153Sm标记抗TPS单克隆抗体在荷人乳腺癌裸鼠体内的预定位显像

常伟勤,许天敏*,王文加,苏曼曼

(1.吉林大学第二医院,吉林长春 130041;2.吉林大学药学院)

153Sm标记抗TPS单克隆抗体在荷人乳腺癌裸鼠体内的预定位显像

常伟勤1,许天敏1*,王文加2,苏曼曼2

(1.吉林大学第二医院,吉林长春 130041;2.吉林大学药学院)

目的以153Sm标记的抗TPS单克隆抗体对荷人乳腺癌裸鼠进行肿瘤预定位显像的研究。为乳腺癌早期诊断提供一种新方法,并为其临床应用提供实验依据。方法实验Ⅰ组每只裸鼠预定位法从尾静脉注射7.4 MBq/0.1 ml标记抗体。实验Ⅱ组与Ⅲ组分别直接从尾静脉注射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显像。于2、4、8、24 h分批处死裸鼠并测定分别在肿瘤、血液、心脏、肺等重要脏器单位重量的放射性比值(%ID/g)。结果在运用预定位技术加药的实验I组在给药后2小时开始有抗体在肿瘤组织浓聚,在8小时时达到最高,与实验II组直接给予抗体比较,血液本底低,两组比较差异有显著性。(P＜0.05)。结论应用预定位技术的实验组,瘤/血液比值高,血液本底低,周围正常组织吸收剂量低,显像效果好。

预定位技术;放射免疫显像;乳腺癌;抗TPS单抗

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

乳腺癌是西方发达国家女性最常见的恶性肿瘤[1],我国原为乳腺癌低发国家,近年来受饮食习惯西化及其他因素的影响,发病率迅速增高,尤以大城市为著。早期检出、早期诊断、早期治疗是改善预后的重要因素。随着生活水平及健康意识的提高,人们对安全、有效而无创/微创性诊断的需求亦不断提高,挽救患者生命。

组织多肽特异性抗原(TPS)是细胞角蛋白18片段上的M3抗原决定簇。在上皮来源的恶性肿瘤细胞分裂过程中的S晚期至M期,TPS被合成并释放入血和其他体液中,因此,血清中TPS的含量高低成为衡量肿瘤细胞分裂和增生活性的一个特异性指标[2]。与传统的肿瘤标志物如AFP、PSA等不同的是,TPS是“肿瘤活性的依赖型”的,它的血清含量的高低与正在分裂、增殖的细胞数目有关,即与肿瘤的活性有关。因此,在肿瘤的早期,在出现肉眼复发和转移之前,由于肿瘤细胞数目较少,那些反映肿瘤容量的标志物的血清水平面往往是很低的,而此时肿瘤细胞分裂、增殖活跃,因而TPS可以很高。从而有利于早期发现,早期诊断和防治。本研究就是依据TPS在乳腺癌组织中的表达特点,利用预定位技术将核素153Sm标记抗TPS单克隆抗体,用于荷人乳腺癌裸鼠的放射免疫显像的实验研究,为探讨乳腺癌诊断的新手段提供实验基础。

1 材料与方法

1.1 材料

153Smcl3购于中国原子能科学研究院同位素研究所;生物素活化酯(BNSH)、DTPA-生物胞素(DB2)为Sigma公司产品;BALB/C裸鼠4-6周龄,体重20 g左右,共30只,购于中国医学科学实验动物研究所;抗TPS单克隆抗体购于Sigma公司;mIgG抗体(鼠抗人,浓缩型抗体)1.5 μ g/支(0.2 ml)均购于福州迈新生物技术开发公司;人乳腺癌SK-BR-3细胞,购于自中国科学院上海细胞生物学研究所细胞库。

1.2 抗TPS单克隆抗体的标记

1.2.1 抗TPS单克隆抗体的生物素化 将TPS单克隆抗体(TPS McAb)、生物素活化酯溶于无水二甲基亚砜(DMSO)中按比例在碳酸氢钠溶液室温放置3-4小时,用微孔离心柱法纯化。

1.2.2 TPS McAb与DTPA的结合 将TPS McAb用离心超滤法,按TPS:DTPA=1∶8的摩尔比加入DTPA/DMSO溶液中,再除去游离的DTPA。

1.2.3 TPS单克隆抗体的153Sm标记 取纯化的TPS单克隆抗体与DTPA的偶联物溶液0.1 ml加入约45 Mbq的153Smcl3,室温反应半小时,得到153Sm-DTPA-TPS McAb偶联物。

1.3 荷人乳腺癌裸鼠模型的建立

取正常传代培养的人乳腺癌SK-BR-3细胞株,取(2-3)×106/ml接种在4周龄的BALB/C裸鼠腋下皮下,当肿瘤直径达1-2 cm左右时待用。

1.4 标记后抗体在裸鼠体内的放射性分布

荷瘤裸鼠30只,分为三组,每组 10只,实验Ⅰ组第一步每鼠尾静脉先注射5 μ g的生物素化抗体;第二步2天后再注射5 μ g的亲和素;第三步再经过2天注射153Sm-DTPA-TPS McAb7.4 MBg/0.1 ml。实验Ⅱ组每鼠尾静脉注射135Sm-TPS McAb 7.4 MBg/0.1 ml。实验Ⅲ组每鼠尾静脉注射135Sm-IgG 7.4 MBg/0.1 ml。

注射标记抗体后于2、4、8、24小时分批吸入麻醉,胶布固定实行SPECT。由有经验的核医学医师阅片,记录结果。测定全身放射性计数后,由2、4、8、24小时取出肿瘤、血液、内脏器官及肌肉组织,分别测其放射性计数并计算每克组织放射性占注射剂量的百分比(%ID/g)。

1.5 统计学分析 SPSS11.0进行统计分析:相关分析采用Spearman检验。

2 结果

2.1 标记物

153Sm-DTPA-TPS McAb标记率为62.3%,放化纯度93%。

2.2 SPECT结果

实验Ⅰ组10只实验鼠中有1只未出现阳性显像,阳性率为90%,实验Ⅱ组10只实验鼠中有3只出现阳性显像,阳性率为70%,实验Ⅲ组未出现阳性显像,Ⅰ组明显优于Ⅱ组及Ⅲ组(P＜0.05).Ⅱ组明显优于Ⅲ组(P＜0.01)。

2.3 153Sm-DTPA-TPS McAb、153Sm-TPS McAb 及153Sm-IgG在荷瘤裸鼠体内的生物学分布

由表1可见预定位三步法Ⅰ组中,8 h内肿瘤摄取的153Sm-DTPA-TPS McAb达到最高值,血液本底较低,瘤/血液比值达到11.11。而直接注射153Sm-TPS McAb的Ⅱ组,在8 h内随着肿瘤摄取量的增多,血液本底增高,瘤/血液比值2 h内达到最高值为2.65,8 h为2.37。第Ⅲ组153Sm-IgG注射后肿瘤的摄取量最低,与血液本底基本接近。

3 讨论

乳癌是当今危害妇女生命健康的重要杀手之一。据美国癌症学会称乳癌是继肺癌之后妇女癌死亡的第二大死因。从我国多地的抽样调查证明,乳腺癌发病率都占到当地女性恶性肿瘤的第一或第二位。而死亡率都为女性恶性肿瘤的第四第五位。我国乳腺癌病人就诊时的病期相对偏晚,Ⅲ、Ⅳ期病人的比例约为30%,美国约为15%。癌症诊断越晚,治疗越加困难。因此对于能够早期诊断乳腺癌的研究正在成为学者们的研究热点问题。放射免疫显像(RII)是近年来出现的一种新的无创性诊断肿瘤的检查方法,是核医学和免疫学结合的产物,对于鉴别肿瘤的良恶性和淋巴结的转移具有优势,在肿瘤手术治疗中还具有导向作用,因此RII的研究越来越受到人们的重视。但是在大量的研究结果中显示,RII目前面临急待解决的问题是标记的抗体浓聚于肿瘤部位和肿瘤周围正常组织和循环血液的比值低,使得体积较小的及位于某些特殊脏器的肿瘤显像时有效剂量受限制[3]。而本研究中采用的预定位技术的原理是先将生物素化的单克隆抗体注入体内,待其与肿瘤组织相关抗原充分结合后,再注射亲和素来加快清除血液以及非靶器官中未结合的抗体,再给予注射核素标记的生物素化的单克隆抗体。生物素和亲和素结合可以产生放大效应,同时缩短放射性标记物在体内的作用时间,降低正常组织吸收剂量。这些特点与本研究的结果相符。在运用预定位技术加药的实验I组在给药后2小时开始有抗体在肿瘤组织浓聚,在8小时时达到最高,与实验II组直接给予抗体比较,血液本底低,抗体与肿瘤组织的结合效率高两组比较差异有显著性。(P＜0.05),而实验Ⅱ组与实验Ⅲ组只注射153Sm-IgG比较肿瘤组织浓聚量大,血液本底低,虽然没有I组效果明显,但是仍然是可以看到其有效性。实验三组比较,应用预定位技术的实验组,瘤/血液比值高,血液本底低,周围正常组织吸收剂量低,显像效果好。与相关研究报道结果相似。在本研究中选择的标记核素为153Sm[4],作为镧系的核素多年来一直用于放射治疗取得了较好的效果。针对目前临床应用的核素131Ⅰ来标记单抗,经过多年的研究发现131Ⅰ半衰期长8.04天,其364 keV的高能γ射线,并不十分适合SPECT测量。于是依据153Sm的特性,它具有良好的物理性能,半衰期仅为46小时γ射线能量仅为103 keV,既可进行显像也可用于治疗,近年来利用其进行诊断显像的研究开始日益受到学者们的关注。在本研究中153Sm中可以作为诊断显像的核素应用,效果明显,可以值得进一步研究推广。

[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

吉林省科学技术厅基金项目(20060416-3;20050410-1;200705203;20080134);长春市科技局项目(10-082S06;06GG88);国家博士后资金资助项目;吉林大学青年教师基金资助项目

*通讯作者

常伟勤(1969-),男,主治医师,学位,博士,研究方向;外科肿瘤。

2008-12-28)