153Sm標(biāo)記抗TPS單克隆抗體在荷人乳腺癌裸鼠體內(nèi)的預(yù)定位顯像

常偉勤,許天敏*,王文加,蘇曼曼

(1.吉林大學(xué)第二醫(yī)院,吉林長春 130041;2.吉林大學(xué)藥學(xué)院)

153Sm標(biāo)記抗TPS單克隆抗體在荷人乳腺癌裸鼠體內(nèi)的預(yù)定位顯像

常偉勤1,許天敏1*,王文加2,蘇曼曼2

(1.吉林大學(xué)第二醫(yī)院,吉林長春 130041;2.吉林大學(xué)藥學(xué)院)

目的以153Sm標(biāo)記的抗TPS單克隆抗體對荷人乳腺癌裸鼠進(jìn)行腫瘤預(yù)定位顯像的研究。為乳腺癌早期診斷提供一種新方法,并為其臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。方法實驗Ⅰ組每只裸鼠預(yù)定位法從尾靜脈注射7.4 MBq/0.1 ml標(biāo)記抗體。實驗Ⅱ組與Ⅲ組分別直接從尾靜脈注射7.4MBq/0.1ml的135Sm-TPS及135Sm-IgG。并于于注射后2、4、8、24 h行全身SPECT顯像。于2、4、8、24 h分批處死裸鼠并測定分別在腫瘤、血液、心臟、肺等重要臟器單位重量的放射性比值(%ID/g)。結(jié)果在運用預(yù)定位技術(shù)加藥的實驗I組在給藥后2小時開始有抗體在腫瘤組織濃聚,在8小時時達(dá)到最高,與實驗II組直接給予抗體比較,血液本底低,兩組比較差異有顯著性。(P＜0.05)。結(jié)論應(yīng)用預(yù)定位技術(shù)的實驗組,瘤/血液比值高,血液本底低,周圍正常組織吸收劑量低,顯像效果好。

預(yù)定位技術(shù);放射免疫顯像;乳腺癌;抗TPS單抗

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0006)

乳腺癌是西方發(fā)達(dá)國家女性最常見的惡性腫瘤[1],我國原為乳腺癌低發(fā)國家,近年來受飲食習(xí)慣西化及其他因素的影響,發(fā)病率迅速增高,尤以大城市為著。早期檢出、早期診斷、早期治療是改善預(yù)后的重要因素。隨著生活水平及健康意識的提高,人們對安全、有效而無創(chuàng)/微創(chuàng)性診斷的需求亦不斷提高,挽救患者生命。

組織多肽特異性抗原(TPS)是細(xì)胞角蛋白18片段上的M3抗原決定簇。在上皮來源的惡性腫瘤細(xì)胞分裂過程中的S晚期至M期,TPS被合成并釋放入血和其他體液中,因此,血清中TPS的含量高低成為衡量腫瘤細(xì)胞分裂和增生活性的一個特異性指標(biāo)[2]。與傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物如AFP、PSA等不同的是,TPS是“腫瘤活性的依賴型”的,它的血清含量的高低與正在分裂、增殖的細(xì)胞數(shù)目有關(guān),即與腫瘤的活性有關(guān)。因此,在腫瘤的早期,在出現(xiàn)肉眼復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移之前,由于腫瘤細(xì)胞數(shù)目較少,那些反映腫瘤容量的標(biāo)志物的血清水平面往往是很低的,而此時腫瘤細(xì)胞分裂、增殖活躍,因而TPS可以很高。從而有利于早期發(fā)現(xiàn),早期診斷和防治。本研究就是依據(jù)TPS在乳腺癌組織中的表達(dá)特點,利用預(yù)定位技術(shù)將核素153Sm標(biāo)記抗TPS單克隆抗體,用于荷人乳腺癌裸鼠的放射免疫顯像的實驗研究,為探討乳腺癌診斷的新手段提供實驗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

153Smcl3購于中國原子能科學(xué)研究院同位素研究所;生物素活化酯(BNSH)、DTPA-生物胞素(DB2)為Sigma公司產(chǎn)品;BALB/C裸鼠4-6周齡,體重20 g左右,共30只,購于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)實驗動物研究所;抗TPS單克隆抗體購于Sigma公司;mIgG抗體(鼠抗人,濃縮型抗體)1.5 μ g/支(0.2 ml)均購于福州邁新生物技術(shù)開發(fā)公司;人乳腺癌SK-BR-3細(xì)胞,購于自中國科學(xué)院上海細(xì)胞生物學(xué)研究所細(xì)胞庫。

1.2 抗TPS單克隆抗體的標(biāo)記

1.2.1 抗TPS單克隆抗體的生物素化 將TPS單克隆抗體(TPS McAb)、生物素活化酯溶于無水二甲基亞砜(DMSO)中按比例在碳酸氫鈉溶液室溫放置3-4小時,用微孔離心柱法純化。

1.2.2 TPS McAb與DTPA的結(jié)合 將TPS McAb用離心超濾法,按TPS:DTPA=1∶8的摩爾比加入DTPA/DMSO溶液中,再除去游離的DTPA。

1.2.3 TPS單克隆抗體的153Sm標(biāo)記 取純化的TPS單克隆抗體與DTPA的偶聯(lián)物溶液0.1 ml加入約45 Mbq的153Smcl3,室溫反應(yīng)半小時,得到153Sm-DTPA-TPS McAb偶聯(lián)物。

1.3 荷人乳腺癌裸鼠模型的建立

取正常傳代培養(yǎng)的人乳腺癌SK-BR-3細(xì)胞株,取(2-3)×106/ml接種在4周齡的BALB/C裸鼠腋下皮下,當(dāng)腫瘤直徑達(dá)1-2 cm左右時待用。

1.4 標(biāo)記后抗體在裸鼠體內(nèi)的放射性分布

荷瘤裸鼠30只,分為三組,每組 10只,實驗Ⅰ組第一步每鼠尾靜脈先注射5 μ g的生物素化抗體;第二步2天后再注射5 μ g的親和素;第三步再經(jīng)過2天注射153Sm-DTPA-TPS McAb7.4 MBg/0.1 ml。實驗Ⅱ組每鼠尾靜脈注射135Sm-TPS McAb 7.4 MBg/0.1 ml。實驗Ⅲ組每鼠尾靜脈注射135Sm-IgG 7.4 MBg/0.1 ml。

注射標(biāo)記抗體后于2、4、8、24小時分批吸入麻醉,膠布固定實行SPECT。由有經(jīng)驗的核醫(yī)學(xué)醫(yī)師閱片,記錄結(jié)果。測定全身放射性計數(shù)后,由2、4、8、24小時取出腫瘤、血液、內(nèi)臟器官及肌肉組織,分別測其放射性計數(shù)并計算每克組織放射性占注射劑量的百分比(%ID/g)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 SPSS11.0進(jìn)行統(tǒng)計分析:相關(guān)分析采用Spearman檢驗。

2 結(jié)果

2.1 標(biāo)記物

153Sm-DTPA-TPS McAb標(biāo)記率為62.3%,放化純度93%。

2.2 SPECT結(jié)果

實驗Ⅰ組10只實驗鼠中有1只未出現(xiàn)陽性顯像,陽性率為90%,實驗Ⅱ組10只實驗鼠中有3只出現(xiàn)陽性顯像,陽性率為70%,實驗Ⅲ組未出現(xiàn)陽性顯像,Ⅰ組明顯優(yōu)于Ⅱ組及Ⅲ組(P＜0.05).Ⅱ組明顯優(yōu)于Ⅲ組(P＜0.01)。

2.3 153Sm-DTPA-TPS McAb、153Sm-TPS McAb 及153Sm-IgG在荷瘤裸鼠體內(nèi)的生物學(xué)分布

由表1可見預(yù)定位三步法Ⅰ組中,8 h內(nèi)腫瘤攝取的153Sm-DTPA-TPS McAb達(dá)到最高值,血液本底較低,瘤/血液比值達(dá)到11.11。而直接注射153Sm-TPS McAb的Ⅱ組,在8 h內(nèi)隨著腫瘤攝取量的增多,血液本底增高,瘤/血液比值2 h內(nèi)達(dá)到最高值為2.65,8 h為2.37。第Ⅲ組153Sm-IgG注射后腫瘤的攝取量最低,與血液本底基本接近。

3 討論

乳癌是當(dāng)今危害婦女生命健康的重要殺手之一。據(jù)美國癌癥學(xué)會稱乳癌是繼肺癌之后婦女癌死亡的第二大死因。從我國多地的抽樣調(diào)查證明,乳腺癌發(fā)病率都占到當(dāng)?shù)嘏詯盒阅[瘤的第一或第二位。而死亡率都為女性惡性腫瘤的第四第五位。我國乳腺癌病人就診時的病期相對偏晚,Ⅲ、Ⅳ期病人的比例約為30%,美國約為15%。癌癥診斷越晚,治療越加困難。因此對于能夠早期診斷乳腺癌的研究正在成為學(xué)者們的研究熱點問題。放射免疫顯像(RII)是近年來出現(xiàn)的一種新的無創(chuàng)性診斷腫瘤的檢查方法,是核醫(yī)學(xué)和免疫學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,對于鑒別腫瘤的良惡性和淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移具有優(yōu)勢,在腫瘤手術(shù)治療中還具有導(dǎo)向作用,因此RII的研究越來越受到人們的重視。但是在大量的研究結(jié)果中顯示,RII目前面臨急待解決的問題是標(biāo)記的抗體濃聚于腫瘤部位和腫瘤周圍正常組織和循環(huán)血液的比值低,使得體積較小的及位于某些特殊臟器的腫瘤顯像時有效劑量受限制[3]。而本研究中采用的預(yù)定位技術(shù)的原理是先將生物素化的單克隆抗體注入體內(nèi),待其與腫瘤組織相關(guān)抗原充分結(jié)合后,再注射親和素來加快清除血液以及非靶器官中未結(jié)合的抗體,再給予注射核素標(biāo)記的生物素化的單克隆抗體。生物素和親和素結(jié)合可以產(chǎn)生放大效應(yīng),同時縮短放射性標(biāo)記物在體內(nèi)的作用時間,降低正常組織吸收劑量。這些特點與本研究的結(jié)果相符。在運用預(yù)定位技術(shù)加藥的實驗I組在給藥后2小時開始有抗體在腫瘤組織濃聚,在8小時時達(dá)到最高,與實驗II組直接給予抗體比較,血液本底低,抗體與腫瘤組織的結(jié)合效率高兩組比較差異有顯著性。(P＜0.05),而實驗Ⅱ組與實驗Ⅲ組只注射153Sm-IgG比較腫瘤組織濃聚量大,血液本底低,雖然沒有I組效果明顯,但是仍然是可以看到其有效性。實驗三組比較,應(yīng)用預(yù)定位技術(shù)的實驗組,瘤/血液比值高,血液本底低,周圍正常組織吸收劑量低,顯像效果好。與相關(guān)研究報道結(jié)果相似。在本研究中選擇的標(biāo)記核素為153Sm[4],作為鑭系的核素多年來一直用于放射治療取得了較好的效果。針對目前臨床應(yīng)用的核素131Ⅰ來標(biāo)記單抗,經(jīng)過多年的研究發(fā)現(xiàn)131Ⅰ半衰期長8.04天,其364 keV的高能γ射線,并不十分適合SPECT測量。于是依據(jù)153Sm的特性,它具有良好的物理性能,半衰期僅為46小時γ射線能量僅為103 keV,既可進(jìn)行顯像也可用于治療,近年來利用其進(jìn)行診斷顯像的研究開始日益受到學(xué)者們的關(guān)注。在本研究中153Sm中可以作為診斷顯像的核素應(yīng)用,效果明顯,可以值得進(jìn)一步研究推廣。

[1]J Kim,SN Jang.Socioeconomic disparities in breast cancer screening among US women:trends from 2000 to 2005.J Prev Med Public Health,2008,41(3):186.

[2]Corinna Schmitt,David Turner,Maria Boesl A.Functional Two-Partner Secretion System Contributes to Adhesion of Neisseria meningitidis to Epithelial Cells.J Bacteriol,2007,189(11):7968.

[3]Gabriel L.Fiszman,Ernesto G.Radoimmunoimaging of a murine mammary carcinoma with a monoclonal antibody to vascular endothelial growth factor receptor-2.AACR Meeting Abstracts,2006,2006:815.

[4]P M Anderson,G.A Wiseman.Gemcitabine radiosensitization after153Sm-EDTMP(quadramet)bone-seeking radioisotope therapy for osteoblastic lesions of osteosarcoma:Activity and principles ASCO Meeting Abstracts,2005,23(6):8534.

Radioimmunoimaging study using pretargeting system on153Smlabeledanti-TPS monoclonal antibody in nude mice grafted with human breast carcinoma

CHANG Wei-qin,XU Tian-min,WANG Wen-jia,et al.(The Second Hospital of Jilin University,Changchun130041,China)

ObjectiveTo study using pretargeting system on radioimmunoimaging of153Sm labeled anti-TPS monodonal antibody and normal mice IgG in nude mice with human breast carcinoma and provide the basis for clinical use.Methodsgroup I 3-step pretargeting injected into the tail vein with 7.4MBg/0.1 ml labeled antibody.groupⅡandⅢinjected directly into the tail vein with 7.4MBg/0.1 ml labeled antibody.SPECT were measured after 2、4、8、24 h interval of injecion.Percentinjected dosage of every gram tissue(%ID/g)were measured after 4、8、24 h interval to death.ResultsThe tumor to blood ratio reached 7.36 、9.22 、11.11 at 2、4、8 hours respectively.Radioactivity concertratoin peaked at 8 h in tumor site.the tumor/blood was higher than153Sm-IgG(P＜0.05).Conclusionpretargeting system on radioimmunoimaging improves the amountsof locatingontoumors and yields a specific enhancing effect and also improve image quality.

radioimmunoimaging;pretargeting;TPS;monoclonal antibody;nude mice

K737.9

A

1007-4287(2010)01-0006-03

吉林省科學(xué)技術(shù)廳基金項目(20060416-3;20050410-1;200705203;20080134);長春市科技局項目(10-082S06;06GG88);國家博士后資金資助項目;吉林大學(xué)青年教師基金資助項目

*通訊作者

常偉勤(1969-),男,主治醫(yī)師,學(xué)位,博士,研究方向;外科腫瘤。

2008-12-28)