177Lu-DOTA-EB-TATE,一种生长抑素受体2型放射性标记类似物,用于甲状腺癌的成像和治疗

177Lu-DOTA-EB-TATE, a Radiolabeled Analogue of Somatostatin Receptor Type 2, for the Imaging and Treatment of Thyroid Cancer

作者信息Shilpa Thakur, Brianna Daley, Corina Millo, Craig Cochran, Orit Jacobson, Huiyan Lu, Zhantong Wang, Dale Kiesewetter, Xiaoyuan Chen, Vasyl Vasko, Joanna Klubo-Gwiezdzinska
PMID33355247
发布时间2021-03
DOI10.1158/1078-0432.CCR-20-3453

实验完整度

高

包含临床样本免疫组化、患者PET/CT、细胞系体外实验、表观遗传调控机制验证、异种移植瘤模型PET成像、生物分布和放射配体治疗等至少两个独立证据层级,并包含功能验证和机制验证。

主要模型

AR42J皮下异种移植瘤模型(高SSTR2表达) FTC133皮下异种移植瘤模型(低SSTR2表达) FTC133转移性小鼠模型 甲状腺癌细胞系(TT、BCPAP、FTC133) 转移性甲状腺癌患者队列(25例)

重点核对

患者68Ga-DOTA-TATE PET/CT成像:剂量5mCi,静脉注射,标准方案 VAC处理浓度:2 mM或4 mM,处理时间72小时 177Lu-DOTA-EB-TATE治疗剂量:500 μCi,两次给药间隔一周 异种移植模型:细胞接种量500,000细胞(皮下),FTC133转移模型160,000细胞(尾静脉注射) PET成像时间:68Ga-DOTA-TATE和68Ga-DOTA-JR11注射后60分钟,86Y-DOTA-EB-TATE注射后16–24小时

摘要

目的:本研究旨在通过分析SSTR2的表达及其表观遗传调控,并测试不同放射性标记的SSTR2类似物的肿瘤摄取,来评估SSTR2作为甲状腺癌(TC)成像和治疗的分子靶点的作用。实验设计:我们通过免疫组化染色分析了92例TC组织样本中的SSTR2表达,并通过正电子发射断层扫描/计算机断层扫描(PET/CT)成像定量了25例转移性TC患者中SSTR2类似物68Ga-DOTATATE的标准摄取值(SUVmax)。我们使用了具有差异性SSTR2表达的人TC细胞系(TT、BCPAP、FTC133)和具有内在高SSTR2表达的大鼠胰岛细胞系(AR42J)进行功能性体外研究。使用SSTR2高表达(AR42J)和SSTR2低表达(FTC133)异种移植小鼠模型来测试放射性标记的SSTR2类似物的摄取及其体内治疗效果。结果:TC的SSTR2表达高于正常甲状腺。Hurthle细胞TC的68Ga-DOTA-TATE摄取最高(中位SUVmax 16.5 [7.9–29]),高于其他类型的TC。体内研究表明,放射性标记的DOTA-EB-TATE的肿瘤摄取显著高于DOTA-TATE(p<0.001)和DOTA-JR11(p<0.001)。177Lu-DOTA-EB-TATE治疗延长了高SST类似物摄取(SUVmax 15.16±4.34)小鼠模型的生存期并减小了肿瘤大小,但对低SST类似物摄取(SUVmax 4.8±0.27)的模型没有效果。结论:新型SST类似物177Lu-DOTA-EB-TATE有可能从实验室转化到临床,用于转移性病灶中SST类似物高摄取患者的靶向治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SSTR2是否可作为甲状腺癌成像和治疗的分子靶点,以及哪种放射性标记的生长抑素类似物具有最佳的肿瘤摄取和治疗效果?
核心机制
SSTR2在甲状腺癌组织中过表达,其表达可被HDAC抑制剂VAC通过增加组蛋白H3/H4乙酰化上调,进而影响生长抑素类似物的摄取;DOTA-EB-TATE通过与白蛋白结合延长循环半衰期,提高肿瘤摄取。
主要证据
免疫组化显示TC组织SSTR2表达高于正常甲状腺;患者PET/CT显示HTC的68Ga-DOTA-TATE摄取最高(中位SUVmax 16.5);异种移植模型PET成像和生物分布显示86Y-DOTA-EB-TATE的肿瘤摄取显著高于DOTA-TATE和DOTA-JR11;177Lu-DOTA-EB-TATE治疗高SSTR2表达AR42J肿瘤显著缩小肿瘤并延长生存期。
研究意义
177Lu-DOTA-EB-TATE有望从实验室转化到临床,用于SST类似物高摄取的甲状腺癌患者的靶向治疗,特别是对标准治疗抵抗的Hürthle细胞甲状腺癌患者。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本SSTR2表达分析

评估SSTR2在甲状腺癌组织中的表达水平及其与正常甲状腺的差异。

对92例人甲状腺组织样本(84例TC,8例正常)进行SSTR2免疫组化染色,并分析TCGA RNA-seq数据(507例PTC)。

2

患者68Ga-DOTA-TATE PET/CT成像

评估转移性甲状腺癌患者中SSTR2类似物的摄取情况。

对25例转移性DTC和MTC患者进行68Ga-DOTA-TATE PET/CT成像,测量转移灶的SUVmax。

3

体外SSTR2表达及表观遗传调控

验证甲状腺癌细胞系中SSTR2的表达水平,并探索表观遗传药物对SSTR2表达的调控作用。

在多种TC细胞系(TT, BCPAP, FTC133)和AR42J细胞中,用HDAC抑制剂(VAC, TAC)和DNMT抑制剂(DEC)处理,通过RT-qPCR、Western blot和流式细胞术检测SSTR2表达,并通过ChIP检测组蛋白乙酰化。

4

体内SST类似物摄取比较

比较不同放射性标记的生长抑素类似物在SSTR2不同表达水平的肿瘤模型中的摄取量。

在皮下异种移植模型(FTC133, BCPAP, TT, AR42J)和FTC133转移模型中,依次注射68Ga-DOTA-TATE、68Ga-DOTA-JR11和86Y-DOTA-EB-TATE,进行PET成像和生物分布分析。

5

体内药效评估(PRRT)

评估177Lu标记的SST类似物对高和低SSTR2表达肿瘤的治疗效果。

在AR42J和FTC133异种移植模型中,分别给予177Lu-DOTA-EB-TATE、177Lu-DOTA-TATE、177Lu-DOTA-JR11或生理盐水,监测肿瘤体积和小鼠生存。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
丙戊酸Sigma AldrichPHR1061
他地那林Sigma AldrichC0621
地西他滨Sigma AldrichA3656
RNeasy Mini 试剂盒Qiagen--
iScript cDNA 合成试剂盒Biorad--
iQ SYBR Green SupermixBio-Rad--
M-PER 哺乳动物蛋白提取试剂ThermoFisher Scientific--
Amicon 离心过滤器Millipore--
DC™ 蛋白检测试剂盒 II----
4-12% SDS-PAGE 凝胶Novex--
Trans-blot turbo 转印系统Biorad--
抗SSTR2抗体(MAB4224)R&D systems--
乙酰化组蛋白3抗体Millipore--
乙酰化组蛋白4抗体Millipore--
GAPDH 抗体Invitrogen--
β-肌动蛋白抗体Santa Cruz Biotechnologysc-47778
Alexa Fluor 680 标记的二抗----
LSR II 流式细胞仪BD Biosciences--
抗原修复液Vector Labs--
抗SSTR2抗体(ab9550)Abcam--
Vectastain 通用快速试剂盒Vector Laboratories Inc.--
ImmPact DAB 过氧化物酶底物试剂盒Vector Labs--
ChIP-IT® Express 酶法试剂盒 (53009)Active Motif53009
ChIP-IT Express 酶法试剂盒 (53035)Active motif53035
组蛋白H3乙酰化(pan-acetyl)抗体Active motif39139
组蛋白H4乙酰化(pan-acetyl)抗体Active motif39243
无胸腺裸鼠Jackson Laboratory--
NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ 小鼠Jackson Laboratory--
pGL4.51[luc2/CMV/Neo] 载体----
IVIS Lumina 小动物活体成像系统PerkinElmer--
荧光素PerkinElmer--
68Ga-DOTA-TATE----
68Ga-DOTA-JR11IPSEN®--
86Y-DOTA-EB-TATEMolecular Targeting Technologies Inc. (NIH专利,授权)--
177Lu-DOTA-EB-TATE----
177Lu-DOTA-TATE----
177Lu-DOTA-JR11----
Inveon 小动物PET/CTSiemens--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床患者PET/CT成像
68Ga-DOTA-TATE注射剂量;PET/CT成像标准方案;病变SUVmax测量方法
阅读提示:Methods: Analysis of 68Ga-DOTA-TATE uptake in patients with metastatic thyroid cancer
细胞培养及表观遗传处理
细胞系来源;VAC浓度和处理时间;TAC和DEC浓度
阅读提示:Methods: Cell culture
异种移植模型建立
细胞接种数量(皮下和尾静脉);小鼠品系;肿瘤生长监测方法
阅读提示:Methods: Mice models
PET成像和生物分布
放射性标记类似物注射顺序和时间;PET扫描时间点;SUV计算方式
阅读提示:Methods: PET imaging and biodistribution studies
PRRT治疗
177Lu标记类似物剂量(500 μCi);给药次数和间隔;对照组设置
阅读提示:Methods: PRRT