人血清白蛋白(HSA)是血浆中丰度最高的蛋白质,有相对较长的生物半衰期。HSA也是血液中重要的载体,许多水溶性差的物质可以通过与其结合而被运输。自20世纪90年代中期,与HSA结合被广泛用于延长药物的血液半衰期。伊文思蓝(Evans Blue,EB)是一种可与HSA可逆性结合、有高亲和力的偶氮染料,常被用以测定神经系统血脑屏障的完整性。在本课题组前期研究中,将EB改造后与螯合剂NOTA相连接,可以简易的标记放射性核素,首次构建出了一种以EB为结构基础的正电子成像探针NEB。放射性核素如18F标记的NEB可以用于心脏血池和肿瘤血池显像、血管通透性能的评价及前哨淋巴结的探查,在诊断肝血管瘤等方面具有独特的优势。另外,本课题组进一步研究发现,标记了这种EB基团的治疗药物,在体内的循环时间得到了大幅度的延长。基于上述课题组前期对EB衍生物的研究基础,本研究对EB衍生物的应用和改造进行进一步的研究和探讨,共由两部分研究组成。其中第一部分研究是利用EB衍生物发展了一种新的神经内分泌肿瘤靶向放射治疗方法。神经内分泌肿瘤(NET)是一种全身多种组织器官均可能发生的恶性肿瘤,由于其近30年来世界范围内发病率持续上升而受到越来越广泛的关注。这类肿瘤的其特点为肿瘤细胞表面高表达生长抑素受体(SSTR),因此过去20年来生长抑素类似物(SSA)为治疗NET的最重要手段之一,最常见的为奥曲肽(TATE)。目前,NETs治疗最大的进展在于使用90Y或者177Lu标记TATE用于治疗,称为“肽-受体放射性核素治疗”(PRRT)。近期,三期临床试验结果显示177Lu标记的TATE(177Lu-DOTATATE)用于NET病人治疗的有效率较TATE大大提升,并获得FDA批准上市。然而,由于TATE在体内容易被肾脏代谢导致外周血循环时间极短,使得PRRT治疗有效性受到限制,同时给药后产生较高的一过性肾毒性。因此,基于PRRT的疗法近年来并未有突破性进展。本研究使用EB衍生物将TATE进行化学修饰设计构建出新的化合物分子EB-TATE,利用EB与血清白蛋白的高亲和力以显著延长TATE的外周血循环时间,并且在EB衍生物中引入DOTA熬合剂,可以简单高效地标记90Y、177Lu等β射线放射性核素来用于NET内照射治疗,同时,也可以标记64Cu、68Ga等正电子显影剂用于肿瘤PET成像。研究使用两种高表达SSTR2的细胞株HCT116/SSTR2 和 AR42J,以及一种不表达 SSTR2 的细胞株HCT116 对 EB-TATE进行了全面的评价。研究结果显示,化学修饰并未对TATE的生物学活性产生显著影响,EB-TATE既保持了其与SSTR2的高亲和力,也保持了与HSA的高亲和力。PET/CT显像结果显示,EB-TATE的血液半衰期比TATE显著延长,86Y-EB-TATE在HCT116/SSTR2裸鼠肿瘤模型中48h肿瘤组织PET成像富集量达到34.7±7.4%ID/g,在AR42J裸鼠肿瘤模型中达到65.8±6.2%ID/g,显著高于86Y-TATE在肿瘤中的富集。另外,使用90Y标记的EB-TATE对裸鼠成瘤模型进行治疗,尾静脉给药后分别在HCT116/SSTR2和AR42J模型中监测了 180天和90天,肿瘤大小在监测时间内均受到显著抑制,并且在相对较高剂量组小鼠生存率均达到100%,显著优于对照90Y-TATE。本研究结果表明这种新型的EB-TATE分子可以高效地靶向治疗SSTR2高表达肿瘤,具有极大的临床转化应用价值,可望在未来对NETs治疗产生新的重大影响。另外,EB衍生物还可以连接其它小分子或者多肽药物以增加其循环时间,用于其它疾病的诊治。第二部分研究主要是对NEB进行了改造,合成了一种在一些方面性能更优的新的EB衍生物N(EB)2。基于NEB,希望能优化出一个血液半衰期更长、肿瘤富集更多以及在淋巴成像中性能更优的新的分子探针。在本研究中,我们设计合成了一种具有两个HSA的结合位点和一个NOTA环的新的分子探针N(EB)2,也可以简单的标记不同放射性核素用于PET成像。因为N(EB)2具有两个结合位点,假设其可以同时结合两个HSA形成复合物,由于尺寸效应和亲和力增强,在血液半衰期、淋巴结成像以及肿瘤富集方面可能有更好的性能。通过分子对接、透射电镜、原子力显微镜、液相色谱-质谱联用等方法,初步证明了 N(EB)2可以同时结合2个HSA分子。与18F-AlF-NEB相比,18F-AlF-N(EB)2在血液中的循环时间显著更长,下降速率显著较低。在淋巴结成像中,N(EB)2与白蛋白结合后分子量大,在淋巴管中迁移速度慢,作为淋巴结显影剂可以有效区分一级和二级淋巴结,可以标记放射性核素进行PET成像以及进行荧光成像的双模态成像方法,为前哨淋巴结活检提供新的显像探针。另外,N(EB)2在裸鼠肿瘤模型中的肿瘤组织相比NEB有更高的摄取。本研究结果表明,N(EB)2有望作为新的分子探针用于淋巴结和肿瘤成像,并同时实现药物负载和递送平台,具有广泛的应用前景。