用雙同位素SPECT顯像同時顯示161Tb和177Lu標記的生長抑素類似物
Francesca Borgna1
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概括
177Lu(半衰期 6.7d)是目前最常用于治療目的的放射性金屬,因為它具有用于實現(xiàn)治療的微粒發(fā)射(β-或俄歇電子)并發(fā)射幾個伴隨的信號γ-208kev(11%)和113kev(6.4%)的光子用于診斷評估和劑量測定。
161Tb 是最近推出的用于治療應用的放射性鑭系元??素。 161Tb以 6.89 天的半衰期衰減到??穩(wěn)定的 161Dy,同時發(fā)射適用于治療目的的 βˉ-粒子(Eβ?av = 154 keV)和γ-輻射(Eγ = 49 keV,I = 17.0%;Eγ = 75 keV, I = 10.2%) 對 SPECT成像有用。 161Tb 還發(fā)射大量低能量轉換和俄歇電子,這使得這種放射性核素對于治療具有從單個細胞(直徑:~10μm)到微細胞簇(直徑:< 1mm)的多種轉移的播散性癌癥)。 Monte Carlo 模擬評估了傳遞到 10μm 球體的劑量顯示,與 177Lu 相比,使用 161Tb 時的值增加了 3.5 倍。在較大的腫瘤(直徑 > 10 毫米)中,分別從 161Tb 和 177Lu 發(fā)射的電子能量幾乎完全被吸收,導致 161Tb 每次衰變吸收的電子能量分數(shù)比 177Lu 高 1.3 倍,使 161Tb 比 177Lu 更有效。
本研究的目的是使用雙同位素 SPECT 成像來證明 161Tb 和 177Lu 是可互換的,而不會影響放射性藥物的藥代動力學特征。
在體外表征后,將 161Tb 和 177Lu 標記的生長抑素 (SST) 類似物 DOTATOC(激動劑)和 DOTA-LM3(拮抗劑)注射到攜帶 AR42J 腫瘤的裸鼠中。通過雙同位素 SPECT/CT 成像研究體內分布圖。結果顯示,無論是用 161Tb 還是 177Lu 標記,這兩種肽的藥代動力學特征都相同。此外,亞器官分布的可視化證實了 161Tb 和 177Lu 標記的 SST 類似物的類似行為。這些和之前的研究結果表明,任何未來的 161Tb(臨床前)研究都可以基于用 177Lu 標記的對應物獲得的臨床前數(shù)據(jù)。這將使未來的研究直接集中在 161Tb 的治療效果上,這很可能優(yōu)于 177Lu 獲得的效果。
nanoSPECT/CT的結果
五周大的雌性 CD1 裸鼠皮下接種 AR42J 腫瘤細胞(100μl PBS 中的 5x106 個細胞)。當腫瘤大小達到~250mm3 的體積時,在腫瘤細胞接種后 10-14 天進行掃描。
小鼠靜脈注射注入 161Tb-DOTATOC (~15MBq) 和 177Lu-DOTATOC (~15MBq) 的混合物或 161Tb-DOTA-LM3 和 177Lu-DOTA-LM3 (~30MBq) 的混合物,161Tb/177Lu 活性比為 1:1 .對于特異性測試,在相同的實驗條件下進行封閉研究;在這種情況下,注射液中加入了過量的未標記 DOTATOC 或 DOTA-LM3。使用雙同位素 SPECT 采集協(xié)議在注射放射性肽后 2 小時、4 小時和 24 小時采集 SPECT/CT 掃描,幀時間為 60 秒,掃描時間為 45 分鐘。
對于 SPECT/CT 掃描,通過為兩種放射性核素選擇不同的能量窗來同時采集分別源自 161Tb 和 177Lu 的計數(shù)。為 161Tb 選擇的兩個能量窗口設置為 47.7keV±10%,可以檢測 X 射線和 γ 射線(46.0keV、48.9keV 和 52.0keV),設置為 74.6keV±10%,可以檢測74.6keV 的 γ 射線。對于 177Lu,窗口設置為 112.9keV±10% 和 208.4±10% 以檢測 γ 射線。在動物研究之前,為了驗證雙同位素 SPECT 成像協(xié)議,使用裝有 161Tb 或 177Lu 或兩者兼有的 Eppendorf 小瓶進行了體模掃描:分析表明,在獲得的掃描中 161Tb 和 177Lu 之間沒有干擾;每種放射性核素都以高精度獨立地可視化。
SPECT/CT 圖像分析顯示:
l 同時注射的 161Tb-DOTATOC 和 177Lu-DOTATOC 的體內分布相等。 對 161Tb-DOTA-LM3 和 177Lu-DOTA-LM3 進行了相同的觀察。 使用任一放射性鑭系元素的能量重建的圖像(分別為 161Tb 和 177Lu 的紅到黃標度和綠到黃標度),分別提供了同一只小鼠中每個放射性肽的分布。


l 通過共注射過量未標記肽進行的實驗導致 SSTR 阻斷,因此未觀察到放射性肽在 AR42J 腫瘤中的積累。這些額外的研究證明,AR42J 腫瘤異種移植物中 SST 類似物的攝取是 SSTR 特異性的。
l AR42J 腫瘤和腎臟中累積活性的量化證實 161Tb 和 177Lu 標記的對應物的分布相等。這是所選放射性鑭系元??素對放射性肽的組織分布圖沒有影響的最終證據(jù)。
l SPECT/CT 圖像顯示 AR42J 異種移植物中的活性積累,拮抗劑的活性積累高于激動劑。與來自生物分布研究的定量數(shù)據(jù)一致,隨著時間的推移,該活性通過腎臟有效清除,并在 24 小時后幾乎完全排出體外。由于腫瘤組織中放射性標記的 DOTA-LM3 的有利吸收,與注射放射性標記的 DOTATOC 后獲得的比率相比,腫瘤與腎臟的比率更高。
l 雙同位素 SPECT 圖像切片首次實現(xiàn)了同一動物亞器官水平的 161Tb 和 177Lu 標記肽分布的可視化。最需要注意的是,無論使用 161Tb 還是 177Lu,腫瘤和腎臟中的活性分布模式都是相同的。腫瘤中的攝取非常均勻,這可以歸因于血管化良好的 AR42J 異種移植物。腎臟活動的積累在皮質中更為突出,在那里發(fā)生巨蛋白介導的放射性肽重吸收,并且已知表達各種 SSTR 亞型

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