[68]Ga-OncoCAlX

01. 背景简介2025年5月，Philochem AG公司R&D团队Samuele Cazzamalli与Sebastian Oehler为共同通讯作者在《J. Am. Chem. Soc.》期刊上正式发表名为“Small Organic Carbonic Anhydrase IX Ligands from DNA-Encoded Chemical Libraries for Tumor-Targeted Delivery of Radionuclides”的研究论文，报道了一种通过DNA编码化学库（DEL）筛选出的新型小分子配体OncoCAIX，用于靶向碳酸酐酶IX（CAIX）以实现肿瘤的放射性核素成像和治疗。相关往期链接：OncoFAP核药叠叠乐Philogen核药研发：Onco IX和OncoFAP！目前为止最有效的FAP抑制剂！不同FAP弹头与MMAE偶联后的较量！177Lu-OncoFAP与177Lu-BiOncoFAP前途明朗的CAIX核药赛道肾癌诊断核药赛道迎来重磅进展！核药顶级“多肽梦工厂”孵化下一个爆品碳酸酐酶Ⅸ(CA9)靶向的225Ac治疗核药！99mTc-PHC-102后68Ga-NY104快速上场！全球核药物公司介绍5（团队+研发管线+核药物分子结构+总结）02. 研究内容CAIX是一种膜蛋白，在肾透明细胞癌（ccRCC）和乏氧肿瘤中高表达，但在正常组织中几乎不表达，是理想的肿瘤靶点。现有抗体（如Girentuximab）和肽类CAIX配体存在肝摄取高、肿瘤渗透慢等问题，而小分子磺胺类配体因与CA同工酶（如CAII）交叉反应导致脱靶毒性。DEL技术通过将化合物与DNA条形码结合，高效筛选数百万分子，用于发现高选择性CAIX配体。展示DEL技术的基本流程，包括化合物库的构建（通过DNA编码）、靶蛋白（CAIX和CAII）的亲和捕获、筛选富集的化合物，以及通过测序解码高选择性配体。SO-DEL库（370万化合物）和SOP-DEL库（570万化合物）分别针对重组CAIX和CAII进行亲和力筛选。通过DNA条形码测序分析，计算每个化合物的富集因子（EF），反映其在靶标蛋白上的结合能力。指纹图（Heatmap）的横纵坐标分别代表库中的两个构建模块（Building Block A和B），每个点对应一个特定组合的化合物。颜色深浅表示富集程度（EF值），颜色越深表示该化合物在靶标蛋白（CAIX或CAII）中富集越显著。A173/B667在CAIX上的EFCAIX=1272（SO-DEL）和369（SOP-DEL），而对CAII无富集（EFCAII=1），选择性比值（EFCAIX/EFCAII）>1000。含乙酰唑胺衍生物的A173/B1230虽亲和力高（EFCAIX=1470），但选择性较低（EFCAIX/EFCAII=4）。将DEL筛选出的化合物A173/B667替换不同连接基团（如βAla-Asp-Lys、己基、PEG2、赖氨酸连接基等）并带有荧光素标记，用于荧光偏振实验测定其与CAIX/CAII的亲和力（KD值），乙酰唑胺（Acetazolamide）作为对照（已知与CAIX/CAII均有强结合），结果显示化合物1-5（含不同连接子）对CAIX的KD值为4-7 nM，但对CAII无显著结合（KD >370 nM）。βAla-Asp-Lys连接子（化合物4）选择性最高（CAIX/CAII=1100倍）。赖氨酸连接子（化合物3）选择性次之（CAIX/CAII=310倍）。乙酰唑胺衍生物（化合物5）对CAIX亲和力高（KD=7.0 nM），但对CAII交叉反应明显（KD=26.5 nM），选择性差。通过结构优化提升化合物对CAIX的亲和力及选择性：将DEL筛选出的高选择性化合物A173/B667与高亲和力但低选择性的磺胺基团（如B1230）结合，设计出杂化分子6、7、8。结果显示，直接连接磺胺基团的化合物6对CAIX亲和力较弱（KD~400 nM），而引入短链间隔基团（如化合物7、8）可将亲和力提升至纳摩尔级别（KD=0.6-2 nM），但选择性显著降低（CAIX/CAII选择性从>1000倍降至<66倍），表明磺胺基团虽增强亲和力却导致CAII交叉反应，此结果为后续选择高选择性化合物（如12）进行体内实验提供了依据。接下来，原始DEL配体（如化合物3、4、5、7）的荧光素基团被替换为 DOTAGA，以便螯合放射性核素。测试不同连接基团，以平衡亲和力和药代动力学：提高溶解性的赖氨酸（Lys）连接基（化合物10）、延长Linker，增强靶点结合稳定性的三肽（βAla-Asp-Lys）连接基（化合物12）、保留A173/B1230的高亲和力结构，但选择性较低的磺胺基团衍生物（化合物9、11）。DOTAGA螯合剂修饰的化合物（9-12）与CAIX/CAII的结合动力学（结合速率kon、解离速率koff）显示：化合物12（OncoCAIX）对CAIX的KD=2.3 nM（kon=1.5×10^5 M⁻¹s⁻¹，koff=3.3×10⁻⁴ s⁻¹），CAII无结合。磺胺类化合物11对CAII的KD=18 nM，选择性差。化合物（1-8）与SK-RC-52细胞（CAIX阳性）的结合能力。化合物1-5、7、8结合率>96%（vs. 阴性对照C6-fluo仅0.71%），化合物6（低亲和力）结合率仅29%。生物分布显示：177Lu标记化合物：OncoCAIX（12）在肿瘤中1小时摄取达53% ID/g，6小时后保持高滞留，显著高于其他候选分子。正常器官：肾脏、胃和肺的摄取极低（肿瘤/肾脏比>23），而含磺胺基团的化合物（如9和11）在肾脏摄取明显。68Ga标记的PET/CT成像显示：OncoCAIX在肿瘤中快速富集（1小时达50% ID/g），且剂量依赖性实验显示低剂量（5 nmol/kg）时肿瘤摄取最佳。放射自显影也证实OncoCAIX在人CAIX阳性肿瘤组织中特异性结合，而肾脏无摄取，验证其临床转化潜力。68Ga-OncoCAIX的剂量效应与PET成像显示：低剂量（5 nmol/kg）时肿瘤摄取达50% ID/g，高剂量（1080 nmol/kg）降至15% ID/g，表明低剂量即可饱和靶点，适合临床低剂量成像。肿瘤摄取随时间延长保持稳定（30分钟~50% ID/g，2小时~45% ID/g），肿瘤/肾脏比从12.1升至23.6，表明该探针可快速靶向且持续滞留，适合早期成像。以下为创新点与优势总结：高选择性与亲和力：OncoCAIX对CAIX的亲和力（KD ~2 nM）显著高于传统磺胺类，且对CAII无结合，解决了交叉反应问题。药代动力学优势：快速肿瘤摄取（1小时达峰）和清除，减少全身辐射暴露，适合快速成像；低分子量使其穿透肿瘤更快，优于抗体类药物。临床潜力：适用于ccRCC和缺氧肿瘤的早期诊断（如68Ga-PET）和靶向放疗（如177Lu标记），目前已启动I期临床试验评估68Ga-OncoCAIX的安全性和药代动力学（NCT06840548，首次公示日期为2025年2月21日）。03. 小结OncoCAIX通过DEL技术实现了CAIX的高效靶向，其优异的肿瘤选择性、快速药代动力学和低毒性为CAIX阳性肿瘤的精准诊疗提供了新工具。该研究展示了DEL在发现靶向配体中的优势，并为后续临床开发奠定了基础。●FAP靶向治疗核药TLX400甲状腺癌临床研究结果●PSMA靶向治疗核药177Lu-rhPSMA-10.1 I期临床研究结果揭晓●2025 AACR核药笔记——下篇●2025 AACR核药笔记——上篇声明：本文观点仅代表小核本人，视角局限，欢迎批评指正；如需转载，请务必注明文章作者和来源。如有其它问题，请在本平台留言或联系xiaoheshuoheyao777@163.com，小核将在第一时间处理。内容编辑 | 小核排版设计 | 小核媒体合作 | 科研宣传 | 转载开白xiaoheshuoheyao777（小核微信）