論文發表 | 89Zr標記的DR5靶向分子探針在胃腸道腫瘤患者中的PET/CT臨床轉化研究的最新成果

文獻信息:

近日，北京大學腫瘤醫院核醫學科楊志主任團隊和胃腸腫瘤中心三病區武愛文主任團隊合作，在癌癥免疫治療協會(SITC)會刊Journal forImmunoTherapy of Cancer(影響因子：13.751)雜志，發表以⁸⁹Zr標記的DR5靶向分子探針在胃腸道腫瘤患者中的PET/CT臨床轉化研究的最新成果。設計出Zr-89單克隆抗體核素探針，利用先進的PET分子影像技術，闡明備受關注的死亡受體5(DR5)在體的代謝分布。

該研究的通訊作者為核醫學科楊志研究員、李囡主任醫師，胃腸外三的武愛文主任醫師。第一作者為核醫學博士后（2021屆）王淑靜醫師、朱華副研究員、胃腸外三李英杰醫師。本研究得到Universityof Alabama at Birmingham Prof. Tong Zhou的技術支持。

文獻背景：

DR5，也稱腫瘤壞死因子相關凋亡配體受體2（Tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand receptor 2，TRAIL-R2），是一種位于細胞表面含有一個細胞外死亡結構域的受體。死亡受體5（DR5）是一種很有前途的腫瘤治療靶點。

DR5在結腸癌、胃癌、胰腺癌、肺癌、宮頸癌等多種腫瘤中過量表達，但在正常組織中表達很少，在腫瘤組織中與正常組織中表達存在具有顯著差異。因此，TRAIL對腫瘤細胞的殺傷作用具有明顯的選擇性，使DR5受體成為臨床抗腫瘤藥物開發的重要靶點，DR5單抗已成為腫瘤治療的新途徑，在腫瘤治療方面則具有潛在的應用前景。

然而，許多DR5激動劑的臨床試驗未能顯示對癌癥患者的顯著療效。該研究旨在探討在臨床前模型和胃腸道（GI）癌癥患者中使用⁸⁹Zr-CTB006正電子發射斷層掃描（PET）進行DR5表達無創成像的可行性。
 

Balb/c、Sp2/0異種移植物和患者來源的異種腫瘤移植物用于活體Micro-PET/CT成像。在臨床研究中，計劃接受外科手術的胃腸道癌患者被納入研究，并接受18F-FDG和⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT檢查。通過外科手術獲得腫瘤組織，RNAscope檢測DR5的表達水平。

臨床前研究表明，⁸⁹Zr-CTB006 PET可以特異性檢測體內DR5的表達水平。納入21名患者，包括9名胃癌患者和12名結直腸癌患者。生物分布顯示肝臟和脾臟的高攝取量和大腦、肺和肌肉的低攝取量，可接受的全身劑量為0.349 mSv/MBq。引人注目的是，所有患者的腎上腺在整個檢查過程中都保持穩定的高攝取。腫瘤病灶顯示不同程度的89Zr-CTB006攝取，平均最大標準攝取值（SUVmax）為6.63±3.29（范圍1.8-13.8）。腫瘤組織取自18例患者，RNAscope評分為3-4的患者的⁸⁹Zr-CTB006攝取量明顯高于評分為0-2的患者。48小時時的SUVmax為9.3，72小時時為6.3，可用于區分腫瘤的DR5表達狀態，敏感性和特異性分別為100%和92.9%。

實驗方法：

動物研究：

⁸⁹Zr-CTB006在小鼠體內的生物分布研究

給雌性Balb/c小鼠注射5.18 MBq ⁸⁹Zr-CTB006，并在注射后10分鐘、1小時、4小時、24小時、48小時、96小時、168小時和312小時（每個時間點n=5）處死。采集主要器官，稱重，并在伽馬計數器中測量。每克注射劑量百分比（%ID/g）通過與稱重稀釋標準品進行比較計算。

小鼠腫瘤模型的⁸⁹Zr-CTB006 PET顯像

將攜帶Colo205異種移植物（人類結直腸癌DR5陽性模型）和Sp2/0異種移植物（人類骨髓瘤DR5陰性模型）的雌性小鼠分為實驗組（n=4）、阻斷組（n=4）、對照組（n=4）和游離⁸⁹Zr組（n=2）。對于PET/CT成像，實驗組、阻斷組、對照組每只小鼠注射3.7MBq ⁸⁹Zr-CTB006，阻斷組共注射30 mg/kg CTB006，游離89Zr組每只小鼠注射⁸⁹Zr。在注射后1小時、6小時、24小時、48小時、96小時、168小時和312小時進行靜態PET/CT掃描10分鐘。獲得了攜帶CS225和CS263異種移植物的小鼠，分別來自DR5高表達的肺癌患者（RNAscope得分為4）和DR5中等表達的結直腸癌患者（RNAscope得分為3）的兩種PDX。每只小鼠（n=3）服用7.4MBq ⁸⁹Zr-CTB006后14天，進行靜態PET/CT掃描30分鐘。處死小鼠以獲得主要器官，通過天平稱重并通過γ計數測量以計算%ID/g值。

實驗結果:

雌性Balb/c小鼠注射5.18Mbq⁸⁹ZR-CTB006。生物分布結果顯示，在心臟、肝臟、肺、脾臟、腎臟和血液中有高攝取。隨著時間的推移，骨髓中的攝取緩慢增加，而其他器官中的攝取減少。
 

在患有Colo205和Sp0/2腫瘤的小鼠中，通過尾靜脈注射3.7 MBq ⁸⁹Zr-C TB006進行成像。實驗組的Colo205腫瘤顯示出明顯的⁸⁹Zr-C TB006攝取，并且在給藥后168小時攝取量最高（%ID/g:12.75±3.81）（圖1）

圖1 實驗組與阻斷組(%ID/g:12.75±3.81 vs 8.21±1.16，P＜0.05)、對照組（%ID/g:12.75±3.81 vs 4.34±0.55， P＜0.01）和游離⁸⁹Zr組(%ID/g:12.75±3.81 vs 3.88±1.93，P＜0.01)相比顯示顯著的高吸收。

A實驗組Colo小鼠B對照組Sp2/0小鼠 C 阻斷組Colo小鼠 D游離⁸⁹ZrColo小鼠。

PDX模型小鼠經尾靜脈注射7.4 MBq ⁸⁹Zr-CTB006，注射后168小時進行PET/CT檢查。圖像顯示，CS225腫瘤中示蹤劑的攝取明顯高于CS263腫瘤（p=0.037）（圖2）。CS225和CS263腫瘤的RNAscope評分分別為4和3，這與⁸⁹Zr-CTB006的攝取一致。兩組正常器官的生物分布無顯著差異。

圖2 ⁸⁹Zr-CTB006 MicroPET/CT顯示，在CS225腫瘤中⁸⁹Zr-CTB006的攝取量顯著高于CS263腫瘤（p=0.037）(A、B）

結論：

總之，該研究開發了一種基于分子成像的無創方法⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT來檢測DR5過度表達的腫瘤，并表明⁸⁹Zr-CTB006 PET/CT具有識別DR5過度表達患者的潛力。這項研究首次發現腎上腺的高攝取率可能是區分DR5過度表達的內部標志物，但其原因仍需進一步研究。研究者們還發現，腫瘤患者中DR5的過度表達率明顯低于之前的報道，這可能解釋了臨床試驗的失敗，需要進一步研究。

使用設備：

Super Nova® Micro PET/CT（III 代外觀圖）