PET-MRI雙模態(tài)探針68GA-NOTA-SPIO的制備及臨床前評估.pdf

1、目的:
　　近十年，惡性腫瘤已成為人類健康最大隱患，早期精確的篩查和癌前病變的診斷對預(yù)后至關(guān)重要。然而，大部分癌癥早期癥狀不典型且病變范圍小，現(xiàn)有的醫(yī)學技術(shù)往往難以達到精準診斷的效果[1-3]。積極尋找兼具高特異性與靈敏度的診斷方法，是提高癌癥早期診斷、降低死亡率的關(guān)鍵。PET/MRI雙模態(tài)成像技術(shù)的出現(xiàn)將傳統(tǒng)單一模式影像引向多模態(tài)分子影像，將MRI高軟組織對比度、多功能序列與PET成像分子信息結(jié)合在一起，成為腫瘤早期、準確診斷的

2、重要技術(shù)。為完成雙模態(tài)成像，雙模態(tài)分子探針的制備是關(guān)鍵?；诖?，本課題組以超順磁性氧化鐵（superparamagnetic iron oxide，SPIO）納米為基礎(chǔ)將正電子核素68Ga和MRI造影劑相結(jié)合制備出一種新型PET/MRI雙模態(tài)探針68Ga-NOTA-SPIO，并對其理化性質(zhì)、體內(nèi)外生物學性質(zhì)進行檢測，評價其作為雙模態(tài)分子探針的可能。
　　方法:
　　先制備出標記前體SPIO-PEG2000-NOTA,在SPI

3、O的表面連接入NOTA并進行表征;雙模態(tài)分子探針68Ga-NOTA-SPIO的制備以NOTA作為橋梁，用間接標記法制備，利用Radio-TLC(Thin-Layer Chromatography)測定標記率;并對探針進行了穩(wěn)定性實驗、正辛醇-水分配系數(shù)實驗對其進行質(zhì)量鑒定。將68Ga-NOTA-SPIO探針與A549、U87MG細胞孵育，于不同時間點進行細胞攝取、流出實驗，觀察比較68Ga-NOTA-SPIO與不同細胞的親和力。將68G

4、a-NOTA-SPIO探針經(jīng)尾靜脈注入正常小鼠體內(nèi)（3.7MBq/只），并于5min、30min、60min、120min處死小鼠，分別游離出主要的臟器，并使用γ計數(shù)器檢測其放射性，所得結(jié)果以％ID/g表示。建立荷U87MG裸鼠模型，于尾靜脈注射68Ga-NOTA-SPIO（3.7MBq/只），于15min、60min、120min進行Micro PET靜態(tài)掃描顯像，觀察探針的分布及代謝情況;于荷瘤鼠瘤內(nèi)注射68Ga-NOTA-SPIO

5、（3.7MBq/只），分別于15min、60min、120min進行Micro PET靜態(tài)掃描顯像，觀察探針的瘤內(nèi)滯留情況。觀察68Ga-NOTA-SPIO在荷瘤鼠60min時的體內(nèi)分布結(jié)果，方法同正常小鼠體內(nèi)分布。
　　結(jié)果:
　　成功制備出分散性好、粒徑均勻、磁學性質(zhì)良好的的前體SPIO-PEG2000-NOTA并完成放射性標記，TLC測定68Ga-NOTA-SPIO標記率可達99％;體外穩(wěn)定性結(jié)果表明:無論是在PBS還

6、是胎牛血清中，探針連續(xù)孵育120min后仍有95％以上保存完整，具有良好穩(wěn)定性;正辛醇-水分配系數(shù)實驗顯示:探針的分配系數(shù)Log P=-2.60±0.13(n=3)，具有良好的水溶性。細胞攝取和流出實驗表明:68Ga-NOTA-SPIO可快速、高效與U87MG、A549細胞結(jié)合，且與U87MG細胞結(jié)合力較A549更強，隨時間延長，結(jié)合力進一步增高，在2h時達到頂峰，U87MG細胞結(jié)合力最高約為12.31％±1.23％。在細胞流出實驗中，

7、68Ga-NOTA-SPIO在A549細胞流出較U87MG細胞更快，且在30min～60min內(nèi)，探針在U87MG細胞內(nèi)流出最快，細胞滯留率從6.24％±0.42降至5.75％±0.24％，此后探針流出緩慢，2h末細胞滯留率約為5.55％±0.78％。荷瘤鼠體內(nèi)生物學實驗表明尾靜脈注射68Ga-NOTA-SPIO1h后U87MG腫瘤攝取值為(2.43±0.40)％ID/g，明顯高于腦、肌肉、骨骼等正常臟器。顯像劑主要位于肝臟、脾臟，分別

8、高達(77.84±5.86)％ID/g、(68.20±0.91)％ID/g，而腎臟攝取較低(2.46±0.50)％ID/g，說明68Ga-NOTA-SPIO主要為肝脾攝取，血液中的廓清很快。與體內(nèi)分布實驗相似，尾靜脈注射Micro PET顯像顯示探針68Ga-NOTA-SPIO主要位于肝臟、脾臟，腫瘤可見輕度攝取，120min時放射性約為5.8％ID/g，揭示68Ga-NOTA-SPIO有部分被動靶向的作用;瘤內(nèi)注射Micro PET顯

9、像顯示探針68Ga-NOTA-SPIO主要位于瘤內(nèi)，15min、60min、120min腫瘤的放射性分別為65.6％ID/g、73.6％ID/g、54.3％ID/g，肝臟、脾臟內(nèi)僅見輕度攝取，其余臟器未見明顯放射性濃聚，揭示68Ga-NOTA-SPIO在瘤內(nèi)滯留性良好。
　　結(jié)論:
　　成功制備了理化性質(zhì)良好的雙模態(tài)探針68Ga-NOTA-SPIO，其有良好的體外穩(wěn)定性及U87MG腦膠質(zhì)腫瘤顯像特性（一定被動腫瘤靶向性、快速