CN116082306B - 一种靶向fap及psma双靶点抑制剂、分子探针及应用 - Google Patents

一种靶向fap及psma双靶点抑制剂、分子探针及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于核医学显像剂领域，涉及一种靶向FAP及PSMA双靶点抑制剂、分子探针及应用。该抑制剂为具有式I所示化合物中的至少一种。本发明提供的靶向FAP与PSMA双靶点探针68Ga‑DOTA‑FAPI‑PSMA能够靶向FAP和PSMA肿瘤特异性摄取，同时在表达PSMA的22RV1模型鼠中肿瘤摄取值(SUVmax＝1.32，P<0.001)高于68Ga‑PSMA‑617(现行核医学金标准之一)的(SUVmax＝0.25，P<0.001)肿瘤摄取值，具有清晰的瘤本比，可以通过肾脏快速代谢出体外，对于前列腺癌原发灶及转移灶的早期诊断和诊断敏感率具有重要应用价值。

Description

一种靶向FAP及PSMA双靶点抑制剂、分子探针及应用
技术领域
本发明属于核医学显像剂领域，具体地，涉及一种靶向FAP及PSMA双靶点抑制剂、分子探针及应用。
背景技术
根据2020年全球癌症统计，前列腺癌是第二大最常见的癌症，也是男性癌症死亡的第五大原因，每年约有140万新发病例和37.5万例死亡病例。而在我国由于检测条件不足，多数前列腺癌患者发现时已处于中晚期。前列腺癌患者的早期发现以及诊断准确率的提高与患者生存率密切相关。虽然超声引导穿刺活检是前列腺癌诊断分级的金标准，但作为一种有创检测，受穿刺位置等的影响，临床存在一定比例的误诊；多参数磁共振成像(mpMRI)虽然可以提高前列腺癌的检出，避免不必要的检查，但对于前列腺癌中的微小病灶不易诊断，降低其诊断准确率。核医学显像作为一种临床无创影像诊断技术，通过特定靶点分子探针可以在体、实时、动态、无创的诊断病灶，具有灵敏度高、准确率高等优势。
前列腺特异性膜抗原(PSMA)是一种II型跨膜糖蛋白，其在前列腺癌细胞中的表达量是正常前列腺组织的100-1000倍，是前列腺癌特异性成像和靶向治疗的理想靶点，近年来随着靶向PSMA小分子抑制剂的发展，针对PSMA的小分子核医学分子探针也取得了明显成功，如68Ga-PSMA-617为前列腺癌的精准分期与生化复发病灶的精准定位方面提供了有力的影像学辅助方法。然而，肿瘤微环境和局部生物因素的复杂性往往导致肿瘤具有高度异质性，导致阳性肿瘤可能包含阴性组织区域，而现有靶向PSMA的核医学分子探针存在对于微小病灶的早期诊断敏感性低以及由于肿瘤异质性造成的诊断准确率不高等不足。
成纤维细胞激活蛋白(FAP)，是一种II型跨膜糖蛋白，由760个氨基酸组成，属于二肽基肽酶家族，高表达于占实体肿瘤90％体积的上皮来源肿瘤相关成纤维细胞(CAF)，作为当下肿瘤微环境最有潜力的靶标，靶向FAP的核医学分子探针68Ga-FAPI-04已应用于肉瘤、食管癌、乳腺癌、肺癌等多达28种肿瘤的诊断。由于前列腺癌肿瘤微环境中FAP高表达，已有研究证实靶向FAP在前列腺癌诊断成像中具有价值。基于此，构建一种FAP和PSMA双靶向的分子探针对于前列腺癌原发灶、转移灶早期诊断和检测的敏感性具有一定的研究意义和临床应用价值。
发明内容
为了克服前列腺癌原发灶、转移灶早期诊断准确率与敏感性低的不足，通过引入肿瘤相关成纤维细胞激活蛋白(FAP)第二靶向基团，利用肿瘤微环境FAP靶蛋白检测辅助提升前列腺癌原发灶、转移灶早期诊断准确率与敏感性，基于此，本发明提供了一种靶向FAP与PSMA双靶点的抑制剂、分子探针及应用。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种靶向FAP及PSMA双靶点抑制剂，该抑制剂为具有式I所示化合物中的至少一种：
式I中R的结构式为：-(CH2)n1-、-CH2(OCH2CH2O)n2-、-(CH2)n1-S-3-2,5-二氧吡咯烷-1-(CH2)n3、-(CH2)n1-S-3-2,5-二氧吡咯烷-1-(CH2)n3CONH(CH2)n4-、-(CH2)n1-S-3-2,5-二氧吡咯烷-1-(CH2)n3CONH(CH2CH2O)n5-、-(CH2)n1-1,2,3-三氮唑-(CH2)n6、-(CH2)n1-1,2,3-三氮唑-(CH2CH2O)n7中的一种，其中n1为1-10的整数、n2为1-5的整数、n3为1-6的整数、n4为1-6的整数、n5为1-4的整数、n6为1-6的整数、n7为1-4的整数。
根据本发明一种优选实施方式，R的结构式为-(CH2)n1-S-3-2,5-二氧吡咯烷-1-(CH2)n3，n1为1-3的整数，n3为1-3的整数。
更优选地，n1为2，n3为2。
本发明的第二方面提供一种分子探针，所述分子探针为具有放射性核素标记的上述的双靶点抑制剂，所述放射性核素直接标记在所述双靶点抑制剂上，或者通过-L-Chelater标记在所述双靶点抑制剂上，其中L为桥接基团，Chelater为核素螯合基团，用于螯合核素。
本发明所述分子探针包括核素部分和配体部分，优选地，-L-Chelater共价连接在所述双靶点抑制剂之上，形成式II所示结构的配体：
根据本发明一种优选实施方式，所述桥接基团L为化学键。
所述核素螯合基团可以为双功能螯合剂形成的基团，所述双功能螯合剂选自DOTA、NOTA、NODA、NODAGA、DOTP、TETA、ATSM、PTSM、EDTA、EC、HBEDCC、DTPA、SBAD、BAPEN、Df、DFO、TACN、NO2A/NOTAM、CB-DO2A、Cyclen、NOTA-AA、DO3A、DO3AP、HYNIC、MAS3、MAG3或异腈。
根据本发明一种最优选的实施方式，所述配体的结构如式III所示：
根据本发明，所述放射性核素优选为诊断用放射性核素；所述诊断用放射性核素为68Ga、64Cu、18F、86Y、90Y、89Zr、111In、99mTc、11C、123I、125I和124I中的至少一种。
本发明的第三方面提供上述的分子探针在制备核素成像诊断试剂中的应用。
具体地，所述核素成像诊断试剂可以作为针对FAP和/或PSMA高表达肿瘤的早期检测试剂、预后判断试剂或疗效评价试剂。
本发明提供一种FAP与PSMA双靶向抑制剂及核素标记分子探针，对FAP和PSMA同时具有高亲和力和靶向性，体内外具有高稳定性，具有高的核素标记率和放射化学纯度，具有优良的体内代谢性能。
本发明提供的FAP与PSMA双靶向核素探针在FAP高表达的U87MG细胞和PSMA高表达的22Rv1细胞中都具有明显的细胞摄取，而在FAP低表达的A549细胞和PSMA低表达的PC3细胞以及抑制组细胞中摄取很低，在FAP和PSMA单表达的单模型鼠和双表达的双模型鼠以及隐性模型鼠小动物PET显像比较研究显示，本发明的双靶点探针注射1小时后，在U87MG和22Rv1单模型鼠以及双模型鼠均观察到肿瘤的明显摄取，且瘤本比清晰，经过肾脏排出体外，摄取值与隐性模型具有明显差异。同时本发明构建的双靶点探针相比68Ga-PSMA-617在PSMA高表达的22Rv1模型鼠中显示出更高的肿瘤摄取，显示出本发明双靶点探针具有应用于FAP及PSMA高表达肿瘤以及PSMA高表达前列腺癌早期诊断的准确率和敏感性。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1-1示出了DOTA-FAPI-PSMA的合成路线。
图1-2示出了DOTA-FAPI-PSMA的质谱图。
图2-1至图2-2示出了DOTA-FAPI-PSMA的68Ga标记流程、DOTA-FAPI-PSMA的HPLC纯度及68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的Radio-HPLC分析结果。
图3示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的体内外稳定性结果图。
图4示出了U87MG、22RV1、A549、PC3细胞的FAP与PSMA靶蛋白表达的蛋白质免疫印迹(Western Blot，WB)结果。
图5示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在U87MG、22RV1、A549、PC3细胞的摄取结果。
图6示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在表达FAP的U87MG细胞和表达PSMA的22RV1细胞的IC50值结果。
图7示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在正常KM小鼠的体内生物分布结果。
图8示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的药代动力学结果。
图9示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在U87MG、22RV1、A549、PC3单肿瘤模型鼠和U87MG、22RV1双肿瘤模型鼠的Micro-PET/CT显像结果。
图10示出了68Ga-DOTA-FAPI-PSMA与68Ga-PSMA-617在PSMA高表达的22RV1肿瘤模型鼠的Micro-PET/CT显像结果。
图11示出了U87MG、22RV1、A549、PC3肿瘤模型鼠肿瘤组织FAP及PSMA靶蛋白的免疫组化结果。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例中未注明具体条件者，皆按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
靶向FAP与PSMA双靶点探针配体DOTA-FAPI-PSMA的合成制备
实施例1
DOTA-FAPI-PSMA的制备，路线如图1-1所示。
(1)化合物2的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物1(2g，10.58mmol)，K2CO3(4.38g，31.75mmol)溶于DMF(30mL)，加入1-溴-3-氯丙烷(4.17g，26.45mmol)60℃搅拌4小时，加入20mL乙腈，再用6mol/L的NaOH水溶液调节pH至9-10，搅拌至澄清，再加入5mol/L的HCl调节pH至5-6，用乙酸乙酯萃取，旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺、乙腈和乙酸乙酯，经硅胶柱分离，得到化合物2(1.82g，产率65％)。
(2)化合物3的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物2(1g，3.77mmol)，N-Boc-哌嗪(4.38g，7.55mmol)，KI(63mg，0.38mmol)溶于DMF(10mL)，65℃搅拌20小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，得到粗品化合物3(704mg，产率45％)。
(3)化合物4的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物3(500mg，1.20mmol)，(S)-4,4-二氟吡咯烷-2-甲腈盐酸盐(203mg，1.20mmol)，TBTU(776mg，2.42mmol)，DIPEA(1.24g，9.64mmol)溶于DMF(10mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物4(529mg，产率75％)。
(4)化合物5的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物4(400mg，0.68mmol)，溶于DCM(10mL)，加入三氟乙酸(2mL)，常温搅拌5小时，减压除去溶剂，得到化合物5(389mg，产率95％)，直接用于下一步反应。
(5)化合物6的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物5(200mg，0.33mmol)，N-boc-N'-fmoc-d-赖氨酸(234mg，0.50mmol)，TBTU(318mg，0.99mmol)，DIPEA(341mg，2.64mmol)溶于DMF(10mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物6(144mg，产率61％)。
(6)化合物7的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物6(140mg，0.20mmol)，溶于20％哌啶的DMF溶液中(5mL)，常温搅拌2小时，减压除去溶剂，所得粗产品7直接用于下一步反应。
(7)化合物8的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物7(0.20mmol)，2,5-二氧代吡咯烷-1-基3-(2,5-二氧代-2,5-二氢-1H-吡咯-1-基)丙酸酯(78mg，0.30mmol)，DIPEA(129mg，1.00mmol)溶于DMF(3mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物8(133mg，产率77％)。
(8)化合物10的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物9(1.00g，1.61mmol)，10％Pd/C(20mg)，溶于甲醇(30mL)，氢气条件下常温搅拌12小时，过滤，减压蒸干溶剂得到化合物10(745mg，产率95％)。
(9)化合物11的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物10(700mg，1.44mmol)，(S)-3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)-3-(萘-1-基)丙酸(942mg，2.16mmol)，TBTU(1.39g，4.32mmol)，DIPEA(1.49g，11.52mmol)溶于DMF(30mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物11(888mg，产率68％)。
(10)化合物12的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物11(700mg，0.77mmol)，溶于20％哌啶的DMF溶液中(10mL)，常温搅拌2小时，减压除去溶剂，所得粗产品12直接用于下一步反应。
(11)化合物13的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物12(0.77mmol)，反-4-(Fmoc-氨甲基)环己烷甲酸(438mg，1.16mmol)，TBTU(742mg，2.31mmol)，DIPEA(795mg，6.16mmol)溶于DMF(10mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物13(499mg，产率62％)。
(12)化合物14的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物13(400mg，0.38mmol)，溶于20％哌啶的DMF溶液中(8mL)，常温搅拌2小时，减压除去溶剂，所得粗产品14直接用于下一步反应。
(13)化合物15的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物14(0.38mmol)，3-(三苯甲基巯基)丙酸(192mg，0.57mmol)，TBTU(366mg，1.14mmol)，DIPEA(392mg，3.04mmol)溶于DMF(10mL)，常温搅拌5小时，加入饱和食盐水，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂，经硅胶柱分离，得到化合物15(221mg，产率51％)。
(14)化合物16的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物15(200mg，0.18mmol)，溶于三氟乙酸(8mL)，常温搅拌5小时，减压除去溶剂，得到粗品化合物16(125mg，产率96％)，直接用于下一步反应。
(15)化合物17的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物8(100mg，0.12mmol)，化合物16(86mg，0.12mmol)，DIPEA(77mg，0.6mmol)溶于DMF(2mL)，常温搅拌5小时，减压除去溶剂，经C18制备型HPLC纯化、冻干制得化合物17(79mg，产率41％)。
(16)化合物18的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物17(70mg，0.04mmol)，溶于DCM(6mL)，加入三氟乙酸(1mL)，常温搅拌5小时，减压除去溶剂，得到粗品化合物18(60mg)，直接用于下一步反应。
(17)化合物DOTA-FAPI-PSMA的合成
在100mL圆底烧瓶中，将化合物18(60mg，0.04mmol)，DOTA-NHS ester(30mg，0.06mmol)，DIPEA(25.8mg，0.2mmol)溶于DMF(1.5mL)，常温搅拌5小时，减压除去溶剂，经C18制备型HPLC纯化、冻干制得化合物DOTA-FAPI-PSMA(33mg，产率43％)。LRMS calcd.forC89H120F2N18O24S 1894.8412,found 949.3 1/2[M+4H]+。
DOTA-FAPI-PSMA的质谱图如图1-2所示。
实施例2
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的放射标记与质量控制，标记流程如图2-1所示。
68GaCl3从68Ge-68Ga发生器中用3mL 0.05M HCl洗脱，将68GaCl3(3mL)，乙酸钠(180μL，PH 4.0)，20μL配体DOTA-FAPI-PSMA混合并在85℃条件下标记15分钟，然后将8mL H2O通过Sep-Pak C18-Light小柱(用5mL乙醇和10mL H2O提前预处理)，用80％0.5mL乙醇洗脱并用5mL盐水稀释用于进一步研究，通过放射性HPLC分析最终产物的放射化学纯度，得到放射化学纯度大于95.00％的68Ga-DOTA-FAPI-PSMA产品。DOTA-FAPI-PSMA的HPLC纯度及68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的Radio-HPLC分析结果如图2-2所示。
实施例3
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA探针的稳定性
通过在体外生理盐水或5％人血清白蛋白中孵育1小时，2小时，4小时来分析68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的体外稳定性。注射10分钟，30分钟，60分钟后，在KM小鼠(雄性，18-20g，n＝3)的尿液和血液中分析体内稳定性。通过radio-HPLC分析放射化学纯度，在生理盐水和5％ HSA(人血清白蛋白)中孵育后，4h内放射化学纯度达到95％以上，1h内给小鼠注射68Ga-FAPI-PSMA，取尿液和血液进行分析，放射化学纯度高于90％，如图3所示，结果表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA具有良好的体内外稳定性。
实施例4
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA探针的脂水分配系数
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的辛醇-水分配系数通过在1.5mL试管(n＝5)中将混合物涡旋3分钟并以3000×rpm离心5分钟，然后，从每个相中取出3个样品(50μL)，并使用γ计数器(Wizard II，Perkin Elmer Inc.，Germany)对放射性进行计数获得。分配系数计算为辛醇中的计数除以磷酸盐缓冲盐水中的计数，68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的脂水分配系数为logD7.4＝-2.57±0.04，表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA具有优异的亲水性。
实施例5
细胞膜蛋白表达蛋白质免疫印迹(Western Blot，WB)验证
选取U87MG、A549、22RV1、PC3四种细胞，运用蛋白质免疫印迹分析，分别提取四种细胞总蛋白，在10％SDS-PAGE凝胶上分离并转移至NC膜上，用脱脂牛奶封闭，将膜与一抗(ab133579，ab207178，Abcam，中国)或二抗(抗小鼠IgG或HRP结合的绵羊抗兔)一起孵育。使用Super Enhanced化学发光检测试剂盒(Applygen Technologies Inc.，Beijing，China)将膜用Kodak X射线胶片后，观察蛋白质条带。应用GAPDH蛋白作为内参，实验结果如图4所示，显示在U87 MG细胞中检测到FAP蛋白表达的95KD特定条带，而在A549细胞中95KD特定条带非常浅或几乎不存在，在22Rv1细胞中检测到PSMA蛋白表达的72KD特定条带，而在PC3细胞中72KD的特定条带非常浅。结果表明U87MG细胞为FAP高表达阳性细胞，A549为FAP低表达隐性细胞，22RV1为PSMA高表达阳性细胞，PC3为PSMA低表达隐性细胞。
实施例6
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA各细胞摄取实验测定
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的细胞摄取实验分别选用上述WB验证的U87MG、A549、22RV1、PC3四种细胞进行测试。将细胞置于24孔板中(每孔2×105个细胞)，并在实验前加入500μL新鲜培养基过夜，使用不含PBS的新鲜培养基将68Ga-DOTA-FAPI-PSMA稀释至74k Bq/mL添加至每孔中，将细胞在37℃下孵育10分钟、30分钟、60分钟和120分钟，封闭组则是将细胞与1μg DOTA-PSMA-FAPI共同孵育，每组时间到点后，除去培养基，用冷PBS(pH 7.4，0.01M，1mL×2)洗涤细胞，然后加入200μL NaOH(0.1M)进行细胞裂解，收集裂解物并通过γ计数器测量，每个时间点重复实验3次。如图5所示，实验结果显示在PSMA表达的22Rv1细胞中，68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的摄取从10分钟增加至1小时，并且在1小时的摄取值(10.36±1.08AD％)远高于PSMA阴性PC3细胞(0.24±0.018AD)的摄取值。此外，阻断组(3.42±0.11AD％)可有效阻断摄取值，表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA靶向PSMA特异性摄取。在FAP阳性U87 MG细胞中，68Ga-DOTA-FAPI-PSMA显示出与22Rv1相同的趋势。U87 MG的摄取在60分钟内增加(4.37±0.11AD％)，其摄取显著高于FAP阴性A549细胞(0.59±0.20AD％)，且阻断组摄取值明显降低(0.65±0.58AD％)，表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA同时靶向FAP特异性摄取。
实施例7
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的IC50测定
选用FAP高表达的U87MG细胞和PSMA高表达的22RV1细胞，通过竞争性结合实验测定68Ga-DOTA-FAPI-PSMA相对两种细胞的IC50值。将具有不同浓度(0.1nM至10μM)未标记的配体添加到放射性标记的68Ga-DOTA-FAPI-PSMA(74kBq/孔)的固定活性的细胞中。在37℃孵育30分钟后，用冷PBS(pH 7.4，0.01M，1mL×2)洗涤细胞，然后加入200μL NaOH(0.1M)进行细胞裂解。收集裂解物并通过γ计数器测量。每个浓度重复实验3次。每个浓度重复实验3次。通过使用GraphPad Prism 8.3.0软件(GraphPad Software，San Diego,CA,USA)非线性曲线拟合获得相对IC50。如图6所示，实验结果得到68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在22Rv1细胞中的IC50为4.73±0.13nM，在U87 MG细胞中IC50为2.10±0.67nM，结果表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA对PSMA和FAP同时具有高亲和性。
实施例8
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的生物分布
将20只KM小鼠分成5组(n＝4)，通过尾静脉注射200μL68Ga-DOTA-FAPI-PSMA，分别在5分钟，30分钟，1小时，2小时，4小时处死，收集感兴趣的器官(心，肝，肺，肾，脾，胃，小肠，大肠，骨，肌肉，脑)和血样，称重并用γ计数器计数。从注射液中取出10个1％注射剂量的样品作为标准，并进行测量，结果表示为每克注射剂量的百分比(％ID/g，Mean±SD)。如图7所示，生物分布结果显示，在KM小鼠中，68Ga-DOTA-FAPI-PSMA被肾脏迅速清除，在心脏、肝脏、脾脏和大脑等大多数正常器官中的摄取极低，注射后30分钟，小肠的摄取量最高(22.22±6.94％ID/g)，其次是骨骼(11.41±1.45％ID/g)、大肠(6.74±1.31％ID/g)和肌肉(3.46±0.62％ID/g)。
实施例9
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA的药代动力学
使用雄性KM小鼠(n＝5)进行药代动力学研究。将3.7MBq(200μL)的68Ga-DOTA-FAPI-PSMA静脉注射到每只雄性KM小鼠(n＝5)中，分别在注射后的不同时间点(1分钟，3分钟，5分钟，10分钟，15分钟，30分钟，45分钟，60分钟，90分钟，120分钟，180分钟和240分钟)眼动脉采集血液，血样称重并用γ计数器测量，取1％注射剂量即2μL作为标准，结果计算为每克注射剂量的百分比(％ID/g，Mean±SD)。如图8所示，实验结果显示遵循小鼠的两相衰减，生物分布相和消除相的半衰期分别为1.124min和21.33min，从体内快速清除。
实施例10
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA模型鼠的Micro-PET/CT成像
给分别接种22Rv1、PC3、U87MG、A549的单模型鼠和同时接种22Rv1和U87MG的双模型鼠分别尾静脉注射7.4MBq的68Ga-DOTA-FAPI-PSMA，注射1小时后分别对模型鼠进行micro-PET/CT显像，测量肿瘤和肌肉的最大标准摄取值(SUVmax)。如图9所示，显像结果显示68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在PSMA阳性22Rv1和FAP阳性U87 MG双肿瘤模型鼠中清晰的观察到探针在肿瘤的摄取，最大摄取值分别为22Rv1(SUVmax＝2.92)和U87 MG(SUVmax＝1.68)，在22Rv1和U87 MG单模型鼠中观察到类似探针肿瘤摄取结果。在隐性组PC3肿瘤区域(SUVmax＝0.45)和A549肿瘤(SUVmax＝0.70)摄取值均较低，同时探针通过肾脏从体内快速清除。结果表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA可以靶向FAP和PSMA特异性显像。
实施例11
68Ga-DOTA-FAPI-PSMA与68Ga-PSMA-617肿瘤模型鼠的Micro-PET/CT成像
选用PSMA阳性22RV1肿瘤模型鼠，分别尾静脉注射7.4MBq的68Ga-DOTA-FAPI-PSMA和68Ga-PSMA-617，注射1小时后分别对模型鼠进行micro-PET/CT显像，测量肿瘤最大标准摄取值(SUVmax)。如图10所示，显像结果显示1小时68Ga-DOTA-FAPI-PSMA在肿瘤的摄取值为(SUVmax＝1.32)，高于68Ga-PSMA-617的摄取值(SUVmax＝0.25)。实验结果表明68Ga-DOTA-FAPI-PSMA相对68Ga-PSMA-617具有更高的PSMA靶向结合力。
实施例12
肿瘤模型鼠免疫组化
分别取22Rv1，PC3，U87 MG，A549荷瘤小鼠肿瘤组织，用福尔马林固定和石蜡包埋(FFPE)之后，将组织与PSMA抗体(ab133579，Abcam，China)，FAP抗体(ab207178，Abcam，China)一起孵育过夜，切片进行染色，图像处理。如图11所示，免疫组化染色结果显示PSMA在22Rv1荷瘤小鼠中高表达，在PC3荷瘤小鼠中低表达；FAP在U87 MG荷瘤小鼠中高表达，在A549荷瘤小鼠中低表达。结果证明所选四种肿瘤模型鼠适于本发明探针的评价。
以上实验结果说明，本发明提供的靶向FAP与PSMA双靶点探针68Ga-DOTA-FAPI-PSMA能够靶向FAP和PSMA肿瘤特异性摄取，同时在表达PSMA的22RV1模型鼠中肿瘤摄取值(SUVmax＝1.32，P<0.001)高于68Ga-PSMA-617(现行核医学金标准之一)的(SUVmax＝0.25，P<0.001)肿瘤摄取值，具有清晰的瘤本比，可以通过肾脏快速代谢出体外，对于前列腺癌原发灶及转移灶的早期诊断和诊断敏感率具有重要应用价值。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (4)

1.一种靶向FAP及PSMA双靶点抑制剂，其特征在于，该抑制剂为具有式I所示化合物中的至少一种：
式I
式I中R的结构式为-(CH2)n1-S-3-2,5-二氧吡咯烷-1-(CH2)n3，n1为2，n3为2。
2.一种分子探针，其特征在于，所述分子探针为具有放射性核素标记的权利要求1所述的双靶点抑制剂，所述放射性核素通过-L-Chelater标记在所述双靶点抑制剂上，其中L为化学键，Chelater为核素螯合基团；-L-Chelater共价连接在所述双靶点抑制剂之上，形成式II所示结构的配体：
式II
所述核素螯合基团为双功能螯合剂形成的基团，所述双功能螯合剂选自DOTA、NOTA、NODA、NODAGA、EDTA、HBEDCC、DTPA、DFO、NO2A/NOTAM、CB-DO2A、NOTA-AA、DO3A、DO3AP或MAG3；
所述放射性核素为诊断用放射性核素；所述诊断用放射性核素为68Ga、64Cu、18F、86Y、90Y、89Zr、111In、99mTc、11C、123I、125I和124I中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的分子探针，其中，所述配体的结构如式III所示：
式III。
4.权利要求2-3中任意一项所述的分子探针在制备核素成像诊断试剂中的应用，所述核素成像诊断试剂为针对FAP和/或PSMA高表达肿瘤的早期检测试剂、预后判断试剂或疗效评价试剂。
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