HER2受体介导68Ga/177Lu标记亲和体用于乳腺癌诊断与治疗研究

Human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) plays an important role in the breast cancer development and serve as a promising target for breast cancer imaging and treatment. In this study, we will use recombinant expression technology to obtain a novel anti-HER2 Affibody molecule followed by site-specific modification with a radiometal chelator DOTA, and then we will radiolabel the Affibody with 68Ga or 177Lu for the HER2 targeted molecular imaging and radionuclide therapy of breast cancer. In vitro assay will be performed to study the binding affinity and HER2 targeting specificity. Biodistribution and blocking study will be performed in the mice bearing HER2 positive breast cancer to investigate the in vivo performance of the probes. Moreover, micro-positron emission tomography–computed tomography (micro-PET/CT) and single photon emission tomography (SPECT)/CT will be used to study the in vivo tumor imaging ability and specificity of the probes in tumor mice models. The radionuclide treatment efficacy of the 177Lu-labeled Affibody will also be studied in the mice models. Overall, we will develop 68Ga labeled novel Affibody for non-invasive diagnosis of HER2 positive breast cancer in living subjects, and 177Lu labeled Affibody for HER2 targeted precise radionuclide treatment of breast cancer.

人表皮生长因子受体2（HER2）在乳腺癌的发生、发展中具有重要作用。本研究采用基因重组表达技术获得以HER2为靶点的改良的新型Affibody（亲和体）， 并分别用68Ga /177Lu标记定点修饰了双功能螯合剂DOTA的亲和体，进行乳腺癌HER2显像与靶向放射性核素治疗研究。我们将通过体外细胞实验研究探针的体外细胞亲和力和特异性，然后通过生物分布、体内阻断实验研究探针在体内的行为，并进一步借助Micro-PET/CT、SPECT/CT等影像技术观察探针在荷HER2阳性肿瘤鼠模型中的肿瘤靶向效果及特异性。同时还进一步开展探针的放射性核素治疗研究，并与病理学指标相对照，验证其靶向治疗的有效性和安全性。总之，本项目将开发放射性标记的新型亲和体探针，实现无创、动态、整体进行HER2阳性乳腺癌的在体成像，并实现核素精准HER2靶向的治疗。

本项目通过基因重组表达技术获得了以人表皮生长因子受体2（HER2）为靶点的改良的新型亲和体（DOTA-AFY-ZHER2），并分别用放射性核素68Ga/177Lu标记定点修饰了双功能螯合剂DOTA的亲和体，进行乳腺癌HER2显像与靶向放射性核素治疗研究。.在体外细胞实验中，开展了探针的体外稳定性、血浆蛋白结合率、脂-水分配系数研究、体外结合及竞争实验。初步研究结果显示；68Ga-DOTA-AFY-ZHER2的体外标记效率在4 h时大于95％。68Ga-DOTA-AFY-ZHER2体外测定的血浆结合率为13.01±0.7％。68Ga-DOTA-AFY-ZHER2的平均logP值低至-2.01±0.04，表明水溶性强，脂溶性差。DOTA-AFY-ZHER2体外受体亲和力同AFY-ZHER2相当。在体内研究中，开展了探针体内分布、药物代谢动力学、活体显像实验研究。结果表明：68Ga-DOTA-AFY-ZHER2在注射后从尿道排泄。在HER2高表达的乳腺癌SKBR3细胞模型中，68Ga-DOTA-AFY-ZHER2可见肿瘤组织有明显的显像剂摄取，而此时HER2低表达的MCF7细胞株没有明显摄取，达到了预期效果，证实其可以对乳腺癌HER2表达进行活体分析，协助HER2+ 乳腺癌早期检测、分期、治疗选择和规划，以及病灶HER2表达辨识。为后续使用相同的靶向结构并用治疗型放射性核素177Lu对乳腺癌进行进一步的治疗奠定了基础。