靶向程序性细胞死亡蛋白配体-1多肽类放射性核素标记分子探针研究进展

程序性细胞死亡蛋白配体-1(PD-L1)是一个重要的免疫检查点分子,在调节机体免疫反应方面发挥重要作用。临床研究表明,肿瘤组织中PD-L1的表达水平与免疫检查点抑制剂疗效密切相关。由于肿瘤的时空异质性,临床上常用的免疫组织化学方法不能全面准确地反映患者体内PD-L1的表达水平,而核医学分子影像技术可在分子水平上无创、实时、动态、可视化监测机体内PD-L1的表达水平。本文主要针对靶向PD-L1多肽类放射性分子探针的研究进行综述,为寻找新型免疫成像的多肽类分子探针及免疫治疗适宜患者的筛选和疗效评估等提供指导。

含氟磺酰基的靶向PD-L1小分子PET探针的合成及其初步生物学评价

大量研究数据显示,抗肿瘤免疫治疗的效果与肿瘤中细胞程序性死亡配体1(PD-L1)的表达水平呈正相关。使用放射性核素标记的探针进行正电子发射计算机断层扫描(PET)成像可以准确定量患者全身PD-L1表达水平的动态变化。以联苯类PD-L1小分子抑制剂的母核为结构基础进行优化,并引入氟磺酰基,成功合成靶向PD-L1的小分子化合物8。通过质谱、核磁(^(1)H/^(13)C/^(19)F NMR)表征验证了化合物8的结构正确,并利用均相时间分辨荧光(TR-FRET)测得其抑制PD-1/PD-L1结合的IC_(50)值为237.2±9.37 nM。体外细胞毒性实验表明:化合物8具有良好的生物相容性。通过“^(18)F-^(19)F”一步法标记合成小分子PET探针[^(18)F]8,放射转化产率达79%,放射化学纯度大于98%,在PBS和小鼠血清中均保持高度稳定,脂水分配系数为1.87±0.19。探针[^(18)F]8在小鼠黑色素瘤B16-F10细胞中的最大摄取值达到2.23±0.05%AD,且可被化合物8显著阻断(0.24±0.21%AD)。因此,简单、快速、高产的标记方法和对PD-L1良好的亲和力为探针[^(18)F]8的PET显像提供了基础。

免疫检查点靶向小分子PET探针的制备及表征

程序性细胞死亡蛋白-1(PD-1)及其配体-1(PD-L1)作为免疫治疗的关键靶点,其表达水平与患者对免疫治疗的应答情况密切相关,准确检测PD-L1的表达水平具有重要的临床意义。以PD-1/PD-L1小分子抑制剂的联苯甲基芳基醚核心结构为靶向基团,引入金属离子螯合剂NOTA对其结构进行修饰,合成前体NOTA-LP。利用正电子核素^(68)Ga和^(18)F分别对其进行放射性标记,获得分子探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP,放射化学纯度均高于95%,放射化学产率分别为39.3%±4.8%和21.9%±8.6%,脂水分配系数分别为1.53±0.04和2.04±0.13。在PBS和小鼠血清中孵育2 h后,探针的放射化学纯度均大于95%,表明其稳定性良好。细胞摄取实验证实了探针[^(68)Ga]NOTA-LP和[^(18)F]AlF-NOTA-LP可以在细胞水平上对PD-L1表达水平进行检测。

恶性黑色素瘤PET分子影像探针的研究进展

恶性黑色素瘤是一种侵袭性强且预后不良的肿瘤类型,其预后和疗效很大程度上取决于诊断时疾病的临床分期。PET/CT是一种放射性核素示踪医学影像技术,利用癌细胞的特异性标志来获取有关肿瘤的信息,用于区分肿瘤组织和正常组织。^(18)F-FDGPET已广泛应用于肿瘤原发及转移灶的显像,然而其对恶性黑色素瘤的微小转移灶和非代谢活性病灶的检出率低且其为泛肿瘤探针。进一步开发新型的恶性黑色素瘤特异性PET分子影像探针仍然具有较高的临床价值。本文基于恶性黑色素瘤的发生率、预后信息及诊疗现状,对现有报道的恶性黑色素瘤新型PET分子影像探针的研究进展做一综述。

CT导引下^(32)P-磷酸铬-聚-L-乳酸粒子植入治疗兔VX2肺肿瘤的实验研究

背景与目的新型放射性植入剂32P-磷酸铬-聚-L-乳酸(32P-CP-PLLA)粒子具有良好的生物相容性和降解性,适用于实体肿瘤的近距离放射治疗。本研究旨在探讨兔VX2肺肿瘤经32P-CP-PLLA粒子瘤体间植入近距离治疗前后PET/CT显像及病理学的变化,分析32P-CP-PLLA粒子植入对荷VX2肺癌兔肿瘤生长及凋亡相关蛋白的影响。方法 24只荷瘤兔随机分成4组。每组6只。1组-3组为治疗组;4组为对照组。在CT导引下经皮穿刺将总放射性活度为93MBq、185MBq和370MBq的32P-CP-PLLA粒子分别植入1组、2组和3组肿瘤组织内。对照组不做任何干预。分别在治疗后第0天、第3天、第7天和第14天进行18F-FDG PET/CT显像,观察标准摄取值(standardized uptake value,SUV)的变化。最后1次PET/CT显像后处死荷瘤兔,取出肿瘤组织,进行病理学检查和免疫组织化学分析,比较肿瘤细胞形态和凋亡基因(bcl-2,bax)表达的变化。结果第0天时,治疗组和对照组之间SUVmax无明显差异。治疗后第14天,1组、2组和3组SUVmax值分别为1.1±0.19、0.80±0.10和2.85±0.15,均较对照组(5.61±0.50)明显下降。第7天-第14天时,1组和2组SUVmax较第3天呈现持续下降趋势,且呈剂量效应关系(P<0.05)。治疗后第3天-第14天,3组SUVmax较第0天显著上升,并在第7天达到峰值,后明显下降。同期3组SUVmax明显低于对照组SUVmax。HE染色显示近粒子处的肿瘤细胞变性坏死,坏死程度随剂量的增加而严重。3组可见坏死组织周围有大量炎性细胞浸润,而1组-2组炎性细胞浸润不明显。免疫组化显示治疗组bcl-2表达强度低于对照组,bax表达强度高于对照组(P<0.05)。治疗组bcl-2/bax比值明显下调(P<0.05)。凋亡基因的表达呈剂量效应关系。结论 32P-CP-PLLA粒子持续照射可直接杀伤VX2肿瘤细胞从而抑制其葡萄糖代谢功能。远离粒子处虽可见存活肿瘤细胞,但凋亡基因表达明显异于对照组。32P-CP-PLLA粒子可通过电离辐射诱导bcl-2和bax基因参与VX2移植瘤细胞凋亡过程的调控,从而抑制肿瘤生长。

江苏无锡、新疆阿合奇地区健康人群血清胃蛋白酶原水平比较

目的 观察比较江苏无锡和新疆阿合奇地区健康人群血清中胃蛋白酶原（PG）含量的差异和分布情况.方法 选择江苏无锡居住健康体检正常者768例和新疆阿合奇县居住健康体检正常者792例,采用时间分辨荧光免疫法对两个地区健康人群血清中PG Ⅰ和PGⅡ进行测定,并计算PG Ⅰ/Ⅱ值.比较两地区不同性别、年龄（按≤20岁、21 ～30岁、31 ～40岁、41～50岁、51 ～60岁、＞60岁分组）、民族人群血清PG含量.结果 江苏无锡、新疆阿合奇地区血清中PG Ⅰ、PGⅡ和PG Ⅰ/Ⅱ值比较P均＜0.01.两地区健康人群PG Ⅰ和PG Ⅰ/Ⅱ与性别均有关（P＜0.05或＜0.01）,PGⅡ与性别均无关（P均＞0.05）；两地区男性血清中的PG Ⅰ、PGⅡ和PG Ⅰ/Ⅱ值比较P均＜0.01,女性血清中PGⅡ和PGⅠ/Ⅱ值比较P均＜0.01.无锡地区血清中PGⅠ、PGⅡ和PGⅠ/Ⅱ值均与年龄有关（P均＜0.01）,随年龄的增大呈上升趋势；阿合奇地区血清中各PG值与年龄均不相关.无锡、阿合奇地区21～30岁人群PGⅡ和PG Ⅰ/Ⅱ值比较P均＜0.01；31～40岁人群PG Ⅰ和PG Ⅰ/Ⅱ值比较P均＜0.01;41 ～50岁人群PGⅡ和PGⅠ/Ⅱ值比较P均＜0.01；＞60岁人群PG Ⅰ和PGⅠ/Ⅱ值比较P均＜0.01.阿合奇地区汉族、柯尔克孜族人群血清中的PGⅠ、PGⅡ和PGⅠ/Ⅱ值比较P均＞0.05,但阿合奇地区汉族和无锡地区汉族人群血清中PGⅡ和PGⅠ/Ⅱ值比较P均＜0.01.结论 江苏无锡、新疆阿合奇地区健康人群血清PG水平存在差异,且在性别分布上是一致的,在年龄分布上不一致.

磁性纳米分子印迹聚合物的制备及其对生物体内PQQ-DA痕量产物的研究

以磁性Fe_3O_4为内核,对磁性纳米粒子表面进行包裹和修饰,制备了对吡咯并喹啉醌-多巴胺(PQQ-DA)具有高识别性、高选择性的磁性纳米分子印迹材料,并结合超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)测定了生物体内PQQ-DA的含量。结果显示,PQQ-DA在0.02～0.1 mg/mL范围内呈良好的线性关系,相关系数(r^2)为0.996 6,检出限为0.2×10^(-11) mg/mL,加标回收率为88.7%～95.5%,相对标准偏差为2.6%～3.2%。该方法灵敏度高、重复性好,可用于生物体内PQQ-DA痕量产物的检测。

GC-1200γ计数器在^(125)I体外细胞摄取实验中测量问题分析

目的探讨国产GC-1200γ放免计数器在^(125)I-FSH体外细胞摄取实验中可能会影响测量结果的几个相关问题。方法样品进入测量室前先做本底测量;通过变换空白放免管、低计数管、高计数管在同一测量架的不同位置及在待测区的不同位置所测得的CPM进行统计比较。结果在高计数单个样品达1.9×10~6 CPM时对相邻位低计数管计数的影响为7%;对相邻探测器中低计数管计数的影响为7.33%;将所有样本由高到低排列并将高计数样品架放置于紧贴探测器的待测位置,对低计数管的计数影响为5.33%。结论国产GC-1200γ放免计数器适用于^(125)I核素标记的体外细胞摄取实验的测量。

分子影像技术用于视网膜疾病研究进展

分子影像技术是传统医学影像学技术与现代分子生物学结合而产生的新兴成像技术,可基于生物分子水平显示体内正常及异常生物进程,现已用于研究视网膜疾病。本文基于视网膜疾病发病机制,对分子影像技术用于视网膜疾病的研究进展进行综述。

分子影像技术应用于眼科肿瘤的研究进展

分子影像技术是一种采用非入侵性方式在活体状态下对生物体内的细胞或亚细胞进行可视化和量化分析的技术,目前主要应用于疾病的早期诊断、分期、预后和个性化治疗。眼科肿瘤是一类可致死、致盲、致残的重要眼科疾病,本文基于眼部原发性恶性肿瘤的疾病分类、临床表现及治疗现状,对分子影像技术应用于眼科肿瘤诊断的研究进展进行综述。

镓基液态金属微/纳米液滴的合成及其在生物医学中的应用

液态金属(liquid metals,LMs)作为一种新兴的无机功能材料在各个研究领域的应用不断涌现。在过去的十年中,镓基液态金属微/纳米液滴因具备良好的流动性、生物相容性、合成可控性等优势而受到广泛关注。在此将重点介绍镓基液态金属微/纳米液滴的合成方法及在生物医学工程领域的应用,并对其未来发展前景进行展望。

放射性核素标记胰高血糖素样肽1类似物的研究进展

胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一种有效的抗高血糖内源性激素,可以促进葡萄糖依赖性的胰岛素分泌,抑制胰高血糖素释放。天然的GLP-1半衰期短,易受二肽基肽酶4降解,GLP-1类似物可以在延长半衰期的同时保持其生物活性。GLP-1受体(GLP-1 receptor,GLP-1R)在胰腺β细胞和胰岛素瘤表面高度表达,因此通过放射性核素标记GLP-1及其类似物对GLP-1R可视化在胰岛素瘤的诊治、胰腺β细胞的量化和功能评估、活体示踪胰岛移植等领域展现出了独特优势。随着GLP-1及其类似物在体内更多系统的生理和药理作用被揭示,这类放射性探针在包括心血管疾病和神经精神类疾病中的应用也逐渐成为可能。本文主要概述了靶向GLP-1R的放射性探针在胰岛素瘤和β细胞显像中的研究进展,并进一步结合GLP-1生理学作用,对放射性核素标记的GLP-1及其类似物未来在更多领域的发展进行综述。

靶向颗粒酶B分子影像探针的作用机制及应用研究进展

颗粒酶B作为一种免疫相关生物标志物,其表达水平与细胞毒性T细胞密切相关,可为恶性肿瘤免疫治疗疗效评估提供重要信息。靶向性分子影像探针能够准确检测免疫治疗前后体内颗粒酶B的表达水平。目前相关分子探针都是基于能够被颗粒酶B特异识别的多肽序列设计的,主要分为近红外荧光(NIRF)探针和正电子发射断层扫描(PET)探针两类。NIRF探针包括可激活类探针(如CyGbPF、CyGbPP、GNR)、自组装类探针(如G-SNAT-Cy5、Cy5.5-CBT-NPs);PET探针包括酶结合类探针(如68Ga-NOTA-GZP、[18F]AlF-mNOTA-GZP、68Ga-grazytracer)及酶剪切类探针(如64Cu-GRIP B)。两类分子影像探针均有很好的靶向颗粒酶B的能力,可预测免疫治疗的效果。但这些分子探针也存在靶部位摄取低、体内不稳定、易受体内其他环境干扰等不足,未来仍需深入研究并进行更多的临床试验,才能将此类探针应用于多种肿瘤的免疫治疗疗效评估。

一种caspase-3靶向激活型PET分子探针的制备与表征

诱导肿瘤细胞凋亡是多种肿瘤治疗方案的作用机制之一,因此检测肿瘤细胞是否产生凋亡已成为评价肿瘤治疗疗效的一种重要指标。以caspase-3为靶点设计凋亡靶向特异性探针,通过对其表达水平进行监测可以及时评估肿瘤疗效。本研究报道了一种靶向caspase-3的正电子发射断层显像(PET)探针[^(18)F]8。采用简便的固相合成法和点击缩合法合成多肽和前体8,利用^(18)F-^(19)F氟离子交换法进行放射性核素氟-18标记,得到放射化学产率16%和放射化学纯度95%的探针[^(18)F]8。探针[^(18)F]8在PBS和小鼠血清中具有较好的稳定性,脂水分配系数Log P为-1.69±0.01,表明探针亲水性较好。高效的合成方法以及良好的理化性质为探针应用于肿瘤凋亡模型的PET成像研究奠定了良好的基础。

2-乙基唑来膦酸双核乙二胺铂配合物的合成与表征

以2-乙基咪唑为原料在四丁基溴化铵为相转移催化剂的条件下与溴乙酸乙酯发生N-烷基化反应,再进行酯水解得到羧酸,之后与三氯化磷和磷酸发生磷酰化反应再进行水解得到2-(2-乙基-咪唑-1-基)-1-羟基乙烷-1,1-双膦酸(2-乙基唑来膦酸,EIDP)。以EIDP为配体,与硫酸根乙二胺铂在氢氧化钡存在的碱性条件下反应即得到目标产物2-乙基唑来膦酸双核乙二胺铂配合物{[Pt(en)]2EIDP},通过HPLC确认纯度,之后通过熔点、元素分析、红外光谱、质谱和1H-NMR对其结构进行了表征。分子结构为以双膦酸为配体的双核铂配合物,有望结合双膦酸的骨靶向性和铂基团的抗肿瘤活性。

小动物PET/MRI的定量性能探索

小动物PET/MRI是结合了PET高性能分子显像功能与MRI卓越软组织对比功能的一体化显像设备,在药物的开发与评价、药理及疾病的机制研究等方面具有独特的优势和应用价值。为了验证该设备在定量分析中的可行性和准确性,本研究探索了Bruker BioSpec 94/30 USR+PET insert对^(18)F的线性检测范围、稳定性及定量性能,同时利用高分辨率MRI图像,去除胆囊、血管等测量干扰项,评估其在动物体内定量的准确性。结果显示,Bruker BioSpec 94/30 USR+PET insert小动物PET/MRI在1~1500μCi的活度范围内具有极佳的线性关系(R^(2)=0.9992),且重复性良好,同时还具有准确的体内定量性能。本研究为后续利用Bruker BioSpec 94/30 USR+PET insert开展核素示踪剂在活体内的显像、分布、代谢及药效评价等研究提供了可靠的数据支持。

AFP、PIVKA-Ⅱ、Ferritin联合应用在肝癌诊断及疗效监测中的效能评价

目的评价单独及联合应用甲胎蛋白(AFP)、异常凝血酶原(PIVKA-Ⅱ)、铁蛋白(Ferritin)指标在肝癌诊断及预后评估中的效能。方法回顾性分析10个月内在苏州大学附属第二医院核医学科就诊的体检、门诊、住院患者的AFP、PIVKA-Ⅱ、Ferritin检测数值,按照临床诊断信息分为健康体检组(74例)、肝炎肝囊肿组(63例)、肝硬化组(40例)、腺瘤增生组(76例)及肝癌组(788例),比较各指标在各肝相关分组中的表达水平差异。通过Passing-Bablok回归性分析及Kappa分析评价AFP与PIVKA-Ⅱ的应用特性。通过ROC曲线及Kappa分析比较各指标单独及联合应用在诊断肝恶性肿瘤的效能。比较各指标对肝恶性肿瘤预后的评估价值。结果3指标在各分组中的表达差异明显,AFP在健康人群阳性检出率为4.05%,在肝癌组阳性检出率为57.61%;PIVKA-Ⅱ在健康体检组阳性检出率为4.05%,在肝癌组阳性检出率为64.47%;Ferritin在健康体检组阳性检出率为12.16%,在肝癌组阳性检出率为34.90%。分析AFP与PIVKA-Ⅱ指标相关性,Y=0.0786 X+1.5675,线性度偏差显著;一致性分析,Kappa值为0.381,一致性一般。多指标联合应用在肝癌组的诊断效能高于单一指标,ROC曲线下面积为0.802,在腺瘤增生+肝癌组中诊断的ROC曲线下面积为0.771;在肝癌诊断中,AFP、Ferritin、PIVKA-Ⅱ3项联检的灵敏度为88.96%,特异性为80.24%,高于单项目检测的灵敏度,在良恶性肿瘤诊断中,3项联检的灵敏度为82.52%,特异性为78.53%。3指标在肝癌治疗前后差异明显,AFP在治疗前后中位数由4.11ng/mL下调至3.2ng/mL,Ferritin在治疗前后中位数由244ng/mL下调至223ng/mL,PIVKA-Ⅱ在治疗前后中位数由161mIU/mL下调至24.78mIU/mL;秩和检验分析治疗前后数值差异,AFP:P<0.0247;Ferritin:P<0.4842;PIVKA-Ⅱ:P<0.0001,AFP、PIVKA-Ⅱ指标变化有更强的临床一致性和预后指导价值。结论3项传统肝癌检测指标在良恶性疾病中表达差异明显,其中两个核心指标AFP与PIVKA-Ⅱ一致性较差,但互补性强,联检可以有效提高阳性检出率。相较于腺瘤增生+肝癌综合诊断,多指标联检对单纯肝癌的诊断效能更高。AFP与PIVKA-Ⅱ的疗效监测价值更高。

用于正电子断层扫描成像的^(68)Ga标记PM_(2.5)模拟粒子的制备及其活体示踪

将黑色素纳米颗粒(melanin nanoparticle,MNP)经聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)修饰制备得到PEG-MNP,随后通过与放射性的^(68)Ga^(3+)离子螯合,高标记产率地制备得到^(68)Ga-PEG-MNP,标记产物稳定性良好。进一步将^(68)Ga-PEG-MNP通过雾化方式制备得到^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)(particulate matter _(2.5),size<_(2.5)μm)模拟颗粒,其经雾化小鼠吸入体内后,通过正电子断层扫描(positron emission tomography,PET)成像对小鼠进行全身显影,结果可见雾化的^(68)Ga-PEG-MNP PM_(2.5)模拟颗粒可由气管向肺部双叶区域扩散,并滞留于肺。体内的PET成像结果与离体放射自显影结果高度一致。

一种PD多靶点正电子探针的制备与表征

帕金森病(PD)是一种常发于老年人的神经系统退行性疾病,病理上与脑内多巴胺转运体(DAT)、5-羟色胺转运体(SERT)和去甲肾上腺素转运体(NET)等功能密切相关,同时靶向这3个靶点的多靶点PET探针有可能为PD研究提供有用的显像工具。以特索芬辛(Tesofensine)为先导化合物,合成了一种新型多靶点探针[^(18)F]11。合成步骤为:化合物3经脱水、酯化、格氏反应和异构化得到化合物7,再用氢化铝锂直接还原化合物7得到化合物8,化合物8与溴乙烷反应得到Tesofensine(9),化合物9经1-氯乙基氯甲酸酯去甲基化,得到化合物10。化合物10与1-氟-3-溴丙烷反应得到化合物11。采用“两步一锅法”进行放射性合成得到正电子探针[^(18)F]11。[^(18)F]11的脂水分配系数为2.36±0.31(pH=7.4),且在磷酸盐缓冲液(PBS)和胎牛血清(FBS)中的360 min内保持稳定。microPET/MR显像结果显示:[^(18)F]11在SD大鼠脑内有一定的放射性摄取,该结果为进行下一步体内生物学评价提供了基础。

荧光微球时间分辨免疫层析技术定量检测甲胎蛋白的研究

目的建立荧光微球时间分辨免疫层析技术检测血清中甲胎蛋白（AFP）的反应体系并对该法进行评价。方法以包裹有Eu螯合物的荧光微球作为标记物,共价偶联抗AFP的单克隆抗体AC18#,将抗AFP单克隆抗体AC17#和羊抗鼠抗体喷涂于硝酸纤维素膜上分别作为检测线和质控线,制作免疫层析试纸条。结果标准曲线经Log-Log B函数处理,检测AFP的线性范围为0.03~1 000 U/ml,批内和批间变异系数（CV）分别为5.35%和8.94%,平均回收率为98.45%。该法检测100例健康人员的AFP水平为（2.04±1.92）U/ml,正常参考值为5.80 U/ml,与时间分辨免疫分析法（TRFIA）检测AFP有较好的相关性,r=0.978（P〈0.05）。结论本研究建立的荧光微球时间分辨免疫层析具有快速、灵敏、简便、经济、可单人份操作等优点,为检测AFP提供了一种高效的新途径,符合我国国情,便于临床推广。