PET 成像新突破：[89Zr] Zr - 促甲状腺素 α 助力分化型甲状腺癌诊疗

　　为解决放射性碘难治性分化型甲状腺癌（DTC）的诊疗难题，研究人员开展了以促甲状腺激素受体（TSHR）为靶点，对 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 作为 PET 放射性药物的临床前评估研究。结果显示其在 TSHR 阳性细胞和肿瘤中有较高摄取，有望为相关患者提供新的诊疗方案。

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　　甲状腺癌，作为美国最常见的内分泌癌症，每年新增病例超 4 万，女性发病率更是男性的三倍之多。在甲状腺癌的众多类型中，分化型甲状腺癌（DTC）占据了 95% 的诊断病例。大多数 DTC 患者在接受手术切除后，中高危患者还会辅以放射性碘治疗。然而，仍有高达 20% 的患者会发展为放射性碘难治性疾病，这类患者的 5 年和 10 年生存率分别仅为 60% 和 10%，转移性疾病更是成为他们生命健康的重大威胁。面对如此严峻的现状，寻找新的分子靶点和诊疗方法迫在眉睫。

在此背景下，美国阿拉巴马大学伯明翰分校（University of Alabama at Birmingham）等机构的研究人员开展了一项重要研究。他们将目光聚焦于促甲状腺激素受体（TSHR），这是一种 A 类 G 蛋白偶联受体（GPCR），是内源性促甲状腺激素（TSH）调节甲状腺激素释放和甲状腺功能的关键靶点。研究人员致力于评估促甲状腺素 α（Thyrotropin-alfa）作为 TSHR 靶向的正电子发射断层扫描（PET）放射性药物 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的临床前潜力。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为分化型甲状腺癌的诊疗带来了新的希望。

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在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是放射性核素的制备，他们通过 UAB 回旋加速器设施生产了锆 - 89（⁸⁹Zr） 。接着进行促甲状腺素 α 的放射性标记，将 p-SCN-Bn - 去铁胺（DFO）与促甲状腺素 α 以 3:1 的摩尔比进行共轭反应，再用⁸⁹Zr 对其进行放射性标记。之后，分别利用体外细胞摄取实验、体内 PET 成像以及体外生物分布实验，来评估 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的性能。在这些实验中，使用了稳定转导 TSHR 的 THJ529T 和 FTC133 细胞系以及相应的低表达野生型细胞系，并建立了小鼠皮下异种移植模型 。

下面来详细看看研究结果：

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• 放射性标记与稳定性：研究人员通过放射性标记得到了高放射化学纯度（>95%）的 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α，其在 0.9% 生理盐水和小鼠血清中可稳定存在长达 7 天。这一结果表明，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 在体外具有良好的稳定性，为后续的实验研究提供了可靠的物质基础。
• 体外细胞摄取：研究人员使用分化型甲状腺癌细胞系 THJ529T 和 FTC133 进行体外细胞摄取实验。结果显示，在 TSHR 阳性的 THJ529T⁺细胞（6.6±1.3% bound/mg）和 FTC133⁺细胞（3.5±0.5% bound/mg）中，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的摄取显著高于低表达野生型细胞（THJ529T^-细胞为 2.9±1.3% bound/mg，FTC133^-细胞为 2.0±0.4% bound/mg） 。而且，通过加入过量的 DFO - 促甲状腺素 α 进行阻断实验，进一步证实了这种摄取的特异性，即 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 对 TSHR 具有特异性结合能力。此外，研究人员还测定了 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的结合亲和力（K_d）为 99nM（95% CI=90 - 109 nM），并评估了其在 THJ592T⁺细胞中的内化情况，发现随着时间推移，内化百分比逐渐增加。这些结果表明，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 能够快速内化，并优先且特异性地被表达 TSHR 的细胞摄取。
• 体内 PET 成像：研究人员对雄性和雌性无胸腺裸鼠进行体内 PET 成像实验。在注射 2μg（1.6±0.1 MBq）[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 后的 1 - 3 天内，对小鼠进行 PET 成像，并计算标准化摄取值（SUV）来描述肿瘤摄取和体内生物分布情况。结果显示，在 TSHR 阳性的异种移植瘤中，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的摄取在注射后第 1 天最高。以雌性 FTC133 异种移植瘤模型为例，FTC133⁺肿瘤在第 1 天、第 2 天、第 3 天的 SUV_mean分别为 0.31±0.02、0.24±0.01、0.20±0.01 ，均显著高于 FTC133^-肿瘤同期的摄取水平（第 1 天为 0.09±0.02，第 2 天为 0.06±0.01，第 3 天为 0.06±0.01）。在其他模型如雌性 THJ529T、雄性 FTC133 和雄性 THJ529T 异种移植瘤模型中，也观察到了类似的 TSHR 阳性肿瘤高摄取的模式。此外，全身 PET 成像还显示，除肿瘤外，肝脏和肾脏对 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的摄取较高，而其他主要器官如骨、心脏和肌肉的摄取较低。这些结果表明，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 在体内能够特异性地富集在 TSHR 阳性肿瘤中，且肝脏和肾脏可能是其代谢和排泄的重要器官。
• 体外生物分布：在注射后第 3 天进行 PET 成像后，研究人员对小鼠实施安乐死并收集器官进行生物分布分析。结果显示，在 FTC133 异种移植瘤模型中，雌性和雄性小鼠的 FTC133⁺肿瘤与 FTC133^-肿瘤之间的生物分布存在显著差异（P<0.0001） 。而在 THJ529T 异种移植瘤模型中，虽然雌性和雄性 THJ529T⁺肿瘤的 % ID/g 有高于 THJ529T^-肿瘤的趋势，但差异并不显著（P>0.05）。在所有异种移植瘤模型中，肝脏和肾脏的 % ID/g 最高，且雌性小鼠肝脏和肾脏的 % ID/g 高于雄性小鼠，这可能与性别相关的代谢和排泄差异有关。这进一步证实了体内 PET 成像的结果，即肝脏和肾脏在 [⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 的代谢和排泄中起着重要作用。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 作为一种 TSHR 靶向的 PET 放射性药物，在体外和体内实验中均表现出对 TSHR 阳性细胞和肿瘤的特异性摄取。虽然与其他基于蛋白质的 TSHR 靶向放射性药物相比，[⁸⁹Zr] Zr - 促甲状腺素 α 存在肿瘤摄取适度较低、肾脏摄取较高以及亲和力较低的问题，但由于促甲状腺素 α 已获得 FDA 批准，这可能使其在注射后第 1 天进行成像的临床试验中更快地推进。该研究为放射性碘难治性分化型甲状腺癌患者提供了一种潜在的重要诊疗替代方案，为未来的临床研究和治疗开辟了新的方向，具有重要的临床意义和应用前景。

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