前言

疾病早期診斷及治療評(píng)估依賴于醫(yī)學(xué)成像。磁共振成像（MRI）和計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）難以提供細(xì)胞或分子水平的信息。而腫瘤的異質(zhì)性及組織活檢的侵入性，限制了組織活檢在分子水平成像中的應(yīng)用。免疫成像技術(shù)很好的填補(bǔ)了這一空白。基于納米抗體的免疫成像示蹤劑具有靶向腫瘤組織的強(qiáng)特異性、較快的攝取速度及較高的腫瘤/本底比值。免疫成像有助于分析每個(gè)患者的獨(dú)特分子模式，是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵組成部分，對(duì)病人的分期、分型及提供個(gè)性化的治療方法有重要作用¹。本期內(nèi)容將為大家介紹納米抗體在醫(yī)學(xué)成像中的優(yōu)勢(shì)及針對(duì)一些代表性靶點(diǎn)開發(fā)的納米抗體探針的臨床研究（圖一）。

圖一、納米抗體應(yīng)用于人類PET成像示意圖

納米抗體在醫(yī)學(xué)成像中的優(yōu)勢(shì)

重鏈抗體（heavy chain antibodies, HCAbs）天然存在于駱駝科動(dòng)物和護(hù)士鯊等軟骨魚中，其可變區(qū)（VHH）即為納米抗體。VHHs是自然界中最小的抗原結(jié)合單位, 可通過免疫庫、天然庫或合成庫獲得，分子量約為12-15 kDa，直徑< 4 nm，是傳統(tǒng)抗體大小的十分之一，同時(shí)保持了很強(qiáng)的抗原識(shí)別能力。VHHs獨(dú)特的理化性質(zhì)使其在免疫成像領(lǐng)域脫穎而出，其優(yōu)勢(shì)主要有（圖二）：(1) VHHs和人3型VH序列高度相似，不易在人體中引起抗藥反應(yīng)，免疫原性低；(2) VHHs分子量小，有較深的組織穿透能力，血液清除率高；(3) 半衰期短，可實(shí)現(xiàn)較高的腫瘤/本底比值，注射1h后即可獲得高對(duì)比度影像，常用¹⁸F、⁶⁸Ga和^99mTc等標(biāo)記；(4) VHHs的互補(bǔ)位呈凸形結(jié)構(gòu)，CDR3環(huán)較長(zhǎng)，可結(jié)合傳統(tǒng)抗體難以結(jié)合的抗原表位；(5) VHHs具有高熱穩(wěn)定性，能夠抵抗較惡劣的環(huán)境；(6)易于修飾改造； (7)可用微生物發(fā)酵生產(chǎn)，產(chǎn)量高，批間差小。

圖二、納米抗體應(yīng)用于免疫成像領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)

納米抗體在腫瘤成像中的應(yīng)用舉例

1. 腫瘤標(biāo)志物HER2成像

根據(jù)癌細(xì)胞表明不同蛋白的表達(dá)情況，乳腺癌可分為四類：雌激素陽性、黃體酮陽性、人表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）陽性和三陰性。HER2陽性乳腺癌占乳腺癌總發(fā)病率的20%～30%，HER2的表達(dá)水平可以反映此類乳腺癌的發(fā)展及治療情況。但在疾病發(fā)展及治療的過程中，HER2的表達(dá)水平處于不斷變化中，故想要追蹤HER2的表達(dá)水平需要不斷進(jìn)行活檢。然而，乳腺癌具有高度異質(zhì)性，活檢結(jié)果無法全面反映原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶的HER2表達(dá)情況，且組織活檢可能增加乳腺癌的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移概率。因此，HER2的無創(chuàng)檢測(cè)至關(guān)重要²。

基于納米抗體的分子成像手段作為后起之秀對(duì)HER2陽性乳腺癌的成像具有無創(chuàng)、特異性高、組織滲透性好、腫瘤/背景比高、能有效避免假陽性及假陰性結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)HER2陽性乳腺癌的精準(zhǔn)分期及腫瘤異質(zhì)性評(píng)價(jià)²。

圖三、PET/CT 圖像（上圖）和 PET 圖像（下圖）顯示原發(fā)性乳腺癌病灶（箭頭）中68-GaNOTA-Anti-HER2 VHH1的攝取。(A) 14號(hào)患者的示蹤劑攝取最高（SUV 平均值，11.8）。(B) 15號(hào)患者顯示中度示蹤劑攝取，仍具有很高的腫瘤-背景比（SUV 平均值，4.9）。（C）6號(hào)患者成像結(jié)果顯示沒有攝?。⊿UV 平均值，0.9），CT圖像的腫瘤區(qū)域用箭頭指示。

HER2 納米抗體示蹤劑68-GaNOTA-Anti-HER2 VHH1在I期臨床試驗(yàn)中取得了令人鼓舞的結(jié)果，68-GaNOTA-Anti-HER2 VHH1在腫瘤中的積累水平明顯超過了背景值，且在HER2 陽性轉(zhuǎn)移灶中有高積累。因此，該示蹤劑順利進(jìn)入了II 期臨床研究，目的是評(píng)價(jià)乳腺癌患者腦轉(zhuǎn)移瘤對(duì)該示蹤劑的攝取情況 （圖三）(NCT03331601)³?；?8-GaNOTA-Anti-HER2 VHH1的優(yōu)良性能，Precirix公司進(jìn)而開發(fā)了[131I]-SGMIB Anti-HER2 VHH1示蹤劑，現(xiàn)正在進(jìn)行臨床I 期試驗(yàn)，旨在評(píng)價(jià)該示蹤劑的安全性、耐受性及有效劑量(NCT02683083)⁴。此外，另一款納米抗體成像劑99mTc-NM-02正在進(jìn)行I期臨床研究 (NCT04040686)⁵，10位乳腺癌患者注射 3-12 MBq/kg 99mTc-NM-02, 無不良反應(yīng)報(bào)道，且99mTc-NM-02的攝取與HER-2的表達(dá)呈正相關(guān)。近期，北京大學(xué)臨床腫瘤學(xué)院研發(fā)的99mTc-MIRC208也正在臨床實(shí)驗(yàn)中，共有200位受試者，旨在研究納米抗體示蹤劑99mTc-MIRC208對(duì)HER2陽性患者成像的可行性及特異性（NCT04591652）。

1. 免疫檢查點(diǎn)PD-1/PD-L1成像

程序性死亡配體 1（PD-L1，基因名稱：CD274）是一種細(xì)胞表面蛋白，通常在正常組織中表達(dá)，以平衡和下調(diào)細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞 (CTLs) 的免疫反應(yīng)。 這個(gè)過程是由 PD-L1 和程序性細(xì)胞死亡蛋白 1 (PD-1) 之間的相互作用介導(dǎo)的，PD-1 是一種在 CTL 表面發(fā)現(xiàn)的免疫調(diào)節(jié)蛋白，當(dāng)與 PD-L1 結(jié)合時(shí)，CTL的細(xì)胞毒性會(huì)被抑制。 免疫檢查點(diǎn)阻斷療法可觸發(fā) T 細(xì)胞（重新）激活，從而殺死癌細(xì)胞⁶。

PD-L1 在癌細(xì)胞上的表達(dá)已被證明與治療結(jié)果相關(guān)，通過抑制 PD-1/PD-L1，許多癌癥的預(yù)后得到了前所未有的改善。但PD-1/PD-L1抑制劑僅對(duì) 20-40% 的患者有效，主要因?yàn)镻D-L1 的表達(dá)通常是異質(zhì)性的，即使在同一腫瘤內(nèi)也是如此，因此，對(duì)PD-L1的表達(dá)情況進(jìn)行成像有重大價(jià)值⁷。

        目前，成功用于臨床及臨床前研究的靶向PD-1/PD-L1納米抗體探針已有超過7種，如 99mTc-MY15238，64Cu–DOTA–HAC 9，68Ga-NOTA-Nb10910，68Ga-NOTA-(hPD-L1)11，64Cu-NOTA-Nb612，89Zr-Df-KN035 13，99mTc-NM-0114等 。

⁶⁸Ga-NOTA-(hPD-L1)的開發(fā)者在研究中探討了VHH的互補(bǔ)決定區(qū)（CDR）內(nèi)含有賴氨酸殘基時(shí)，將納米抗體與非特異性螯合劑反應(yīng)后，納米抗體分子影像劑的性能是否會(huì)受影響。研究者分別用VHH與NOTA螯合劑在其賴氨酸殘基上隨機(jī)偶聯(lián)，或使用Sortase A進(jìn)行定點(diǎn)偶聯(lián)。分別注射入老鼠體內(nèi)后約90分鐘后成像的結(jié)果顯示，隨機(jī)結(jié)合的VHH的特異性腫瘤攝取量為1.77±0.29%IA/g，位點(diǎn)特異性結(jié)合的VHH的特異性腫瘤攝取量為1.89±0.40%IA/g。兩種螯合物的顯著穩(wěn)定性表明，隨機(jī)賴氨酸螯合可能是一種有吸引力的策略，更有利于放射性標(biāo)記的納米抗體的臨床轉(zhuǎn)化。

圖四、⁹⁹mTc-NM-01在（NSCLC）患者中的成像數(shù)據(jù)。患者的右上肺葉腫瘤顯示了高[¹⁸F]FDG攝?。?）；以及高⁹⁹mTc-NM-01攝?。?）；縱隔淋巴結(jié)顯示了高[¹⁸F]FDG攝?。?）；以及低⁹⁹mTc-NM-01攝取（4）；表明 PD-L1 在同一患者的原發(fā)腫瘤部位和遠(yuǎn)處疾病部位之間存在異質(zhì)性表達(dá)⁶。

⁹⁹mTc-NM-01此前已在中國(guó)完成了早期一期臨床試驗(yàn)(NCT02978196)（圖四），評(píng)估了⁹⁹mTc標(biāo)記的抗PD-L1納米抗體在非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）中的安全性、劑量學(xué)和成像效果，與金標(biāo)準(zhǔn)——組織活檢相比，⁹⁹mTc-NM-01成像結(jié)果具有良好的一致性，有可靠且非侵入性評(píng)估 PD-L1 表達(dá)的潛力。目前，該影像劑正在英國(guó)進(jìn)行新一輪的臨床試驗(yàn)（NCT04992715和NCT04436406），旨在評(píng)估⁹⁹mTc-NM-01的診斷性能。

另一項(xiàng)臨床試驗(yàn)（NCT03638804）目前正在使用⁸⁹Zr–Fc融合納米體（Enafolimab）來分析攜帶PD-L1陽性腫瘤的人類受試者的靶向攝取和生物分布。這種監(jiān)測(cè)是通過PET成像進(jìn)行的，同時(shí)也在評(píng)估這種Fc融合納米體的安全性和必要的劑量測(cè)定等因素。

小結(jié)

本文闡明了納米抗體為何被認(rèn)為是腫瘤分子成像中的“靈丹妙藥”，回顧了部分靶點(diǎn)如HER2，PD-L1的納米抗體影像劑的最新進(jìn)展。 隨著當(dāng)前診斷和治療一體化的趨勢(shì)，納米抗體在這個(gè)新時(shí)代扮演著有利角色：在腫瘤診斷中，在定制和開始治療方案之前的評(píng)估和預(yù)測(cè)中，在治療過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，在檢測(cè)腫瘤復(fù)發(fā)的可能生態(tài)位中都有重要應(yīng)用前景。納米抗體也可能用于監(jiān)測(cè)各種其他疾病，如淀粉樣變性、病毒感染等，遠(yuǎn)超本文中提到的。 除了傳統(tǒng)的 PET/CT 或 SPECT 成像外，納米抗體的應(yīng)用還可以進(jìn)一步擴(kuò)展到超分辨率成像，以研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用¹⁵。 總之，納米抗體是一種多功能工具包，可以在臨床應(yīng)用和基礎(chǔ)科學(xué)中發(fā)揮核心作用。

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