德国研究团队探索PET/SPECT联合成像用于晚期前列腺癌个体化治疗

德国亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫研究中心(HZDR)研究团队近日测试了一种用于晚期前列腺癌诊疗的新方法：将PET正电子发射断层显像与SPECT单光子发射计算机断层显像相结合，用于更准确评估放射性药物在体内的分布，为个体化放射治疗剂量设计提供依据。相关研究由威廉·桑德基金会资助，成果已发表在《药物化学杂志》上，论文DOI为10.1021/acs.jmedchem.6c00161。

前列腺癌是全球男性常见恶性肿瘤之一。对于激素治疗已难以控制的转移性前列腺癌，治疗选择相对有限。研究团队关注的方向是使用锕-225开展靶向α疗法。该方法通过放射性分子识别高表达PSMA(前列腺特异性膜抗原)的癌细胞，并在细胞内部释放辐射能量，从而杀伤肿瘤细胞。

要让这类治疗更加精准，医生需要提前了解放射性药物进入人体后的分布、停留时间以及到达肿瘤部位的剂量。传统以镓-68或氟-18进行的PET扫描，通常只能在较短时间窗口内观察药物行为，对于长寿命α发射体相关治疗的剂量规划仍显不足。

为此，HZDR团队采用“放射性杂合物”思路，开发出与治疗分子化学结构相同、但可用诊断放射性核素标记的化合物。研究中使用了两种互补核素：镧-133用于高分辨率三维PET成像，碘-123用于SPECT成像。由于碘-123半衰期较长，注射后最长可开展44小时成像，有利于持续观察药物在体内的变化。上述核素由HZDR自有回旋加速器生产，其中碘-123由HZDR与ROTOP Pharmaka GmbH合作生产。

马丁·乌尔里希博士正在更换小型动物PET/CT系统中的温控动物台。该加热台可确保动物在麻醉期间体温保持恒定，从而有助于标准化检查条件。研究人员利用PET/CT系统研究体内的药理学特性。来源：HZDR / K. Zheynova

研究所用载体分子由PSMA结合单元、“Macropa”笼状螯合剂和白蛋白结合剂组成。团队还设计了单臂和双臂两种变体，使其能够与肿瘤细胞表面的PSMA结合。细胞实验显示，所有化合物均能可靠识别PSMA;在60分钟内，最高有97%的结合分子被细胞摄取。

在荷瘤小鼠实验中，无论化合物标记镧-133还是碘-123，肿瘤摄取情况几乎相同，为放射性杂合物策略提供了关键证据。不过，研究人员也观察到一个意外现象：碘标记化合物在血液中的停留时间略长于化学性质相同的镧-133标记化合物。尽管经过进一步分析，其确切原因仍未明确。研究人员认为，这说明即便分子化学结构相同，放射性核素的位置差异也可能影响药理学特性，因此在制定个体化治疗剂量方案前，仍需充分验证不同诊断策略。

研究团队表示，细胞和小鼠实验总体证明了这一方法的可行性。通过碘-123、镧-133与锕-225相关体系的系统测试，研究人员实现了从肿瘤摄取到经肾脏排泄过程的连续成像观察。未来，团队计划推动最有前景的化合物逐步进入临床试验阶段。