新型64/67Cu标记1,2,4-噁二唑二苯胺衍生物的构建及其作为实体瘤诊疗一体化探针的潜力评估

《Scientific Reports》：Radiolabeling and evaluation of 64+67Cu-2,2’-(1,2,4-Oxadiazole-3,5-diyl)di aniline as a theranostic agent for solid tumors

本研究针对实体瘤精准诊疗需求，开发了一种基于64/67Cu标记的1,2,4-噁二唑二苯胺（ODDA）新型诊疗一体化探针。通过优化标记条件（pH 4, 60°C, 15 min），获得高标记率（97.0±0.8%）和良好血清稳定性（5天内>96.6%）。荷瘤小鼠实验显示探针在肿瘤中快速富集（2 h达18.0±0.3% ID/g），且具有亲水性（log P=-0.8）和肾脏清除特性。分子 docking 表明其可与EGFR（-9.1 kcal/mol）和VEGFR2（-8.6 kcal/mol）强结合，提示其靶向抗癌潜力。该研究为铜基核素诊疗一体化药物开发提供了新策略。

　　

在精准医疗时代，如何实现肿瘤诊断与治疗的高效协同一直是核医学领域的核心挑战。铜放射性同位素因其独特的核素特性备受关注：⁶⁴Cu适用于正电子发射断层扫描（PET）成像，半衰期12.7小时可提供长达数小时的观察窗口；而⁶⁷Cu作为纯β^-发射体，半衰期61.8小时，其发射的β粒子能量（最大577 keV）能有效杀伤肿瘤细胞且对周围组织损伤较小。这两种同位素的化学性质相似，可通过同一螯合剂构建诊疗一体化探针，但开发兼具高稳定性、靶向性和良好药代动力学特性的铜标记化合物仍是当前研究的难点。

为解决上述问题，Mohamed A. Gizawy团队设计并合成了一种新型小分子化合物2,2'-(1,2,4-噁二唑-3,5-二基)二苯胺（ODDA），并探索其与⁶⁴⁺⁶⁷Cu的标记潜力。研究人员通过系统优化标记条件（配体浓度、pH、温度和时间），采用薄层色谱（TLC）评估标记效率，并通过血清稳定性实验、脂溶性测定、荷瘤小鼠生物分布实验及分子对接模拟，全面评估该探针的临床应用潜力。研究结果发表于《Scientific Reports》。

关键实验方法概述

本研究主要技术包括：① 利用埃及第二研究堆（ETRR-2）通过中子辐照天然锌靶生产⁶⁴⁺⁶⁷Cu；② 采用直接络合法在pH 4的醋酸钠缓冲体系中实现ODDA与铜同位素的高效标记；③ 使用TLC和γ计数器进行质量控制；④ 通过艾氏腹水癌（EAC）荷瘤小鼠模型进行生物分布研究；⑤ 运用AutoDock 4.2对ODDA及其铜配合物与EGFR（PDB: 1M17）和VEGFR2（PDB: 4ASD）进行分子对接分析。

研究结果

优化ODDA的放射性标记条件

通过系统筛选发现，当配体用量为30 μg、pH 4、反应温度60°C、反应时间15分钟时，标记效率最高（97.0±0.8%）。

pH低于4时质子竞争配位位点，高于4时Cu²⁺水解沉淀，均降低标记率。

反应时间超过15分钟后效率趋于稳定，

温度高于60°C可能引起配体降解。

⁶⁴⁺⁶⁷Cu-ODDA复合物的体外稳定性

该复合物在血清中孵育5天后仍保持96.6%以上的稳定性（表1），表明其抗转螯合和降解能力强，适合体内应用。

⁶⁴⁺⁶⁷Cu-ODDA复合物的亲脂性评估

log P值为-0.8，归因于噁二唑环的极性杂原子（氧、氮）和苯胺基团的亲水性，提示探针主要通过肾脏清除。

荷瘤小鼠体内生物分布特征

在EAC荷瘤小鼠中，探针0.5小时即可在肿瘤中积累（7.8±0.4% ID/g），2小时达到峰值（18.0±0.3% ID/g），24小时仍维持2.1±0.2% ID/g（表2）。肿瘤/肌肉（T/M）和肿瘤/血液（T/B）比值在24小时分别为7.0和2.1，显示良好的靶向对比度。肾脏初始摄取高（10.5±0.8% ID/g），印证其肾清除途径；肝脏等非靶器官摄取低，背景干净。

ODDA配体及铜复合物的分子对接研究

ODDA与EGFR（图6）和VEGFR2（图7）的对接评分分别为-12.525和-16.243，优于或接近阳性对照药厄洛替尼（-12.309）和索拉非尼（-17.105）。

⁶⁴⁺⁶⁷Cu-ODDA复合物与EGFR（结合能-9.1 kcal/mol）形成两个氢键（Lys 721、Glu 734），与VEGFR2（-8.6 kcal/mol）形成范德华力和π-烷基相互作用（图8、9），提示其可通过抑制EGFR/VEGFR2通路发挥抗肿瘤作用。

结论与意义

本研究成功构建了新型⁶⁴⁺⁶⁷Cu-ODDA诊疗一体化探针，其高标记效率、血清稳定性及特异性肿瘤富集能力为实体瘤的PET成像和靶向放疗提供了新工具。分子对接结果提示其作用机制可能与抑制EGFR/VEGFR2信号通路相关，尤其对三阴性乳腺癌等难治性肿瘤具有潜在价值。尽管探针在肿瘤中长期滞留能力有待优化，但其快速的靶向性和清洁的药代动力学特征为后续结构改良奠定了坚实基础。该工作不仅推进了铜基核素药物的开发，也为小分子靶向诊疗一体化策略提供了重要实验依据。