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、贵州大学医学院等团队合作的研究成果¹²⁴I-labeled anti-CD147 antibody for noninvasive detection of CD147-positive pan-cancers: construction and preclinical studies（用于无创检测CD147阳性泛癌的¹²⁴I标记抗CD147抗体:构建和临床前研究）在学术期刊《Acta Pharmacologica Sinica》（Q1, SCI IF 8.2 中科院2020分区，医学1区，药学1区）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，朱华研究员。第一作者为马晓琨博士，刘特立副研究员。

文献背景

细胞外基质金属蛋白酶诱导剂CD147是细胞表面的糖蛋白。CD147在正常上皮组织和胎儿组织中表达极少，但在许多侵袭性肿瘤中高表达。CD147与癌症免疫和进展有关。随着CD147靶向治疗策略的发展，准确检测肿瘤中CD147的表达及其在治疗过程中的变化是必要的。本研究以放射性核素^124/125I (^124/125I-anti-CD147)标记抗CD147单抗，构建了一种新型放射性示踪剂，用于无创检测泛癌组织中CD147的表达，并以¹²⁴I-IgG和¹⁸F-FDG为对照，对其理化性质、亲和力、代谢特征、生物分布和免疫PET成像进行了表征。通过检测癌细胞系中CD147的表达，作者发现在结肠癌细胞LS174T、FADU人咽鳞癌细胞和22RV1人前列腺癌细胞中CD147高表达，在人胰腺癌细胞ASPC1和人胃癌细胞BGC823中CD147低表达。以N-溴琥珀酰亚胺(NBS)为氧化剂制备了^124/125I抗CD147，采用PD-10柱纯化。其放射化学纯度(RCP)在99%以上，在生理盐水或5%的人血清白蛋白(HSA)中可保持85%以上7d以上;健康小鼠注射后3h血液中¹²⁵I-抗CD147的RCP大于90%。¹²⁵I-anti-CD147对CD147蛋白的Kd值为6.344nM，而¹²⁵I-IgG对CD147蛋白的Kd值大于100nM。与CD147低表达癌细胞相比，¹²⁵I-anti-CD147在CD147高表达癌细胞中的摄取要大得多。健康小鼠经静脉注射后，¹²⁵I-anti-CD147在血池和肝脏的初始摄取较高，随着时间的推移，摄取逐渐降低。健康小鼠体内分布期和清除期的生物半衰期分别为0.63h和19.60h。¹²⁴I-anti-CD147的有效剂量估计为0.104mSv/MBq。作者对荷瘤小鼠进行了免疫PET成像，发现在CD147(+)肿瘤中，¹²⁴I-anti-CD147比¹²⁴I-IgG和¹⁸F-FDG的肿瘤-肌肉比例显著高于¹²⁴I-IgG和¹⁸F-FDG。CD147在细胞和肿瘤中的表达水平与最大标准化摄取值(SUVmax)呈正相关(P < 0.01)。综上所述，^124/125I-anti-CD147对CD147具有较高的亲和力，具有用于CD147阳性肿瘤成像的潜力。¹²⁴I-anti-CD147的开发可能为肿瘤微环境调控和肿瘤精准诊疗方案的制定提供新的思路。

实验方法

采用体内免疫PET显像法

荷瘤小鼠LS174T、FADU、22RV1、ASPC1和BGC823 (n=3)分别静脉注射¹²⁴I-抗CD147或¹²⁴I-IgG探针200μL (6.29MBq)。小鼠分别于2、24、48和96h麻醉(2%-3%，1L/min氧)进行免疫正电子发射断层扫(Super Nova PET/CT,平生医疗科技有限公司)成像。作为对照，给LS174T荷瘤小鼠注射¹⁸F-FDG (9.25MBq)。对成像结果进行重构，圈定感兴趣区域(ROI)，并用Avatar 3.0（平生医疗科技有限公司）软件量化标准摄取值(SUV)。探针在各肿瘤VOI中的摄取按式(4)计算为最大标准化摄取值(SUVmax)。

实验结果

在LS174T、FADU、22RV1、ASPC1和BGC823荷瘤小鼠的不同时间点(2小时、24小时、48小时和96小时)获得¹²⁴I-抗CD147或¹²⁴I-IgG的免疫PET图像(图5a)。¹²⁴I-anti-CD147和¹²⁴I-IgG主要积累在心脏和肝脏的早期阶段，随着时间的推移，它们被代谢和清除。除膀胱外，示踪剂在肾、肠、肌肉、骨、脑等其他器官的摄取均较低，提示¹²⁴I-anti-CD147可能适合用于这些器官肿瘤的免疫PET成像。在CD147(+) LS174T、FADU和22RV1肿瘤中，¹²⁴I-anti-CD147逐渐在肿瘤中积累，探针在48h p.i (LS174T)或96h p.i (FADU和22RV1)时摄取最高，SUVmax值分别为1.78±0.01、1.57±0.02和1.25±0.01(图5b-d)。虽然¹²⁴I-anti-CD147在ASPC1和BGC823肿瘤中的摄取较低，但SUVmax值分别为0.68±0.02和0.51±0.02(图5e, f)。作为对照，对这些肿瘤模型进行¹²⁴I-IgG免疫pet成像。随着CD147(+)肿瘤的摄取增加，非靶组织的摄取减少，肿瘤与非靶比值随时间增加。¹²⁴I-IgG在LS174T肿瘤中摄取较低，96h时SUVmax值最高，为0.87±0.01,FADU、22RV1、ASPC1和BGC823肿瘤在¹²⁴I-IgG免疫PET图像中不可见。

在这些肿瘤模型中，¹²⁴I-anti-CD147在LS174T肿瘤中表现出最高的摄取。同时，靶点/非靶点(肿瘤到肌肉)摄取可作为提高CD147高表达肿瘤诊断效率的指标(图5h)。为了进一步评价¹²⁴I-anti-CD147在肿瘤成像中的潜力，作者将临床最常用的PET示踪剂¹⁸F-FDG用于LS174T肿瘤的成像。如图5g所示，放射性活动在心脏和腹部器官中积累，而LS174T肿瘤表现出适度的摄取，明显低于肿瘤对¹²⁴I-anti-CD147的摄取。¹⁸F-FDG在1h和2h的SUVmax值分别为0.77±0.02和0.94±0.01。