一种新型FAP靶向PET示踪剂[68Ga]Ga-CB6NT-FAPI的临床前特性研究

《Nuclear Medicine and Biology》：Preclinical characterization of a novel FAP-targeted PET tracer, [68Ga]Ga-CB6NT-FAPI

　　

徐惠妍（Hye Yeon Seo）|金花蔚（Hwa Sil Kim）|李然智（Ran Ji Yoo）|金权和（Kwon Kim）|郑在敏（Jae Min Jeong）|李允尚（Yun-Sang Lee）

韩国首尔国立大学研究生院生物医学科学系

摘要

成纤维细胞活化蛋白（FAP）是用于肿瘤间质分子成像的成熟靶点。在本研究中，我们报道了一种新型FAP靶向正电子发射断层扫描（PET）示踪剂[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI的开发和临床前评估。

[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI在温和条件下（室温，10分钟）能够高效地被放射性标记，具有较高的放射化学纯度（>99.9%），并且表现出优异的体外稳定性。体外研究表明，该示踪剂在FAP阳性细胞中的摄取量显著高于FAP阴性细胞；而过量未标记配体的存在会降低这种差异，从而证实了其对FAP的特异性结合。

在U87MG异种移植模型中进行的体内PET/MR成像显示，该示踪剂能够清晰地显像肿瘤，并具有良好的对比度。阻断实验表明肿瘤信号显著减弱，体外生物分布试验进一步证实其在肿瘤中的特异性积累，阻断条件下累积量减少了约99.9%。

该示踪剂除了通过肾脏清除外，还部分通过肝胆系统清除。这些发现表明CB6NT-FAPI是一种在药代动力学上具有差异性的FAP示踪剂，通过在肾脏和肝胆系统清除之间提供平衡，扩展了FAP靶向PET成像的多样性。

引言

成纤维细胞活化蛋白（FAP）是一种II型跨膜丝氨酸蛋白酶，在肿瘤微环境中的活化成纤维细胞中高度表达，尤其是在癌相关成纤维细胞（CAF）中[1][2][3]。CAF由肿瘤来源的生长因子和细胞因子（如转化生长因子-β（TGF-β）和血小板衍生生长因子（PDGF）激活，参与细胞外基质重塑、血管生成和免疫调节[4][5]。虽然FAP在大多数正常成体组织中的表达水平很低，但在多种上皮恶性肿瘤的间质部分却显著上调[1][2][6][7]。由于间质活化可能在肿瘤进展早期就发生，因此FAP的表达可以在相对较早的阶段被检测到，这为FAP靶向分子成像提供了强有力的生物学依据[8][9][10]。

基于UAMC1110衍生的药理结构，几种FAP示踪剂已成功应用于临床成像[9][10]。这些示踪剂具有相似的结构框架，通常表现出良好的成像特性，包括快速的肿瘤摄取和快速的背景清除，主要通过肾脏排泄[10][11]。

随着FAP衍生物数量的增加，示踪剂的开发重点已从保持高FAP亲和力转向多样化其物理化学和药代动力学（PK）特性[12][13]。螯合体系、连接体和整体分子设计的改进可能会影响其脂溶性、生物分布、清除途径和成像时间窗口[13][14]。这种多样性在临床实践中具有重要意义，因为不同的临床场景可能需要不同的药代动力学特性[12][15]。

基于这些考虑，我们设计了[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI（图1），这是一种在螯合剂和FAP结合药理结构之间引入了改良连接方式的FAP靶向示踪剂。与传统FAP示踪剂不同，CB6NT-FAPI包含一个芳香族间隔基团、一个硫脲连接体和一个三级胺连接体。这些结构特征旨在提高脂溶性并调节药代动力学行为，特别是肾脏和肝胆系统清除之间的平衡。

本研究的目的是对[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI进行全面的临床前评估，包括放射化学表征、体外验证以及体内成像和生物分布研究，以确定这种改良设计是否能在保持有效FAP靶向能力的同时带来药代动力学的差异性。特别是，我们探讨了连接体区域的结构修饰是否能够在FAP示踪剂类别内引入药代动力学上的差异。通过扩展清除特性的多样性，这种方法可以为临床应用提供更多的灵活性。

节选内容

一般信息

[⁶⁸Ge]/[⁶⁸Ga]发生器购自Eckert & Ziegler EURO-PET（德国）。NOTA-FAPI化合物（CB6NT-FAPI，分子量=880.96 g/mol）由CellBion（韩国）提供，并受公开专利申请的保护。用于即时薄层色谱的硅胶浸渍玻璃微纤维板（iTLC-SG）购自Agilent Technologies（美国）。iTLC-SG板上的放射性使用Bio-Scan AR-2000成像扫描仪（Bioscan，美国）进行测量。

放射性标记

使用0.1 M柠檬酸作为流动相，通过iTLC-SG评估了[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI的放射性标记效率。在这种条件下，游离的[⁶⁸Ga随溶剂前沿迁移，而标记化合物则留在原位（图2A）。放射性标记效率始终超过99.9%（n=3）。

最终产品的放射HPLC分析显示只有一个放射性物质，保留时间为9分钟，确认其放射化学纯度大于99.9%（图2B）。

讨论

在本研究中，我们通过修改连接体结构开发了[⁶⁸Ga]Ga-CB6NT-FAPI，同时保留了原有的FAP结合药理结构。结果表明，这种示踪剂保持了有效的肿瘤靶向性，同时表现出改变了的生物分布特性，包括部分通过肝胆系统的清除。我们还进行了全面的临床前评估，包括放射化学性质的评估和体外实验。

徐惠妍（Hye Yeon Seo）：撰写——初稿、方法学设计、实验实施、数据分析。金花蔚（Hwa Sil Kim）：资源提供。李然智（Ran Ji Yoo）：资金筹集。金权和（Kwon Kim）：资源提供。郑在敏（Jae Min Jeong）：资源提供、审稿与编辑、项目管理、资金筹集、概念构思。

写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

语言编辑工作使用了基于AI的工具（OpenAI）来确保语法准确性和文本清晰度。

资助

本研究得到了韩国健康技术研发项目（Korea Health Technology R&D Project）的支持，该项目由韩国卫生福利部（Ministry of Health and Welfare）资助（项目编号：RS-2023-KH137294、RS-2024-00438143）。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

郑在敏（Jae Min Jeong）和李允尚（Yun-Sang Lee）是《核医学与生物学》（Nuclear Medicine and Biology）杂志的编辑。他们与本研究无关，未参与该手稿的同行评审和编辑决策过程。编辑工作完全按照期刊的规定独立进行。