趙海龍,李洪玉
(原子高科股份有限公司,北京 102413)
隨著臨床醫(yī)學以及醫(yī)療設(shè)備的不斷發(fā)展和進步,對疾病進行早期診斷與靶向治療已日益成為人們關(guān)注的焦點。放射性藥物是核醫(yī)學應(yīng)用于精準醫(yī)療以解決這些焦點問題必不可少的手段之一[1]。正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(positron emission computed tomography, PET)利用發(fā)射正電子的核素標記藥物進行顯像,可在分子水平反映病灶組織的代謝和功能狀態(tài),具有良好的靈敏度、分辨率和安全性,廣泛應(yīng)用于腫瘤、心腦血管等疾病的診斷[1-2]。
因64Cu具有良好的核物理性質(zhì)、優(yōu)良的化學配位能力以及可通過回旋加速器獲得高比活度產(chǎn)品的特點,使其在PET顯像的應(yīng)用方面獨具優(yōu)勢,近年來,已逐漸成為研究熱點之一[3-6]。目前有30多項關(guān)于64Cu標記藥物的臨床研究正在開展,主要集中在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、乏氧、前列腺癌等疾病的診斷方面,表現(xiàn)出良好顯像效果以及安全性。其中RadioMedix Inc公司主導(dǎo)進行的64Cu-DOTATATE已完成Ⅲ期臨床試驗,有望成為第一個獲批上市的64Cu標記藥物。本文針對近十年來64Cu標記藥物所開展的臨床研究進行總結(jié),希望能為今后64Cu標記藥物的研發(fā)提供參考及思路。
64Cu核素具有獨特的衰變性質(zhì)(β+、β-、電子俘獲),使其不僅能用于PET顯像,還可能用于治療。此外,其同位素67Cu(T1/2= 62.0 h,β-衰變)是性質(zhì)優(yōu)良的治療用核素[7-8],可將64Cu/67Cu二者配對形成診療一體化核素對。
64Cu為新型醫(yī)用正電子核素,半衰期為12.7 h,通過俘獲(43.6%)、β-(0.579 MeV,39%)和β+(0.653 MeV,17.4%)方式衰變[4]。68Ga(T1/2= 68 min),89Zr(T1/2= 78.41 h)和64Cu(T1/2= 12.7 h)是目前在PET顯像藥物方面研究及應(yīng)用較多的放射性金屬核素[6, 9]。68Ga的半衰期較短,一般適用于體內(nèi)生物半衰期較短的小分子、多肽等前體的標記;89Zr的半衰期較長,適用于體內(nèi)生物半衰期較長的抗體、蛋白質(zhì)等生物分子的標記;而64Cu的半衰期較為適宜,應(yīng)用面廣,可用于標記小分子、多肽、抗體、蛋白質(zhì)和納米顆粒等。64Cu等正電子核素的衰變特性見表1。
64Cu發(fā)射低能正電子,端點能量為0.653 MeV,與18F的最大正電子能量(0.634 MeV)相近;由于PET掃描圖像的分辨率取決于核素的正電子能量以及由此導(dǎo)致的組織穿透范圍(直到電子湮滅),因此64Cu所得PET圖像的分辨率幾乎可與18F的圖像相媲美[5-6]。64Cu的另一個優(yōu)勢在于其具有適宜的半衰期,有效顯像時間遠高于68Ga,另外較長的半衰期也便于64Cu核素及其標記藥物運輸至距離較遠的醫(yī)療單位,更適合于中心核藥房的藥物批量化制備及發(fā)運。
64Cu核素主要通過兩種方式獲得:1) 利用反應(yīng)堆主要經(jīng)63Cu(n,γ)64Cu或64Zn(n,p)64Cu反應(yīng)得到;2) 利用加速器,主要以鎳為靶材經(jīng)64Ni(p,n)64Cu或64Ni(d,2n)64Cu反應(yīng)得到;或以鋅為靶材經(jīng)64Zn(d,2p)64Cu,66Zn(d,α)64Cu或68Zn(p,αn)64Cu反應(yīng)得到[10]。使用核反應(yīng)堆制備64Cu,得到的核素比活度低、載體量大,不適用于抗體、多肽等生物分子的標記。天然豐度的鋅靶材價廉易得,以此為靶材料,以氘核為入射粒子,用加速器來制備64Cu的方法也頗具吸引力,但使用鋅靶材,易導(dǎo)致其他核素雜質(zhì)(61Cu、66, 67Ga、65, 69mZn)的產(chǎn)生[10-11]。相比較而言,以64Ni為靶材,通過64Ni(p,n)64Cu反應(yīng)制備64Cu更具優(yōu)勢。盡管64Ni靶材相對昂貴,但可通過AG1-X8陰離子交換柱對其進行回收,回收率可達90%以上,高效的回收方法可提高64Ni的利用率并顯著降低64Cu的生產(chǎn)成本。目前,國內(nèi)多家醫(yī)院配備有固體靶系統(tǒng)的醫(yī)用回旋加速器,具有生產(chǎn)64Cu的能力。通過小型醫(yī)用回旋加速器利用64Ni(p,n)64Cu反應(yīng)可獲得無載體的64Cu,利于其在醫(yī)院內(nèi)的應(yīng)用及推廣[3,10]。
表1 常用PET/CT顯像核素的衰變特性
64Cu具有良好的配位能力,可以與多種配體結(jié)合并通過這些配體連接到所需的靶向分子上[12]。64Cu常見配體結(jié)構(gòu)示于圖1。配體與64Cu的快速絡(luò)合對64Cu配合物的制備至關(guān)重要,而64Cu配合物的穩(wěn)定性是影響64Cu標記藥物藥效、靶向性的重要因素。64Cu配合物在體內(nèi)的穩(wěn)定性不僅取決于熱力學穩(wěn)定性,更依賴于動力學惰性[13]。為獲得64Cu標記藥物在體內(nèi)的良好藥效,滿足64Cu核素標記不同類型分子的要求,研究人員已篩選出一系列配體,包括縮氨基硫脲類,例如:(1Z,1′Z)-N′,N″″-((2E,3E)-丁烷-2,3-二亞甲基)雙(N-甲基氨基甲酰肼基硫酸)((1Z,1′Z)-N′,N′′′′-((2E,3E)-butane-2,3-diylidene) bis (N-methylcarbamohydrazonothioic acid),ATSM);多氮雜環(huán)類配體,例如:1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1,4,7,10-四乙酸(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid,DOTA)、1,4,8,11-四氮雜環(huán)十四烷-1,4,8,8,11-四乙酸(1, 4, 8, 11-tetraazacyclotetradecane-1, 4, 8, 11-tetraacetic acid,TETA)、1,4,7-三氮壬烷-1,4,7-三乙酸(1,4, 7-triazacyclononane-N,N′,N′,riazacyclo,NOTA)、2-(4,7-雙(羧甲基)-1,4,7-三唑烷-1-基)戊二酸(2-(4,7-bis(carboxymethyl)-1,4,7-triazonan-1-yl)pentanedioic acid,NODAGA);橫橋類配體,例如:2,2′-(1,4,7,10-四氮雜雙環(huán)[5.5.2]十四烷-4,10-二基)二乙酸(2,2′-(1,4,7,10-tetraazabicyclo [5.5.2]tetradecane-4,10-diyl)diacetic acid,CB-DO2A)、2,2′-(1,4,8,11-四氮雜雙環(huán)[6.6.2]十六烷-4,11-二基)二乙酸(2,2′-(1,4,8,11-tetraazabicyclo[6.6.2]hexadecane-4,11-diyl)diacetic acid,CB-TE2A);以及籠式結(jié)構(gòu)配體,例如3,6,10,13,16,19-六氮雜雙環(huán)[6.6.6]二十烷-1,8-二胺(3,6,10,13,16,19-hexaazabicyclo[6.6.6] icosane-1,8-diamine,DIAMSAR)、5-((8-甲基-3,6,10,13,16,19-六氮雜雙環(huán)[6.6.6] icosan-1-yl)氨基)-5-氧戊酸(5-((8-methyl-3,6,10,13,16,19-hexaazabicyclo [6.6.6]icosan-1-yl)amino)-5-oxopentanoic acid,MeCoSar),Cu2+配合物的部分穩(wěn)定常數(shù)及動力學惰性數(shù)據(jù)見表2[13]。
圖1 用于64Cu標記的常見配體結(jié)構(gòu)
表2 Cu2+配合物的穩(wěn)定常數(shù)及動力學惰性數(shù)據(jù)
2) 動力學惰性通常是測定配合物在酸溶液中降解的時間,酸的濃度越高、溫度越高、時間越長表明配合物的動力學惰性越好。
神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(neuroendocrine neoplasm, NEN)是一組起源于肽能神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細胞的異質(zhì)性腫瘤,在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(胃腸胰神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、垂體瘤和嗜鉻細胞瘤等)和一些神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤(神經(jīng)母細胞瘤和腦膜瘤等)的細胞上常有生長抑素受體(SSTR)的過度表達。生長抑素(SST)類似物能夠特異性地靶向SSTR過度表達的腫瘤[14-15]細胞,這一特性可被用于診斷和治療。近年來,F(xiàn)DA先后批準三種基于SST八肽類似物的藥物(68Ga-DOTATATE、177Lu-DOTATATE及68Ga-DOTATOC)用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的診斷和治療,64Cu標記SST類似物藥物在NEN中的應(yīng)用也成為熱點之一。64Cu標記藥物分子結(jié)構(gòu)示于圖2。
(1)64Cu-DOTATATE
2012年P(guān)feifer等[16]首次報道了64Cu-DOTATATE在人體中的研究結(jié)果。以111In-DTPA-octreotide的SPECT/CT為對照,在14例患者中進行了比對研究。結(jié)果顯示64Cu-DOTATATE的PET/CT圖像分辨率更高,病灶檢出率更高,能夠?qū)颊哌M行更準確的分期。與111In-DTPA-octreotide標準給藥劑量(207 MBq)所產(chǎn)生的輻射劑量12 mSv相比,給予64Cu-DOTATATE(200 MBq)的輻射劑量為6.3 mSv,患者所受到的輻射劑量更低,安全性更高。
2015年P(guān)feifer等[17]在112例患者中進一步對64Cu-DOTATATE與111In-DTPA-octreotide進行了比較,結(jié)果再次證實64Cu-DOTATATE具有更高的靈敏度和準確性(64Cu-DOTATATE與111In-DTPA-octreotide的靈敏度分別為97%和87%;準確性分別為97%和88%)。64Cu-DOTATATE檢測到的病灶數(shù)是111In-DTPA-octreotide的兩倍。此外,在40例患者中,通過64Cu-DOTATATE檢測出了111In-DTPA-octreotide未檢測到的病灶。這主要是由于PET顯像的靈敏度及空間分辨率優(yōu)于SPECT顯像。
2017年Johnbeck等[18]報道了在59例NEN患者使用64Cu-DOTATATE與68Ga-DOTATOC進行PET/CT顯像頭對頭的研究。結(jié)果顯示64Cu-DOTATATE與68Ga-DOTATOC的敏感性相似,但64Cu-DOTATATE具有更高的病灶檢出率。此外,與68Ga相比,64Cu-DOTATATE在臨床使用過程中具有更長的掃描時間窗口,不少于3 h,這非常有利于臨床應(yīng)用。
Carlsen等[19]對128例NEN患者進行64Cu-DOTATATE的PET/CT顯像,并隨后開展隨訪。結(jié)果顯示64Cu-DOTATATE能夠較為準確的預(yù)測患者的無進展生存期。
(2)64Cu-SARTATE
2014年P(guān)aterson等[20]報道了一種新型籠式結(jié)構(gòu)雙功能配體(MeCoSar,見圖1),該配體可將64Cu包裹在“籠”中,形成非常穩(wěn)定的配合物。64Cu能夠在溫和條件下與SARTATE反應(yīng)獲得64Cu-SARTATE。動物實驗結(jié)果顯示:2 h時,64Cu-DOTATATE與64Cu-SARTATE在生長抑素受體亞型2(SSTR2)陽性腫瘤中均顯示出較高攝??;24 h時,64Cu-DOTATATE在腫瘤中的攝取顯著降低,而64Cu-SARTATE的腫瘤攝取始終保持在較高水平,且在肝臟、肺等非靶器官中的攝取大幅降低,表現(xiàn)出更為優(yōu)良的靶與非靶比值。
2019年Hicks等[21]報道了以68Ga-DOT-ATATE為對照,64Cu-SARTATE在人體中的安全性以及對NEN診斷能力的研究。結(jié)果顯示患者對64Cu-SARTATE的耐受性良好,10例患者中僅3例患者發(fā)生了與輸液有關(guān)而與藥物不直接相關(guān)的輕度不良事件。病灶部位顯示出對64Cu-SARTATE的高攝取。給藥4 h后64Cu-SARTATE的顯像效果優(yōu)于68Ga-DOTATATE給藥1 h后的圖像或與其相當。尤其對肝臟中轉(zhuǎn)移灶的顯像,64Cu-SARTATE比68Ga-DOTATATE更具優(yōu)勢,隨著藥物在體內(nèi)的不斷清除,64Cu-SARTATE在肝臟中病灶與正常組織的攝取比值不斷增加,24 h時,病灶部位與肝臟正常組織的攝取比值達到峰值,可使肝轉(zhuǎn)移灶清晰顯影,獲得的圖像優(yōu)于68Ga-DOTATATE給藥后1 h的圖像,而68Ga-DOTATATE受限于68Ga的短半衰期,不能進行24 h的顯像。
圖2 可用于64Cu標記的藥物分子結(jié)構(gòu)
64Cu-SARTATE表現(xiàn)出良好的安全性及出色的顯像特性,且與68Ga-DOTATATE相比更具優(yōu)勢。而且給藥24 h后,仍保持較高的腫瘤攝取值以及靶與非靶比(1 h,68Ga-DOTATATE,攝取值SUV為23.61,腫瘤/肝臟比值為3.92;64Cu-SARTATE,1 h時,攝取值SUV為33.32,腫瘤/肝臟比值為5.45,24 h時,攝取值SUV為33.3,腫瘤/肝臟比值為16.69),使其還可應(yīng)用于放射性治療藥物(例如67Cu-SARTATE)前瞻性劑量測定。
目前Clarity制藥公司進行的64Cu/67Cu-SARTATE用于神經(jīng)母細胞瘤及腦膜瘤診斷和治療的研究處于Ⅰ/Ⅱ期臨床[22],并都已被美國FDA授予“孤兒藥”資格[23-24]。
由于腫瘤細胞在乏氧環(huán)境下對放射性的耐受性增強,確定實體瘤的乏氧程度對于監(jiān)測腫瘤對放療的響應(yīng)具有重要意義。此外,腫瘤乏氧也與化療耐藥性和腫瘤侵襲性增加有關(guān),腫瘤乏氧程度高時,表現(xiàn)為較高的復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移率[25]。PET顯像技術(shù)與在有氧或無氧條件下發(fā)生化學變化的放射性標記分子相結(jié)合,已開發(fā)出許多有前景的分子探針[3,26]。其中銅同位素(60Cu、62Cu、64Cu)標記的二硫代縮氨基脲(ATSM)在一些小規(guī)模臨床研究中已被證明可預(yù)測放療的效果[27]。64Cu-ATSM與其同位素標記的乏氧示蹤劑(60Cu-ATSM及62Cu-ATSM)相比,優(yōu)勢之一是提供了高的腫瘤/背景信號,利于對病灶的勾畫。
2014年Grassi等[28]評估了64Cu-ATSM對Ⅲ-Ⅳ期頭頸部癌患者預(yù)后的顯像效果,結(jié)果顯示,在給藥后早期(1 h)和晚期(16 h),64Cu-ATSM均有較高腫瘤攝取,在預(yù)測放化療反應(yīng)方面表現(xiàn)出良好的敏感性,但特異性較低。此外64Cu-ATSM在腫瘤體積勾畫方面與18F-FDG的結(jié)果相似。Lopci等[29]為進一步評估64Cu-ATSM對實體瘤患者預(yù)后的價值,對18例患者在治療前進行PET/CT顯像,結(jié)果顯示患者在腫瘤病變部位對64Cu-ATSM表現(xiàn)出中度到高度的攝取,通過其他檢測方式確定疾病分期以及后期隨訪進一步證實64Cu-ATSM能夠很好的預(yù)測腫瘤進展情況。
研究證實64Cu-ATSM可以用于預(yù)測患者放化療的預(yù)后,64Cu-ATSM對直腸癌和宮頸癌的研究處于Ⅱ期臨床階段[30-31]。盡管64Cu標記藥物在腫瘤乏氧顯像中的研究起步較早,但進展一直較為緩慢,這可能是由于該類藥物主要對晚期腫瘤顯像效果較好,但對腫瘤早期發(fā)現(xiàn)的作用有限;此外在腫瘤顯像方面,該類藥物與18F-FDG顯像相比優(yōu)勢并不突出。
前列腺特異性膜抗原(PSMA)是一種細胞膜中的糖蛋白,在正常組織中表達受到限制,而在前列腺癌(PCa)細胞中過表達[32-33],由于這種表達的特異性,PSMA受到越來越多的關(guān)注,包括PSMA-617在內(nèi)的多個藥物分子(例如PSMA-11、PSMA-1007等)被研究用于靶向PSMA的PCa診斷與治療。通過68Ga-PSMA-617能夠有效的檢測病變,目前廣泛用于PCa的診斷。但由于68Ga的能量較高(0.822 MeV),其圖像分辨率相對較差,68Ga-PSMA-617在檢測小病灶和直徑<6 mm的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶方面準確性有限[34],相比而言,64Cu核素及標記藥物在PCa診療方面也具有應(yīng)用潛質(zhì)。
(1)64Cu-PSMA-617
2016年Grubmuller等[35]首次報道了64Cu-PSMA-617在PCa患者中的PET/CT顯像結(jié)果。結(jié)果顯示前列腺原發(fā)疾病或復(fù)發(fā)性疾病病灶中顯示出對64Cu-PSMA-617的濃集,給藥后1 h就可檢測出PCa可疑病變,并且具有良好的對比度,即使在前列腺特異性抗原(PSA)水平較低的患者中也具有很高的檢出率。29例患者在注射64Cu-PSMA-617后均無不良反應(yīng)報道,劑量學評估結(jié)果顯示,唾液腺、腎臟和肝臟的放射性攝取值最高,人體全身有效劑量為0.014 mGy/MBq,低于使用18F-FDG的有效劑量。
2017年Cantiello等[36]評估了64Cu-PSMA-617在中高危PCa患者中原發(fā)淋巴結(jié)(LN)分期診斷的準確性。結(jié)果顯示64Cu-PSMA-617能夠很好的檢測出原位前列腺腫瘤,在不同時間點64Cu-PSMA-617對原位前列腺腫瘤均呈現(xiàn)陽性結(jié)果。給藥4 h后64Cu-PSMA-617能夠準確檢測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶,特異性和陽性預(yù)測值均為100%,分期敏感性和陰性預(yù)測值分別為87.5%和93.7%。表明在中高危PCa患者中,64Cu-PSMA-617對前列腺癌根治術(shù)前原發(fā)淋巴結(jié)分期的診斷具有很高的準確性。
(2)64CuCl2
針對在腫瘤中過表達的銅轉(zhuǎn)運體(Ctr1),64CuCl2在前列腺癌等疾病的診斷方面表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。
2017年Avila-Rodriguez等[37]首次報道了64CuCl2在正常志愿者體內(nèi)的生物分布及劑量學研究。結(jié)果顯示64CuCl2在肝臟中攝取最高,其次是大腸下端和上端以及胰腺,且?guī)缀醪唤?jīng)尿液排泄,提示其可用于骨盆部位病灶的檢查。在男性健康志愿者及女性健康志愿者中的平均吸收劑量分別為(310±67) μGy/MBq和(421±56) μGy/MBq,全身平均有效劑量分別為(51.2±3.0) μSv/MBq和(61.8±5.2) μSv/MBq,高于使用18F-FDG受到的輻射劑量。
2018年P(guān)iccardo等[38]報道了64CuCl2PET/CT顯像在PCa復(fù)發(fā)患者中的研究結(jié)果。該研究以18F-膽堿PET/CT和多參數(shù)MRI檢查為對照,評估64CuCl2在人體內(nèi)的分布、藥代動力學、輻射劑量以及在生化復(fù)發(fā)患者中檢測PCa復(fù)發(fā)的能力。結(jié)果顯示,與18F-膽堿(56%)和多參數(shù)MRI檢查(74%)的檢測率相比,64CuCl2的檢測率更高,達82%,尤其當患者體內(nèi)PSA值小于1 ng/mL時,64CuCl2的檢測率明顯高于18F-膽堿的檢測率。同時,不同于18F-膽堿,64CuCl2不經(jīng)尿道排泄或在膀胱中富集,因此64CuCl2可以進行徹底的骨盆部位的檢查。劑量學評估顯示,給予200 MBq的64CuCl2,患者受到的輻射劑量為5.7 mSv,顯著低于Avila-Rodriguez等[37]報道的正常志愿者體內(nèi)的輻射劑量((56.5±6.0) μSv/MBq),這可能是由于患者體內(nèi)64CuCl2的分布有所變化,也可能是由于分析技術(shù)和劑量學計算方式有所不同。綜上所述,與18F-膽堿相比,64CuCl2更適合于進行骨盆和前列腺癌檢查。
Righi等[39]進一步研究了64CuCl2的藥代動力學、給藥后腫瘤/背景比(TBR)隨時間變化以及PCa患者病灶部位中64CuCl2的吸收劑量,并對64CuCl2用于腫瘤治療的可行性進行了探討。結(jié)果顯示64CuCl2在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病灶中的平均有效半衰期為(10.2±1.7) h,與骨轉(zhuǎn)移瘤中的有效半衰期((9.0±0.4) h)相似,顯著高于PCa局部復(fù)發(fā)病灶中的有效半衰期((8.8±1.1) h)(P淋巴結(jié)∶骨=0.4;P淋巴結(jié)∶局部復(fù)發(fā)=0.003;P骨∶局部復(fù)發(fā)=0.9)。給藥后1 h,TBR達到峰值,局部復(fù)發(fā)、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和骨轉(zhuǎn)移瘤的TBRmax值分別為5.0、7.0和6.2。對PCa患者病灶部位的攝取劑量(未考慮俄歇電子)研究顯示,每次給藥后PCa復(fù)發(fā)/轉(zhuǎn)移病灶部位吸收的劑量較低,平均吸收劑量為(60±47.4) μGy/MBq,幾乎無法達到治療效果,還需要進一步的臨床試驗來評估64CuCl2用于腫瘤治療的可行性。
(1)64Cu-DOTA-AE105
研究表明,絲氨酸蛋白酶尿激酶型纖溶酶原激活劑(uPA)及其受體(uPAR)在癌癥侵襲和轉(zhuǎn)移中具有重要作用。在各種類型的癌癥中,腫瘤中uPAR的過表達與腫瘤的不良預(yù)后密切相關(guān)[40-41]。因此開發(fā)了靶向uPAR的高度特異性肽拮抗劑AE105。
2015年P(guān)ersson等[42]報道了一項64Cu-DOTA-AE105對乳腺癌(3例),前列腺癌(4例)和膀胱癌(3例)患者進行PET/CT顯像的臨床試驗。研究結(jié)果顯示10例患者單次靜脈注射64Cu-DOTA-AE105后,未發(fā)現(xiàn)任何不良反應(yīng)或臨床上可檢測到的副作用。通過對患者血液和尿液的檢查,發(fā)現(xiàn)64Cu-DOTA-AE105在體內(nèi)表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性,主要經(jīng)腎臟排泄,能夠快速從血漿和其他非靶器官中清除。在原發(fā)性腫瘤病變和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶中具有高攝取值,也具有較高靶與非靶比值。對切除的乳腺癌及前列腺癌腫瘤組織中uPAR檢測顯示,腫瘤病灶的高攝取與uPAR的高表達相一致。劑量學研究表明,人體受到的輻射劑量為0.027 6 mSv/MBq,略高于18F-FDG。本次研究為在癌癥患者中使用64Cu-DOTA-AE105進行PET/CT顯像提供了有利的證據(jù)。目前64Cu-DOTA-AE105在乳腺癌、前列腺癌和膀胱癌的研究處于Ⅰ期臨床階段[43]。
(2)64Cu標記的單抗藥物
單克隆抗體(monoclonal antibody, McAb)是從一株單一細胞系產(chǎn)生的抗體,針對特定的單一抗原表位,具有高度的特異性,這是抗體藥物發(fā)揮靶向作用的重要基礎(chǔ)。放射免疫藥物是將放射性核素標記到腫瘤特異性單抗上,并將標記好的放射性單抗經(jīng)各種途徑引入患者體內(nèi),單抗與相應(yīng)的腫瘤靶點抗原特異性結(jié)合,利用這種特異性結(jié)合將放射性核素靶向到腫瘤部位,達到治療或顯像的作用。相對于111In、124I和89Zr,64Cu核素半衰期較短,在輻射安全性和患者輻射劑量方面,64Cu核素較111In、124I和89Zr具有潛在優(yōu)勢[44]。
2013年Tamura等[44]報道了64Cu-DOTA-trastuzumab在人類表皮生長因子受體2(HER2)陽性乳腺癌患者中的研究結(jié)果。結(jié)果顯示,患者受到的輻射劑量約為4.5 mSv(0.036 mSv/MBq),在人體所受輻射劑量的安全范圍內(nèi)。后期的隨訪研究進一步證實了64Cu-DOTA-trastuzumab在藥理學上的安全性。給藥后患者心臟和血管中具有高的攝取值,提示64Cu-DOTA-trastuzumab在體內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性。在HER2陽性原發(fā)性乳腺癌中,也觀察到藥物的攝取。隨著藥物在體內(nèi)正常器官的不斷清除及在病灶部位的不斷富集,給藥48 h后能獲得質(zhì)量好的PET圖像,表明64Cu-DOTA-trastuzumab適宜的顯像時間在給藥后48 h。研究也發(fā)現(xiàn)64Cu-DOTA-trastuzumab能夠被腦轉(zhuǎn)移灶中攝取,這可能是由于患者的血腦屏障受到破壞,使得該分子可通過血腦屏障,但也提示64Cu-DOTA-trastuzumab具有對腦轉(zhuǎn)移灶進行診斷的潛力。
2014年Mortimer等[45]研究了64Cu-DOTA-trastuzumab在HER2陽性轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中的腫瘤攝取情況。研究發(fā)現(xiàn),在注射64Cu-DOTA-trastuzumab前,患者若未服用過Trastuzumab,先給予45 mg的Trastuzumab,并不會使腫瘤部位的靶標飽和,影響腫瘤對64Cu-DOTA-trastuzumab的吸收,但卻可使患者肝臟中的攝取值降低約75%。劑量學研究顯示患者使用64Cu-DOTA-trastuzumab受到的輻射劑量低于或相當于使用18F-FDG所受到的輻射劑量。
2018年Mortimer等[46]基于免疫組織化學(IHC)的標準,進一步研究了轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者中HER2水平與腫瘤對64Cu-DOTA-trastuzumab攝取之間的關(guān)系。研究結(jié)果顯示患者腫瘤部位對64Cu-DOTA-trastuzumab攝取與患者HER2的水平密切相關(guān),患者腫瘤部位HER2表達越高,對64Cu-DOTA-trastuzumab攝取越明顯。
目前,針對64Cu-DOTA-trastuzumab主要有四項臨床研究,其中64Cu-DOTA-trastuzumab預(yù)測HER2陽性乳腺癌患者術(shù)前Trastuzumab和Pertuzumab治療作用的研究處于Ⅱ期臨床階段[47]。
本文對近十年來64Cu標記藥物在人體中的實驗進行了總結(jié),發(fā)現(xiàn)64Cu及其標記藥物具有以下優(yōu)勢:(1)64Cu的正電子能量與18F相近,進行PET顯像的分辨率高;(2) 與已上市的68Ga-DOTATATE相比,64Cu標記的SST八肽類似物藥物對NEN患者PET/CT顯像的敏感性相當或更優(yōu),并且具有更高的病灶檢出率;(3)64Cu具有適宜的半衰期,使得其標記藥物擁有更長的臨床使用時間窗口,非常有利于臨床應(yīng)用,并可用于放射性治療藥物體內(nèi)治療劑量的估算;(4)64Cu標記藥物表現(xiàn)出良好的安全性,患者使用64Cu標記藥物受到的輻射劑量大都低于或相當于使用18F-FDG受到的輻射劑量,患者使用64Cu標記單抗藥物受到的輻射劑量遠低于使用111In、124I和89Zr標記單抗藥物受到的輻射劑量。
64Cu具有良好的核物理性質(zhì)、適宜半衰期、良好的安全性并可以通過回旋加速器批量化獲得高比活度產(chǎn)品,這些特性使得64Cu標記藥物在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、乏氧、前列腺癌等方面的研究及應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注,預(yù)期在不久的未來64Cu標記藥物在臨床中將應(yīng)用于神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、前列腺癌等疾病的診斷。