放射性核素偶联药物 (Radionuclide Drug Conjugates，RDC) ，是一类含有放射性同位素的药物。其发展始于20世纪初，放射性同位素的发现为核医学的诞生奠定了基础，放射性同位素可以发生衰变产生放射性射线，破坏细胞的染色体，使细胞停止生长，从而消灭增殖的癌细胞。核药含有的放射性同位素可以是纯β发射体、纯γ发射体或同时发射α、β和γ射线的放射性核素。除了癌症的治疗，根据放射性同位素的半衰期、能量和类型，核药还可以广泛用于医学诊断应用。
今天小编就带大家来看一下应用于癌症诊断的核药开发过程中，层析又会发挥什么样的关键作用？
层析助力解锁核医学诊断潜力
近年来，放射性核素偶联药物 (Radionuclide Drug Conjugates，RDC) 由于其在肿瘤领域展现的治疗潜力以及诺华畅销药Pluvicto的推动下，成为核药研发的热点。RDC是基于同位素的偶联，放射性药物的结构前体可以是抗体、小分子或多肽。
FDA也批准了几种放射免疫疗法 (RIT) 药物，比如用于治疗非霍奇金淋巴瘤的90Y替伊莫单抗Zevalin和131I托西莫单抗Bexxar，诺华用于治疗前列腺癌的177Lu核偶联药物Pluvicto等等。近年来许多大型跨国药企纷纷通过收购布局放射性药物领域，也有很多新的放射免疫结合物正在进行临床评估试验。除了90Y和131I外，177Lu也是RIT试验中常用的纯β发射体。其中90Y和177Lu是残留放射性金属，其在肿瘤中的保留率高于非残留标记131I和186Re，因此与单克隆抗体结合更佳。
结直肠癌 (CRC) 是世界上第三常见的恶性肿瘤，使用分子成像技术有助于诊断、分期和评估CRC治疗反应。在《Contrast Media & Molecular Imaging》杂志上一项突破性的研究[1]为我们展示了如何利用分子成像技术来更早、更准确地检测CRC。分子成像技术可以使用与放射性核素结合的抗原特异性配体来检测和表征原发性癌症和转移，结直肠癌 (CRC) 细胞表面蛋白CDCP1的表达会增加，而10D7正是一种靶向CDCP1的高亲和力单抗。Tahleesa J. Cuda及其团队发现，通过使用放射性同位素89Zr标记的10D7单抗，可以在PET-CT成像中精准地识别检测出表达CDCP1蛋白的肿瘤细胞。
研究者首先获取了人类结直肠癌HCT116、HT29和SW480细胞系进行细胞培养，并利用慢病毒介导的shRNA敲低CRC13细胞中的CDCP1表达（使用特定的抗体对CDCP1蛋白进行WB检测以确认敲低效率）。将HCT116细胞或CRC13细胞系的细胞悬液注射到小鼠皮下，形成肿瘤，建立了皮下小鼠异种移植物模型。
放射性化学标记抗体的制备
将溶解于二甲亚砜中的DFO-NCS (70μg；≈93 nM) 与10D7单抗 (1.5 mg；10 nM) 在0.1M Na2CO3溶液中反应一小时进行偶联 (37°C，pH 8.8-9.0) 。然后在ÄKTA层析系统上使用5mL HiTrap Desalting柱通过凝胶过滤层析的方法纯化偶联后的混合物，该柱以0.5 mL/min的速度运行于0.1M PBS的流动相中。
作为对照的IgGκ1单抗与DFO-NCS也使用以上相同的方法和层析柱进行偶联及纯化。
随后用放射性同位素89Zr对DFO偶联抗体进行放射性标记。使用1M Na2CO3溶液将89Zr草酸盐pH调节至pH 7.0，并在0.5M HEPES溶液中1:1稀释缓冲至pH 7.5。将400 μL 0.5M HEPES (pH 7.5) 中的DFO-10D7偶联抗体和DFO IgGκ1偶联抗体分别与60MBq 89Zr溶液混合，在25°C下温和搅拌60分钟。然后使用0.1M PBS (pH 7.2) 平衡的脱盐柱进行纯化。纯化后最终得到约49MBq的89Zr -DFO-10D7偶联物和89Zr -DFO IgGκ1偶联物（放射化学产率81%），薄层色谱法证实放射化学纯度>95%。
图1：放射性标记抗体的纯化流程
将放射性标记的抗体通过尾静脉注射到造模小鼠体内，然后在不同的时间点进行PET-CT成像，以分析放射性配体在肿瘤和其他不同器官、血液中的分布和CDCP1的表达。这些实验方法综合了分子生物学、细胞生物学、放射化学和影像学技术，为研究CDCP1作为结直肠癌分子成像靶标的潜力提供了一套系统的实验流程。
最终在实验中，89Zr -10D7显示出对CDCP1高表达肿瘤的强烈亲和力，而对正常组织和血液的亲和力则相对较低（图2A）。这一发现为CRC的早期诊断和治疗监测提供了新的视角。
图2：A.静脉注射89Zr-10D7和89Zr-IgG1κ放射标记抗体1、24、48、72 和144小时后CRC13肿瘤体内PET亲和力的时间进程图；B.通过离体辐射分析恢复的肿瘤、各器官和血液的放射性图
总 结
这项技术的优势在于其高度的灵敏度和特异性，89Zr-10D7显示出对CDCP1高表达肿瘤的强烈亲和力，这一发现为CRC的早期诊断和治疗监测提供了新的视角。研究还发现，当CDCP1的表达被沉默或阻断时，89Zr-10D7的肿瘤亲和力显著降低，这进一步证实了CDCP1作为分子成像靶标的潜力。这一结果不仅为CRC的分子成像提供了新的策略，也为未来的个性化医疗和精准治疗铺平了道路。随着这项技术的进一步发展和完善，我们期待它能够很快应用于临床，为结直肠癌患者带来更准确的诊断和更有效的治疗方案。
在RDC相关药物开发以及诊断应用中，可见层析发挥了非常关键的作用。目前在该领域常用到的层析柱或填料主要以凝胶过滤层析为主，如本篇文章中使用的HiTrap Desalting预装柱和ÄKTA层析系统就是生物分子纯化的完美搭档。Cytiva作为层析领域的先行者，提供从层析填料，到层析设备，以及层析方案等一些列产品与解决方案。
类别 | 货号 | 产品名称 | 规格 |
预装柱 | 29048684 | HiTrap Desalting | 5 ml |
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参考文献：
[1] Preclinical Molecular PET-CT Imaging Targeting CDCP1 in Colorectal Cancer, (2021)
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2025-09-07
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