大家好！今天为大家分享一篇来自厦门大学附属第一医院核医学科陈皓鋆教授团队近期发表《EUROPEAN JOURNAL OF NUCLEAR MEDICINE AND MOLECULAR IMAGING》的研究，题目为 “Development of [177Lu]Lu-LNC1010 for peptide receptor radionuclide therapy of nasopharyngeal carcinoma”。在这篇文章中，研究团队使用一种经过埃文斯蓝 (Evans Blue, EB) 修饰的新型SSTR2靶向分子（177Lu-NC1010），作为靶向SSTR2阳性表达鼻咽癌 (NPC) 进行内照射靶向治疗的放射性药物。在这种新型靶向药物中，通过用聚乙二醇链 (PEG) 替代原有的马来酰亚胺-硫基团，以改善第一代177Lu-EB-TATE的体内药代动力学特征。在用177Lu-LNC1010对SSTR2阳性表达的NPC进行临床前评估后，在晚期转移性SSTR2阳性NPC患者中进行了初步的临床转化研究，旨在探讨177Lu-LNC1010在SSTR2阳性表达NPC患者的初步疗效及安全性。
本文的通讯作者是厦门大学附属第一医院核医学科&闽南PET中心的陈皓鋆教授、赵亮博士和新加坡国立大学的陈小元教授，厦门大学医学院博士生陈健豪、逄一臻和厦门大学附属第一医院放疗科副主任医师廖希一为本文的共同第一作者。
原文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s00259-024-06874-9
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研究背景
鼻咽癌 (NPC) 是一种起源于鼻咽粘膜上皮组织的恶性肿瘤。尽管近年来在治疗方面取得了显著进展，然而约70%的NPC在首次就诊时仍被诊断为局部晚期的疾病。而IV期NPC 的5年生存率低于40%。该病在亚洲（尤其是华南地区）发病率较高，非角化亚型为流行区主要病理分型，并与EBV感染密切相关。
生长抑素受体2 (SSTR2) 是一种G蛋白偶联的细胞表面受体，已成为多种癌症的潜在治疗靶点。SSTR2的过表达，尤其是在神经内分泌肿瘤 (NET) 中更为常见，使得采用放射性标记的生长抑素类似物 (SSAs) 进行PET成像和核素内照射治疗应用成为可能。值得注意的是，在NPC 中，EBV潜伏膜蛋白1通过NF-κB通路调控SSTR2的表达。作者团队的前期研究表明，SSTR2在超过80%的NPC病例中呈高表达，并与68Ga-DOTATATE的摄取显著正相关。这种相关性为原发性和转移性NPC的影像学检查及潜在治疗策略提供了一种有效的途径。
尽管177Lu-DOTATATE (Lutathera) 是目前唯一获得FDA批准用于治疗SSTR2阳性NET的放射性药物，但由于小分子药物在体循环中的快速清除，需使用更高的治疗剂量或更频繁的给药，这可能造成对健康器官和组织的放射性毒性。因此，提高治疗药物的药代动力特征被认为是减少给药频率和剂量，同时改善治疗效果的重要策略。本团队前期研究证实了伊文思蓝 (EB)衍生物与血清白蛋白之间的可逆结合。靶向药物与白蛋白之间的这种动态结合使得白蛋白-药物复合物能够充当储存库，从而改善药物在体内的分布和生物利用度。此外，聚乙二醇 (PEG)也被广泛应用于改善治疗药物的体内药代动力学及药效学特性。最近，本团队开发了一种新型EB修饰的生长抑素类似物LNC1010。通过硫醇基团偶联PEG链，构建了一种替代马来酰亚胺偶联的新方法。在首次人体试验中，我们观察到177Lu-LNC1010在NET中的肿瘤摄取和吸收剂量均高于第一代177Lu-EB-TATE，相关数据发表于药学综合性学术期刊《Acta Pharmaceutica Sinica B》（https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.05.022）。本研究中，我们报告了新型生长抑素类似物177Lu-LNC1010对SSTR2阳性NPC的临床前评估及初步临床研究。我们设想，177Lu-LNC1010有望在SSTR2阳性NPC中的具有较Lutathera更高的肿瘤摄取及更持久的肿瘤滞留时间，从而提高多肽-受体放射靶向治疗 (PRRT) 的临床疗效。
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研究结果介绍
在这项研究中，作者团队合成了LNC1010并进行放射性标记。在细胞摄取实验中，我们观察到鼻咽癌C666-1细胞对放射性示踪剂177Lu-LNC1010的摄取从10分钟至4小时逐渐增加，从4 小时至24小时逐渐稳定。在阻断实验中，添加了未标记的LNC1010显著降低了C666-1细胞对177Lu-LNC1010的摄取 (4小时，7.8 ± 0.2 vs.1.1 ± 0.1，摄取减少 86%)，这进一步证实了177Lu-LNC1010与C666-1细胞上SSTR2的靶向结合能力。
图1 (a) LNC1010的化学结构；(b) 177Lu-LNC1010 在C666-1 鼻咽癌 (NPC) 细胞中的摄取和阻断实验。
在证明LNC1010在体外与C666-1细胞具有较高的摄取后，进一步评价LNC1010的体内药代动力学特征。C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型的肿瘤在药物注射1小时后对68Ga-LNC1010和68Ga-DOTATATE均表现出强烈的摄取。随后，从1小时至4小时，肿瘤对68Ga-DOTATATE的摄取逐渐减少，而肿瘤对68Ga-LNC1010的摄取逐渐增加。在定量分析方面，在C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型在分别注射两种放射性示踪剂1小时后，肿瘤摄取未观察到显著差异 (图2)。然而，到注射后4小时，68Ga-LNC1010的肿瘤摄取高于68Ga-DOTATATE (SUVmean：3.3 ± 0.3 vs. 2.5 ± 0.1，p < 0.05)。
图2 (a) C666-1 鼻咽癌 (NPC) 荷瘤鼠模型的肿瘤组织具有代表性的H&E染色和SSTR2免疫组化染色图像。68Ga标记的LNC1010和DOTATATE在C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型的小动物PET成像 (b、c) 及定量研究 (d、e)。
为了验证LNC1010探针与SSTR2在体内的结合特异性，进行了体内阻断实验。结果显示，用未标记的“冷前体”LNC1010进行阻断后，显著抑制了C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型的肿瘤对68Ga-DOTATATE的摄取 (图3)，定量PET数据显示，肿瘤摄取被LNC1010显著阻断 (SUVmean：2.6 ± 0.2 vs. 1.0 ± 0.1，p < 0.001)。
图3 (a) 放射性示踪剂 68Ga-DOTATATE和未标记的LNC1010 “冷探针”共同注射后1小时 C666-1鼻咽癌 (NPC) 荷瘤裸鼠模型的代表性PET成像。(b) PET成像中肿瘤和主要器官摄取的半定量分析结果。
为了进一步探索LNC1010和DOTATATE的体内生物学行为，将177Lu 标记的放射性示踪剂注射到C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型，在不同时间点进行SPECT成像。在注射24小时后，肿瘤对177Lu-DOTATATE摄取显著减少。相比之下，177Lu-LNC1010的肿瘤摄取在注射96小时后才开始缓慢下降。为定量评价177Lu-LNC1010和177Lu-DOTATATE在C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型的药代动力学特性，进行了体内生物分布研究，结果与SPECT影像学表现基本一致：177Lu-DOTATATE在肿瘤中的摄取从注射后4小时至72小时逐渐下降。相比之下，177Lu-LNC1010的摄取在注射后4至48小时逐渐增加，然后在注射后72小时略有下降 (图4)。值得注意的是， 177Lu-LNC1010的肿瘤摄取在注射后早期 (4小时，47.6 ± 3.0 vs. 17.7 ± 4.1%ID/g， p = 0.001) 及晚期时间点 (72小时，53.3 ± 6.7 vs. 5.0 ± 0.2%ID/g， p < 0.001) 均显著高于177Lu-DOTATATE。
图4 (a、b) 分别为C666-1鼻咽癌 (NPC) 荷瘤裸鼠模型在注射177Lu-LNC1010和177Lu-DOTATATE 后4、24、48、72和96小时的代表性 SPECT 图像。(c、d) C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型在注射177Lu-LNC1010和177Lu-DOTATATE后 4、24、48和72小时的生物分布实验的定量结果。
由于 C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型中177Lu-LNC1010 的肿瘤摄取增加和长时间滞留，我们进一步评估了单剂量给药的治疗效果。在所有四组中，29.6 MBq 177Lu-LNC1010对肿瘤生长的抑制最为明显 (图 5a)。在任一治疗组中均未观察到PRRT导致的毒性反应。通过监测小鼠体重确定，尽管在PRRT治疗组中观察到短暂和轻度的体重减轻，但小鼠从治疗后第8天开始逐渐恢复体重 (图5b)。为进一步探究177Lu-LNC1010的潜在毒性作用，对主要器官 (包括心、肝、肺、肾、脾、肌肉) 进行了H&E染色病理检查，结果发现29.6 MBq 177Lu-LNC1010处理组与对照组无显著形态学差异 (图 5c)。
图5 (a) C666-1鼻咽癌 (NPC) 荷瘤裸鼠模型在不同治疗方式下的肿瘤生长曲线。(b) C666-1 NPC荷瘤裸鼠模型在不同治疗方式下的体重变化。(c) 不同治疗方式下对主要器官 (包括心脏、肝脏、肺、肾脏、脾脏和肌肉) 进行苏木精和伊红 (H&E) 染色，评价177Lu-LNC1010的潜在毒性作用。比例尺：50 μm。
在完成一系列临床前基础研究后，作者团队对一例晚期NPC患者进行177Lu-LNC1010 PRRT治疗的临床转化研究。该例患者在经过放化疗、免疫治疗等多线标准治疗后进展，其NPC转移灶（双肺、纵隔、双肺门淋巴结多发转移）在基线状态对68Ga-DOTATAE摄取高于肝脏本底摄取 (SUVmax= 7.6–11.5)。关于177Lu-LNC1010的药代动力学特征，我们观察到在给药后168小时后，在大多NPC病灶中观察到177Lu-LNC1010的明显摄取。在经过2次177Lu-LNC1010 PRRT后，68Ga-DOTATATE PET/CT 显示大多数转移灶的摄取较治疗前显著减低 (SUVmax= 7.6–11.5 vs. SUVmax= 1.8–4.1)。根据RECIST疗效标准，该患者评估为病情稳定。患者在2次PRRT治疗期间及治疗后的血常规及生化检查（每2周检测一次）均未观察到3级以上的不良反应，表现出177Lu-LNC1010良好的人体安全性。
图6 一名淋巴结和肺转移晚期鼻咽癌 (NPC) 患者在接受 177Lu-LNC1010 治疗后的连续平面扫描、SPECT/CT扫描、及PRRT治疗前后的68Ga-DOTATATE PET/CT图像。
03
研究结论
SSTR2阳性表达的鼻咽癌（NPC）对177Lu-LNC1010具有较177Lu-DOTATATE （Lutathera）更高的肿瘤摄取及更持久的肿瘤滞留时间。177Lu-LNC1010在C666-1 NPC荷瘤鼠模型中的PRRT疗效优于177Lu-DOTATATE。此外，我们还进一步评价了177Lu-LNC1010在晚期NPC患者中的安全性及临床疗效，提示177Lu-LNC1010的人体安全性好，但临床疗效有待进一步评估。以上临床前及临床数据提示，177Lu-LNC1010是一种有前景的新型PRRT内照射核素治疗药物，有望对晚期NPC患提供新的治疗策略和手段。
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作者简介
通讯作者
陈皓鋆，厦门大学附属第一医院核医学科&闽南PET中心副主任医师，副教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者。研究方向为核医学显像及治疗的临床转化。担任核医学顶刊J Nucl Med编委、 Eur J Nucl Med Mol Imaging编委、《中华核医学与分子影像杂志》编委；主持国家自然科学基金3项，并主持福建省杰出青年科学基金、福建省卫健委重大项目。入选中国研究型医院评价遴选“研究型人才”、福建省卫健委“高层次领军人才”；荣获中华医学会核医学分会“希望之星”、北美核医学与分子影像学会“青年科学家”奖（SNMMI Ones to Watch，全球30名）。以第一/通讯作者在Clin Cancer Res、Radiology、J Nucl Med、Signal Transduction and Targeted Therapy 等行业顶刊发表SCI论文40余篇，H-index 29；以第一发明人获国家发明专利3项、美国发明专利1项；获福建省科技进步三等奖（第一完成人）、厦门市科技进步二等奖（第一完成人）、上海市医学科技二等奖（第二完成人）。
赵亮，厦门大学附属第一医院核医学科&闽南PET中心主治医师。以第一/通讯作者在Radiology、J Nucl Med（6篇）、Eur J Nucl Med Mol Imaging（7篇）、Signal Transduction and Targeted Therapy、Theranostics等国际权威期刊发表论著27篇、个案报道7篇。入选2022全球“前2%顶尖科学家”榜单（world’s top 2% scientists），获得2023、2024年北美核医学与分子影像学会Alavi-Mandell奖，2024年北美核医学与分子影像年会Travel award以及国际最佳摘要，并以主要完成人获厦门市科技进步二等奖、福建省科技进步三等奖、福建省抗癌协会科技进步奖二等奖。
陈小元，于1993年和1996年分别获得南京大学化学学士和硕士学位，随后1999年获得美国爱达荷大学博士学位。经过Syracuse大学和Washington大学圣路易分校博士后训练，于2002年进入南加州大学放射学系任助理教授，2004年转入斯坦福大学，2008年升为副教授。2009年加入美国国立卫生研究院(NIH)生物医学影像及医学工程所(NIBIB)任资深研究员，分子影像及纳米医学实验室（LOMIN）主任。2020年入职新加坡国立大学医学院和工程学院任终身Nasrat Muzayyin讲席教授。2012年获NIBIB Mentor Award, 2014年获NIH Director’s Award, 2016年获ACS Bioconjugate Chemistry Lecturer Award，2017年当选AIMBE Fellow, 2019年获得SNMMI Michael J. Welch Award，2020年当选SNMMI Fellow，2024年当选欧洲科学院院士，新加坡科学院院士。陈小元教授的科研方向主要涉及体外诊断，体内成像，基因/药物的纳米载体，以及诊疗一体化。已发表900多篇SCI论文（H影响因子172，引用率超过11万次）。陈小元教授是Acc Chem Res, ACS Nano等多家杂志的编委，Theranostics杂志的创刊主编（2022年影响因子12.4），中美核医学及分子影像学会(CASNMMI)，中美纳米医学及纳米生物技术学会（CASNN），以及美国核医学及分子影像学会(SNMMI) Radiopharmaceutical Science Council (RPSC)前任主委。
第一作者
陈健豪，厦门大学2023级肿瘤学博士研究生，导师为厦门大学附属第一医院苏国强教授，硕博在读期间以第一作者/共同第一作者在Signal Transduction and Targeted Therapy、Eur J Nucl Med Mol Imaging 、Theranostics、Molecular Pharmaceutics 期刊发表SCI论文5篇。曾获硕士研究生国家奖学金、厦门大学潘懋元一等奖学金。
逄一臻，厦门大学2021级肿瘤学博士研究生，导师为厦门大学附属第一医院林勤教授和陈皓鋆教授，硕博在读期间以第一作者/共同第一作者在Radiology、J Nucl Med、Eur J Nucl Med Mol Imaging、Signal Transduction and Targeted Therapy等国际权威期刊发表研究论文多篇。曾获硕士及博士研究生国家奖学金、厦门大学三大奖本栋奖学金，获得2021欧洲核医学会（EANM）“年度最佳论文奖”、2024年北美核医学协会Alavi-Mandell奖，以共同完成人身份获厦门市科技进步二等奖、福建省抗癌协会科技进步奖二等奖。
廖希一，厦门大学附属第一医院肿瘤放疗科副主任医师，从事本专业工作十余年，研究方向为鼻咽癌精确放疗及化疗免疫靶向综合治疗，发表多篇本专业中文核心论文及SCI论文。
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