文献信息

贵州大学医学院、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、西南医科大学基础医学院等团队合作的研究成果Development of a CLDN18.2-targeting Immuno-PET Probe for Non-invasive Imaging in Gastrointestinal Tumors(CLDN18.2靶向免疫PET探针[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001用于胃肠道肿瘤的无创性成像的临床前研究)在药学领域TOP期刊《Journal of Pharmaceutical Analysis》(医学1区/药学1区，JCR Q1, SCI IF 14.0266)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北肿杨志主任和朱华研究员、苏州创胜集团钱雪明博士。第一作者为贵州大学与北肿联合培养的研究生陈艳、李大鹏同学和北肿侯兴国博士。

文献背景

CLDN18.2是属于CLDN蛋白家族(CLDNs)的紧密连接蛋白，参与细胞间粘附结构的形成，控制细胞极性和细胞间物质交换，其表达严格限于正常胃黏膜细胞,但在肿瘤细胞的增殖、分裂和转移过程中过表达,使其成为消化道肿瘤治疗的新兴治疗靶点。TST001是一种重组人源化CLDN18.2抗体，其选择性地将其结合至人Claudin18.2的胞外环。在本研究中，作者构建了一个固体靶点放射性核素锆-89(⁸⁹Zr)标记的TST001，以检测其在人胃癌BGC823^CLDN18.2细胞系中的表达。[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001显示出高放射化学纯度(RCP，>99%)和比活性(24.15±1.34GBq/μmol)，并且在5%人血清蛋白(HSA)和磷酸盐缓冲盐水(PBS)中稳定(96h RCP>85%)。TST001和DFO-TST001的50%最大效应(EC50)值分别高达0.413±0.055nM和13.0361±0.058nM(P>0.05)。注射后2天(P.i.)，CLDN18.2阳性肿瘤的放射性示踪剂摄取量明显高于CLDN18.2阴性肿瘤(1.11±0.02 vs.0.49±0.03，P=0.0016)。GC823^CLDN18.2小鼠模型显示96小时p.i.的高T/M值[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001比其他成像组高得多。免疫组织化学(IHC)结果显示，BGC823^CLDN18.2肿瘤中CLDN18.2的高度阳性(+++)，而BGC823组中的CLDN18.2(-)不表达。离体生物分布研究的结果显示，BGC823^CLDN18.2 20荷瘤小鼠(2.05±0.16%ID/g)中的分布高于BGC823小鼠(0.69±0.02%ID/g)和阻断21组(0.72±0.02%ID/g)。剂量估算研究表明，[⁸⁹Zr]Zr-22 DFO-TST001的有效剂量为0.0705 mSv/MBq，在核医学研究的可接受剂量范围内。总之，这些结果表明，由这种免疫正电子发射断层扫描(免疫PET)探针产生的良好制造实践(GMPs)可以检测CLDN18.2过度表达的肿瘤。

实验方法

[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001的小动物PET成像

通过尾静脉向正常KM小鼠和BGC823^CLDN18.2/BGC823模型裸小鼠注射7.4MBq的[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001(n=3)。然后在每个时间点(每天2、24、48和72小时)采集10分钟静态PET扫描。作为非特异性对照组，BGC823^CLDN18.2小鼠(n=3)提前6小时禁食，然后通过尾静脉注射7.4MBq的¹⁸F-FDG。在¹⁸F-FDG PET成像之前和期间，用2%异氟醚麻醉小鼠。使用小动物PET/CT设备(平生医疗科技有限公司)进行采集，使用avatar软件进行图像重建、感兴趣(ROIs)的SUV分析。

实验结果

通过小动物PET/CT成像实时和无创地评估[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001在放射示踪剂作用2、24、48、72h和96h时的体内分布和代谢特征。同时，作者建立了以下3个对照组，分别为TST001过量阻断、CLDN18.2在BGC823细胞中阴性表达和[⁸⁹Zr]Zr-DFO-IgG(7.4MBq)非特异性靶向。BGC823^CLDN18.2或BGC823小鼠的器官SUVmean数据通过从免疫- PET图像中勾勒出ROI来收集(图4)。[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001组的肿瘤位点在96 h p. i.时仍有明显摄取。在含有[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001的BGC823^CLDN18.2模型中，SUVmean在48h p.i.内持续增加，并在48h达到最大摄取值1.09±0.03。直至96h p.i时，BGC823^CLDN18.2模型的 SUVmean与BGC823模型及阻滞组比较差异有统计学意义(分别为1.03±0.03、0.41±0.05、0.51±0.07,P<0.0002)。使用[⁸⁹Zr]Zr-DFO-IgG阴性对照探针,结果表明,在BGC823^CLDN18.2模型小鼠除了注射后2h肿瘤吸收值略高于[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001(0.51±0.01和0.37±0.02), [⁸⁹Zr] Zr-DFO-IgG肿瘤吸收值在所有其他时间点(24h, 48h, 72h和96h)显著低于[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001(0.55±0.04vs0.96±0.12,0.53±0.02vs.1.10±0.12,0.54±0.04vs. 1.06 ± 0.06 and 0.47±0.01vs.1.03±0.01)(Fig.S2)。

图4. BGC823^CLDN18.2、BGC823肿瘤小鼠注射[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001或[⁸⁹Zr]Zr-DFO-IgG的PET图像。(A) 2、24、48、72和96小时内四个不同实验组的小动物PET图像。(B)BGC823^CLDN18.2小鼠器官中[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001的标准摄取值平均值(SUVmean)(C)未标记TST001阻断的BGC823^CLDN18.2小鼠器官中SUVmean值。(D)BGC823小鼠器官中的SUVmean值。(E)BGC823^CLDN18.2小鼠器官中[⁸⁹Zr]Zr-DFO-IgG的SUVmean值。

为了与金标准探针¹⁸F-FDG进行比较，BGC823^CLDN18.2荷瘤小鼠给予¹⁸F-FDG，并每小时采集图像(图A)。结果显示，CLND18.2阳性小鼠对¹⁸F-FDG的摄取与背景摄取相似。BGC823^CLDN18.2小鼠48 h p.i.中[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001的肿瘤积累量约为阻断组的4.15倍，BGC823组的2.27倍， [⁸⁹Zr]Zr-DFO-IgG组的2.05倍(SUV均值分别为1.11±0.02、0.27±0.01、0.49±0.03、0.54±0.06，注射[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001后各时间点的肿瘤/心脏(T/H)比值和肿瘤/肌肉(T/M)比值均显著高于其他对照组(图B)。C和D)，在96 h p.i.时，T/h和T/M比值最大，分别为2.37±0.04和14.95±1.63。

图5. 小动物PET成像分析结果 (A)[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001注射后48小时的PET图像¹⁸F-FDG的PET图像对比 (B)注射后48 h不同实验组的小鼠器官中的SUVmean值 (C)每个显像时间点的肿瘤/心脏SUVmean比值 (D)每个显像时间点的肿瘤/肌肉SUVmean比值 (E)BGC823^CLDN18.2(++)(e1)和BGC823(-)(e2)肿瘤中CLDN18.2表达的IHC分析。(***，P<0.001)

文献结论

团队成功制备出⁸⁹Zr标记的GMP级别靶向CLDN18.2重组人源化抗体TST001的[⁸⁹Zr]Zr-DFO-TST001探针。探针不仅在细胞水平上表现出良好的特异性，且在24到96小时内呈现出快速而持续的肿瘤蓄积趋势。该研究实时监测为肿瘤患者的抗体治疗疗效提供了一种有潜力的分子探针，还为未来适合于靶向CLDN18.2治疗的患者的筛选和其疗效评估提供了可能性。

使用设备

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