整合素αvβ3介导的99mTc-3PRGD2在乳腺肿瘤中的实验研究

论文摘要

目的:设计合成一种以整合素αvβ3为靶点的新型肿瘤放射性核素分子探针:99mTc标记的联肼尼克酰胺-3聚乙二醇-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸环肽二聚体(99mTc-HYNIC-PEG4-E[PEG4-c（RGDfK）]2,99mTc-3PRGD2)。通过体内、外相关实验,评价99mTc-3PRGD2用于整合素αvβ3阳性肿瘤显像的安全性和可行性。方法:以联肼尼克酰胺（ HYNIC ）作为双功能连接剂,合成HYNIC-PEG4-E[PEG4-c（RGDfK）]2（3PRGD2）;以三羟甲基甘氨酸（tricine）和三苯基膦三磺酸钠（TPPTS）作为协同配体,采用一步标记法制备99mTc-3PRGD2;采用受体竞争结合实验,测定3PRGD2与整合素αvβ3的亲和力;采用放射性ITLC和HPLC法测定99mTc-3PRGD2的标记率和放化纯(在丙酮展开体系中,99mTc-3PRGD2的Rf值0～0.1,99mTcO4-的Rf值为0.9～1.0;放射性HPLC法测量的99mTc-3PRGD2的保留时间为21.89min,99mTcO4-的保留时间为3～5min)。将99mTc-3PRGD2置于等体积的0.9%生理盐水和浓度为1mg/mL的半胱氨酸溶液中孵育,连续6h用放射性HPLC法检测其放化纯,观察其体外稳定性;通过99mTc-3PRGD2在正常小鼠中的药代动力学、在荷人乳腺癌MDA-MB-435细胞小鼠和人结肠癌HT29细胞小鼠中的生物学分布和SPECT显像,评价其体内性质及SPECT显像效果。通过观察40位乳腺肿瘤患者在静脉注射99mTc-3PRGD2当时及注射后24h的反应情况,评价其安全性;在肿物和对侧正常乳腺区域勾画相同大小的感兴趣区,计算肿瘤组织与非肿瘤组织的放射性计数比值（T/NT比值）,评价肿物对99mTc-3PRGD2的摄取情况;对肿物进行病理学及免疫组化分析,测量肿物切片的积分光密度（IOD）值,评估肿物整合素αvβ3表达的情况;对肿物的T/NT比值和IOD值进行线性回归分析,计算Pearson相关系数r2。结果:受体竞争结合实验显示:3PRGD2、HYNIC-E[c（RGDfK）]2、c（RGDfK）单体的IC50分别为3.4nM、9.6nM和58.1nM,3PRGD2与整合素αvβ3的亲和力最高,约是HYNIC-E[c（RGDfK）]2的2.82倍、c（RGDfK）单体的17.09倍。放射性ITLC和HPLC法测得99mTc-3PRGD2的标记率大于95%,纯化后放化纯大于99%。37℃下在0.9%生理盐水和浓度为1mg/mL的半胱氨酸溶液中孵育6h内,其放化纯始终保持在95%以上,体外稳定性良好。正常小鼠的药代动力学显示:注射99mTc-3PRGD2后10min、20min和60min,其在血液中的放射性计数百分比值分别为19.32%,7.21%和1.27%,清除迅速。荷瘤小鼠的生物学分布显示:注射99mTc-3PRGD2后0.5h、1h、2h和4h,其在人乳腺癌MDA-MB-435细胞中的摄取值为6.073、5.877、4.718和2.787%ID/g,明显高于其在人结肠癌HT29细胞中的1.506、1.208、0.913和0.899%ID/g（P﹤0.05）。肾脏呈持续的高摄取状态,注射99mTc-3PRGD2后4h,两种荷瘤小鼠的肾脏摄取值分别为11.697和11.512%ID/g。注射99mTc-3PRGD2后2h,荷人乳腺癌MDA-MB-435细胞的小鼠中的瘤/肉比值为5.866,明显高于荷人结肠癌HT29细胞小鼠中的1.008（P﹤0.05）。两种荷瘤小鼠的SPECT显像示:注射99mTc-3PRGD2后15min,荷人乳腺癌MDA-MB-435细胞小鼠的肿瘤清晰显影,于注射后2h显影最清晰,注射后4h仍清晰可见;荷人结肠癌HT29细胞小鼠的肿瘤在注射后4h内,始终未见清晰显影。40例乳腺肿瘤患者的安全性评估显示:所有患者在注射99mTc-3PRGD2当时及注射后24h内各项生命体征稳定;未发现恶心、支气管痉挛、瘙痒、潮红、荨麻疹、寒战、咳嗽、心动过缓、肌肉痉挛或头晕等临床不良反应发生。术后病理结果显示:40例患者中共有恶性病灶25个,99mTc-3PRGD2SPECT显像诊断正确23个（灵敏度为92.0%）,诊断正确的23个病灶对99mTc-3PRGD2摄取充分,但程度不同。1例患者经99mTc-3PRGD2SPECT显像显示除原发灶外还有多个骨摄取灶,后行全身骨扫描及穿刺病理证实为乳腺癌伴全身多发骨转移。共有30个乳腺良性病灶,99mTc-3PRGD2SPECT显像诊断正确22个（20个病灶未见摄取,2个病灶稍有摄取）,特异性分别为73.3%。免疫组化结果显示:25个恶性病灶和8个良性病灶的新生血管表面的整合素αvβ3受体染色呈阳性,且表达程度不同;22个良性病灶的新生血管表面的整合素αvβ3受体染色呈阴性;肿瘤的T/NT比值与IOD值的Pearson相关系数r2=0.927。结论:3PRGD2制备简单,与整合素αvβ3的亲和力强,99mTc-3PRGD2标记率高,具有良好的体内、外性质和显像效果;并且具有良好的安全性和病理符合率,肿瘤的T/NT比值与IOD之间呈明显正相关关系。但其广泛应用于临床乳腺肿瘤靶向分子显像的潜能,还需加大样本量进一步研究。

论文目录

• 前言
• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 肿瘤血管生成的放射性核素显像
• 1.1 引言
• 1.2 血管生成
• 1.3 肿瘤的血管生成
• 1.4 肿瘤血管生成的放射性核素显像
• 1.4.1 肿瘤血管生成的基因显像
• 1.4.2 肿瘤血管生成的乏氧显像
• 1.4.3 肿瘤血管生成的受体显像
• 1.4.4 肿瘤血管生成的凋亡显像
• 1.4.5 肿瘤血管生成的灌注成像
• 1.4.6 肿瘤血管生成的代谢显像
• 1.5 展望
• vβ₃介导的^99mTc-3PRGD₂在乳腺肿瘤中的实验研究'>第2章 整合素α_vβ₃介导的^99mTc-3PRGD₂在乳腺肿瘤中的实验研究
• 99mTc-3PRGD₂的制备及质控'>2.1^99mTc-3PRGD₂的制备及质控
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 实验结果
• 2.1.4 讨论
• 99mTc-3PRGD₂在裸鼠中的生物学评价'>2.2^99mTc-3PRGD₂在裸鼠中的生物学评价
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.2.3 实验结果
• 2.2.4 讨论
• 99mTc-3PRGD₂ SEPCT 显像在人乳腺肿瘤诊断中的价值研究'>2.3^99mTc-3PRGD₂ SEPCT 显像在人乳腺肿瘤诊断中的价值研究
• 2.3.1 实验材料
• 2.3.2 实验方法
• 2.3.3 实验结果
• 2.3.4 讨论
• 第3章 结论
• 参考文献
• 作者简介及攻读博士期间发表的论文
• 致谢