177Lu标记的胃泌素释放肽受体拮抗剂的临床前评估：单独使用、与依维莫司联合使用治疗前列腺癌的效果

《ACS Pharmacology & Translational Science》：Preclinical Evaluation of a 177Lu-Labeled Gastrin-Releasing Peptide Receptor Antagonist and Prostate Cancer Treatment with Monotherapy and in Combination with Everolimus

177Lu标记的GRPR靶向拮抗剂LF1单用或联合mTOR抑制剂everolimus可显著抑制PC3小鼠肿瘤生长，其高肿瘤摄取（42±5.0% IA/g）、快速清除非靶器官（如胰腺）及协同增效作用为GRPR阳性肿瘤的精准放射治疗提供了新策略。

　　本研究围绕一种以GRPR为靶点的放射性配体——LF1（AAZTA5-Pip-d-Phe-Gln-Trp-Ala-Val-Gly-His-Sta-Leu-NH2）的开发和应用展开，旨在评估其作为放射治疗剂在表达胃泌素释放肽受体（GRPR）的肿瘤中的潜在价值。研究不仅探讨了该配体作为单一疗法的效果，还结合了mTOR抑制剂everolimus的协同作用，以期在前列腺癌治疗中实现更优的疗效。整个研究覆盖了从体外合成、配体与受体的结合特性，到体内分布、清除动力学、SPECT/CT成像以及对肿瘤的治疗效果等多层次的评估。

### GRPR的生物学意义与靶向治疗的潜力

GRPR在多种癌症的进展过程中扮演着关键角色，尤其在前列腺癌、乳腺癌、胰腺癌和小细胞肺癌等疾病中，其表达水平显著升高。这种受体的过度表达不仅促进了肿瘤细胞的增殖和转移，还与肿瘤的血管生成和耐药性相关。因此，GRPR成为核医学领域中极具吸引力的治疗靶点。以往的研究多集中于GRPR激动剂，但由于其在治疗剂量下容易引发严重的胃肠道副作用，导致早期临床试验的失败。因此，GRPR拮抗剂的开发成为新的研究方向，它们在结合亲和力和靶向性方面表现出更高的安全性与有效性。

此外，随着对GRPR拮抗剂研究的深入，研究人员发现，这类配体在体内具有较好的分布特性，能够在肿瘤组织中保持较高的积累，并且相较于激动剂，其在非靶组织中的清除速度更快。这一特点对于减少放射治疗对正常组织的损伤具有重要意义。同时，结合GRPR和前列腺特异性膜抗原（PSMA）等其他靶点的放射性配体，也为肿瘤的精准诊断和治疗提供了更多可能性。特别是在PSMA阴性或异质性肿瘤的治疗中，GRPR靶向配体能够提供更全面的治疗方案。

### LF1的开发与放射性标记

LF1是一种基于statine结构的GRPR拮抗剂，其结构设计结合了AAZTA5这一新型螯合剂，并通过Pip连接子与GRPR拮抗部分连接。AAZTA5的结构特点使其能够在温和的条件下高效地与放射性核素177Lu结合，形成具有高摩尔活性的放射性配体。实验结果显示，LF1的放射性标记效率高，纯度和放射化学稳定性良好，能够满足体内实验和临床应用的需求。

在体外实验中，LF1表现出较高的结合亲和力（Kd值为0.12 ± 0.01 nM），说明其能够特异性地结合GRPR。其结合动力学也表现出良好的特性，具有适中的结合速率（Kon值为2.5 × 10^5 ± 0.2 × 10^5 M^-1s^-1）和极慢的解离速率（Koff值为3.2 × 10^-5 ± 0.1 × 10^-5 s^-1），这意味着LF1在靶组织中具有较长的停留时间，有利于提高放射治疗的效果。相较于已有的GRPR拮抗剂如Lu-RM2，LF1在结合能力上有所提升，且其解离速率的减缓也增强了其作为治疗剂的潜力。

### 体内分布与清除特性

在体内实验中，LF1表现出快速的血液清除能力和较低的血浆蛋白结合率（5和15分钟时为2-3%），这有助于减少其在循环系统中的滞留时间，降低对正常组织的非特异性辐射暴露。同时，LF1在肿瘤组织中的积累迅速且持久，1小时时的肿瘤摄取率为42 ± 5.0% IA/g，144小时时仍能保持3.9 ± 1.1% IA/g的摄取水平，显示出良好的靶向性和保留能力。这种特性使得LF1在治疗过程中能够持续向肿瘤组织输送放射性物质，从而增强其治疗效果。

此外，LF1在胰腺中的初始摄取率较高（1小时时为71 ± 8.1% IA/g），但随后迅速下降，4小时后降至0.9% IA/g，表明其在非靶组织中的清除效率较高。这种快速清除特性对于SPECT/CT成像尤为重要，因为它能够提供更高的对比度，有助于肿瘤的早期识别和定位。同时，LF1在肾脏中的摄取率较低（1小时时为7.1 ± 1.1% IA/g，24小时后降至2% IA/g），说明其对肾脏的辐射暴露较小，符合临床应用的安全性要求。

### 与其它GRPR拮抗剂的比较

与其他GRPR靶向配体相比，LF1在肿瘤摄取方面表现突出。例如，与Lu-NeoB相比，LF1在1小时时的肿瘤摄取率高出约5倍，且其在肿瘤中的滞留时间更长，显示出更强的靶向性。相比之下，Lu-NeoB虽然具有较长的生物半衰期（约50小时），但其在非靶组织中的保留率较高，可能导致不必要的辐射暴露。而AMTG的放射性标记物则在肿瘤摄取和胰腺保留之间取得了较好的平衡，显示出一定的临床应用潜力。RM2作为另一种GRPR拮抗剂，其肿瘤摄取率较低，但具有良好的血液清除能力，适用于某些特定的诊断需求。

这些比较结果表明，LF1在GRPR靶向治疗中具有独特的优势，特别是在肿瘤靶向性和清除能力方面。其快速清除非靶组织的能力使其在体内具有更高的安全性和有效性，同时也为未来的研究提供了新的方向。

### 治疗效果与剂量依赖性

在治疗实验中，研究人员采用分次剂量的治疗方案，以评估LF1对前列腺癌的治疗效果。实验结果显示，接受较高剂量（93.4 ± 4.2 MBq）的LF1治疗组在25天内肿瘤体积增长受到明显抑制，部分小鼠甚至存活超过100天，表明LF1具有良好的治疗潜力。相比之下，接受较低剂量（41.2 ± 0.4 MBq）的LF1治疗组未能有效控制肿瘤生长，这说明LF1的治疗效果具有明显的剂量依赖性。

此外，当LF1与everolimus联合使用时，其治疗效果进一步提升。Everolimus作为一种mTOR抑制剂，能够有效抑制肿瘤细胞的增殖和适应性耐药机制，从而增强LF1的治疗效果。联合治疗组的肿瘤体积在30天内保持在较低水平，且小鼠的中位生存期延长至38天，远高于单一治疗组的中位生存期（约14-17天）。这一结果表明，结合靶向治疗和信号通路抑制策略，可以显著提高治疗效果。

然而，值得注意的是，尽管联合治疗显示出优越的疗效，但其效果并不总是优于高剂量的单一治疗。例如，高剂量的LF1单独治疗时，其对肿瘤的控制效果优于低剂量的LF1与everolimus的联合治疗。这可能与剂量效应和药物协同机制有关，提示在实际治疗中需要根据患者的具体情况选择合适的剂量和治疗方案。

### 与已有研究的对比与展望

此前的研究表明，其他GRPR拮抗剂如Lu-RM2在治疗中也显示出一定的效果。在女性PC-3小鼠模型中，Lu-RM2与mTOR抑制剂rapamycin的联合治疗能够显著抑制肿瘤生长，且中位生存期较长。然而，与当前研究中使用男性PC-3小鼠模型相比，不同性别模型可能会影响治疗效果。此外，当前研究中采用的everolimus可能与之前使用的rapamycin在药理作用和体内分布上存在差异，这也可能是导致治疗效果不同的原因之一。

尽管如此，LF1的优异表现仍然使其成为GRPR靶向治疗的有力候选者。其快速清除、高靶向性以及良好的安全性和耐受性，为未来的临床应用奠定了坚实的基础。同时，研究还指出，AAZTA5这一螯合剂可能适用于其他放射性核素的配对，如Sc-44/47和Cu-64/67，这为开发新型的GRPR靶向放射性配体提供了新的思路。

### 体内毒性与安全性评估

在毒性评估方面，研究发现LF1在不同剂量下均未引起明显的治疗相关毒性。通过观察小鼠的外观、体重变化以及对肾脏和胰腺等关键器官的组织学检查，研究人员确认了LF1的安全性。此外，everolimus的使用也未导致显著的不良反应，表明其与LF1的联合使用具有良好的耐受性。

这种安全性对于放射治疗的临床转化至关重要。在肿瘤治疗中，药物的毒副作用往往限制了其应用范围。而LF1和everolimus的低毒性特征，使其成为一种值得进一步研究的治疗方案。特别是在分次治疗和联合治疗策略中，能够有效减少对正常组织的损伤，同时提高对肿瘤的治疗效果。

### 研究方法与实验设计

为了全面评估LF1的治疗潜力，研究采用了多种实验方法，包括放射性标记、结合动力学分析、体内分布和清除研究、SPECT/CT成像以及治疗效果评估。在放射性标记过程中，研究人员通过使用特定的缓冲液和螯合剂，确保了标记的高效性和稳定性。体外结合实验通过LigandTracer技术进行，获得了高精度的Kd和Koff值，为理解LF1与GRPR的相互作用提供了重要依据。

在体内实验中，研究人员采用了PC-3肿瘤小鼠模型，通过分次注射的方式评估LF1的治疗效果。同时，为了进一步验证其治疗效果，还设计了与everolimus的联合治疗实验。所有实验均遵循严格的动物伦理规范，并确保实验数据的可靠性和可重复性。

### 结论与未来研究方向

综上所述，LF1作为一种GRPR靶向的放射性配体，在结合亲和力、体内分布、清除能力和治疗效果方面均表现出优异的性能。其高肿瘤摄取和快速清除特性，使其成为一种具有广阔前景的放射治疗剂。特别是在与everolimus联合使用时，其治疗效果得到了显著提升，显示出良好的协同效应。

未来的研究可以进一步探讨LF1在不同肿瘤模型中的应用，特别是在那些GRPR表达水平较低或异质性较强的肿瘤中。此外，结合其他信号通路抑制剂或免疫调节剂，可能进一步增强其治疗效果。同时，LF1的体内稳定性问题仍需进一步优化，以提高其在治疗中的持久性。

总之，LF1的开发为GRPR靶向治疗提供了新的思路和工具，其在前列腺癌治疗中的应用前景值得期待。通过进一步的临床研究和优化，LF1有望成为一种安全、有效且具有广泛应用前景的放射性治疗剂。