文獻信息

北京大學腫瘤醫院暨北京市腫瘤防治研究所，核醫學科，國家藥監局放射性藥物研究與評價重點實驗室，惡性腫瘤發病機制及轉化研究教育部重點實驗室等團隊合作的研究成果Preparation and Application of a Bioorganic Nanoparticle-Enhanced PDL1-Targeted Small-Molecule Probe(生物有機納米粒子增強PDL1靶向小分子探針的制備與應用)在學術期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》(JCR Q1, SCI IF 10.383)發表。平生公司的小動物PET/CT(型號:Super Nova)產品在論文中提供了重要的腫瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

文獻背景

程序性死亡配體1(PDL1)是實體瘤診斷和免疫治療的特異性分子靶點。PET成像可用于腫瘤中PDL1表達的無創評估，以幫助選擇治療方法。最常報道的PDL1的小分子放射性示蹤劑受到低成像特異性、短停留時間和單一功能的限制。在這里，作者將生物相容性黑色素納米探針與PDL1結合肽WL12結合，構建了一種新的放射性示蹤劑¹²⁴I-WPMN，以增強PDL1靶向性。¹²⁴I-WPMN放射化學純度>95%，2h時A549^PDL1細胞的攝取率為1.49±0.08%，WL12阻斷其攝取(0.39±0.03%，P＜0.0001)。該新型示蹤劑對PDL1的親和力(K_d=18.5nM)高于⁶⁸Ga-NOTA-WL12(K_d=24.0nM)。Micro PET/CT成像顯示，A549^PDL1異種移植小鼠模型具有特異性攝取和高信噪比，2小時時腫瘤與肌肉之比為27.31±7.03。在72小時以上，該水平增加或保持穩定，腫瘤攝取明顯高于⁶⁸Ga-NOTA-WL12, 2小時時為6.08±0.62。¹²⁴I-WPMN的長時間保留使得長時間進行PET/MRI成像和執行各種成像技術成為可能。在納米顆粒修飾后，¹²⁴I-WPMN在PDL1靶向PET成像方面明顯優于⁶⁸Ga-NOTA-WL12，這支持了¹²⁴I-WPMN PET成像作為優化PDL1靶向治療的有效診斷工具的效用。

實驗方法

使用4~6周齡健康雌性BALB/c裸鼠。將A549^PDL1和A549細胞(2×10⁶)懸浮于100μLPBS中，皮下注射至大腿肌肉根部。腫瘤直徑達到0.5~0.8cm時進行評估。采用Micro PET/CT系統(Super Nova PET/CT,平生醫療科技有限公司)對A549^PDL1荷瘤小鼠進行檢測。為了比較每個探針的腫瘤成像質量，靜脈注射370MBq/kg¹²⁴I-WPMN或⁶⁸Ga-NOTA-WL12;然后在2、4、24、72h(¹²⁴I-WPMN)或30、60、120、240min(⁶⁸Ga-NOTA-WL12)采集PET/CT圖像。探針的體內特異性與2.5 mg/kg非放射性標記前體進行了比較。用異氟醚(體積系數1%)麻醉小鼠，采集Micro PET圖像15min。根據CT數據進行衰減校正(CT-AC重建)，通過在每個腫瘤周圍繪制感興趣區域(ROI)，并將其與器官(心、肝、肺、肌肉、骨和腦)之間的生物分布作為注射劑量/克器官的百分比進行分析。采用最大單體素標準化攝取值(SUVmax)進行統計分析。每個器官勾畫10次。

實驗結果

作者通過Micro PET/CT成像比較了¹²⁴I-WPMN和⁶⁸Ga-NOTA-WL12在A549^PDL1荷瘤小鼠中的腫瘤攝取和保留情況。注射¹²⁴I-WPMN 2h后，腫瘤、心臟、肝臟內放射性信號集中。腫瘤攝取高，信噪比增加，持續72h(圖3A)，明顯比對照組清晰(圖3B)。分別在尾靜脈注射370MBq/kg ⁶⁸GaNOTA-WL12并阻斷或不阻斷2.5mg/kg NOTA-WL12后0.5、1、2和4h獲得PET/CT圖像(圖3C,D)。⁶⁸Ga-NOTA-WL12的攝取主要在肝臟、胃腸道、腎臟和腫瘤中發現。A549^PDL1中⁶⁸Ga-NOTA-WL12的腫瘤攝取在4h時達到峰值。共注射2.5mg/kg NOTA-WL12后，腫瘤信號無明顯減弱。¹²⁴I-WPMN注射后腫瘤的信噪比明顯高于⁶⁸Ga-NOTA-WL12。¹²⁴I-WPMN在阻斷或不阻斷的情況下在各時間點的腫瘤攝取差異顯著(2h : 2.63 ± 0.02vs 1.43 ± 0.02, P < 0.0001; 4h : 2.75 ± 0.01vs1.36 ± 0.02,<0.0001; 24h : 1.82 ± 0.01vs 0.68 ± 0.01, P < 0.0001;72 h:1.74 ± 0.02vs0.38 ± 0.01, P < 0.0001 ; 圖3E)。⁶⁸Ga - NOTA - WL12在不同時間點的腫瘤攝取也存在差異(0.5h : 1.91 ± 0.02vs1.46 ± 0.01, P < 0.0001; 1h2.35 ± 0.01vs1.51 ± 0.01, P < 0.0001; 2h : 2.05 ± 0.01vs 1.38 ± 0.01, P < 0.0001; 4h : 2.39 ± 0.01vs1.22 ± 0.01, P< 0.0001 ; 圖3F)。

圖3.注射¹²⁴I-WPMN和⁶⁸Ga-NOTA-WL12的異種移植小鼠的Micro PET/CT圖像。(A)注射¹²⁴I-WPMN (370MBq/kg)和(B)注射2.5mg/kg WL12-PEG-MNP阻斷劑(白色圓圈表示腫瘤部位)后A549^PDL1荷瘤小鼠的PET/CT圖像。(C)注射⁶⁸Ga-NOTA-WL12(370MBq/kg)和(D)注射WL12阻斷劑2.5mg/kg后A549^PDL1荷瘤小鼠的PET/CT圖像。(E)基于ROI Micro PET/CT成像，¹²⁴I-WPMN與阻斷組的放射性和腫瘤攝取(****P<0.0001)。(F) ⁶⁸Ga-NOTA-WL12和阻斷組的放射性和腫瘤攝取情況。

文獻結論

總之，作者的研究表明，由黑色素納米顆粒與多肽WL12偶聯構建的一流放射性示蹤劑¹²⁴I-WPMN可用于PDL1的特異性PET成像，并顯著改善人類肺癌異種移植模型中PDL1的攝取和保留。小分子放射性示蹤劑⁶⁸Ga-NOTA-WL12的特異性與¹²⁴I-WPMN比較。¹²⁴I-WPMN的PET/CT和PET/MRI成像顯示出全身、系統量化PDL1的巨大潛力，在臨床選擇PDL1治療患者時具有更好的靶向性和廣泛的適用性。

使用設備

Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）