發光腫瘤向科學家顯示抗癌藥物發揮作用的位置

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約翰霍普金斯大學的研究人員報告稱，在小鼠實驗中，他們已經成功地使用PET掃描來實時計算免疫治療藥物到達腫瘤的數量以及腫瘤的哪些部位未受影響。

該技術使用合成的放射性標記蛋白質的PET成像，而該蛋白質可鎖定腫瘤細胞，讓研究人員能夠視覺跟蹤檢查點抑製劑藥物在分散時與腫瘤結合的位置。「這種方法為直接測量免疫治療藥物在任何特定人員中與腫瘤的接觸程度提供了至關重要的一步，」約翰霍普金斯大學醫學院放射學和放射科學副教授Sridhar Nimmagadda博士說道。

Nimmagadda表示，如果動物和人類的進一步試驗證實了PET掃描的精確性和安全性，則該掃描的使用可以提高醫生定製治療和藥物治療劑量的能力，從而簡化人類癌症治療，並避免或停止無效的治療。

該研究的詳細介紹參見2月1日的The Journal of Clinical Investigation。

檢查點抑製劑是一種癌症療法，旨在幫助免疫系統將癌細胞識別為具有危險性並將其作為摧毀目標。這種天然保護系統經常被腫瘤劫持，並允許腫瘤偽裝成健康組織。程序性死亡配體-1（PD-L1）是此等檢查點靶標，是當前免疫檢查點療法的主流靶點，目前有三種非常昂貴的免疫檢查點抑製劑藥物atezolizumab、avelumab和durvalumab已獲得美國食品藥品監督管理局批準上市。

然而，約翰?霍普金斯大學的研究人員表示，這些抑製劑的使用通常只是姑且嘗試而已，因為很難預測或快速追蹤PD-L1在不同腫瘤中的表達量以及這些藥物與患者腫瘤中PD-L1受體的結合效率。

該團隊在實驗室中設計了一種專用的放射性標記小蛋白或多肽，其可與PD-L1結合，有助於使用可通過PET成像看到的放射性示蹤劑標記該受體。

研究人員探索了其放射性標記多肽是否可以跟蹤藥物與PD-L1檢查點蛋白之間的相互作用，以測量抑製劑藥物與該重要靶標實時結合的程度和速度。

首先，在對實驗室培養細胞的試驗中，研究人員證實，他們的放射性標記多肽不會改變或干擾免疫治療藥物。他們表示，多項試驗顯示放射性標記多肽與PD-L1的結合活力較低，不能推走結合的藥物。理論上，這種能力將使放射性標記多肽充當仍然等待接受治療的PD-L1蛋白的有效標記物。

他們接下來試圖在動物身上驗證這種作用。研究人員使用單劑量的atezolizumab（一種通過與PD-L1結合來對抗癌症的藥物）治療植入人肺腫瘤的小鼠，並等待24小時，以便檢查點抑製劑與PD-L1結合。他們使用放射性標記多肽和PET成像跟蹤該治療。

當將接受atezolizumab治療的實驗組小鼠與僅接受鹽水注射的對照組小鼠進行比較時，研究人員發現腫瘤中未結合的PD-L1水準降低了77%，這表明治療藥物到達許多PD-L1蛋白部位。

「剩下的區域是免疫治療藥物無法達到的腫瘤部位，」Nimmagadda說道。「在人類患者中，這可以讓我們了解如何通過更快地增加劑量或者以其他藥物或療法代替來優化進一步的治療。」

研究人員隨後檢驗了他們是否可以使用其方法來測量腫瘤上PD-L1受體水準的變化。

研究人員再次使用植入人肺腫瘤的小鼠，通過一種可增加腫瘤細胞PD-L1水準的藥物來進行治療。他們使用放射性標記多肽跟蹤該治療。在使用PET對這些小鼠進行成像後，他們發現其放射性示蹤劑水準比具有正常PD-L1受體水準的對照小鼠高65%。這些研究表明，在免疫檢查點治療期間，無需活組織檢查即可測量PD-L1水準的變化。

此外，在該多肽的化學結構研究中，研究人員發現，與PD-L1結合的多肽類似於FDA已批準上市的各免疫治療藥物，這表明在他們的實驗中觀察到的相同性能可能會轉化為使用其他免疫檢查點藥物的治療。

「這些結果是尋找安全、有效和個性化免疫治療劑量的必要初始步驟，」Nimmagadda說道。

研究人員目前正致力於改進該技術並計劃今年開始進行臨床試驗。