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为解决癌症诊断及治疗难题,研究人员开展新型抗 CEACAM5 VHH 研究。结果显示,6B11 VHH 有高亲和力与特异性,可用于 SPECT 癌症诊断,还能作 VHH - 药物偶联物的靶向部分。这为癌症诊疗提供了新方向。
在癌症研究的领域中,非侵入性分子成像技术是癌症诊断、监测病情进展和评估治疗效果的重要手段。目前,虽然 1?F - FDG 被视为肿瘤成像的金标准,但它在临床实践中无法提供如靶向抗癌治疗中靶点表达模式等详细信息。因此,开发更具特异性的基于生物标志物的示踪剂迫在眉睫。传统抗体虽因高特异性和低毒性在成像研究中应用渐广,但其分子量大、血液清除慢,使用时需搭配长物理半衰期的放射性核素,这不仅会增加辐射暴露,还需要额外的辐射防护措施。而重链抗体可变区(VHH),作为最小的基于抗体的片段,具有分子量小、能深入实体肿瘤中心、血液清除快等优势,在核成像和治疗药物开发方面展现出巨大潜力。癌胚抗原相关细胞黏附分子 5(CEACAM5)在多种上皮癌中高度表达,参与细胞增殖、分化和肿瘤转移等过程,是极具潜力的癌症诊断生物标志物和治疗靶点。在此背景下,为了探索新型抗 CEACAM5 VHH 在癌症诊疗中的应用,来自马斯特里赫特大学(Maastricht University)的研究人员展开了深入研究 。
研究人员运用了多种关键技术方法。在 VHH 制备方面,通过免疫羊驼构建文库,利用噬菌体展示技术筛选出抗 CEACAM5 VHH,并在大肠杆菌中表达和纯化。为探究其特性,采用 ELISA、FACS、免疫荧光等技术检测亲和力和细胞结合能力;通过标记荧光染料或???Tc,运用共聚焦显微镜观察细胞内穿透情况,借助 SPECT/CT 成像、γ 计数和放射自显影研究体内分布和结合特异性;使用细胞活力、伤口愈合和黏附实验评估治疗效果;通过内化实验验证其作为 VHH - 药物偶联物弹头的潜力。
研究结果如下:
- VHH 的生成、生产和验证:经羊驼免疫、噬菌体展示筛选出 11 种新型抗 CEACAM5 VHH,其中 6B11 和 6F8 因高亲和力和共定位被选为先导候选物。ELISA 证实 6B11 亲和力达 0.5 nM,且在 A549 - CEACAM5 过表达细胞中呈剂量依赖性结合,最终选定 6B11 进行后续实验。
- ???Tc - VHH 标记和体外结合特性:???Tc 标记 VHH 成功,标记产率 73.3%,纯度 96.1%。???Tc - 6B11 与 A549 - CEACAM5 过表达细胞结合良好,且结合量与孵育量正相关,其在过表达细胞中的结合量比敲除细胞高 6.4 ± 1.7 倍 。
- ???Tc - VHH 的体内 MicroSPECT 成像:在荷瘤小鼠实验中,???Tc - 6B11 在 A549 - CEACAM5 过表达肿瘤、肝脏、肾脏和膀胱有摄取。4 小时后,过表达肿瘤的 SUV 高于敲除肿瘤,肿瘤与血液比值(TBR)也更高,表明其在体内能特异性结合 CEACAM5,且主要经肾脏清除。
- 抗 CEACAM5 VHH 作为 VHH - 药物偶联物靶向部分的潜力:单独的 6B11 和 6F8 无显著抗癌活性,但 OG488 - 6B11 能在 A549 - CEACAM5 过表达细胞中内化并随时间增加,且与溶酶体共定位,适合用于 VHH - 药物偶联物开发。
研究结论表明,抗 CEACAM5 VHH 6B11 在标记???Tc 或 Oregon Green 488 后,保持了良好的结合亲和力和特异性,有望成为 CEACAM5 阳性癌症的诊断工具,还可作为 VHH - 药物偶联物的靶向部分用于癌症治疗。然而,由于其在肾脏和肝脏的高积累,需对 6B11 进行修饰以改善药代动力学。该研究为癌症的诊断和治疗开辟了新的途径,为后续开发更有效的癌症诊疗方法提供了重要依据,在癌症诊疗领域具有重要的理论和实践意义。