王 琦 戴 東 綜述 徐文貴 審校

肺癌表皮生長因子受體分子顯像的研究進展*

王 琦①戴 東②綜述 徐文貴②審校

表皮生長因子酪氨酸抑制劑是肺癌治療中應用廣泛的靶向藥物，而其療效的預測主要依靠有創(chuàng)的基因檢測方法或粗略的臨床估計。PET受體顯像是集配體結合高特異性和放射性探測高敏感性于一體的顯像技術。目前，以EGFR受體為靶點的PET顯像研究正處于藥物研發(fā)階段，研究表明此種顯像技術有助于建立肺癌靶向治療療效的無創(chuàng)性影像學檢測，為肺癌的個體化治療提供更多依據。

表皮生長因子受體 分子顯像 PET/CT 肺癌

肺癌是惡性腫瘤中死亡率最高的腫瘤，全世界每年約118萬人死于肺癌［1］。其5年生存率約15%，僅30%患者可通過手術治愈，而其余患者行放化療效果不太理想［2］。近年來隨著分子生物學的發(fā)展和癌癥發(fā)病機制的深入研究，出現了以特定分子為靶點的抗腫瘤藥物，其中以EGFR-TKI的研究最多［3-4］。這類小分子激酶抑制劑包括吉非替尼、厄洛替尼等，能夠進入細胞內，直接作用于EGFR的胞內催化區(qū)，干擾其與ATP的結合，通過抑制酪氨酸激酶的活性來阻斷其信號傳導，誘導腫瘤細胞周期阻滯、促進凋亡、抑制新生血管形成、抑制侵襲和轉移，從而達到最終的治療效果。

研究已經證實，EGFR基因突變是預測TKI療效的重要指標［5-6］。但EGFR基因突變的患者中60%～94%對EGFR-TKI治療有效［7-10］。Gridelli等［5］報道EGFR突變的患者中83%療效明顯，然而在野生型EGFR的患者中也有10%有效。Taron等［11］發(fā)現94.1%EGFR基因突變的患者及12.6%無EGFR基因突變的患者對EGFR-TKI治療有效。因此以基因突變作為預測TKI療效的指標，將使一部分對治療有效的患者被排除在EGFR-TKI的治療敏感人群之外，喪失治療機會。另外，原發(fā)部位難以或無法取得病理標本，未明確基因突變情況的患者多程治療后，難以采用基因突變檢測的結果預測EGFR-TKI的療效。因此，急需尋找無創(chuàng)性檢查方法，優(yōu)化靶向藥物的評價指標，為臨床應用提供科學依據。

分子顯像是利用分子探針結合細胞內外特定靶點，使用PET或MRI等探測成像，具有高特異性、靈敏度的特點。傳統影像學技術難以識別某些腫瘤細胞高表達的EGFR或細胞內高TK活性，而分子影像則為此種分子水平的異常提供了無創(chuàng)性評估的可能。

1 EGFR的檢測方法

腫瘤組織、細胞中EGFR水平可通過不同方法檢測，包括EGFR基因拷貝數、蛋白表達水平檢測及EGFR基因檢測三個方面。無創(chuàng)性表皮生長因子受體顯像正處于如火如荼的研究階段。

1.1 基因拷貝數檢測

常用方法有熒光原位雜交（FISH）、PCR法、原位雜交、Northern blot、Southern blot、基因芯片法等?；蛐酒Ｓ糜诟咄亢Y選。熒光原位雜交（FISH）的原理是采用DNA探針標記特殊的核苷酸分子，然后將探針直接雜交到染色體上，通過熒光素分子偶聯的抗體與探針的特異性結合來檢測DNA序列，可進行定性、定位、相對定量分析［12］。FISH具有安全、快速、靈敏度高、探針可長期保存、能同時顯示多種顏色等優(yōu)點，具有良好的穩(wěn)定性和可重復性。PCR法靈敏度高，是近年來應用較多的基因診斷技術，但PCR診斷技術的假陰性和假陽性的比例較高，對同一樣本實驗結果的可重復性差，主要用于實驗研究［13］。

1.2 蛋白表達水平檢測

常用方法有IHC和ELISA法。IHC法是一種有效檢測實體瘤組織標本中蛋白質表達水平的方法［14］。主要優(yōu)點是保留了原有的組織結構，可反映抗原或抗體的細胞內位置，在EGFR表達水平的研究中最為常用。ELISA法是一種定量檢測血清、血漿或組織中的EGFR的胞外結構域含量的方法。優(yōu)點為可定量檢測、有標準曲線作對比、重復性好、方法簡便且少量腫瘤細胞即可完成檢測［15］。ELISA彌補了IHC在臨床應用中的不足。但ELISA是一種間接測定法，不能直接測定EGFR且特異性差，外周血EGFR高表達并不代表腫瘤組織或腫瘤細胞中EGFR的高表達。雖已有研究證實外周血EGFR表達水平與腫瘤細胞EGFR表達及與患者預后間存在一定相關性，但數據并不充分。

1.3 基因突變檢測

基因突變檢測方法很多，PCR產物直接測序法是最直接且肯定的方法。如基因芯片、FISH、單鏈構象多態(tài)性（PCR-SSCP），限制性片段長度多態(tài)性分析（RFLP）［16］、毛細管電泳法等，主要用于科研，且最后各種突變檢測技術檢測到的突變最后都得由測序來確定突變類型及突變位置，而且測序法檢測突變的效率達到100%。缺點是所需步驟多且操作復雜，費用昂貴，主要用于科研工作。FISH和IHC是更為適宜的方法，均可用于新鮮或石蠟包埋組織，并能保持原有組織結構，在可視條件下原位識別腫瘤與非腫瘤組織，從而免受組織不純的干擾。兩者相比較，FISH失誤率低，結果判別主觀性比IHC少，受制于儲存和固定方式的影響小，但技術上較為復雜，結果需熒光顯微鏡觀察，其操作時間、費用均較IHC復雜。

1.4 分子影像

EGFR分子顯像利用外源性抗體或小分子探針，與細胞內外EGFR特定靶分子結合，體外用PET、PET/CT等進行探測成像。與傳統方法相比，具有高特異性、靈敏度的特點［17］。PET/CT結合了PET的高靈敏度和CT圖像的高清晰性，在檢測EGFR表達上具有獨特的優(yōu)勢，正成為研究EGFR顯像的主流和熱點［18-19］。根據分子探針的作用機理不同，EGFR檢測方法可分為抗EGFR抗體檢測、EGF檢測和小分子抑制劑檢測三大類。

2 EGFR分子顯像

分子影像學的顯像技術主要包括磁共振分子顯像、光學分子顯像和核醫(yī)學分子顯像［20-21］。核醫(yī)學分子顯像技術主要包括單光子發(fā)射計算機斷層顯像（SPECT）和正電子發(fā)射斷層顯像（PET）。PET具有靈敏度高、可定量等優(yōu)點，在分子影像技術中最具發(fā)展前景［22］。PET具有以下顯著優(yōu)點［22-23］：1）PET能夠對生理和藥理過程進行快速顯像；2）PET具有較高靈敏度，能夠測定低至f-摩爾數量級的配體濃度；3）盡管日常工作采用半定量方法，但也可以使用絕對定量方法測定活體組織的生理和藥理參數；4）采用示蹤量的顯像劑，不會產生藥理不良反應。惡性腫瘤細胞常具有較高的EGFR表達，但受體密度的變化不能為CT或MRI所捕獲。PET/CT結合了PET的高靈敏度和CT圖像的高清晰性，在檢測EGFR上具有獨特的優(yōu)勢，正成為EGFR分析顯像的研究熱點。

2.1 EGFR抗體顯像研究

對EGFR抗體進行放射性標記可進行EGFR顯像。Dadparvar等［24］用111In標記西妥昔單抗，成功地進行了惡性膠質瘤顯像。Schechter等［25］采用一種鰲合劑連接99mTc和西妥昔單抗，得到了99mTc-C225。在荷瘤裸鼠體內分布研究中發(fā)現隨時間延長腫瘤/組織比增高。Cai等［26］通過DOTA連接64Cu和西妥昔單抗，動物PET顯像結果發(fā)現，64Cu-DOTA-C225顯像SUV與EGFR表達呈正相關。雖然EGFR抗體顯像已獲得了可信的圖像，但仍存在許多難以克服的問題［27］。首先，放射性核素標的抗體可能與正常組織發(fā)生交叉免疫反應；其次，單抗多次應用易發(fā)生人抗鼠抗體反應，使治療性靶向藥物的應用產生困難；再其次，單抗在腫瘤部位的停留時間短、累積量少，容易變性，造成靈敏度低、重復性差，相關問題仍有待于進一步研究探索。

2.2 EGF標記顯像

EGF是EGFR的天然配體，適合行EGFR顯像。有研究采用111In、99mTc標記的hEGF進行了肺癌的SPECT顯像，但圖像分辨率及敏感性均較低［28］。Velikyan等［29］采用DOTA連接68Ga和hEGF，具有高特異性攝取、快速內化及長的放射活度的特點，在人膠質瘤U343及宮頸癌A431移植瘤的micro PET顯像中發(fā)現標記物在腫瘤組織及EGFR高表達器官如肝、腎、胰、小腸、脾的中濃聚。但hEGF分子體外穩(wěn)定性較差，標記困難、價格昂貴，為進一步研究應用帶來困難。

2.3 小分子抑制劑標記顯像研究

EGFR小分子抑制劑的標記物主要為喹啉家族的衍生物，其主要作用機理為竟爭性結合細胞內ATP結合位點。其中研究較多的有ML01～ML08［30］。PD-153035和ML0l為可逆性的酪氨酸激酶抑制劑，其余為不可逆性。ML01可被細胞內高濃度ATP競爭性地快速清除；ML03代謝快、生物利用度低、腫瘤內聚集量少，均不適合作為腫瘤的放射性標記顯像劑。Mishani等［31］采用11C標記ML04具有高度生物穩(wěn)定性和低代謝率。18F標記的ML04體內生物分布穩(wěn)定，腫瘤/血液比、腫瘤/肌肉比分別均提示該化合物適合分子顯像［32］。此外，Su等［33］直接將Gefitinib進行了11C標記，并初步研究了11C-Gefltinib作為PET/CT顯像劑的可能性，相關體內阻斷實驗正在進行中。2.4 以EGFR-TK為靶點的顯像劑11C--PD153035

Fredriksson等［34］首次合成了PD153035的前體化合物，該化合物可在6-或7-C位上進行11C標記，并最先研究了11C-PD153035作為PET示蹤劑的可能性。11C-PD153035能夠和EGFR-TK競爭性性結合，因此通過11C-PD153035可以達到EGFR受體顯像目的。進一步的研究顯示，11C-PD153035在體外可被腫瘤細胞快速攝取，且攝取量與腫瘤細胞EGFR表達水平呈正相關。Wang等［35］對大鼠神經膠質瘤動物模型進行11C-PD153035 PET/CT顯像，證實11C-PD153035在大鼠體內可被腫瘤細胞攝取。但在胃腸道的高度濃聚將影響該區(qū)域腫瘤顯像，而在肺、腦、軟組織中代謝較低，有可能作為該部的腫瘤PET顯像劑。Liu等［36］研究發(fā)現11C-PD153035經靜脈注射后在人體血液內被快速清除，主要由肝、腎排泄，血池本底低。注射11C-PD153035后5 min，肝臟、膽囊、雙腎顯影；10 min后十二指腸、雙輸尿管、膀胱顯影；20 min后腹部多數臟器均出現放射性濃聚。11C-PD153035在人體內的放射性攝取與腫瘤大小、注射劑量無關，而與腫瘤EGFR表達水平相關，顯示了該示蹤劑的進一步實驗研究和臨床應用上具有良好的前景。

3 結語

分子靶向治療是腫瘤治療的新希望，以小分子酪氨酸激酶抑制劑為代表的靶向藥物已正式應用于臨床，并逐漸成為晚期或轉移性肺癌的一線治療藥物。但對其的療效評估和預測仍是目前困擾臨床的重要問題。表皮生長因子受體分子顯像必將成為未來靶向治療療前篩選、治療后療效評估重要影像學依據。

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（2014-06-30收稿）

（2014-08-06修回）

（本文編輯：鄭莉）

Molecular imaging of epidermal growth factor receptor in lung cancer

Qi WANG1,Dong DAI2,Wengui XU2

Wengui XU;E-mail:wenguixy@163.com
1Department of Radiation Oncology,2Department of Nuclear Medicine,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital; National Clinical Research Center for Cancer;Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin,Tianjin 300060,China This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81302003)

Epidermal growth factor receptor(EGFR)inhibitors are currently widely used for targeted lung cancer therapy.Targeted therapy evaluation principally relies on genetic testing or rough clinical estimation.PET receptor imaging is highly sensitive and specific.According to domestic and foreign literature,PET imaging using radiolabeled EGFR-targeting agents can be used to predict and monitor therapy response.This paper presents new evaluating methods for targeted lung cancer therapy.

EGFR,molecular imaging,PET/CT,lung cancer

10.3969/j.issn.1000-8179.20141110

①天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院放射治療科，國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室（天津市300060）；②核醫(yī)學科

?本文課題受國家自然科學基金項目（編號：81302003）資助

徐文貴 wenguixy@163.com

王琦 主治醫(yī)師。專業(yè)方向為腫瘤的放射綜合治療。

E-mail：wangqidxy@qq.com