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为解决当前 FAPI 基放射性配体的局限，研究人员开展新型镓 - 68 标记异二聚体放射性配体（[??Ga] Ga-BiFAPI）靶向成纤维细胞激活蛋白（FAP）的研究。结果显示其有优越靶向性和药代动力学，为 FAP 靶向 PET 成像和癌症诊疗提供潜力药物。
在癌症的复杂战场上，癌症相关成纤维细胞（CAFs）如同隐藏在暗处的 “帮凶”，默默助力癌细胞 “肆虐”。CAFs 大量存在于肿瘤微环境中，积极推动肿瘤的发展、帮助癌细胞躲避人体免疫系统的 “追捕”，还增强癌细胞的侵袭能力。而成纤维细胞激活蛋白（FAP）作为 CAFs 的关键分子标记，在超过 90% 的上皮癌中呈现高表达状态，在正常组织中却踪迹难寻。这一特性让 FAP 成为癌症诊断和治疗的 “香饽饽” 靶点。
近年来，利用放射性同位素标记的 FAP 靶向治疗诊断放射性配体崭露头角。自 2018 年首个 FAP 特异性抑制剂为基础的放射性配体 FAPI-04 问世后，一系列喹啉衍生物，如 FAPI-02、FAPI-21、FAPI-46 等纷纷涌现。这些以镓 - 68 标记的示踪剂，在某些肿瘤类型的诊断上，表现优于传统的 [1?F]-FDG。然而，以 1??Lu 标记的 FAPI 衍生物用于放射性核素治疗时却遭遇困境，它们在体内快速被清除，肿瘤内的留存时间有限，影响治疗效果。此外，许多 FAPI 示踪剂虽各有优势，但仍需进一步临床验证其在 FAP 阳性肿瘤中的疗效。
为突破这些瓶颈，来自华北电力大学环境科学与工程学院（MOE Key Laboratory of Resources and Environmental Systems Optimization）和中山大学附属第一医院核医学科的研究人员携手开展研究。他们精心设计并合成了一种新型的异二聚体 FAP 靶向成像探针 BiFAPI，该探针结合了双功能 DOTA 螯合剂，融合了喹啉基序和环肽两种对 FAP 具有高结合亲和力的结构。研究发现，[??Ga] Ga-BiFAPI 在体外和体内都展现出卓越的性能。与 [??Ga] Ga-FAP2286 和 [??Ga] Ga-FAPI-04 相比，它具有更高的肿瘤摄取率和更有利的药代动力学特性。这一成果发表在《EJNMMI Research》上，为癌症的精准诊断和治疗带来了新的希望。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在化合物合成与标记方面，通过特定反应成功合成 BiFAPI 前体，并利用 [??Ga] GaCl?对其进行放射性标记，借助高效液相色谱（HPLC）系统严格把控标记产物的放射化学纯度（RCP） 。细胞实验选用 FTC-133 甲状腺癌细胞系、HT-1080 人纤维肉瘤细胞系及其 FAP 转染衍生物 HT-1080-hFAP 细胞系，通过蛋白质免疫印迹（Western blot）分析 FAP 蛋白表达水平，开展细胞摄取、外排和亲和力实验。动物实验构建 FTC-133 和 HT-1080 荷瘤小鼠模型，运用 Micro-PET/CT 成像技术评估生物分布和 FAP 特异性，同时进行生物分布研究和体内放射自显影实验 。
合成与标记
BiFAPI 经环肽与喹啉基序通过 DOTA 螯合剂成功共轭合成，制备纯度超 97%，高分辨率质谱分析结果与理论值相符。[??Ga] Ga-BiFAPI 放射化学纯度超 95%，在 PBS 和血清中孵育 2 小时稳定性良好，体内至少 30 分钟保持完整，logP 值为 - 2.70 ± 0.40，呈亲水性。
体外评估
BiFAPI 在 HT1080-hFAP 细胞中的结合亲和力与 FAP2286 和 FAPI-04 相当。[??Ga] Ga-BiFAPI 在 HT1080-hFAP 细胞中的摄取显著高于 [??Ga] Ga-FAP2286 和 [??Ga] Ga-FAPI-04，且能被 FAP 特异性抑制剂有效抑制，在 FAP 阴性的 HT1080 细胞中摄取极少。其内化速率快、外排速率慢。
Micro-PET/CT 成像
在 FTC-133 和 HT1080 荷瘤小鼠中成像显示，[??Ga] Ga-BiFAPI 在 FTC133 肿瘤中摄取迅速且持续，2 小时达峰值 3.8% ID/g ，在 FAP 阴性的 HT-1080 肿瘤中摄取少。与 [??Ga] Ga-FAP2286 和 [??Ga] Ga-FAPI-04 相比，FTC-133 肿瘤对 [??Ga] Ga-BiFAPI 的摄取更高，阻断实验证实其 FAP 特异性。
生物分布
荷瘤小鼠生物分布研究表明，[??Ga] Ga-BiFAPI 肿瘤摄取在注射后 30 分钟达峰值 15.2 ± 2.03% ID/g ，肿瘤与血液比值随时间增加。与 [??Ga] Ga-FAP2286 和 [??Ga] Ga-FAPI-04 相比，[??Ga] Ga-BiFAPI 肿瘤摄取更高，但在肝脏和肾脏等非靶器官的摄取也较高。
FAP 蛋白表达定量
体外放射自显影、免疫组织化学和蛋白质免疫印迹证实放射性示踪剂积累与 FAP 阳性区域相关。FTC133 和 HT1080-FAP 细胞中 FAP 表达水平高于 HT1080 细胞，FTC133 肿瘤的 FAP 染色和放射性水平更高。
综上所述，新型放射性示踪剂 [??Ga] Ga-BiFAPI 在 FAP 靶向能力、肿瘤摄取和保留方面表现出色，优于 [??Ga] Ga-FAP2286 和 [??Ga] Ga-FAPI-04。其异二聚体设计和良好的药代动力学特性，使其成为 FAP 靶向 PET 成像的有力候选者。不过，该研究也存在局限，如仅在小鼠模型中进行，且在某些器官的背景摄取较高。未来研究可通过优化分子结构降低非特异性摄取，并在患者来源的异种移植（PDX）模型中进一步评估，推动其临床转化，有望为癌症的诊断和治疗开辟新路径，提升癌症诊疗水平，为众多患者带来新的生机与希望。
