定量全身放射自显影（QWBA）：
药物研发中放射性示踪技术视角
Quantitative Whole-Body Autoradiography（QWBA）是一种成熟的放射性示踪技术，使用放射性同位素来示踪动物全身组织分布或放射性标记药物在特定组织的定位，广泛应用于药物的发现和开发，以提供有关标记药物在各种组织中的分布和定位的详细信息。![]()
图1 雄性SD大鼠单次静脉注射给予14C标记药物后各组织中的放射性分布图![]()
QWBA是利用同位素磷屏采集动物切片的放射性信号，并对采集到的放射性信号进行定量分析。同位素标记的样品在磷屏上曝光过程中，核素衰变发射β射线激发磷屏上的磷光晶体（一般为BaFBr:Eu2+），使磷光晶体分子发生氧化反应，自由电子转移到磷光晶体的溴离子空轨道中，辐射能量被暂时储存。用红色激光扫描磷屏时，电子离开溴离子空轨道跃迁到Eu3＋轨道中，根据能量最低原理，激发态的电子能量高，不稳定，会自动释放能量回到能量较低的基态，部分储存的能量以光子形式释放出来，被PMT捕获并进行光电转换，计算机接收电信号经处理形成屏幕图像，经进一步分析和定量得到最终的磷屏影像[1]。![]()
图片来源：http://www.eastwin.com.cn
放射性核素的选择、放射性标记在药物化合物中的位置、放化纯度、放射性比活度是QWBA实验设计的重要参数。3H和14C是QWBA研究中最常用的同位素，因为14C标记和3H标记的药物都具有长的放射性半衰期，可以为全身成像提供良好的分辨率。与3H标记药物相比，14C标记的药物曝光时间更短，但3H标记的药物具有高比活度和多个标记位点的特点。如果允许更长的曝光时间的话，与其他同位素相比3H会获得更好的成像分辨率。其他同位素，如35S、32P和125I，放射性半衰期短，比活度高，也适用于QWBA研究[2]。QWBA实验需要有高比活度和高纯度的放射性标记药物，14C和3H标记化合物的放化纯度与化学纯度一般均应≥95%，并不含有>1%的单一杂质[3]。![]()
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心肌 | 哈达氏腺 | 唾液腺 |
心脏血 | 眼睛 | 颌下淋巴结 |
肝脏 | 眶外泪腺 | 腋下淋巴结 |
脾脏 | 胸腺 | 肌肉 |
肺脏 | 甲状腺 | 股骨 |
肾脏 | 肾皮质 | 骨髓（股骨） |
胰腺 | 肾髓质 | 色素皮肤（LE大鼠） |
大脑 | 肾上腺 | 舌头 |
小脑 | 胃内容物 | 食管 |
脊髓 | 结肠内容物 | 气管 |
脑垂体腺 | 小肠内容物 | 棕色脂肪 |
松果体 | 盲肠内容物 | 腹部脂肪 |
嗅球 | 直肠内容物 | 膀胱内容物 |
睾丸（雄性） | 前列腺（雄性） | 精囊（雄性） |
附睾（雄性） | 子宫（雌性） | 卵巢（雌性） |
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图4 雌性SD大鼠单次静脉注射给予14C标记药物的全身放射自显影图![]()
图5 雄性SD大鼠单次静脉注射给予14C标记药物的全身放射自显影图![]()
图6 雌性荷瘤裸鼠单次静脉注射给予10 mg/kg3H标记ADC药物后的全身放射自显影图[4]（a：肿瘤，b：血液，c：肾脏，d：胃，e：肝脏，f：心脏，g：胸腺，h：大脑，j：肠道，k：舌头/嘴巴，i：脊髓，m：唾液腺）![]()
图7 雄性LE大鼠重复口服14C标记药物的QWBA分析[5]（cerebellum：小脑，cortex：大脑皮质，nose mucosa：鼻黏膜，medulla oblongata：延髓，corpus callosum：胼胝体，bulbus olfactorius：嗅球，white matter of spinal cord：脊髓白质，white matter of cerebellum：小脑白质，brain：脑）![]()
图8 雌性妊娠大鼠单次口服3H标记药物后2h和24h放射性分布的放射自显影图[6]（b：脑，bl：血，bm：骨髓，c：盲肠，d：导管（肝），f：胎儿，i：肠，k：肾，li：肝，lg：泪腺，ln：淋巴结，lu：肺，m：肌肉，mg：乳腺，my：子宫肌层，nc：鼻腔，p：胰腺，pg：阴道前腺体，pi：脑垂体，pl：胎盘，r：直肠，sc：脊髓，sg：唾液腺，sp：脾脏，ul：子宫腔）QWBA研究数据可为人体内照射剂量估算提供关键的暴露数据，以提供“对人类志愿者吸收的辐射的合理预测”，从而以满足监管要求，即放射性标记药物的放射性不会伤害人类受试者。人体内照射剂量估算需要来自色素大鼠（如 LongEvans）的QWBA分布数据（考虑黑色素结合）。![]()
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AUCINF(MBq-hr) (human)：即人体内照射剂量估算所需的关键动力学数据- 多样品标记经验 益诺思放射性同位素平台拥有不同样品的放射性同位素标记经验，包括：蛋白，多肽，高分子材料，小分子，干细胞，外泌体，纳米制剂等，涉及的部分核素种类包括：3H、14C、125I、99mTc、55F、59Fe、18F、68Ga、90Y、177Lu、103Pd
- 100+实验研究经验 益诺思放射性同位素平台具备上百个放射性同位素实验研究经验。
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注：数据更新至2024/09/30
平台拥有齐全的样品处理和检测设备，可同时开展啮齿类和非啮齿类动物实验。益诺思作为国内较早开展放射性药物临床前研究单位之一，其放射性同位素平台具备放射性乙级场所和36种放射性同位素使用资质，可提供多种满足GLP/GCP体系要求的同位素业务，为药物研发企业提供专业的、可靠的解决方案。
更多资料，详见：益平台｜放射性同位素平台，新药研发的加速器
[1] Rüter, HH et al. “Creation of photostimulable centers in BaFBr:Eu2+ single crystals by vacuum ultraviolet radiation.” Physical review letters vol.65,19 (1990): 2438-2441.[2] Solon EG, Kraus L. Quantitative whole-body autoradiography in the pharmaceutical industry. Survey results on study design, methods, and regulatory compliance. J Pharmacol Toxicol Methods. 2001;46(2):73-81.[3] 《药物非临床药代动力学研究技术指导原则》，2014年5月。[4] Walles M, Rudolph B, Wolf T, et al. New Insights in Tissue Distribution, Metabolism, and Excretion of [3H]-Labeled Antibody Maytansinoid Conjugates in Female Tumor-Bearing Nude Rats. Drug Metab Dispos. 2016;44(7):897-910.[5] Bigaud M, Rudolph B, Briard E, et al. Siponimod (BAF312) penetrates, distributes, and acts in the central nervous system: Preclinical insights. Mult Scler J Exp Transl Clin. 2021;7(4):20552173211049168.[6] van Beijsterveldt L, Geerts R, Verhaeghe T, et al. Pharmacokinetics and tissue distribution of galantamine and galantamine-related radioactivity after single intravenous and oral administration in the rat. Arzneimittelforschung.2004;54(2):85-94.[7] Kirschner, A; Ice, R.; Beierwaltes, W. Radiation dosimetry of 131I-19-iodocholesterol: the pitfalls of using tissue concentration data, the author's reply. J Nucl Med 16(3):248-249, 1975.
上海益诺思生物技术股份有限公司成立于2010年，是国药集团下属中国医药工业研究总院有限公司的控股子公司。秉承“科学引领、质量唯先、诚信敬业、合作共赢”的核心价值观，以创新促发展、以质量求生存、以信誉赢客户、以管理创效益，公司先后通过NMPA的GLP认证、美国FDA的GLP检查、OECD成员国匈牙利政府的GLP认证，AAALAC认证及美国病理学会的CAP认证等，是一家专业的提供生物医药非临床研究服务为主的综合研发服务（CRO）企业。业务范围覆盖早期成药性评价、非临床药效学研究、非临床药代动力学研究、非临床安全性评价研究、临床生物样本分析、生物标志物与转化研究等领域。公司于2024年9月3日在上海证券交易所科创板成功上市（股票简称：益诺思，股票代码：688710）。
