多模式临床肿瘤学PET成像提供了新的见解

广泛的肿瘤类型及其变化对治疗的反应使寻找新的有效的癌症治疗极具挑战性的。需要提供更个性化的癌症治疗的患者正在推动先进的临床前正电子发射断层扫描(PET)肿瘤学研究。宠物提供三维(3 d)使用放射性示踪剂功能成像,显示生物分子活动的空间分布在动物模型和人类的尸体。体内非侵入性成像技术,如宠物让研究人员更好地理解肿瘤恶化的过程中,通过实时可视化癌症相关的流程。其他成像方式的组合,如磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)使结构和功能成像在一次实验中。

整合功能和解剖信息

多模式系统,如PET / CT、PET / PET / SPECT / CT,能够提供定量的三维层析图像的放射性示踪剂,骨和软组织,进一步发展不断增长的癌症生物学知识和治疗。PET / CT在肿瘤研究中一个有价值的工具由于其易用性,高通量功能和高分辨率对骨骼和肺的应用程序。它已经被广泛地用于研究癌症治疗和肿瘤生物学、示踪剂的发展,自1990年代中期。

PET /先生,而少建立在临床前成像,获得了在肿瘤由于其形象没有电离辐射的能力及其潜力multiparametric成像。另一个关键好处是上级解剖软组织对比,检测肿瘤边缘,提供独特的能力和评估个体肿瘤内示踪剂分布。

分析肿瘤生物学

临床前在活的有机体内成像方法有助于延长肿瘤形态学知识,发展和生物标志物的表达。宠物提供信息的表达受体,能量代谢,和其他肿瘤生物标记物,通过成像通过静脉注射放射性示踪剂——一种放射性同位素,最常见的是氟18 (¹⁸F),连接到一个特定的分子或分子探测目标代谢途径和监控其肿瘤细胞所吸收。肿瘤细胞的一个重要特点是他们的代谢营业额升高,和¹⁸F-fludeoxyglucose (¹⁸F-FDG)通常是用作放射性标记的葡萄糖模拟示踪分析葡萄糖吸收在肿瘤和跟踪他们的进展和监控侵犯。

“传统”的宠物追踪器,如¹⁸F-FDG或18 f-fluorothymidine(外语教学),被认为是黄金标准和监控通用生物标记的肿瘤,包括改变代谢和缺氧,扩散和转移。更具体的宠物代理能够瞄准一个分子或基因产物的表达,并有可能帮助研究人员更好地理解和评估肿瘤生物学和治疗反应。

例如,宠物放射性药物镓- 68前列腺特异膜抗原(^68年Ga-PSMA)前列腺癌成像近年来发生了革命性变化。细胞膜中的PSMA高度表达,尤其是前列腺癌和前列腺癌细胞^68年在成像Ga-PSMA非常有效。这种示踪剂使用的优势^68年Ga,相对较低的生产成本。

immuno-oncology进步

成像,以及更好地理解癌症基因组学和分子病理学的发展,是实现个性化的癌症治疗的关键球员。为患者提供更精确的癌症治疗的目标是加剧了国际米兰,肿瘤内异质性。从纯粹的解剖成像与宠物使得研究人员能够可视化分子成像肿瘤异质性,这是特别重要的,当管理结合治疗癌症。PET成像,在基因组分析的同时,可以允许药物引起的变化在一个特定的生化过程的可视化,并可以提供洞察药物目标接触或改变肿瘤表型。

开发新的成像生物标志物

伦敦癌症研究所的研究人员领导的加芙博士Kramer-Marek,专注于开发和表征成像生物标志物的通知和指导个体病人的癌症治疗管理。集团正在研究预测成像生物标记和生物标志物,有助于评估耐药性和药物肿瘤反应,特别感兴趣的发展theranostic代理对从表皮生长因子受体酪氨酸激酶受体(EGFR)的家庭。过度的人类表皮生长因子受体受体(她)被发现在许多人类恶性肿瘤和促进有针对性的药物的发展,其中一些目前在常规临床实践和其他临床试验。

该集团的目标是开发的具体分子成像探针,可以引导创新的治疗计划和快速识别潜在的反应。Affibody^®分子被放射性标记的PET和SPECT成像,解决的挑战传统的抗体,如大型分子大小和缓慢的间隙,快速分离从受体与小分子探针相关联。

在最近的一项研究中,Kramer-Marek博士的小组使用EGFR-specific放射性配体测量表皮生长因子受体在小鼠与头颈部鳞状细胞癌(HNSCC),目的是定义一个预测生物标志物分层患者接受治疗。¹西妥昔单抗是目前唯一批准anti-EGFR单克隆抗体(mAb)用于治疗HNSCC,并且能够监控和评估药物的疗效和任何cetuximab-mediated受体表达的变化可能有助于通知适当的剂量与anti-EGFR抗体。

该集团用放射性标记的Affibody分子(Z表皮生长因子受体:03115)方法测量表皮生长因子受体表达的差异,使用锆- 89 (^89年Zr)标记共轭评估tumor-to-organ比率在不同的时间点,和一个¹⁸F-labeled西妥昔单抗治疗的模拟测量的响应在活的有机体内。评估是否^89年Zr-deferoxamine(柴油)- z表皮生长因子受体:03115可以与不同程度的区分肿瘤的表皮生长因子受体表达,小鼠轴承CAL27 (EGFR + + +), Detroit562 (EGFR + +)和MCF7 (EGFR +)异种移植了放射性示踪剂,使用PET / CT成像三小时后注射。量化PET成像数据表明radioconjugate积累的最高水平是在CAL27肿瘤(图1),这与受体表达测量体外通过免疫印迹和包含IHC染色。

图1:在异种移植Radioconjugate吸收不同的表皮生长因子受体表达。代表全身矢状PET / CT图像获得3小时后注射。这项研究最初发表在JNM。伯利et al .诊断医学。2019;60:353 - 361。^©SNMMI,按照知识共享归属许可复制https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/。

对cetruximab监控反应,¹⁸氟化F-aluminium -NOTA-Z (AlF)表皮生长因子受体:03115管理是通过静脉注射到老鼠轴承HN5肿瘤(EGFR + + + +),和观察组显著降低吸收比控制HN5 cetuximab-treated小鼠肿瘤(图2)。

图2:18 f-alf-nota-zegfr: 03115注射后吸收评估1 h。代表矢状全身PET / CT图像的老鼠轴承HN5肿瘤(概述图像)有或没有与西妥昔单抗治疗。这项研究最初发表在JNM。伯利et al .诊断医学。2019;60:353 - 361。^©SNMMI,按照知识共享归属许可复制https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/。

这些结果,连同一个无关紧要的改变在肿瘤体积治疗期间,强调潜在的使用EGFR成像作为一种工具来评估cetruximab有效性基于受体水平,而不是单纯依赖解剖成像,为诊所提供图像引导治疗策略。

临床肿瘤学的未来

正在进行的多宠物技术的发展将继续推动临床肿瘤学研究。宠物的好处,PET /先生,PET / CT和PET / SPECT / CT示踪剂开发、治疗监测和研究肿瘤生物学正在改变癌症治疗的方式,向个性化医疗的方法。日益增长的重要性immuno-oncology由复杂的增强PET成像系统在市场上供应。尖端研究,比如癌症研究所的研究,将该领域更近一步个性化治疗用Affibody分子作为小说的宠物代理商针对特定的分子通路在肿瘤恶化。这样的研究是至关重要的实现优化的最终目的癌症治疗和病人护理。

参考

1。伯利助教,片CD,马丁斯CD, Ciobota DM, Allott L O WJG哈林顿KJ,史密斯G和Kramer-Marek G (2019) Affibody-Based PET成像指导EGFR-Targeted癌症治疗头颈部鳞状细胞癌模型,J诊断,60:353 - 361。