177Lu放射性治療藥物研究新進(jìn)展

楊宇川，闞文濤，楊 夏，魏洪源，卓連剛，王 靜，廖 偉，趙 鵬，王關(guān)全

(1.中國工程物理研究院 核物理與化學(xué)研究所，四川 綿陽 621999；2.國家衛(wèi)生健康委員會(huì)核技術(shù)醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(綿陽市中心醫(yī)院)，四川 綿陽 621099；3.核醫(yī)學(xué)與分子影像四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 綿陽 621999)

作為醫(yī)用核素，177Lu因其本身的諸多特性而引起放藥領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，如其衰變產(chǎn)生低能β-粒子，半衰期為6.646 d。在制備方面，多個(gè)研究型反應(yīng)堆可以制備得到高比活度177Lu，易得性也使得其作為靶向治療核素引起廣泛關(guān)注。與此同時(shí)，177Lu衰變過程中產(chǎn)生的伽馬射線及其能量特性使其適合應(yīng)用于單光子計(jì)算機(jī)斷層掃描(SPECT)，所獲得的圖像可用于獲取放射性藥物的靶向性、治療前的成像與腫瘤及組織器官吸收劑量的評估、藥物代謝動(dòng)力學(xué)以及排泄行為，因此177Lu也可以作為診療一體化核素應(yīng)用。本文綜述了近兩年177Lu作為治療核素及診療一體化核素的臨床前研究及臨床應(yīng)用的最新研究進(jìn)展。

1 177Lu放射性藥物的標(biāo)記技術(shù)

177Lu作為鑭系金屬元素，其衰變示意圖示于圖1。在標(biāo)記方面，pH和溫度是重要參數(shù)，配體與Lu3+配位的路易斯堿的質(zhì)子化作用會(huì)極大程度的削弱配位率，因此通常在較高pH條件下的配位反應(yīng)會(huì)較快。但是在pH>6時(shí)，Lu3+會(huì)形成穩(wěn)定的氫氧化物，為確保沒有沉淀產(chǎn)生，獲得較高的標(biāo)記率，Lu的標(biāo)記反應(yīng)在pH為4～6區(qū)間進(jìn)行[1]。在標(biāo)記結(jié)束后，標(biāo)記物在pH>6的環(huán)境中穩(wěn)定存在[2]。對于DOTA，在25～37 ℃條件下標(biāo)記需要1 h以上，在80 ℃以上反應(yīng)，標(biāo)記時(shí)間需要10 min以上。對于其他配體如CHXA-DTPA及1B4M-DTPA，通常在4～25 ℃條件下標(biāo)記需要進(jìn)行1 h?？偟膩碚f，較低的溫度及較短的標(biāo)記時(shí)間可以避免非必要的降解，尤其對熱敏感的蛋白尤為重要。

圖1 177Lu衰變示意圖Fig.1 The scheme of 177Lu decay

Lu與幾種常見配體在25 ℃，0.1 mol/L HNO3條件下形成的金屬配合物的結(jié)合常數(shù)lgKb分別為：177Lu-EDTA為19.65，177Lu-DTPA為22.44，Lu-DOTA為25.4。177Lu-TETA在25 ℃，0.2 mol/L NaNO3條件下形成的金屬配合物的結(jié)合常數(shù)lgKb為15.31。相比之下，DOTA與177Lu形成的配合物的熱力學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于其他常用的脂肪類或環(huán)狀氨基羧酸酯類配體與177Lu形成的配合物[3]。雖然穩(wěn)定常數(shù)很高，Lu3+與DOTA及其他大環(huán)配體的配位反應(yīng)速度很慢，特別是在177Lu放射性藥物制備時(shí)，177Lu及配體的濃度一般都很低。這是177Lu標(biāo)記藥物在制備方面的一大劣勢。對于多肽類藥物，為獲得較高的標(biāo)記率，需將177Lu的標(biāo)記溫度提升到95 ℃以上，可以將標(biāo)記時(shí)間縮短至25～30 min，如果在25～37 ℃條件下，則要反應(yīng)1 h以上。

2020年，Srensen等采用Trasis miniAllinone完成了符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的177Lu-PSMA自動(dòng)化合成，可與68Ga-PSMA協(xié)同完成對前列腺癌的診療一體化。標(biāo)記反應(yīng)在2 mL pH為4.5抗壞血酸溶液中進(jìn)行，120 ℃反應(yīng)100 s，105 ℃反應(yīng)800 s，制備過程總歷時(shí)30 min，放化純度大于98%，校正后的最高活度為15.3 GBq[4]。Eryilmaz等在2021年采用Modular Lab Easy (ML Easy)自動(dòng)化合成177Lu標(biāo)記的纖維活化蛋白特異性抑制劑FAPI。在pH為4.5的抗壞血酸緩沖體系中，在95 ℃反應(yīng)20 min即可完成，產(chǎn)物177Lu-DOTA-FAPI-04標(biāo)記率為(88±3)%；177Lu-DOTA-FAPI-46標(biāo)記率為(86±3)%，放化純度大于99%，標(biāo)記物可穩(wěn)定保持4 d[5]。FAPI可用于乳腺癌，卵巢癌等多種腫瘤的治療，首次完成可重復(fù)的177Lu-FAPI的自動(dòng)化合成為該藥的制備提供了便利。

考慮到抗體對高溫的耐受力有限，177Lu標(biāo)記DOTA修飾的抗體時(shí)，標(biāo)記溫度只能夠控制在60 ℃來縮短標(biāo)記時(shí)間，同時(shí)獲取高標(biāo)記率。Sinnes等[6]在2019年考察了新配體AAZTA與不同三價(jià)金屬的配位效率，如圖2所示，AAZTA是一個(gè)混合配體，兼具環(huán)狀與芳香族配體的特性。不同于大環(huán)配體DOTA，AAZTA與177Lu形成標(biāo)記物的幾何構(gòu)型與DOTA不同。對于DOTA，用于配位的原子從N2O2到N2O4不等，其中的一個(gè)羧基集團(tuán)用于靶向分子的雙功能化，對于三價(jià)放射性金屬，DOTA與其形成的復(fù)合物整體呈現(xiàn)電中性。而AAZTA用N3O4核與Lu形成整體靜電荷為-1的配合物。整體的負(fù)電荷是由于四個(gè)去保護(hù)的羧基用于與放射性金屬Lu進(jìn)行配位，四個(gè)羧酸集團(tuán)的負(fù)電荷過度代償了放射性金屬Lu的3價(jià)正電。AAZTA在溫和條件下可以標(biāo)記三價(jià)的放射性金屬如68Ga,44Sc及177Lu。Sinnes等評價(jià)了多肽TOC與配體AAZTA形成的復(fù)合物AAZTA-TOC與68Ga，44Sc及177Lu的配位能力與穩(wěn)定性[6]。AAZTA-TOC在溫和條件下可以短時(shí)間內(nèi)完成177Lu的放射性標(biāo)記，制備得到177Lu-AAZTA-PSMA-617，室溫下標(biāo)記率大于99%，標(biāo)記時(shí)間小于5 min，在人血清、PBS、EDTA、DTPA溶液中1 d后仍然穩(wěn)定。177Lu-AAZTA-PSMA-617對PSMA陽性的LNCap細(xì)胞的抑制常數(shù)Ki為8～31 nmol/L，與PSMA相當(dāng)。在內(nèi)化比例方面，177Lu-AAZTA-PSMA-617對GCP-1的細(xì)胞內(nèi)化率為13%～20% IA/106細(xì)胞，PSMA-617對GCP-1的細(xì)胞內(nèi)化率為17%～20% IA/106細(xì)胞[7]。從標(biāo)記溫度、標(biāo)記時(shí)間、標(biāo)記率、標(biāo)記物穩(wěn)定性以及細(xì)胞層面的生物性質(zhì)來看，新配體AAZTA合格，替換DOTA后，在體外對LNCaP細(xì)胞的親和性未呈現(xiàn)負(fù)面影響，同時(shí)還提供了快速而溫和的標(biāo)記條件，具備進(jìn)入自動(dòng)化合成研究的條件，可以使AAZTA-PSMA-617應(yīng)用到活體的診療一體化當(dāng)中。但若考慮在臨床上以AAZTA替代DOTA，除考慮AAZTA的放射性標(biāo)記性質(zhì)，177Lu-AAZTA-PSMA-617的體外穩(wěn)定性及體外靶向前列腺癌的特性外，還應(yīng)評價(jià)其在活體中對前列腺癌的靶向能力和代謝情況。

圖2 AAZTA-PSMA-617結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Molecular structure of AAZTA-PSMA-617

2 臨床前177Lu放射性藥物

2.1 177Lu標(biāo)記的納米顆粒

近幾年放射性標(biāo)記納米顆粒迅速發(fā)展成為微腫瘤領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。納米科技、放射化學(xué)及同位素生產(chǎn)推動(dòng)了放射性標(biāo)記的納米顆粒在腫瘤診斷及治療方面的應(yīng)用。納米顆粒的尺寸設(shè)計(jì)符合腫瘤的脈管系統(tǒng)，確保在活體用藥時(shí)非靶點(diǎn)部位泄露的藥物量最小化。相比于其他種類的放射性藥物，放射性標(biāo)記的納米顆粒的優(yōu)點(diǎn)在于其可以提供快速、高效及放射化學(xué)穩(wěn)定的放射性標(biāo)記而不改變納米顆粒固有的藥代動(dòng)力學(xué)特性[8-10]。在納米顆粒表面修飾多功能的靶向基團(tuán)或多功能的治療性基團(tuán)可以實(shí)現(xiàn)納米顆粒的功能化。在眾多納米顆粒當(dāng)中，金納米顆粒在近紅外區(qū)有吸收，當(dāng)其處于激光輻照或射頻場中時(shí)能夠?qū)?xì)胞造成不可逆的熱損傷[11]。177Lu標(biāo)記納米顆粒是多功能化的靶向放射性藥物，同時(shí)充當(dāng)著放療、熱消融及多方式成像試劑的角色。

2021年，Kogos等以177Lu標(biāo)記血栓調(diào)節(jié)蛋白抗體(mAb-201b)偶聯(lián)的金納米顆粒用于診療一體化研究，通過小鼠模型SPECT顯像驗(yàn)證抗體偶聯(lián)金納米顆粒放射性藥物的腫瘤靶向性。在納米顆粒上偶聯(lián)抗體，在鼠模型內(nèi)實(shí)現(xiàn)了特定抗原血栓調(diào)節(jié)蛋白的靶向，未對周圍正常組織造成影響[12]。臨床研究的經(jīng)驗(yàn)表明，相比多個(gè)靶向基團(tuán)修飾的納米顆粒，單個(gè)靶向基團(tuán)修飾的放射性藥物的靶向性會(huì)有所減弱，同時(shí)腫瘤細(xì)胞還可能表現(xiàn)出對放射性藥物的抗性。2020年Yook等采用177Lu標(biāo)記的雙靶向納米藥物增強(qiáng)金納米顆粒的靶向性，提高對乳腺癌的治療效果。Yook等用曲妥單抗及帕尼單抗修飾直徑為15 nm金納米顆粒，實(shí)現(xiàn)對HER-2以及EGFR的雙靶向；同時(shí)對金納米顆粒進(jìn)行PEG3000修飾后連接DOTA，進(jìn)行177Lu標(biāo)記。在雙靶向的放射性納米顆粒作用下HER-2以及EGFR雙陽性的MDA-MB-231-H2N細(xì)胞存活率僅為(18.8±1.0)%，而單靶向的放射性納米顆粒作用下細(xì)胞存活率均大于50%。對僅HER-2陽性的BT-474以及僅EGFR陽性的MDA-MB-468細(xì)胞，雙靶向放射性納米顆粒的細(xì)胞毒性均大于單靶向放射性納米顆粒。同時(shí)，乳腺癌細(xì)胞核展現(xiàn)了36～119 Gy的高吸收劑量。該項(xiàng)研究有望解決對HER-2靶向放射性藥物有抗性的乳腺癌的治療問題[13]。但由于采用重金屬，在臨床應(yīng)用時(shí)的生物適應(yīng)性仍需要在該種藥物進(jìn)入臨床階段時(shí)進(jìn)行考察。

考慮到采用重金屬的生物相容性問題，放射性標(biāo)記納米材料可以采用如硅基及仿生材料等生物相容性高的材料。Zhang等在2020年采用177Lu標(biāo)記的α-促黑素細(xì)胞激素功能化的超小硅殼核納米顆粒用于黑色素瘤的治療。硅殼核納米顆粒以PEG及熒光素修飾，再將每個(gè)納米顆粒的表面修飾10～15個(gè)α-促黑素細(xì)胞激素(αMSH)環(huán)狀肽類似物。177Lu-αMSH作為整個(gè)納米顆粒的靶向功能基團(tuán)靶向惡性腫瘤的黑素-1受體[14]，其在核素靶向治療方面的有效性已經(jīng)在臨床前研究中得到了驗(yàn)證[15]。放射性標(biāo)記納米顆粒對MCI-R(+)細(xì)胞產(chǎn)生次納摩爾親和性及高效的內(nèi)化作用。在Mα1腫瘤小鼠模型的體內(nèi)分布方面，腫瘤的攝取率在注射后4 h為(5.47±2.5)%ID/g，24 h為(9.29±4.74)%ID/g。在B16F10小鼠模型中，4 h和24 h后的腫瘤攝取率分別為(10.4±3.56)%ID/g和(9.56±1.57)%ID/g。Mα1腫瘤小鼠模型在給藥4～24 h后，腫瘤部位的放射性攝取持續(xù)上升，在腫瘤部位的滯留時(shí)間可長達(dá)96 h。放射性標(biāo)記納米顆粒經(jīng)腎臟排泄，96 h后可將80%以上的放射性劑量排出體外。接受0.5 mCi該標(biāo)記納米顆粒治療的B16F10腫瘤小鼠存活時(shí)間延長至25 d，并提高了存活率，在18 d時(shí)存活率仍為100%[16]。Chakravarty等在2020年仿生合成了內(nèi)含177Lu的混合微球用于黑色素瘤B16F10的治療，采用人血清蛋白介導(dǎo)的生物礦化過程，內(nèi)在標(biāo)記[177Lu]Lu2O3納米顆粒于蛋白框架之內(nèi)。[177Lu]Lu2O3-HSA對黑色素瘤B16F10細(xì)胞具有特異性親和力，體內(nèi)分布研究顯示腫瘤在4 h的攝取率為(11.7±2.1)%ID/g，在腫瘤中滯留7 d，體內(nèi)其他組織清除快，在治療效果方面可抑制腫瘤達(dá)21 d[17]。

2.2 177Lu標(biāo)記的多肽

177Lu放射標(biāo)記多肽靶向在腫瘤表面特異性表達(dá)的受體。考慮到靶向血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的177Lu標(biāo)記單抗[18]及抗體的單鏈重組衍生物[19]在鼠模型中展現(xiàn)了腫瘤抑制作用，新近的研究致力于探索具有靶向VEGF新機(jī)制的177Lu標(biāo)記的多肽。神經(jīng)磷脂-1 (NRP-1)是存在于多種類型癌細(xì)胞的表面受體，其過表達(dá)及其與血管內(nèi)皮生長因子-165 (VEGF165)的相互作用與腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。因此，阻斷VEGF165/NRP-1的相互作用是對NRP-1相關(guān)病理進(jìn)行顯像和治療一種很有前景的策略。在2022年，Masowska等設(shè)計(jì)并合成了兩種已知的VEGF165/NRP-1復(fù)合物的多肽抑制劑A7R及其較短的類似物枝狀肽類Lys(hArg)-Dab-Pro-Arg，并以68Ga和177Lu放射性核素標(biāo)記分別用于診斷和治療。在模擬人體體液中標(biāo)記物的穩(wěn)定性良好，然而由于酶降解作用導(dǎo)致其在人血清中穩(wěn)定性不足，需要對肽結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾提高其穩(wěn)定性[20]。在研究放射性標(biāo)記的受體拮抗劑多肽方面，采用合理的多肽結(jié)構(gòu)能夠有效避免酶降解作用，從而提高其體內(nèi)穩(wěn)定性，如Behnammanesh等在2020年采用177Lu標(biāo)記生長激素抑制劑受體拮抗劑DOTA-p-CI-phe-cyclo-cn-Cys-L-BzThi-D-Aph-Lys-Thr-Cys-D-Tyr-NH2用于神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的治療。生長激素抑制素由于內(nèi)生多肽酶的作用，血漿半衰期僅為3 min，研究中采用合成的多肽在避免多肽酶降解的同時(shí)，保留了多肽的特異靶向性。標(biāo)記多肽具有高親和性，Kd=12.06 nmol/L，Bmax=0.2 pmol/106細(xì)胞，內(nèi)化率小于5%。腫瘤模型中4 h后有效的腫瘤攝取率為7.3%ID/g，血液清除較快，靶/非靶比高[21]。該標(biāo)記多肽具有良好的體內(nèi)生物學(xué)性質(zhì)，但作為治療藥物對腫瘤的治療抑制作用的評價(jià)需要做進(jìn)一步補(bǔ)充。放射性標(biāo)記的環(huán)狀RGD多肽及其多聚體在腫瘤顯像方面的應(yīng)用較多，但由于治療性藥物要求具有腫瘤高攝取、長滯留時(shí)間以及對非靶組織的低放射性濃聚等特性，制約著RGD在腫瘤治療方面的應(yīng)用，尤其是較高的腎臟攝取。2013年，鼠腫瘤模型中驗(yàn)證了177Lu-DOTA-E(cRGDfk)2對腫瘤的特異性富集后[22]，2020年P(guān)irooznia等不僅對多肽的體內(nèi)生物學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了評價(jià)，還對小細(xì)胞肺癌的治療效果進(jìn)行了評價(jià)。在靶向性方面，靶向腫瘤細(xì)胞的特異性結(jié)合大于95%。腫瘤鼠模型體內(nèi)分布顯示，靜脈注射放射性藥物4 h后，腫瘤中達(dá)到最大富集，腎清除快。治療實(shí)驗(yàn)中，鼠模型的腫瘤體積發(fā)生明顯縮小[23]。同時(shí)，177Lu-DOTA-E(cRGDfk)2與68Ga-DOTA-E(cRGDfk)2組合進(jìn)行的放射性診療一體化也已經(jīng)在臨床上得到驗(yàn)證，豐富了RGD多肽在臨床診療一體化的應(yīng)用[24]。鑒于趨化因子-4受體(CXCR-4)在腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移中發(fā)揮了重要作用，早期研究采用68Ga標(biāo)記靶向配體用于CXCR-4陽性腫瘤的顯像診斷[25]，后拓展到177Lu及90Y用于CXCR-4陽性腫瘤的多肽靶向治療[26]，在采用18F-FDG驗(yàn)證了臨床上177Lu及90Y用于CXCR-4多肽靶向治療的效果后，該策略新型放射性藥物的臨床前研發(fā)也陸續(xù)跟進(jìn)。ávila-Sánchez等在2020年制備了177Lu-CXCR4-L，考察了其對表達(dá)趨化因子-4受體(CXCR-4)的乳腺癌及惡性膠質(zhì)瘤的治療，采用CXCR-4陽性的Du-4475乳腺癌細(xì)胞及C6惡性膠質(zhì)瘤的鼠模型進(jìn)行體內(nèi)性質(zhì)評價(jià)。標(biāo)記物的Kd<10 nmol/L。鼠模型的體內(nèi)分布顯示，注藥96 h后，Du-4475乳腺癌細(xì)胞及C6惡性膠質(zhì)瘤鼠模型腫瘤部位的放射性攝取率分別為(1.95±0.48)%ID/g，(1.57±0.17)%ID/g，此時(shí)其他器官的放射性幾乎完全排出[27]。在Du-4475乳腺癌細(xì)胞及C6惡性膠質(zhì)瘤鼠模型中，幾乎完全排出，腸及腎的放射性攝取接近或略高于腫瘤組織，直到48 h才有所下降。放射性標(biāo)記多肽的結(jié)構(gòu)會(huì)對其生物性質(zhì)產(chǎn)生影響，其中包括多肽本身、連接劑及配體與放射性核素形成的配合物。2020年，Ding等研究了小細(xì)胞肺癌細(xì)胞對不同側(cè)鏈長度的177Lu標(biāo)記環(huán)狀NGR的攝取量，雖然不同結(jié)構(gòu)的標(biāo)記多肽的A549細(xì)胞攝取均可觀，但由于NGR多肽在轉(zhuǎn)化中會(huì)形成isoDGR，其含量將改變腫瘤細(xì)胞對多肽的攝取特性，因此可通過改變NGR的側(cè)鏈長度調(diào)節(jié)小細(xì)胞肺癌細(xì)胞對標(biāo)記多肽的攝取[28]。但該研究僅停留在細(xì)胞研究水平，在活體中由于代謝等其他因素，側(cè)鏈長度是否仍然能夠影響多肽的腫瘤攝取，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

在SSTR受體放射性多肽靶向治療方面，最初90Y-DOTATOC及90Y-DOTATATE因?yàn)橹委熜Ч硐氲靡云毡閼?yīng)用。為提高治療效果，研究拓展β核素177Lu，177Lu-DOTATATE受到關(guān)注，而DOTATOC僅用來制備68Ga-DOTATOC與177Lu-DOTATATE組合進(jìn)行診療一體化研究[29]。Krebs等在2020年采用正位嫁接神經(jīng)內(nèi)分泌瘤鼠模型，比較兩個(gè)用藥循環(huán)的SSTR拮抗劑177Lu-DOTA-JR11以及SSTR激動(dòng)劑177Lu-DOTATOC的治療效果。結(jié)果顯示，在輻射敏感期G2/M期的細(xì)胞累積及腫瘤體積縮小方面，拮抗劑均強(qiáng)于激動(dòng)劑；鼠模型存活時(shí)間上，拮抗劑為207 d，激動(dòng)劑為126 d；腫瘤放射性攝取方面，拮抗劑是激動(dòng)劑的4倍；在第一個(gè)用藥循環(huán)，拮抗劑的腫瘤/腎放射性攝取比是激動(dòng)劑的3倍；第二個(gè)用藥循環(huán)上，激動(dòng)劑的腫瘤攝取率降低而拮抗劑保持穩(wěn)定[30]。總體來看，拮抗劑的效果均優(yōu)于激動(dòng)劑。

177Lu-DOTATATE的NETTER-1臨床實(shí)驗(yàn)[31]直接促進(jìn)其得到歐洲藥監(jiān)局及美國藥監(jiān)局的批準(zhǔn)。為進(jìn)一步加強(qiáng)177Lu-DOTATATE的臨床治療效果，近兩年其與化療藥物進(jìn)行聯(lián)合治療的協(xié)同方案得以開發(fā)，采用化療藥物作用于腫瘤細(xì)胞核的DNA，協(xié)同放射性藥物的射線作用殺死癌細(xì)胞。2020年，Cullinane等采用177Lu-DOTA-TATE聯(lián)合小分子聚(ADP-核苷)聚合酶-1他拉唑帕尼抑制劑對二者的聯(lián)合治療效果進(jìn)行臨床前評價(jià)。在表達(dá)SSTR2的AR42J細(xì)胞模型中，聯(lián)合用藥方式比單獨(dú)使用177Lu-DOTA-TATE產(chǎn)生更多的DNA雙鏈斷裂，進(jìn)一步采用AR42J活體鼠模型顯示聯(lián)合用藥的抗癌效力明顯強(qiáng)于單獨(dú)使用177Lu-DOTA-TATE[32]。

GRPR拮抗劑相比于相應(yīng)的激動(dòng)劑對腫瘤細(xì)胞的特異性親和力高，副作用小，可以彌補(bǔ)其對腫瘤細(xì)胞的攝取不及激動(dòng)劑的劣勢。所以GRPR拮抗劑常作為對該受體放射性多肽靶向治療的首選，有報(bào)道篩選生物性質(zhì)更佳的GRPR受體拮抗劑進(jìn)行核素多肽靶向治療。例如，2017年GRPR拮抗劑NeoBoMB1由于其對GRP受體具有納摩爾范圍的親和性及高活體穩(wěn)定性得到開發(fā)，177Lu-NeoBoMB1及68Ga-NeoBoMB1的腫瘤攝取都很高，且對腫瘤的顯像也很清晰。68Ga-NeoBoMB1的臨床顯像效果好，即將開展177Lu-NeoBoMB1治療效果的臨床評價(jià)[33-34]。在這個(gè)背景下，2020年Rousseau等比較了GRPR拮抗劑177Lu-ProBoMB1以及177Lu-NeoBoMB1作為表達(dá)GRPR前列腺癌治療藥物的生物性質(zhì)。在細(xì)胞層面，177Lu-NeoBoMB1對腫瘤細(xì)胞GRPR受體特異性結(jié)合(Ki=(2.26±0.24) nmol/L)優(yōu)于177Lu-ProBoMB1(Ki=(30.2±3.23) nmol/L)。177Lu-ProBoMB1在PC-3鼠模型中,注射后1、4和24 h、腫瘤攝取率分別為(3.38±1.00)%ID/g、(1.32±0.24)%ID/g和(0.31±0.04)%ID/g，均小于相同時(shí)間點(diǎn)的177Lu-NeoBoMB1的腫瘤攝取，同時(shí)在腫瘤與腎臟的放射性攝取比方面，177Lu-NeoBoMB1的攝取比高?？傮w來看177Lu-NeoBoMB1比177Lu-ProBoMB1的治療效果好[35]。盡管在二者比較中，總體治療指數(shù)高的177Lu-NeoBoMB1被篩選出來，但其高卵巢攝取是一大缺陷。如何通過改變連接劑或者改變核素克服卵巢高放射性吸收將成為其進(jìn)一步開發(fā)所面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

2.3 177Lu標(biāo)記的抗體

在放射免疫治療中，與抗體搭配的核素應(yīng)考慮其半衰期及發(fā)射粒子的能量。通常，半衰期為幾天的核素由于跟抗體的生物攝取時(shí)間匹配，可用于放射性標(biāo)記抗體的免疫治療。與90Y(半衰期為2.7 d)相比，177Lu(半衰期為6.647 d)更有利于統(tǒng)籌放射性標(biāo)記抗體的制備及制定治療計(jì)劃。同時(shí)，由于177Lu的β-粒子的能量較低，造成的骨髓毒性較低,對周圍正常細(xì)胞的輻射劑量低，腎毒性也較低。

Yeh等2020年采用177Lu標(biāo)記磷脂酰肌醇聚糖-1抗體(177Lu-Miltuximab)，在Du-145鼠模型體內(nèi)觀察其對前列腺癌的免疫治療。鼠模型單劑注射6 MBq的177Lu-DOTA-Miltuximab，7 d后，腫瘤部位的濃聚(6.5 ID/g)大于其他正常組織。單劑注射放射性藥物比其非放對照產(chǎn)生了更佳的腫瘤抑制效果，單劑注射10 MBq的177Lu-DOTA-Miltuximab可將小鼠的存活天數(shù)從45 d延長至85 d[36]。標(biāo)記抗體具有放射免疫治療效果，但需較長時(shí)間方可觀察到腫瘤的放射性濃聚。為保留良好的靶向性并縮短形成明顯腫瘤信號所需要的時(shí)間，Delage等2020年采用腫瘤上皮標(biāo)記物-1(TEM-1)scFv-Fc融合抗體1C1m-Fc，與p-SCN-Bn-DOTA偶聯(lián)后標(biāo)記177Lu，標(biāo)記后的抗體免疫反應(yīng)性82%～90%。體內(nèi)分布實(shí)驗(yàn)顯示，標(biāo)記抗體在(TEM-1)+腫瘤細(xì)胞中有特異性攝取，且攝取量與每個(gè)抗體上DOTA數(shù)量正相關(guān)。在SPECT顯像中，注藥72 h后(TEM-1)+的腫瘤部位的信號比(TEM-1)-的腫瘤部位的信號強(qiáng)1.9倍[37]。通過調(diào)節(jié)每個(gè)抗體上的配體DOTA數(shù)量可以增強(qiáng)(TEM-1)+腫瘤部位的放射性攝取，但標(biāo)記抗體從進(jìn)入體內(nèi)到在靶向部位形成對比信號的時(shí)間較長，還應(yīng)該改進(jìn)抗體的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

在免疫治療當(dāng)中，采用放射性標(biāo)記的大分子抗體時(shí)，達(dá)到理想的治療效果和較長血液循環(huán)造成的血液毒性是兩個(gè)對立的因素[38]，可以選擇小分子抗體或者抗體片段來打破這一局限[39]。較小的分子尺寸使得其快速的血液清除，并且快速均勻的實(shí)現(xiàn)在腫瘤組織中的分布，可以較早的實(shí)現(xiàn)腫瘤組織接受較高的輻射，減輕血液毒性，考慮核素的衰變，以上特性均有利于放射免疫治療發(fā)揮其優(yōu)勢。

2020年Tsai等采用177Lu標(biāo)記PSCA微抗體A11制備177Lu-DTPA-A11，其對22Rv1-PSCA腫瘤小鼠模型進(jìn)行放射免疫治療，試圖用微抗體代替抗體，實(shí)現(xiàn)在腫瘤部位的快速富集，評價(jià)其作為表達(dá)前列腺干細(xì)胞抗原(PSCA)的前列腺癌治療藥物的效果。靜脈注射放射性藥物8 h后，腫瘤的放射性攝取值達(dá)到最高，但注射后72 h，肝腎的放射性仍較高。在細(xì)胞毒性方面，注射0.19 MBq的放射性藥物168 h后，22Rv1-PSCA腫瘤細(xì)胞的存活率僅為24%。作為對照， 雖然I-131標(biāo)記的微抗體及非放射性微抗體A11的治療效果比177Lu-DTPA-A11[40]抑瘤效果好，但腎清除較慢，其代謝性能會(huì)成為臨床應(yīng)用障礙。其他研究中，采用抗體片段試圖改善藥代動(dòng)力學(xué)，但仍未能解決腎臟清除慢的問題。Carpanese等2020年為解決177Lu-PSMA抑制劑在藥代動(dòng)力學(xué)及計(jì)量學(xué)方面的缺陷，采用177Lu標(biāo)記DOTA修飾的lgGD2B抗體的單鏈變異片段(177Lu-ScFvD2B)對表達(dá)PSMA的前列腺癌進(jìn)行免疫診療。177Lu-ScFvD2B對PSMA陽性的LNCap的親和性及內(nèi)化效果均優(yōu)于PSMA陰性的PC-3細(xì)胞。在健康裸鼠中，藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)顯著改善，非靶組織清除快，肝部的累積少，但腎的清除較慢。以肺微小腫瘤小鼠模型進(jìn)行的micro-SPECT/CT顯示，在注射初期，LNcap腫瘤組織的攝取率較低，隨后逐步提高，在192 h達(dá)到最大值。雖然腎清除慢的問題仍然存在，但該放射性藥物展現(xiàn)了腫瘤攝取率高、腫瘤滯留時(shí)間長的優(yōu)勢[41]。Borgna等為了解決腎清除慢的問題，2020年采用清除速度快的小分子PSMA抑制劑(PSMA-11, 2-PSMA, ZJ-43)減少白蛋白結(jié)合的放射性藥物177Lu-PSMA-ACB-56高腎攝取。采利用PSMA-11時(shí)，表達(dá)PSMA的前列腺癌鼠模型中的腎攝取率從(35%～57%) ID/g降低到了(8.3%～9.9%) ID/g。用2.5倍過量的2-PSMA會(huì)提高腫瘤/腎臟的攝取比值[42]。小分子抗體片段及微抗體經(jīng)腎臟排泄，由于放射性的代謝產(chǎn)物在腎細(xì)胞中的累積，造成的腎臟毒性是其應(yīng)用中的劣勢。有研究采用了與注射177Lu標(biāo)記的微抗體同時(shí)注射腎保護(hù)劑的方式降低了腎臟的放射性累積，在治療后未發(fā)現(xiàn)有腎臟的炎癥、細(xì)胞凋亡以及壞死[43]。

2.4 177Lu標(biāo)記的其他分子

臨床上對三陰乳腺癌(TNBC)的治療缺乏有效方案，Hernandez等2020年采用177Lu標(biāo)記腫瘤靶向分子烷基磷酸膽堿(NM600)，實(shí)現(xiàn)對TNBC有效的放射性核素靶向治療。利用同源性4T07(非轉(zhuǎn)移性)/4T1(轉(zhuǎn)移性)腫瘤鼠模型，給藥后，4T07(非轉(zhuǎn)移性)和4T1(轉(zhuǎn)移性)腫瘤的劑量分別為(2.04±0.32) Gy/MBq和(1.68±0.06) Gy/MBq，均大于肝的(1.28±0.09) Gy/MBq以及骨髓的(0.31±0.05) Gy/MBq。注射治療劑量后，鼠模型耐受程度高，177Lu-NM600顯著抑制了鼠模型的腫瘤生長并延長了存活期[44]。該藥物在兩種鼠模型中，表現(xiàn)出優(yōu)秀的腫瘤靶向性及快速的正常組織清除，安全性高，未出現(xiàn)副反應(yīng)，為推進(jìn)臨床應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。

對骨具有高度親和力的雙磷酸化合物最早被99mTc標(biāo)記后用于骨顯像，雙磷酸化合物兼具靶向基團(tuán)和配體的角色[45]。近年來，核素的應(yīng)用從99mTc拓展到了177Lu，如177Lu-BPAPD, Lu-177-BPAMD[46]及177Lu-DOTA-zol[47]。Zakaly等2020年通過理論計(jì)算評價(jià)了177Lu-MDP和177Lu-EDTMP用于骨轉(zhuǎn)移的疼痛緩解治療的可能性，計(jì)算得出177Lu-MDP和177Lu-EDTMP的骨劑量分布高于其他器官，并且放射性標(biāo)記物能夠快速濃聚在骨骼[48]。但這兩種磷酸配體的177Lu放射性標(biāo)記物在活體模型的生物學(xué)分布均需要實(shí)驗(yàn)評價(jià)。99mTc-MDP、153Sm-EDTMP已分別用于骨顯像和骨轉(zhuǎn)移的治療，二者的體內(nèi)分布具有相似性，均快速的累積在骨組織中，注射6 h后，50%的放射性從血液清除由腎臟排出[49-51]。二者可以搭配應(yīng)用于骨轉(zhuǎn)移造成的疼痛緩解的診療一體化。如果應(yīng)用177Lu，有望實(shí)現(xiàn)單一核素的骨疼痛緩解診療一體化，同時(shí)避免153Sm-EDTMP使用過程中出現(xiàn)的“飽和效應(yīng)”而引起的放射性核素153Sm在肝臟的過多累積[52]。

3 臨床研究

3.1 177Lu標(biāo)記的抗體

177Lu-J591作為放射性免疫治療的藥物，其中人源化單克隆抗體J591能靶向PSMA，將177Lu特異性輸送到前列腺腫瘤部位，實(shí)現(xiàn)對惡性前列腺腫瘤的靶向輻照，很快就進(jìn)入了臨床研究階段[53]。目前177Lu-J591正處于前列腺癌治療的臨床ⅡB研究中，有望開發(fā)成為靶向放射性治療藥物，以在腫瘤發(fā)展早期根除微轉(zhuǎn)移病灶。目前的臨床研究有望確定177Lu-J591在轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌(mCRPC)微轉(zhuǎn)移階段對生存期的影響[54]。

在治療轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌方面，除小分子177Lu-PSMA靶向配體藥物受到臨床關(guān)注外，177Lu-J591在臨床研究中顯著減少了前列腺特異性抗原[55]，但其單獨(dú)用藥的效果與小分子177Lu-PSMA靶向配體藥物相比略有遜色[56]。鑒于此，Batra等2020年對mCRPC病例進(jìn)行多西他賽聯(lián)合177Lu-J591治療的臨床1期試驗(yàn)，考察安全性、劑量極限性，以及最大承受劑量。臨床研究的結(jié)果顯示，分次使用177Lu-J591聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)劑量的多西他賽的用藥方案可行，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靶向，初步顯現(xiàn)出有效的治療效果[57]。

3.2 177Lu標(biāo)記的多肽

近兩年，177Lu多肽靶向治療的臨床研究針對多種腫瘤病例，研究的內(nèi)容為臨床用藥劑量的探索。在臨床前研究中發(fā)現(xiàn)靶向成纖維細(xì)胞活化蛋白(FAP)的FAP-2286在腫瘤中的吸收高，滯留時(shí)間長，且背景活性低。在2020年，Baum等首次在人體中使用了177Lu標(biāo)記的 FAP-2286用于多肽靶向放射性治療，評估了其生物分布和動(dòng)力學(xué)，并獲得了首次劑量學(xué)數(shù)據(jù)。10例晚期腺癌患者耐受良好，其中3例患者出現(xiàn)自限性頭痛，未出現(xiàn)嚴(yán)重短期副作用?；颊呷砥骄談┝繛?.05～0.1 Gy/GBq，其中紅骨髓平均吸收劑量為0.04～0.09 Gy/GBq，腎平均吸收劑量為0.6～0.9 Gy/GBq，與177Lu DOTATOC的多肽靶向放射性治療相當(dāng)。所有患者在延遲顯像(長達(dá)10 d)上表現(xiàn)出高特異性腫瘤攝取和長時(shí)間滯留。該研究證明了177Lu標(biāo)記的 FAP-2286靶向治療的可行性。由于腫瘤保留時(shí)間較長，該治療策略是一種非常有前途的廣譜癌癥治療選擇[58]。在2021年，Ballal等首次采用腫瘤病例評價(jià)了177Lu-DOTA.SA.FAPi 以及177Lu-DOTAGA.(SA.FAPi)2在人體中的生物學(xué)分布，藥代動(dòng)力學(xué)以及計(jì)量學(xué)。相比于單體177Lu-DOTA.SA.FAPi，同型二聚體177Lu-DOTAGA.(SA.FAPi)2的腫瘤滯留時(shí)間顯著延長，在結(jié)腸和腎臟的攝取與單體相比較高，但耐受性良好。同型二聚體177Lu-DOTAGA.(SA.FAPi)2因其優(yōu)良的特質(zhì)，如內(nèi)化速度快，腫瘤親和力強(qiáng)，腫瘤組織中保留時(shí)間長以及從非靶組織清除快，給各類晚期癌癥患者提供了新的治療方案[59]。GRP多肽在上世紀(jì)70年代早期就被發(fā)現(xiàn)，177Lu直到30年后方才應(yīng)用到GRP多肽的標(biāo)記，并進(jìn)行了臨床研究，如177Lu-AMBA。在此之后，177Lu標(biāo)記的GRPR激動(dòng)劑以及拮抗劑陸續(xù)進(jìn)入了臨床研究[60]。Kurth等2020年評價(jià)了胃泌素釋放多肽受體拮抗劑177Lu-RM2在GRPR前列腺癌治療中的人體劑量學(xué)。177Lu-RM2平均給藥劑量為(4±0.9) GBq，在給藥第1 h后，腫瘤病變部位及胰腺的攝入量有增加，腫瘤的平均吸收劑量為(6.2±3.00) Gy/GBq，胰腺為(1.08±0.02) Gy/GBq，其他器官如肝、腎膽、囊壁、脾以及紅骨髓均小于1 Gy/GBq。研究結(jié)果顯示，177Lu-RM2腫瘤攝取高，血清除快，無副作用[61]。

在早期針對多肽受體的核素治療中，90Y標(biāo)記的奧曲肽類似物90Y-DOTATATE及90Y-DOTATOC因其高療效在歐洲國家得到了廣泛的應(yīng)用。為增強(qiáng)治療效果，第二代多肽受體核素治療更加關(guān)注β放射核素，其中，177Lu標(biāo)記的奧曲肽類似物，尤其是177Lu-DOTATATE在神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤的患者中具有高靈敏度及更長的無進(jìn)展存活期[62]。Paganelli等2021年進(jìn)行了177Lu-DOTA-奧曲肽Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn)，觀察治療組的平均無進(jìn)展存活期(PFS)和整體存活期(OS)。43例晚期胃腸道神經(jīng)內(nèi)分泌瘤，其中，男28例，女15例，平均追溯期為118個(gè)月，接受治療劑量為18.5 GBq的患者的平均PFS為59.8個(gè)月，OS為71個(gè)月；接受治療劑量為27.5 GBq的患者的平均PFS為59.8個(gè)月，OS為97.6個(gè)月；均未發(fā)現(xiàn)血液及腎毒性。臨床2期研究顯示，177Lu-DOTA-奧曲肽的多肽核素靶向治療對晚期胃腸道神經(jīng)內(nèi)分泌瘤安全、有效。當(dāng)然，腫瘤大小、肝損傷和年齡等因素是后續(xù)研究觀察的重點(diǎn)[63]。2020年Zang等在晚期神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的治療當(dāng)中將177Lu-DOTA-EB-TATE的劑量逐步提高至每個(gè)療程3.97 GBq，患者未出現(xiàn)明顯毒副作用。每個(gè)療程所采用的用藥劑量為1.89 GBq及3.97 GBq時(shí)，較1.17 GBq時(shí)更有效[64]。2020年Arveschoug等應(yīng)用177Lu-DOTA-TOC治療神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的患者時(shí)，在發(fā)生外滲后，重新用藥，在用藥1 d后藥物重新分布到腫瘤及血液中，患者未出現(xiàn)不適及副作用[65]。2020年Zahid等采用177Lu-DOTATATE治療復(fù)發(fā)性腦膜瘤患者靜脈注射給藥4次，200 mCi/次，每次間隔8周，未發(fā)現(xiàn)副作用；腫瘤體積從第一次用藥時(shí)的98.3 cm3縮小到第二次用藥時(shí)的91.2 cm3，在第三次及第四次用藥時(shí)腫瘤體積穩(wěn)定在93.4 cm3[66]。2020年P(guān)arghane等用177Lu-DOTATATE對SSTR-轉(zhuǎn)移性骨髓甲狀腺癌患者進(jìn)行治療時(shí)，平均PFS為24個(gè)月，OS為26個(gè)月；降鈣素倍增時(shí)間大于24 h能夠提高PFS和OS[67]。

3.3 177Lu標(biāo)記的其他分子

雖然，PSMA為靶點(diǎn)的放射性診療始于PSMA抗體，但目前在臨床上受到關(guān)注的是小分子PSMA靶向配體，如，177Lu-PSMA-617在2015年被報(bào)道后迅速得到了臨床應(yīng)用[69]。近兩年，177Lu標(biāo)記小分子的177Lu-PSMA靶向配體藥物的臨床研究集中在治療轉(zhuǎn)移性去勢抵抗性前列腺癌(mCRPC)。2020年Maffey-Steffen用68Ga/177Lu-PSMA-617作為診療配搭使用進(jìn)行臨床評價(jià)，納入32例mCRPC患者，對接受177Lu-PSMA-617治療的患者進(jìn)行全身閃爍掃描，將全身劑量與68Ga-PSMA-617 PET/CT的結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，177Lu-PSMA-617治療的患者可用68Ga-PSMA-617進(jìn)行治療效果評價(jià)[70]。鑒于177Lu-PSMA治療mCRPC患者的過程中，需要對前列腺特異性抗原(PSMA)進(jìn)行監(jiān)測以判斷治療效果。通常情況下該監(jiān)測從治療后的第12周開始，由于間隔時(shí)間較長，對治療效果缺少早期評價(jià)。同時(shí)，采用小分子68Ga-PSMA-11作為PSMA探針時(shí)，由于PSMA-11的配位位置的原因，無法與其他三價(jià)態(tài)的鑭系金屬配位，因此177Lu無法實(shí)現(xiàn)單一核素的診療一體化[71-72]。2020年Gafita等將對前列腺特異性抗原(PSMA)進(jìn)行監(jiān)測的時(shí)間縮短至6周，臨床上未發(fā)現(xiàn)與實(shí)際的治療指標(biāo)出現(xiàn)明顯的偏差，有利于提供較早期的177Lu-PSMA治療評價(jià)指標(biāo)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了利用177Lu同時(shí)完成對治療和抗原檢測[73]。α放射源(100 keV/μm)相對于β粒子(0.2 keV/μm)具有高線性能量轉(zhuǎn)化，在臨床放射診療中受到青睞[74]。相比于低線性能量轉(zhuǎn)化，高線性能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的輻射會(huì)對DNA雙鏈造成不可修復(fù)的破壞從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡[75]?？紤]到30%的mCPRC患者對177Lu-PSMA-617無反應(yīng)或產(chǎn)生抗性，因此，引進(jìn)α核素增強(qiáng)治療效果。如早在2016年Kratochwil等就采用了225Ac-PSMA-617治療對177Lu-PSMA-617產(chǎn)生抗性的患者，展現(xiàn)了α核素的高效性[76]。但采用225Ac/177Lu-PSMA-617對mCRPC患者進(jìn)行兩種核素的聯(lián)合治療時(shí)，患者容易產(chǎn)生口腔干燥等副反應(yīng)。Khreish等提出了聯(lián)合用藥的解決方案，即低劑量225Ac-PSMA-617聯(lián)合177Lu-PSMA-617減輕了口腔干燥副作用的嚴(yán)重程度[77]。同時(shí)為減輕副反應(yīng)，分批次用藥的方案也在臨床上進(jìn)行了探索，2020年Zang等發(fā)現(xiàn)對mCPRC患者逐步提高177Lu-EB-PSMA劑量，劑量為2.12 GBq時(shí)安全有效的達(dá)成治療目的，未發(fā)現(xiàn)肝腎毒性[78]。

2020年Yadav等通過直觀類比標(biāo)度(VAS)、鎮(zhèn)痛標(biāo)度(AS)和ECOG評分作為指標(biāo)，評價(jià)177Lu-DOTA-Zol在緩解腫瘤骨轉(zhuǎn)移引起的骨疼痛方面的臨床應(yīng)用，患者的疼痛明顯緩解，無血液、肝腎毒性[79]。177Lu-DOTA-Zol可作為安全有效的腫瘤骨轉(zhuǎn)移引起的骨疼痛的緩解劑。臨床研究發(fā)現(xiàn)，不僅對乳腺癌引發(fā)的骨轉(zhuǎn)移有效，對肺癌、前列腺癌引發(fā)的骨轉(zhuǎn)移均有效。在DOTA-Zol的應(yīng)用中，采用177Lu代替68Ga優(yōu)點(diǎn)是血液清除快，但由于放射性快速的從血液中清除，并由腎臟排出，造成腎臟的放射性積累偏高[47]。以上研究的匯總列于表1。

4 小結(jié)

本文對近兩年177Lu放射性治療藥物的臨床前研究及臨床應(yīng)用進(jìn)行了綜述。近兩年來，對177Lu放射性治療藥物的關(guān)注主要包括：

表1 2020—2021年177Lu放射性治療藥物匯總Table 1 Summary of 177Lu therapeutic radiopharmaceuticals in 2020 and 2021

1)177Lu藥物藥代動(dòng)力學(xué)性能的改善，如采用抗體片段及微抗體取代抗體；2) 靶向性的提高，如雙靶向177Lu放射性藥物的設(shè)計(jì)；3) 標(biāo)記多肽靶向治療的多肽篩選，如受體激動(dòng)劑與拮抗劑的對比，不同多肽結(jié)構(gòu)的對比；4) 改進(jìn)原有放射性藥物的用藥方式來增強(qiáng)療效的臨床探索及治療效果評價(jià)的新方式方法，如聯(lián)合用藥的臨床探索，患者劑量學(xué)評價(jià)以及診療結(jié)合判斷治療效果。

在177Lu放射性治療藥物領(lǐng)域，將涌現(xiàn)更多的研究成果，但找到生物性能更佳的多肽、單克隆抗體以及具有腫瘤靶向特性的新型小分子，將會(huì)在諸多研究成果中脫穎而出。