徐東升，敦譯霆，張友，魏偉軍，劉建軍

（上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院 核醫(yī)學科,上海 200127）

放射免疫治療（radioimmunotherapy，RIT）以抗體為載體，通過抗原-抗體特異性結合的原理，將標記了治療用放射性核素（衰變產(chǎn)生α 或β 粒子及俄歇電子）的抗體注入體內(nèi)，使得放射性藥物在抗原特異性表達部位濃聚而產(chǎn)生治療作用[1]。RIT 目前主要應用于血液系統(tǒng)腫瘤及實體瘤的治療，也有少量研究用其治療細菌、真菌或病毒感染[2]。目前已有多種治療性放射性核素用于制備RIT 藥物，如90Y[半衰期（t1/2）= 64.1 h]、131I（t1/2= 8 d）、177Lu（t1/2= 6.7 d）、211At（t1/2= 7.2 h）、225Ac（t1/2= 10 d）等。同樣有多種雙功能螯合劑應用于抗體的偶聯(lián)與金屬核素的標記，如1，4，7，10-四氮雜環(huán)十二烷-1，4，7，10-四乙酸（1，4，7，10-tetraazacyclododecane-1，4，7，10-tetra-acetic acid，DOTA）、1，4，7-三氮雜環(huán)壬烷-1，4，7-三乙酸（1，4，7-triazacyclononane-1，4，7-triacetic acid，NOTA）等。本文通過對RIT 探針的最新研究進展以及改善RIT 效果的策略進行綜述，并且對該領域未來的發(fā)展前景進行展望，為臨床轉化提供新的思路與方向。

1 RIT 探針的抗體及核素類型

可用于構建RIT 探針的抗體類型包括完整的單克隆抗體和通過酶學或蛋白質工程生產(chǎn)的抗體片段（見圖1A）?？贵w可被改造成多種類型的抗體片段，比如較小的一價抗體片段，包括抗原結合片段（Fab）、單鏈可變片段（scFv）、納米抗體（nanobody，Nb）或單域抗體（sdAb）以及蛋白質骨架等（見圖1B）。單特異性二價片段如雙價抗體（diabody）、迷你抗體（minibody）、小免疫蛋白（small immunoprotein，SIP）和二價抗原結合片段[F(ab')2]（見圖1C），以及三價抗原結合片段[tri-F(ab')]和免疫球蛋白G-單鏈可變片段[IgG-scFv]等，以上均可用于構筑RIT 探針[3]（見圖1D）。用于構建放射免疫治療探針的核素包括α 發(fā)射體、β 發(fā)射體和俄歇電子發(fā)射體[4]（見表1）。本文主要概述單克隆抗體以及納米抗體RIT 探針。

表1 RIT 探針的放射性核素種類以及它們的半衰期、衰變特性、路徑長度和螯合劑Table 1 Radiometals of RIT probes with their half-life, decay characteristics, path length in tissue and reported chelators

圖1 RIT 探針的抗體類型Figure 1 Antibody type of RIT probes

2 單克隆抗體RIT

2.1 靶向表皮生長因子受體

西妥昔單抗（cetuximab），是靶向表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）的IgG1單克隆抗體。Dietrich 等[5]制備了90Y-cetuximab，并在頭頸部鱗狀細胞癌異種移植腫瘤模型中研究了其與外放射治療的協(xié)同作用，結果表明90Y-cetuximab聯(lián)合外放射治療可以顯著提高腫瘤抑制率，并展示了其治療潛力。尼妥珠單抗（nimotuzumab，hR3）是另一種靶向EGFR 的單克隆抗體，Nguyen 等[6]制備了131I-hR3 和90Y-hR3，并在人喉表皮樣癌（HEp-2細胞）裸鼠異種種植腫瘤模型中評估了上述探針抑制腫瘤生長的效果。研究結果顯示，與對照組相比，131I-hR3 或90Y-hR3 治療組小鼠腫瘤體積縮小更明顯、存活率更高。此外，研究結果顯示在等放射性劑量的情況下，90Y-hR3 比131I-hR3 具有更強的腫瘤抑制效能。

2.2 靶向癌胚抗原

M5A 是靶向癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）的人源化單克隆抗體。在Akhavan 等[7]進行的劑量遞增I 期臨床試驗中，16 位CEA 高表達的惡性腫瘤患者接受了12 mCi · m-2的90Y-M5A 單獨治療或12 mCi · m-2的90Y-M5A 聯(lián)合150 mg · m-2的吉西他濱（gemcitabine）協(xié)同治療，結果顯示10 位患者在治療后3 個月時病情穩(wěn)定，2 位患者CEA 恢復正常且分別降低了88%和64%。

2.3 靶向人表皮生長因子受體-2

人表皮生長因子受體-2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）作為一種細胞膜受體，在乳腺癌、卵巢癌和胃癌細胞膜上過度表達[8]。目前應用于臨床的靶向HER2 單克隆抗體包括曲妥珠單抗（trastuzumab）、帕妥珠單抗（pertuzumab）、馬吉妥昔單抗（margetuximab）等。迄今為止，在靶向HER2 的RIT 領域，已經(jīng)對包括177Lu-trastuzumab和177Lu-pertuzumab 在內(nèi)的許多放射性標記單克隆抗體進行了臨床前診斷和治療性試驗[9]。Li 等[10]將211At-trastuzumab 靜脈注射到8 只HER2 陽性的原發(fā)性胃癌肝轉移的異種移植小鼠體內(nèi)，一周后通過化學發(fā)光成像法觀察到小鼠體內(nèi)的原發(fā)性胃癌病灶顯著減少；此外，與對照組小鼠相比，實驗組小鼠的存活時間明顯延長。以上結果提示211At-trastuzumab RIT 治療胃癌肝轉移具有潛在的臨床轉化前景，但仍需要完善因211At 半衰期較短而需多次注射所帶來的毒性研究評估。

2.4 靶向白細胞共同抗原

白細胞共同抗原45（leukocyte common antigen，CD45）在造血細胞表面高表達，其主要功能為促進造血細胞在骨髓內(nèi)的均勻分布[11]。Tuazon 等[11]使用90Y 標記抗CD45 單克隆抗體（BC8）制備了90YBC8，并與氟達拉濱和小劑量全身外放射治療聯(lián)合治療14 名進行異基因造血細胞移植的多發(fā)性骨髓瘤患者，研究結果顯示在5 年隨訪期內(nèi)，納入患者的總生存率為71%，無進展生存率為41%（中位數(shù)40.9 個月）。Vo等[12]在開展的另一項I期臨床試驗中，使用90Y-BC8 治療15 名難治性的高危白血病或骨髓增生異?；颊?，研究結果表明13（87%）名患者達到了完全緩解（complete response，CR），表明了90Y-BC8 RIT 對于高危白血病或骨髓增生異常患者具有良好的臨床轉化應用潛力。

2.5 靶向CD20

目前，美國FDA 批準了2 款靶向CD20 的治療非霍奇金淋巴瘤（Non-Hodgkin lymphoma，NHL）的RIT 制劑，即90Y-ibritumomab tiuxetan（Zevalin）和131I-tositumomab（Bexxar）[13]。研究結果表明使用Zevalin 治療可獲得總體緩解率（overall response rate，ORR） 為80% 和完全緩解率（complete response rate，CRR）為30%；使用Bexxar 治療則可獲得ORR 為95%和CRR 為75%[13]。雖然治療效果良好，但Bexxar 因血液系統(tǒng)不良反應、轉診程序復雜及競品治療效果類似等原因于2014 年停止供應[13]。Audicio 等[14]將CD20 特異性單克隆抗體利妥昔單抗（rituximab）與DOTA 偶連，經(jīng)177Lu 標記后制備了177Lu-anti-CD20，該探針放射化學純度大于97%，并顯示出良好的生化穩(wěn)定性及結合CD20 抗原的靶向特異性。CD20 是NHL 理想的診療靶點，CD20 特異性RIT 和免疫正電子發(fā)射斷層成像（immuno-positron emission tomography，immunoPET）聯(lián)合應用有望實現(xiàn)NHL 的精準診療。

2.6 其他靶點特異性RIT 探針

組織因子（tissue factor，TF）是外在凝血級聯(lián)反應的觸發(fā)蛋白，在胃癌等各種癌癥組織中高表達[15]。Takashima 等[15]使用211At 標記TF 特異性單克隆抗體clone 1084，制備了RIT 探針211Atclone 1084，其研究結果表明在高表達TF 的胃癌異種移植小鼠模型中，211At-clone 1084 顯著抑制了腫瘤的生長。筆者所在課題組的一項前期研究制備了TF 特異性分子影像診療體系64Cu-ALT-836 和131I-ALT-836，其中基于64Cu-ALT-836 的免疫PET 顯像可無創(chuàng)揭示TF 的表達情況從而實現(xiàn)腫瘤的精準診斷，而131I-ALT-836 靶向TF 的 RIT 則可有效抑制腫瘤的增殖[16]。值得注意的是，TF 在正常組織器官普遍高水平表達，因此靶向TF 探針的臨床使用安全性及劑量學仍有待研究驗證。

有研究表明P-鈣黏蛋白（P-cadherin）在多種癌癥（包括乳腺癌、結腸癌、肺癌和胰腺癌等）中過表達，有望成為RIT 的理想新靶標[17]。Funase 等[17]研究了FF-21101（一種90Y 標記、靶向P-鈣黏蛋白的RIT 制劑）的臨床前藥代動力學和藥理學，結果顯示FF-21101 介導的RIT 在人肺腺癌細胞小鼠異種移植模型中具有良好的靶向親和力和抗腫瘤增殖效果。

磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3（glypican-3，GPC3）是肝細胞肝癌最具特異性的腫瘤指標之一[18]。Labadie等[18]在對小鼠原位肝癌異種移植模型的臨床前研究中，用90Y 標記了靶向GPC3 抗原的抗體αGPC3并評估了90Y-αGPC3 在小鼠原位肝癌異種移植模型中的治療反應。其研究結果顯示，與對照組相比，90Y-αGPC3 治療后30 d 的小鼠血清甲胎蛋白（alpha fetoprotein，AFP）水平明顯降低。

CD37 是一種高度糖基化的跨膜蛋白，在正常B 細胞和大多數(shù)B 細胞來源的淋巴瘤中選擇性高表達，是淋巴瘤領域極具吸引力的治療靶標[19-21]。177Lu-利洛單抗沙曲西坦（177Lu-lilotomab satetraxetan，Betalutin）由抗CD37 鼠單克隆抗體利洛單抗（lilotomab）與177Lu 標記的螯合劑沙曲西坦（p-SCN-benzyl-DOTA）螯合組成[22]。在Kolstad 等[22]進行的Ⅰ/Ⅱa 期臨床試驗中，對74 例復發(fā)/難治性惰性非霍奇金B(yǎng) 細胞淋巴瘤患者用177Lu-利洛單抗沙曲西坦進行了單次給藥，其研究結果顯示患者的ORR 為61%（濾泡性淋巴瘤患者為65%），CRR為30%，總體緩解時間中位數(shù)為13.6 個月（其中完全緩解患者平均緩解時間為32 個月）。177Lu-利洛單抗沙曲西坦有望為復發(fā)/難治性NHL 患者，尤其是患有淋巴瘤合并癥而不適合使用更密集治療的患者，提供有價值的替代治療方法。

3 納米抗體RIT

納米抗體作為單域抗體的典型代表，是駝類重鏈抗體可變區(qū)經(jīng)克隆后得到的相對分子質量最小的抗原結合單位。納米抗體憑借其親和力高、相對分子質量小、循環(huán)時間短和穩(wěn)定性高等優(yōu)點，已成為構建免疫PET 顯像和RIT 探針的良好靶向載體[23]。

3.1 靶向HER2

2Rs15d 是靶向HER2 的納米抗體，它不與曲妥珠單抗和帕妥珠單抗競爭性結合HER2，因此理論上可將其作為對上述單抗耐藥的HER2 陽性腫瘤的治療藥物[24]。2017 年D＇Huyvetter 等[25]制備了131I-2Rs15d，并在HER2 表達陽性小鼠腫瘤模型評估了其治療潛力，研究結果表明在人乳腺導管癌細胞（BT474/M1）和 人卵巢癌細胞（SKOV-3）異種移植腫瘤小鼠模型中均可觀察到較高的腫瘤攝??；此外，單用131I-2Rs15d 治療或聯(lián)合曲妥珠單抗治療均顯著延長了荷瘤小鼠的中位生存時間。2018年，Pruszynski 等[23]制備了225Ac-2Rs15d。體外實驗中，該探針對過表達HER2 的SKOV-3 細胞IC50為10.2 kBq · mL-1，對低表達HER2 的人乳腺癌細胞（MDA-MB-231）的IC50為282.2 kBq · mL-1。在荷瘤小鼠離體實驗中，相比于MDA-MB-231 腫瘤，SKOV-3 腫瘤對225Ac-2Rs15d 的攝取速度更快，2 h攝取值分別為（0.49±0.20）vs.（4.01±1.58）%ID · g-1，突出的腫瘤親和能力提示225Ac-2Rs15d 可作為潛在的乳腺癌RIT 的選擇之一。D'Huyvetter 等[8]開展的Ⅰ期臨床試驗，在招募的6 名健康志愿者和3 名轉移性HER2 陽性乳腺癌患者中研究了131I-2Rs15d的藥代動力學和安全性，其研究結果顯示靜脈注射低活度的131I-2Rs15d 后所有受試者均未觀察到不良事件的發(fā)生，且131I-2Rs15d 在HER2 表達陽性的乳腺癌患者腫瘤組織中有明顯攝取同時未結合的131I-2Rs15d 通過腎臟迅速排出體外。

3.2 靶向巨噬細胞甘露糖受體

巨噬細胞甘露糖受體（macrophage mannose receptor，MMR）在低氧區(qū)域的腫瘤相關巨噬細胞（tumor-associated macrophages，TAM）上高表達，并且可以與α-MMR 納米抗體特異性靶向結合[26]。Bolli 等[26]的研究結果表明，177Lu-α-MMR 納米抗體介導的基質靶向性RIT 在鼠乳腺癌TS/A 異種種植小鼠模型中具有顯著的抗腫瘤增殖效果，且其療效優(yōu)于目前臨床其他類型抗腫瘤藥物比如α-PD1、α-VEGFR2、阿霉素和紫杉醇等，這一結果提示177Lu-α-MMR 可能可以作為對免疫治療、抗血管治療或化療抵抗的高表達MMR 的乳腺癌患者的補充治療方法。此外，預先注射未標記的二價α-MMR納米抗體可有效提高111In-α-MMR 納米抗體的腫瘤靶向能力，并降低探針在其他正常組織器官的非特異性攝取。

3.3 靶向CD20

Krasniqi 等[29]用177Lu 標記靶向hCD20 的納米抗體sdAb 9079 制備了177Lu-sdAb 9079，并用異種種植hCD20 表達陽性的腫瘤小鼠比較177Lu-sdAb 9079、177Lu-rituximab 和利妥昔單抗的抗腫瘤效果，結果顯示177Lu-sdAb 9079 具有高特異性的腫瘤攝取，在除腎臟以外的非靶器官組織呈低水平攝??；相比于177Lu-rituximab，177Lu-sdAb 9079 有更高的靶本比（target to background ratio，TBR），分別為0.8±0.1和7.1±2.4。更重要的是，相比于對照組，177LusdAb 9079 顯著延長了荷瘤小鼠的中位生存期，且與177Lu-rituximab 或利妥昔單抗的治療效果相當。

4 預靶向放射免疫治療

預靶向放射免疫治療（pretargeted radioimmunotherapy，pRIT）通過兩步法實現(xiàn)，即首先注射修飾的抗體定位腫瘤細胞，經(jīng)過一定的時間間隔后，未結合的抗體經(jīng)機體代謝后排出體外，再注射放射性核素標記的小分子快速結合已預注射的抗體。理想狀態(tài)下，相對分子質量小的核素標記探針能快速結合腫瘤細胞表面錨定的抗體，而未結合部分則快速從腎臟或肝膽系統(tǒng)快速排出[30]。預靶向放射免疫治療可有效提高治療指數(shù)（therapeutic index,TI）并減少對正常組織器官的輻射損傷。

4.1 基于雙特異性抗體pRIT

雙特異性抗體是一種經(jīng)過修飾的抗體，包含1 個半抗原肽結合位點和1 或2 個腫瘤抗原結合位點[31]。親和力增強系統(tǒng)是二價半抗原與腫瘤表面上的2 個雙特異性抗體交聯(lián)的過程，可以增加雙特異性抗體的結合親和力從而使腫瘤的攝取和保留能力得到顯著改善[32]。Goldenberg 等[32]已開發(fā)出允許協(xié)同結合的二價半抗原（如組胺-琥珀酰-甘氨酸，HSG），它可以作為“連接臂”將2 個雙特異性抗體連接在腫瘤細胞表面，通過協(xié)同結合和自發(fā)環(huán)化使細胞表面上放射性標記的配體穩(wěn)定。

TF2 是一種人源化的三價雙特異性抗體，包含了3 個抗原結合片段，其中2 個片段特異性靶向CEA，1 個片段特異性結合HSG，IMP-288 是一種用于放射性核素標記的di-HSG-DOTA 肽[33]。Heskamp 等[33]通過在人結直腸腺癌（LS174T）小鼠異種種植腫瘤模型中預先注射TF2，評估了213Bi-IMP288 和177Lu-IMP288 的腫瘤靶向性、腫瘤抑制作用以及小鼠的生存率，其研究結果表明相比于正常組織，腫瘤對213Bi-IMP288 和177Lu-IMP288 具有相似且更高的標準攝取值，且兩者均可顯著抑制腫瘤生長。相比磷酸鹽緩沖溶液治療組小鼠22 d 的中位生存期，使用12 MBq213Bi-IMP288 治療的小鼠的中位生存期延長至45 d。綜上所述，pRIT 的療效優(yōu)于傳統(tǒng)的RIT，并且能有效降低輻射所引起的不良反應[34]。

4.2 基于體內(nèi)點擊化學pRIT

點擊化學的反應特點是模塊化和立體特異性，其優(yōu)點是作用域廣、產(chǎn)率高、且只產(chǎn)生可通過非色譜法去除的無害副產(chǎn)物，所需的過程特征包括簡單的反應條件,理想情況下，該過程應對氧氣或良性溶劑（例如水）或易于除去的溶劑不敏感和簡單的產(chǎn)物分離[35]。一種典型的點擊化學反應是疊氮和炔基之間的1，3-Husigen 環(huán)加成反應，但是由于該反應需要銅作為催化劑，因此不能與活體生物系統(tǒng)兼容，同時也限制了68Ga、64Cu 等金屬核素的使用[36]。反式環(huán)辛烯（trans-cyclooctene，TCO）和四嗪（tetrazine，Tz）之間逆電子效應的第爾斯-阿爾德點擊化學反應（inverse electron-demand Diels-Alder cycloaddition，IEDDA）在生物體內(nèi)反應迅速并且特異性好，在pRIT 中極具應用前景[37]。Rondon 等[38]制備了TCO 修飾的靶向CEA 的單克隆抗體35A7和177Lu 標記含Tz 的放射性配體，并在腹膜癌裸鼠模型中進行了縱向pRIT 研究，結果發(fā)現(xiàn)與僅接受生理鹽水或接受40 MBq177Lu-Tz-2 的對照組小鼠相比，全身給藥35A7-TCO 后24 h 進行腹膜內(nèi)注射40 MBq177Lu-Tz-2 的實驗組小鼠的腫瘤生長被明顯抑制。以上結果說明基于TCO-Tz 點擊化學反應的pRIT 有良好的治療效果。

5 腔內(nèi)放射免疫治療

一種增強RIT 療效的方法是使用放射性標記抗體進行腔內(nèi)給藥，即腔內(nèi)放射免疫治療（compartmental radioimmunotherapy，cRIT）[30]，目前頗具發(fā)展前景的臨床適應證之一是對中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤進行放射免疫共軛物的鞘內(nèi)或腦室內(nèi)給藥。腔內(nèi)放射免疫治療作為一種較為新穎的腫瘤治療手段，有證據(jù)表明可以有效延緩或阻止局部腫瘤的再生長。其基本原理是通過Ommaya 容器直接在術后切除腔內(nèi)給藥可以跨過血腦屏障，從而實現(xiàn)有效治療劑量的局部藥物遞送并且減少非靶器官組織的輻射損傷[39]。例如，促纖維增生性小圓細胞瘤（desmoplastic small round cell tumor，DSRCT） 是一種主要累及腹膜的罕見肉瘤，目前在積極的治療措施干預下其長期生存率也只有20%。B7-H3 是一種高表達于DSRCT 細胞表面的抗原，也是目前用于免疫治療的新型靶點之一[40]。Omburtamab 是一種靶向B7-H3 的單克隆抗體，在一項I 期臨床試驗中，Modak 等[40]對52 名患有DSRCT 或其他累及腹膜并表達B7-H3 的腫瘤患者應用了131I-omburtamab 腹膜內(nèi)給藥治療，并評估其體內(nèi)安全性、藥代動力學以及生物分布情況，該研究未發(fā)現(xiàn)劑量限制性毒性，且正常組織器官對131I-omburtamab 的吸收劑量較低，證明了其臨床應用的潛力。

6 聯(lián)合用藥提高RIT 療效

RIT 聯(lián)合化療、外照射、靶向治療或免疫治療可進一步提高治療療效[30]。Ren 等[41]制備了小鼠PD-L1 靶向特異性RIT 探針177Lu-Y003，并分別用177Lu-Y003、Y003 以及177Lu-Y003 聯(lián)合Y003 治療小鼠結腸癌（MC-38）腫瘤模型，結果顯示RIT 聯(lián)合免疫治療療效顯著優(yōu)于單獨的RIT 或免疫治療，并有效減少了放射性藥物和抗PD-L1 抗體用量且?guī)缀鯖]有觀察到不良反應。其原理可能是RIT 探針特異性靶向腫瘤細胞，贅合于抗體上的核素在腫瘤范圍內(nèi)釋放細胞毒性輻射，利用放療的免疫調節(jié)功能，將免疫“冷”環(huán)境轉化為“熱”環(huán)境，從而提高了免疫治療反應率。與聯(lián)合外部放射誘導治療相比，這種治療組合也是治療轉移性腫瘤的潛在且具有臨床轉化意義的方法。

7 結語與展望

目前RIT 主要應用于治療血液系統(tǒng)相關腫瘤，特別是NHL，取得了較理想的治療效果，但對實體瘤的治療效果欠佳。其原因可能包括基于單克隆抗體的核素探針在正常器官組織的沉積所引起的不良反應限制了大劑量給藥[30]、實體瘤的組織灌注差導致抗腫瘤療效欠佳[42]、腫瘤細胞容易產(chǎn)生放療抵抗[42]等。因此，尚需進一步開發(fā)和完善新型RIT 以克服上述局限，推動RIT 在實體瘤治療領域的應用并改善其對于實體瘤治療的效果。此外，基于單克隆抗體的RIT 由于其較長的血液循環(huán)時間使其存在一定的血液毒性[43]以及誘發(fā)血液惡性腫瘤的可能性[44]。因此，有關單克隆抗體核素探針的藥代動力學及藥物劑量學的臨床前研究將為RIT 探針的臨床轉化應用奠定堅實的研究基礎。

筆者認為，RIT 制劑的研發(fā)應與ImmunoPET探針的研發(fā)同步開展[45]。研發(fā)基于同一抗原的ImmunoPET 探針，可實現(xiàn)腫瘤關鍵靶點的無創(chuàng)可視化、異質性腫瘤的精準診斷、靶向治療以及RIT 患者的篩選及療效評價；而RIT 探針的串聯(lián)應用將有望實現(xiàn)靶點特異性診療一體化，顯著改善惡性腫瘤的臨床診療，具有積極的臨床意義和極具吸引力的發(fā)展?jié)摿?。值得注意的是，基于單克隆抗體的RIT對正常組織的輻射損傷較大，而pRIT 有望降低其在體循環(huán)時間過長所致的非必要輻射損傷。同時，基于納米抗體的RIT 也有較大的臨床轉化應用前景，但其主要經(jīng)由腎臟代謝，從而造成放射性核素在腎臟蓄積濃度過高，有可能導致一定的腎臟毒性或一過性腎功能不全，因此仍需進一步優(yōu)化納米抗體RIT 探針的藥代動力學及藥效動力學性質。