%5E%2818%29F-FAPI-42的自动化合成及小动物PET_CT显像研究.pdf
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1、第 卷 第期 年月同位素J o u r n a l o f I s o t o p e sV o l N o A u g F F A P I 的自动化合成及小动物P E T/C T显像研究王华,王猛,黄顺,孙朋辉,胡孔珍,向贤宏,林伟源,智生芳,唐刚华,韩彦江(南方医科大学珠江医院 介入治疗科,广州 ;南方医科大学南方医院P E T中心,广东省放射性药物质量控制与评价重点实验室,广州 ;中山大学附属第一医院 放射科,广州 ;南方医科大学第十附属医院(东莞市人民医院)核医学科,东莞 )摘要:成纤维细胞活化蛋白(f i b r o b l a s ta c t i v a t i o np r o
2、 t e i n,F A P)在多数上皮来源恶性肿瘤中高度表达,F A P抑制剂(F A P I)经核素标记后已用于肿瘤的早期诊断.为实现P E T显像剂 F F A P I 的自动化合成并进行质量控制,本研究基于A l l i n o n e合成器及其配套的空白试剂盒,通过一锅反应自动化制备 F F A P I ,并在荷胶质母细胞瘤U MG模型鼠行小动物P E T/C T(p o s i t r o ne m i s s i o nt o m o g r a p h y/c o m p u t e dt o m o g r a p h y)动态显像对其进行评价.结果显示,F F A P I
3、的自动化合成时间在 m i n以内,放化产率为()(n,未经衰变校正),放化纯度 ,比活度 G B q/m o l.小动物P E T/C T动态显像显示,F F A P I 对肿瘤显影清晰,放射性滞留时间长,具有较高的肿瘤与肌肉摄取比,活度与时间曲线显示其主要通过肾脏排泄.以上结果表明,A l l i n o n e合成器能够稳定高效地合成符合药物质控标准的 F F A P I ,所得产品质量满足临床要求.该合成方法可为NO T A类修饰化合物的 F标记提供参考和借鉴.关键词:成纤维细胞活化蛋白;F F A P I ;自动化合成中图分类号:T L ;R 文献标志码:A文章编号:()收稿日期:;
4、修回日期:基金项目:广东省科技计划项目(A );东莞市社会发展科技项目();南方医院院长基金(L )d o i:/t w s A u t o m a t e dR a d i o s y n t h e s i sa n dM i c r oP E T/C TI m a g i n go f F F A P I WANG H u a,WANG M e n g,HUANGS h u n,S UNP e n g h u i,HU K o n g z h e n g,X I ANGX i a n h o n g,L I N W e i y u a n,Z H IS h e n g f a n g,T
5、 ANGG a n g h u a,HANY a n j i a n g(I n t e r v e n t i o n a lT h e r a p yD e p a r t m e n t,Z h u J i a n gH o s p i t a l o fS o u t h e r nM e d i c a lU n i v e r s i t y,G u a n g z h o u ,C h i n a;N a n f a n gH o s p i t a lS o u t h e r nM e d i c a lU n i v e r s i t y,G u a n gD o n g
6、K e yL a b o r a t o r yf o rR a d i o p h a r m a c e u t i c a lQ u a l i t yC o n t r o la n dE v a l u a t i o n y,G u a n g z h o u ,C h i n a;R a d i o l o g yd e p a r t m e n t,t h eF i r s tA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fS u nY a tS e nU n i v e r s i t y,G u a n g z h o u ,C h i n a
7、;D e p a r t m e n t o fN u c l e a rM e d i c i n e,T h eT e n t hA f f i l i a t e dH o s p i t a l,S o u t h e r nM e d i c a lU n i v e r s i t y,D o n g g u a n ,C h i n a)A b s t r a c t:F i b r o b l a s t a c t i v a t i o np r o t e i ni sh i g h l ye x p r e s s e di nm o s te p i t h e l
8、i a lm a l i g n a n tt u m o r s F A P i n h i b i t o r(F A P I)h a sb e e nu s e d i n t h e e a r l yd i a g n o s i so f t u m o r s a f t e r r a d i o n u c l i d e l a b e l i n g O b j e c t i v e t oa c h i e v ea u t o m a t e ds y n t h e s i sa n dq u a l i t yc o n t r o lo fP E Ti m a
9、 g i n ga g e n t F F A P I T h i ss t u d yw a sb a s e do nt h eA l l i n o n es y n t h e s i z e ra n di t sa c c o m p a n y i n gb l a n kk i t,a n d F F A P I w a sp r e p a r e dt h r o u g ho n e p o tr e a c t i o na u t o m a t i o n T h e n,P o s i t r o n E m i s s i o n T o m o g r a p
10、 h y/C o m p u t e d T o m o g r a p h y(P E T/C T)d y n a m i c i m a g i n gw a sp e r f o r m e do nt h eU MG m o d e lm o u s eb e a r i n gg l i o b l a s t o m at oe v a l u a t e i t s v a l u e T h e a u t o m a t e ds y n t h e s i s t i m eo f F F A P I w a sw i t h i n m i n u t e s,w i t
11、 hay i e l do f()(n,w i t h o u td e c a yc o r r e c t i o n),r a d i o c h e m i c a lp u r i t yt h a n,a n ds p e c i f i ca c t i v i t yo f G B q/m o l m i c r oP E T/C Td y n a m i ci m a g i n gs h o w e dt h a t F F A P I h a dc l e a rt u m o rd e v e l o p m e n t,l o n gr a d i a t i o n
12、r e t e n t i o nt i m e,h i g ht u m o r t om u s c l eu p t a k er a t i o,a n da c t i v i t yt i m ec u r v es h o w e dt h a t i tw a sm a i n l ye x c r e t e dt h r o u g h t h ek i d n e y T h eA l l i n o n e s y n t h e s i z e r c a ns t a b l ya n de f f i c i e n t l ys y n t h e s i z
13、e F F A P I t h a tm e e t sd r u gq u a l i t yc o n t r o ls t a n d a r d s,a n dt h er e s u l t i n gp r o d u c tq u a l i t ym e e t sc l i n i c a lr e q u i r e m e n t s T h i ss y n t h e s i sm e t h o dc a np r o v i d er e f e r e n c ea n dg u i d a n c e f o r Fl a b e l i n go fNO T
14、 A m o d i f i e dc o m p o u n d s K e yw o r d s:f i b r o b l a s t a c t i v a t i o np r o t e i n;F F A P I ;a u t o m a t e dr a d i o s y n t h e s i s成纤维细胞活化蛋白(f i b r o b l a s ta c t i v a t i o np r o t e i n,F A P)是一种型跨膜丝氨酸蛋白酶,在多数上皮来源恶性肿瘤中表达,在正常组织、良性病变通常不表达.因其同时具有外肽酶和内肽酶活性,故具有强大的促肿瘤作用,通
15、过肽酶活性促使肿瘤细胞基质溶解和肿瘤微环境重塑,促进肿瘤细胞的侵袭和迁移,从而成为恶性肿瘤诊疗的重要靶点.近年来,已报道了多种放射性核素标记F A P I ,因其肿瘤摄取值高、滞留时间长、靶病灶/非靶组织放射性药物摄取比值(T/NT)高等优势,已成为研究热点,在肺癌、食管癌、肝细胞癌和胃癌等恶性肿瘤诊断和分期方面取得重要应用 ,.随着分子影像学、放射性多肽类及配体类药物的研发不断进步,肿瘤领域的放射性诊疗一体化呈现持续的快速发展势态 .放射性诊疗一体化方案依赖于安全、可靠和实时的放射性药物的生产.G e G a锗镓发生器以简单的化学标记性质以及便于药盒化生产方式发展迅速,然而 G a半衰期为
16、m i n,其产量受限于发生器的限额,不适用于大批量患者的用药需求,同时 G a发射能量为 k e V()和 k e V()的粒子,Em a x为 M e V,正电子能量较高.F是P E T(p o s i t r o ne m i s s i o nc o m p u t e dt o m o g r a p h y)显像中使用最广泛的放射性核素,与 G a相比,F由加速器生产,具有优良的核物理特性,正电子效率高(接近 )、正电子能量低(M e V)、物理半衰期长(t/m i n),F P E T/C T显像具有更高成像空间分辨率 .然而,通常的生物分子放射氟化过程需要先制备 F标记的中间体
17、,再与生物分子偶联,冗长和繁琐的多步骤放射合成过程,限制了其在临床研究中的潜在应用前景.近年来发展了一种新 F标记的方法,在 的条件下,利用 F K F和A l C l反应形成 F A l F,然后与连接在小分子肽上的,三 氮 杂 环 任 烷,三 乙 酸(,t r i a z a c y c l o n o n a n e ,t r i a c e t i c a c i d,NO T A)等发生络合反应.这种一锅法反应,标记步骤简单,标记产率高,可以实现快速、高效的自动化合成.鉴于F A P I在核医学的广泛应用,课题组自 起探索采用 F A l F络合标记方法标记F A P I,先后在A
18、l l I n O n e合成器和N e p t i s合成器上实现了 F F A P I 的自动化生产,本研究主要探索A l l I n O n e合成器上实现 F F A P I 的稳定生产,并通过人脑星形胶质母细胞瘤模型U MG荷瘤鼠小动物P E T显像进行初步评价.材料与方法 试剂与材料标记前体NO T A F A P I :南昌探真生物同 位 素第 卷技术有限公司;O HO,丰度:江苏华益化工有限公司;S e p P a kP l u sC 和QMA柱:美国W a t e r s公司;m无菌滤膜(M e r c kM i l l i p o r e);DMEM培养基、双抗(青链霉素)
19、、胎牛血清F B S、胰酶:美国G I B C O公司;醋酸钠(N a O A c)、三 氯 化 铝(A l C l)、二 甲 基 亚 砜(D S MO)等其他化学试剂均购自默克西格玛公司.主要仪器P E T t r a c e回旋加速器:美国G E公司;I n v e o n小动物P E T/C T扫描仪:德国S I EME N S公司;A l l i n o n e合成器:比利时T r a s i s公司,带有制备型液相和放射性探测器;C a p i n t e cC R C R放射性活度计:美国C a p i n t e c公司;计数器:C A P R A C R,美国C a p i n
20、 t e c公司;内毒素检测仪:湛江安度斯;F i v eE a s yP l u s台式电子p H计:梅特勒托利多;分析型岛津L C A高效液相色谱仪:日本S h i m a d z u公司;二极管阵列检测器:S P D M A,检测波长 n m;放射性检测器:美国B i o s c a n公司;色谱柱:Z O R B A XE c l i p s eX D B C :mm,m,A g i l e n tT e c h n o l o g i e s,U S A.细胞培养人源性神经胶质瘤U MG细胞(购于武汉普诺赛生命科技有限公司)在超低温冰箱内取出,置于 的温水浴中,待冻存细胞液完全融化后
21、,转移至离心管内,r/m i n离心m i n.弃去上清液,加入 m L完全培养基(基础DMEM或 培养基中添加 的胎牛血清、青霉素和链霉素)重悬细胞,并转移至培养瓶中,加入适量完全培养基后置于,C O恒温细胞培养箱中培养.培养 h后观察培养基颜色,并在倒置显微镜下观察细胞生长情 况.当 细 胞 长 满 瓶 底 或 接 近 融合时可进行传代培养,弃去培养基,用磷酸盐缓冲溶液(P B S)冲洗细胞次,加入m L 胰蛋白酶,培养箱中消化m i n,显微镜下观察细胞形态变圆和细胞间隙增宽时,立即加入 m L新鲜完全培养基终止消化,以或比率进行细胞传代培养,收集对数生长期细胞用于后续实验.动物来源昆明
22、小鼠:雄性,清洁级(S P F),体重 g,购 买 于 南 方 医 科 大 学 动 物 实 验 中 心.B A L B/C裸鼠:雄性,S P F级,周龄,体重 g,购自于购买于南方医科大学动物实验中心.实验过程中使用的所有动物均饲养于恒温恒湿条件(),的湿度),只/笼,正常饲喂,饲养期间定期观察动物的活动和生存状态.制备荷瘤裸鼠模型常规大量培养U MG细胞,收集对数生长期细胞,用 的生理盐水制备单细胞悬液,定容调整细胞浓度为 /m L后,分别接种于裸鼠左或右侧腋窝,每只约 m L.种瘤后的裸鼠于S P F条件下饲养.观察成瘤情况并测量肿瘤大小,待肿瘤直径长至c m时可用于后续实验.F F A
23、P I 的自动化合成本研究参照M c B r i d e报道的方法 进行 F F A P I 的制备,合成路线示于图.F K F和A l C l反应形成(F A l F)复合物,然图 F F A P I 合成路线F i g R e a c t i o ns c h e m e f o r s y n t h e s i so f F F A P I 第期王华等:F F A P I 的自动化合成及小动物P E T/C T显像研究后与连接在多肽上的,t r i a z a c y c l o n o n a n e,t r i a c e t i c a c i d(NO T A)基团发生络合反应
24、.该反应速度快、效率高,产物与未反应的氟离子可通过C 柱和H P L C分离.进入 F F A P I 生 产 程 序 进 行 前 期 准备:移除旧的试剂盒,清除上次生产留下的废液及H P L C废液、安装卡套、卡套自检、半制备H P L C准备及将按试剂对应字母顺序插入卡套,卡套从左至右共有 个三通阀,依次编号为V V ,所需试剂按对应字母顺序插入卡套(表),然后进行QMA柱、C 柱的预处理.C 柱分别用D瓶的乙醇及E瓶中的注射用水进行预处理.准备工作结束,等待 F传输.表 F F A P I 自动化合成加载试剂及安装位置T a b l eT h e r e a g e n t sa n d
25、p o s i t i o nf o r t h ea u t o m a t e ds y n t h e s i so f F F A P I 位置试剂V m L生理盐水(试剂A)V m LB D注射器V V QMA柱V m LB D注射器V m LB D注射器V 前体N O T A F A P I (g)(试剂B)V 三氯化铝A l C l(L,mm o lL)(试剂C)V V C 柱V 乙醇(药用级别)(试剂D)V m L注射用水(试剂E)V m L中转瓶(试剂F)反应瓶前体NO T A F A P I (g),二甲基亚砜D S MO(L)淋洗瓶醋酸钠N a OA c(L,m o l)
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