生物正交点击化学法18F标记DARPins靶向HER2的PET显像研究

The real-time detection of HER2 expression in vivo is beneficial for breast cancer patients to choose the best treatment plan and judge the prognosis，but there is still a lack of effective methods.The engineered protein molecular probe ligand DARPin G3 has high specificity, high affinity, low toxicity，low immunogenicity, simple structure and easy to prepare. So it can overcome the deficiency of antibodies and peptides.We confirmed that DARPin G3 can target HER2 positive tumor in vivo.In the present study,we propose a new protocol that DARPin G3 is radiolabeled with 18F by bioorthogonal click-radiolabeling reaction for PET imaging and explore the feasibility of this method used in the real-time detection of HER2 expression.It is a new theory and method of PET imaging that the engineered proteins are used as positron molecular probe ligands.We hope that a new noninvasive molecular imaging method can be established through the change of ligands.If the method is successful, it can not only achieve real-time detection of HER2 expression status in vivo, but also provide theoretical and practical basis for the development of other engineered protein molecular probes.

在体实时检测HER2的表达状态有利于乳腺癌患者选择最佳治疗方案和判断预后，但目前尚缺乏有效方法。工程蛋白类分子探针配体DARPin G3兼具高特异性、高亲和性、低毒性和低免疫原性，同时又结构简单、易于制备，可克服抗体和多肽的不足。本课题组在证实DARPin G3可在活体内特异性靶向HER2阳性肿瘤的基础上，提出采用生物正交点击化学法18F标记DARPin G3，制备分子探针18F-G3，进行PET显像研究，探讨该方法用于在体实时检测HER2表达状态的可行性。工程蛋白用作正电子分子探针配体是PET显像新理论和新方法的尝试。期望通过配体的改变，能够建立一种新型无创性分子成像方法。如果该方法获得成功，不但可以实现在体实时检测HER2表达状态，也将为其他工程蛋白类分子探针的研发提供理论和实践依据。

在体实时检测HER2的表达状态有利于乳腺癌患者选择最佳治疗方案和判断预后，但目前临床上尚缺乏有效检测方法。分子影像学方法是实现在活体内实时动态监测HER2表达状态的可能途径，尤其是具有灵敏度高、可定量、无创性等优点的 PET分子影像技术。实现PET分子成像的关键在于探针配体的选择。拟抗体DARPinG3兼具高特异性、高亲和性、低毒性和低免疫原性，可克服抗体和多肽的不足，是理想的分子探针配体。本课题组在证实拟抗体DARPinG3可在活体内特异性靶向HER2阳性肿瘤的基础上，采用生物正交点击化学法进行18F标记DARPinG3，制备了分子探针18F-G3，通过一系列实验证实了18F-G3用于HER2阳性肿瘤显像，在体实时检测HER2表达水平的可行性，并建立方便、快捷、可靠的具体操作流程。本课题用正电子核素18F标记工程蛋白DARPinG3进行PET显像研究，通过配体的改变，建立了一种新型无创性分子成像方法，实现了在体实时检测HER2表达状态。本研究属于新的探索性研究，是PET显像新理论和新方法的尝试，尚未见文献报道。另外由于工程蛋白DARPins的结构与抗体类似，具有广谱性，通过改变其可变序列，能够特异性识别所有的目标靶分子。18F-G3 PET显像方法的建立，不但实现了在体实时检测HER2表达状态，也为其他工程蛋白类分子探针的研发提供理论和实践依据。