【摘 要】
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目的:恶性肿瘤常存在肿瘤异质性以及复杂的肿瘤-间质相互作用系统,从而限制了单特异性示踪剂的肿瘤诊断和治疗效率。由于前列腺特异性膜抗原（PSMA）在多种实体肿瘤中过表达和成纤维细胞活化蛋白（FAP）在肿瘤基质中表达上调,我们认为双靶向PSMA和FAP的异源二聚体探针可以提高肿瘤的诊断性能。本研究中,我们通过不同的连接子和NOTA螯合剂,将以赖氨酸-尿素-谷氨酸为靶向结构的PSMA药效团和以喹啉为靶向
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目的:恶性肿瘤常存在肿瘤异质性以及复杂的肿瘤-间质相互作用系统,从而限制了单特异性示踪剂的肿瘤诊断和治疗效率。由于前列腺特异性膜抗原（PSMA）在多种实体肿瘤中过表达和成纤维细胞活化蛋白（FAP）在肿瘤基质中表达上调,我们认为双靶向PSMA和FAP的异源二聚体探针可以提高肿瘤的诊断性能。本研究中,我们通过不同的连接子和NOTA螯合剂,将以赖氨酸-尿素-谷氨酸为靶向结构的PSMA药效团和以喹啉为靶向结构的FAP药效团偶联起来,并用Al18F-NOTA螯合化学法进行18F标记,制备两个PSMA/FAP双靶点探针[18F]AlF-PSMA-FAPI-01 及[18F]AlF-PSMA-FAPI-02。本课题将从放射合成、体外表征、细胞特性、体内生物分布及Micro-PET/CT成像这几个方面,对这两种异二聚体探针进行临床前评估,并与相应的单体探针[18F]AlF-PSMA-BCH和[18F]FAPI-42 进行比较。方法:利用人工固相合成法制备了两种新型双特异性PSMA/FAP异质二聚体,并用高分辨质谱进行表征。使用Al18F-NOTA.螯合法进行放射性标记,用放射分析型高效液相色谱HPLC进行鉴定,并测定两种异二聚体探针的脂水分配系数及体内外稳定性。利用高表达PSMA的22Rv1细胞和过表达FAP的A549-FAP转染细胞,测定了 18F标记的异源二聚体[18F]AlF-PSMA-FAPI-01和[18F]AlF-PSMA-FAPI-02的结合、竞争、内化和流出特性。在携带22Rv1或A549-FAP的荷瘤裸鼠中进行了生物分布研究和体内小动物PET成像研究,并与相应的单特异性示踪剂[18F]AlF-PSMA-BCH 和[18F]FAPI-42 进行了 比较。结果:成功制备了两种18F标记的异质二聚体探针[18F]AlF-PSMA-FAPI-01和[18F]AlF-PSMA-FAPI-02,整个标记过程约35min左右,非衰减校正放射化学产率分别为25.7±4.1%（n=5）及17.5±1.4%（n=7）,放化纯均＞99%,比活度约为10-30GBq/μmol,体内外稳定性均良好,且均具有良好亲水性（logD7.4值分别为-2.74±0.02及2.04±0.04）。细胞竞争结合实验显示:在A549-FAP细胞中,两种异二聚体融合肽及相应单体肽NOTA-FAPI-42的IC50值分别为1.7±0.2 nM、5.8±0.6nM及0.75±0.3nM。在22Rv1细胞中,两种异二聚体融合肽及相应单体肽 NOTA-PSMA-BCH 的 IC50值分别为 33.7±0.9 nM、9.8±0.7 nM 及 2.5±0.3 nM。这两组细胞竞争实验结果IC50值均在纳摩尔级别,表明异二聚体NOTA-PSMA-FAPI-01、NOTA-PSMA-FAPI-02与相应的未修饰单体相比,具有类似的FAP受体和PSMA靶点结合亲和力。几组阻断实验证明,两种异二聚体探针在体外和体内均具有PSMA及FAP双靶点特异靶向性。在荷瘤小鼠中进行的生物分布研究和小动物PET成像研究表明,这两种18F标记的异二聚体在肿瘤中有很高的摄取率,主要通过肾脏代谢,能从血液和正常器官中快速清除活性。且与单特异性示踪剂[18F]AlF-PSMA-BCH或[18F]FAPI-42相比,两种18F标记的异源二聚体探针均表现出更高的肿瘤摄取,以及更长的肿瘤滞留时间,从而获得相当高的成像质量。结论:基于以上结果,这两种新的异二聚体探针[18F]AlF-PSMA-FAPI-01和[18F]AlF-PSMA-FAPI-02在体外及体内显示出对PSMA和FAP的高特异性靶向和亲和力,且具有优良的特性,如合成方便、肿瘤吸收高、药代动力学特征良好等,因此可以被认为是很有前途的PET示踪剂候选,实现肿瘤双靶向成像,提高诊断灵敏度及特异性。
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