靶向纤维蛋白的脑穿透性PET示踪剂开发：阿尔茨海默病血管病理可视化新策略

本研究针对阿尔茨海默病(AD)血管性病理标志物纤维蛋白(fibrin)的检测难题，开发了基于肽段(FBP)和双特异性抗体(1101-scFvBD3)的脑穿透性PET示踪剂。通过转铁蛋白受体(TfR)介导的跨血脑屏障递送系统，证实双特异性抗体可实现皮层和尾状核区域纤维蛋白的特异性显像，为AD个体化抗凝治疗提供了新型分子影像工具。

　　

阿尔茨海默病(AD)长期以来被认为是由β淀粉样蛋白(Aβ)斑块和tau蛋白缠结主导的神经退行性疾病。然而近年研究发现，约三分之一患者存在显著的血管异常——脑血管中纤维蛋白(fibrin)异常沉积形成促凝血状态，这种病理变化会加剧脑灌注不足和神经炎症，加速认知功能衰退。更棘手的是，现有影像技术无法无创检测脑内纤维蛋白沉积，导致可能受益于抗凝治疗的AD患者难以被精准识别。

为突破这一诊断瓶颈，Uppsala大学的Dag Sehlin团队在《EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry》发表研究，创新性地开发了两种脑穿透性分子探针：纤维蛋白结合肽(FBP)与scFv8D3的偶联物(FBP-scFv8D3)，以及双特异性抗体1101-scFv8D3。前者利用TfR结合片段实现血脑屏障(BBB)穿透，后者则通过基因工程将纤维蛋白抗体1101与TfR靶向片段scFvBD3融合。研究采用Tg-ArcSwe转基因小鼠模型（同时呈现Aβ病理和纤维蛋白沉积）和野生型对照，通过放射性碘标记、ELISA结合实验、离体放射自显影和PET-CT成像等技术系统评估探针性能。

关键技术方法

1. 1.

   分子构建：FBP通过NHS酯与scFv8D3的FlagTag位点偶联；1101-scFv8D3通过基因工程将scFvBD3融合至抗体轻链C端

2. 2.

   体外验证：ELISA检测探针对纤维蛋白/纤维蛋白原(fibrinogen)及mTfR的结合特性

3. 3.

   动物实验：在18-24月龄Tg-ArcSwe和WT小鼠中开展¹²⁵I/¹²⁴I标记探针的体内分布研究

4. 4.

   影像分析：72小时PET-CT扫描后，通过ROI-to-小脑(Cbl)比值进行区域定量

研究结果

FBP-scFv8D3的局限性

尽管ELISA显示FBP-scFv8D3保留TfR结合能力（15-50 eq.肽段负载量下mTfR亲和力降低50-120%），但其对纤维蛋白的亲和力仅为对照抗体的20-30%，且无法区分纤维蛋白与纤维蛋白原。体内实验证实其虽能穿透BBB（脑摄取较游离FBP提高10-30倍），但在Tg-ArcSwe小鼠中未显示纤维蛋白特异性滞留。

双特异性抗体的突破

1101-scFvBD3展现出显著优势：

1. 1.

   高特异性：ELISA显示其对纤维蛋白的亲和力与商业抗体相当，且几乎不结合纤维蛋白原

2. 2.

   高效递送：2小时脑摄取量较传统抗体1101提高3倍，脑血比提升更显著

3. 3.

   靶向滞留：PET-CT虽显示全局脑摄取较低，但离体放射自显影和ROI分析揭示其在皮层(Ctx)和尾状核(Cau)的特异性蓄积，Tg-ArcSwe小鼠这些区域的Cbl标准化比值显著高于WT

讨论与意义

该研究首次证实双特异性抗体策略可实现对AD脑内纤维蛋白的特异性成像。相较于肽类探针，抗体结构更能耐受工程化改造，维持靶标结合特性。虽然整体脑摄取受限于纤维蛋白的病理丰度，但区域特异性信号与AD病理分布高度吻合，为临床转化奠定基础。

这项研究的临床意义在于：

1. 1.

   提供新型生物标志物，助力AD亚型分型

2. 2.

   为抗凝疗法的精准应用提供决策依据

3. 3.

   开创了脑血管病理的无创可视化新范式

未来需优化抗体表达系统以提高产量，并探索更灵敏的放射性核素标记策略。该技术平台还可拓展至其他脑血管疾病的分子影像开发，推动神经退行性疾病的精准医疗进程。