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分子影像技术能够观察、表征和测量人体或其他机体内分子和细胞水平上的生物学过程,能够做到无损伤实时成像。利用特异性的分子影像探针,可以了解生物体内某些生物过程,有助于了解疾病的机制并有助于提高治疗的效果。
碳酸酐酶IX(CAIX)在许多肿瘤组织中有表达,但是在相应的正常组织中没有或者很少表达。CA IX主要功能是促进二氧化碳的扩散,维持细胞内的碱性环境,有利于细胞的生长,酸化细胞外环境,使细胞外基质降解,有利于细胞的侵袭和迁移。由于CA IX是一种肿瘤标记物,是开发新型分子影像探针的理想靶点。
本文利用放射性核素或者荧光试剂标记靶向CAIX的单克隆抗体或者多肽,并进行了相关的生物学评价,希望能够得到合适的靶向CAIX的分子影像探针,为肿瘤的诊断治疗提供一定的帮助。
利用NaVC和Sn(+2)同时还原Mab和99mTcO4-,实现99mTc标记CAIX单克隆抗体的制备,并通过较系统的条件试验,获得了优化的标记条件,标记率达到了85%。99mTc-Mab在体外表现良好的稳定性。小动物SPECT显像结果和注射99mTc-Mab24 h后的体内分布实验结果显示99mTc-Mab注射到荷瘤鼠24 h后,并没有在肿瘤处明显浓集,考虑到99mTc的半衰期只有6 h,所以99mTc-Mab并不适用于表达CA IX的肿瘤显像。
我们选择半衰期较长的125I,利用Iodogen法直接标记靶向CA IX的单克隆抗体(Mab)。125I-Mab在体外表现出良好的稳定性。体内分布实验和小动物SPECT平面影像实验均显示出125I-Mab在肿瘤处有大量浓集,表现出较高的靶/非靶比,显示较高的亲和力和特异性。但作为单克隆抗体类探针,其在血中清除速度不可避免地比较缓慢,需要对其进行适当的结构改造,以改善其药代动力学特性。
利用Cy5.5标记靶向CAIX的单克隆抗体(Mab),研究了Cy5.5-Mab的肿瘤靶向性。体外细胞结合实验显示Cy5.5一Mab能够特异性地结合到表达CA Ix的肿瘤细胞上。体内荧光显像实验显示注射Cy5.5-Mab48 h后,在肿瘤处有最强的荧光信号。蛋白质电泳实验和免疫组化实验显示在肿瘤处有CA IX的表达,证明Cy5.5-Mab是通过CA IX浓集于肿瘤区域。体内外实验结果表明Cy5.5-Mab适用于表达CAIX的肿瘤影像。
为克服Mab的药代动力学缺陷,选择了可靶向CA IX的多肽进行放射性核素标记。多肽P1(YNTNHVPLSPKY)能够特异性地靶向重组的人CA IX的胞外结构域。我们利用click反应对多肽P1进行18F标记。首先,我们选择2-叠氮乙基对甲苯磺酸酯,通过亲核取代然后蒸馏纯化,制得[18F]2-氟乙基叠氮([18F]FEA),标记率在95%以上。然后将[18F]FEA和端炔修饰的P1肽通过click反应,成功制备了18F标记P1(18F-P1),标记率在30%左右。需要进一步的实验,通过延长反应时间或者提高反应温度等其他条件进行优化,提高18F-P1的标记率。其体内外生物学性质研究仍在进行中。
c(RGDfK)对整合素αvβ3受体有较高的亲和力。我们对分离纯化得到的18F-c(RGDfK)进行了初步的生物学评价。18F-c(RGDfK)在体外表现良好的稳定性并且药时曲线显示18F-c(RGDfK)能够快速从小鼠的血液中清除。Micro-PET影像结果显示18F-c(RGDfK)在荷U87MG肿瘤鼠的肿瘤区域有一定的放射性浓集。但在其它非靶脏器,如肝、肾、肠道等有较强的放射性浓集。上述结果显示利用[18F]2-氟乙基叠氮([18F]FEA)实现了对RGD多肽的标记,并保留多肽的亲和力和特异性,但仍需通过筛选不同结构的RGD类多肽,对该方法标记的RGD类探针进行深入的研究。