用于間皮素過表達腫瘤無創(chuàng)2檢測的124I標記特異性抗體的構建

文獻信息

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)病機制及轉化研究教育部重點實驗室，楊志主任團隊的研究成果Construction of a ¹²⁴I‑Labeled Specific Antibody for the Noninvasive Detection of Mesothelin-Overexpressing Tumors（用于間皮素過表達腫瘤無創(chuàng)2檢測的¹²⁴I標記特異性抗體的構建）在學術期刊Molecular Pharmaceutics 發(fā)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。
 

該研究的通訊作者為楊志研究員、朱華研究員。第一作者為侯興國、王風。

文獻背景

間皮素(Mesothelin, MSLN)是間皮瘤、胰腺癌、結腸癌等6種實體腫瘤的分子生物標志物。由于間皮素在癌細胞和正常細胞中的表達存在顯著差異，因此間皮素已被廣泛用作癌癥免疫治療的關鍵靶點。在這項研究中，作者使用碘同位素(nat/124/125I)標記的間皮素抗體無創(chuàng)傷性檢測LS174T結腸癌小鼠中MSLN的表達。經純化后，¹²⁴I標記的MSLN抗體放射化學純度為(RCP， >為99%)，比活性為(20.8 ~ 67.8 GBq/μmol)，在5% HSA和PBS (>95% RCP為8天)中穩(wěn)定。Western blot分析結果顯示，LS174T細胞的MSLN蛋白水平高于HepG2細胞。MSLN抗體的半數最大有效濃度(EC50)分別為34.77±3.72 ng/mL和32.60±2.52 ng/mL (P = 0.63)。¹²⁴I-anti-MSLN與MSLN蛋白結合的解離常數為16.0 nM。注射后2天，放射示蹤劑在LS174T細胞中的攝取顯著高于HepG2腫瘤細胞(1.56±0.09 vs 0.81±0.03,P = 0.0016)。LS174T小鼠模型在注射¹²⁴I-anti-MSLN 96 h后器官攝取極低，腫瘤攝取高，和T/M值明顯高于其他顯像組(LS174T小鼠¹²⁴I-anti-MSLN為10.56±1.20,HepG2小鼠124I-anti-MSLN為3.27±0.20,LS174T小鼠¹²⁴I-IgG為3.53±0.2)。免疫化學組織學結果顯示，LS174T腫瘤中MSLN強陽性(+++)，而HepG2組中MSLN輕度表達(+)。劑量估計研究顯示，¹²⁴I-anti-MSLN的有效劑量為0.185 mSv/MBq，在進一步核醫(yī)學轉化研究可接受的個劑量范圍內。綜上所述，這些結果表明，這種放射性示蹤劑在檢測間皮素過表達腫瘤方面有種潛力。

實驗方法

所有動物實驗按照北京大學機構動物護理和使用委員會(EAEC 2022-01)的指南在進行。在4 - 6周齡雌性BALB/c nu/nu小鼠上建立了LS174T和HepG2異種移植PET成像和免疫組化實驗。兩個細胞株分別懸浮在50%的基質/PBS混合溶液中，4°C。小鼠右下干皮下接種7.5 × 10⁶ LS174T/ 178HepG2細胞。

¹²⁴I-anti-MSLN的Micro-PET成像。正常KM小鼠、LS174T或HepG2模型裸鼠尾靜脈注射¹²⁴I-anti-MSLN 7.4 MBq (n = 3)。所有小鼠飲用0.5%碘酸鉀溶液水，72 h后注射放射性標記抗體阻斷甲狀腺生理攝取。然后在注射后(p.i)的每個時間點2、24、48和96 h進行10分鐘靜態(tài)PET掃描。用小動物PET/CT掃描儀 (Super Nova PET/CT, 平生科技醫(yī)療有限公司)，用Avatar 3重建PET圖像，通過在這些器官上繪制ROI，計算ROI標準攝取值(SUV)。

實驗結果

Micro-PET成像。在KM小鼠注射¹²⁴I-anti-MSLN后的不同個時間點(2、24、48和96小時)，Micro-PET/CT成像顯示在心臟和個肝臟中有高攝取(圖S2A)。ROIs測量的部分器官的標準攝取值MAX (SUVmax)見support Information Figure S2B。2 h后，心臟SUVmax為3.35±0.07，肝臟為1.93±0.06，心肌比(H/M)為16.73。96 h后，心臟和肝臟的SUVmax分別為1.76±0.07和1.25±0.13，胃中幾乎沒有攝取。圖像與生物分布結果一致。

對于成像，作者使用IgG作為對照。小鼠注射7.4MBq¹²⁴I-anti-MSLN或¹²⁴I-IgG。在不同時間點(2、24、48和96 h)，LS174T或HepG2小鼠部分器官的SUVmax數據為免疫pet圖像的ROI(圖3A−D)。實驗組(¹²⁴I-anti-MSLN組)腫瘤部位探針攝取值高于對照組(¹²⁴I-IgG組)腫瘤部位探針攝取值。¹²⁴I-anti-MSLN組在注射后96 h腫瘤部位仍有明顯攝取。注射¹²⁴I-anti-MSLN或¹²⁴I-IgG后各時間點的腫瘤/肌肉(T/M)比值分別為(P = 0.0006;圖4 e)。此外，在LS174T動物模型中，¹²⁴I-anti-MSLN信號顯著，而在HepG2動物模型中，信號較弱。48 h后，LS174T腫瘤的SUVmax是HepG2腫瘤的的1.92倍(1.56±0.09 vs 0.81±0.03)(圖4B)。注射后LS174T模型的腫瘤/肝臟(T/L)比，腫瘤/心臟(T/H)比，腫瘤/肌肉(T/M)比HepG2模型高 (圖4C−E)。與傳統(tǒng)顯像劑¹⁸F-FDG相比，¹²⁴I-anti-MSLN具有更好的特異性和靶向性(圖4A)。

圖3 腫瘤模型的Micro-PET成像。(A)三個不同組在2、24、48、96 h的Micro-PET圖像。(B)不同時間點LS174T小鼠器官中¹²⁴I-anti-MSLN的SUVmax。(C)不同時間點LS174T小鼠器官中¹²⁴I-IgG的SUVmax。(D) ¹²⁴I-anti-MSLN在HepG2小鼠各器官不同時間點的SUVmax。

圖4 MicroPET 成像分析。(A)注射后24小時腫瘤攝取的切片圖像與注射后1小時LS174T小鼠¹⁸F-FDG的切片圖像進行比較。(B)注射后2、24、48、96 h各實驗組小鼠臟器內SUVmax。(C)注射后各點T/ h。(D)注射后每個點的T/L。(E)注射后各點T/M。

文獻結論

在這里，作者首次成功地實現了^124/125I 440標記抗小細胞素單克隆抗體。生產¹²⁴I-anti-MSLN可以獲得高的輻射標記產量，并表現出良好的穩(wěn)定性。同時，這種新型的PET靶向探針在體內顯示了快速的代謝率和特異性的識別MSLN陽性腫瘤。此外，它是一種很有希望的實時檢測人體治療效果的方法。

使用設備

                                                              Super Nova^® Micro PET/CT（III 代外觀圖）