我院近期發(fā)表在臨床醫(yī)學TOP期刊《Journal of Clinical Investigation》中的臨床醫(yī)學研究（Clinical Medicine）,，題目為 “68Ga-MY6349 PET/CT imaging to assess Trop2 expression in multiple types of cancer”,。在這篇文章中，研究團隊開發(fā)了一種可特異性靶向Trop2的放射性分子探針68Ga-MY6349,，并進行了探索性的臨床轉(zhuǎn)化研究,，用于多種腫瘤的PET/CT分子成像，評估68Ga-MY6349 PET/CT用于無創(chuàng)檢測腫瘤Trop2表達的可行性,。本文的通訊作者是廈門大學附屬第一醫(yī)院的陳皓鋆教授及王占祥教授,、北京大學醫(yī)學部的王凡教授；第一作者是廈門大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科趙亮主治醫(yī)師,、逄一臻博士和中國科學院生物物理研究所史繼云研究員,。
研究背景
滋養(yǎng)層細胞表面抗原2（Trop2）是一種跨膜糖蛋白，在大多數(shù)腫瘤中高表達,，而在正常組織中不表達或低表達,。Trop2表達水平的升高與腫瘤細胞增殖和侵襲能力的增強密切相關，同時在多種癌癥中被視為不良預后的標志,。因此,，Trop2是臨床腫瘤診療中的重要靶點。
Sacituzumab govitecan（SG）是一種靶向Trop2的抗體-藥物偶聯(lián)物（ADC）,，已獲美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準用于治療轉(zhuǎn)移性三陰性乳腺癌,、激素受體陽性（HR+）乳腺癌及轉(zhuǎn)移性尿路上皮癌。III期臨床試驗ASCENT研究結(jié)果顯示,，SG的療效與腫瘤組織Trop2表達程度密切相關。這進一步強調(diào)了對腫瘤Trop2表達進行全面,、精準評估的重要性,，以便根據(jù)患者Trop2表達水平進行分層，實現(xiàn)個體化治療,。目前,，晚期腫瘤患者的Trop2表達檢測主要依賴單一病灶活檢標本的免疫組化染色，但此方法在克服腫瘤的時間和空間異質(zhì)性方面存在局限,。無創(chuàng)的核醫(yī)學成像技術（如PET/SPECT）有望克服這些不足,，并可在治療過程中實時監(jiān)測Trop2表達的動態(tài)變化，為后續(xù)治療提供指導,。
在本研究中,，研究團隊開發(fā)了一種可特異性靶向Trop2的放射性示蹤劑68Ga-MY6349，用于多種類型腫瘤的PET/CT成像，隨后與18F-FDG PET/CT進行了頭對頭比較,。本研究的主要目的是評估68Ga-MY6349 PET/CT用于無創(chuàng)檢測腫瘤Trop2表達的可行性,，從而驅(qū)動靶向Trop2 ADC藥物的精準治療；次要目的是通過與18F-FDG PET/CT進行頭對頭比較,，探索68Ga-MY6349 PET/CT在某些腫瘤診斷中的臨床優(yōu)勢,，為腫瘤的診斷分期提供新的分子影像學方法。
研究結(jié)果
68Ga-MY6439的制備和臨床前研究
Trop2靶向納米抗體MY6349經(jīng)過定點修飾并與68Ga進行標記（圖1A）,，具有良好的放化純,、比活度和穩(wěn)定性。在細胞系的Trop2表達分析中,，BxPC-3細胞表現(xiàn)出最高的Trop2表達水平,，HCC1937和C666-1次之，而A549陰性表達,。此外,，通過流式細胞術和共聚焦顯微鏡觀察到FITC-MY6349和Trop2全長抗體的共定位，驗證了MY6349對Trop2的特異性,。68Ga-MY6349在Trop2陽性細胞系上表現(xiàn)出高效結(jié)合,，并且在加入未標記的MY6349和完整的Trop2抗體后，結(jié)合顯著受抑制,，而在Trop2陰性的A549細胞上幾乎無結(jié)合,。體外實驗顯示68Ga-MY6349對Trop2具有高親和力，50%抑制濃度（IC50）為1.82 nM,，平衡解離常數(shù)（Kd）為11.65 nM（圖1B–C）,。
小鼠PET成像顯示68Ga-MY6349在注射后0.5小時迅速在BxPC-3腫瘤中積聚，且可維持至注射后3小時,。加入過量未標記MY6349后腫瘤攝取顯著減少,，進一步證明了68Ga-MY6349的特異性（圖1D）。生物分布實驗結(jié)果與顯像結(jié)果類似（圖1E）,，且PET半定量數(shù)據(jù)與生物分布定量數(shù)據(jù)呈顯著一致性（R2 = 0.9726, P < 0.0001）（圖1F）,。免疫組化結(jié)果也與68Ga-MY6349的PET成像結(jié)果趨勢一致（圖1G-I），強調(diào)了68Ga-MY6349 PET/CT在體內(nèi)準確反映Trop2表達的能力,。
圖1. 68Ga-MY6439的制備及臨床前評價,。（A）MY6349與68Ga的放射性標記。（B-C）通過半抑制濃度和平衡解離常數(shù)分析68Ga-MY6439對Trop2的結(jié)合親和力,。（D）在BxPC-3腫瘤模型中的68Ga-MY6439 PET成像及阻斷實驗（黃色箭頭：腎臟,；綠色箭頭：膀胱）。（E）在有或無未標記MY6349同時注射條件下,，68Ga-MY6439的體內(nèi)分布定量結(jié)果,。（F）PET感興趣區(qū)域（ROI）與生物分布研究（%ID/g）的相關性,。（G-H）A549、C666-1,、HCC1937和BxPC-3荷瘤小鼠在注射后1小時的代表性PET成像及定量結(jié)果,，顯示Trop2特異性腫瘤攝取。黃色箭頭：腎臟,；綠色箭頭：膀胱,。（I）對應腫瘤的Trop2免疫組化染色。比例尺：100 μm,。
患者特征,、安全性評價及人體分布
在2024年1月至8月開展的該臨床轉(zhuǎn)化研究中（NCT06188468），前瞻性招募了90名接受68Ga-MY6349 PET/CT的患者,，涉及15種腫瘤亞型（圖2）,。90名患者中，78名進行了68Ga-MY6349與18F-FDG PET/CT的配對掃描,，12名前列腺癌患者進行了68Ga-MY6349和68Ga-PSMA-11 PET/CT的配對掃描,。45名初治患者接受PET/CT用于腫瘤分期，另45名患者接受PET/CT用于腫瘤復發(fā)和轉(zhuǎn)移的診斷,。67例患者的診斷通過病理（來自活檢或手術標本）確診,，其余23例通過影像和/或臨床隨訪確診,。
所有參與者均良好耐受68Ga-MY6349，注射后至4小時隨訪期間無不良事件發(fā)生。68Ga-MY6349的有效劑量為1.46E?02 mSv/MBq,，血池攝取隨時間減少,，注射后60分鐘獲得了良好的腫瘤與背景比（TBR）,。藥物體內(nèi)分布主要在腎臟,、胰腺、唾液腺和甲狀腺,。
圖2. 臨床研究的流程圖
68Ga-MY6349 PET/CT用于15種腫瘤的PET/CT成像
本研究入組的90例腫瘤患者中,，共包括55個原發(fā)腫瘤和779個復發(fā)/轉(zhuǎn)移灶。68Ga-MY6349在原發(fā)病灶與轉(zhuǎn)移病灶的顯像劑攝取值（以SUVmax作為半定量參數(shù)）無顯著差異（圖3A）,。對多種腫瘤的68Ga-MY6349攝取分析（圖3B）顯示,，SUVmax >10（高度攝取）的腫瘤類型包括三陰性乳腺癌,、HR+乳腺癌、前列腺癌和甲狀腺乳頭狀癌（PTC）,。SUVmax在5–10（中等程度攝?。?/span>之間的腫瘤類型包括HER2+乳腺癌、婦科腫瘤,、食管癌,、非小細胞肺癌,、尿路上皮癌、鼻咽癌和頭頸癌,。SUVmax <5（低度攝?。?/span>的腫瘤包括結(jié)直腸癌、甲狀腺髓樣癌,、胰腺癌和甲狀腺濾泡癌,。為評估Trop2表達異質(zhì)性能否通過Trop2靶向PET/CT可視化，我們分析了同一患者不同病灶之間68Ga-MY6349的攝?。▓D3C）,。在38名多發(fā)病灶（>10個病灶）的患者中觀察到SUVmax的個體內(nèi)異質(zhì)性，中位倍數(shù)差異為4.5（范圍1.8–20.6）,，中位變異系數(shù)為38.9%（范圍19.1–84.0%）,。圖3D展示了患者個體內(nèi)Trop2表達異質(zhì)性的典型病例，該患者的頸部復發(fā)病灶（Trop2陰性,，SUVmax 1.7）與肺轉(zhuǎn)移灶（Trop2陽性,，SUVmax 13.7）的68Ga-MY6349攝取程度不同。圖3D還顯示,，18F-FDG PET/CT可以檢測到轉(zhuǎn)移性腫瘤,，但無法反映腫瘤中Trop2的表達。
圖3. 不同腫瘤病灶中的68Ga-MY6349攝取,。（A）68Ga-MY6349 PET/CT中原發(fā)和轉(zhuǎn)移性腫瘤SUVmax值無顯著差異,。（B）基于68Ga-MY6349 PET/CT在15種腫瘤中的平均SUVmax值，顯示低,、中,、高攝取的分布，分別以SUVmax = 5和10作為界限,。背景（血池）的SUV平均值為2.1,。（C）38名患者中68Ga-MY6349攝取的SUVmax概覽，包括15個原發(fā)灶,、1個第二原發(fā)灶和665個轉(zhuǎn)移病灶,。同時顯示同一患者中不同病灶的SUVmax值、腫瘤大小和部位,。（D）患者（轉(zhuǎn)移性甲狀腺癌）PET/CT成像顯示右頸部復發(fā)腫瘤（實箭頭）和肺轉(zhuǎn)移病灶（虛箭頭）中68Ga-MY6349攝取的差異,，反應Trop2表達的異質(zhì)性。同一患者進行18F-FDG和68Ga-MY6349 PET/CT掃描,。
68Ga-MY6349從血池中快速清除,，導致注射后1小時背景活性較低，血池中平均SUVmax為2.1,，肌肉組織中平均SUVmax為0.7,。這種清除使大多數(shù)腫瘤類型的TBR > 3,，從而能夠清晰勾勒出腫瘤輪廓，從而提高PET/CT診斷準確性（圖4）,。
圖4. 68Ga-MY6349在15種不同腫瘤的PET/CT表現(xiàn),。PTC = 甲狀腺乳頭狀癌，TNBC = 三陰性乳腺癌,，HR+ BC = 激素受體陽性乳腺癌,，HER2+ BC = 人表皮生長因子受體2陽性乳腺癌，Ca = 癌,，NSCLC = 非小細胞肺癌,，NPC = 鼻咽癌，HNC = 頭頸癌,，MTC = 甲狀腺髓樣癌,，FTC = 甲狀腺濾泡狀癌。
我們分析了21份組織活檢標本（包括12個原發(fā)腫瘤和9個轉(zhuǎn)移病灶）的Trop2 IHC染色,。根據(jù)III期臨床試驗ASCENT研究中的H評分法評估Trop2表達,。標本中6份為Trop2低表達（H評分<100），9份為中等表達（H評分100–200）,，6份為高表達（H評分200–300）,。68Ga-MY6349腫瘤攝取與Trop2表達水平呈正相關（圖5A-B，P < 0.001）,，兩者呈線性關系,，決定系數(shù)R2為0.7757，P < 0.001（圖5C）,。
圖5. 68Ga-MY6349腫瘤攝取與Trop2表達水平的相關性分析,。（A）來自不同腫瘤類型、具有不同Trop2表達分數(shù)的患者的代表性68Ga-MY6349 PET/CT圖像和免疫組化染色組織樣本（白色箭頭指示腫瘤病灶）,。上排：初診的TNBC患者,；中排：初診的前列腺癌患者；下排：初診的HER2+乳腺癌患者,。不同Trop2表達水平的腫瘤病灶表現(xiàn)出不同的68Ga-MY6349攝取程度,。第一例：SUVmax 16.2，Trop2 H評分270,；第二例：SUVmax 9.6,，Trop2 H評分150；第三例：SUVmax 4.1,，Trop2 H評分45,。（B）使用Kruskal-Wallis檢驗確定SUVmax與Trop2表達的顯著相關性（H = 16.100，P < 0.001）。（C）基于簡單線性回歸的SUVmax與Trop2 H評分的相關性（R2 = 0.7549,，P < 0.001）。
68Ga-MY6349與18F-FDG PET/CT在不同腫瘤中的臨床診斷效能
由于68Ga-MY6349在許多上皮起源腫瘤中的攝取顯著高于正常器官,，我們進一步分析了68Ga-MY6349 PET/CT對不同類型腫瘤的診斷效果,，并將其與臨床常用的18F-FDG PET/CT進行了對比。在原發(fā)性腫瘤的診斷中,，68Ga-MY6349與18F-FDG在鼻咽癌,、HR+乳腺癌、HER2+乳腺癌,、三陰性乳腺癌,、食管癌、非小細胞肺癌,、婦科腫瘤和前列腺癌的顯像劑攝取值無統(tǒng)計學差異,。然而，在HR+乳腺癌中,，68Ga-MY6349 PET/CT的TBR顯著優(yōu)于18F-FDG PET/CT（11.0 vs. 4.0,，P = 0.002），檢測到的乳腺腫瘤病灶數(shù)目更多（14 vs. 12）,。在HER2+乳腺癌,、尿路上皮癌和前列腺癌中也觀察到類似結(jié)果，68Ga-MY6349 PET/CT顯示出更高的TBR并檢測到更多腫瘤病灶,。
在復發(fā)和轉(zhuǎn)移性腫瘤的檢測方面,，68Ga-MY6349 PET/CT在甲狀腺乳頭狀癌、前列腺癌和HR+乳腺癌中的SUVmax和TBR均高于18F-FDG PET/CT,，因此能夠識別出更多的轉(zhuǎn)移病灶,，特別是在檢測淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（如甲狀腺乳頭狀癌）、骨轉(zhuǎn)移（如HR+乳腺癌）和肝轉(zhuǎn)移（如尿路上皮癌）方面表現(xiàn)突出,。代表性病例見圖6A-C,。在三陰性乳腺癌患者的68Ga-MY6349 PET/CT中，盡管TNBC病灶對68Ga-MY6349的SUVmax與18F-FDG相似,，但TBR顯著更高,，使其能夠檢測到更多隱匿性或微小轉(zhuǎn)移病灶（135 vs. 123），尤其是在肝臟和骨轉(zhuǎn)移的檢測上（圖6D）,。相反,，18F-FDG PET/CT在鼻咽癌、HER2+乳腺癌,、食管癌,、胰腺癌和婦科腫瘤中具有更高的SUVmax，并檢測到更多轉(zhuǎn)移病灶,。上述結(jié)果顯示,，68Ga-MY6349 PET/CT在甲狀腺癌,、前列腺癌、乳腺癌,、尿路上皮癌等腫瘤的診斷中具有良好的臨床應用前景,，有望為現(xiàn)有的影像技術提供有效補充。
圖 6. 不同腫瘤患者18F-FDG和68Ga-MY6349的代表性PET/CT圖像,。（A）一例68歲女性甲狀腺乳頭狀癌,，一年前接受手術切除，PET/CT檢測腫瘤復發(fā),。68Ga-MY6349 PET/CT顯示頸部淋巴結(jié)（實箭頭）和肺部轉(zhuǎn)移（虛箭頭）高度攝取,，而18F-FDG PET/CT為假陰性。（B）一例74歲女性激素受體陽性乳腺癌患者,，接受PET/CT進行腫瘤分期,。68Ga-MY6349 PET/CT在原發(fā)腫瘤（實箭頭）、淋巴結(jié)和骨轉(zhuǎn)移（虛箭頭）中顯示出較18F-FDG PET/CT更高的示蹤劑攝取,。此外,，18F-FDG PET/CT在骨轉(zhuǎn)移中為假陰性。（C）一例63歲男性尿路上皮癌（膀胱癌）患者接受PET/CT進行分期,。68Ga-MY6349 PET/CT在原發(fā)和轉(zhuǎn)移病灶中顯示了較18F-FDG PET/CT更高的示蹤劑攝取和更好的圖像對比,，特別是肝臟轉(zhuǎn)移（實箭頭）和脾轉(zhuǎn)移（虛箭頭）。（D）一例65歲女性三陰性乳腺癌患者,，多線治療后進展,，接受PET/CT進行再分期。68Ga-MY6349 PET/CT在淋巴結(jié),、肝臟（實箭頭）和廣泛骨轉(zhuǎn)移（虛箭頭）中顯示出明顯的示蹤劑攝取,，而18F-FDG PET/CT在大多數(shù)轉(zhuǎn)移病灶中顯示低至中等攝取。
68Ga-MY6349 PET/CT與68Ga-PSMA-11 PET/CT在前列腺癌中的成像比較
我們將68Ga-MY6349與另一種經(jīng)FDA批準的前列腺癌PET示蹤劑68Ga-PSMA-11進行了頭對頭比較,。在12例經(jīng)病理確診的前列腺癌患者中,，68Ga-MY6349 PET/CT在原發(fā)及轉(zhuǎn)移病灶中表現(xiàn)出與68Ga-PSMA-11相似的顯像劑攝取，但在轉(zhuǎn)移病灶中表現(xiàn)出較68Ga-PSMA-11更高的靶/本底比（TBR）,，從而有利于檢測到更多的骨轉(zhuǎn)移病灶（病灶數(shù)目：122 vs. 101）,，并表現(xiàn)與68Ga-PSMA-11相當?shù)牧馨徒Y(jié)轉(zhuǎn)移檢出率（病灶數(shù)目：61 vs. 60）。圖7展示了68Ga-MY6349 PET/CT相較于68Ga-PSMA-11 PET/CT優(yōu)越性的代表PET/CT病例,。
圖7. 68Ga-MY6349 PET/CT和68Ga-PSMA-11 PET/CT在轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者中的代表性圖像,。（A）一名77歲男性前列腺癌患者，接受內(nèi)分泌治療后進行PET/CT成像再分期,。相比68Ga-PSMA-11,，68Ga-MY6349 PET/CT顯示了更多的轉(zhuǎn)移病灶，并在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（實箭頭）和骨轉(zhuǎn)移（虛箭頭）中具有更高的示蹤劑攝取（SUVmax 30-40）。（B）一名70歲男性患者,，病理確診為前列腺癌,，接受PET/CT進行初始分期。68Ga-MY6349 PET/CT在右側(cè)肋骨轉(zhuǎn)移（實箭頭）和腹膜后微小轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)（4mm,，虛箭頭）中顯示出較68Ga-PSMA-11更高的示蹤劑攝取,。
研究結(jié)論
本研究開發(fā)了一種特異性靶向Trop2的放射性分子探針68Ga-MY6349，實現(xiàn)了以PET顯像中腫瘤對于分子探針的特異攝取反映腫瘤Trop2的表達水平,，有望直接通過PET/CT影像篩選Trop2-ADC治療優(yōu)勢人群，提高ADC治療效益,，也為相應ADC藥物臨床適應癥的選擇提供分子影像精準評估方法,。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)68Ga-MY6349有望成為一種廣譜腫瘤顯像劑,，68Ga-MY6349 PET/CT為腫瘤的診斷分期與復發(fā)/轉(zhuǎn)移檢測提供了一種全新的分子影像方法,，尤其在甲狀腺癌、前列腺癌,、乳腺癌和尿路上皮癌的診斷中,，能夠有效彌補現(xiàn)有18F-FDG PET/CT的不足。
原文鏈接：https://www.jci.org/articles/view/185408
通訊作者
陳皓鋆,，廈門大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科,，教授，副主任醫(yī)師,，博士生導師,，國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者。研究方向為核醫(yī)學顯像及治療的臨床轉(zhuǎn)化,。擔任核醫(yī)學頂刊J Nucl Med編委,、 Eur J Nucl Med Mol Imaging編委、《中華核醫(yī)學與分子影像雜志》編委,；主持國家自然科學基金3項,，并主持福建省杰出青年科學基金、福建省衛(wèi)健委重大項目,。入選中國研究型醫(yī)院評價遴選“研究型人才”,、福建省衛(wèi)健委“高層次領軍人才”；榮獲中華醫(yī)學會核醫(yī)學分會“希望之星”,、北美核醫(yī)學與分子影像學會“青年科學家”獎（SNMMI Ones to Watch,，全球30名）。以第一/通訊作者在Clin Cancer Res,、Radiology等行業(yè)頂刊發(fā)表SCI論文40余,；以第一發(fā)明人獲國家發(fā)明專利3項、美國發(fā)明專利1項；獲福建省科技進步三等獎（第一完成人）,、廈門市科技進步二等獎（第一完成人）,、上海市醫(yī)學科技二等獎（第二完成人）。
王占祥,，廈門大學附屬第一醫(yī)院院長,。醫(yī)學博士、主任醫(yī)師,、教授,、博士生導師。“中國醫(yī)師獎”獲得者,，國務院特殊津貼專家,。從事臨床醫(yī)學研究與疾病救治工作近40年，曾留學日本,，多次到美國哈佛大學,，英國牛津大學等國際知名學術機構(gòu)進行交流訪問，先后獲得福建省優(yōu)秀歸國人員,，福建省突出貢獻中青年專家,，福建省優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，入選福建省新世紀百千萬人才工程,。廈門市重點引進留學歸國人才,，廈門市杰出科技人才，廈門市領軍人才,，首屆廈門市醫(yī)學學術與技術帶頭人,，廈門市腦科中心學科帶頭人。2022年被評為廈門經(jīng)濟特區(qū)建設40周年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人物,。廈門市科學技術重大貢獻獎獲得者,。
第一作者
趙亮，廈門大學附屬第一醫(yī)院核醫(yī)學科&閩南PET中心主治醫(yī)師,。以第一/通訊作者在Radiology,、J Nucl Med（6篇）、Eur J Nucl Med Mol Imaging（7篇）,、Signal Transduction and Targeted Therapy,、Theranostics等國際權威期刊發(fā)表論著28篇（5篇入選ESI高被引論文）、個案報道8篇,，H影響因子23,，累計被引超過2200次。連續(xù)入選2022,、2023全球“前2%頂尖科學家”榜單（world’s top 2% scientists）,，獲得2023,、2024年北美核醫(yī)學與分子影像學會Alavi-Mandell獎，2024年北美核醫(yī)學與分子影像年會國際最佳摘要和旅行獎,，并以主要完成人獲廈門市科技進步二等獎,、福建省科技進步三等獎、福建省抗癌協(xié)會科技進步獎二等獎,。
逄一臻,，廈門大學2021級腫瘤學博士研究生，導師為廈門大學附屬第一醫(yī)院林勤教授和陳皓鋆教授,，碩博在讀期間以第一作者/共同第一作者在Radiology,、J Nucl Med、Eur J Nucl Med Mol Imaging,、Signal Transduction and Targeted Therapy等國際權威期刊發(fā)表研究論文多篇,。曾獲碩士及博士研究生國家獎學金、廈門大學三大獎本棟獎學金,，獲得2021歐洲核醫(yī)學會（EANM）“年度最佳論文獎”、2024年北美核醫(yī)學協(xié)會Alavi-Mandell獎,，以共同完成人身份獲廈門市科技進步二等獎,、福建省抗癌協(xié)會科技進步獎二等獎。
