177Lu标记伊班膦酸的制备及初步生物学特性评价

摘要

目的：本研究通过放射性核素177Lu标记第三代双膦酸盐伊班膦酸（IBA，ibandronic acid），探索最佳标记体条件，研究其物理及生物学特性，分析该靶向放射性药物与骨组织中无机物的结合能力，并评估模型动物显像特点，探讨其成为一种骨显像及靶向治疗放射性药物的可行性。　　方法：以伊班膦酸为配体，用适量活度的177LuCl3进行标记，改变配体用量、177Lu活度、pH、反应温度及反应时间以确定最佳标记条件,通过薄层纸色谱（TLC）测定标记率。体外测定177Lu-IBA在生理盐水和人血清中的稳定性，并选用昆明白鼠静脉注射标记药物，定时采血测定药物的体内稳定性。正常小鼠麻醉后，177Lu-IBA静脉注射，不同时间点收集血液并称重，测量血液的计数，绘图并计算177Lu-IBA的药代动力学参数。体外测定标记物的血浆蛋白结合率。通过正辛醇作为有机相，磷酸盐缓冲液作为无机相，计算177Lu-IBA的脂水分布系数。在体外测定标记物和模拟骨基质羟基磷灰石的结合比率。体内分布研究选用正常昆明小鼠，20只随机分为5组，每组4只。尾静脉注射177Lu-IBA溶液0.1mL（约3.7MBq），分别于注射后1h、4h、24h、48h、6d断颈处死（各4只），取出各昆明小鼠的心、肝脏、脾脏、肺、肾、小肠、胃、肌肉、骨组织及血液，立即称取重量并测定各组织的放射性计数，计算不同时间点每克组织百分注射剂量率（percentage activity of injection dose per gram of tissue，%ID/g）及骨组织与肾、肝和肌肉的放射性摄取比值，体内分布实验同时设置177LuCl3对照组。毒性实验研究采用正常昆明小鼠16只，雌雄各半，随机分4组，每组4只，分别予以尾静脉注射生理盐水、低、中、高剂量的177Lu-IBA，监测饮食、体重、活动量等情况，4周后，通过断颈处死小鼠，并对脑、心、肝、脾、肺、肾、小肠、胃、肌肉、骨组织和性腺组织进行取材、染色，最后行病理组织检查。兔骨显像研究取3只健康新西兰大白兔，于耳缘静脉99mTc-MDP后3h麻醉固定进行骨显像，间隔3天后，静脉注射177Lu-IBA，麻醉固定，于注射后1h、2h，12h，24h，48h、6d行骨显像。建立乳腺癌（MDA-MB-231）及前列腺癌（PC-3）荷瘤裸鼠的左侧胫骨骨转移模型，行micro-CT扫描证实有骨质破坏后，静脉注射177Lu-IBA（11.1-14.8MBq），麻醉后固定荷瘤裸鼠，在注射后不同的时间点进行针孔骨显像。建立大鼠骨缺损模型，于建模1周后99mTc-MDP骨显像，再于3天后行177Lu-IBA显像，对比两次显像结果。　　结果：在固定177Lu的量为3.7MBq的条件下，IBA的量为200μg，pH调至5.0，90℃，反应30min，标记率可达97%以上。体外放置在生理盐水及人新鲜血清中，177Lu-IBA的放射化学纯度在72h内可保持在90%以上，在37℃的稳定性较常温更好。体内注射177Lu-IBA后的2h内均能保持稳定，无明显分解。177Lu-IBA在血液中快速清除，消除半衰期为29.5min。177Lu-IBA的血浆蛋白结合率为62.3±2.16%，脂水分布实验证实其脂水分布系数lgP为-2.32±0.30。177Lu-IBA的羟基磷灰石结合率可达97%。小鼠体内分布实验显示：177Lu-IBA在正常小鼠骨组织高度摄取，48h时摄取值可达最高，为（5.280±0.566）%ID/g，骨/肌肉（T/NT）比值可达523，6d时，相比其他组织，骨组织的分布仍较高。177Lu-IBA在其他非靶组织中清除较快，24h后血液中几乎完全清除，且177Lu-IBA主要经肾脏代谢。相比于177LuCl3，177Lu-IBA的血液清除更快，骨骼摄取程度更高，而肝脏的摄取明显减低。177Lu-IBA的毒性实验中，各小鼠注射药物后未出现明显的呕吐、腹泻、饮食量减少、活动减少等肉眼可见的变化，各组小鼠体重均未见明显下降，组间体重差异无统计学意义。病理切片未观察到严重的组织炎症或坏死。骨显像显示177Lu-IBA骨组织与软组织的对比度高，显像清晰，滞留时间长，6天时骨组织仍清晰可见，显像效果在24h-48h最佳，与临床常用99mTc-MDP显像剂比较，显像效果尚可。在大鼠骨缺损模型中，病灶处的显像剂显著浓聚。　　结论：177Lu可以成功标记伊班膦酸，制备方法简单，体内外稳定性均较好，水溶性好，不易透过血脑屏障。177Lu-IBA体内分布证实骨组织摄取较高，靶与非靶组织比值好，骨显像清晰，骨病灶显像剂明显浓聚，具有较好的骨靶向性，有望成为新型骨显像及骨靶向治疗放射性药物。

目录

前言

材料与方法

1 实验细胞系与动物

1.1 实验细胞株

1.2 实验动物及饲养条件

2 主要实验试剂

2.1 药物标记及动物实验相关试剂

2.2 细胞培养及动物实验相关试剂

3 主要实验仪器及材料

4 实验方法

4.1 177Lu-IBA的制备及鉴定

4.2 177Lu-IBA最佳标记条件的确立

4.3 177Lu-IBA的基本特性分析

4.4 177Lu-IBA及 177LuCl3在健康小鼠的体内分布研究

4.5 177Lu-IBA的急性毒性实验

4.6 模型建立

4.7 显像研究

5 统计学处理

结果

1 标记物的制备与质控

2 标记物的基本特性分析

2.1 标记物的体内外稳定性

2.2 标记物的药代动力学分析

2.3 标记物的血浆蛋白结合率与脂水分布系数

2.4 标记物的羟基磷灰石结合率

3 小鼠体内分布

4 177Lu-IBA的急性毒性实验

5 显像研究

5.1 99mTc-MDP 与 177Lu-IBA正常新西兰兔显像对比

5.2 177Lu-IBA荷瘤鼠显像

5.3 99mTc-MDP 及 177Lu-IBA 骨损伤模型显像

讨论

1 放射性核素骨转移治疗的意义

2 伊班膦酸的优势

3 177Lu标记伊班膦酸的可行性

4 177Lu-IBA生物学行为优势

5 177Lu-IBA显像与治疗潜能

结论

参考文献

英汉缩略词对照表

致谢

综述:骨转移瘤的核素治疗研究进展

攻读硕士期间发表论文清单

声明