文献信息

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Immuno‑PET of colorectal cancer with a CEA‑targeted [⁶⁸Ga] Ga‑nanobody：from bench to bedside（CEA靶向 [⁶⁸Ga] Ga-纳米抗体的结直肠癌免疫PET：从工作台到床边）在学术期刊《Eur J Nucl Med Mol Imaging》（JCR Q1, SCI IF 10.383）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京大学医学部贾兵教授、北肿武爱文主任、杨志主任、朱华研究员。第一作者为李立强博士后。

文献背景

目的：准确诊断结直肠癌(CRC)有助于医生制定合理的治疗方案，从而显著改善患者的预后。癌胚抗原(CEA)靶向PET成像在这方面显示出巨大的潜力。尽管在检测原发性和转移性CRC方面表现出卓越的能力，但由于药代动力学差和成像程序复杂，先前报道的CEA特异性抗体放射性示踪剂或预靶向成像不适合临床应用。相比之下，放射性标记的纳米体表现出PET成像的理想特性，例如，快速的清除率和良好的分布曲线，允许当天成像具有足够的对比度。在这项研究中，作者开发了一种新的靶向CEA的纳米体放射性示踪剂[⁶⁸Ga]Ga-HNI01，并评估了其在临床前异种移植和原发性和转移性CRC患者中的肿瘤成像能力和生物分布特征。

方法：用CEA蛋白免疫羊驼获得了新的纳米体HNI01。[⁶⁸Ga]Ga与三羟基吡啶酮(THP)位点特异性偶联，合成了[⁶⁸Ga]Ga-HNI01。在CEA过表达的LS174T和CEA低表达的HT-29肿瘤模型中进行小动物PET成像和生物分布研究。在成功的临床前评估后，对9例原发性和转移性结直肠癌患者进行了I期研究。研究参与者接受151.21±25.25MBq静脉注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01，并在注射后1小时和2小时进行PET/CT扫描。患者01-03也在0-40min p.i内进行了全身动态PET成像。所有患者在[⁶⁸Ga]Ga-HNI01成像后1周内进行了[¹⁸F]F-FDG PET/CT成像。计算示踪剂分布、药代动力学和辐射剂量学。

结果：[⁶⁸Ga]Ga-HNI01在温和条件下10min内成功合成，无需提纯，放射化学纯度大于98%。[⁶⁸Ga]Ga-HNI01 Micro PET成像显示LS174T肿瘤清晰可见，而HT-29肿瘤信号明显较低。生物分布研究表明，LS174T和HT-29在每小时2h时对[⁶⁸Ga]Ga-hni01的摄取分别为8.83±3.02%ID/g和1.81±0.87%ID/g。注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后，所有临床参与者均未发生不良事件。观察到血液清除率快，背景摄取低，早在注射后30分钟就可以通过高对比度看到CRC病变。[⁶⁸Ga]GaHNI01 PET能清晰地发现肝、肺、胰腺的转移灶，对小转移灶的检测能力更强。在肾脏中观察到明显的放射性积累，生理上表达CEA受体的正常组织显示少量摄取[⁶⁸Ga]Ga-HNI01。一个有趣的发现是，在一些患者原发肿瘤附近的非恶性结直肠组织中发现了[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的强摄取，提示这些健康组织中CEA表达异常。

结论：[⁶⁸Ga]Ga-HNI01是一种新型的CEA靶向PET显像示踪剂，具有良好的药代动力学和剂量学特性。[⁶⁸Ga]Ga-HNI01 PET是检测结直肠癌病变，特别是鉴别小转移灶的有效、便捷的成像工具。此外，它对体内CEA的高特异性使其成为选择抗CEA治疗患者的理想工具。

实验方法

给LS174T和HT-29荷瘤小鼠静脉注9MBq[⁶⁸Ga]Ga-HNI01(5μg)。示踪剂注射后，小鼠被麻醉(2%)异氟烷，并放入小动物PET扫描仪(Super-Nova^®，平生医疗科技有限公司)。分别于注射后0.5、1、2、4h进行小动物PET/CT成像。在PET/CT扫描期间，小鼠也通过吸入2%异氟烷的O2麻醉。阻断实验中，将[⁶⁸Ga]Ga-HNI01与过量同源纳米体(400μg/100μL)共注射到动物体内，注射后2h进行小动物PET成像研究。使用Avatar 3软件(平生医疗科技有限公司)对图像进行分析。

实验结果

对转染CEA过表达LS174T或CEA低表达HT-29肿瘤的balb/c裸鼠进行小动物PET成像研究。结果显示，早在注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后0.5h，就可以清晰地描绘出LS174T肿瘤，而由于缺乏CEA表达，在HT-29中观察到肿瘤对示踪剂的摄取很少(图3A和3C)。未标记的HNI01与[⁶⁸Ga]Ga-HNI01共注射，以评估其在LS174T肿瘤中的结合特异性。在给药后2h, LS174T肿瘤对[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的摄取大部分被过量未标记的HNI01蛋白阻断。其他器官未见明显摄取。

为了验证小动物PET成像结果，作者在LS174T或HT-29肿瘤模型中进行了生物分布研究(图3B和3D)。注射后0.5、1、2和4h，[⁶⁸Ga]Ga-HNI01在LS174T肿瘤中的摄取分别为9.55 ± 2.86、9.13 ± 1.90、8.83 ± 3.01和6.43 ± 1.73%ID/g。在检测的所有时间点，LS174T肿瘤对[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的摄取均显著高于正常器官(除肾脏外)，如肌肉、心脏、脾脏和肝脏。注射后2小时，CEA低表达的HT-29肿瘤对[⁶⁸Ga]Ga-HNI01的摄取低于CEA过表达的LS174肿瘤，表明CEA介导的肿瘤对放射性示踪剂的摄取。共注射100倍过量的HNI01显著抑制了放射性示踪剂在LS174T肿瘤中的积累，表明体内[⁶⁸Ga]GaHNI01对CEA受体具有特异性。

图3 [⁶⁸Ga]Ga-HNI01在结直肠癌肿瘤模型中的体内评价。A:具有代表性的PET/CT图像及生物分布结果。B:注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后0.5h、1h、2h和4h获得的。C:PET/CT成像及生物分布结果。D在HT-29肿瘤模型和LS174T异种移植物中注射[⁶⁸Ga]Ga-HNI01后2h获得。*** p < 0.001

文献结论

综上所述，使用新型纳米体示踪剂[⁶⁸Ga]Ga-HNI01进行CEA特异性PET成像是安全可行的，并显示出检测CRC原发肿瘤和转移瘤的良好能力。由于其对CEA受体的优越亲和力，[⁶⁸Ga]Ga-HNI01PET也可作为选择抗CEA治疗患者的影像学工具。接下来，需要进行大规模的临床试验，进一步探讨[⁶⁸Ga]Ga-HNI01PET在结直肠癌患者影像学诊断和治疗管理中的作用。

使用设备

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