免疫PET核素探针的临床应用

前 言  

在分子靶向治疗和癌症免疫治疗的时代，使用传统放射性示踪剂进行PET成像显然是不够的。为了进一步改善癌症和非癌症疾病的临床管理，将新的分子成像方法整合到常规诊断工具箱中是至关重要的。基于抗体、抗体片段、纳米抗体等开发的分子成像探针有助于可视化肿瘤抗原的异质性表达，动态评估治疗性抗体在体内的药代动力学并预测疗效，从而无创、精准筛选适合治疗的患者。本期为大家介绍针对一些代表性靶点开发的核素探针的临床研究。

Representative Clinical-Stage ImmunoPET Imaging Probe

免疫检测点PD-1/PD-L1分子成像 

近年来，针对肿瘤程序性死亡蛋白-1（PD-1）/程序性死亡蛋白配体-1（PD-L1）的免疫检查点抑制剂治疗研究备受关注。其治疗效果与相应受体的表达、异质性及动态变化密切相关。因此，提前了解PD-1和PD-L1的表达并预测患者免疫治疗疗效尤为关键。

目前最常用的预测患者免疫治疗疗效的方法是通过免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)检测肿瘤的PD-L1表达水平及肿瘤浸润T细胞的PD-1表达水平，已有临床试验结果表明IHC检测结果与患者的治疗反应相关。但有研究发现该方法并不能十分精准地预测患者疗效，PD-L1阴性患者中仍有15%可以获益，而且它属于有创性检查，难以实现在治疗过程中对PD-1/PD-L1表达水平进行动态监测。

核医学分子影像使用放射性核素标记探针进行SPECT/PET显像，可以在治疗过程中重复、定量检测肿瘤原发灶及转移灶的PD-1/PD-L1表达水平的变化，在指导针对PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂治疗方面具有十分重要的意义。

目前，已有三种PD-1/PD-L1靶向探针成功应用于临床转化研究（89Zr-atezolizumab, 18F-BMS-986192, 89Zr-nivolumab)。除此之外，靶向PD-L1的纳米抗体探针已完成临床前小鼠肿瘤模型中PD-L1的SPECT/CT 成像并开始了非小细胞肺癌患者的 I 期临床试验。

KN035是目前全球首个进入临床开发的PD-L1单域抗体，已经被批准进行治疗晚期或转移性实体肿瘤的临床试验。KN035与完整单抗相比具有较低的分子量，因此具有相对较高的肿瘤穿透性，并可在注射后更短时间内进行显像，同时保持良好的PD-L1亲和性。2018年Li等用89Zr-Df-KN035对荷人胶质瘤小鼠进行PET显像发现肿瘤高摄取，与IHC检测结果一致[31]。89Zr-Df-KN035在食蟹猴中显像显示，在肝、脾、肾的摄取较高，在唾液腺、淋巴组织出现较早且相对稳定，肌肉、脑摄取低。该研究发现89Zr-Df-KN035具有标记快速、稳定的高亲和性及肿瘤快速高摄取并可长时间滞留等多种优势，但同时也具有局限性即没有良好的肿瘤血池比，注射后120 h仍仅为(1.10±0.12)。

肿瘤标志物HER-2分子成像 

乳腺癌可分为4种亚型，其中人表皮生长因子受体-2（humanepidermal growth factor receptor2,HER-2）阳性乳腺癌占乳腺癌总发病率的20%～30%。

由于乳腺癌具有高度异质性，表达水平在疾病发展及治疗过程中不断发生变化，且活检组织、原发灶及转移灶之间的HER-2表达水平可能不一致，故确定HER-2表达水平需要反复进行活检。此外，有动物实验表明组织活检可能会提高乳腺癌的远处转移概率。因此，临床诊疗过程中无创地对体内HER2表达状态进行准确地评估至关重要。

随着分子探针技术及分子成像手段的快速发展和不断完善，对HER-2阳性乳腺癌进行无创及特异性成像成为可能。采用SPECT/PET成像技术进行乳腺癌的分子成像，不仅能避免检测过程中可能出现的假阳性及假阴性结果，同时能对肿瘤准确分期，评估肿瘤异质性及疗效。

临床常用于SPECT/PET成像的HER-2靶向放射性核素抗体探针有 89Zr-Df-trastuzumab， 64Cu-DOTA-trastuzumab，89Zr-Df-pertuzumab，和124I-trastuzumab。

此外，HER-2 特异性纳米抗体示踪剂也成功转化用于临床。68Ga-NOTA-2Rs15d于2013年进行临床前研究，2016年取得临床成功后，该研究团队继续进行新的HER-2特异性纳米抗体示踪剂开发，近期该团队开发的131I-GMIB-anti-HER2-VHH1正在开展 I/II 期剂量扩展研究，用于评估安全性、耐受性、有效剂量(NCT04467515)。与此同时，其他研究团队开发的另一款纳米抗体示踪剂99mTc-NM-02正在进行I期研究 (NCT04040686)，10位乳腺癌患者注射458±37 MBq示踪剂99mTc-NM-02 (100 mg of NM-02), 无不良反应报道并且显示99mTc-NM-02 d的摄取与HER-2表达正相关。

肿瘤微环境免疫细胞标志物分子成像 

肿瘤微环境包括多种类型的细胞，包括免疫细胞、血管细胞和基质细胞。鉴于这种复杂性，想要充分了解肿瘤微环境和获得成像仍然具有一定挑战性。除了靶向PD-1/PD-L1的抗体示踪剂，这部分再介绍一些其他可用于肿瘤微环境分子成像的抗体示踪剂。

CD8分子

浸润到肿瘤环境中的CD8+T细胞可以选择性识别并清除癌细胞，但是随着肿瘤持续进展，CD8+T细胞将分化为杀伤能力失活或减弱的低活力状态。失活的CD8+T细胞早期表面标志物有LAG-3和PD-1， 晚期表面标志物有CD38, CD39, CD101, 和TIM3。这些标志物的表达受肿瘤微环境调控，因此对肿瘤微环境中不同阶段的CD8+T细胞进行分子成像将为临床治疗提供重要的参考价值。

随着靶向CD8+T细胞的89Zr-IAB22M2C示踪剂的临床转化 (a minibody tracer), 靶向CD8+T细胞的纳米抗体示踪剂也陆续被开发和报道。其中包括89Zr-VHH-X118-PEG20,一种抗鼠CD8+纳米抗体示踪剂，可用于小鼠肿瘤模型免疫成像，评估免疫反应，免疫细胞的分布和预测免疫疗效。68Ga-NOTA-SNA006a, 一种抗人CD8+纳米抗体示踪剂，用于肿瘤环境中 CD8+T细胞可视化，目前这款示踪剂正在开展临床试验 (NCT05126927)。

CD4分子

CD4是另一种用于T细胞分子成像的标记物。Traenkle等人开发一系列特异性识别人CD4的纳米抗体，并使用放射性核素64Cu标记制备成纳米抗体示踪剂。体内成像研究显示64Cu-CD4-Nb1分子成像信号特异性聚积在T细胞富集的组织中包扩淋巴结，胸腺，肝脏和脾脏。不过目前报道的临床研究尚少，仍需大量的临床研究验证该检查方法应用于临床的有效性。

CD206分子

甘露糖受体（CD206)是一种在巨噬细胞上高表达的C型凝集素受体 (175 kDa)。Nb-3.49是特异性识别CD206的纳米抗体，具有人鼠交叉结合活性。Varasteh 等人报告了该示踪剂在高脂饮食 APOE-/-小鼠体内被动脉粥样硬化组织特异性摄取。目前68Ga 标记的Nb-3.49正在准备开展临床研究。此外，靶向CD206的纳米抗体示踪剂68Ga-NOTA-CD206-VHH2正在肿瘤，心血管动脉粥样硬化，以及免疫异常激活患者中开展临床研究(NCT04758650 and NCT04168528)。

小 结  

核医学分子影像以体内特定的分子作为核素探针成像的靶点，可以无创、实时、重复地进行全身(包括肿瘤及其他组织中)的靶点表达水平的活体检测，便于帮助临床筛选获益患者，获得免疫治疗的疗效评价，动态监测靶点在治疗过程中的变化，为治疗方案调整提供有力依据。