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目的:恶性肿瘤的发病率和死亡率在世界范围内逐年增加,严重威胁人类健康。肿瘤的早期特异性诊断、个体化精准治疗和及时的疗效评价是提高肿瘤患者生存期的重要方面。肿瘤分子影像以及基于分子影像的靶向个体化治疗拓展了肿瘤精准诊疗新领域,成为肿瘤研究的热点之一。人表皮生长因子受体2（Human epidermal growth factor receptor 2,HER2）是表皮生长因子受体（Epidermal growth factor receptor,EGFR）家族成员之一。HER2扩增及过表达与肿瘤的高侵袭性、高复发性及高死亡率密切相关,其在多种恶性肿瘤中高表达,是肿瘤诊疗的特异性靶点。HER2亲和体（Affibody）与HER2具有高度亲合力,放射性核素标记HER2亲和体及其耦联物在肿瘤精准诊疗中可发挥重要作用。本研究制备18F标记的HER2亲和体靶向分子探针、研究其体外靶向结合特性、荷瘤裸鼠体内分布,并进行荷瘤裸鼠体内分子显像,探讨其用于HER2阳性肿瘤显像的价值。同时将HER2亲和体与细胞毒性药物耦联,观察用HER2靶向亲和体-化疗药物耦联物治疗HER2阳性荷瘤裸鼠肿瘤的效果。并用核素99mTc标记HER2亲和体-化疗药物耦联物进行显像以评价疗效。方法:1.应用Fmoc/t Bu多肽固相合成法合成NOTA-HER2亲和体,应用[18F]Al F法进行标记,制备[18F]Al F-NOTA-HER2分子影像探针,并进行质量控制。将[18F]Al F标记的HER2分子探针分别与生理盐水或5%人血白蛋白37℃条件下共同孵育,观察[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针随时间变化的体外稳定性。并行[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在HER2阳性人胃癌NCI-N87细胞及HER2阴性人胃癌MKN74细胞中的摄取率及滞留率的差异;并用醋酸冲洗细胞表面结合的分子探针,研究HER2阳性及阴性细胞对其内化率的差别;同时在体外用过量未标记的NOTA-HER2亲和体将HER2阳性细胞表面的HER2受体阻断,研究阻断组与未阻断组NCI-N87细胞对[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针的摄取率的差异,观察HER2阳性肿瘤细胞对[18F]Al F标记HER2分子探针摄取的特性及靶向性。此外,在HER2阳性人胃癌NCI-N87细胞中进行放射性配体-受体饱和结合测定,计算不同浓度梯度下细胞对分子探针的特异性摄取,确定[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针的解离常数（Kd）,评价[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针与HER2阳性肿瘤细胞表面HER2受体的亲和力。2.建立HER2阳性NCI-N87细胞及HER2阴性MKN74细胞荷瘤裸鼠模型。荷瘤裸鼠尾静脉注射[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针30min后取血液进行HPLC分析,研究[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针的体内稳定性。随机选取肿瘤大小较一致、无坏死的NCI-N87及MKN74细胞荷瘤裸鼠各9只,尾静脉注射[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针后在30min、60min及120min分别随机取3只,处死后取肿瘤组织及部分正常器官称重、测量放射性计数,并计算每克组织百分注射剂量率（%ID/g）。观察[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在两组荷瘤裸鼠中的体内生物分布情况及随时间变化探针在裸鼠体内代谢情况。3.随机选取HER2阳性NCI-N87及HER2阴性MKN74细胞荷瘤裸鼠各6只,尾静脉注射[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针,于注射后30min、60min及120min进行PET显像,观察两组荷瘤裸鼠的肿瘤显像效果,并比较肿瘤与对侧同等大小区域的最大标准化摄取值（Maximum standardized uptake value,SUVmax）的比值（Target to nontarget ratios,T/NT）。另随机取3只NCI-N87细胞荷瘤裸鼠尾静脉注射过量未标记NOTA-HER2亲和体阻断细胞表面HER2受体,同时注射[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针,观察肿瘤显像效果并与未阻断组进行对比。4.将HER2:V2亲和体N末端与化疗药物培美曲塞连接,C末端连接短肽-CCCG,合成ZHER2:V2-培美曲塞耦联物,应用HER2:V2亲和体C末端的短肽-CCCG序列为螯合基团,进行99mTc标记,构建99mTc-ZHER2:V2-培美曲塞分子探针。构建HER2阳性肺腺癌A549肿瘤模型,分别用ZHER2:V2-培美曲塞、培美曲塞及生理盐水对动物模型进行治疗,并应用99mTc-ZHER2:V2-培美曲塞SPECT显像、流式细胞分析、H&E染色、免疫组织化学等方法观察治疗效果。并对各组裸鼠毒副作用进行比较。结果:1.[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在30min内即可制备完成,标记率最高可达32.69%,放射化学纯度>98%,在生理盐水及人血白蛋白中孵育4h其放射化学纯度仍在90%以上。HER2阳性NCI-N87细胞在5min、30min、60min和120min对[18F]Al F-NOTA-HER2分子的探针的摄取率、滞留率及内化率明显高于HER2阴性MKN74细胞,差异有统计学意义（P=0.000,0.000,0.000,0.000;0.000,0.000,0.000,0.000;0.000,0.000,0.000,0.000）。HER2阳性NCI-N87细胞对[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针的摄取可被6倍及35倍过量未标记的NOTA-HER2亲和体所阻断,阻断前后各时间点的摄取率有明显差异,且差异有统计学意义（P=0.040,0.000和P=0.000,0.000）,表明[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针与HER2的结合具有靶向特异性。此外,饱和结合试验得出Kd值为52.25±3.68n M,说明该分子探针与HER2亲和力较高。2.[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在荷瘤裸鼠体内具有良好的稳定性,在荷瘤裸鼠体内注射标记分子探针后30min,血液中[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针放射化学纯度依然大于90%。体内分布实验证实在注射30min、60min、120min后[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在NCI-N87肿瘤组织的分布显著高于MKN74肿瘤组织（P=0.003,0.016,0.010）。除肿瘤组织外肾脏摄取[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针较多,表明肾脏为其排泄器官。其余正常非靶器官中分子探针的分布较少,且血液清除较快,适于显像。3.[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针PET显像结果与体内分布一致,注射标记的分子探针30min后HER2阳性NCI-N87肿瘤即可清晰显影且在120min内始终显影明显。而在显像时间内HER2阴性MKN47肿瘤始终未见明显显影。HER2阳性NCI-N87荷瘤裸鼠在共同注射过量未标记的NOTA-HER2分子探针及[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针后30min、60min及120min PET显像中T/NT比值比未阻断组明显降低（P=0.003,0.016,0.010）,表明过量未标记的NOTA-HER2亲和体可以封闭HER2阳性NCI-N87肿瘤组织的HER2受体,证明[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针与HER2阳性肿瘤组织的结合具有靶向特异性。4.分别用ZHER2:V2-培美曲塞、培美曲塞及生理盐水对HER2阳性人肺腺癌A549细胞荷瘤裸鼠进行实验治疗,并用99mTc-ZHER2:V2-培美曲塞SPECT显像评估疗效。治疗后14天,99mTc-ZHER2:V2-培美曲塞SPECT结果显示ZHER2:V2-培美曲塞的抗肿瘤效果优于单纯培美曲塞治疗组（P=0.005）。细胞凋亡实验显示ZHER2:V2-培美曲塞治疗组肿瘤细胞凋亡最显著（P=0.015）。H&E染色显像ZHER2:V2-培美曲塞治疗组肿瘤坏死较明显。肿瘤流式细胞分析及免疫组织化学HER2检测结果显示ZHER2:V2-培美曲塞治疗后HER2表达与培美曲塞治疗后无明显差异（P=0.602,0.072）。在ZHER2:V2-培美曲塞治疗组裸鼠出现的毒副作用明显小于培美曲塞治疗组。结论:1.[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针制备简单,放射化学纯度较高,体内外稳定性好,在体外可与HER2阳性NCI-N87细胞靶向特异性结合,是很有潜力的HER2靶向分子探针。2.在HER2阳性荷瘤裸鼠体内分布显示[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针可在肿瘤组织靶向特异性聚集,血液清除率高,靶/非靶比值高,经泌尿系统排泄。3.[18F]Al F-NOTA-HER2分子探针在HER2阳性荷瘤裸鼠动物模型中肿瘤显像效果较好。HER2阳性肿瘤组织显影明显,本底较低,可反映机体肿瘤HER2表达状态,是较好的肿瘤HER2靶向特异性分子探针。4.99mTc-ZHER2:V2-培美曲塞显像可敏感、无创监测ZHER2:V2-培美曲塞的靶向化疗疗效。ZHER2:V2-培美曲塞有较好的HER2靶向抗肿瘤能力,且毒副作用较单纯培美曲塞小。该分子探针集HER2靶向分子显像和靶向化疗于一体。