CN116350810A - 人类患者中her2表达的可视化 - Google Patents
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Abstract
提供了一种显像剂,用于使人类患者中的HER2表达可视化的方法的用途,所述方法包括向所述患者施用400‑700μg剂量的所述显像剂,并且随后对所述患者进行扫描以使HER2表达可视化,其中所述显像剂是包括放射性核素和特定氨基酸序列的HER2结合蛋白(HBP)的缀合物。进一步提供了包括400‑700μg量的显像剂的单位剂量。
Description
技术领域
本公开涉及人类患者中HER2表达的可视化领域。
背景技术
人表皮生长因子受体2(HER2)是用于有效治疗乳腺癌和胃食管癌的多种治疗的分子靶标。对这样的治疗的反应取决于HER2表达水平,因此需要准确评估肿瘤中的HER2状态以避免治疗不足和过度治疗(Wolff2013;Bartley 2017)。当前的护理标准包括收集活检材料,然后使用免疫组织化学(IHC)和原位杂交(ISH)分析评估HER2状态。具有3+IHC评分或2+IHC且ISH阳性的肿瘤被认为是HER2阳性且符合HER2靶向治疗的条件。这种方法的一个主要问题是HER2表达的异质性,乳腺癌患者通常同时具有HER2阳性和HER2阴性转移(2016;Gebhart 2016)。此外,活检的侵入性阻止了对所有转移灶的取样,这与非代表性发现的风险有关。
HER2表达的放射性核素分子成像可以作为患者分层的非侵入性替代方案,提供诸如在多个转移灶中重复测绘HER2表达的优势。一种用于检测HER2表达的有希望的方法是免疫PET。该策略利用单克隆抗体对HER2的特异性识别以及正电子发射断层扫描(PET)的卓越空间分辨率、配准效率和定量准确性。治疗性抗HER2抗体曲妥珠单抗(Dijkers 2010;Laforest 2016;Gebhart 2016;Bensch 2018,Ulaner 2017;Mortimer 2014)和帕妥珠单抗(Ulaner 2018)均已用长寿命正电子发射体89Zr或64Cu标记并在临床中进行了评估。多项临床研究已经证明了HER2的放射性核素分子成像的潜力。例如,在无法活检临床相关病变的情况下,89Zr-曲妥珠单抗PET成像使得40%的患者改变治疗决策(Bensch 2018)。然而,全长抗体的使用很复杂,因为其缓慢渗透到肿瘤中,并且缓慢从血液清除。这些特性要求在注射和成像之间延长的延迟时间,注射后4-8天获得最佳结果(Dijkers 2010;Ulaner2018)。此外,大量抗体往往以非特异性方式在肿瘤中积聚,从而产生假阳性诊断的风险。
发明内容
本发明人已经意识到使用小得多的靶向载体,诸如工程化支架蛋白(EngineeredScaffold Protein,ESP),是免疫PET的有希望的替代品。
ADAPT是亲和蛋白,其基于链球菌蛋白G的白蛋白结合域的三螺旋支架(Nilvebrant 2013)。ADAPT的小尺寸和低纳摩尔范围的亲和力为其成功用作显像剂创造了有希望的先决条件。之前已经选择了一系列ADAPT作为HER2成像探针的潜在用途(Nilvebrant 2014)。为了促进从血液中快速清除未结合的剂,通过消除其与血清白蛋白的固有结合,开发了一种特定的ADAPT变体ADAPT6(Nilvebrant 2014)。
本公开的目的是提供人类患者中HER2表达的安全、有效和准确的可视化。在这样的可视化之后,可以对患者进行HER2靶向治疗分层。
因此,提供了一种显像剂,其用于使人类患者中的HER2表达可视化的方法,所述方法包括向患者施用400-700μg剂量的所述显像剂,并且随后对患者进行扫描以检测、可视化和/或量化HER2表达。类似地,提供了一种使人类患者中的HER2表达可视化的方法,所述方法包括向患者施用400-700μg剂量的所述显像剂,并且随后对患者进行扫描以使HER2表达可视化。
还提供了包括400-700μg量的显像剂的单位剂量。
上文提到的显像剂是包含放射性核素和HER2结合蛋白(HBP)的缀合物,其中所述HBP包含选自以下的氨基酸序列或由选自以下的氨基酸序列组成:
i)LAX3AKX6TX8X9Y HLX13X14X15GVX18DX20 YKX23LIDKX28KT VEX33VX35AX37YX39X40ILX43ALP(SEQ ID NO:18),其中彼此独立地,
X3选自A、G、P、S和V;
X6选自D和E;
X8选自A和V;
X9选自L和N;
X13选自D和T;
X14选自K和R;
X15选自I、L、M、T和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X23选自D和R;
X28选自A和V;
X33选自G、S和D;
X35选自K、M和R;
X37选自L和R;
X39选自A、F和L;
X40选自A和E;和
X43选自A、H、K、P、R、T、Q和Y;
和ii)与i)中定义的序列具有至少95%同一性的氨基酸序列。
在一个实施方案中,所述放射性核素与所述HBP的末端,诸如所述HBP的N末端偶联。显像剂可还包含连接氨基酸序列,其中所述放射性核素通过所述连接氨基酸序列与所述HBP的末端偶联。
在一个实施方案中,所述连接氨基酸序列的氨基酸残基的数目为5-30个,诸如5-20个。
在一个实施方案中,所述连接氨基酸序列的至少一部分形成用于所述放射性核素的螯合剂。螯合剂可包含序列HHHHHH(SEQ ID NO:3)。
在一个实施方案中,所述连接氨基酸序列将任何螯合剂或其他放射性核素结合部分与所述HBP隔开至少五个氨基酸残基,诸如至少六个氨基酸残基。
在氨基酸序列i)的一个实施方案中:
X3选自A、G、P;
X6是E;
X9是L;
X13是D;
X14是R;
X15选自L和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X28是A;
X33是G;
X35选自K和R;
X37是L;
X39选自F和L;
X40是E;并且
X43选自H、P和R。
在一个实施方案中,所述HBP包含选自由以下组成的组的氨基酸序列或由选自由以下组成的组的氨基酸序列组成:
LAAAKETALY HLDRLGVADA YKDLIDKAKT VEGVKARYFE ILHALP(SEQ ID NO:6);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAKT VEGVRALYLE ILPALP(SEQ ID NO:7);
LAPAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILHALP(SEQ ID NO:8);
LAAAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVKALYFE ILHALP(SEQ ID NO:9);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILKALP(SEQ ID NO:10);
LAGAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILTALP(SEQ ID NO:11);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILRALP(SEQ ID NO:12);
LAGAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILRALP(SEQ ID NO:13);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVMALYAE ILPALP(SEQ ID NO:14);
LAGAKETALY HLDKTGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILQALP(SEQ ID NO:15);
LAAAKETALY HLTRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILYALP(SEQ ID NO:16);以及
LASAKDTALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYAE ILAALP(SEQ ID NO:17)。
在一个实施方案中,所述HBP包含选自由以下组成的组的氨基酸序列或由选自由以下组成的组的氨基酸序列组成:
LAAAKETALY HLDRLGVADA YKDLIDKAKT VEGVKARYFE ILHALP(SEQ ID NO:6);
LAAAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVKALYFE ILHALP(SEQ ID NO:9);以及
LAGAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILRALP(SEQ ID NO:13)。
在一个实施方案中,所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y、110mIn、123I、131I、99mTc、111In和67Ga。
在一个实施方案中,所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、68Ga、99mTc和111In。
在一个实施方案中,所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y和110mIna,并且所述扫描是PET。
在一个实施方案中,所述放射性核素是18F或68Ga并且所述扫描是PET。
在一个实施方案中,所述放射性核素通过螯合剂或与所述放射性核素形成共价键的辅基与所述HBP缀合。
在一个实施方案中,所述显像剂包含少于73个氨基酸残基,诸如少于68个氨基酸残基。
在一个实施方案中,所述显像剂通静脉内施用。
在一个实施方案中,上述扫描在施用所述显像剂的4小时内,诸如施用所述显像剂的3小时内进行。
在一个实施方案中,上述扫描在施用所述显像剂后1和3小时之间,诸如施用所述显像剂后1.5和2.5小时之间进行。
在一个实施方案中,所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y和110mIn,并且所述扫描是在施用所述显像剂后1和3小时之间,诸如施用所述显像剂后1.5和2.5小时之间进行的PET。
在一个实施方案中,所述患者患有乳腺癌或胃食管癌。
在一个实施方案中,上述剂量为400-600μg,诸如450-550μg,诸如约500μg。类似地,单位剂量中显像剂的量可以为400-600μg,诸如450-550μg,诸如约500μg。
在一个实施方案中,所述显像剂被配制成适合静脉内施用的组合物。所述组合物的体积可以是1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml。所述组合物可以是水基的,诸如盐水基的。水基组合物可以是缓冲的,诸如磷酸盐缓冲的。
还提供了一种产品,其包括容器和上述单位剂量,其中所述单位剂量包含在所述容器中。所述容器可以是小瓶或安瓿。所述容器的体积可以是1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml。
附图说明
图1示出了以下实施例部分中在患者1中注射500μg 99mTc-ADAPT6后2、4、6和24小时的全身图像。
图2示出了从血液中消除99mTc-ADAPT6的动力学。
图3示出了注射250μg 99mTc-ADAPT6后2小时的原发肿瘤与对侧部位的比率。图3进一步示出了注射500和1000μg 99mTc-ADAPT6后2、4和6小时的原发肿瘤与对侧部位的比率。
图4示出了在注射250、500或1000μg 99mTc-ADAPT6后具有HER2阴性和HER2阳性肿瘤的患者的代表性前部图像。
图5示出了患者4中使用平面闪烁扫描的肿瘤部位可视化:(A)99mTc-ADAPT6;(B)用99mTc-ADAPT6成像时的99mTc-焦磷酸盐;(C)ADAPT6注射后6个月的99mTc-焦磷酸盐。
图6示出了注射500和1000μg 99mTc-ADAPT6后2、4和6小时的肿瘤与肝脏的比率。
具体实施方式
作为本公开的第一方面,提供了一种显像剂,其用于使人类患者中的HER2表达可视化的方法,所述患者通常患有乳腺癌或胃食管癌。其还可能是怀疑具有复发性乳腺癌或胃食管癌的患者。
所述方法包括向患者施用400-700μg剂量的显像剂。优选地,剂量为400-600μg,诸如450-550μg,诸如约500μg。施用途径通常是静脉内。
在施用显像剂之后,对患者进行扫描以检测、可视化和/或量化HER2表达。本公开的显像剂提供相对快速的高对比度成像,这减少了患者必须留在诊所的时间(这继而降低了成本并改善了患者的生活质量)。因此,优选在施用显像剂的4小时内,诸如施用显像剂的3小时内对患者进行扫描。在一个实施方案中,在施用所述显像剂后1和3小时之间,诸如施用所述显像剂后1.5和2.5小时之间进行扫描。扫描通常是断层扫描,优选正电子发射断层扫描(PET)或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)。对于后者,可以使用基于CZT的相机技术。
显像剂是包含放射性核素和HER2结合蛋白(HBP)的缀合物。
在一个实施方案中,所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y、110mIn、123I、131I、99mTc、111In和67Ga。一个优选的组由18F、68Ga、99mTc和111In组成。另一个优选的组由18F、68Ga和111In组成。
为了用18F进行放射性标记,可以将辅基(与18F形成共价键)偶联到HBP(任选地通过下面讨论的连接氨基酸序列)。所得结构的实例是N-(2-(4-[18F]-氟苯甲酰氨基)乙基)马来酰亚胺([18F]FBEM)、4-[18F]-氟苯甲醛([18F]-FBA)和[18F]-氟苯基恶二唑甲砜([18F]-FPOS。另一种选择是[18F]一氟化铝与三氮杂螯合剂的组合。
另外在用123I、124I、131I和76Br进行放射性标记的情况下,可以使用辅基。所得结构的实例是碘-/溴-苯甲酸酯和碘-/溴-羟基苯乙基马来酰亚胺(mealeimide)。
对于用68Ga、67Ga、66Ga、44Sc、55Co、41Ti、86Y、110mIn和111In进行放射性标记,优选地将螯合剂偶联到HBP(任选地通过下面讨论的连接氨基酸序列)。螯合剂的实例是DOTA、NOTA、NODAGA和DOTAGA及其衍生物。
对于61Cu和64Cu,交叉桥接螯合剂(诸如CB-TE2A)是更好的选择。
对于用99mTc进行放射性标记,可以使用多种螯合剂,诸如六组氨酸(H6)和基于含半胱氨酸或巯基乙酰基的肽的螯合剂。
在18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y或110mIna的情况下,扫描技术优选是PET。
在123I、131I、99mTc、111In或67Ga的情况下,扫描技术优选地包括SPECT,例如使用基于CZT的相机。
放射性核素优选偶联到HBP的末端,诸如HBP的N末端。在一个实施方案中,所述显像剂进一步包括连接氨基酸序列,并且所述放射性核素通过所述连接氨基酸序列与所述HBP的末端偶联。连接氨基酸序列的氨基酸残基的数目通常为5-30个,优选5-25或5-20个。
在一个实施方案中,所述连接氨基酸序列的至少一部分形成用于所述放射性核素的螯合剂。例如,螯合剂形成部分可包含序列HHHHHH(SEQ ID NO:3),其可结合99mTc。HHHHHH的替代物是HEHEHE(SEQ ID NO:5)。
连接氨基酸序列优选地将任何螯合剂或其他放射性核素结合部分与HBP隔开,诸如至少五个氨基酸残基,诸如至少六个氨基酸残基。因此,可以避免或至少减少对HER2结合的任何干扰。在一个实施方案中,连接氨基酸序列在螯合剂或放射性核素结合部分的C末端侧包含序列DEAVDANS(SEQ ID NO:4)以用于这种隔开。因此,连接氨基酸序列可以包含SEQID NO:3和SEQ ID NO:4二者,例如形成SEQ ID NO:2。
HBP包含选自以下的氨基酸序列或由选自以下的氨基酸序列组成:
i)LAX3AKX6TX8X9Y HLX13X14X15GVX18DX20 YKX23LIDKX28KT VEX33VX35AX37YX39X40ILX43ALP,其中彼此独立地,
X3选自A、G、P、S和V,优选地A、G和P;
X6选自D和E,优选地E;
X8选自A和V;
X9选自L和N,优选地L;
X13选自D和T,优选地D;
X14选自K和R,优选地R;
X15选自I、L、M、T和V,优选地L和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X23选自D和R;
X28选自A和V,优选地A;
X33选自G、S和D,优选地G;
X35选自K、M和R,优选地K和R;
X37选自L和R,优选地L;
X39选自A、F和L,优选地F和L;
X40选自A和E,优选地E;和
X43选自A、H、K、P、R、T、Q和Y,优选地H、P和R;
和ii)与i)中定义的序列具有至少95%同一性的氨基酸序列。
WO2014076179、Nilvebrant 2014和下面的实施例部分中提供了支持i)和ii)与HER2的结合活性的数据。
在氨基酸序列i)的一个优选实施方案中,
X3选自A、G、P,优选地A和G;
X6是E;
X8是A和V;
X9是L;
X13是D;
X14是R;
X15选自L和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X23选自D和R;
X28是A;
X33是G;
X35选自K和R;
X37是L;
X39选自F和L;
X40是E;和
X43选自H、P和R。
在另一个实施方案中,HBP包含选自由以下组成的组的氨基酸序列或由选自由以下组成的组的氨基酸序列组成:
LAAAKETALY HLDRLGVADA YKDLIDKAKT VEGVKARYFE ILHALP(SEQ ID NO:6);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAKT VEGVRALYLE ILPALP(SEQ ID NO:7);
LAPAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILHALP(SEQ ID NO:8);
LAAAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVKALYFE ILHALP(SEQ ID NO:9);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILKALP(SEQ ID NO:10);
LAGAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILTALP(SEQ ID NO:11);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILRALP(SEQ ID NO:12);
LAGAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILRALP(SEQ ID NO:13);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVMALYAE ILPALP(SEQ ID NO:14);
LAGAKETALY HLDKTGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILQALP(SEQ ID NO:15);
LAAAKETALY HLTRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILYALP(SEQ ID NO:16);和
LASAKDTALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYAE ILAALP(SEQ ID NO:17)。
一个特别优选的组由SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:9和SEQ ID NO:13组成。SEQ IDNO:9和13在Nilvebrant 2014中通过噬菌体展示和FACS二者鉴定,发明人认为这是有益的。SEQ ID NO:6在以下实施例部分中使用。HBP和上述连接氨基酸序列可以融合为由SEQ IDNO:1组成。
在一个实施方案中,所述显像剂包含少于73个氨基酸残基,诸如少于68个氨基酸残基。这种相对较小的尺寸有利于高肿瘤摄取(下文进一步讨论),从而有利于高对比度成像。治疗性缀合物的总分子量优选低于12.0kDa,优选低于8.0kDa,诸如低于7.1kDa。
在一个实施方案中,在扫描之后量化患者中的HER2表达,并且如果发现量化的HER2表达高于临床相关参考值,则应用HER2靶向治疗。如果量化的HER2表达低于参考值,则决定可以是不进行HER2靶向治疗。
作为本公开的第二方面,提供了一种单位剂量,其包含400-700μg的量的第一方面的显像剂。优选地,量为400-600μg,诸如450-550μg,诸如约500μg。第一方面的实施方案加上必要的修改适用于第二方面。第二方面的单位剂量有利于第一方面的方法。
第二方面的显像剂优选被配制成适合静脉内施用的组合物。
所述组合物通常是水基的,诸如盐水基的。水基组合物可以是缓冲的,诸如磷酸盐缓冲的。因此,组合物可包含磷酸盐缓冲盐水(PBS)。例如,当放射性核素是99mTc时,基于PBS的缓冲液是合适的缓冲液。作为另一个实例,当放射性核素是111In时,组合物的pH优选为约5。
第二方面的单位剂量可以准备好施用,优选静脉内施用。或者,单位剂量可在施用前进行纯化。这样的纯化通常在诊所内或与诊所密切相关进行。
是否需要纯化可取决于放射性标记的性质。放射性卤素通常需要纯化。使用放射性金属的标记可以优化到不需要纯化产品的程度。通常不需要纯化的放射性金属的实例是68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y、110mIn、99mTc、111In和67Ga。
纯化可以包括以下步骤:将显像剂溶液加载到一次性可消毒尺寸排阻柱(盒)上,然后用合适的溶剂例如PBS洗脱。柱(盒)应预先校准以确定死体积和洗脱高分子量级分而无低分子量级分所需的洗脱液体积。收集含有高分子量级分的洗脱液。
待施用的体积通常为1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml。因此,组合物的体积可以为1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml,特别是当不需要纯化时。
第二方面的实施方案加上必要的修改适用于第一方面。
作为本公开的第三方面,提供了一种产品,其包含容器和第二方面的单位剂量,其中所述单位剂量包含在所述容器中。这样的产品通常是一次性产品(每个患者和每次可视化一个产品),促进了诊所的程序。所述容器通常是小瓶或安瓿。所述容器的体积可以是1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml。
作为本公开的第四个方面,提供了一种使人类患者中的HER2表达可视化的方法,所述方法包括向所述患者施用400-700μg剂量的所述显像剂,并且随后对所述患者进行扫描以使HER2表达可视化。显像剂与第一方面中的相同。第四方面的实施方案源自对第一方面的以上描述。
实施例
在一项人体研究中,已经在患有原发性HER2阳性和HER2阴性乳腺癌的患者中评估了一种显像剂(以下称为“99mTc-ADAPT6”)。
该研究的主要目的是:
a.评估99mTc-ADAPT6在正常组织和肿瘤中随时间的分布;
b.评估99mTc-ADAPT6的剂量学;
c.获得关于单次静脉注射后99mTc-ADAPT6的安全性和耐受性的初步信息:
次要目的是将肿瘤成像数据与通过活检样品的免疫组织化学(IHC)或荧光原位杂交(FISH)分析获得的关于HER2表达的数据进行比较。
在该研究中,向人类患者注射250、500或1000μg的99mTc-ADAPT6。注射后2、4、6和24小时通过平面闪烁扫描和PET成像进行评估。然而,注射250μg的患者仅在2小时后进行评估。
材料和方法
患者
这是一项在患有未经治疗的原发性乳腺癌的患者中的前瞻性、开放标签、非随机I期诊断研究。方案得到了俄罗斯科学院托木斯克国家医学研究中心(Tomsk NationalResearch Medical Center of the Russian Academy of Sciences)癌症研究所科学委员会(Scientific Council of Cancer Research Institute)的批准。所有患者均签署书面知情同意书。招募了二十八(28)名患者(表1)。
表1.注射99mTc-ADAPT6前的患者特征。
*分期已改变,因为影像学显示了远端转移;
**成像后的FISH分析证实了HER2阴性状态。
收集原发肿瘤的活检样品,并使用Herceptest(DAKO)通过免疫组织化学(IHC)确定HER2表达水平。对于评分为2+的肿瘤或结果有疑问的情况下,使用荧光原位杂交(FISH)评估HER2增强。根据美国临床肿瘤学会(Wolff2013)的指南,肿瘤被分类为HER2阳性(HercepTest评分3+或HercepTest评分2+且FISH阳性)或HER2阴性(HercepTest评分0或1+,或评分2+但FISH阴性)。
作为当地护理标准,对所有患者进行了乳房X线照相术(Giotto Image)、使用99mTc-焦磷酸盐的骨扫描(Siemens E.Cam 180)、胸部CT(Siemens Somatom Emotions16ECO)和超声(GE LOGIQ E9)成像。对于患者4,进行了额外的MRI(Siemens MagnetomEssenza 1.5T)检查。
成像方案
根据早先描述的方法(Lindbo 2016)在无菌条件下进行ADAPT6的标记。简而言之,使用CRS(Center for Radiopharmaceutical Sciences)试剂盒将99mTc转化为99mTc(H2O)3(CO)3 +。将PBS(100μL)和99mTc(H2O)3(CO)3 +(400μL,1.3±0.3GBq)加入含有250、500或1000μg冻干蛋白质的小瓶中,所述蛋白质具有序列GSSHHHHHHD EAVDANSLAA AKETALYHLDRLGVADAYKD LIDKAKTVEG VKARYFEILH ALP(SEQ ID NO:1),其为具有N末端延伸GSSHHHHHHDEAVDANS(SEQ ID NO:2)的ADAPT6(SEQ ID NO:6)。在N末端延伸序列中,六组氨酸(HHHHHH(SEQ ID NO:3))子序列是用于放射性核素(99mTc)的螯合剂。DEAVDANS(SEQ ID NO:4)子序列充当螯合部分和HER2结合蛋白之间的间隔区。此外,其有利于蛋白质的产生。将小瓶在50℃下孵育60分钟,并通过尺寸排阻色谱法纯化放射性标记的蛋白质(“99mTc-ADAPT6”)。产率为77±9%,并且放射化学纯度为99±1%。
99mTc-ADAPT6作为静脉内推注注射(来自尺寸排阻纯化的高分子量级分(PBS中的溶液),已用无菌盐水稀释至10ml体积)。患者1-11注射了500μgADAPT6(416±135MBq),患者12-22注射了1000μg(349±133MBq)。使用(Siemens E.Cam 180)扫描仪进行成像。在2、4、6和24小时进行平面全身成像和SPECT扫描。患者23-28注射了250μg(165±29MBq),并在2小时进行了平面全身成像和SPECT扫描。
在成像研究期间(注射后0-24小时)和注射后3-7天进行生命体征和可能的副作用的监测。在注射后5和14天进行血液和尿液分析。
分布和剂量学的评估
在注射了500和1000μg 99mTc-ADAPT6的患者的前部和后部全身图像上,在感兴趣的器官和整个身体上绘制感兴趣区域(ROI);计算每个ROI在2、4、6和24小时的几何平均值。为了量化,结合Chang校正,使用充满水的体模中99mTc的已知活性的计数。为了评估血液中的动力学,在心脏内容物上放置了ROI。通过单一指数函数拟合数据,并使用Prism 8forwindow软件(GraphPad Software,LLC)将停留时间计算为拟合曲线下的面积。吸收剂量通过OLINDA/EXM 1.1使用成年女性体模计算。
为了计算肿瘤与对侧乳房和肿瘤与肝脏的比率,在最高肿瘤摄取区域的断层扫描图像上绘制3.5cm3感兴趣体积(VOI),并且记录计数。此后,将该VOI复制到对侧乳房和肝脏以获得参考区域的计数。
统计
值报告为平均值±标准偏差。使用单因素ANOVA分析不同时间点器官摄取之间差异的显著性。使用非参数Mann–Whitney U检验分析HER2阳性和HER2阴性肿瘤的肿瘤与对侧乳房和肿瘤与肝脏的比率值之间差异的显著性。小于0.05的双边P值被认为是显著的。
结果
安全性和耐受性
在28名患者中施用99mTc-ADAPT6。施用被良好耐受。在成像或随访期间未观察到药物相关的不良反应或生命体征的变化。没有检测到血液或尿液分析的变化。
分布和剂量学
在肾脏、肝脏和肺中观察到正常器官中最高的摄取(图1和表2)。在胃肠道内容物中观察到中等活性。唾液腺和泪腺中的摄取也被可视化。在注射500μg和1000μg后,活性分布非常相似。比较注射后6和24小时肠道内容物的摄取时,发现了两种剂量之间唯一的显著差异(p<0.05),其中500μg剂量的摄取较低。注射后2小时,肾脏、肝脏、肺和肠内容物的衰减校正摄取达到平台期。
表2.注射99mTc-ADAPT6(衰减校正)后在SPECT图像上具有最高摄取的器官的无肿瘤区域中99mTc的摄取。数据表示为每个器官的注射放射性百分比(所有患者的平均值和SD)。
a与1000μg相比,注射500μg后肠道内容物的摄取显著较低(p<0.05);
b与2和4小时相比,注射后24小时肺中的摄取显著较低(p<0.05);
c与2小时相比,注射后6小时肺中的摄取显著较低(p<0.05);
99mTc-ADAPT6的血液动力学如图2所示。500μg(半衰期3.1h,从2.4到4.0h 95%CI)和1000μg(半衰期3.0h,从2.3到3.9h 95%CI)的消除率相似。
估计的吸收剂量示出于表3中。最高吸收器官是肾脏。肾上腺、胆囊壁、肝脏、脾脏和胰腺的吸收也很明显,尽管它们比肾脏剂量低几倍。肾上腺、胃壁、脾脏、甲状腺和子宫的剂量在1000μg时显著(p<0.05)更高,但仅肾上腺和甲状腺的绝对差异显著。500μg的总有效剂量为0.009±0.002mSv/MBq,1000μg的总有效剂量为0.010±0.003mSv/MBq。对于本研究中的典型注射活性380MBq,这将导致有效剂量为3.4和3.8mSv。
表3.注射500和1000μg后的吸收剂量。
数据表示为平均mGy/MBq±SD(n=9)。
*注射500和1000μg后的剂量之间存在显著(p<0.05)差异。
区分具有高和低HER2表达的肿瘤
出乎意料的是,在注射250、500或1000μg 99mTc-ADAPT6后2小时,具有高和低HER2表达的所有肿瘤和受累淋巴结都已清晰可见,并且在整个研究过程中保持可见(图1和4)。
同样出乎意料的是,在注射500μg 99mTc-ADAPT6的情况下提供了具有高和低HER2表达的肿瘤之间的最佳区分。注射后2小时HER2阳性肿瘤的肿瘤与对侧乳房比率值的平均值为37±19,显著(p<0.001,Mann-Whitney检验)高于HER2阴性肿瘤的值(5±2)(图3)。存在比率随时间增加的趋势(图3),但时间点之间的差异不显著。在2、4和6小时,500μg的肿瘤与对侧乳房的比率显著(p<0.05)高于1000μg。此外,在注射1000μg的情况下,HER2阳性和HER2阴性肿瘤之间的肿瘤与对侧乳房比率值的差异在任何时间点都不显著(p>0.05,Mann-Whitney检验)(图3)。在2小时,250μg的肿瘤与对侧乳房的比率(7.8±4.9)也显著(p<0.05)低于500μg的(图3)。
患者17被纳入该研究,因为分析的活检的初始IHC评估表明3+表达水平。然而,图像显示肿瘤与对侧乳房的比率异常低(在2小时为1.33)。对该活检样品进一步评估,发现是FISH阴性。因此,调整了治疗并取消了HER2靶向治疗。
患者4的成像显示,除了原发肿瘤和辅助转移灶外,还有在肋骨5中的聚集部位和在椎骨Th 8和Th9处的两个部位(图5A)。使用99mTc-焦磷酸盐的CT成像和骨扫描(图5B)未显示任何转移。然而,MRI的进一步评估证实了Th 8和Th9中存在转移。由于这些发现,患者4的治疗策略改变为开始化学治疗和HER2靶向治疗,而不是手术治疗。在使用99mTc-ADAPT6成像后6个月,使用99mTc-焦磷酸盐进行的骨扫描(图5C)证实了肋骨5和Th8和Th9椎骨中存在转移性病变。
不管注射剂量如何,99mTc-ADAPT6的注射导致肿瘤中比肝脏中更高的摄取(图6)。可以看到注射蛋白质剂量为500μg时肿瘤与肝脏的比率略高。
讨论
本研究的结果证明99mTc-ADAPT6的注射是安全的并且耐受性良好。本研究中0.010mSv/MBq的平均有效剂量对应于每位患者3.8mSv。这略低于使用68Ga-ABY25亲和体分子(5.6mSv)(2016)或68Ga-纳米抗体(4.6mSv)(Keyaerts 2016)成像报告的剂量,并且明显低于89Zr-曲妥珠单抗(18-38mSv)(Dijkers 2010;Laforest 2016)或89Zr-帕妥珠单抗(39mSv)(Ulaner2018)的有效剂量。值得注意的是,在注射后2小时内已经明确区分HER2阳性和HER2阴性肿瘤可能允许注射活性进一步降低两倍。
区分HER2阳性和HER2阴性病变是分子成像的最终目标。然而,术语“HER2阴性”(即不适合用HER2靶向疗法治疗)是具有欺骗性的。IHC评分为2+(且FISH阴性)的乳腺肿瘤被视为HER2阴性,但其每个细胞可能表达多达500000个HER2受体(Ross 2004)。因此,即使在HER2阴性病变中,预期也会有一些成像探针的积累。对小鼠的研究表明,将68Ga-标记的ADAPT6的注射剂量从1μg增加到15μg改善了具有高和低HER2表达的人类异种移植物的区分,尽管代价是高表达肿瘤的摄取略微降低(Garousi2015)。然而,从小鼠转换成人是相当不可预测的。因此,评估了不同剂量水平的99mTc-ADAPT6的注射。出乎意料的是,500μg在注射后2小时就提供了出色的区分(图3),并且肿瘤与对侧的比率有随时间增加的趋势。相反,注射1000μg不能区分HER2阳性和阴性肿瘤。为了检查进一步减少注射量是否会改善区分,另外向一小群患者注射了250μg 99mTc-ADAPT6。然而,这种成像的对比度明显低于使用500μg 99mTc-ADAPT6的成像对比度(图3)。因此,500μg的注射剂量是最佳的,偏离这个剂量会导致HER2表达成像的灵敏度和特异性降低。500μg剂量似乎在肝脏中HER2的饱和度(增加放射性标记的ADAPT6的生物利用度)和肿瘤中HER2的饱和度(降低HER2阳性病变中的99mTc-ADAPT6摄取)之间取得了平衡。99mTc-ADAPT6在注射后2小时就已经能够做出明确区分的能力是不寻常的。例如,68Ga标记的亲和体分子在4小时后提供了这样的区分(2016)。早期成像的能力能够减少注射活性,从而降低对患者的有效剂量。显然,优选地在注射后2小时左右使用99mTc-ADAPT6进行临床成像。增加注射和成像之间的时间间隔可能需要增加注射活性(因此,有效剂量)或减少注射时的计数统计(因此,降低重建保真度)。
PET被认为是提供最佳分辨率和灵敏度的成像方式。然而,现代PET/CT设备主要安装在欧洲和北美,而SPECT是亚洲和南美最常见的成像方式。因此,这些区域需要99mTc-标记的靶向蛋白质和肽(Briganti 2019)。此外,基于CZT的相机的开发在分辨率和灵敏度方面显著改善了SPECT成像(Desmonts 2020;Goshen 2018)。因此,可以预见,即使在欧洲和美国,CZT SPECT用于分子成像的使用也会增加。本公开的成像方法是用于这样的应用的可行选择。
由于以下列出的原因,预计在99mTc被另一种放射性核素替代的情况下,约500μg的剂量也是最佳的。
决定肿瘤摄取的主要因素是:注射的蛋白质剂量;肿瘤中外渗率;在肿瘤中的扩散率;未与肿瘤或正常组织中的HER2结合的显像剂的清除率;与肿瘤中的HER2结合;以及与肝脏中正常肝细胞中表达的HER2结合。外渗、扩散和清除率主要取决于药剂的尺寸。放射性标记的类型不会在任何显著程度上影响尺寸。与HER2的结合(在肿瘤或肝细胞中)由亲和力决定,这主要由HER2结合蛋白决定。预计放射性标记的类型不会对亲和力有任何重大影响,特别是当放射性核素通过间隔区与HER2结合区分开时。
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Claims (20)
1.一种用于单次施用的显像剂产品,包括包含单个单位剂量显像剂的容器,其中所述单位剂量包括400-600μg剂量的所述显像剂,其中所述显像剂是包括放射性核素和HER2结合蛋白(HBP)的缀合物,并且其中所述HBP包括选自以下的氨基酸序列或由选自以下的氨基酸序列组成:
i)LAX3AKX6TX8X9Y HLX13X14X15GVX18DX20 YKX23LIDKX28KT VEX33VX35AX37YX39X40 ILX43ALP,其中彼此独立地,
X3选自A、G、P、S和V;
X6选自D和E;
X8选自A和V;
X9选自L和N;
X13选自D和T;
X14选自K和R;
X15选自I、L、M、T和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X23选自D和R;
X28选自A和V;
X33选自G、S和D;
X35选自K、M和R;
X37选自L和R;
X39选自A、F和L;
X40选自A和E;并且
X43选自A、H、K、P、R、T、Q和Y;
以及ii)与i)中限定的序列具有至少95%同一性的氨基酸序列。
2.根据权利要求1所述的产品,其中所述放射性核素与所述HBP的末端,诸如所述HBP的N末端偶联。
3.根据权利要求2所述的产品,其中所述显像剂进一步包括连接氨基酸序列,并且所述放射性核素通过所述连接氨基酸序列与所述HBP的末端偶联。
4.根据权利要求3所述的产品,其中所述连接氨基酸序列的氨基酸残基的数目为5-30个,诸如5-20个。
5.根据权利要求3所述的产品,其中所述连接氨基酸序列的至少一部分形成用于所述放射性核素的螯合剂。
6.根据权利要求5所述的产品,其中所述螯合剂包括序列HHHHHH(SEQ ID NO:3)。
7.根据权利要求3所述的产品,其中所述连接氨基酸序列将任何螯合剂或其他放射性核素结合部分与所述HBP隔开至少五个氨基酸残基,诸如至少六个氨基酸残基。
8.根据权利要求1所述的产品,其中在氨基酸序列i)中:
X3选自A、G、P;
X6是E;
X9是L;
X13是D;
X14是R;
X15选自L和V;
X18选自S和A;
X20选自F、Y和A;
X28是A;
X33是G;
X35选自K和R;
X37是L;
X39选自F和L;
X40是E;并且
X43选自H、P和R。
9.根据权利要求1所述的产品,其中所述HBP包括选自由以下组成的组的氨基酸序列或由选自由以下组成的组的氨基酸序列组成:
LAAAKETALY HLDRLGVADA YKDLIDKAKT VEGVKARYFE ILHALP(SEQ ID NO:6);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAKT VEGVRALYLE ILPALP(SEQ ID NO:7);
LAPAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILHALP(SEQ ID NO:8);
LAAAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVKALYFE ILHALP(SEQ ID NO:9);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILKALP(SEQ ID NO:10);
LAGAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILTALP(SEQ ID NO:11);
LAPAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILRALP(SEQ ID NO:12);
LAGAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILRALP(SEQ ID NO:13);
LAAAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVMALYAE ILPALP(SEQ ID NO:14);
LAGAKETALY HLDKTGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILQALP(SEQ ID NO:15);
LAAAKETALY HLTRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYFE ILYALP(SEQ ID NO:16);以及
LASAKDTALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYAE ILAALP(SEQ ID NO:17)。
10.根据权利要求1所述的产品,其中所述HBP包括选自由以下组成的组的氨基酸序列或由选自由以下组成的组的氨基酸序列组成:
LAAAKETALY HLDRLGVADA YKDLIDKAKT VEGVKARYFE ILHALP(SEQ ID NO:6);
LAAAKETALY HLDRLGVSDY YKDLIDKAK TVEGVKALYFE ILHALP(SEQ ID NO:9);以及
LAGAKETALY HLDRVGVSDY YKDLIDKAK TVEGVRALYLE ILRALP(SEQ ID NO:13)。
11.根据权利要求1所述的产品,其中所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、124I、76Br、68Ga、44Sc、61Cu、64Cu、89Zr、55Co、41Ti、66Ga、86Y、110mIn、123I、131I、99mTc、111In和67Ga。
12.根据权利要求10所述的产品,其中所述放射性核素选自由以下组成的组:18F、68Ga、99mTc、111In和67Ga。
13.根据权利要求1所述的产品,其中所述放射性核素通过螯合剂或与所述放射性核素形成共价键的辅基与所述HBP缀合。
14.根据权利要求1所述的产品,其中所述显像剂包括少于73个氨基酸残基,诸如少于68个氨基酸残基。
15.根据权利要求1所述的产品,其中所述显像剂被配制成适合静脉内施用的组合物。
16.根据权利要求15所述的产品,其中所述组合物的体积为1-15ml,诸如1-10ml,诸如8-10ml。
17.根据权利要求15所述的产品,其中所述组合物是水基的,诸如盐水基的。
18.根据权利要求17所述的产品,其中所述水基组合物是缓冲的,诸如磷酸盐缓冲的。
19.根据权利要求1所述的单位剂量,包括450-550μg的显像剂。
20.根据权利要求1所述的单位剂量,包括500μg的显像剂。
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