肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座

肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展复旦大学从属肿瘤医院核医学科章英剑肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第1页

细胞凋亡意义

细胞凋亡是在生理或病理状态下,经过一系列基因调控而发生细胞程序性死亡。细胞凋亡与各种疾病发生相关,并在疾病早期诊疗、治疗监测和预后中有着主要作用。细胞凋亡异常在肿瘤发生、发展过程中起主要作用,并影响肿瘤转移及预后。许多化疗药品及放射治疗就是经过使靶细胞发生凋亡而发挥作用。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第2页细胞凋亡路径死亡受体路径（外源性路径）

死亡受体是细胞膜上一个能与对应配体特异性结合受体，能够经过一系列基因调控开启细胞凋亡程序，最终造成细胞死亡。死亡受体与其配体结合后经过其它各种分子共同作用相继激活一系列caspases。线粒体路径（内源性路径）

在凋亡诱导原因作用下，细胞色素C等物质被从线粒体释放到胞浆中，在相关因子协同下，相继激活各种caspase。Caspases：半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinasparticcidspecificproteases)。8、9是“开启者”，3.6和7是“执行者”PS：磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine）凋亡早期特征主要有PS外翻、Caspases激活、线粒体膜电位改变等，各种分子探针均主要针对这些特征。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第3页细胞膜上磷脂分布不对称性

内膜：磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine，PS)和磷脂酰乙醇胺

外膜：磷脂酰卵磷酯和鞘磷脂细胞凋亡时PS分布：内膜外膜膜联蛋白（主要代表物是AnnexinⅤ、AnnexinB1等)能和PS特异性结合Blood,1997;89:1121–32

肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第4页细胞凋亡检测方法非肿瘤肿瘤细胞模型处死后获取标本活体显像肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第5页细胞凋亡病理检验细胞固缩、染色质浓集、凋亡小体形成及细胞核DNA规律性降解为主要特征,通常不会产生炎症反应。

肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第6页肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第7页小动物活体显像方法肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第8页FromSiemensandDr.WuZhanhong小动物活体分子影像学方法比较肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第9页肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第10页光电倍增管晶体准直孔小动物PET/CT介绍肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第11页2.5mm3.0mm1.5mm2.0mm1.01.251.52.02.50.8小动物PET/CT高分辨、高灵敏肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第12页

方法优点缺点形态学观察光学显微镜观察简便可行缺乏特征性，主观性较强，重复性差视频时差显微技术动态观察，可判定不能用于病理组织培养中凋亡细胞电子显微镜观察检验凋亡小体“金标准”不能定量分析，样品制作过程较复杂，费用昂贵细胞化学测定流式细胞仪定量分析适于大批量、定量检测易漏检、错检酶联免疫吸附法核小体测定灵敏度高不能准确定量DNA琼脂凝胶电泳法特异性“阶梯(ladder)小带”灵敏度低,半定量，不能组织原位检测DNA裂解原位检测用于原位标识,可用于病理非特异性,易受坏死细胞干扰组织;进行定量分析;灵敏度较高活体分子功效成像核素示踪技术早期、无创、高灵敏、可定量将核素示踪剂引入活体磁共振技术无创、可定量灵敏度低，不能早期探测超声检测技术简便，可连续监测不能早期探测光学与生物发光成像可实时监测受活体脏器或组织深度影响

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AnnexinⅤ国内外研究动态正电子核素（PET显像）：

碳[11C]、氟[18F]、铜[64Cu]、碘[124I]、锝[94mTc]]等单光子核素（SPECT显像）：

镓[68、67Ga]、碘[123I]、碘[125I]、碘[131I]、铟[111In]、锝[99mTc]等标识方法

直接标识：

间接标识：经过中间物N2S2、HYNIC.MAG3、iminothiolane、EDDA、EC.MBP、tricarbony、SDH、BTAP等肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第14页凋亡研究模型和诱导方法-

99mTc-HYNIC-AnxV

ApoptosiswasinducedinisolatedhumanPMNsbyincubationin2%salinefor17~22hat37℃AbscesseswereinducedinmicebyintramuscularinjectionofbacteriaorturpentinePennDL,etal.Apoptoticabscessimagingwith99mTc-HYNIC-rh-Annexin-V.NuclMedBiol.Jan;37(1):29-34.17h结合率22h结合率4h%ID/g24h%ID/g凋亡中性白细胞71.6±0.01%74.9±0.02%细菌性脓肿1.25±0.093.75±0.83对照细胞48.6±0.01%47.2±0.02%松香诱导脓肿1.02±0.160.72±0.17肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第15页结扎血管,缺血后再灌注

心肌梗塞凋亡模型

肾脏梗塞凋亡模型化疗麻醉发育期大脑

脑凋亡模型肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第16页脑凋亡模型Onpostnatalday7,ratpupsintheexperimentalgroupwereexposedtosixinjectionsofketamine(20mg/kgat2-hintervals)。Onpostnatalday35,37MBqof18F-annexinV.Theuptakeof18F-annexinVwassignificantlyincreasedintheROIofketamine-treatedrats.Additionally,thedurationofannexinVtracerwashoutwasprolonged肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第17页99mTc-Hynic-rh-AnnexinV在肿瘤疗效检测中应用起源:Invivoimagingofapoptosisby99mTc-AnnexinVscintigraphy:visualanalysisinrelationtotreatmentresponseKartachovaM,HaasRLM,OlmosRAV，et.alRadiotherapyandOncology72()333–339肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第18页女，60y，NHL伴左颈部淋巴结肿大，放疗后显著好转。A治疗前，显著淋巴结肿大（白箭头)B为放疗1月后，淋巴结显著缩小C和D示治疗前及治疗后早期99mTc-Hynic-rh-AnnexinVSPECT检验图像，可见淋巴结对显像剂摄取显著增加（黑箭头)E和F为SPECT/CT融合图像，见淋巴结、唾液腺和颈椎脊髓摄取。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第19页男，26y，口咽癌，同期放化疗后部分好转。A为治疗前MR，示舌根部肿块B为治疗后3月MR，肿块显著缩小（白箭头)C和D治疗前及治疗后早期99mTc-Hynic-rh-AnnexinVSPECT检验图像，可见肿瘤对显像剂摄取显著增加（黑箭头)E和F为SPECT/CT融合图像，可见肿瘤和颈椎脊髓摄取显像剂肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第20页男,47y,NHL,左侧腹股沟巨大软组织肿块,低剂量放疗后(2×2Gy)效果不显著。A为治疗前,示左侧腹股沟显著肿块B为治疗后1月,示肿块无显著改变。C和D治疗前及治疗后早期99mTc-Hynic-rh-AnnexinVSPECT检验图像

E和F为SPECT/CT融合图像,肿瘤在治疗前后仅轻度摄取显像剂肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第21页99mTc-Hynic-rh-AnnexinV在神经系统疾病检测中应用起源:99mTc-HYNIC-annexinVSPECTimagingofacutestrokeanditsresponsetoneuroprotectivetherapywithanti-FasligandantibodyBlankenbergFG,KalinyakJ,LiuL，et.alEuropeanJournalofNuclearMedicineandMolecularImagingVol.33,No.5,May肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第22页中风病人发作后2（3)天DWI（上排)和99mTc-HYNIC-annexinVSPECT（下排)大脑右侧颞叶、顶叶、枕叶成像比较。DWI图像可见弥漫性均匀高信号区；SPECT图像可见同一区域不均匀放射性摄取，脉络丛中央为血池显像。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第23页同一病人中风发作后3天（急性期)与1个月后（慢性期)99mTc-HYNIC-annexinVSPECT成像比较，可见右颞叶病灶在3天后放射性摄取较高，一个月后基本消退。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第24页脑梗死病人发作后1（2)天DWI和99mTc-HYNIC-annexinVSPECT显像比较。DWI图像上可见右侧枕叶和左侧小脑半球弥漫性高信号区域（黑箭头)，对应区域可见99mTc-HYNIC-annexinV摄取增高。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第25页AnnexinB1

膜联蛋白家族一个新组员,由我国科学家孙树汉教授等首先克隆成功。同AnnexinⅤ有较为类似性质。国内已用99mTc标识,利用SPECT初步评价了99mTc-HYNIC-AnnexinB199mTc-AnnexinB1

用于凋亡显像可行性,取得较为满意结果。但国内外还没有用18F标识AnnexinB1研究报道。肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第26页18F-SFB-AnnexinB1合成标识、分离纯化和质量控制体外稳定性异常毒理抗Fas抗体诱导后体外结合率(AnnexinV流式细胞分析验证)药代动力学和代谢分析正常生物分布结扎肾动脉,PET/CT凋亡显像(HE、TUNEL分析验证)本科研究路径与方法肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第27页18F-SFB-AnnexinB1

制备（1)11MeV盘旋加速器富氧水（H218O)18F离子（p,n)反应肿瘤细胞凋亡放射性探针研究进展专家讲座第28页18F-SFB-AnnexinB1

制备（2)