基于小分子多肽放射性藥物臨床應(yīng)用研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

王榮福，杜毓菁

1.北京大學(xué)第一醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 100034；2.北京大學(xué)國際醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，北京 102206

核醫(yī)學(xué)放射性核素顯像和治療是以核素示蹤技術(shù)為基礎(chǔ)，其中核素顯像和功能檢測是以放射性濃度為重建變量，以組織吸收功能的差異作為診斷依據(jù)；核素治療是通過高度選擇性聚集在病變部位的放射性核素或其標(biāo)記化合物所發(fā)射出的射程很短的核射線、通過核輻射對病變部位進(jìn)行內(nèi)照射治療。放射性藥物是核醫(yī)學(xué)重要基石，尤其正電子放射性藥物的研發(fā)對推動(dòng)多模態(tài)跨尺度生物醫(yī)學(xué)分子成像(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET/CT)和PET/核磁共振(MR))技術(shù)的發(fā)展和滿足臨床應(yīng)用需求至關(guān)重要[1]。核醫(yī)學(xué)的可持續(xù)、穩(wěn)定性發(fā)展有賴于新型放射性藥物的研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究[2]。因此，研發(fā)具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并具有應(yīng)用前景和臨床轉(zhuǎn)化的新型診治放射性藥物具有重要意義。

1 概述

以放射性核素及其標(biāo)記化合物為基礎(chǔ)，利用核素示蹤技術(shù)原理將核科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于臨床疾病的研究、診斷和治療，形成了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一個(gè)重要分支——核醫(yī)學(xué)[3-4]。放射性藥物是指用于臨床診斷和治療的一類藥物，一般由放射性核素和其標(biāo)記藥物組成[5]。一般而言，放射性藥物可分為體內(nèi)放射性藥物和體外放射性藥物，前者又可分為診斷用放射性藥物和治療用放射性藥物，體外放射性藥物主要是指放射免疫分析檢測試劑藥盒，目前已被廣泛用于腫瘤的診斷與治療、心血管與神經(jīng)精神疾病的診斷與預(yù)后評估。放射性藥物的臨床應(yīng)用廣泛，藥物創(chuàng)新的研發(fā)具有重大意義。放射性藥物是核醫(yī)學(xué)的靈魂，可想而知，沒有或短缺放射性藥物，核醫(yī)學(xué)將難以生存發(fā)展。2015版國家藥典二部收載放射性藥品30種，其中24種為放射性藥品制劑(99Tcm藥品10種，131I和32P藥品各3種，51Cr、125I、133Xe、153Sm、201Tl藥品各1種，18F-FDG正電子放射性藥品僅1種，治療藥物來昔決南釤[153Sm]注射液和氯化鍶[89Sr]注射液各1種)；6種為放射性配套藥盒[6]?？梢钥闯龇派湫运幬锇l(fā)展非常滯后，放射性藥物品種少，應(yīng)用范圍限制，大大束縛了我國核醫(yī)學(xué)發(fā)展。美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)已批準(zhǔn)放射性藥品數(shù)量為57個(gè)，其中2000年至2008年1月新增了17個(gè)；中國食品藥品監(jiān)督管理局(CFDA)已批準(zhǔn)放射性藥品30個(gè)，臨床常用藥品僅17個(gè)，2000年至2008年1月新增僅2個(gè)。這些數(shù)據(jù)說明了放射性藥物研發(fā)與中國核醫(yī)學(xué)迅速發(fā)展及臨床需求不相適應(yīng)。比如131I-間碘芐胍即使其臨床價(jià)值已得到肯定，同時(shí)內(nèi)分泌科醫(yī)師一致呼吁開展131I-間碘芐胍臨床應(yīng)用，但該藥物仍未獲得臨床治療認(rèn)證批號(hào)。為了保證臨床急需用藥，參考美國藥典主要收載的正電子放射性藥品，并結(jié)合各醫(yī)療機(jī)構(gòu)研發(fā)的新型放射性藥物臨床應(yīng)用研究結(jié)果和報(bào)送當(dāng)?shù)谾DA審批或備案狀況，2015版中國臨床用藥需知[7]拓展了放射性藥物品種，刊載了單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像(SPECT)放射性藥物21種(包括99Tcm-奧曲肽等)，PET正電子放射性藥物20種(包括18F-氟化鈉、18F-左旋多巴(18F-L-DOPA)、18F-胸腺嘧啶脫氧核苷(18F-FLT)、18F-AV45、18F-N-(3-氟丙基)-2β-甲酯基-3β-(4′-碘苯)去甲基托烷 (18F-FPβCIT)、18F-雌二醇(18F-FES)、11C-雷氯必利等)，放射性核素治療藥物9種(包括國家5種注冊新藥等)，其他(14C-尿素、131I-間碘芐胍等)。盡管如此，應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，與世界發(fā)達(dá)國家相比，我國還存在較大差距。中國放射性藥物的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用研究投入較少，放射性核素制備工藝技術(shù)依然落后，導(dǎo)致放射性藥品數(shù)量少，品種單一，曾經(jīng)發(fā)生過放射性核素鉬锝發(fā)生器供不應(yīng)求、造成“缺锝”現(xiàn)象。因此，我國放射性藥物研發(fā)整體水平有待進(jìn)一步加強(qiáng)和提高。

2011年中國科學(xué)院學(xué)部組織撰寫了《中國放射化學(xué)的現(xiàn)狀,問題和對策》的咨詢報(bào)告,放射性藥物是該報(bào)告的一個(gè)重要方面。溫家寶總理和劉延?xùn)|副總理對該報(bào)告做出重要批示,明確提出:“應(yīng)對放射化學(xué)研究和學(xué)科建設(shè)給予足夠的重視。請認(rèn)真研究,請各分管領(lǐng)域給以必要支持,請科技部拿出總體方案?！蓖暧杀本煼洞髮W(xué)張華北教授和北京大學(xué)第一醫(yī)院王榮福教授起草的“關(guān)于加強(qiáng)放射性藥物研發(fā)的建議”并有34位兩院院士簽署的報(bào)告得到國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)高度重視，并在2013年國家科技重大專項(xiàng)課題“用于重大疾病診治的創(chuàng)新放射性藥物研制”立項(xiàng)和十二五國家支撐計(jì)劃項(xiàng)目“核技術(shù)在疾病診斷和治療中的應(yīng)用研究”立項(xiàng)。隨著國家的重視和投入，各大高校和企業(yè)積極開展放射性藥物研發(fā)和臨床前實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明：目前已研制出具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新放射性藥物，其具有較好的臨床應(yīng)用前景[8-11]。

2 小分子多肽應(yīng)用研究現(xiàn)狀

2.1 精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽

1987年P(guān)ierschbacher等[12]報(bào)道精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp，RGD)三肽序列，發(fā)現(xiàn)許多存在于細(xì)胞外基質(zhì)和血液中的粘附蛋白均含有RGD肽序，并可作為其細(xì)胞識(shí)別位點(diǎn)。隨后的研究相繼證明：RGD肽序一方面可以作為最小功能肽段參與細(xì)胞外基質(zhì)蛋白與整合素(integrin)αvβ3間的特異性黏附[13-14]，另一方面可以作為腫瘤診斷和治療的配體藥物[15-16]。3PRGD2是一種新型RGD二聚體[17]，在兩個(gè)RGD模序之間引入PEG4作為連接基團(tuán)，99Tcm標(biāo)記3PRGD2可與整合素αvβ3特異性結(jié)合，并進(jìn)行SPECT顯像。Liu等[18]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明：99Tcm-RGD顯像劑能有效區(qū)分BxPC-3細(xì)胞系荷瘤小鼠(整合素αvβ6陽性)和HEK293細(xì)胞系荷瘤小鼠(整合素αvβ6陰性)。之后，北京協(xié)和醫(yī)院李方團(tuán)隊(duì)首次將99Tcm-3PRGD2用于人體胰腺癌診斷中[8]。結(jié)果顯示：99Tcm-3PRGD2制備過程快速、簡便、穩(wěn)定，質(zhì)控成本低，標(biāo)記率大于99%，經(jīng)檢測產(chǎn)品無菌無熱源，急性毒性實(shí)驗(yàn)提示安全性強(qiáng)，適用于推廣應(yīng)用。動(dòng)物顯像中，99Tcm-3PRGD2在腫瘤的放射性攝取逐漸增加，軟組織本底逐漸降低，1.5 h腫瘤靶/非靶組織攝取比(T/NT)達(dá)峰值，為2.51±0.54。觀察至6 h，腫瘤的放射性攝取仍清晰可見，T/NT為1.43±0.06。99Tcm-3PRGD2SPECT的人體全身顯像表明：胰腺癌及肝左葉可見示蹤劑濃聚灶，99Tcm-3PRGD2SPECT全身及斷層顯像檢出所有的胰腺癌原發(fā)灶，檢出率為100%；肝脾、腸道、雙腎及膀胱可見較多示蹤劑分布，唾液腺及甲狀腺的放射性攝取較少，其余臟器未見明顯示蹤劑分布，說明示蹤劑主要經(jīng)腎臟代謝后以尿液形式排出體外。除此之外，研究發(fā)現(xiàn)肝左葉轉(zhuǎn)移灶較大者對99Tcm-3PRGD2的放射性攝取高于18F-FDG，較小轉(zhuǎn)移灶對18F-FDG的放射性攝取高于99Tcm-3PRGD2，說明它們處于不同病理生理狀態(tài)，腫瘤細(xì)胞的糖代謝相對較低(18F-FDG的放射性攝取較低)，血管生成旺盛(99Tcm-3PRGD2的放射性攝取較高)，較小病灶對兩種示蹤劑的攝取程度相反，這個(gè)現(xiàn)象及原因有可能為SPECT空間分辨率限制，但需進(jìn)一步深入研究。

近年來整合素受體顯像已用于肺癌、乳腺癌、甲狀腺癌肺轉(zhuǎn)移的臨床診斷及療效評估。2012年Zhu等[19]設(shè)計(jì)多中心實(shí)驗(yàn)探究99Tcm-3PRGD2對肺癌的檢出價(jià)值，并評估其鑒別診斷和轉(zhuǎn)移診斷的應(yīng)用意義。該課題從6個(gè)中心招募70名疑似肺部病變的患者，分別于靜脈注射99Tcm-3PRGD2(11.1 MBq/kg)后于1 h和4 h進(jìn)行全身平面和胸部SPECT顯像，設(shè)計(jì)對診斷醫(yī)師實(shí)行盲法方法。腫瘤與本底(T/B)半定量分析得知：肺及縱隔99Tcm-3PRGD2本底較低，1 h圖像顯像效果較佳，平面顯像肺惡性病變T/B攝取比值為1.65±0.47，胸部SPECT斷層顯像肺惡性病變T/B攝取比值為2.78±1.52，半定量分析的靈敏度為88%，但特異性僅為58%～67%；良性病變的T/B攝取比值明顯降低(P<0.05)；大多數(shù)淋巴結(jié)和骨的轉(zhuǎn)移也能被發(fā)現(xiàn)，從而提示99Tcm-3PRGD2對于肺癌的檢出有積極的轉(zhuǎn)化應(yīng)用意義。2018年Zhang等[20]設(shè)計(jì)胃泌素釋放肽受體和整合素雙靶向示蹤劑68Ga-BBN-RGD在乳腺癌及轉(zhuǎn)移病灶的診斷價(jià)值，結(jié)果顯示該顯像劑攝取程度與人體病灶的胃泌素釋放肽受體(GRPR)和整合素αvβ3表達(dá)水平密切相關(guān)(P<0.01)。此外，文獻(xiàn)[21]報(bào)道關(guān)于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)探究68Ga-3PRGD2對腫瘤抗血管治療的療效評估，結(jié)果顯示68Ga-3PRGD2能早期評估荷瘤小鼠的治療療效?？傮w而言，3PRGD2顯像劑的技術(shù)工藝易于臨床操作、質(zhì)控體系便于推廣，同時(shí)具有診斷和療效評估的實(shí)際應(yīng)用意義。王凡教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的99Tcm-3PRGD2新型SPECT 腫瘤新生血管顯像劑Ⅰ類新藥已獲食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)，將由北京協(xié)和醫(yī)院李方教授牽頭做臨床試驗(yàn)。

除了上述SPECT顯像劑以外，以RGD為核心功能序列還有18F-阿法肽(alfatide Ⅱ)，即18F-AlF-1，4，7-三氮雜環(huán)壬烷-1，4，7-三乙酸-E[(聚乙二醇)4-環(huán)(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-D-苯丙氨酸-酪氨酸)]2(18F-AlF-1,4,7-triazacylononane-1,4,7-triacetic acid-E[(PEG)4-cyclo(Arg-Gly-Asp-D-Phe-Tyr)]2)也已獲得臨床試驗(yàn)資格。該藥物通過廈門大學(xué)分子影像暨轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心聯(lián)合江蘇無錫原子醫(yī)學(xué)研究所、北京師范大學(xué)、北京師宏藥物研制中心等國內(nèi)放射性藥物研發(fā)單位研制而得，目前該知識(shí)產(chǎn)權(quán)已全部轉(zhuǎn)讓給江蘇施美康藥業(yè)股份有限公司，并開始臨床試驗(yàn)及臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究。18F-alfatide Ⅱ也是用PEG4為連接基團(tuán)的二聚體[22]，其在腫瘤病灶的攝取水平高，體內(nèi)代謝快[23]。18F標(biāo)記主要采用Al18F標(biāo)記法，該法克服了疊氮點(diǎn)擊法和芳烴標(biāo)記法標(biāo)記流程繁瑣的缺點(diǎn)，縮短了標(biāo)記時(shí)間且提高了產(chǎn)率，無需純化更加有利于臨床轉(zhuǎn)化[24-25]。Wu等[26]報(bào)道18F-alfatide Ⅱ在鑒別乳腺癌病灶方面敏感度為88.1%，特異性為54.5%，陽性預(yù)測值為88.1%，陰性預(yù)測值為54.5%，雖然不優(yōu)于18F-FDG，但是其對雌激素受體強(qiáng)陽性、人表皮生長因子受體-2陰性乳腺癌的檢出可能優(yōu)于18F-FDG。Du等[27]報(bào)道肺癌患者的癌病灶對18F-alfatide Ⅱ的攝取明顯高于肺結(jié)核的結(jié)節(jié)病灶，甚至有3例結(jié)節(jié)病患者18F-alfatideⅡPET/CT為陰性。 除此以外，18F-alfatide Ⅱ還被應(yīng)用到了食管癌[28]、腫瘤轉(zhuǎn)移[29-30]、肝纖維化[31]的研究中。

2.2 精氨酸-精氨酸-亮氨酸多肽

精氨酸-精氨酸-亮氨酸(Arg-Arg-Leu，RRL)序列是2000年由Brown等[32]發(fā)現(xiàn)能與腫瘤來源的內(nèi)皮細(xì)胞(tumor derived endothelial cell，TDEC)特異性表面標(biāo)志物特異性結(jié)合的多肽序列。該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的FliTrx大腸桿菌肽展示文庫分析得到5個(gè)與TDEC特異性結(jié)合的肽序列，為了確定最佳的序列，對所選的5條肽序列進(jìn)行了TDEC細(xì)胞的體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：異硫氰酸熒光素標(biāo)記的RRL序列顯示出最強(qiáng)的熒光信號(hào)，提示RRL與TDEC結(jié)合的量最多，特異性最強(qiáng)。Weller等[33]將氣體微泡(microbubble，MB)連接于RRL多肽，分別與TDEC和人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合，人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞作為正常內(nèi)皮細(xì)胞對照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：MB-RRL在TDEC中的結(jié)合量是對照細(xì)胞中的3～6倍(P<0.01)，表明MB-RRL能夠優(yōu)先結(jié)合于腫瘤新生血管內(nèi)皮細(xì)胞，說明了MB-RRL具有與腫瘤新生血管結(jié)合的靶向特性。王榮福教授課題組[34]對該小分子多肽進(jìn)行了廣泛深入的系列研究。2007年王榮福[35]課題組開始重新設(shè)計(jì)合成了小分子多肽RRL的結(jié)構(gòu)，使其能夠用于放射性核素碘的標(biāo)記，在原有RRL結(jié)構(gòu)的氨基端添加一個(gè)酪氨酸，設(shè)計(jì)合成的RRL結(jié)構(gòu)變?yōu)門yr-Cys-Gly-Gly-Arg-Arg-Leu-Gly-Gly-Cys而能夠被放射性核素碘標(biāo)記，此結(jié)構(gòu)已申請專利。此后，該研究團(tuán)隊(duì)[36]設(shè)計(jì)在多肽序列的兩個(gè)半胱氨酸之間形成二硫鍵以維持序列的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示RRL多肽序列被成功合成，經(jīng)高效液相色譜法(HPLC)得到的目標(biāo)產(chǎn)品純度為99.56%，質(zhì)譜分析結(jié)果顯示產(chǎn)物相對分子質(zhì)量為1 040 000，與RRL多肽理論分子量一致。通過氯胺-T法進(jìn)行131I標(biāo)記RRL多肽的標(biāo)記率為60%，放射化學(xué)純度為96.5%，在37 ℃血漿中放置24 h后其放化純度仍然大于90%；建立荷PC-3前列腺癌BALB/c裸鼠模型動(dòng)物分別進(jìn)行體內(nèi)分布和腫瘤顯像研究，在示蹤劑注射后24 h，腫瘤對131I標(biāo)記多肽的放射性攝取為(0.65±0.12)%ID/g，腫瘤對131I標(biāo)記對照肽的放射性攝取僅為(0.06±0.04)%ID/g。131I標(biāo)記多肽組中，腫瘤與血液的放射性攝取比(T/NT)在1、6、24 h分別為0.32、1.12、1.30；腫瘤與肌肉的T/NT分別為1.40、3.94、9.08。在對照組中，腫瘤與血液的T/NT在1、6、24 h時(shí)分別為0.30、0.37、0.22；腫瘤與肌肉的T/NT分別為1.98、2.89、1.78[37]。同時(shí)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：RRL化合物本身對血管內(nèi)皮細(xì)胞、正常對照細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞幾乎沒有毒性[38]。盡管131I標(biāo)記多肽RRL研究取得了一定成功，然而放射性核素131I并不是SPECT顯像的理想核素。后期該團(tuán)隊(duì)[39]成功設(shè)計(jì)并用一步法制備合成99Tcm標(biāo)記RRL，其標(biāo)記條件相對簡單，產(chǎn)物體外穩(wěn)定性好。結(jié)果顯示：99Tcm-RRL標(biāo)記率為(76.9±4.5)%，放射化學(xué)純度達(dá)96%以上，比活度達(dá)1 480 kBq/mg以上，99Tcm-RRL在肝癌動(dòng)物模型中的SPECT顯像可見腫瘤組織顯像清晰且對比度好,99Tcm-RRL在原發(fā)腫瘤中有巨大應(yīng)用潛力。為了進(jìn)一步驗(yàn)證其在轉(zhuǎn)移瘤的應(yīng)用前景，建立了三種肺轉(zhuǎn)移瘤動(dòng)物模型(B16、HepG2和Hela腫瘤細(xì)胞)，新型分子探針99Tcm-RRL在三種肺轉(zhuǎn)移瘤裸鼠體內(nèi)生物分布數(shù)據(jù)顯示出良好的腫瘤靶向性，且腫瘤靶/非靶組織攝取比較高；同時(shí)三種肺轉(zhuǎn)移瘤裸鼠模型的SPECT獲得了良好的顯像效果，腫瘤病灶影像清晰，且對比度好[40]。同時(shí)有研究[41]表明：示蹤劑體內(nèi)分布符合權(quán)重為1/C2(C為血液中放射性活度濃度，kBq/L)的三室模型，快分布相半衰期、慢分布相半衰期及消除相半衰期分別為(2.04±1.53)、(19.50±7.07)、(361.30±187.90) min，清除率為 (2.03±0.41) mL/min；示蹤劑在血液中清除迅速，主要通過腎排泄，其余組織器官的放射性攝取均隨時(shí)間逐漸降低，注射99Tcm-RRL后48 h內(nèi)，小鼠無不良反應(yīng)與死亡發(fā)生。該結(jié)果提示：99Tcm-RRL具有理想的組織分布特點(diǎn)，無急性毒性作用，是一種用于人體比較理想的腫瘤分子顯像劑。藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，探針99Tcm-RRL符合權(quán)重為1/C2的三室模型，組織分布特點(diǎn)理想、無熱原、無急性毒性作用。但是99Tcm-RRL標(biāo)記率不高成為其有效臨床轉(zhuǎn)化的一大短板。近年來，該課題組[9]擬用雙功能螯合劑巰基乙?；拾彼?MAG3)連接多肽，探究其提高核素標(biāo)記率的可能并對其生物學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行評估。MAG3-G-(D-Ala)-GGK-(D-Ser)-(D-Ser)-CGGRRLGGC-NH2(C-C成環(huán))多肽，質(zhì)譜檢測分子量為1 536.58，理論分子量為1 535.63，高效液相色譜測量純度為98.94%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：99Tcm-MAG3-RRL在生理鹽水和50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))BSA中放置6 h以內(nèi)的穩(wěn)定性較好，放化純均在90%以上。純化后標(biāo)記多肽在100 μL 100、200、300、400、500 mmol/L的半胱氨酸溶液中的置換率分別為0.41%±0.14%、0.45%±0.24%、0.53%±0.04%、0.55%±0.17%、0.57%±0.21%，生理鹽水對照組的置換率為0.41%±0.04%，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(n=3,P>0.05)。結(jié)果提示：游離锝含量隨半胱氨酸濃度增加而略有增加，在500 mmol/L半胱氨酸溶液下增加約0.16，這表明99Tcm-MAG3-RRL的體內(nèi)穩(wěn)定性可能較好，不易脫锝，具有良好的理化性能和巨大的潛在臨床應(yīng)用前景。目前有關(guān)99Tcm-MAG3-RRL的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究及相關(guān)生物學(xué)性能研究正在進(jìn)行中，期望有更好的研究結(jié)果，為研發(fā)新型放射性藥物臨床轉(zhuǎn)化奠定良好基礎(chǔ)。

2.3 α7煙堿型乙酰神經(jīng)膽堿受體

乙酰膽堿作為一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，廣泛分布于中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)。乙酰膽堿受體分為神經(jīng)元型(α2—α10和β2—β4)以及肌肉型(α1、β1、γ、δ和ε)。在人腦中，含量最多的為α4β2以及α7受體。其中，α7煙堿型乙酰神經(jīng)膽堿受體(α7 nAchR)屬于配體門控離子通道受體，并由5個(gè)α7單體組裝而成。由于α7 nAChR功能、分布和數(shù)量與多種退行性神經(jīng)疾病密切相關(guān)，α7 nAChR已經(jīng)成為早期診斷和評估阿爾茲海默病(AD)等疾病治療效果的熱門靶點(diǎn)[42-44]。據(jù)研究表明，煙堿型乙酰神經(jīng)膽堿與諸多神經(jīng)異常相關(guān)，例如阿爾茲海默病、精神失常等[45-47]。進(jìn)一步研究表明，激活α7 nAChR可以有效改善記憶認(rèn)知功能，而疾病造成的α7 nAChR損傷或丟失，則會(huì)導(dǎo)致記憶認(rèn)知障礙，具體表現(xiàn)為AD、路易體癡呆、唐氏綜合癥或類似癥狀[48]。張華北課題組長期從事α7 nAChRs的研究，并在2016—2017年研究了高親和性單光子125I標(biāo)記的α7煙堿型乙酰神經(jīng)膽堿配體[125I]CAIPE和[125I]IBT及[125I]IPPU[49-50]。[125I]IPPU體內(nèi)生物分布實(shí)驗(yàn)顯示出了很強(qiáng)的初始攝取，5 min時(shí)化合物在腦中的放射性攝取值高達(dá)(7.71±0.47)%ID/g，但是該化合物在小鼠體內(nèi)的滯留性相對較差。[125I]IBT生物分布結(jié)果表現(xiàn)出很強(qiáng)的初始攝取，15 min時(shí)在腦中的放射性攝取為(8.36±0.57)%ID/g，并達(dá)到了最高；到30 min時(shí)，該值仍然高于7%ID/g((7.32±0.59)%ID/g)。將[125I]IBT與已在人體做實(shí)驗(yàn)的藥物[11C]CHIBA-1001相比，它也體現(xiàn)出了相對優(yōu)越的吸收特性。因此[125I]IBT有望成為靶向α7 nAChRs放射性標(biāo)記化合物。2018—2019年，張華北教授團(tuán)隊(duì)[51-52]又研究了α7煙堿型乙酰神經(jīng)膽堿受體高親和性和選擇性的芴酮類衍生物配體YJF、YLN、YLF、YJI、YLI，[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI均表現(xiàn)出了極高的受體親和力，其中YLN親和力高達(dá)0.006 9 nmol/L，為現(xiàn)有配體中活性最高的配體。放射性配體[18F]YLF具有合適的放射性化學(xué)特性，并具有較強(qiáng)的α7 nAChRs親和力(親和常數(shù)Ki=(2.98±1.41) nmol/L)，適合進(jìn)行深入研究。在對[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI標(biāo)記后進(jìn)行體外穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，在生理鹽水和胎牛血清中這些標(biāo)記物均表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。生物分布實(shí)驗(yàn)說明，[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI在小鼠腦內(nèi)具有非常高的初始腦攝取和適宜的腦清除速率，這表明了三個(gè)化合物具有適宜的腦內(nèi)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。該結(jié)果與目前已報(bào)道的進(jìn)入臨床試驗(yàn)的[18F]ASEM(其最高的腦攝取值出現(xiàn)在給藥5 min后，為7.5%ID/g)相比，已表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。腦內(nèi)抑制實(shí)驗(yàn)證明，[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI對于α4β2 nAChR和5-羥色胺受體幾乎沒有結(jié)合，驗(yàn)證了此三個(gè)放射性配體對于α7 nAChR具有良好的選擇性。大鼠PET/CT及SEPCT/CT顯像研究結(jié)果表明，這三個(gè)放射性配體具有較高濃度的腦攝取，并具有適宜的腦部滯留，適于進(jìn)行PET顯像研究。另外，研究成員還對YLF標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行了半致死劑量毒性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明其半致死劑量LD50值為53.70 mg/kg，該數(shù)量級別遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了臨床上做一次PET顯像所注射的劑量，使用安全。這些優(yōu)良的性質(zhì)均表明[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI可以作為潛在的α7 nAChR PET顯像劑被人們進(jìn)行深入研究。鑒于[18F]YLF和[125I]YLI的優(yōu)良體內(nèi)性質(zhì)，該課題組隨后計(jì)劃對其進(jìn)行質(zhì)量控制、藥物代謝和急性毒性等臨床前研究，并得到了部分結(jié)果。急性毒性實(shí)驗(yàn)表明，[18F]YLF和[125I]YLI毒性較小。急毒實(shí)驗(yàn)表明，按正?；铙w成像劑量放大1 000倍時(shí)，仍無明顯毒性。[18F]YLF和[125I]YLI正在加速臨床轉(zhuǎn)化，有望成為臨床使用的新型AD診斷放射性藥物[10]。

2.4 YSSCREKA肽

靜脈血栓核素顯像分為非特異(如99Tcm-MAA)和特異(如抗纖維蛋白抗體、抗血小板抗體、RGD肽等)放射性核素顯像。由于抗體在血液循環(huán)時(shí)間較長、在肺內(nèi)的放射性聚積時(shí)間較長，因此臨床應(yīng)用受限。而小肽段的顯像劑可從血液循環(huán)中很快被清除。CREKA肽由Simberg等[53]通過體內(nèi)噬菌體展示技術(shù)篩選獲得，可特異性結(jié)合纖維蛋白-纖維連接蛋白復(fù)合物，用于血栓形成早期、腫瘤微環(huán)境、動(dòng)脈粥樣硬化及心肌缺血再灌注研究[53-55]。Zhong等[56]報(bào)道CREKA肽的納米顆粒被用于急性血栓的核磁共振-超聲-光聲多模態(tài)成像研究中。張春麗課題組[11]則將其用于放射性核素131I標(biāo)記含CREKA的八肽YDDCREKA，對其在動(dòng)物模型中的早期血栓顯像及體內(nèi)生物分布進(jìn)行研究。研究修飾為：CREKA肽的半胱氨酸端加酪氨酸及D型絲氨酸，形成Y-(D)Ser-(D)Ser-CREKA八肽，以便被131I標(biāo)記。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：標(biāo)記產(chǎn)物采用放射性紙層析法測得的標(biāo)記率為77.7%±0.7%，經(jīng)Sephadex G10柱純化后放射化學(xué)純度為90.0%±3.1%。131I-YSSCREKA在室溫下磷酸鹽溶液中前6 h放射化學(xué)純度大于80%，72 h放射化學(xué)純度大于75%，說明131I-YSSCREKA在體外穩(wěn)定性較高。結(jié)果表明：131I-YSSCREKA在血液中6 h的放射性攝取為(0.44±0.05)%ID/g，12 h的放射性攝取為(0.12±0.04)%ID/g，血液清除較快；在腎、膀胱積聚較高，在肝積聚低，表明131I-YSSCREKA主要經(jīng)泌尿系統(tǒng)排泄。131I-YSSCREKA在胃積聚較高，尤其12 h的放射性攝取可達(dá)(0.74±0.19)%ID/g，但隨著時(shí)間延長放射性攝取逐漸下降。活體動(dòng)物模型顯像結(jié)果可知：131I-YSSCREKA肽注射后20 h左右血栓病灶出現(xiàn)明顯放射性濃聚，至48 h時(shí)逐漸減淡至消失。結(jié)果表明該分子探針有可能作為早期血栓的顯像劑，但血栓部位的放射性攝取有待于進(jìn)一步提高。

3 挑戰(zhàn)與展望

一種新藥的研發(fā)到臨床應(yīng)用少則需要3～5 a，長達(dá)5～8 a或更漫長時(shí)間，所以藥物研發(fā)是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是耗時(shí)、耗資、回饋晚及潛在風(fēng)險(xiǎn)的事情，這也是阻礙放射性藥物發(fā)展的原因之一。放射性藥物臨床轉(zhuǎn)化需要具有資質(zhì)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的企業(yè)介入和國家政府相關(guān)部門的大力支持。2018年國家科技部組織的629次香山科學(xué)會(huì)議“放射性藥物化學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略”研討會(huì)，與會(huì)專家學(xué)者們提出“中國放射性藥物路在何方？”、“二十世紀(jì)分子是18F-FDG”、“二十一世紀(jì)分子是68Ga/177Lu-PMSA或放射性核素標(biāo)記的PD-1/PD-L1？”值得我們深思。近年來民營企業(yè)十分活躍，高度關(guān)注和積極投資放射性藥物產(chǎn)業(yè)，東誠藥業(yè)先后收購中國森科醫(yī)藥、成都云克藥業(yè)和安迪科醫(yī)藥集團(tuán)有限公司后大力發(fā)展核醫(yī)學(xué)放射性診斷和治療藥物；成都紐瑞特醫(yī)療科技股份有限公司主要研發(fā)治療放射性藥物如釔[90Y]碳微球介入治療肝癌等；北京先通國際醫(yī)藥科技股份有限公司正在研發(fā)18F標(biāo)記心肌顯像劑、Aβ和tau蛋白用于AD診斷正電子放射性藥物及腫瘤治療藥物。放射性藥物的研發(fā)及其臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用過程十分復(fù)雜，涉及核化學(xué)、核醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等諸多領(lǐng)域。此外，放射性新藥的研制內(nèi)容包括了工藝路線、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、臨床前藥理及臨床研究。同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還必須研究該藥的理化性能、純度(包括核素純度)及檢驗(yàn)方法、藥理、毒理、動(dòng)物藥代動(dòng)力學(xué)、放射性比活度、劑量、劑型、穩(wěn)定性等。一個(gè)適于臨床轉(zhuǎn)化的放射性藥物常具備以下特點(diǎn)：(1) 藥物自身具有明顯的臨床應(yīng)用意義；(2) 在生物體內(nèi)具有適用于顯像的藥物代謝水平；(3) 在生物體內(nèi)具有良好的藥物與靶點(diǎn)結(jié)合的藥效水平；(4) 選取半衰期適宜的同位素進(jìn)行放射性標(biāo)記；(5) 較低的輻射負(fù)荷和較低的毒性。其中放射性核素標(biāo)記和生物安全是基礎(chǔ)，對于臨床前和臨床Ⅰ、Ⅱ期的研究來說，良好的藥效學(xué)和藥物代謝動(dòng)力學(xué)是成功的關(guān)鍵[57]。在臨床轉(zhuǎn)化研究中一方面可能會(huì)因?yàn)樗幬?靶點(diǎn)結(jié)合力不夠，顯示出足夠的信噪比，以致于無法應(yīng)用于人體顯像[58-59]；另一方面也可能因?yàn)樗幬锎x不佳，而產(chǎn)生一定的藥物毒性導(dǎo)致臨床轉(zhuǎn)化失敗。20世紀(jì)50年代后期，我國臨床核醫(yī)學(xué)開始放射性藥物診斷和治療。20世紀(jì)60年代初期，我國才開始研制放射性藥物。雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的放射性藥物取得了很大的進(jìn)步，但與國外先進(jìn)水平相比仍存在一定的差距[60]。放射性藥物能將醫(yī)學(xué)生物學(xué)基礎(chǔ)科研成果快速且有效地轉(zhuǎn)化為可在臨床實(shí)際應(yīng)用的藥物，實(shí)現(xiàn)理論研究向?qū)嶋H應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，故大力研究新型放射性藥物必然是核醫(yī)學(xué)、核化學(xué)與放射化學(xué)的研究趨勢所在。