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161 Tb与177 Lu:影像与治疗

发布时间:2021-06-24浏览:87次

用双同位素SPECT显像同时显示161Tb和177Lu标记的生长抑素类似物

Francesca Borgna1, Patrick Barritt1, Pascal V. Grundler1, Zeynep Talip1, Susan Cohrs1, Jan Rijn Zeevaart2, Ulli Köster3, Roger Schibli1,4, Nicholas P. van der Meulen1,5 and Cristina Müller1,4

1 Center for Radiopharmaceutical Sciences, Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen-PSI, Switzerland

2 Radiochemistry, South African Nuclear Energy Corporation (Necsa), Brits 0240, South Africa

3 Institut Laue-Langevin, 38042 Grenoble, France

4 Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zurich, 8093 Zurich, Switzerland

5 Laboratory of Radiochemistry, Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen-PSI, Switzerland

概括

177Lu(半衰期 6.7d)是目前常用于治疗目的的放射性金属,因为它具有用于实现治疗的微粒发射(β-或俄歇电子)并发射几个伴随的信号γ-208kev(11%)和113kev(6.4%)的光子用于诊断评估和剂量测定。

161Tb 是最近推出的用于治疗应用的放射性镧系元​​素。 161Tb以 6.89 天的半衰期衰减到​​稳定的 161Dy,同时发射适用于治疗目的的 β¯-粒子(Eβ͞av = 154 keV)和γ-辐射(Eγ = 49 keV,I = 17.0%;Eγ = 75 keV, I = 10.2%) 对 SPECT成像有用。 161Tb 还发射大量低能量转换和俄歇电子,这使得这种放射性核素对于治疗具有从单个细胞(直径:~10μm)到微细胞簇(直径:< 1mm)的多种转移的播散性癌症)。 Monte Carlo 模拟评估了传递到 10μm 球体的剂量显示,与 177Lu 相比,使用 161Tb 时的值增加了 3.5 倍。在较大的肿瘤(直径 > 10 毫米)中,分别从 161Tb 和 177Lu 发射的电子能量几乎完全被吸收,导致 161Tb 每次衰变吸收的电子能量分数比 177Lu 高 1.3 倍,使 161Tb 比 177Lu 更有效。

本研究的目的是使用双同位素 SPECT 成像来证明 161Tb 和 177Lu 是可互换的,而不会影响放射性药物的药代动力学特征。

在体外表征后,将 161Tb 和 177Lu 标记的生长抑素 (SST) 类似物 DOTATOC(激动剂)和 DOTA-LM3(拮抗剂)注射到携带 AR42J 肿瘤的裸鼠中。通过双同位素 SPECT/CT 成像研究体内分布图。结果显示,无论是用 161Tb 还是 177Lu 标记,这两种肽的药代动力学特征都相同。此外,亚器官分布的可视化证实了 161Tb 和 177Lu 标记的 SST 类似物的类似行为。这些和之前的研究结果表明,任何未来的 161Tb(临床前)研究都可以基于用 177Lu 标记的对应物获得的临床前数据。这将使未来的研究直接集中在 161Tb 的治疗效果上,这很可能优于 177Lu 获得的效果。

nanoSPECT/CT的结果

五周大的雌性 CD1 裸鼠皮下接种 AR42J 肿瘤细胞(100μl PBS 中的 5x106 个细胞)。当肿瘤大小达到~250mm3 的体积时,在肿瘤细胞接种后 10-14 天进行扫描。

小鼠静脉注射注入 161Tb-DOTATOC (~15MBq) 和 177Lu-DOTATOC (~15MBq) 的混合物或 161Tb-DOTA-LM3 和 177Lu-DOTA-LM3 (~30MBq) 的混合物,161Tb/177Lu 活性比为 1:1 .对于特异性测试,在相同的实验条件下进行封闭研究;在这种情况下,注射液中加入了过量的未标记 DOTATOC 或 DOTA-LM3。使用双同位素 SPECT 采集协议在注射放射性肽后 2 小时、4 小时和 24 小时采集 SPECT/CT 扫描,帧时间为 60 秒,扫描时间为 45 分钟。

对于 SPECT/CT 扫描,通过为两种放射性核素选择不同的能量窗来同时采集分别源自 161Tb 和 177Lu 的计数。为 161Tb 选择的两个能量窗口设置为 47.7keV±10%,可以检测 X 射线和 γ 射线(46.0keV、48.9keV 和 52.0keV),设置为 74.6keV±10%,可以检测74.6keV 的 γ 射线。对于 177Lu,窗口设置为 112.9keV±10% 和 208.4±10% 以检测 γ 射线。在动物研究之前,为了验证双同位素 SPECT 成像协议,使用装有 161Tb 或 177Lu 或两者兼有的 Eppendorf 小瓶进行了体模扫描:分析表明,在获得的扫描中 161Tb 和 177Lu 之间没有干扰;每种放射性核素都以高精度独立地可视化。

SPECT/CT 图像分析显示:

  • 同时注射的 161Tb-DOTATOC 和 177Lu-DOTATOC 的体内分布相等。 对 161Tb-DOTA-LM3 和 177Lu-DOTA-LM3 进行了相同的观察。 使用任一放射性镧系元素的能量重建的图像(分别为 161Tb 和 177Lu 的红到黄标度和绿到黄标度),分别提供了同一只小鼠中每个放射性肽的分布。
  • 通过共注射过量未标记肽进行的实验导致 SSTR 阻断,因此未观察到放射性肽在 AR42J 肿瘤中的积累。这些额外的研究证明,AR42J 肿瘤异种移植物中 SST 类似物的摄取是 SSTR 特异性的。
  • AR42J 肿瘤和肾脏中累积活性的量化证实 161Tb 和 177Lu 标记的对应物的分布相等。这是所选放射性镧系元​​素对放射性肽的组织分布图没有影响的最终证据。
  • SPECT/CT 图像显示 AR42J 异种移植物中的活性积累,拮抗剂的活性积累高于激动剂。与来自生物分布研究的定量数据一致,随着时间的推移,该活性通过肾脏有效清除,并在 24 小时后几乎完全排出体外。由于肿瘤组织中放射性标记的 DOTA-LM3 的有利吸收,与注射放射性标记的 DOTATOC 后获得的比率相比,肿瘤与肾脏的比率更高。
  • 双同位素 SPECT 图像切片实现了同一动物亚器官水平的 161Tb 和 177Lu 标记肽分布的可视化。最需要注意的是,无论使用 161Tb 还是 177Lu,肿瘤和肾脏中的活性分布模式都是相同的。肿瘤中的摄取非常均匀,这可以归因于血管化良好的 AR42J 异种移植物。肾脏活动的积累在皮质中更为突出,在那里发生巨蛋白介导的放射性肽重吸收,并且已知表达各种 SSTR 亚型

 

本文由汇佳生物翻译编辑,汇佳生物(中国)有限公司是专业从事核技术在医疗领域应用的企业,是稳定性同位素品牌供应商;核医学领域创新产品的全产业链提供者。公司掌握有医用同位素制靶、分离、提取、纯化、检测等核心关键技术,可供应的医用同位素与放射性药物前体多达60余种。

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