使用高特異性抗體靶向Claudin 18.2使癌癥診斷和指導(dǎo)手術(shù)成為可能

文獻(xiàn)信息

近日，北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院暨北京市腫瘤防治研究所，核醫(yī)學(xué)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Targeting Claudin 18.2 Using a Highly Specific Antibody Enables Cancer Diagnosis and Guided Surgery（促使用高特異性抗體靶向Claudin 18.2使癌癥診斷和指導(dǎo)手術(shù)成為可能）在學(xué)術(shù)期刊MOLECULAR PHARMACEUTICS發(fā)表。平生公司的小動物PET/CT（型號Super Nova）設(shè)備在論文中提供了重要的小鼠腫瘤圖像和定量分析。

該研究的通訊作者為朱華研究員。第一作者為趙傳科副教授、戎卓娜、丁縉。

文獻(xiàn)背景

Claudin 18.2 (CLDN18.2)是一個新的潛在腫瘤治療靶點，尤其是晚期胃癌(AGC)。分子靶向探針對患者分層和治療指導(dǎo)具有重要意義。在此，作者基于CLDN 18.2特異性抗體5C9，探索了一種抗體依賴的分子影像學(xué)策略，用于特異性檢測和手術(shù)指導(dǎo)。合成了¹²⁴I-5C9和Cy5.5-5C9兩種成像探針。CLDN18.2的特異性在對照細(xì)胞實驗中得到證實，通過免疫正電子發(fā)射斷層掃描(immune - PET)和異種移植模型熒光成像評估其診斷價值。設(shè)計近紅外II型熒光成像探頭FD1080-5C9，便于手術(shù)全面切除病灶。¹²⁴I-5C9免疫PET顯像清晰描繪皮下CLDN 18.2陽性腫瘤，具有峰值攝取(最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值;SUVmax)為2.25±0.30，而¹²⁴I-IgG組和阻斷組最高分別為0.70±0.13和0.66±0.12。Cy5.5-5C9熒光成像結(jié)果相似。在CLDN 18.2陽性的原位腫瘤模型中，采用¹²⁴I-5C9和FD1080-5C9同時給藥，有利于腫瘤組織的全面切除，以證明診斷和引導(dǎo)手術(shù)(DGS)的理念。結(jié)合¹²⁴I-5C9和FD1080-5C9，兩者都是很有前途的DGS工具:前者作為PET探針顯示病變中的CLDN18.2，后者可以指導(dǎo)手術(shù)。這些結(jié)果為基于cldn18.2特異性抗體的AGC和其他癌癥的特異性檢測和手術(shù)指導(dǎo)提供了實用的分子影像學(xué)策略。

實驗方法

異種移植和原位移植模型

裸鼠(nu/nu，雌性，5 ~ 6周齡)取自Vital River(中國北京)。將1 × 106個BGG823 / BGC823^CLDN18.2細(xì)胞懸浮于100 μL PBS皮下植入裸鼠側(cè)翼，建立裸鼠移植瘤模型。按照前面描述的步驟建立原位小鼠模型。首先，裸小鼠被2.5%的三溴乙醇麻醉，然后以仰臥姿勢躺下。在小鼠腹部中線做一個6 - 10毫米的切口，用鑷子取出胃。2×105用27號針將20 μL PBS懸浮的BGG823 / BGC823^CLDN18.2細(xì)胞植入胃漿膜下層。胃放回腹腔，皮膚用創(chuàng)口夾封閉。3周后移植小鼠進(jìn)行以下實驗。小鼠在特定的無病原體條件下飼養(yǎng)。

小動物PET成像

小動物PET成像采用Micro-PET/CT (Super Nova PET/CT, 平生醫(yī)療科技有限公司)。當(dāng)腫瘤體積估計為450-800 mm³時，小鼠進(jìn)行小動物PET成像。在異氟醚吸入下，將5.55 MBq ¹²⁴I-5C9 200 μL靜脈注射BGC823^CLDN18.2腫瘤小鼠(每組4只)用于小動物PET顯像。在給藥后4、48、96和240 h分別進(jìn)行PET掃描。未標(biāo)記5C9 (100 mg/kg體重)和5.55 MBq ¹²⁴I標(biāo)記的示蹤劑¹²⁴I-5C9共注射BGC823^CLDN18.2腫瘤小鼠(n = 4，每組) 以阻斷組作為阻斷對照組進(jìn)行研究。同時，在BGC823^cldn18.2小鼠體內(nèi)注射¹²⁴I-IgG作為空白對照，在BGC823小鼠體內(nèi)注射¹²⁴I-5C9作為陰性對照。隨后，在注射后4、48、96和240 h掃描動物。顯示所有圖像，并收集心臟、肝臟、脾臟、肺、腎和腫瘤上感興趣區(qū)域(ROIs)。

實驗結(jié)果

¹²⁴I-5C9小動物PET/CT成像及免疫組化分析

在注射放射性示蹤劑后的4、48、96和240 h，通過小動物PET/CT實時、無創(chuàng)地評估¹²⁴I-5C9的體內(nèi)分布和代謝特征。MIP圖如圖3A所示，雖然¹²⁴I-5C9在早期時間點(4、48 h)表現(xiàn)為心臟及血池積聚這被認(rèn)為正常，但PET顯像在240 h時特異性、清晰圈定的BGC823^CLDN18.2腫瘤(圖3A)。除了腫瘤區(qū)域攝取較低（這是因為額外的5C9阻斷），其他三個對照組的攝取與實驗組相似，因為¹²⁴I-IgG探針的非特異性靶向，或因為在BGC823細(xì)胞中CLDN18.2表達(dá)陰性(圖3A)。為了與金標(biāo)準(zhǔn)探針¹⁸F -氟脫氧葡萄糖(FDG)比較，作者還對注射后2 h ¹⁸F-FDG在BGC823^CLDN18.2和BGC823荷瘤小鼠體內(nèi)的分布進(jìn)行了成像(圖3B)。結(jié)果顯示，CLDN18.2陽性小鼠和CLDN18.2陰性小鼠的¹⁸F-FDG代謝無顯著差異，兩組小鼠的腫瘤攝取與背景相似。這些結(jié)果與感興趣區(qū)域(ROIs)分析對腫瘤攝取的定量結(jié)果一致。觀察到96 h內(nèi)示蹤劑在腫瘤中持續(xù)累積，在240 h時達(dá)到峰值攝取(最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值SUVmax)為2.25±0.30(圖3C)。

圖3 ¹²⁴I-5C9或¹²⁴I-IgG注射BGC823^CLDN18.2或BGC823異種移植模型的小動物PET/CT顯像。(A) 4、48、96、240 h 4組小動物PET/CT圖像:(A) BGC823^CLDN18.2小鼠¹²⁴I-5C9;(b)未標(biāo)記5C9阻斷的BGC823^cldn18.2小鼠¹²⁴I-5C9;(c) BFC823^cldn18.2小鼠¹²⁴I-IgG;(d)攜帶BGC823小鼠¹²⁴I-5C9。(B)注射2h后¹⁸F-FDG在BGC823^CLDN18.2(左)和BGC823(右)小鼠體內(nèi)的小動物PET/ CT。(C)四組腫瘤在4 ~ 240 h的SUVmax變化趨勢。曲線為b樣條擬合模型，bandwidth為SD絕對值(n = 4)。(D)在BGC823/BGC823^CLDN18.2胃癌組織中CLDN18.2蛋白CLDN18.2的代表性HE染色和IHC染色。比例尺= 100 μm。(E) BGC823/BGC823^CLDN18.2胃腫瘤組織CLDN18.2蛋白CLDN18.2 RAb代表性IF染色。CLDN18.2陽性染色(綠色)，DAPI核染色(藍(lán)色)表示核凝聚。比例尺= 100 μm。

NIR-II影像引導(dǎo)下腫瘤切除手術(shù)的模擬

由于NIRF成像和PET成像在異種移植模型中的結(jié)果一致，作為DGS概念的證明，作者探索了NIR-II實時成像指導(dǎo)體內(nèi)手術(shù)的可能性。為了這個目的，作者用BGC823^CLDN18.2細(xì)胞建立原位胃腫瘤模型。cldn18.2陽性的荷瘤小鼠注射¹²⁴I-5C9進(jìn)行免疫PET成像(圖5A，左)，共注射FD1080-5C9 72 h后在NIR-II指導(dǎo)下進(jìn)行手術(shù)(圖5B)。

圖5 NIR-II引導(dǎo)下手術(shù)的研究。(A)攜帶BGC823^cldn18.2的正交各向異性小鼠48h時¹²⁴I-5G9的小動物PET/CT(左)。右圖為異種移植小鼠腫瘤/心臟、胃/心臟與正交異性小鼠胃病變/心臟的SUVmax比值比較。

文獻(xiàn)結(jié)論

分子靶向探針是患者分層和治療工具的重要組成部分。在這里，作者成功地證明了5C9抗體在癌癥中特異性靶向CLDN18.2。經(jīng)¹²⁴I、Cy5.5和FD1080直接修飾后，5C9抗體可作為可靠的平臺，分別用于免疫PET和NIR和NIR-II成像。經(jīng)過優(yōu)化和臨床轉(zhuǎn)化，這種新型CLDN18.2靶向探針可以幫助臨床醫(yī)生在CLDN18.2陽性癌癥中定位腫瘤并指導(dǎo)手術(shù)。

使用設(shè)備

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