177Lu-DOTA-EB-TATE

177Lu具有优良的物理特性，而多肽具有分子量小、生物相容性好以及合成简便、易于修饰的优良性质，使得以177Lu-DOTATATE为代表的177Lu标记多肽类放射性药物在肿瘤治疗研究中展示出良好的疗效，引发了科研人员对此类药物的研究热潮。多聚化、双靶向设计以及血液半衰期延长修饰等策略的组合应用，是提高靶向多肽肿瘤滞留的关键技术路径。本文对近年来研究较多的177Lu标记多肽类放射性药物的靶点、多肽分子的修饰策略、177Lu标记多肽类放射性药物的临床前及临床研究数据等进行综述，并对该类药物的优缺点、发展趋势等进行了对比分析。结果表明，该类药物拥有较好的安全性和治疗效果，具有广阔的应用前景。 镥-177（177Lu）作为一种具有重要医用价值的放射性核素，近年来在核医学领域备受关注。其独特的物理和化学性质使其成为靶向放射性核素治疗（Targeted radionuclide therapy，TRT）的理想选择。6.73 d的半衰期使其既能保证有足够的时间作用于病灶，又可以避免因半衰期过长而对非靶器官造成不必要的辐射损伤；发射的低能β-射线能有效杀伤肿瘤细胞，同时减少对周围正常组织的损伤。而其低能γ光子则可通过单光子发射计算机断层成像（Single-photon emission computed tomography，SPECT），实现药物分子在体内的可视化分布与剂量监控。 多肽类分子因其独特的特性（如分子量小、生物相容性好及合成简便易于修饰等），成为了放射性核素治疗理想的靶向载体之一。肿瘤细胞表面过度表达的受体大多都可以通过与多肽高亲和力地结合，实现药物的精准递送。因此，177Lu标记的多肽被认为是发展前景广阔的治疗类放射性药物。本文探讨了部分177Lu标记多肽分子的临床前与临床研究数据及肽分子修饰策略。此外，还对该类药物的优势与局限性进行了对比分析，并展望了其未来发展趋势，以期为相关药物的研发与临床应用提供参考。 1 177Lu标记多肽类分子的构成 1.1　 177Lu核素 177Lu的半衰期为6.73 d，发射三种能量的β-粒子，最大能量为497.8 keV（78.6%）（如图1），其粒子能量相对较低，在组织中的平均穿透深度约为670 μm，有效杀伤肿瘤细胞的同时能够尽量降低周围正常组织的辐射损伤。Monte Carlo模拟研究表明，低能电子（如177Lu发射的β-粒子）在DNA损伤中诱导的双链断裂（Double-strand break，DSB）产额随能量降低而增加，造成的DNA单链断裂（Single-strand breaks，SSB）等其他形式的损伤产额相对较低，更容易对肿瘤细胞进行不可逆杀伤。同时，相比于组织射程不足100 μm的α核素（如225Ac等），177Lu可以在组织内部形成更均匀的剂量分布，实现对病灶的“交叉火力”覆盖，尤其适合体积稍大或形态不规则的肿瘤。这些优良的核性质既保证了药物进入体内后有足够的时间杀伤肿瘤细胞，又避免了对非靶器官造成不必要的辐射损伤，同时也为实现治疗过程中的实时剂量分布监测和疗效评估提供可行性。 在标记方面，一般使用双功能螯合剂（Bifunctional chelating agents，BFCAs），实现177Lu对靶向多肽分子的放射性标记。镥作为镧系金属元素，通常以稳定的+3价氧化态存在，能够与带有负电荷的硬供体元素（如氧原子）的BFCAs稳定配位，如1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四乙酸（1，4，7，10-Tetraazacyclododecane-1，4，7，10-tetraacetic acid，DOTA）等。相比其他几种常用BFCAs（EDTA、DTPA或TETA等），同样条件下DOTA的稳定常数最高，为25.4（25 ℃，0.1 mol/L HNO3）。由于路易斯碱的质子化作用，且Lu3+在碱性条件下易形成氢氧化物，177Lu对DOTA的标记率一般在pH为4~6的条件下较高；在温度为25~90 ℃条件下，达到同样的标记率所需时间随温度上升逐渐下降，一般需要15~60 min。总的来说，相较其他BFCAs，用DOTA进行放射性标记时，可选的温度范围较大，有利于热敏感肽在低温下进行标记，以防失活。在制备方面，177Lu的制备方法主要包括直接中子活化法［176Lu（n，γ）177Lu］，或间接中子活化法［176Yb（n，γ）177Yb，再β衰变为177Lu］。目前，177Lu的生产销售已经较为成熟，能够满足绝大部分的医疗科研需求，这种易得性也是177Lu作为治疗核素引起广泛关注的一个原因。 1.2　 多肽 通常多肽的分子量在0.5~100 kDa，由通过肽键连接的5~100个氨基酸（Animo acid，AA）组成，可作为放射性诊断及治疗药物的载体。多肽具有分子量小、生物相容性好和易于合成与修饰等优点，是放射性药物研发中重要的靶向载体之一（如图2、图3所示） 小分子量和低空间位阻是多肽分子更容易被肿瘤细胞摄取的关键因素。肿瘤细胞大量生成具有高通透性的新生血管以维持其营养需求。同时肿瘤组织会分泌多种血管通透性因子（如缓激肽、一氧化氮、前列腺素和血管内皮生长因子等），进一步加剧血管的渗漏性。分子量较小的多肽（通常小于40 kDa）由于其尺寸小，扩散快，通过血管壁进入肿瘤间质更容易。而对比大尺寸的抗体等药物分子，小尺寸的多肽往往具有更低的空间位阻，这意味着多肽分子在与细胞膜磷脂或受体口袋相互作用的界面上，更不容易被排斥导致构象变形，从而可以更好地楔入膜表面，降低滞留在肿瘤间质中的比例，提高细胞摄取率。 多肽分子具有较好的生物相容性和安全性，在核素偶联药物的开发中展现出显著优势。现代的噬菌体文库筛选技术可以获得自然界不存在的异源靶向肽，但相当一部分靶向肽都是根据哺乳动物体内存在的天然多肽改造而来，这种同源性使其在体内具有较低的免疫原性和毒性；血液和细胞中的各种氨肽酶、羧肽酶和内切蛋白酶等成分，会将多肽序列按照特定规律切割为各式L-氨基酸（如氨肽酶可以从多肽的N端逐个切割氨基酸；胰蛋白酶专精切割精氨酸或赖氨酸的羧基端等），最终经代谢器官（主要是肾脏）排出。由于代谢产物一般是构建人体的基础原料L-氨基酸，所以相当一部分代谢产物也会被全身细胞再利用，不会产生有毒的代谢中间物或蓄积在组织中导致慢性毒性，进一步降低了多肽的安全性风险。较好的生物相容性使得大量多肽药物（如胰岛素等）具有较宽的治疗窗口，即使在较高剂量下仍能保持良好的安全性，为某种程度上“抵消”放射性核素的辐射毒性，综合降低药物分子在毒副作用上的风险提供了可能，这使得它们在核素偶联药物中的应用更具优势。 多肽的化学修饰和合成非常简便。多肽的工程化改造可以通过多种策略显著增强其穿透肿瘤细胞的能力或优化药代动力学性质。这些策略既包括对氨基酸残基的侧链修饰、主链结构的环化、末端基团的衍生化以及引入非天然氨基酸等改变了多肽序列本身的改造手段，也包括将特定序列多聚化、偶联另一段靶向序列的多靶向策略和修饰聚乙二醇（Polyethylene glycol，PEG）或白蛋白结合模块（Albumin-binding motif，ABM）的血液半衰期延长修饰等一般不破坏原有序列的改造手段。它们的组合应用通过提高多肽抗酶解能力、调整电荷性质、改变亲水性及扩展靶点范围，改变了部分短肽血液清除快的劣势，增加了肿瘤细胞对药物的摄取率。对于核素偶联药物来说，成功的改造可以减少非特异性背景信号，从而提高成像的信噪比。固相多肽合成（Solid-phase polypeptide synthesis，SPPS）技术的进步使得大规模生产高质量多肽成为可能，是支撑多肽进行多样化改造的重要工具。这是一种在不溶性固体载体（树脂）上，从C端到N端（或反向）逐步添加氨基酸，从而化学合成多肽的方法。每步反应后，只需通过简单的过滤和洗涤即可纯化中间产物，大大简化了操作。对于每一个氨基酸的添加，都遵循以下循环：1）将当前氨基酸的末端脱保护，暴露出游离的α-氨基；2）将下一个带有保护基的氨基酸通过亲核反应生成肽键与树脂上的氨基酸链接；3）洗涤；4）回到脱保护步骤，继续循环。SPPS可通过自动化合成仪实现规模化生产，显著降低单位产量的人力与时间成本，使得多肽成为大规模科研和医疗应用的首选。 2 177Lu标记的多肽类分子及其靶点 2.1　 靶向生长抑素受体2型 在神经内分泌肿瘤（Neuroendocrine neoplasms，NENs）治疗领域，靶向生长抑素受体2型（Somatostatin receptor subtype 2，SSTR2）的放射性药物，特别是177Lu标记的DOTATOC与DOTATATE，已展现出显著的治疗效果。SSTR在神经内分泌细胞表面广泛表达，其中SSTR2是NENs中最主要的亚型，为基于生长抑素类似物的显像与治疗提供了精准靶点。奥曲肽作为一种合成生长抑素类似物，其半衰期（约90 min）显著长于内源性生长抑素（半衰期<5 min），是药物开发的基础。奥曲肽C端的苏氨酸被改造为苏氨醇，以增强酶解稳定性，而偶联了DOTA的奥曲肽即为DOTATOC（图4（b））；将DOTATOC的N端第3位苯丙氨酸替换为酪氨酸，便得到DOTATATE结构（见图4（a））。DOTATATE酪氨酸的酚羟基与SSTR2形成关键氢键，大幅提升了对SSTR2的亲和力与肿瘤滞留能力。 多项重要临床研究证实了这些药物的疗效与安全性。Marincek等的长期随访研究表明，接受90Y-DOTATOC及177Lu-DOTATOC治疗的不可手术脑膜瘤患者的中位总生存期达8.6 a，展现了良好的疾病控制潜力。但另有对比研究显示，177Lu-DOTATATE在肿瘤摄取、疗效与安全性方面可能优于177Lu-DOTATOC等类似物。Strosberg等报道的177Lu-DOTATATE的III期临床试验则进一步证明，177Lu-DOTATATE治疗在患者生活质量的多个维度（如角色功能、疲劳与疾病相关担忧等）呈现出具有临床意义的改善，其生活质量恶化时间中位数显著延长至28.8个月。安全性方面，西南医科大学附属医院的何丽萌等系统性地探索了177Lu-DOTATATE用于治疗NENs患者的不良反应，发现用药后患者最多的不良反应仅为轻微疲劳，11.1%的患者出现淋巴细胞减少，少部分（＜10%）患者仅出现轻度肾毒性和轻微肝损伤。 除经典的激动剂类药物外，以JR11为代表的SSTR2拮抗剂正成为研究新星。与激动剂诱导受体内化从而可能限制结合位点数量不同，拮抗剂JR11可稳定与细胞表面SSTR2结合，理论上能占据更多受体位点。Handula等的临床前研究比较了177Lu与225Ac标记的DOTA-JR11，发现尽管两者对SSTR2亲和力相似，但225Ac标记物在肝、肾及骨骼的摄取更高，且体外稳定性较差，提示核素选择对药物生物学分布有重要影响。Krebs等则报道了旨在评估诊断性显像剂68Ga-DOTA-JR11与治疗药物177Lu-DOTA-JR11在肿瘤摄取上的相关性及剂量学预测价值的临床研究。结果表明，两者在病灶的标准化摄取值（Standard uptake value，SUV）及肿瘤/正常组织比值上存在显著的相关性，且治疗剂177Lu-DOTA-JR11在绝大多数病灶中的摄取显著高于诊断剂68Ga-DOTA-JR11。这一发现具有重要意义，提示即使68Ga-DOTA-JR11正电子发射断层扫描（Positron emission tomography，PET）显像显示为病灶低摄取，患者仍可能从177Lu-DOTA-JR11治疗中获益，拓宽了潜在的治疗人群范围。 从奥曲肽的C端羧基还原为羟甲基以抵抗羧肽酶降解，到DOTATATE通过关键氨基酸置换大幅提升对SSTR2的亲和力与滞留，这些改造策略清晰表明：对多肽序列进行结构上的微小调整，能够深刻影响配体与靶点之间的相互作用模式，从而直接决定其靶向效率、治疗窗口乃至最终的临床疗效。上市药物177Lu-DOTATATE在晚期不可手术NENs治疗中取得的巨大成功充分印证了这一点。与此同时，以JR11为代表的新型拮抗剂正展现出独特的优势，为传统显像“低摄取”患者提供了新的治疗希望。 2.2　 人表皮生长因子受体 人表皮生长因子受体（Human epidermal growth factor receptor 2，HER2）是EGFR/ErbB受体酪氨酸激酶家族的重要成员。尽管HER2没有已知的天然配体，但它能与其他HER家族成员形成异源二聚体，通过激活PI3K/AKT和RAS/MAPK等关键信号通路促进细胞增殖、存活和迁移。目前针对HER2的靶向治疗包括曲妥珠单抗等单克隆抗体、T-DM1等抗体偶联药物和拉帕替尼等小分子激酶抑制剂，这些药物通过不同机制抑制HER2信号传导或直接杀伤肿瘤细胞。 Molavipordanjani等制备了177Lu-DOTA-LTVSPWY，对SKOV-3细胞的Kd = （6.6±3.2） nmol/L具有高亲和力。但治疗实验中，治疗组的肿瘤体积未显著缩小，接受30 MBq剂量治疗的肿瘤组织出现了明显的细胞质空泡化和肾小管炎症和肝窦扩张等症状。A9肽是一种靶向HER2的经典序列，其结构如图5（a）所示。Sharma等报道了一种通过插入非天然氨基酸和环化增强抗酶解能力的A9肽。研究团队在A9肽序列中的第1位和第7位分别插入炔丙基甘氨酸（Pra）和叠氮丙氨酸（Aza），通过Cu（I）催化的叠氮-炔环加成反应环化连接形成三唑环，构建了环状肽DOTA-c［TZ］A9（图6（b））。相较于插入Pra和Aza但未环化的线性对照肽（图6（a）），环化肽的二级结构稳定性增强，可有效抵抗蛋白酶降解。177Lu-DOTA-c［TZ］A9在SKBR3荷瘤小鼠中的摄取（3 h （2.2±0.03）% ID/g，48 h仍保留31.8%）显著高于线性肽。该研究组还通过反向连接氨基酸，将其逆序设计为rL-A9（图5（b））。圆二色谱（Circular dichroism， CD）分析表明，rL-A9逆序肽具有更高的构象稳定性。177Lu-DOTA-rL-A9在体内表现出了更好的靶向性（48 h时肿瘤摄取仍有42%，高于普通A9肽标记物和上述177Lu-DOTA-c［TZ］A9）。研究还发现，逆序肽的疏水性低于原始肽，这可能与其电荷分布和末端氨基酸改变有关。Yadav等还在DOTA-rL-A9的N端引入了核定位序列（Nuclear localization sequence，NLS）PKKKRKV，构建了新型肽DOTA-NLS-rL-A9（图5（c））。NLS是一条由特定序列组成的信号短肽。含有NLS序列的分子在被细胞质中的特异性输入受体识别后，形成“分子-NLS-输入受体复合物”并被转运到细胞核附近，消耗能量主动穿梭核孔，输入受体在核内将分子释放出来，并重新回到细胞质中。荧光标记证实，NLS修饰后，标记肽内化效率大幅提升，且在SKBR3细胞中表现出比177Lu-DOTA-rL-A9更高的亲和力。尽管NLS修饰导致血清稳定性下降，但体内实验显示，其在SKBR3移植瘤中的滞留显著改善（给药后48 h仅流失0.1%）。 HER2靶向肽A9的结构优化主要围绕三大策略展开：一是通过环化和引入非天然氨基酸等修饰增强结构稳定性与蛋白酶抗性；二是利用逆序设计改变电荷性质以改善药代动力学；三是引入NLS等功能序列以促进细胞内化乃至核靶向，从而显著提升标记多肽的肿瘤滞留与治疗潜力。这些策略的应用，使A9的各项性质达到了较好的水平。但对于给定多肽序列，在哪些位点引入非天然氨基酸，才能不破坏原有序列的生物功能，是一个需要结合理论计算和实验验证的重要问题，这使得像引入非天然氨基酸这样破坏原有序列的策略不具备很强的普适性和可预测性。同样，逆序设计也不是对于任何多肽都能任意成功使用的策略。 2.3　 胃泌素释放肽受体 在多种人类癌症的组织活检样本和永生化细胞系中鉴定出胃泌素释放肽受体（Gastrin-releasing peptide receptor，GRPR），在多种肿瘤中都有较高的表达。177Lu标记的GRPR拮抗剂177Lu-RM2（图7（a））已在转移性去势抵抗性前列腺癌患者的治疗中显示出良好的肿瘤摄取与长达7 d的稳定滞留，且未引起显著的血液学或生化毒性，证实了RM2靶向治疗的安全性。 为提高现有标记肽的代谢稳定性，研究者通过关键氨基酸替换与末端结构优化等策略开发了性能更优的衍生物。Nock等系统研究的NeoBOMB1分子（图7（b）），便是将原型拮抗剂SB3的C端His¹²-Leu¹³-NHEt结构改造为庞大、疏水的His¹²-NH-CH［CH2-CH（CH3）2］2。这一设计通过增大空间位阻，有效抵御蛋白酶的接近，使NeoBOMB1无法被酶的活性中心所识别，显著增加了体内稳定性；且疏水性的增加，也调节了药代动力学性质，减缓了肾脏清除。临床前研究表明，无论标记68Ga/177Lu/111In哪种核素，NeoBOMB1均表现出对靶点的高亲和力（IC50=1.17~1.49 nmol/L），在PC-3荷瘤鼠的肿瘤摄取高达30% ID/g。68Ga-NeoBOMB1的首次人体PET/CT显像也清晰地显示出了原发性前列腺癌原发灶和转移灶。 Gunthe等通过将177Lu-RM2中的L-色氨酸替换为α-甲基-L-色氨酸，设计出新型化合物177Lu-AMTG，进一步优化了代谢稳定性（图7（c））。α-甲基的修饰，使得α-碳原子变成了一个季碳原子，有效地增加了对蛋白酶活性口袋内壁的排斥，增加了抗酶解能力；且由于多肽的构象自由度被限制，非活性构象的数量减少，脱靶风险降低了。因此，177Lu-AMTG在保持与177Lu-RM2相似的高GRPR亲和力（IC50=3.0~4.7 nmol/L）的同时，在人血浆的稳定性实现倍增（（77.7±8.7）% vs. （38.7±9.3）%），在PC-3荷瘤小鼠模型中的肿瘤摄取和滞留也表现优异。相比之下，177Lu-NeoBOMB1则因脂溶性较高导致非靶器官摄取增加。这凸显了肿瘤/背景比的重要性。 尽管对肽序列本身的修饰会增加多肽性质改变的不可预测性，但从上述GRPR靶向肽的迭代中仍能清晰看到，理性的药物设计可以很大程度地降低这种不确定性。NeoBOMB1的C端疏水化改造，之所以采用庞大的-NH-CH［CH2-CH（CH3）2］2基团而不是其他简单基团，正是为了尽可能模仿被删掉的两个氨基酸的支链结构和分子量，在疏水性提升的同时尽可能降低对其他性质的影响；而AMTG仅通过核心氨基酸简单的α-甲基化，在对整体结构不作重大改变的情况下，就实现了代谢稳定性的飞跃。因此，谨慎的理性设计，结合理论计算和大量对比实验，可以更好地应用末端修饰和支链修饰等策略。 2.4　 成纤维细胞活化蛋白 成纤维细胞活化蛋白（Fibroblast activation protein，FAP）是众多恶性肿瘤诊断和治疗的重要靶点。FAP-2286是一种能靶向FAP的环肽。其临床前研究显示，与另一种小分子FAP抑制剂FAPI-46相比，177Lu-FAP-2286的肿瘤滞留时间更长，肿瘤抑制效果更好。11例晚期实体瘤患者的初步临床试验证实了177Lu-FAP-2286的安全性及在骨转移灶治疗中的潜力 然而，经典的FAP-2286面临两大核心挑战：肾脏代谢导致的剂量限制性毒性，以及循环时间仍然较短。为系统性优化这些特性，Huang等以FAP-2286为骨架，通过模块化设计策略，构建了三种新型衍生物：FD1、FD2与FD3。 （1） FD1：修饰可切割连接子模块。FD1在FAP-2286中插入了Met-Val-Lys（MVK）序列。其设计逻辑在于利用肾刷状缘膜高表达的中性内肽酶对V-K之间肽键的特异性切割，将177Lu-FAP-2286分解为水溶性高的177Lu-DOTA-Lys片段，从而主动加速肾脏清除，减少肾小管重吸收。 （2） FD2：修饰血液半衰期延长模块。该分子引入了ABM 4-（对碘苯基）丁酸（4-（p-iodophenyl）butyric acid，IBA），通过结合血浆白蛋白，延长体内循环时间并增强肿瘤摄取。 （3） FD3：双功能模块整合。该分子同时整合了MVK序列与IBA模块，试图在延长循环时间以增强肿瘤靶向的同时，通过肾脏的特异性代谢机制实现快速清除，达成“高肿瘤摄取、低肾脏滞留”的理想治疗效果。 生物学评价证实，三者均保持了纳摩尔级的高FAP亲和力（Kd：2.06~6.25 nmol/L）。在肿瘤模型中，68Ga标记的FD1、FD2、FD3均表现出特异性肿瘤摄取，但FD2/FD3的长循环特性需匹配长半衰期核素（如177Lu）才能充分转化为治疗优势。治疗实验印证了这一预测：在FAP阳性移植瘤小鼠中，177Lu标记的FD2与FD3（尤其是FD3）表现出强大的抗肿瘤活性，部分小鼠达到完全缓解；而FD1则更适合作为诊断探针。 FAP靶向肽的优化路径清晰地展示了如何通过不改变肽核心序列的模块化修饰及不同模块的组合解决临床转化的关键瓶颈：FD1通过引入可酶切连接子主动“编程”肾脏代谢，以降低毒性；FD2通过偶联ABM延长循环，以增强靶向；FD3则尝试将两者优势结合。值得注意的是，多模块的组合修饰并非简单“加法”，分子量的增加本身就有可能完全改变预想中的药代动力学性质和生物活性。对于此类研究，应当在确定骨架上进行不同修饰衍生物的详尽对比，方可获得理想中的分子。 2.5　 血管紧张素转换酶2 血管紧张素转换酶2（Angiotensin-converting Enzyme 2，ACE2）是一种膜结合型羧肽酶，属于肾素-血管紧张素系统的关键调节因子，主要表达于肺、心脏、肾脏、肠道和血管内皮细胞等组织。Zhang等基于ACE2的特异性抑制剂DX600设计并合成了DOTA偶联的放射性标记肽68Ga/177Lu-HZ20。68Ga/177Lu-HZ20在ACE2过表达的HepG2ACE2+细胞中的摄取显著高于野生型HepG2WT细胞。此外，在临床转化的研究中，两名志愿者接受了68Ga-HZ20的PET/CT检查，结果显示，ACE2高表达患者的肿瘤区域标准摄取值（Standardized uptake value，SUV）高于使用18F-FDG检查时的情况。辐射剂量学评估表明，177Lu-HZ20估算在成人中的有效剂量为6.96×10⁻² mSv/MBq。主要排泄途径为肾脏，其吸收剂量最高（1.67 mGy/MBq），其次是骨组织（1.69 mGy/MBq），而其他器官的吸收剂量均较低（如肝脏8.48×10-3 mGy/MBq以及肺8.25×10-3 mGy/MBq）。尽管研究存在样本量小和未开展治疗实验的局限性，但从结果来看，68Ga/177Lu-HZ20作为成对探针，在ACE2过表达肿瘤的诊疗一体化中还是展现出重要价值。由于ACE2在正常肾脏、肠道和睾丸等器官中亦有表达，使用该分子时需关注这些器官可能出现的辐射损伤风险。 2.6　 整合素 整合素是一种由α和β亚基组成的异二聚体跨膜糖蛋白。整合素αvβ3已被证明在大多数肿瘤中均有高表达，在调节肿瘤生长、局部侵袭和转移以及肿瘤血管生成过程中起重要作用，是肿瘤治疗的重要靶点之一。含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的多肽RGD衍生物对αvβ3具有高亲和力和选择性。整合素αvβ3是一种相对广谱的靶点，这为研究者开发双靶向策略，增强肿瘤靶向的广度与效率提供了基础。Liu等将FAP-2286与c（RGDfK）结合，制备了177Lu-FAP-RGD，该多肽对FAP和αvβ3均表现出高亲和力。对两组荷U87MG胶质瘤小鼠分别注射18.5 MBq和29.6 MBq的177Lu-FAP-RGD进行治疗，与对照组相比，肿瘤的生长被有效地抑制。但177Lu-FAP-RGD在血液和肾脏中的摄取也较高，需进一步修饰改造。Jiang等［51］报道了同时靶向整合素αvβ3和GRPR的177Lu-DO3A-BBN-RGD。竞争性阻断实验证实了其对两种受体的特异性靶向能力（冷肽使肿瘤摄取下降65%），凸显了双靶点设计在提升肿瘤摄取与特异性方面的潜力。 另一重要亚型整合素αvβ6在胰腺导管腺癌等多种侵袭性肿瘤中过度表达，与不良预后密切相关，是新兴的治疗靶点。早期研究（如Huynh等）设计的DOTA-（PEG28）₂-A20FMDV2及其ABM衍生物（修饰伊文思蓝EB或IBA），虽增加了肿瘤摄取，但即使低剂量的ABM衍生物仍可观察到治疗相关死亡。相比之下，Ganguly等报道的DOTA-5G及其衍生物DOTA-ABM-5G便是一例成功的探索。两者均对αvβ6具有高亲和力（IC50分别为（33.2±1.5） nmol/L和（29.0±0.6） nmol/L）。关键区别在于，68Ga-DOTA-5G在肾脏中的快速清除与非靶器官的低滞留使其成为更优的成像探针；而177Lu-DOTA-ABM-5G则通过引入ABM而延长了血液半衰期，大幅增加了肿瘤的辐射沉积，更适合治疗应用。单次高剂量或分次剂量的177Lu-DOTA-ABM-5G注射均显著延长了BxPC-3肿瘤小鼠的中位生存期，且未观察到明显体重下降或急性毒性，这与Huynh等的放射性肽形成鲜明对比。 DOTA-5G的ABM模块化修饰通过延长血液半衰期，将5G肽从显像剂改造为治疗剂，使其成为备选的诊疗一体化分子对。基于整合素αvβ3广谱表达这一特点而设计的双靶向策略，有效地扩大了靶向范围，提升了肿瘤结合效率。这两种策略都没有对多肽序列本身进行改变，具有一定的可预测性和普适性，这是这两种策略成为主流多肽改造手段的核心竞争力。 2.7　 胆囊收缩素-2受体 胆囊收缩素-2受体（Cholecystokinin-2 receptor，CCK2R）作为一种在多种实体肿瘤（如超过90%的甲状腺髓样癌）中过度表达的G蛋白偶联受体，在正常组织中主要分布于胃壁细胞，参与胃酸分泌调控，是极具潜力的诊疗一体化靶点。 为开发安全有效的CCK2R靶向放射性药物，研究重点在于优化其配体——微型胃泌素（Minigastrin，MG）类似物的结构。MGS5是代表性优化产物之一，其通过关键氨基酸替换（如C端1-萘丙氨酸取代苯丙氨酸、N-甲基化正亮氨酸取代蛋氨酸）增强了代谢稳定性（图8）。177Lu-DOTA-MGS5在临床前模型中展现出高亲和力（Kd=（5.25±1.61） nmol/L）、优异的肿瘤靶向与滞留，以及较低的肾脏与胃摄取，肿瘤/器官比值显著优于早期类似物。 为了系统性探究结构-活性关系，Zavvar团队进一步合成了MGS5的几种衍生物（图9），揭示了细微修饰对靶向性能的影响：（1）疏水性与空间位阻调节：将1-萘丙氨酸替换为2-萘丙氨酸（［2Nal⁸］）或在Asp-1Nal肽键引入N-甲基化（［（N-Me）1Nal⁸］）；后者通过限制肽键旋转、增强酶解抗性，实现了最优的肿瘤摄取与低肾摄取组合。（2）电荷修饰的影响：将N端D-Glu替换为带正电的D-Lys（［D-Lys¹］）会导致肾脏摄取激增，凸显了分子电荷对肾脏滞留的关键作用。（3）核素选择效应：同一肽段（如DOTA-［（N-Me）1Nal⁸］MGS5）用68Ga标记时肿瘤摄取较低，而用177Lu标记时则极高，证明了螯合物-金属离子复合体的整体理化性质会显著影响其体内行为。治疗核素与诊断核素需匹配最佳载体。 另一重要优化策略是通过引入亲水性间隔臂来主动调节药代动力学。PP-F11N在MG序列的N端引入了6个D-谷氨酸残基，形成强亲水性链。这一设计不仅增强了代谢稳定性，更通过减少肾小管重吸收大幅降低了肾脏摄取，从而解决了早期CCK2R靶向药物的肾毒性问题。Rottenburger等报道了177Lu-PP-F11N在晚期甲状腺髓样癌治疗中的首次人体剂量学与安全性研究结果。6例甲状腺全切术后患者，每例患者分别接受约1 GBq的¹⁷⁷Lu-PP-F11N注射，其中一次联合使用琥珀酰明胶作为肾保护剂。结果显示，所有患者均出现肿瘤特异性摄取，肿瘤中位吸收剂量为0.88 Gy/GBq，胃为0.42 Gy/GBq，肾脏为0.11 Gy/GBq，骨髓仅为0.028 Gy/GBq，胃可能为剂量限制器官。肿瘤与肾脏的剂量比中位数为11.6，显著高于常规治疗药物177Lu-DOTATATE（约1.6）。安全性方面，所有不良反应均为1级且具有自限性，主要为潮红、恶心、呕吐、低血压与低钾血症。这表明了该标记物具有高效低毒的治疗潜力。 MGS5的各式衍生物再次揭示了几种修饰策略的有效性。此外，核素本身是药物性质不可忽视的关键变量。68Ga标记物的肿瘤摄取低于177Lu标记物，这一结论和前文对DOTA-JR11的研究类似，提示核素的选择需与肽段结构相匹配。 2.8　 碳酸酐酶IX 碳酸酐酶IX（Carbonic anhydrase IX，CA IX）是一种跨膜蛋白，在缺氧肿瘤抑制基因突变的肿瘤中高度表达。它通过催化二氧化碳可逆水合为碳酸氢根和质子，参与维持肿瘤微环境的酸性，从而促进肿瘤生长、侵袭和转移。CA IX在多种恶性实体瘤（透明细胞肾细胞癌等）中过表达，而在正常组织中仅局限于胃、小肠等胃肠道上皮，这种高度选择性的表达模式使其成为极具潜力的诊疗靶点。 Massiere等详细介绍了靶向CA IX的诊疗一体化分子DPI-4452的临床前研究。系统证实了CA IX在多种肿瘤组织样本中的高表达及其作为特异性靶点的可行性。关键DPI-4452本身及其68Ga/177Lu标记物均对人源CA IX保持了亚纳摩尔级的高亲和力（Kd=0.25 nmol/L），避免了脱靶风险。Hofman等首次在3例透明细胞肾细胞癌患者中评估了68Ga-DPI-4452的安全性与显像特性。结果显示，药物安全性良好；给药后1 h内超过80%的活度已从血液循环中清除；该标记肽不仅肿瘤摄取极高（SUVmax=6.8~21.6），还检测出先前增强CT检查中未能被发现的病灶。尽管未进行177Lu标记物的治疗试验，但考虑到Zavvar等的结论，即177Lu标记物往往68Ga标记物组织摄取更高，该分子作为诊疗一体化分子对靶向配体的前景依旧光明。 3 多肽类放射性药物的结构修饰策略 多肽分子作为介于小分子和抗体之间的重要靶向载体，易于通过化学修饰进行功能优化是其重要优势之一。多肽的修饰手段极为丰富，表1详细地总结了文中出现过的肽分子及对应的改造策略，包括氨基酸残基的侧链修饰、主链结构的环化、末端基团的衍生化以及非天然氨基酸的引入等。这些直接改变肽序列的修饰策略虽然能够帮助增加多肽的抗降解能力，显著改善多肽的稳定性，但应用高度依赖具体的氨基酸序列。对于不同的靶向肽，即使使用了相同的方式调整了序列（如在同样的位置插入同一种非天然氨基酸），也未必会得到理想中的性质调整，甚至会导致多肽失去生物活性。因此，三种更加普适性的，一般不改变核心氨基酸序列的关键改造策略——多聚化、双靶向设计以及血液半衰期延长修饰，值得被更详细地讨论。 3.1　 多聚化 多聚化是将多个相同的多肽单元通过化学连接形成更高分子量复合物的策略。如图10（a）所示，由于多聚肽拥有多个结合位点，可以与细胞表面多个相同或相邻标靶受体同时发生相互作用，产生协同的“多价效应”：即在一个多聚肽中，即使一个肽片段解离，其余片段仍能锚定在细胞表面，极大降低了整体分子从细胞表面扩散离开的概率，这一手段能够有效增强多肽与靶点的结合亲和力。此外，多聚肽分子量数倍于原肽片段，还能延长多肽的体内循环时间。同时，多聚化多肽往往表现出更优的蛋白酶抗性，因为其空间结构可能屏蔽酶切位点。多聚化也可能增加免疫原性或降低组织穿透性，因此需通过合理设计平衡其疗效与潜在副作用。 E［c（RGDfK）］2是一种通过谷氨酸（Glu，E）连接两个c（RGDfK）分子的二聚体RGD肽，Janssen等评价了99mTc-HYNIC-E［c（RGDfK）］2在OVCAR-3卵巢癌肿瘤模型的显像效果，显像结果表明，E［c（RGDfK）］2二聚体比c（RGDfK）单体对肿瘤亲和力更强、肿瘤摄取量更高。Chakraborty等探索优化了177Lu-DOTA-E［c（RGDfK）］2的标记条件，并在荷C57/BL6黑色素瘤小鼠中进行了生物分布实验，结果发现177Lu-DOTA-E［c（RGDfK）］2的肿瘤/血液比值在注射后24 h时达58.36±2.15，具有更好的肿瘤靶向性。 Rheinfrank团队设计了基于方形对称双功能螯合剂1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四［亚甲基（2-羧乙基次膦酸）］（1，4，7，10-tetraazacyclododecane-1，4，7，10-tetramethyl （2-carboxyethyl phosphonic acid），DOTPI）的衍生物，通过其末端羧酸与3-叠氮丙胺反应，生成带有2、3或4个末端叠氮基团的衍生物，与炔基化的RGD肽Tyr2缀合，形成二聚体（DOTPI（Tyr2）2）、三聚体（DOTPI（Tyr2）3）和四聚体（DOTPI（Tyr2）4），并用于177Lu标记。细胞饱和结合实验、SPECT/CT显像，以及H2009肺癌异种移植小鼠模型中得到的肿瘤血液分布比都显示，三聚体对αvβ6亲和力最高，显著优于二聚体和四聚体，显示出更优的靶向性和肿瘤滞留性。这一研究表明，并不是聚合数越高，靶向肽对靶点的亲和力就越高。另有研究表明，将肽四聚化、八聚化虽然会进一步提高多肽与肿瘤的亲和力，但正常组织的摄取也会随之增加，这样的特点反而不利于放射性药物的开发。 3.2　 双靶向 双靶向策略则是通过修饰使多肽同时与两种不同的靶点结合，从而发挥协同治疗作用或增强靶向性。肿瘤细胞通常不会仅表达单一靶点，这种设计不仅提高了多肽的选择性，还可能克服单靶点药物易产生的耐药性问题。如图10（b）所示，双靶向多肽的构建通常通过连接子（如PEG等）连接两个功能片段实现，或直接设计一段包含两种靶点结合域的多肽序列。这一策略的关键在于确保两个靶向模块的空间构象互不干扰，且药代动力学特性协调一致。和多聚化策略一样，双靶向肽也具有多价效应，可以增加药物分子对靶细胞的亲和力，并延长体内循环时间，提高肿瘤细胞摄取率。 Sobral等详细总结了双靶向策略在前列腺癌治疗放射性药物开发中的必要性。由于肿瘤异质性和复杂的微环境，单靶向放射性药物（如177Lu-PSMA-617等）的疗效受到限制，而双靶向放射性药物因其更高的特异性和疗效，能够克服肿瘤受体表达不一致的问题。例如前文提到的177Lu-FAP-RGD和177Lu-DO3A-BBN-RGD等，在肿瘤中表现出更显著的摄取。此外，靶点不必限于某种细胞上的蛋白结构，亲骨性或与细胞核、线粒体的结合，也可以作为靶点。双靶向药物177Lu-P17-079就是一种PSMA和骨靶向的放射性药物，在治疗前列腺癌骨转移上具有巨大作用；99mTc-TPP-BBN和111In-TPP-DOTAGA-PSMA则会同时靶向GRPR和细胞核或线粒体。这些药物都在临床前研究中表现出良好的肿瘤靶向性和治疗效果。 许多肿瘤都具有高度异质性，部分肿瘤可能表现为靶点蛋白低表达或缺失，而双靶向分子能够通过其他靶向途径弥补这一不足，确保对各类亚型肿瘤的全面覆盖。不过双靶向策略并非任何情况下都能起效，Alondra等制备的177Lu-iPSMA-RGD就存在这样的问题。与177Lu-DOTA-c（RGDfK）和177Lu-DOTA-PSMA-617相比，177Lu-iPSMA-RGD对U87MG胶质瘤细胞的亲和力最差。并不是单纯地结合两种靶向肽就一定能提高肿瘤摄取。并且，和同源多聚体类似，异源多靶点肽一般仍然具有很高的非靶摄取，如何优化分子结构降低非靶摄取仍然是亟待解决的问题。 3.3　 延长血液半衰期的修饰 ABM修饰和PEG化是两种旨在延长多肽生物半衰期的经典修饰方法（图10（c））。白蛋白是人血浆中含量最高的蛋白质，具有超长的体内半衰期和多个结合位点，广泛分布于人体各处，是天然的药物载体。将多肽用ABM（如脂肪酸链或特异性结合肽段）修饰，可以使药物分子与白蛋白形成复合物，借助白蛋白的天然特性减缓肾脏对药物的快速过滤和清除，实现药物体内长循环。PEG化则是将PEG链共价连接到多肽上，通过PEG长链的强亲水性，紧密结合大量水分子，形成“水化层”，间接增加分子体积和空间位阻来减缓肾脏清除和蛋白酶降解，且这样的“水化层”一定程度上屏蔽了免疫系统的识别，降低了多肽的免疫原性。但过度PEG化也可能因空间位阻增大而影响其生物活性，因此，如何优化PEG链的长度和连接位点是修饰多肽时一项重要的考量。 ABM修饰可以显著延长药物体内循环时间。Hänscheid等评估了新型化合物177Lu-DOTA-EB-TATE与传统药物177Lu-DOTATOC在肿瘤吸收剂量和关键器官毒性方面的表现。研究纳入了5名神经内分泌肿瘤或恶性嗜铬细胞瘤的患者。SPECT/CT显像表明，177Lu-DOTA-EB-TATE在4名患者中表现出更高的肿瘤吸收剂量，但同时也显著增加了肾脏、脾脏和肝脏的剂量。尽管177Lu-DOTA-EB-TATE通过白蛋白结合的机制提高了肿瘤摄取，但其在健康组织中的剂量增加可能抵消了这一优势。相比之下，像RGD这样血液清除快的短肽，对其进行ABM的修饰可能会得到更好的结果。富凯丽等用偶氮染料伊文思蓝EB配合物修饰c（RGDfK），得到177Lu-EB-RGD，并进行了非小细胞肺癌模型鼠的SPECT显像及治疗效果评估。结果表明，177Lu-EB-RGD的肿瘤摄取和肿瘤滞留时间都有明显提高；从注射第6 d开始，注射177Lu-EB-RGD的小鼠肿瘤体积开始缓慢下降，而注射177Lu-RGD的小鼠肿瘤变化趋势与空白对照组几乎无异。Qiao等研究了将布洛芬作为ABM，对177Lu标记的α-黑素细胞刺激激素的黑色素瘤靶向性和生物分布特性的影响，证实了布洛芬作为ABM的引入能够通过延长血液半衰期增强肿瘤滞留。 PEG化是另一种改变药物半衰期的修饰手段。Sharma等的研究组继续对A9肽进行修饰，合成了引入PEG链的A9肽，并对其进行177Lu标记。PEG化肽在血清中的稳定性显著优于非PEG化变体，血液半衰期延长至4.2 h，是非PEG化肽的近3倍，且肾脏摄取显著降低。通常情况下，PEG化策略不会单独应用。Shi等同时利用PEG化和多聚化策略，制备了DOTA-PEG4-E［PEG4-c（RGDfK）］2，即DOTA-3PRGD2，并对其进行了177Lu标记，实验表明，177Lu-DOTA-3PRGD2在荷U87MG胶质瘤裸鼠中的肿瘤摄取较高；给药后6 d开始，接受2×111 MBq剂量组177Lu-DOTA-3PRGD2的肿瘤生长抑制明显高于111 MBq剂量和生理盐水对照组。在此基础上，Gao等甚至同时利用了三种策略，即额外修饰D-赖氨酸-4-（对碘苯基）丁酸［D-Lys-4-（p-iodophenyl） butyric acid，表示为AB］，得到177Lu-AB-3PRGD2，以增加肿瘤摄取。在U87MG小鼠胶质瘤模型中，与177Lu-DOTA-3PRGD2对比，177Lu-AB-3PRGD2显示出非常高的肿瘤摄取和更长的肿瘤滞留时间。Sui等首次进行了177Lu-AB-3PRGD2的临床试验。10例整合素αvβ3高亲和性肿瘤患者，单次静脉注射平均活度为（1.57±0.08） GBq的177Lu-AB-3PRGD2。结果显示，药物总体安全性良好，在6~8周观察期内未出现3级及以上不良事件。该分子主要通过泌尿系统排泄，血液半衰期为（2.85±2.17） h，证实了ABM有效延长了药物在体循环中的时间。尽管肾脏剂量（（0.684±0.132） mGy/MBq）相对较高，但仍处于可接受范围，且未观察到相应的急性肾毒性，该药物是一种未来可期的αvβ3阳性肿瘤治疗药物。 白蛋白结合修饰的核心优势在于其能够巧妙利用人体内天然存在的白蛋白载体系统，通过可逆结合延长药物在血液循环中的滞留时间，使得肿瘤血管内皮间隙有更多机会截留药物分子，从而大幅增加药物在靶标组织的累积机会。特别是对于血管丰富的实体肿瘤，这种效应更为明显。而PEG修饰赋予了药物更可控的生物分布特性，通过精心设计连接臂的长度，可以精确调控药物在非靶器官如肝脏、肾脏中的分布，这种可调控性为平衡治疗效果与毒副作用提供了重要手段。虽然目前半衰期延长策略在非靶器官摄取方面仍存在优化空间，但其展现出的优势已经为克服药物半衰期短、肿瘤蓄积不足等瓶颈问题提供了解决方案。 4 结论 本文根据近年来的文献，对177Lu标记的多肽类放射性药物的构成、靶点及靶分子和分子改造策略等进行了综述。177Lu适中的半衰期和理想的辐射特性，借助具有小分子量、生物相容性好和易于修饰等特点的多肽分子作为载体，凭借各自特点，成为放射性核素治疗的理想选择，在靶向性、安全性和治疗效果上表现优异，在神经内分泌肿瘤等领域的临床应用中取得了显著成果，对表达HER2、GRPR、FAP、CCK2R和整合素等靶点的癌症治疗也展现出巨大的潜力。为提高多肽药物的疗效，多种多肽修饰策略被开发出来。对于一条已经被验证过具有靶向性的多肽序列，研究者可以进行多聚化和双靶向设计，以及血液半衰期延长修饰。这些策略某种程度上具有一定普适性和可预测性，而另一些策略，例如序列末端修饰、引入非天然氨基酸等，应用高度依赖序列本身，应当谨慎使用。各种改造策略的组合应用，使得177Lu标记多肽类药物的临床转化具有更多的可能性。尽管177Lu标记多肽类药物在多个方面表现出优势，但仍面临一些挑战。例如，非靶器官（如肾脏）的高摄取可能引发毒性，部分药物的代谢稳定性仍需优化等。此外，如何平衡修饰肽的高亲和力与非特异性摄取，是未来研究的重要方向。临床应用中，个体化治疗方案的制定和联合用药的探索也将是提升疗效的关键。随着技术的不断进步和临床数据的积累，这类药物有望在更多肿瘤类型中实现突破，为患者带来更高效、更安全的治疗选择，以充分发挥该类药物在精准医学中的潜力。 免责声明：本文为行业交流学习，版权归原作者所有，如有侵权，可联系删除 扫码联系我们 电话：18455186404 微信：salepeptide 定制多肽，肽库生物

WEST CHESTER, PA, USA I December 09, 2024 I Molecular Targeting Technologies, Inc. (MTTI) published preclinical study results for their proprietary 225 Ac-EBTATE against SSTR2 NET cancers online in the European Journal of Nuclear Medicine. (“Long acting 225 Ac-EBTATE is highly efficacious against somatostatin receptor-2-positive neuroendocrine tumors” ( https://rdcu.be/d2lCG ). Professor Humphrey Fonge of the Université de Laval and lead author commented, “At just 40% of the administered dose reported for 225 Ac-DOTATATE, 225 Ac-EBTATE produces enhanced anti-tumor efficacy in Small Cell lung cancer (SCLC) and Pan-neuroendocrine tumor (NET) models as shown with complete tumor remissions. At a therapeutic dose of 2x 34 kBq, 225 Ac-EBTATE showed general safety for 28 days after blood biochemistry analysis, CBC, and histopathological examination of major organs and tissues. We demonstrated that 225 Ac-EBTATE was effective against human small-cell lung cancer (SCLC) with 80% complete remission and 100% survival in preclinical models.” MTTI has licensed commercial use rights for the patented Evans blue (EB) technology from the National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (“ NIBIB ”), part of the National Institutes of Health (“ NIH ”). This platform is the basis for the best-in-class, new generation, collection of targeted radiopharmaceuticals (TRP). EB binds to serum albumin, extending in vivo circulatory half-life and tumor residence time, enhancing up to 30-fold uptake at a tumor and enabling good efficacy with significantly lower radiopharmaceutical activity and fewer dosing cycles vs. the current standard of care. Our 3-year follow up of 177 Lu-EBTATE in patients* (N=30) with metastatic neuroendocrine tumors, demonstrated good safety with no nephro- or hepatoxicity and 86% disease control rate using only 40% of the administered dose of 177 Lu-DOTATATE. Dr. Jean-Mathieu Beauregard, MD, Associate Professor of Department of Radiology of Université Laval, said, “I am encouraged to see the positive results of 225 Ac-EBTATE in treating small cell lung cancer and Pan-neuroendocrine tumor (NET) in preclinical studies. I look forward to working with MTTI and Professor Fonge to translate this into the clinic.” Dr. Chris Pak, President & CEO of MTTI commented “ 225 Ac-EBTATE effectiveness was encouraging, paralleling the clinical superiority of 177 Lu-EBTATE. We look forward to collaborating with Professors Beauregard and Fonge to drive 225 Ac-EBTATE into clinical trials in 2025.” Molecular Targeting Technologies, Inc. (MTTI) . Molecular Targeting Technologies, Inc. is a private, clinical stage biotech developing targeted radiopharmaceuticals (TRP) for rare cancers. MTTI is committed to building value by translating innovative TRP to improve human health. For more information: www.mtarget.com . *Jiang Y, Liu Q, Wang G, et al. Safety and efficacy of peptide receptor radionuclide therapy with 177 Lu-DOTA-EB-TATE in patients with metastatic neuroendocrine tumors. Theranostics. 2022;12(15):6437-6445. SOURCE: Molecular Targeting Technologies Inc