放射性核素诊疗对133La/225Ac标记EGFR靶向单域抗体的放射药理学特性研究

本研究针对靶向α治疗(TAT)中225Ac的临床应用需求，开发了基于大环配体macropa的133La/225Ac诊疗对，通过位点特异性修饰EGFR靶向单域抗体(sdAb)，实现了温和条件下的高效标记。研究证实该体系具有优异稳定性(>90%保留率/10天)和靶向性(Kd=5.5-48.7 nM)，其中双特异性构建体展现更强的内化能力(59.1% vs 单体的22-34.5%)及细胞毒性(0.05 kBq/mL抑制50%克隆形成)。小动物PET显示单体能更早达到肿瘤(SUVmean 0.55%ID/g)，为α核素诊疗提供了新型分子工具。

　　

在精准癌症治疗领域，靶向α粒子治疗(TAT)因其高线性能量转移(LET)特性备受关注。其中锕-225(²²⁵Ac)因其9.9天半衰期和连续4次α衰变的独特优势，成为治疗微转移癌的明星核素。然而，²²⁵Ac强大的细胞杀伤力犹如"双刃剑"——脱靶毒性可能对正常组织造成毁灭性打击。更棘手的是，传统DOTA螯合剂需要高温标记，这对热敏感的抗体类分子犹如"高温桑拿"，极易导致结构破坏。如何实现温和条件下的精准标记？如何预测²²⁵Ac在体内的"行动轨迹"？这些问题成为临床转化的关键瓶颈。

来自德国德累斯顿亥姆霍兹研究中心等机构的研究团队另辟蹊径，选择镧-133(¹³³La)作为²²⁵Ac的"侦察兵"。这对"金属兄弟"具有相似的离子半径和配位化学特性，而大环配体macropa能在室温下15分钟内高效捕获两者(标记率>99%)。研究人员以表皮生长因子受体(EGFR)为靶点，通过酶法-点击化学联用策略，在单域抗体(sdAb)的C端精准安装macropa"分子钳"，构建出单体和双特异性(双表位)两种形式。相关成果发表在《EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry》期刊。

研究采用三大关键技术：1) 通过Sortase A酶介导的偶联反应实现抗体位点特异性修饰；2) 利用回旋加速器通过¹³⁴Ba(p,2n)¹³³La核反应生产诊疗核素；3) 结合小动物PET成像和离体γ计数进行多模态药代动力学分析。所有实验均使用A431(高EGFR表达)和FaDu(中表达)肿瘤异种移植模型。

合成与标记
创新设计的BCN-PEG₅-mcp配体通过12步合成获得，其 bicyclononyne(BCN)模块可实现温和点击反应。放射性标记在室温15分钟内完成，¹³³La和²²⁵Ac的摩尔活度分别达30 MBq/nmol和0.5 MBq/nmol。电泳与层析分析显示标记产物纯度>99%，在血清中保持10天稳定。

靶向特性
饱和结合实验揭示所有构建体对EGFR具有纳摩尔级亲和力(K_d 5.5-48.7 nM)。双特异性抗体[¹³³La]La-mcp-AB表现出"分子桥接"效应——其内化率(59.1%)是单体([¹³³La]La-mcp-A/B:22-34.5%)的1.7-2.7倍。共聚焦显微镜显示双抗体的内化呈时间依赖性点状分布，而单体主要滞留细胞膜。

治疗效应
[²²⁵Ac]Ac-mcp-AB展现惊人细胞毒性——0.05 kBq/mL即可抑制50% A431细胞克隆形成，而单体需要0.7-2.5 kBq/mL。实时成像显示这种效应与EGFR表达量正相关，低表达MDA-MB-435 S细胞几乎不受影响。

体内分布
PET显示单体在30分钟内达到肿瘤摄取峰值(SUV_mean 0.55%ID/g)，高于双抗体(0.45%ID/g)，但后者在离体实验中显示略高滞留(0.87 vs 0.55%ID/g)。两者均在肾脏大量蓄积(48h时达32-47%ID/g)，免疫组化证实这导致肾皮质DNA双链断裂(γ-H2AX阳性)。

这项研究开创性地证实了¹³³La/²²⁵Ac-macropa诊疗对的可行性。双特异性抗体虽展现更强的"特洛伊木马"效应——通过促进内化将α粒子"快递"至肿瘤细胞核，但其较大的分子量(32.6 kDa)导致肿瘤渗透性降低。值得注意的是，所有构建体均出现显著的"肾脏截留"现象，这提示未来需优化分子尺寸或引入白蛋白结合模块改善药代特性。该工作不仅为热敏感生物分子的α诊疗提供了标准化方案，更建立了从化