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    ImmunoPET抗體成像助力癌癥研究
    發表時間:2017-05-26

            “immunoPET”即“免疫PET”技術,將傳統PET(Positron-emission tomography,正電子發射斷層掃描)技術與抗體等分子結合起來,有助于確定抗體藥物藥效、癌癥患者的精準治療、輔助免疫治療等。研究員Rosie Mestel近期在Nature上發表了一篇報道,整理了“immunoPET”和抗體藥物治療方面的最新研究進展。

    使用抗體的正電子發射斷層掃描(Positron-emission tomography, PET)成像可以幫助研究人員觀察小鼠和其它動物體內潛在的癌癥位置

    新技術幫助研究者深入理解免疫系統的作用機制

            一款抗癌藥物的研發過程非常曲折:起初,細胞實驗和小鼠實驗的前景都非常樂觀;但是,隨后的猴子試驗就非常讓人沮喪:猴子們被那些旨在靶向和殺死胰腺癌細胞的藥物毒死了。加州Genentech公司的Simon Williams等研究人員通過“immunoPET”技術找到了抗體藥物導致實驗猴死亡的原因,活體成像顯示原本設計靶向胰腺癌細胞的抗體藥物被動物的骨髓吸收,進而殺死了骨髓白細胞。鑒此,研發團隊及時終止了該抗體藥物的開發。
            當生物藥進入活體時,研究人員往往不知道后續會發生什么,隨著癌癥治療越來越精確和復雜,用于評估療效的工具也需要不斷改進?;顧z只能告訴我們單個腫瘤的部分情況,而使用抗體來識別目標細胞的“immunoPET”可以提供身體里所有腫瘤的快照。

    潛力無限的PET

    荷蘭格羅寧根大學醫學中心的De Vries等人對56名晚期乳腺癌患者進行了“immunoPET”成像研究。該組患者接受了偶聯藥物Kadcyla的治療。通過標記成像顯示,腫瘤吸收抗體較多的患者,治療效果更好,生存期更長。在一項2016年開展的“immunoPET”研究中,紐約市紀念斯隆凱特琳癌癥中心分子成像和納米技術中心主任Lewis等人通過“immunoPET”對多個轉移灶進行成像,確定了兩名HER2陽性轉移的女性,她們的原發性腫瘤為HER2陰性,這兩名患者對曲妥珠單抗治療有響應。

     小鼠注射PET示蹤劑后不同時間點的PET與CT疊加圖像。
    BLK:空白對照組;NBLK:實驗組

    輔助免疫治療

            加州大學醫學腫瘤學家Antoni RibasRibas指出,當免疫細胞過度激活,損傷其它組織時,免疫檢查點治療可能會引起副作用。例如,腸道炎癥是黑素瘤檢查點抑制劑藥物的常見副作用。“immunoPET”或許可以讓臨床醫生盡早觀察到這些副作用。
            加州大學洛杉磯分校成像科學家Anna Wu表示,“immunoPET”甚至可以在治療早期,在腫瘤開始縮小之前揭示治療是否有效,有助于研究本文開頭提到的抗體—藥物偶聯物在非人靈長類動物上的重大毒副作用的案例。

    快速遞送

            “immunoPET”可以產生非常漂亮的圖像,從將抗體送至目標的組織,到圖像產生,整個過程可能需時一周的時間。研究人員也在努力開發分子量更小,藥代動力學更理想的分子。 
            Anna Wu的實驗室已經設計了名為“微型抗體”和“雙抗體”的細長抗體變體。注射這種抗體后,一天內就可以成像。其他實驗室,如波士頓兒童醫院的分子生物學家Hidde Ploegh,利用美洲駝等動物抗體獲得了藥代動力學更快的“immunoPET”成像劑,比常規抗體更易被清除,在組織中浸透深度更深。
            放射學家和分子成像科學家Martin Pomper和Nimmagadda團隊開發了一種放射性標記的肽,能與PD-L1結合,并可以在兩小時內成像。目前該小組還在研發更小的成像劑。

     

    抗體可以特異性結合細胞靶點,并使其在PET中可視化

     

    標記兩步法

            抗體標記成像往往采取兩步法。先注入抗體,待不與靶標結合的抗體排出后,注入標記探針。該方法基于“雙特異性”抗體(既能與蛋白質靶標(如PD-L1)結合,又能與放射性標記探針結合)。這種方法還可以為放射免疫療法(利用抗體特異性,靶向性地向腫瘤遞送放射性毒性藥物)這種舊治療策略注入新活力,有助于根治癌癥。

    原文檢索: Rosie Mestel. (2017) Cancer: Imaging with antibodies. Nature, 543(1038): 743-746.



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