莫純威，黃曉新，金觀橋，蘇丹柯

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心，廣西 南寧 530021)

分子靶向治療針對(duì)特定靶點(diǎn)干擾細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路，進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，準(zhǔn)確性和安全性好，可延長(zhǎng)腫瘤患者生存期，并改善其生活質(zhì)量。以表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)為靶點(diǎn)的分子靶向治療現(xiàn)已成為研究熱點(diǎn)。部分患者對(duì)靶向治療無(wú)反應(yīng)，或在治療過(guò)程中產(chǎn)生耐藥性[1-2]，故有必要對(duì)靶向治療優(yōu)勢(shì)人群進(jìn)行篩選，以評(píng)估療效與預(yù)后。活檢和血清學(xué)檢查均可檢測(cè)EGFR表達(dá)水平。活檢是最常用方法，也是金標(biāo)準(zhǔn)，但存在局限性：為侵入性檢查，不宜重復(fù)操作；腫瘤異質(zhì)性可能導(dǎo)致活檢結(jié)果準(zhǔn)確性降低[2-3]，同一腫瘤內(nèi)或原發(fā)腫瘤與轉(zhuǎn)移灶之間EGFR表達(dá)可有所不同[4]；活檢結(jié)果并不總與血清學(xué)檢查結(jié)果保持一致[2]。分子成像技術(shù)以放射性標(biāo)記的分子探針與細(xì)胞內(nèi)外EGFR特定靶分子結(jié)合，可無(wú)創(chuàng)、重復(fù)、實(shí)時(shí)地評(píng)價(jià)EGFR表達(dá)，具有特異性、靈敏度和分辨率高、無(wú)創(chuàng)定位、定性和定量數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點(diǎn)[5]。本文就PET各類EGFR分子探針研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 EGFR與EGFR靶向藥物

EGFR是ErbB受體家族成員，在許多惡性腫瘤的增殖、分化、轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。表皮生長(zhǎng)因子(epidermal growth factor, EGF)結(jié)合胞外結(jié)構(gòu)域，引起胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域磷酸化，啟動(dòng)絲裂原活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇-3激酶等信號(hào)通路，使DNA轉(zhuǎn)錄增加，從而發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡、血管生成和細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移作用[6-7]。

目前美國(guó)食品和藥物管理局(Food and Drug Administration, FDA)批準(zhǔn)的以EGFR為靶點(diǎn)并用于臨床治療的靶向藥物中，一類是單克隆抗體(monoclonal antibodies, MAb)，包括西妥昔單抗、帕尼單抗等，主要競(jìng)爭(zhēng)抑制EGFR與相關(guān)配體的結(jié)合，阻斷EGFR通路的信號(hào)傳導(dǎo)；另一類是酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor, TKI)，包括吉非替尼、厄洛替尼等，主要與ATP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合胞內(nèi)酪氨酸激酶，間接抑制EGFR[8]。但靶向治療并非對(duì)所有患者有效，非小細(xì)胞肺癌患者中，TKI治療僅對(duì)EGFR突變的第19外顯子缺失和外顯子21點(diǎn)突變L858R有效，而外顯子20突變T790M或間充質(zhì)表皮轉(zhuǎn)化因子(mesenchymal to epithelial transition factor, MET)擴(kuò)增可致耐藥[2]。

2 EGFR靶點(diǎn)顯像劑分類

2.1 EGFR配體分子顯像劑 作為EGFR的天然配體，EGF對(duì)其具有較高結(jié)合親和力和特異性，利用放射性核素標(biāo)記可作為分子探針，反映EGFR表達(dá)情況。

18F-FBEM-cEGF在UM-SCC1細(xì)胞(EGFR+)中顯像劑攝取較高，在肝和腎中的攝取也很高，對(duì)靶向成像造成影響[9]。REILLY等[10]對(duì)比以111In標(biāo)記的人EGF與抗EGFR單克隆抗體528對(duì)EGFR陽(yáng)性乳腺癌進(jìn)行顯像，發(fā)現(xiàn)In-DTPA-MAb 528腫瘤攝取、腫瘤與正常組織比率更高，表明MAb是比EGF更有效的腫瘤靶向載體。

2.2 EGFR抗體分子顯像劑

2.2.1 西妥昔單抗(cetuximab) 西妥昔單抗是首個(gè)被FDA批準(zhǔn)的MAb，其與EGFR配體結(jié)合域結(jié)合的親和力與天然配體相似。LEE等[11]研究證明64Cu-PCTA-cetuximab的結(jié)合代表EGFR表達(dá)水平，可用于選擇表達(dá)靶分子患者和監(jiān)測(cè)臨床分子靶向治療效果。BENEDETTO等[12]認(rèn)為89Zr-DFO-cetuximab可用于監(jiān)測(cè)頭頸部鱗癌患者治療期間的耐藥性。EGFR抗體分子顯像劑可提供許多有價(jià)值的信息，包括腫瘤位置、表型、對(duì)治療的敏感性和治療反應(yīng)等，特別是靶向放射免疫治療。SONG等[13]指出，放射性標(biāo)記的西妥昔單抗在食管鱗狀細(xì)胞癌中的特異性攝取與EGFR表達(dá)水平相關(guān)，且177Lu-cetuximab對(duì)腫瘤放射免疫治療14天后有明顯抑制作用。

2.2.2 帕尼單抗(panitumumab) 帕尼單抗是一種完全人源性IgG2 MAb，可與EGFR結(jié)合。NAYAK等[14]發(fā)現(xiàn)89Zr-panitumumab具有腫瘤攝取特異性，可用于檢測(cè)腹腔和胸腔腫瘤轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。CHANG等[15]認(rèn)為89Zr-panitumumab與EGFR表達(dá)攝取直接相關(guān)，但無(wú)法檢測(cè)EGFR突變和下游信號(hào)蛋白(如Kras和PTEN)的突變，而這些突變?cè)陬^頸部和食管惡性腫瘤中很少見(jiàn)，故可用于對(duì)上述腫瘤患者進(jìn)行抗EGFR治療。

總之，mAb探針不僅可清晰顯像腫瘤EGFR表達(dá)，還能檢測(cè)探針攝取，量化EGFR表達(dá)水平。但抗體分子顯像劑的分子量大，在血液中停留時(shí)間較長(zhǎng)，腫瘤穿透速度較慢，對(duì)比度較低，使其成像敏感度較低[16-17]。

2.3 抗體片段分子顯像劑 Fab是抗體的抗原結(jié)合片段，免疫原性較低。2價(jià)抗體片段的血液清除率較低，腫瘤與背景比率較高，非特異性分布減少，同時(shí)保留了與雙價(jià)相關(guān)的較高親和力優(yōu)勢(shì)和靶向特異性[18]。

腫瘤攝取64Cu-cetuximab-F(ab')2與EGFR表達(dá)存在顯著相關(guān)，注射后24 h內(nèi)可得到優(yōu)質(zhì)圖像和良好的腫瘤-背景對(duì)比[19-20]。111In-cetuximab-F(ab')2有類似111In-cetuximab的分布模式和信號(hào)定位，注射后早期可得到更高的腫瘤與血液和肌肉比率，且cetuximab-F(ab')2血液清除率較快，更適于EGFR可視化，可用于選擇反應(yīng)性患者[20]。Fab顯像劑有著更好生物分布和血液清除率。TURKER等[21]利用合成64Cu-DOTA-cetuximab-F(ab')2在結(jié)腸炎背景下觀察到結(jié)腸腫瘤高攝取，提示其在炎癥性腸病背景下檢測(cè)原位病灶有更好的成像特性，為篩查結(jié)腸癌高?；颊咛峁┝诵路椒?。

2.4 EGFR-TKI分子顯像劑 EGFR-TKI與EGFR的胞內(nèi)酪氨酸酶結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合，以放射性核素標(biāo)記，可作為分子探針?lè)从矱GFR表達(dá)和突變。

2.4.1 厄洛替尼(erlotinib) 厄洛替尼為經(jīng)FDA認(rèn)證的可逆型TKI。ABOURBEH等[22]認(rèn)為11C-erlotinib可區(qū)分erlotinib敏感腫瘤和不敏感腫且提到影響erlotinib攝取的主要因素是EGFR TK域的突變狀態(tài)，即EGFR受體表達(dá)水平對(duì)腫瘤11C-erlotinib攝取存在一定作用。BAHCE等[23-24]提出11C-erlotinib不僅與EGFR突變特異性結(jié)合，還能識(shí)別可能受益于TKI治療的患者，可由此預(yù)測(cè)并通過(guò)其放射性攝取變化監(jiān)測(cè)療效。11C-erlotinib PET/CT可發(fā)現(xiàn)18F-FDG PET/CT未發(fā)現(xiàn)的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶[25]。11C放射性顯像劑具有半衰期短、對(duì)回旋加速器的依賴性高、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。JAIN等[26]利用68Ga替代11C合成68Ga-NOTA-erlotinib，發(fā)現(xiàn)其具有較高的穩(wěn)定性，并保留了厄洛替尼的特異性，在肝內(nèi)累積少于11C-erlotinib。有學(xué)者[27]認(rèn)為18F-FEA-erlotinib作為PET顯像劑具有特異性，且腫瘤-背景對(duì)比度良好，可作為顯像劑選擇TKI治療反應(yīng)患者；但也有研究[28]發(fā)現(xiàn)11C-erlotinib不能區(qū)分敏感與耐藥的非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)。

2.4.2 阿法替尼(afatinib) 阿法替尼是第2代不可逆TKI，通過(guò)與EGFR (Cys 797)、HER2 (Cys 805)和ERBB4 (Cys 803)ATP結(jié)合域的半胱氨酸殘基共價(jià)結(jié)合而發(fā)揮作用。SLOBE等[29]18F-afatinib發(fā)現(xiàn)未在A549(EGFR野生型)、H1975(L858R/T790M突變)、HCC827(19外顯子缺失突變)3種荷瘤裸鼠模型中表現(xiàn)出腫瘤區(qū)特異性濃聚，認(rèn)為這與EGFR突變型和野生型NSCLC細(xì)胞的作用相關(guān)，其作為分子探針來(lái)檢測(cè)EGFR蛋白突變效果不甚理想。

大多數(shù)EGFR-TKI顯像劑在體外特異性結(jié)合試驗(yàn)表現(xiàn)出很好的親和性，但在動(dòng)物成像研究中表現(xiàn)非常低或中等特異性攝取，導(dǎo)致成像信噪比不足[30]；且TKI的肝臟高攝取和腸道排泄[22-27]會(huì)對(duì)評(píng)估腹部和骨盆等區(qū)域造成影響。

2.5 親和體分子顯像劑 親和體分子是小尺寸支架蛋白的非免疫球蛋白，有類似于抗體的功能和一些抗體所不具備的性質(zhì)，如相對(duì)分子質(zhì)量小、特異性和親和力高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好等，可滿足小尺寸和無(wú)激動(dòng)劑作用要求[16]，通過(guò)腎臟迅速?gòu)难褐星宄?，可能在注射后?shù)小時(shí)后獲得高對(duì)比度圖像[17]。

GAROUSI等[16]報(bào)道Zr-DFO-ZEGFR:237789對(duì)EGFR具有特異性且親和力高，注射后3 h和24 h可得到較好的靶/本底腫瘤成像。與89Zr-DFO-cetuximab成像對(duì)比，89Zr-DFO-ZEGFR:237789具有更好的對(duì)比度和靈敏度，并能更早成像。OROUJENI等[17]合成的68Ga-DFO-ZEGFR:2377同樣對(duì)EGFR具有特異性且親和力高，用Ga取代Zr，使腫瘤中放射性積累顯著增加、脾與骨中積累顯著減少，可顯著提高腫瘤與非腫瘤比率。BURLEY等[31]利用親和體分子ZEGFR:03115合成分子探針89Zr-DFO-ZEGFR:03115，通過(guò)觀察靶向治療對(duì)EGFR的動(dòng)態(tài)變化而評(píng)估療效。

2.6 小分子顯像劑 小分子探針(分子量<500 Da)具有較高親和力和選擇性，并有足夠的脂性或親水性，是目前最有前途的體內(nèi)成像分子顯像劑。

PD153035(4-N-[3-溴苯胺]-6,7-二甲氧基喹唑啉)是一種可逆的TKI，對(duì)胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域具有高親和力。11C標(biāo)記的PD153035不僅具有高活性和放射化學(xué)純度，還具有較高的生物穩(wěn)定性和較低的代謝率。11C-PD153035的攝取與EGFR表達(dá)有關(guān)，有助于助于監(jiān)測(cè)EGFR靶向治療的反應(yīng)[32-34]。在PD153035基礎(chǔ)上合成N-(3-氯-4-氟苯基)-7-(2-(2-(2-(2-18F-氟乙氧基)乙氧基)乙氧基)乙氧基)-6-甲氧基喹唑啉-4-胺(18F-MPG)，用于75例NSCLC患者，檢測(cè)EGFR突變與組織活檢的一致性達(dá)到84.29%，并可預(yù)測(cè)EGFR-TKI的反應(yīng)率和中位無(wú)進(jìn)展生存期[35]。相比18F-FDG，18F-MPG有更好的成像對(duì)比度和特異性。

2.7 其他多肽分子顯像劑 HACKEL等[36]合成的結(jié)合EGFR的纖連蛋白結(jié)構(gòu)域的新型探針Cu-纖連蛋白具有較好穩(wěn)定性和高度特異性，在荷瘤裸鼠成像中表現(xiàn)出良好的腫瘤積累、滯留性和高的腫瘤與背景比，但有高腎攝取的缺點(diǎn)。

GOUX等[37]利用納米肽合成的18F-FBEM-Cys-B10分子探針具有很好的特異性，并表現(xiàn)出優(yōu)秀的腫瘤成像質(zhì)量，具有很好的腫瘤與血液比率和保留時(shí)間，但在腎臟、肝臟和腸道攝取仍較高。

PYO等[38]報(bào)道的重復(fù)體是一種新設(shè)計(jì)的腫瘤靶向非抗體蛋白支架，含有豐富亮氨酸重復(fù)模塊，是針對(duì)多種表位的高親和力蛋白結(jié)合體，可在大范圍pH值和溫度值下高度穩(wěn)定，且易于工程設(shè)計(jì)；以之合成的64Cu標(biāo)記的抗EGFR重復(fù)體可得到清晰的腫瘤成像，有較高的腫瘤與背景比。

3 展望

分子靶向治療是新興腫瘤治療手段，MAb和酪氨酸激酶抑制劑等EGFR靶向藥已用于臨床，并逐漸成為治療惡性腫瘤的一線藥物，顯著改善患者生活質(zhì)量和預(yù)后。開(kāi)展靶向治療需要準(zhǔn)確通過(guò)評(píng)估腫瘤EGFR表達(dá)來(lái)篩選優(yōu)勢(shì)患者、進(jìn)行療效和預(yù)后判斷，制定個(gè)性化治療方案，這些問(wèn)題目前仍阻礙著靶向治療的廣泛臨床應(yīng)用。分子成像有望克服傳統(tǒng)方法的局限性，通過(guò)無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、在體評(píng)價(jià)提供更準(zhǔn)確的體內(nèi)EGFR表達(dá)，監(jiān)測(cè)治療期間EGFR變化，實(shí)現(xiàn)靶向治療優(yōu)勢(shì)人群篩選及療效和預(yù)后評(píng)估。另外免疫PET不僅反映EGFR表達(dá)，同時(shí)具有靶向放射免疫治療作用，可實(shí)現(xiàn)診療一體化。未來(lái)分子成像將會(huì)在腫瘤診斷、評(píng)估、治療中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。目前大多數(shù)的分子影像研究仍處于實(shí)驗(yàn)階段，尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。隨著分子探針和成像技術(shù)的不斷發(fā)展，相信不久分子影像將在個(gè)體化治療中發(fā)揮更大作用。