124125I標記的肺癌PD-L2特異性抗體的構(gòu)建和臨床前評詳解

近日，北京大學腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所、核醫(yī)學科，國家藥監(jiān)局放射性藥物研究與評價重點實驗室，惡性腫瘤發(fā)病機制及轉(zhuǎn)化研究教育部重點實驗室，楊志主任團隊的研究成果Construction and Preclinical Evaluation of a ^124/125I‑Labeled Specific Antibody Targeting PD-L2 in Lung Cancer（^124/125I標記的肺癌PD-L2特異性抗體的構(gòu)建和臨床前評估）在學術(shù)期刊Molecular Pharmaceutics發(fā)表。平生公司的小動物PET/CT（型號：Super Nova） 產(chǎn)品在論文中提供了重要的腫瘤小鼠PET/CT圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為核醫(yī)學科 楊志主任，朱華研究員和李囡教授。第一作者為博士研究生姚遠同學。

文獻背景

程序性細胞死亡配體2 (Programmed cell death-ligand 2, PD-L2)是免疫檢查點的重要新興分子，與免疫檢查點抑制劑(immune checkpoint inhibitor, ICI)治療患者的預(yù)后密切相關(guān)。PD-L2的定量可為ICI治療獲益的患者提供潛在參考。在本研究中，作者使用碘同位素(^nat/124/125I)標記的PD-L2抗體(ATL2)在人肺腺癌A549細胞系小鼠中無創(chuàng)檢測PD-L2的表達。¹²⁵I-ATL2和¹²⁴I-ATL2放射化學產(chǎn)率分別為73.56±3.72%和69.46±2.05%。示蹤劑的放射化學純度(RCP)大于99%。用慢病毒構(gòu)建陽性細胞株A549PDL2。Western blot、免疫熒光和流式細胞術(shù)顯示A549-PDL2細胞的PD-L2蛋白水平高于A549細胞。¹²⁵I-ATL2與PD-L2蛋白結(jié)合的解離常數(shù)為7.25nM。細胞攝取實驗證實，¹²⁵I-ATL2在A549- PDL2細胞中各時間點的攝取均高于A549細胞(P < 0.0001)。Micro-PET/CT顯示，注射¹²⁴I-ATL2 24 h后A549-PDL2荷瘤小鼠腫瘤區(qū)域明顯攝取(SUVmax分別為0.75±0.06、0.19±0.07和0.27±0.05)。同樣，在注射后24小時，示蹤劑的生物分布在A549-PDL2小鼠中顯示了更高的腫瘤攝取(A549-PDL2小鼠¹²⁴I-ATL2為7.11±0.38% ID/g, A549小鼠¹²⁴I-ATL2為2.72±0.15% ID/g, A549-PDL2小鼠124I-ATL2為3.89±0.65% ID/g)。采用Olinda軟件進行劑量學估計，¹²⁴I-ATL2的有效劑量為3.62 × 10⁻² mSv/MBq，在可接受劑量范圍內(nèi)。免疫組化結(jié)果進一步證實，PD-L2在A549- PDL2荷瘤小鼠腫瘤組織中的表達高于A549模型小鼠。綜上所述，^124/125I-ATL2的開發(fā)首次通過分子成像無創(chuàng)量化肺癌中PD-L2的表達，為篩選ICI治療的潛在受益者提供了新的參考。

實驗方法

PET成像研究

KM小鼠和A549/A549-PDL2荷瘤小鼠經(jīng)尾靜脈注射4.44 MBq的¹²⁴I-ATL2 (n = 3)。在異氟醚麻醉下，于4、24、48、72和96 h進行Micro-PET/CT (Super Nova PET/CT, 平生醫(yī)療科技有限公司)成像，靜態(tài)掃描10 min。作為補充，A549/A549-PDL2荷瘤小鼠(n = 3)注射9.25 MBq ¹⁸F-FDG，注射后1 h采集PET圖像。利用Avatar 3軟件對成像結(jié)果進行重建，劃定感興趣區(qū)域(ROI)，量化標準攝取值(SUV)。

實驗結(jié)果

¹²⁴I-ATL2顯微PET/CT成像。對于荷瘤小鼠的微PET/CT成像(圖4A)，注射4.44 MBq的¹²⁴I-ATL2的A549-PDL2模型小鼠顯示腫瘤區(qū)域?qū)κ聚檮┑奶禺愋詳z取。根據(jù)感興趣區(qū)勾畫和定量，注射后4 h腫瘤區(qū)SUVmax最高(1.44±0.06)。心臟和肝臟的SUVmax分別為1.61±0.17和1.48±0.13(圖4B)。隨著示蹤劑的代謝和清除，各區(qū)域的SUVmax隨時間逐漸降低。值得注意的是，腫瘤清除率低于其他器官，顯示出更好的留置效果。A549組¹²⁴I-ATL2各時間點腫瘤區(qū)SUVmax均明顯降低，其他器官與實驗組無差異(圖4C)。為了克服單克隆抗體示蹤劑非特異性攝取的缺陷(滲透性增強和滯留效應(yīng))，通過尾靜脈注射4.44 MBq的¹²⁴I-IgG到A549-PDL2荷瘤小鼠體內(nèi)。A549-PDL2小鼠的腫瘤攝取無明顯規(guī)律性和滯留效應(yīng)(圖4D)，且在各時間點均低于¹²⁴IATL2(圖4E)。

圖4 腫瘤模型Micro-PET/CT成像及ROI分析(A)腫瘤模型Micro-PET/CT成像。(B) A549-PDL2小鼠時間點的SUVmax。*  P < 0.05, * * P < 0.01, ***P < 0.001, ****P < 0.0001

冠狀位和橫切面圖像顯示，注射¹²⁴I-ATL2后24 h, A549- pdl2荷瘤小鼠的腫瘤區(qū)域攝取高于注射¹²⁴I-ATL2的A549小鼠(P < 0.001)，注射¹²⁴I-ATL2的A549- pdl2小鼠的腫瘤區(qū)域攝取高于注射¹²⁴I-ATL2的A549小鼠(P < 0.001)(圖5A)。靶標/非靶標攝取(腫瘤/腦、腫瘤/心臟、腫瘤/肝、腫瘤/腎)可以作為指標，提高腫瘤診斷效率(圖5C−F)。

圖5 腫瘤攝取切片圖像及ROI T/NT分析。(A)注射后24小時腫瘤攝取的冠狀面和橫切面成像。(B)注射18F-FDG后1小時腫瘤攝取的冠狀面和橫切面成像。(C)腫瘤與腎臟攝取的比值。(D)腫瘤與心臟攝取的比值。(E)腫瘤與腦攝取的比率。(F)腫瘤與肝臟攝取的比值。

文獻結(jié)論

作者首次構(gòu)建了以PD-L2為靶點的^124/125I-ATL2。在產(chǎn)率高、放射化學純度高、穩(wěn)定性好的基礎(chǔ)上，生物學評價顯示了其對PD-L2的特異性和親和力，Micro pet /CT成像證實了PD-L2腫瘤體內(nèi)可視化的可行性。動態(tài)監(jiān)測PD-L2表達并篩選ICI治療的潛在受益者將是一種有前途的方法。

使用設(shè)備

Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）