北京大学肿瘤医院杨志、朱华课题组：靶向CLDN18.2的scFv-Fc融合蛋白在肿瘤诊疗的探索

导语

CLDN18.2是紧密连接蛋白家族的一个亚型，在胃癌、胰腺癌、肺癌等患者中表达，特别是在癌症晚期患者中检测到CLDN18.2表达增加，是相关肿瘤治疗的新靶点。因此，研发靶向CLDN18.2诊疗一体化分子探针在肿瘤靶向治疗中具有重要的临床研究意义。近日，北京大学肿瘤医院杨志主任、朱华研究员团队最新消息，与联合苏州创胜集团共同构建的靶向CLDN18.2的scFv-Fc型融合蛋白进行放射性标记，构建具有特异性靶向作用的探针，并在表达CLDN18.2肿瘤检测和治疗方面具有出色个表现。相关研究成果发表在Eur. J. Med. Chem.（DOI: 10.1016/j.ejmech.2024.116134）。

前沿科研成果

靶向CLDN18.2的scFv-Fc融合蛋白在肿瘤诊疗的探索

CLDN18.2是CLDNS蛋白家族的一个亚型，同属于紧密连接蛋白家族。研究表明，在胃癌患者中约有74.4%检测到CLDN18.2的表达（Baek et al., 2019, DOI:10.21873/anticanres.13919），且由于由于恶性肿瘤细胞极性的丧失，使得其表位暴露，从而为靶向治疗提供可能。唑贝妥昔单抗(Zolbetuximab, IMAB362)作为第一款用于靶向CLDN18.2临床治疗的抗体药物，其与化疗药物联合应用在临床研究中显著改善cldn18.2阳性胃癌或胃食管结合部癌患者的无进展生存期和总生存期。此外，大量靶向CLDN18.2的单克隆抗体、纳米抗体、CAR-T细胞等众多靶向药物相继出现，并陆续进行临床研究。随着越来越多的靶向药物的研发，CLDN18.2表达水平成的有效监测及评价为优势患者筛选，获得最佳药物疗效的关键因素。基于CLDN18.2全身表达水平的患者筛选，是开展靶向治疗的基础，对靶向治疗的效果至关重要。

在本文中，通过生物工程技术，课题组构建了一种新型靶向CLDN18.2的scFv-Fc结构的融合蛋白分子（图1A）。

图1. scFv-Fc融合蛋白的构建及生化特征（图片来源Eur. J. Med. Chem.）

研究者以scFv-Fc为基础，在37℃条件下通过NBS法进行放射性同位素124I标记，纯化获得具有较放射性化学纯度和良好稳定性的[124I]I-SF106分子探针（图2）。

图2. [124I]I-SF106的构建及体外评价（图片来源Eur. J. Med. Chem.）

在获得的放射性分子探针的基础上，通过在表达CLDN18.2的细胞模型中检测[124I]I-SF106分子探针的靶向性和特异性（图3B）。结果表明[124I]I-SF106分子探针在CLDN18.2高表达的细胞中存在特异性的高摄取，同时，在细胞中个亲和力检测结果显示Kd值为17.74 nmol/L（图3C）。

图3. [124I]I-SF106的体外细胞实验（图片来源Eur. J. Med. Chem.）

为进一步探索[124I]I-SF106分子探针在体内对CLDN18.2的靶向作用，构建了高表达CLDN18.2的荷瘤鼠模型，并通过尾静脉注射[124I]I-SF106分子探针进行Micro-PET/CT成像。结果显示，在表达CLDN18.2的荷瘤鼠肿瘤中，注射后48h能够明显观察到表达CLDN18.2肿瘤的轮廓，而通过共注射的未进行放射性标记的SF106融合蛋白能够明显观察到肿瘤中[124I]I-SF106摄取信号的降低（图4）。结果表明，在小鼠体内，[124I]I-SF106可通过PET/CT进行CLDN18.2表达检测。

图4. [124I]I-SF106在荷瘤小鼠模型中Micro-PET显像（图片来源Eur. J. Med. Chem.）

进一步进行了治疗型放射性同位素177Lu进行SF106标记，构建获得 [177Lu]Lu-DOTA-SF106治疗性分子探针。由于放射性核素177Lu的性质，同样具备进行Micro-SPECT成像的作用，在荷瘤鼠模型中，在表达CLDN18.2的肿瘤部位同样观察到明显的[177Lu]Lu-DOTA-SF106浓聚。此外，在荷瘤鼠模型中，通过注射约3 MBq的[177Lu]Lu-DOTA-SF106分子探针进行肿瘤生长变化的持续观测，可以明显的观察到实验结束时， 表达CLDN18.2的肿瘤生长速度得到显著的抑制，表现出良好的肿瘤抑制效果（图5）。

图5. [177Lu]Lu-DOTA-SF106的构建和放射性核素治疗的实验（图片来源Eur. J. Med. Chem.）

总结：

该团队成功地使用放射性核素124I和177Lu对靶向CLDN18.2的融合蛋白SF106进行放射性核素标记，获得的放射性分子探针具有优异的放射化学纯度和稳定性。[124I]I-SF106在体内显示出对CLDN18.2的优异靶向性，且具备良好的PET成像效果。同时，治疗性分子探针[177Lu]Lu-DOTA-SF106在表达CLDN18.2的肿瘤在小鼠体内SPECT成像在CLDN18.2表达肿瘤中呈现明显浓聚，具备良好的成像效果。在表达CLDN18.2荷瘤鼠中通过注射[177Lu]Lu-DOTA-SF106能够显著的抑制肿瘤的生长，表现出显著的肿瘤抑制作用。实验结果表明通过放射性核素标记的SF106融合蛋白在小鼠模型中表现出对CLDN18.2肿瘤良好的靶向性和异质性，对临床中CLDN18.2表达患者的筛选和临床治疗具有可观的研究价值，能够使得更多的患者获益。

本篇工作通讯作者为北京大学肿瘤医院朱华研究员、杨志研究员和苏州创胜集团的钱雪明博士。贵州大学与北京大学肿瘤医院联合培养博士研究生李大鹏博士和北京大学肿瘤医院丁蕾医师为第一作者。

课题组简介

北京大学肿瘤医院杨志、朱华课题组，主要从事PET免疫显像研究、多模态分子影像探针的研究、新型PET分子影像探针的研发、肿瘤靶向放射性药物的制备、动物实验和肿瘤靶向分子探针的临床转化等研究工作，相关研究在J Nucl Med. 、Eur J Nucl Med Mol Imaging.、Clin Nucl Med.、 J Immunother Cancer.、J Nanobiotechnology.、Acta Pharm Sin B.、J Med Virol.、Research (Wash D C).、Clin Cancer Res.、Theranostics. 、Small.等国际知名期刊上发表研究论文110余篇。

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北京大学肿瘤医院核医学科合影

教授简介

朱华，研究员，博士生导师，北京大学肿瘤医院。中国核学会放射性药物分会秘书长。获国家级人才计划青年项目（2023）支持，北京市“百千万”人才、北京市“高创计划”青年拔尖人才，北京市科技新星。近5年，主持国自然重大研究计划重点项目1项，主持国自然面上项目2项、北自然京津冀基础研究专项、首发、科委交叉项目等各1项。以通讯作者发表SCI论文50余篇，含权威期刊JNM 3篇、Eur J Nucl Med Mol Imaging 11篇、Research/J Med Virol/Small/J Pharm Anal/Clin Cancer Res 各1篇等。授权专利12项（PCT 4项）， 依托NMPA放射性药物重点实验室，牵头30余种核素探针的临床转化，实现4种探针商业转化。

邀稿

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