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小分子多肽应用研究现状与展望

时间:2020-06-16 来源:核化学与放射化学 本文字数:14376字
作者:王荣福,杜毓菁 单位:北京大学第一医院核医学科 北京大学国际医院核医学科

  摘    要: 放射性药物是核科学技术在医学应用上的重要基石之一。我国放射性药物临床转化应用研究较国外发展较为滞后,且自身存在一定问题,研发具有我国自主知识产权并具有临床应用前景的新型放射性药物势在必行。本文回顾了我国放射性药物的应用现状,通过横向比较和纵向分析我国放射性药物发展的潜在共性问题,结合当前小分子多肽放射性药物应用研究呈不同程度持续推进的临床转化工作,针对存在问题深层次剖析,并提出了研发具有应用前景和临床转化的新型诊治放射性药物的重要性和必要性。

  关键词: 放射性药物; 创新; 临床转化; 分子探针;

  Abstract: Radiopharmaceuticals are one of the important cornerstones of nuclear science and technology in medical application. The research on clinical transformation and application of radiopharmaceuticals in China lags behind that in foreign countries, and there are some problems in our country. It is imperative to develop new radiopharmaceuticals with independent intellectual property rights and clinical application prospects. This paper reviews the current situation of the application of radiopharmaceuticals in China, analyzes the potential common problems in the development of radiopharmaceuticals in China through horizontal comparison and vertical analysis, and in combination with the current clinical transformation of small molecular peptide radiopharmaceuticals application research, which has been continuously promoted in varying degrees, this paper analyzes the existing problems in depth, and puts forward the research and development of new radiopharmaceuticals with application prospects and clinical transformation importance and necessity.

  Keyword: radiopharmaceuticals; innovation; clinical transformation; molecular probes;

  核医学放射性核素显像和治疗是以核素示踪技术为基础,其中核素显像和功能检测是以放射性浓度为重建变量,以组织吸收功能的差异作为诊断依据;核素治疗是通过高度选择性聚集在病变部位的放射性核素或其标记化合物所发射出的射程很短的核射线、通过核辐射对病变部位进行内照射治疗。放射性药物是核医学重要基石,尤其正电子放射性药物的研发对推动多模态跨尺度生物医学分子成像(正电子发射型计算机断层显像(PET/CT)和PET/核磁共振(MR))技术的发展和满足临床应用需求至关重要[1]。核医学的可持续、稳定性发展有赖于新型放射性药物的研发和临床转化应用研究[2]。因此,研发具有我国自主知识产权,并具有应用前景和临床转化的新型诊治放射性药物具有重要意义。
 

小分子多肽应用研究现状与展望
 

  1、 概述

  以放射性核素及其标记化合物为基础,利用核素示踪技术原理将核科学技术应用于临床疾病的研究、诊断和治疗,形成了现代医学的一个重要分支——核医学[3,4]。放射性药物是指用于临床诊断和治疗的一类药物,一般由放射性核素和其标记药物组成[5]。一般而言,放射性药物可分为体内放射性药物和体外放射性药物,前者又可分为诊断用放射性药物和治疗用放射性药物,体外放射性药物主要是指放射免疫分析检测试剂药盒,目前已被广泛用于肿瘤的诊断与治疗、心血管与神经精神疾病的诊断与预后评估。放射性药物的临床应用广泛,药物创新的研发具有重大意义。放射性药物是核医学的灵魂,可想而知,没有或短缺放射性药物,核医学将难以生存发展。2015版国家药典二部收载放射性药品30种,其中24种为放射性药品制剂(99Tcm药品10种,131I和32P药品各3种,51Cr、125I、133Xe、153Sm、201Tl药品各1种,18F-FDG正电子放射性药品仅1种,治疗药物来昔决南钐[153Sm]注射液和氯化锶[89Sr]注射液各1种);6种为放射性配套药盒[6]。可以看出放射性药物发展非常滞后,放射性药物品种少,应用范围限制,大大束缚了我国核医学发展。美国食品药品监督管理局(FDA)已批准放射性药品数量为57个,其中2000年至2008年1月新增了17个;中国食品药品监督管理局(CFDA)已批准放射性药品30个,临床常用药品仅17个,2000年至2008年1月新增仅2个。这些数据说明了放射性药物研发与中国核医学迅速发展及临床需求不相适应。比如131I-间碘苄胍即使其临床价值已得到肯定,同时内分泌科医师一致呼吁开展131I-间碘苄胍临床应用,但该药物仍未获得临床治疗认证批号。为了保证临床急需用药,参考美国药典主要收载的正电子放射性药品,并结合各医疗机构研发的新型放射性药物临床应用研究结果和报送当地FDA审批或备案状况,2015版中国临床用药需知[7]拓展了放射性药物品种,刊载了单光子发射计算机断层成像(SPECT)放射性药物21种(包括99Tcm-奥曲肽等),PET正电子放射性药物20种(包括18F-氟化钠、18F-左旋多巴(18F-L-DOPA)、18F-胸腺嘧啶脱氧核苷(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),放射性核素治疗药物9种(包括国家5种注册新药等),其他(14C-尿素、131I-间碘苄胍等)。尽管如此,应该清醒地认识到,与世界发达国家相比,我国还存在较大差距。中国放射性药物的基础研究和临床应用研究投入较少,放射性核素制备工艺技术依然落后,导致放射性药品数量少,品种单一,曾经发生过放射性核素钼锝发生器供不应求、造成“缺锝”现象。因此,我国放射性药物研发整体水平有待进一步加强和提高。

  2011年中国科学院学部组织撰写了《中国放射化学的现状,问题和对策》的咨询报告,放射性药物是该报告的一个重要方面。温家宝总理和刘延东副总理对该报告做出重要批示,明确提出:“应对放射化学研究和学科建设给予足够的重视。请认真研究,请各分管领域给以必要支持,请科技部拿出总体方案。”同年由北京师范大学张华北教授和北京大学第一医院王荣福教授起草的“关于加强放射性药物研发的建议”并有34位两院院士签署的报告得到国务院领导高度重视,并在2013年国家科技重大专项课题“用于重大疾病诊治的创新放射性药物研制”立项和十二五国家支撑计划项目“核技术在疾病诊断和治疗中的应用研究”立项。随着国家的重视和投入,各大高校和企业积极开展放射性药物研发和临床前实验研究,研究结果表明:目前已研制出具有我国自主知识产权的创新放射性药物,其具有较好的临床应用前景[8,9,10,11]。

  2、 小分子多肽应用研究现状

  2.1 、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸多肽

  1987年Pierschbacher等[12]报道精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp,RGD)三肽序列,发现许多存在于细胞外基质和血液中的粘附蛋白均含有RGD肽序,并可作为其细胞识别位点。随后的研究相继证明:RGD肽序一方面可以作为最小功能肽段参与细胞外基质蛋白与整合素(integrin)αvβ3间的特异性黏附[13,14],另一方面可以作为肿瘤诊断和治疗的配体药物[15,16]。3PRGD2是一种新型RGD二聚体[17],在两个RGD模序之间引入PEG4作为连接基团,99Tcm标记3PRGD2可与整合素αvβ3特异性结合,并进行SPECT显像。Liu等[18]的动物实验研究表明:99Tcm-RGD显像剂能有效区分BxPC-3细胞系荷瘤小鼠(整合素αvβ6阳性)和HEK293细胞系荷瘤小鼠(整合素αvβ6阴性)。之后,北京协和医院李方团队首次将99Tcm-3PRGD2用于人体胰腺癌诊断中[8]。结果显示:99Tcm-3PRGD2制备过程快速、简便、稳定,质控成本低,标记率大于99%,经检测产品无菌无热源,急性毒性实验提示安全性强,适用于推广应用。动物显像中,99Tcm-3PRGD2在肿瘤的放射性摄取逐渐增加,软组织本底逐渐降低,1.5 h肿瘤靶/非靶组织摄取比(T/NT)达峰值,为2.51±0.54。观察至6 h,肿瘤的放射性摄取仍清晰可见,T/NT为1.43±0.06。99Tcm-3PRGD2 SPECT的人体全身显像表明:胰腺癌及肝左叶可见示踪剂浓聚灶,99Tcm-3PRGD2 SPECT全身及断层显像检出所有的胰腺癌原发灶,检出率为100%;肝脾、肠道、双肾及膀胱可见较多示踪剂分布,唾液腺及甲状腺的放射性摄取较少,其余脏器未见明显示踪剂分布,说明示踪剂主要经肾脏代谢后以尿液形式排出体外。除此之外,研究发现肝左叶转移灶较大者对99Tcm-3PRGD2的放射性摄取高于18F-FDG,较小转移灶对18F-FDG的放射性摄取高于99Tcm-3PRGD2,说明它们处于不同病理生理状态,肿瘤细胞的糖代谢相对较低(18F-FDG的放射性摄取较低),血管生成旺盛(99Tcm-3PRGD2的放射性摄取较高),较小病灶对两种示踪剂的摄取程度相反,这个现象及原因有可能为SPECT空间分辨率限制,但需进一步深入研究。

  近年来整合素受体显像已用于肺癌、乳腺癌、甲状腺癌肺转移的临床诊断及疗效评估。2012年Zhu等[19]设计多中心实验探究99Tcm-3PRGD2对肺癌的检出价值,并评估其鉴别诊断和转移诊断的应用意义。该课题从6个中心招募70名疑似肺部病变的患者,分别于静脉注射99Tcm-3PRGD2(11.1 MBq/kg)后于1 h和4 h进行全身平面和胸部SPECT显像,设计对诊断医师实行盲法方法。肿瘤与本底(T/B)半定量分析得知:肺及纵隔99Tcm-3PRGD2本底较低,1 h图像显像效果较佳,平面显像肺恶性病变T/B摄取比值为1.65±0.47,胸部SPECT断层显像肺恶性病变T/B摄取比值为2.78±1.52,半定量分析的灵敏度为88%,但特异性仅为58%~67%;良性病变的T/B摄取比值明显降低(P<0.05);大多数淋巴结和骨的转移也能被发现,从而提示99Tcm-3PRGD2对于肺癌的检出有积极的转化应用意义。2018年Zhang等[20]设计胃泌素释放肽受体和整合素双靶向示踪剂68Ga-BBN-RGD在乳腺癌及转移病灶的诊断价值,结果显示该显像剂摄取程度与人体病灶的胃泌素释放肽受体(GRPR)和整合素αvβ3表达水平密切相关(P<0.01)。此外,文献[21]报道关于动物实验探究68Ga-3PRGD2对肿瘤抗血管治疗的疗效评估,结果显示68Ga-3PRGD2能早期评估荷瘤小鼠的治疗疗效。总体而言,3PRGD2显像剂的技术工艺易于临床操作、质控体系便于推广,同时具有诊断和疗效评估的实际应用意义。王凡教授团队研发的99Tcm-3PRGD2新型SPECT 肿瘤新生血管显像剂Ⅰ类新药已获食品药品监督管理局(FDA)批准,将由北京协和医院李方教授牵头做临床试验。

  除了上述SPECT显像剂以外,以RGD为核心功能序列还有18F-阿法肽(alfatide Ⅱ),即18F-AlF-1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸-E[(聚乙二醇)4-环(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)也已获得临床试验资格。该药物通过厦门大学分子影像暨转化医学中心联合江苏无锡原子医学研究所、北京师范大学、北京师宏药物研制中心等国内放射性药物研发单位研制而得,目前该知识产权已全部转让给江苏施美康药业股份有限公司,并开始临床试验及临床转化应用研究。18F-alfatide Ⅱ也是用PEG4为连接基团的二聚体[22],其在肿瘤病灶的摄取水平高,体内代谢快[23]。18F标记主要采用Al18F标记法,该法克服了叠氮点击法和芳烃标记法标记流程繁琐的缺点,缩短了标记时间且提高了产率,无需纯化更加有利于临床转化[24,25]。Wu等[26]报道18F-alfatide Ⅱ在鉴别乳腺癌病灶方面敏感度为88.1%,特异性为54.5%,阳性预测值为88.1%,阴性预测值为54.5%,虽然不优于18F-FDG,但是其对雌激素受体强阳性、人表皮生长因子受体-2阴性乳腺癌的检出可能优于18F-FDG。Du等[27]报道肺癌患者的癌病灶对18F-alfatide Ⅱ的摄取明显高于肺结核的结节病灶,甚至有3例结节病患者18F-alfatideⅡPET/CT为阴性。 除此以外,18F-alfatide Ⅱ还被应用到了食管癌[28]、肿瘤转移[29,30]、肝纤维化[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]发现能与肿瘤来源的内皮细胞(tumor derived endothelial cell,TDEC)特异性表面标志物特异性结合的多肽序列。该团队开发的FliTrx大肠杆菌肽展示文库分析得到5个与TDEC特异性结合的肽序列,为了确定最佳的序列,对所选的5条肽序列进行了TDEC细胞的体外结合实验,结果发现:异硫氰酸荧光素标记的RRL序列显示出最强的荧光信号,提示RRL与TDEC结合的量最多,特异性最强。Weller等[33]将气体微泡(microbubble,MB)连接于RRL多肽,分别与TDEC和人冠状动脉内皮细胞结合,人冠状动脉内皮细胞作为正常内皮细胞对照,实验结果发现:MB-RRL在TDEC中的结合量是对照细胞中的3~6倍(P<0.01),表明MB-RRL能够优先结合于肿瘤新生血管内皮细胞,说明了MB-RRL具有与肿瘤新生血管结合的靶向特性。王荣福教授课题组[34]对该小分子多肽进行了广泛深入的系列研究。2007年王荣福[35]课题组开始重新设计合成了小分子多肽RRL的结构,使其能够用于放射性核素碘的标记,在原有RRL结构的氨基端添加一个酪氨酸,设计合成的RRL结构变为Tyr-Cys-Gly-Gly-Arg-Arg-Leu-Gly-Gly-Cys而能够被放射性核素碘标记,此结构已申请专利。此后,该研究团队[36]设计在多肽序列的两个半胱氨酸之间形成二硫键以维持序列的稳定性,结果显示RRL多肽序列被成功合成,经高效液相色谱法(HPLC)得到的目标产品纯度为99.56%,质谱分析结果显示产物相对分子质量为1 040 000,与RRL多肽理论分子量一致。通过氯胺-T法进行131I标记RRL多肽的标记率为60%,放射化学纯度为96.5%,在37 ℃血浆中放置24 h后其放化纯度仍然大于90%;建立荷PC-3前列腺癌BALB/c裸鼠模型动物分别进行体内分布和肿瘤显像研究,在示踪剂注射后24 h,肿瘤对131I标记多肽的放射性摄取为(0.65±0.12)%ID/g,肿瘤对131I标记对照肽的放射性摄取仅为(0.06±0.04)%ID/g。131I标记多肽组中,肿瘤与血液的放射性摄取比(T/NT)在1、6、24 h分别为0.32、1.12、1.30;肿瘤与肌肉的T/NT分别为1.40、3.94、9.08。在对照组中,肿瘤与血液的T/NT在1、6、24 h时分别为0.30、0.37、0.22;肿瘤与肌肉的T/NT分别为1.98、2.89、1.78[37]。同时细胞毒性实验结果证明:RRL化合物本身对血管内皮细胞、正常对照细胞及肿瘤细胞几乎没有毒性[38]。尽管131I标记多肽RRL研究取得了一定成功,然而放射性核素131I并不是SPECT显像的理想核素。后期该团队[39]成功设计并用一步法制备合成99Tcm标记RRL,其标记条件相对简单,产物体外稳定性好。结果显示:99Tcm-RRL标记率为(76.9±4.5)%,放射化学纯度达96%以上,比活度达1 480 kBq/mg以上,99Tcm-RRL在肝癌动物模型中的SPECT显像可见肿瘤组织显像清晰且对比度好,99Tcm-RRL在原发肿瘤中有巨大应用潜力。为了进一步验证其在转移瘤的应用前景,建立了三种肺转移瘤动物模型(B16、HepG2和Hela肿瘤细胞),新型分子探针99Tcm-RRL在三种肺转移瘤裸鼠体内生物分布数据显示出良好的肿瘤靶向性,且肿瘤靶/非靶组织摄取比较高;同时三种肺转移瘤裸鼠模型的SPECT获得了良好的显像效果,肿瘤病灶影像清晰,且对比度好[40]。同时有研究[41]表明:示踪剂体内分布符合权重为1/C2(C为血液中放射性活度浓度,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别为(2.04±1.53)、(19.50±7.07)、(361.30±187.90) min,清除率为 (2.03±0.41) mL/min;示踪剂在血液中清除迅速,主要通过肾排泄,其余组织器官的放射性摄取均随时间逐渐降低,注射99Tcm-RRL后48 h内,小鼠无不良反应与死亡发生。该结果提示:99Tcm-RRL具有理想的组织分布特点,无急性毒性作用,是一种用于人体比较理想的肿瘤分子显像剂。药代动力学实验中,探针99Tcm-RRL符合权重为1/C2的三室模型,组织分布特点理想、无热原、无急性毒性作用。但是99Tcm-RRL标记率不高成为其有效临床转化的一大短板。近年来,该课题组[9]拟用双功能螯合剂巯基乙酰基三甘氨酸(MAG3)连接多肽,探究其提高核素标记率的可能并对其生物学稳定性进行评估。MAG3-G-(D-Ala)-GGK-(D-Ser)-(D-Ser)-CGGRRLGGC-NH2(C-C成环)多肽,质谱检测分子量为1 536.58,理论分子量为1 535.63,高效液相色谱测量纯度为98.94%。实验结果显示:99Tcm-MAG3-RRL在生理盐水和50%(质量分数)BSA中放置6 h以内的稳定性较好,放化纯均在90%以上。纯化后标记多肽在100 μL 100、200、300、400、500 mmol/L的半胱氨酸溶液中的置换率分别为0.41%±0.14%、0.45%±0.24%、0.53%±0.04%、0.55%±0.17%、0.57%±0.21%,生理盐水对照组的置换率为0.41%±0.04%,无统计学差异(n=3,P>0.05)。结果提示:游离锝含量随半胱氨酸浓度增加而略有增加,在500 mmol/L半胱氨酸溶液下增加约0.16,这表明99Tcm-MAG3-RRL的体内稳定性可能较好,不易脱锝,具有良好的理化性能和巨大的潜在临床应用前景。目前有关99Tcm-MAG3-RRL的动物实验研究及相关生物学性能研究正在进行中,期望有更好的研究结果,为研发新型放射性药物临床转化奠定良好基础。

  2.3、 α7烟碱型乙酰神经胆碱受体

  乙酰胆碱作为一种兴奋性神经递质,广泛分布于中枢及外周神经系统。乙酰胆碱受体分为神经元型(α2—α10和β2—β4)以及肌肉型(α1、β1、γ、δ和ε)。在人脑中,含量最多的为α4β2以及α7受体。其中,α7烟碱型乙酰神经胆碱受体(α7 nAchR)属于配体门控离子通道受体,并由5个α7单体组装而成。由于α7 nAChR功能、分布和数量与多种退行性神经疾病密切相关,α7 nAChR已经成为早期诊断和评估阿尔兹海默病(AD)等疾病治疗效果的热门靶点[42,43,44]。据研究表明,烟碱型乙酰神经胆碱与诸多神经异常相关,例如阿尔兹海默病、精神失常等[45,46,47]。进一步研究表明,激活α7 nAChR可以有效改善记忆认知功能,而疾病造成的α7 nAChR损伤或丢失,则会导致记忆认知障碍,具体表现为AD、路易体痴呆、唐氏综合症或类似症状[48]。张华北课题组长期从事α7 nAChRs的研究,并在2016—2017年研究了高亲和性单光子125I标记的α7烟碱型乙酰神经胆碱配体[125I]CAIPE和[125I]IBT及[125I]IPPU[49,50]。[125I]IPPU体内生物分布实验显示出了很强的初始摄取,5 min时化合物在脑中的放射性摄取值高达(7.71±0.47)%ID/g,但是该化合物在小鼠体内的滞留性相对较差。[125I]IBT生物分布结果表现出很强的初始摄取,15 min时在脑中的放射性摄取为(8.36±0.57)%ID/g,并达到了最高;到30 min时,该值仍然高于7%ID/g((7.32±0.59)%ID/g)。将[125I]IBT与已在人体做实验的药物[11C]CHIBA-1001相比,它也体现出了相对优越的吸收特性。因此[125I]IBT有望成为靶向α7 nAChRs放射性标记化合物。2018—2019年,张华北教授团队[51,52]又研究了α7烟碱型乙酰神经胆碱受体高亲和性和选择性的芴酮类衍生物配体YJF、YLN、YLF、YJI、YLI,[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI均表现出了极高的受体亲和力,其中YLN亲和力高达0.006 9 nmol/L,为现有配体中活性最高的配体。放射性配体[18F]YLF具有合适的放射性化学特性,并具有较强的α7 nAChRs亲和力(亲和常数Ki=(2.98±1.41) nmol/L),适合进行深入研究。在对[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI标记后进行体外稳定性实验,在生理盐水和胎牛血清中这些标记物均表现出很好的稳定性。生物分布实验说明,[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI在小鼠脑内具有非常高的初始脑摄取和适宜的脑清除速率,这表明了三个化合物具有适宜的脑内动力学性质。该结果与目前已报道的进入临床试验的[18F]ASEM(其最高的脑摄取值出现在给药5 min后,为7.5%ID/g)相比,已表现出明显的优势。脑内抑制实验证明,[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI对于α4β2 nAChR和5-羟色胺受体几乎没有结合,验证了此三个放射性配体对于α7 nAChR具有良好的选择性。大鼠PET/CT及SEPCT/CT显像研究结果表明,这三个放射性配体具有较高浓度的脑摄取,并具有适宜的脑部滞留,适于进行PET显像研究。另外,研究成员还对YLF标准品进行了半致死剂量毒性实验,结果表明其半致死剂量LD50值为53.70 mg/kg,该数量级别远远超出了临床上做一次PET显像所注射的剂量,使用安全。这些优良的性质均表明[18F]YLF、[125I]YJI、[125I]YLI可以作为潜在的α7 nAChR PET显像剂被人们进行深入研究。鉴于[18F]YLF和[125I]YLI的优良体内性质,该课题组随后计划对其进行质量控制、药物代谢和急性毒性等临床前研究,并得到了部分结果。急性毒性实验表明,[18F]YLF和[125I]YLI毒性较小。急毒实验表明,按正常活体成像剂量放大1 000倍时,仍无明显毒性。[18F]YLF和[125I]YLI正在加速临床转化,有望成为临床使用的新型AD诊断放射性药物[10]。

  2.4、 YSSCREKA肽

  静脉血栓核素显像分为非特异(如99Tcm-MAA)和特异(如抗纤维蛋白抗体、抗血小板抗体、RGD肽等)放射性核素显像。由于抗体在血液循环时间较长、在肺内的放射性聚积时间较长,因此临床应用受限。而小肽段的显像剂可从血液循环中很快被清除。CREKA肽由Simberg等[53]通过体内噬菌体展示技术筛选获得,可特异性结合纤维蛋白-纤维连接蛋白复合物,用于血栓形成早期、肿瘤微环境、动脉粥样硬化及心肌缺血再灌注研究[53,54,55]。Zhong等[56]报道CREKA肽的纳米颗粒被用于急性血栓的核磁共振-超声-光声多模态成像研究中。张春丽课题组[11]则将其用于放射性核素131I标记含CREKA的八肽YDDCREKA,对其在动物模型中的早期血栓显像及体内生物分布进行研究。研究修饰为:CREKA肽的半胱氨酸端加酪氨酸及D型丝氨酸,形成Y-(D)Ser-(D)Ser-CREKA八肽,以便被131I标记。实验结果显示:标记产物采用放射性纸层析法测得的标记率为77.7%±0.7%,经Sephadex G10柱纯化后放射化学纯度为90.0%±3.1%。131I-YSSCREKA在室温下磷酸盐溶液中前6 h放射化学纯度大于80%,72 h放射化学纯度大于75%,说明131I-YSSCREKA在体外稳定性较高。结果表明:131I-YSSCREKA在血液中6 h的放射性摄取为(0.44±0.05)%ID/g,12 h的放射性摄取为(0.12±0.04)%ID/g,血液清除较快;在肾、膀胱积聚较高,在肝积聚低,表明131I-YSSCREKA主要经泌尿系统排泄。131I-YSSCREKA在胃积聚较高,尤其12 h的放射性摄取可达(0.74±0.19)%ID/g,但随着时间延长放射性摄取逐渐下降。活体动物模型显像结果可知:131I-YSSCREKA肽注射后20 h左右血栓病灶出现明显放射性浓聚,至48 h时逐渐减淡至消失。结果表明该分子探针有可能作为早期血栓的显像剂,但血栓部位的放射性摄取有待于进一步提高。

  3 、挑战与展望

  一种新药的研发到临床应用少则需要3~5 a,长达5~8 a或更漫长时间,所以药物研发是一个极其复杂的系统工程,是耗时、耗资、回馈晚及潜在风险的事情,这也是阻碍放射性药物发展的原因之一。放射性药物临床转化需要具有资质和经济实力较强的企业介入和国家政府相关部门的大力支持。2018年国家科技部组织的629次香山科学会议“放射性药物化学发展战略”研讨会,与会专家学者们提出“中国放射性药物路在何方?”、“二十世纪分子是18F-FDG”、“二十一世纪分子是68Ga/177Lu-PMSA或放射性核素标记的PD-1/PD-L1 ”值得我们深思。近年来民营企业十分活跃,高度关注和积极投资放射性药物产业,东诚药业先后收购中国森科医药、成都云克药业和安迪科医药集团有限公司后大力发展核医学放射性诊断和治疗药物;成都纽瑞特医疗科技股份有限公司主要研发治疗放射性药物如钇[90Y]碳微球介入治疗肝癌等;北京先通国际医药科技股份有限公司正在研发18F标记心肌显像剂、Aβ和tau蛋白用于AD诊断正电子放射性药物及肿瘤治疗药物。放射性药物的研发及其临床转化应用过程十分复杂,涉及核化学、核医学、药学等诸多领域。此外,放射性新药的研制内容包括了工艺路线、质量标准、临床前药理及临床研究。同时,研发团队还必须研究该药的理化性能、纯度(包括核素纯度)及检验方法、药理、毒理、动物药代动力学、放射性比活度、剂量、剂型、稳定性等。一个适于临床转化的放射性药物常具备以下特点:(1) 药物自身具有明显的临床应用意义;(2) 在生物体内具有适用于显像的药物代谢水平;(3) 在生物体内具有良好的药物与靶点结合的药效水平;(4) 选取半衰期适宜的同位素进行放射性标记;(5) 较低的辐射负荷和较低的毒性。其中放射性核素标记和生物安全是基础,对于临床前和临床Ⅰ、Ⅱ期的研究来说,良好的药效学和药物代谢动力学是成功的关键[57]。在临床转化研究中一方面可能会因为药物-靶点结合力不够,显示出足够的信噪比,以致于无法应用于人体显像[58,59];另一方面也可能因为药物代谢不佳,而产生一定的药物毒性导致临床转化失败。20世纪50年代后期,我国临床核医学开始放射性药物诊断和治疗。20世纪60年代初期,我国才开始研制放射性药物。虽然经过几十年的发展,我国的放射性药物取得了很大的进步,但与国外先进水平相比仍存在一定的差距[60]。放射性药物能将医学生物学基础科研成果快速且有效地转化为可在临床实际应用的药物,实现理论研究向实际应用的转化,故大力研究新型放射性药物必然是核医学、核化学与放射化学的研究趋势所在。

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  原文出处:王荣福,杜毓菁.基于小分子多肽放射性药物临床应用研究现状与挑战[J].核化学与放射化学,2020,42(03):129-137.
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