陈皓鋆/王占祥/王凡 J Clin Invest：靶向Trop2的核医学分子影像用于多种肿瘤的精准诊治

原文链接：

https://www.jci.org/articles/view/185408

⁶⁸Ga-MY6439的制备和临床前研究

Trop2靶向纳米抗体MY6349经过定点修饰并与⁶⁸Ga进行标记（图1A），具有良好的放化纯、比活度和稳定性。在细胞系的Trop2表达分析中，BxPC-3细胞表现出最高的Trop2表达水平，HCC1937和C666-1次之，而A549阴性表达。此外，通过流式细胞术和共聚焦显微镜观察到FITC-MY6349和Trop2全长抗体的共定位，验证了MY6349对Trop2的特异性。⁶⁸Ga-MY6349在Trop2阳性细胞系上表现出高效结合，并且在加入未标记的MY6349和完整的Trop2抗体后，结合显著受抑制，而在Trop2阴性的A549细胞上几乎无结合。体外实验显示⁶⁸Ga-MY6349对Trop2具有高亲和力，50%抑制浓度（IC50）为1.82 nM，平衡解离常数（Kd）为11.65 nM（图1B–C）。

小鼠PET成像显示⁶⁸Ga-MY6349在注射后0.5小时迅速在BxPC-3肿瘤中积聚，且可维持至注射后3小时。加入过量未标记MY6349后肿瘤摄取显著减少，进一步证明了⁶⁸Ga-MY6349的特异性（图1D）。生物分布实验结果与显像结果类似（图1E），且PET半定量数据与生物分布定量数据呈显著一致性（R² = 0.9726, P < 0.0001）（图1F）。免疫组化结果也与⁶⁸Ga-MY6349的PET成像结果趋势一致（图1G-I），强调了⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在体内准确反映Trop2表达的能力。

图1⁶⁸Ga-MY6439的制备及临床前评价。（A）MY6349与⁶⁸Ga的放射性标记。（B-C）通过半抑制浓度和平衡解离常数分析⁶⁸Ga-MY6439对Trop2的结合亲和力。（D）在BxPC-3肿瘤模型中的⁶⁸Ga-MY6439 PET成像及阻断实验（黄色箭头：肾脏；绿色箭头：膀胱）。（E）在有或无未标记MY6349同时注射条件下，⁶⁸Ga-MY6439的体内分布定量结果。（F）PET感兴趣区域（ROI）与生物分布研究（%ID/g）的相关性。（G-H）A549、C666-1、HCC1937和BxPC-3荷瘤小鼠在注射后1小时的代表性PET成像及定量结果，显示Trop2特异性肿瘤摄取。黄色箭头：肾脏；绿色箭头：膀胱。（I）对应肿瘤的Trop2免疫组化染色。比例尺：100 μm。

患者特征、安全性评价及人体分布

在2024年1月至8月开展的该临床转化研究中（NCT06188468），前瞻性招募了90名接受⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT的患者，涉及15种肿瘤亚型（图2）。90名患者中，78名进行了⁶⁸Ga-MY6349与¹⁸F-FDG PET/CT的配对扫描，12名前列腺癌患者进行了⁶⁸Ga-MY6349和⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/CT的配对扫描。45名初治患者接受PET/CT用于肿瘤分期，另45名患者接受PET/CT用于肿瘤复发和转移的诊断。67例患者的诊断通过病理（来自活检或手术标本）确诊，其余23例通过影像和/或临床随访确诊。

所有参与者均良好耐受⁶⁸Ga-MY6349，注射后至4小时随访期间无不良事件发生。⁶⁸Ga-MY6349的有效剂量为1.46E−02 mSv/MBq，血池摄取随时间减少，注射后60分钟获得了良好的肿瘤与背景比（TBR）。药物体内分布主要在肾脏、胰腺、唾液腺和甲状腺。

图2  临床研究的流程图

⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT用于15种肿瘤的PET/CT成像

本研究入组的90例肿瘤患者中，共包括55个原发肿瘤和779个复发/转移灶。⁶⁸Ga-MY6349在原发病灶与转移病灶的显像剂摄取值（以SUVmax作为半定量参数）无显著差异（图3A）。对多种肿瘤的⁶⁸Ga-MY6349摄取分析（图3B）显示，SUVmax >10（高度摄取）的肿瘤类型包括三阴性乳腺癌、HR+乳腺癌、前列腺癌和甲状腺乳头状癌（PTC）。SUVmax在5–10（中等程度摄取）之间的肿瘤类型包括HER2+乳腺癌、妇科肿瘤、食管癌、非小细胞肺癌、尿路上皮癌、鼻咽癌和头颈癌。SUVmax <5（低度摄取）的肿瘤包括结直肠癌、甲状腺髓样癌、胰腺癌和甲状腺滤泡癌。为评估Trop2表达异质性能否通过Trop2靶向PET/CT可视化，我们分析了同一患者不同病灶之间⁶⁸Ga-MY6349的摄取（图3C）。在38名多发病灶（>10个病灶）的患者中观察到SUVmax的个体内异质性，中位倍数差异为4.5（范围1.8–20.6），中位变异系数为38.9%（范围19.1–84.0%）。图3D展示了患者个体内Trop2表达异质性的典型病例，该患者的颈部复发病灶（Trop2阴性，SUVmax 1.7）与肺转移灶（Trop2阳性，SUVmax 13.7）的⁶⁸Ga-MY6349摄取程度不同。图3D还显示，¹⁸F-FDG PET/CT可以检测到转移性肿瘤，但无法反映肿瘤中Trop2的表达。

图3  不同肿瘤病灶中的⁶⁸Ga-MY6349摄取。（A）⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT中原发和转移性肿瘤SUVmax值无显著差异。（B）基于⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在15种肿瘤中的平均SUVmax值，显示低、中、高摄取的分布，分别以SUVmax = 5和10作为界限。背景（血池）的SUV平均值为2.1。（C）38名患者中⁶⁸Ga-MY6349摄取的SUVmax概览，包括15个原发灶、1个第二原发灶和665个转移病灶。同时显示同一患者中不同病灶的SUVmax值、肿瘤大小和部位。（D）患者（转移性甲状腺癌）PET/CT成像显示右颈部复发肿瘤（实箭头）和肺转移病灶（虚箭头）中⁶⁸Ga-MY6349摄取的差异，反应Trop2表达的异质性。同一患者进行¹⁸F-FDG和⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT扫描。

⁶⁸Ga-MY6349从血池中快速清除，导致注射后1小时背景活性较低，血池中平均SUVmax为2.1，肌肉组织中平均SUVmax为0.7。这种清除使大多数肿瘤类型的TBR > 3，从而能够清晰勾勒出肿瘤轮廓，从而提高PET/CT诊断准确性（图4）。

图4⁶⁸Ga-MY6349在15种不同肿瘤的PET/CT表现。PTC = 甲状腺乳头状癌，TNBC = 三阴性乳腺癌，HR+ BC = 激素受体阳性乳腺癌，HER2+ BC = 人表皮生长因子受体2阳性乳腺癌，Ca = 癌，NSCLC = 非小细胞肺癌，NPC = 鼻咽癌，HNC = 头颈癌，MTC = 甲状腺髓样癌，FTC = 甲状腺滤泡状癌。

我们分析了21份组织活检标本（包括12个原发肿瘤和9个转移病灶）的Trop2 IHC染色。根据III期临床试验ASCENT研究中的H评分法评估Trop2表达。标本中6份为Trop2低表达（H评分<100），9份为中等表达（H评分100–200），6份为高表达（H评分200–300）。⁶⁸Ga-MY6349肿瘤摄取与Trop2表达水平呈正相关（图5A-B，P < 0.001），两者呈线性关系，决定系数R²为0.7757，P < 0.001（图5C）。

图5⁶⁸Ga-MY6349肿瘤摄取与Trop2表达水平的相关性分析。（A）来自不同肿瘤类型、具有不同Trop2表达分数的患者的代表性⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT图像和免疫组化染色组织样本（白色箭头指示肿瘤病灶）。上排：初诊的TNBC患者；中排：初诊的前列腺癌患者；下排：初诊的HER2+乳腺癌患者。不同Trop2表达水平的肿瘤病灶表现出不同的68Ga-MY6349摄取程度。第一例：SUVmax 16.2，Trop2 H评分270；第二例：SUVmax 9.6，Trop2 H评分150；第三例：SUVmax 4.1，Trop2 H评分45。（B）使用Kruskal-Wallis检验确定SUVmax与Trop2表达的显著相关性（H = 16.100，P < 0.001）。（C）基于简单线性回归的SUVmax与Trop2 H评分的相关性（R² = 0.7549，P < 0.001）。

⁶⁸Ga-MY6349与¹⁸F-FDG PET/CT在不同肿瘤中的临床诊断效能

由于⁶⁸Ga-MY6349在许多上皮起源肿瘤中的摄取显著高于正常器官，我们进一步分析了⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT对不同类型肿瘤的诊断效果，并将其与临床常用的¹⁸F-FDG PET/CT进行了对比。在原发性肿瘤的诊断中，⁶⁸Ga-MY6349与¹⁸F-FDG在鼻咽癌、HR+乳腺癌、HER2+乳腺癌、三阴性乳腺癌、食管癌、非小细胞肺癌、妇科肿瘤和前列腺癌的显像剂摄取值无统计学差异。然而，在HR+乳腺癌中，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT的TBR显著优于¹⁸F-FDG PET/CT（11.0 vs. 4.0，P = 0.002），检测到的乳腺肿瘤病灶数目更多（14 vs. 12）。在HER2+乳腺癌、尿路上皮癌和前列腺癌中也观察到类似结果，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT显示出更高的TBR并检测到更多肿瘤病灶。

在复发和转移性肿瘤的检测方面，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在甲状腺乳头状癌、前列腺癌和HR+乳腺癌中的SUVmax和TBR均高于¹⁸F-FDG PET/CT，因此能够识别出更多的转移病灶，特别是在检测淋巴结转移（如甲状腺乳头状癌）、骨转移（如HR+乳腺癌）和肝转移（如尿路上皮癌）方面表现突出。代表性病例见图6A-C。在三阴性乳腺癌患者的⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT中，尽管TNBC病灶对⁶⁸Ga-MY6349的SUVmax与¹⁸F-FDG相似，但TBR显著更高，使其能够检测到更多隐匿性或微小转移病灶（135 vs. 123），尤其是在肝脏和骨转移的检测上（图6D）。相反，¹⁸F-FDG PET/CT在鼻咽癌、HER2+乳腺癌、食管癌、胰腺癌和妇科肿瘤中具有更高的SUVmax，并检测到更多转移病灶。上述结果显示，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在甲状腺癌、前列腺癌、乳腺癌、尿路上皮癌等肿瘤的诊断中具有良好的临床应用前景，有望为现有的影像技术提供有效补充。

图6 不同肿瘤患者¹⁸F-FDG和⁶⁸Ga-MY6349的代表性PET/CT图像。（A）一例68岁女性甲状腺乳头状癌，一年前接受手术切除，PET/CT检测肿瘤复发。⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT显示颈部淋巴结（实箭头）和肺部转移（虚箭头）高度摄取，而¹⁸F-FDG PET/CT为假阴性。（B）一例74岁女性激素受体阳性乳腺癌患者，接受PET/CT进行肿瘤分期。⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在原发肿瘤（实箭头）、淋巴结和骨转移（虚箭头）中显示出较¹⁸F-FDG PET/CT更高的示踪剂摄取。此外，¹⁸F-FDG PET/CT在骨转移中为假阴性。（C）一例63岁男性尿路上皮癌（膀胱癌）患者接受PET/CT进行分期。⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在原发和转移病灶中显示了较¹⁸F-FDG PET/CT更高的示踪剂摄取和更好的图像对比，特别是肝脏转移（实箭头）和脾转移（虚箭头）。（D）一例65岁女性三阴性乳腺癌患者，多线治疗后进展，接受PET/CT进行再分期。⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在淋巴结、肝脏（实箭头）和广泛骨转移（虚箭头）中显示出明显的示踪剂摄取，而¹⁸F-FDG PET/CT在大多数转移病灶中显示低至中等摄取。

⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT与⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/CT在前列腺癌中的成像比较

我们将⁶⁸Ga-MY6349与另一种经FDA批准的前列腺癌PET示踪剂⁶⁸Ga-PSMA-11进行了头对头比较。在12例经病理确诊的前列腺癌患者中，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在原发及转移病灶中表现出与⁶⁸Ga-PSMA-11相似的显像剂摄取，但在转移病灶中表现出较⁶⁸Ga-PSMA-11更高的靶/本底比（TBR），从而有利于检测到更多的骨转移病灶（病灶数目：122 vs. 101），并表现与⁶⁸Ga-PSMA-11相当的淋巴结转移检出率（病灶数目：61 vs. 60）。图7展示了⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT相较于⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/CT优越性的代表PET/CT病例。

图3⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT和⁶⁸Ga-PSMA-11 PET/CT在转移性前列腺癌患者中的代表性图像。（A）一名77岁男性前列腺癌患者，接受内分泌治疗后进行PET/CT成像再分期。相比⁶⁸Ga-PSMA-11，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT显示了更多的转移病灶，并在淋巴结转移（实箭头）和骨转移（虚箭头）中具有更高的示踪剂摄取（SUVmax 30-40）。（B）一名70岁男性患者，病理确诊为前列腺癌，接受PET/CT进行初始分期。⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT在右侧肋骨转移（实箭头）和腹膜后微小转移淋巴结（4mm，虚箭头）中显示出较⁶⁸Ga-PSMA-11更高的示踪剂摄取。

本研究开发了一种特异性靶向Trop2的放射性分子探针⁶⁸Ga-MY6349，实现了以PET显像中肿瘤对于分子探针的特异摄取反映肿瘤Trop2的表达水平，有望直接通过PET/CT影像筛选Trop2-ADC治疗优势人群，提高ADC治疗效益，也为相应ADC药物临床适应症的选择提供分子影像精准评估方法。此外，本研究还发现⁶⁸Ga-MY6349有望成为一种广谱肿瘤显像剂，⁶⁸Ga-MY6349 PET/CT为肿瘤的诊断分期与复发/转移检测提供了一种全新的分子影像方法，尤其在甲状腺癌、前列腺癌、乳腺癌和尿路上皮癌的诊断中，能够有效弥补现有¹⁸F-FDG PET/CT的不足。

通讯作者

陈皓鋆，厦门大学附属第一医院核医学科，教授，副主任医师，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等行业顶刊发表SCI论文40余；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）。

王占祥，厦门大学附属第一医院院长。医学博士、主任医师、教授、博士生导师。“中国医师奖”获得者，国务院特殊津贴专家。从事临床医学研究与疾病救治工作近40年，曾留学日本，多次到美国哈佛大学，英国牛津大学等国际知名学术机构进行交流访问，先后获得福建省优秀归国人员，福建省突出贡献中青年专家，福建省优秀共产党员，入选福建省新世纪百千万人才工程。厦门市重点引进留学归国人才，厦门市杰出科技人才，厦门市领军人才，首届厦门市医学学术与技术带头人，厦门市脑科中心学科带头人。2022年被评为厦门经济特区建设40周年创新创业人物。厦门市科学技术重大贡献奖获得者。

王凡，北京大学教授，北京大学医学同位素研究中心主任，中国科学院生物物理研究所客座研究员，广州国家实验室特聘研究员，中国生物物理学会分子影像学分会主任委员。长期从事核医学分子探针和分子显像以及肿瘤放射靶向治疗的研究，带领团队经过二十余年的不懈努力，自主研制出一系列用于肿瘤SPECT显像诊断和放射靶向治疗的创新药物，其中^99mTc-3PRGD2是我国核医学领域第一个自主研制的1类创新药，也是国际上第一个用于SPECT/CT显像诊断的广谱肿瘤显像药物，打破了过去近30年间核医学肿瘤显像诊断只有PET/CT的局面。2011年获国家杰出青年科学基金，2023年获教育部技术发明特等奖。

第一作者

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28篇（5篇入选ESI高被引论文）、个案报道8篇，H影响因子23，累计被引超过2200次。连续入选2022、2023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国际最佳摘要和旅行奖，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。

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。

史继云，中国科学院生物物理研究所副研究员，中国科学院青年创新促会会员。2022年获得了教育部的高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）特等奖。主要研究方向为肿瘤分子影像、靶向放射治疗与临床转化。作为核心研发人员开发的我国核医学第一个1类创新药新型特异性肿瘤显像剂 ^99mTc-3PRGD2 已申请上市;另一项国家1类创新药靶向HER2的肿瘤显像剂 ^99mTc-HP-Ark2 目前也已获得国家药监局临床试验批件，进入临床试验阶段。这些显像剂有望为临床肿瘤检测提供新的手段，精准指导治疗。