG相比，¹²⁴I-anti-MSLN具有更好的特异性和靶向性(图4A)。

图3 肿瘤模型的Micro-PET成像。(A)三个不同组在2、24、48、96 h的Micro-PET图像。(B)不同时间点LS174T小鼠器官中¹²⁴I-anti-MSLN的SUVmax。(C)不同时间点LS174T小鼠器官中¹²⁴I-IgG的SUVmax。(D) ¹²⁴I-anti-MSLN在HepG2小鼠各器官不同时间点的SUVmax。

图4 MicroPET 成像分析。(A)注射后24小时肿瘤摄取的切片图像与注射后1小时LS174T小鼠¹⁸F-FDG的切片图像进行比较。(B)注射后2、24、48、96 h各实验组小鼠脏器内SUVmax。(C)注射后各点T/ h。(D)注射后每个点的T/L。(E)注射后各点T/M。

文献结论

在这里，作者首次成功地实现了^124/125I 440标记抗小细胞素单克隆抗体。生产¹²⁴I-anti-MSLN可以获得高的辐射标记产量，并表现出良好的稳定性。同时，这种新型的PET靶向探针在体内显示了快速的代谢率和特异性的识别MSLN阳性肿瘤。此外，它是一种很有希望的实时检测人体治疗效果的方法。

使用设备

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