学术研究报告：新型分子探针[68Ga]Ga-NOTA-269-H4用于PET可视化肿瘤间皮素表达

一、研究团队与发表信息
本研究由Yingfang He（复旦大学放射医学研究所）、Jinping Kong（贵州医科大学基础医学院生理学系）等8位作者合作完成，发表于*European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging*（2025年1月）。研究得到中国国家自然科学基金和上海市卫健委资助。

二、学术背景与研究目标
间皮素（Mesothelin, MSLN）是一种在卵巢癌、胰腺癌等恶性肿瘤中高表达的糖基化膜蛋白，其与肿瘤相关抗原CA125的相互作用促进转移。目前MSLN检测依赖血清学（如ELISA）或侵入性组织活检（如免疫组化），但无法实现肿瘤原位表达的无创可视化。本研究旨在开发一种基于单域抗体片段（VHH）的PET分子探针[68Ga]Ga-NOTA-269-H4，用于非侵入性监测MSLN表达。

三、研究流程与方法
1. MSLN靶向VHH的制备与表征
- 免疫与筛选：通过骆驼免疫获得靶向MSLN（残基360-597）的VHH 269-H4，避免与CA125竞争结合。
- 亲和力测定：表面等离子共振（SPR）显示VHH 269-H4的KD值为0.3 nM，与临床阶段抗体Anetumab（KD 0.34 nM）相当。
- NOTA偶联：将螯合剂p-SCN-Bn-NOTA与VHH偶联，质谱分析显示27%的VHH携带1个NOTA，3.2%携带2个NOTA，平均分子量13,721 Da。

1. 放射性标记与体外稳定性

   • 68Ga标记：NOTA-269-H4与68GaCl3在室温下反应10分钟，经G-25柱纯化，放射化学纯度>99%，放化产率34±14%。
     
   • 稳定性测试：室温孵育90分钟后，SEC-HPLC显示放射性探针仍保持95%以上完整性。
     
   • 结合亲和力：饱和结合实验证实[68Ga]Ga-NOTA-269-H4对MSLN的KD值为11.7 nM，满足体内靶向需求。
     

2. 细胞与动物模型验证

   • 细胞筛选：流式细胞术确认卵巢癌细胞OVCAR-8高表达MSLN（MFI=229），而SKOV-3几乎不表达（MFI≈0）。
     
   • MicroPET/CT成像：在OVCAR-8移植瘤小鼠中，探针注射30分钟后肿瘤SUVmean达0.31±0.07，90分钟后仍保留80%信号；SKOV-3移植瘤无显著摄取。
     
   • 阻断实验：预注射Anetumab使肿瘤摄取降低44%，证实靶向特异性。
     
   • PDX模型验证：在MSLN阳性患者来源异种移植（PDX）模型中，探针显示均匀摄取（5.84±1.80%ID/g），肿瘤/血液比达10:1。
     

3. 生物分布与药代动力学

   • 肾脏清除：探针主要通过肾脏排泄，30分钟时肾脏摄取达81.6±11.6%ID/g，90分钟降至47%。
     
   • 肿瘤对比度：90分钟时肿瘤/肌肉比>2，肿瘤/血液比达3.4，优于此前报道的抗体类探针。
     

四、主要研究结果
1. 高特异性靶向：探针在OVCAR-8与PDX模型中均显示显著摄取，而SKOV-3模型无信号，且可被MSLN抗体阻断。
2. 快速成像能力：30分钟即可清晰可视化肿瘤，优于传统抗体探针（需48小时）。
3. 稳定性与安全性：体内外稳定性优异，无明显非特异性摄取（除肾脏代谢途径）。

五、研究结论与价值
1. 科学价值：首次实现基于VHH的MSLN无创成像，为肿瘤微环境研究提供新工具。
2. 临床潜力：可应用于MSLN靶向治疗（如CAR-T、抗体偶联药物）的疗效监测与患者分层。
3. 技术突破：小分子量VHH（12-15 kDa）克服了抗体（80 kDa）的肿瘤穿透性限制。

六、研究亮点
1. 创新探针设计：避开CA125结合域，减少内源性干扰。
2. 多模型验证：涵盖细胞系、移植瘤及临床相关PDX模型。
3. 转化医学意义：探针与68Ga（半衰期68分钟）匹配，适合临床推广。

七、其他发现
研究还发现血清可溶性MSLN水平（5 ng/g肿瘤）对探针摄取影响有限，但需进一步探究蛋白酶剪切（残基579-598）对成像的影响。

总结：该研究通过多学科协作开发了一种高灵敏度、高特异性的MSLN PET探针，为肿瘤精准诊疗提供了新策略。未来需优化肾脏代谢途径并开展临床转化研究。