文献信息

近日，北京协和医学院肝胆外科、中国医学科学院北京协和医学院消化系统肿瘤药物基因编辑筛选与研发重点实验室、清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室、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合作的研究成果Novel  gold  nanoparticles  targeting  somatostatin  receptor  subtype two with near-infrared light for neuroendocrine tumour therapy（近红外光靶向生长抑素受体亚型2的新型金纳米颗粒用于神经内分泌肿瘤治疗）在学术期刊Nano Research（影响因子10.269）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。

其中核素及Micro-PET显像工作在北肿核医学科开展， 谢卿主管技师和于江媛副主任医师为本文（并列）第一作者。

文献背景

神经内分泌肿瘤(NETs)是生长抑素受体2 (SSTR2)阳性表达的罕见癌症，NETs的治疗策略并不令人满意。纳米材料介导的SSTR2靶向NETs治疗非常有前景。本研究首次将介孔硅涂层金纳米棒(AuNRs@mSiO₂)和靶向-SSTR2十二烷四乙酸酪氨酸3 -奥曲酸酯(DOTA-TATE)组合成AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，研究NETs在近红外光下的抑制作用。AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE表现出良好的光热转换效率。体外光照下，随着AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE浓度的增加，细胞活力显著降低;在两个成功建立的具有SSTR2表达的神经内分泌肿瘤类器官中，AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE与光抑制肿瘤显著优于AuNRs@mSiO₂与光抑制肿瘤。在体内，在微正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(Micro-PET/CT)下，用AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE确认了AuNRs@ mSiO₂@DOTA-TATE的SSTR2靶向能力和生物分布; AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE加激光组肿瘤表面温度迅速升高，肿瘤体积与奥曲肽组相近，明显低于其他各组。AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE激光组与其他组小鼠体重无显著差异。主要脏器未见明显炎症病变及细胞坏死。综上所述，作者提出了一种可行的策略，构建具有良好光热转换效率、靶向sstr2能力、显著抗肿瘤作用和良好生物相容性的AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，为AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE在NETs治疗应用方面的进一步探索提供了依据。

实验方法

PET成像研究

SSTR2表达和AuNR@mSiO₂@DOTATATE生物分布的评估。小鼠被分为三组，接受尾部注射，其中一组小鼠注射⁶⁸GaDOTA-TATE，以评估肿瘤中SSTR2的表达，一组小鼠服用5 mg·kg^-1 AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTATATE，以评估AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE的生物分布，另一组小鼠服用SSTR2阻断。将50微克DOTA-TATE与AuNRs@mSiO₂@⁶⁴CuDOTA-TATE联合注射用于阻断。为了评估生物分布，小鼠在注射后2、6、18、24和48小时(p.i)使用Micro-PET/CT (Super Nova^®PET/CT, 平生医疗科技有限公司)进行成像。测量肌肉和肿瘤的最大标准摄取值(SUVmax)进行定量评价。

实验结果

为了研究AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在体内靶向SSTR2的能力和生物分布，作者用⁶⁴Cu对AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE进行了微正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(micro-PET/CT)分析。AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE的放射化学纯度大于95%，表明该示踪剂可用于成像。对于注射⁶⁸Ga-DOTA-TATE的CDX模型，肿瘤区域的SSTR2表达在micro-PET/CT成像中清晰可见(图4)。对于注射AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTATATE的CDX模型，在指定的时间点(2,6,18,24和48 h)获得肿瘤区域的图像。随着时间的推移，肿瘤区域的对比明显。此外，肿瘤区域的SUVmax在48 h p.i时达到峰值，这表明AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在肿瘤区域有明显的积累。相比之下，阻断SSTR2组肿瘤区域的SUVmax低于AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE组(图4)，但两组肿瘤区域的SUVmax均高于软组织。结果表明AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE和AuNRs@mSiO₂都具有瞄准能力，其中AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE表现出更强的瞄准能力。AuNRs@mSiO₂@DOTATATE的靶向能力由主动靶向(DOTA-TATE与SSTR2结合)和被动靶向(增强的渗透性和保留效应)组成。

图4 SSTR2表达及AuNR@mSiO₂@DOTA-TATE生物分布评估(b)用⁶⁸Ga-DOTA-TATE (7.4 MBq)对H446荷瘤小鼠进行2h p.i的micro-PET/CT成像，肌肉(红圈断裂)和肿瘤(红圈)的SUVmax分别为0.04和2.33。(c) H446荷瘤小鼠的Micro-PET/CT成像AuNRs@mSiO₂@⁶⁴Cu-DOTA-TATE (9.25 MBq;top: 5 mg·kg-1 AuNRs@mSiO2@⁶⁴Cu-DOTA-TATE;下:对照组)，分别在每小时2、6、18、24和48小时，肌肉(红圈破碎)和肿瘤(红圈)的SUVmax如下表所示。Top: 2 h 0.22和0.46,6 h 0.20和0.61,18 h 0.24和0.68,24 h 0.25和0.65,48 h 0.32和0.78;下:2小时0.16和0.31,6小时0.13和0.32,18小时0.14和0.36,24小时0.21和0.43,48小时0.39和0.45。

文献结论

与以往研究相比，本研究的优势可以概括为：

1）首先构建AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE，完成AuNRs@mSiO₂@ DOTA-TATE在体内外治疗神经内分泌肿瘤的研究，为NETs提供了一种新的治疗策略。

2）首次使用⁶⁴Cu对AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE进行放射标记，通过micro-PET/CT研究AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE在体内的sstr2靶向能力和生物分布，这是一种先进的药物追踪技术。

3）成功建立两个SSTR2阳性表达的神经内分泌肿瘤类器官，用光评价AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE的疗效。

综上所述，作者提出了一种可行的策略，构建了光热转换效率高、sstr2靶向能力准确、抗肿瘤作用显著、生物相容性好的AuNRs@mSiO₂@DOTATATE，这为其在NETs治疗中的应用提供了进一步的探索，并允许AuNRs@mSiO₂@DOTA-TATE用于进一步的临床转译。

使用设备

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