近日,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,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特異性抗體的構建和臨床前評估)在學術期刊Molecular Pharmaceutics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。
該研究的通訊作者為核醫學科 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)治療患者的預后密切相關。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細胞系小鼠中無創檢測PD-L2的表達。125I-ATL2和124I-ATL2放射化學產率分別為73.56±3.72%和69.46±2.05%。示蹤劑的放射化學純度(RCP)大于99%。用慢病毒構建陽性細胞株A549PDL2。Western blot、免疫熒光和流式細胞術顯示A549-PDL2細胞的PD-L2蛋白水平高于A549細胞。125I-ATL2與PD-L2蛋白結合的解離常數為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。免疫組化結果進一步證實,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的開發首次通過分子成像無創量化肺癌中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, 平生醫療科技有限公司)成像,靜態掃描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軟件對成像結果進行重建,劃定感興趣區域(ROI),量化標準攝取值(SUV)。
實驗結果
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域對示蹤劑的特異性攝取。根據感興趣區勾畫和定量,注射后4 h腫瘤區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),通過尾靜脈注射4.44 MBq的124I-IgG到A549-PDL2荷瘤小鼠體內。A549-PDL2小鼠的腫瘤攝取無明顯規律性和滯留效應(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。
文獻結論
作者首次構建了以PD-L2為靶點的124/125I-ATL2。在產率高、放射化學純度高、穩定性好的基礎上,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腫瘤體內可視化的可行性。動態監測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。
使用設備
Super Nova® Micro PET/CT(III 代外觀圖)