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Targeting Claudin 18.2 Using a Highly Specific Antibody Enables Cancer Diagnosis and Guided Surgery（促使用高特异性抗体靶向Claudin 18.2使癌症诊断和指导手术成为可能）在学术期刊MOLECULAR PHARMACEUTICS发表。平生公司的小动物PET/CT（型号Super Nova）设备在论文中提供了重要的小鼠肿瘤图像和定量分析。

该研究的通讯作者为朱华研究员。第一作者为赵传科副教授、戎卓娜、丁缙。

文献背景

Claudin 18.2 (CLDN18.2)是一个新的潜在肿瘤治疗靶点，尤其是晚期胃癌(AGC)。分子靶向探针对患者分层和治疗指导具有重要意义。在此，作者基于CLDN 18.2特异性抗体5C9，探索了一种抗体依赖的分子影像学策略，用于特异性检测和手术指导。合成了¹²⁴I-5C9和Cy5.5-5C9两种成像探针。CLDN18.2的特异性在对照细胞实验中得到证实，通过免疫正电子发射断层扫描(immune - PET)和异种移植模型荧光成像评估其诊断价值。设计近红外II型荧光成像探头FD1080-5C9，便于手术全面切除病灶。¹²⁴I-5C9免疫PET显像清晰描绘皮下CLDN 18.2阳性肿瘤，具有峰值摄取(最大标准化摄取值;SUVmax)为2.25±0.30，而¹²⁴I-IgG组和阻断组最高分别为0.70±0.13和0.66±0.12。Cy5.5-5C9荧光成像结果相似。在CLDN 18.2阳性的原位肿瘤模型中，采用¹²⁴I-5C9和FD1080-5C9同时给药，有利于肿瘤组织的全面切除，以证明诊断和引导手术(DGS)的理念。结合¹²⁴I-5C9和FD1080-5C9，两者都是很有前途的DGS工具:前者作为PET探针显示病变中的CLDN18.2，后者可以指导手术。这些结果为基于cldn18.2特异性抗体的AGC和其他癌症的特异性检测和手术指导提供了实用的分子影像学策略。

实验方法

异种移植和原位移植模型

裸鼠(nu/nu，雌性，5 ~ 6周龄)取自Vital River(中国北京)。将1 × 106个BGG823 / BGC823^CLDN18.2细胞悬浮于100 μL PBS皮下植入裸鼠侧翼，建立裸鼠移植瘤模型。按照前面描述的步骤建立原位小鼠模型。首先，裸小鼠被2.5%的三溴乙醇麻醉，然后以仰卧姿势躺下。在小鼠腹部中线做一个6 - 10毫米的切口，用镊子取出胃。2×105用27号针将20 μL PBS悬浮的BGG823 / BGC823^CLDN18.2细胞植入胃浆膜下层。胃放回腹腔，皮肤用创口夹封闭。3周后移植小鼠进行以下实验。小鼠在特定的无病原体条件下饲养。

小动物PET成像

小动物PET成像采用Micro-PET/CT (Super Nova PET/CT, 平生医疗科技有限公司)。当肿瘤体积估计为450-800 mm³时，小鼠进行小动物PET成像。在异氟醚吸入下，将5.55 MBq ¹²⁴I-5C9 200 μL静脉注射BGC823^CLDN18.2肿瘤小鼠(每组4只)用于小动物PET显像。在给药后4、48、96和240 h分别进行PET扫描。未标记5C9 (100 mg/kg体重)和5.55 MBq ¹²⁴I标记的示踪剂¹²⁴I-5C9共注射BGC823^CLDN18.2肿瘤小鼠(n = 4，每组) 以阻断组作为阻断对照组进行研究。同时，在BGC823^cldn18.2小鼠体内注射¹²⁴I-IgG作为空白对照，在BGC823小鼠体内注射¹²⁴I-5C9作为阴性对照。随后，在注射后4、48、96和240 h扫描动物。显示所有图像，并收集心脏、肝脏、脾脏、肺、肾和肿瘤上感兴趣区域(ROIs)。

实验结果

¹²⁴I-5C9小动物PET/CT成像及免疫组化分析

在注射放射性示踪剂后的4、48、96和240 h，通过小动物PET/CT实时、无创地评估¹²⁴I-5C9的体内分布和代谢特征。MIP图如图3A所示，虽然¹²⁴I-5C9在早期时间点(4、48 h)表现为心脏及血池积聚这被认为正常，但PET显像在240 h时特异性、清晰圈定的BGC823^CLDN18.2肿瘤(图3A)。除了肿瘤区域摄取较低（这是因为额外的5C9阻断），其他三个对照组的摄取与实验组相似，因为¹²⁴I-IgG探针的非特异性靶向，或因为在BGC823细胞中CLDN18.2表达阴性(图3A)。为了与金标准探针¹⁸F -氟脱氧葡萄糖(FDG)比较，作者还对注射后2 h ¹⁸F-FDG在BGC823^CLDN18.2和BGC823荷瘤小鼠体内的分布进行了成像(图3B)。结果显示，CLDN18.2阳性小鼠和CLDN18.2阴性小鼠的¹⁸F-FDG代谢无显著差异，两组小鼠的肿瘤摄取与背景相似。这些结果与感兴趣区域(ROIs)分析对肿瘤摄取的定量结果一致。观察到96 h内示踪剂在肿瘤中持续累积，在240 h时达到峰值摄取(最大标准化摄取值SUVmax)为2.25±0.30(图3C)。

图3 ¹²⁴I-5C9或¹²⁴I-IgG注射BGC823^CLDN18.2或BGC823异种移植模型的小动物PET/CT显像。(A) 4、48、96、240 h 4组小动物PET/CT图像:(A) BGC823^CLDN18.2小鼠¹²⁴I-5C9;(b)未标记5C9阻断的BGC823^cldn18.2小鼠¹²⁴I-5C9;(c) BFC823^cldn18.2小鼠¹²⁴I-IgG;(d)携带BGC823小鼠¹²⁴I-5C9。(B)注射2h后¹⁸F-FDG在BGC823^CLDN18.2(左)和BGC823(右)小鼠体内的小动物PET/ CT。(C)四组肿瘤在4 ~ 240 h的SUVmax变化趋势。曲线为b样条拟合模型，bandwidth为SD绝对值(n = 4)。(D)在BGC823/BGC823^CLDN18.2胃癌组织中CLDN18.2蛋白CLDN18.2的代表性HE染色和IHC染色。比例尺= 100 μm。(E) BGC823/BGC823^CLDN18.2胃肿瘤组织CLDN18.2蛋白CLDN18.2 RAb代表性IF染色。CLDN18.2阳性染色(绿色)，DAPI核染色(蓝色)表示核凝聚。比例尺= 100 μm。

NIR-II影像引导下肿瘤切除手术的模拟

由于NIRF成像和PET成像在异种移植模型中的结果一致，作为DGS概念的证明，作者探索了NIR-II实时成像指导体内手术的可能性。为了这个目的，作者用BGC823^CLDN18.2细胞建立原位胃肿瘤模型。cldn18.2阳性的荷瘤小鼠注射¹²⁴I-5C9进行免疫PET成像(图5A，左)，共注射FD1080-5C9 72 h后在NIR-II指导下进行手术(图5B)。

图5 NIR-II引导下手术的研究。(A)携带BGC823^cldn18.2的正交各向异性小鼠48h时¹²⁴I-5G9的小动物PET/CT(左)。右图为异种移植小鼠肿瘤/心脏、胃/心脏与正交异性小鼠胃病变/心脏的SUVmax比值比较。

文献结论

分子靶向探针是患者分层和治疗工具的重要组成部分。在这里，作者成功地证明了5C9抗体在癌症中特异性靶向CLDN18.2。经¹²⁴I、Cy5.5和FD1080直接修饰后，5C9抗体可作为可靠的平台，分别用于免疫PET和NIR和NIR-II成像。经过优化和临床转化，这种新型CLDN18.2靶向探针可以帮助临床医生在CLDN18.2阳性癌症中定位肿瘤并指导手术。

使用设备

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