227Th/89Zr联合放射免疫治疗淋巴瘤候选诊疗一体化药物的评估

Diane S. Abou et al, Journal of Nuclear Medicine, 2023

放射性治疗诊断剂（Radiotheranostics）具备以极高特异性检测、表征、治疗和监测病灶的独特能力。临床治疗诊断学面临的一个持续挑战是开发匹配度良好的治疗剂与诊断剂，以提供相关性药代动力学数据来指导治疗应用。理想情况下，这一目标可通过靶向剂实现——该靶向剂无需其他化学修饰即可标记放射性核素，用于成像或治疗。

²²⁷Th是一种极具前景的靶向α粒子治疗放射性同位素。它通过衰变产生5个α粒子，其第一子代核素为临床已获批的²²³Ra。227Th供应充足，可满足临床需求；然而，螯合这种大尺寸四价f区阳离子的化学挑战相当大。放射性金属必须与分子特异性载体（小分子、肽或抗体）稳定结合，才能实现局部摄取。用于抗体类药物的同位素具有更长的生物滞留时间和放射半衰期（t½），因此对稳定性提出了更高要求。

本研究利用靶向CD20的奥法木单抗（ofatumumab），评估了²²⁷Th⁴⁺的螯合效果，以用于α粒子发射和放射性治疗诊断应用。合成了²²⁷Th标记的奥法木单抗-螯合剂复合物，并显示出中等的体外稳定性。在本研究中，使用人抗CD20抗体奥法木单抗，评估了4种抗体-螯合剂偶联物的体外和体内稳定性。选择稳定性最佳的227Th螯合剂偶联物L804，在体内评估其肿瘤靶向能力。²²⁷Th-L804-奥法木单抗能快速高效地配位²²⁷Th，产率高且稳定性优异。同时对比了治疗诊断类似物⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗。体内肿瘤靶向实验证实了该螯合剂的实用性，诊断类似物⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗的器官分布与²²⁷Th匹配，可清晰显示SU-DHL-6肿瘤。

市售和新型²²⁷Th螯合剂的性能各异。L804螯合剂可与⁸⁹Zr/²²⁷Th联用，具备强大的放射性治疗诊断能力，适用于定量成像和α粒子治疗。

于第7天使用nanoScan对荷SU-DHL-6肿瘤动物进行PET/CT成像。CT采集参数为720°扫描、70 kV/980 μA、曝光时间90 ms、4×合并模式，通过滤波反投影法重建，生成各向同性124 μm体素（122×122×97 mm）。PET数据（400–600 keV，5 ns时间窗）采用迭代三维TeraTomo算法（4次迭代、6个子集重建，并应用衰减校正、散射校正和衰变校正以量化注射活度。

²²⁷Th-L804偶联物被选为主要候选药物进行进一步评估。研究了²²⁷Th-L804-奥法木单抗在CD20阳性Raji肿瘤中的靶向能力。将小鼠随机分为三组：接受²²⁷Th-L804-奥法木单抗组、²²⁷Th-L804-IgG对照组，或预先注射未修饰奥法木单抗的²²⁷Th-L804-奥法木单抗组（阻断组）。未阻断组的早期血液信号（21.6±1.9 %IA/g）随时间下降，至第7天降至7.5±1.8 %IA/g。实验期间，对照组IgG在脾脏中的摄取显著更高；而靶向偶联物在所有时间点的肿瘤²²⁷Th摄取均显著高于对照组IgG（P<0.01），且在第7天显著高于阻断组（P<0.05）。²²⁷Th-L804-奥法木单抗在第3天达到肿瘤摄取峰值，为20±1 %IA/g（图4）。

使用荷Raji肿瘤小鼠（R2G2，雌性）研究²²⁷Th-L804-奥法木单抗、²²⁷Th-L804-IgG以及奥法木单抗阻断后的器官分布，仅报告注射后24小时、3天和7天的²²⁷Th放射性活度百分比（%IA/g）。GI = 胃肠道。

将²²⁷Th-L804-奥法木单抗、⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗与常规⁸⁹Zr-DFO-奥法木单抗的药代动力学进行比较（图5）。在第1天，²²⁷Th-L804-奥法木单抗与⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗在血液、心脏、肺和盲肠组织中的差异虽小但具有统计学意义（图5A）。在第14天，未检测到差异（图5B）。这些数据共同表明，与放射性金属的更换相比，使用不同螯合剂（DFO和L804）对放射性药物分布的改变更为显著。

比较²²⁷Th-L804-奥法木单抗、⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗与⁸⁹Zr-DFO-奥法木单抗在正常雌性小鼠体内注射后1天（A）和14天（B）的药代动力学。注射后1天，²²⁷Th-L804-奥法木单抗与⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗在血液、心脏和肺中的蓄积存在显著差异（P < 0.05）。注射后14天，两者间未检测到差异。DFO螯合剂的⁸⁹Zr骨摄取（7.3 ± 1.1 %IA/g）显著高于L804（⁸⁹Zr：3.7 ± 0.5 %IA/g；²²⁷Th：3.0 ± 0.4 %IA/g [P < 0.001]）。p.i. = 注射后。

在CD20阳性SU-DHL-6异种移植模型中测试了L804-奥法木单抗用于⁸⁹Zr PET的治疗诊断能力（图6）。与²²⁷Th-L804-奥法木单抗在Raji肿瘤中的蓄积结果一致，⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗显示出高对比度的肿瘤显像和低骨骼信号。

（A）荷SU-DHL-6肿瘤动物经⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗处理后的代表性PET图像（含阻断组与非阻断组）。（B）未阻断组注射后7天的PET/CT图像。右侧为颈部淋巴结、臂丛淋巴结和肿瘤的横截面图像（从上到下）。

为验证特异性，对代表性动物注射阻断抗体，结果显示肿瘤摄取降低（补充图11）。

⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗在荷SU-DHL-6肿瘤小鼠中的生物分布
A) SU-DHL-6异种移植Nu/Nu小鼠注射⁸⁹Zr-L804-奥法木单抗后7天的器官分布；
B) 至7天的SU-DHL-6肿瘤摄取定量分析。

〉市售和新型²²⁷Th螯合剂的性能各异。

〉在测试的螯合剂中，L804是稳定性最佳且功能最广泛的螯合剂，可快速高效配位²²⁷Th和⁸⁹Zr，并具备强大的放射性治疗诊断能力，适用于²²⁷Th/⁸⁹Zr定量成像和α粒子治疗。

〉研究证实了²²⁷Th的稳定螯合，并将其应用于两种淋巴瘤模型的肿瘤靶向递送。

〉所得数据支持使用这种化学结构相同的前体进一步开发²²⁷Th^/89Zr抗体治疗诊断剂。