153Sm標記抗TPS單克隆抗體在荷人乳腺癌裸鼠體內的預定位顯像

常偉勤,許天敏*,王文加,蘇曼曼

(1.吉林大學第二醫院,吉林長春 130041;2.吉林大學藥學院)

153Sm標記抗TPS單克隆抗體在荷人乳腺癌裸鼠體內的預定位顯像

常偉勤1,許天敏1*,王文加2,蘇曼曼2

(1.吉林大學第二醫院,吉林長春 130041;2.吉林大學藥學院)

目的以153Sm標記的抗TPS單克隆抗體對荷人乳腺癌裸鼠進行腫瘤預定位顯像的研究。為乳腺癌早期診斷提供一種新方法,并為其臨床應用提供實驗依據。方法實驗Ⅰ組每只裸鼠預定位法從尾靜脈注射7.4 MBq/0.1 ml標記抗體。實驗Ⅱ組與Ⅲ組分別直接從尾靜脈注射7.4MBq/0.1ml的135Sm-TPS及135Sm-IgG。并于于注射后2、4、8、24 h行全身SPECT顯像。于2、4、8、24 h分批處死裸鼠并測定分別在腫瘤、血液、心臟、肺等重要臟器單位重量的放射性比值(%ID/g)。結果在運用預定位技術加藥的實驗I組在給藥后2小時開始有抗體在腫瘤組織濃聚,在8小時時達到最高,與實驗II組直接給予抗體比較,血液本底低,兩組比較差異有顯著性。(P＜0.05)。結論應用預定位技術的實驗組,瘤/血液比值高,血液本底低,周圍正常組織吸收劑量低,顯像效果好。

預定位技術;放射免疫顯像;乳腺癌;抗TPS單抗

(Chin J Lab Diagn,2010,14:0006)

乳腺癌是西方發達國家女性最常見的惡性腫瘤[1],我國原為乳腺癌低發國家,近年來受飲食習慣西化及其他因素的影響,發病率迅速增高,尤以大城市為著。早期檢出、早期診斷、早期治療是改善預后的重要因素。隨著生活水平及健康意識的提高,人們對安全、有效而無創/微創性診斷的需求亦不斷提高,挽救患者生命。

組織多肽特異性抗原(TPS)是細胞角蛋白18片段上的M3抗原決定簇。在上皮來源的惡性腫瘤細胞分裂過程中的S晚期至M期,TPS被合成并釋放入血和其他體液中,因此,血清中TPS的含量高低成為衡量腫瘤細胞分裂和增生活性的一個特異性指標[2]。與傳統的腫瘤標志物如AFP、PSA等不同的是,TPS是“腫瘤活性的依賴型”的,它的血清含量的高低與正在分裂、增殖的細胞數目有關,即與腫瘤的活性有關。因此,在腫瘤的早期,在出現肉眼復發和轉移之前,由于腫瘤細胞數目較少,那些反映腫瘤容量的標志物的血清水平面往往是很低的,而此時腫瘤細胞分裂、增殖活躍,因而TPS可以很高。從而有利于早期發現,早期診斷和防治。本研究就是依據TPS在乳腺癌組織中的表達特點,利用預定位技術將核素153Sm標記抗TPS單克隆抗體,用于荷人乳腺癌裸鼠的放射免疫顯像的實驗研究,為探討乳腺癌診斷的新手段提供實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

153Smcl3購于中國原子能科學研究院同位素研究所;生物素活化酯(BNSH)、DTPA-生物胞素(DB2)為Sigma公司產品;BALB/C裸鼠4-6周齡,體重20 g左右,共30只,購于中國醫學科學實驗動物研究所;抗TPS單克隆抗體購于Sigma公司;mIgG抗體(鼠抗人,濃縮型抗體)1.5 μ g/支(0.2 ml)均購于福州邁新生物技術開發公司;人乳腺癌SK-BR-3細胞,購于自中國科學院上海細胞生物學研究所細胞庫。

1.2 抗TPS單克隆抗體的標記

1.2.1 抗TPS單克隆抗體的生物素化 將TPS單克隆抗體(TPS McAb)、生物素活化酯溶于無水二甲基亞砜(DMSO)中按比例在碳酸氫鈉溶液室溫放置3-4小時,用微孔離心柱法純化。

1.2.2 TPS McAb與DTPA的結合 將TPS McAb用離心超濾法,按TPS:DTPA=1∶8的摩爾比加入DTPA/DMSO溶液中,再除去游離的DTPA。

1.2.3 TPS單克隆抗體的153Sm標記 取純化的TPS單克隆抗體與DTPA的偶聯物溶液0.1 ml加入約45 Mbq的153Smcl3,室溫反應半小時,得到153Sm-DTPA-TPS McAb偶聯物。

1.3 荷人乳腺癌裸鼠模型的建立

取正常傳代培養的人乳腺癌SK-BR-3細胞株,取(2-3)×106/ml接種在4周齡的BALB/C裸鼠腋下皮下,當腫瘤直徑達1-2 cm左右時待用。

1.4 標記后抗體在裸鼠體內的放射性分布

荷瘤裸鼠30只,分為三組,每組 10只,實驗Ⅰ組第一步每鼠尾靜脈先注射5 μ g的生物素化抗體;第二步2天后再注射5 μ g的親和素;第三步再經過2天注射153Sm-DTPA-TPS McAb7.4 MBg/0.1 ml。實驗Ⅱ組每鼠尾靜脈注射135Sm-TPS McAb 7.4 MBg/0.1 ml。實驗Ⅲ組每鼠尾靜脈注射135Sm-IgG 7.4 MBg/0.1 ml。

注射標記抗體后于2、4、8、24小時分批吸入麻醉,膠布固定實行SPECT。由有經驗的核醫學醫師閱片,記錄結果。測定全身放射性計數后,由2、4、8、24小時取出腫瘤、血液、內臟器官及肌肉組織,分別測其放射性計數并計算每克組織放射性占注射劑量的百分比(%ID/g)。

1.5 統計學分析 SPSS11.0進行統計分析:相關分析采用Spearman檢驗。

2 結果

2.1 標記物

153Sm-DTPA-TPS McAb標記率為62.3%,放化純度93%。

2.2 SPECT結果

實驗Ⅰ組10只實驗鼠中有1只未出現陽性顯像,陽性率為90%,實驗Ⅱ組10只實驗鼠中有3只出現陽性顯像,陽性率為70%,實驗Ⅲ組未出現陽性顯像,Ⅰ組明顯優于Ⅱ組及Ⅲ組(P＜0.05).Ⅱ組明顯優于Ⅲ組(P＜0.01)。

2.3 153Sm-DTPA-TPS McAb、153Sm-TPS McAb 及153Sm-IgG在荷瘤裸鼠體內的生物學分布

由表1可見預定位三步法Ⅰ組中,8 h內腫瘤攝取的153Sm-DTPA-TPS McAb達到最高值,血液本底較低,瘤/血液比值達到11.11。而直接注射153Sm-TPS McAb的Ⅱ組,在8 h內隨著腫瘤攝取量的增多,血液本底增高,瘤/血液比值2 h內達到最高值為2.65,8 h為2.37。第Ⅲ組153Sm-IgG注射后腫瘤的攝取量最低,與血液本底基本接近。

3 討論

乳癌是當今危害婦女生命健康的重要殺手之一。據美國癌癥學會稱乳癌是繼肺癌之后婦女癌死亡的第二大死因。從我國多地的抽樣調查證明,乳腺癌發病率都占到當地女性惡性腫瘤的第一或第二位。而死亡率都為女性惡性腫瘤的第四第五位。我國乳腺癌病人就診時的病期相對偏晚,Ⅲ、Ⅳ期病人的比例約為30%,美國約為15%。癌癥診斷越晚,治療越加困難。因此對于能夠早期診斷乳腺癌的研究正在成為學者們的研究熱點問題。放射免疫顯像(RII)是近年來出現的一種新的無創性診斷腫瘤的檢查方法,是核醫學和免疫學結合的產物,對于鑒別腫瘤的良惡性和淋巴結的轉移具有優勢,在腫瘤手術治療中還具有導向作用,因此RII的研究越來越受到人們的重視。但是在大量的研究結果中顯示,RII目前面臨急待解決的問題是標記的抗體濃聚于腫瘤部位和腫瘤周圍正常組織和循環血液的比值低,使得體積較小的及位于某些特殊臟器的腫瘤顯像時有效劑量受限制[3]。而本研究中采用的預定位技術的原理是先將生物素化的單克隆抗體注入體內,待其與腫瘤組織相關抗原充分結合后,再注射親和素來加快清除血液以及非靶器官中未結合的抗體,再給予注射核素標記的生物素化的單克隆抗體。生物素和親和素結合可以產生放大效應,同時縮短放射性標記物在體內的作用時間,降低正常組織吸收劑量。這些特點與本研究的結果相符。在運用預定位技術加藥的實驗I組在給藥后2小時開始有抗體在腫瘤組織濃聚,在8小時時達到最高,與實驗II組直接給予抗體比較,血液本底低,抗體與腫瘤組織的結合效率高兩組比較差異有顯著性。(P＜0.05),而實驗Ⅱ組與實驗Ⅲ組只注射153Sm-IgG比較腫瘤組織濃聚量大,血液本底低,雖然沒有I組效果明顯,但是仍然是可以看到其有效性。實驗三組比較,應用預定位技術的實驗組,瘤/血液比值高,血液本底低,周圍正常組織吸收劑量低,顯像效果好。與相關研究報道結果相似。在本研究中選擇的標記核素為153Sm[4],作為鑭系的核素多年來一直用于放射治療取得了較好的效果。針對目前臨床應用的核素131Ⅰ來標記單抗,經過多年的研究發現131Ⅰ半衰期長8.04天,其364 keV的高能γ射線,并不十分適合SPECT測量。于是依據153Sm的特性,它具有良好的物理性能,半衰期僅為46小時γ射線能量僅為103 keV,既可進行顯像也可用于治療,近年來利用其進行診斷顯像的研究開始日益受到學者們的關注。在本研究中153Sm中可以作為診斷顯像的核素應用,效果明顯,可以值得進一步研究推廣。

[1]J Kim,SN Jang.Socioeconomic disparities in breast cancer screening among US women:trends from 2000 to 2005.J Prev Med Public Health,2008,41(3):186.

[2]Corinna Schmitt,David Turner,Maria Boesl A.Functional Two-Partner Secretion System Contributes to Adhesion of Neisseria meningitidis to Epithelial Cells.J Bacteriol,2007,189(11):7968.

[3]Gabriel L.Fiszman,Ernesto G.Radoimmunoimaging of a murine mammary carcinoma with a monoclonal antibody to vascular endothelial growth factor receptor-2.AACR Meeting Abstracts,2006,2006:815.

[4]P M Anderson,G.A Wiseman.Gemcitabine radiosensitization after153Sm-EDTMP(quadramet)bone-seeking radioisotope therapy for osteoblastic lesions of osteosarcoma:Activity and principles ASCO Meeting Abstracts,2005,23(6):8534.

Radioimmunoimaging study using pretargeting system on153Smlabeledanti-TPS monoclonal antibody in nude mice grafted with human breast carcinoma

CHANG Wei-qin,XU Tian-min,WANG Wen-jia,et al.(The Second Hospital of Jilin University,Changchun130041,China)

ObjectiveTo study using pretargeting system on radioimmunoimaging of153Sm labeled anti-TPS monodonal antibody and normal mice IgG in nude mice with human breast carcinoma and provide the basis for clinical use.Methodsgroup I 3-step pretargeting injected into the tail vein with 7.4MBg/0.1 ml labeled antibody.groupⅡandⅢinjected directly into the tail vein with 7.4MBg/0.1 ml labeled antibody.SPECT were measured after 2、4、8、24 h interval of injecion.Percentinjected dosage of every gram tissue(%ID/g)were measured after 4、8、24 h interval to death.ResultsThe tumor to blood ratio reached 7.36 、9.22 、11.11 at 2、4、8 hours respectively.Radioactivity concertratoin peaked at 8 h in tumor site.the tumor/blood was higher than153Sm-IgG(P＜0.05).Conclusionpretargeting system on radioimmunoimaging improves the amountsof locatingontoumors and yields a specific enhancing effect and also improve image quality.

radioimmunoimaging;pretargeting;TPS;monoclonal antibody;nude mice

K737.9

A

1007-4287(2010)01-0006-03

吉林省科學技術廳基金項目(20060416-3;20050410-1;200705203;20080134);長春市科技局項目(10-082S06;06GG88);國家博士后資金資助項目;吉林大學青年教師基金資助項目

*通訊作者

常偉勤(1969-),男,主治醫師,學位,博士,研究方向;外科腫瘤。

2008-12-28)