基于PET/CT成像的L858R/T790M突变EGFR靶向探针的合成及生物评价

Tyrosine kinase inhibitors (TKIs) and ATP competitive combine with epidermal growth factor receptor (EGFR) intracellular tyrosine kinase domain of the ATP combined sites, thus inhibiting EGFR phosphorylation and the downstream signaling pathways, reach the purpose of inhibiting tumor proliferation, invasion and metastasis. Gene sequencing studies revealed that EGFR gene mutation rate can reach 77% for the patients of EGFR - TKI effective treatment, curative effect for the treatment of advanced non-small cell lung cancer (NSCLC) by TKIs can be predicted according to mutation abundance. The selectivity of positron radioactive EGFR molecule probes were low between wild type and mutant, also could not identify L858R/T790M dual mutation EGFR so far. There was no synthesis and application of molecular probes which can identify all that eliminate amino acids 747-750 (caused by small deletions in exon 19), L858R mutation and L858R/T790M mutation EGFR were reported at home and abroad. This project intends to develop positron radioactive EGFR molecule probes 11C-AZD9291 and 18F-PEG-AZD9291, which will be used to distinguish mutation EGFR from wild type. Quality control, cell uptake, pharmacokinetic experiment, PET/CT scan and a series of preclinical experiment will be performed as well. Thus the assessment of these two pet tracers we offered will lay the foundation of diagnosis in real-time and intuitive imaging of EGFR expression, which will guide clinical treatment for future.

酪氨酸激酶抑制剂（TKIs）在细胞内与ATP 竞争结合EGFR 酪氨酸激酶活性区，从而抑制EGFR 的自身磷酸化及其下游信号通路的传导，达到抑制肿瘤增殖、侵袭及转移的目的。对EGFR-TKI治疗有效的患者中，EGFR基因突变率可达77%，突变丰度可以预测TKIs治疗晚期非小细胞肺癌的疗效。目前能同时识别19外显子缺失、L858R突变和 L858R/T790M突变的分子探针的合成和应用，国内外尚无报道。本项目拟合成正电子放射性EGFR分子探针11C-AZD9291和18F-PEG-AZD9291，用于区分以上三种突变的EGFR与野生型EGFR，并完成质量控制实验、细胞摄取实验、药代动力学实验以及 PET/CT 扫描等一系列临床前实验工作。实现活体状态下对突变EGFR表达水平与状态的实时、直观成像，为其应用于EGFR分子分型的诊断、指导临床治疗方案奠定实验基础。

在本项目经费的资助下共完成了两方面的研究工作。.1..PET/CT成像的探针分子18F-PEG-AZD9291的合成研究。.EGFR 是非小细胞肺癌（NSCLC）诊断和治疗的有效靶分子，本项目以3-(2-氯嘧啶-4-基)-1-甲基吲哚和4-氟-2-甲氧基-5-硝基苯胺为原料进行偶联、亲核取代、还原、缩合、去保护基等步骤得到18F标记前体化合物。通过高分辨质谱和核磁共振氢谱我们对每一步的产物结构进行了表征，并通过探索反应条件对收率进行了优化。运用GE Trace lab合成系统合成了新型 EGFR突变体靶向探针。.2..三维蓝色荧光化合物的合成及性能研究。.本项目以羰基修饰的中间体为起始原料，高产率的合成出了新型的三维硫醚和砜官能化的蓝色荧光化合物Spiro-4S和Spiro-4SO2，创新性在于它们的十字形共轭骨架的三维几何结构。通过基质辅助激光解吸电离-飞行时间高分辨质谱，二维核磁氢谱NOESY、COSY和TOCSY确定了目标分子的结构。为进一步了解分子间的相互作用，我们通过x射线衍射对化合物的单晶结构进行了解析。在晶体堆积模式中，可以观察到除了溶剂与目标分子之间的相互作用，还有相邻两分子中硫原子间的相互作用。运用循环伏安法我们对Spiro-4S和Spiro-4SO2的电化学性能进行了研究。密度泛函计算模拟结果与实验结果也很好的吻合，表现出较低的LUMO能级（-3.76 eV），多方面证实我们合成出了一类新型的三维结构的非富勒烯受体材料。通过热重分析曲线，在程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系。Spiro-4S和Spiro-4SO2具有优异的热稳定性，分解温度(5%热失重)分别为555 ℃和500 ℃。当温度逐渐升高Spiro-4S 的稳定性高于Spiro-4SO2 。紫外-可见吸收和发射光谱法考察了Spiro-4S和Spiro-4SO2的光物理性质，两个化合物表现出非常相近的光物理特性，表明 sp3 杂化的碳原子起到了打断共轭的作用使得他们的紫外吸收光谱和荧光发射光谱基本一致。这种构型的分子有利于降低分子间的聚集同时期待其有多维度电荷传输的性能。.