CD147靶向拮抗肽探针用于肿瘤成像的开发及临床试验研究

细胞外基质金属蛋白酶诱导因子（EMMPRIN/CD147）在多种恶性肿瘤中呈高表达，是一种潜在治疗靶点。对CD147表达进行无创监测，有望促进肿瘤检出并指导治疗策略。研究人员开发了一种新型肽类PET探针——[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9，并在临床前及转化性uEXPLORER总身PET/CT研究中验证了其药代动力学特征和特异性。在临床前模型中，[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9对CD147阳性的A375肿瘤表现出较高结合亲和力和特异性摄取。基于动物实验中观察到的良好肿瘤/本底对比度及安全性特征，研究人员进一步在11例具有不同癌种及不同CD147表达水平的受试者中开展了[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9总身PET/CT成像。在这11例受试者中，肿瘤病灶于注射后30 min的最大标准摄取值（SUVmax）最高可达10.1，且摄取与CD147（r = 0.7981，P < 0.001）、单羧酸转运体1（MCT1）（r = 0.8555，P < 0.001）及Ki67（r = 0.8036，P < 0.001）均呈显著正相关，但与葡萄糖转运体1（GLUT1）无显著相关性（P = 0.0668）。值得注意的是，相较于[¹⁸F]F-FDG，[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9的摄取能够更准确地反映CD147表达，且部分病灶显示出二者不同的摄取模式。这些结果支持[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9可在体内实现对CD147阳性肿瘤的敏感、无创检出与定量评估，可为[¹⁸F]F-FDG PET提供互补性诊断信息，并在患者分层、治疗选择、疗效监测及精准肿瘤学策略制定方面具有重要潜力。

该研究发表于《Advanced Science》，围绕CD147靶向分子成像这一临床转化问题，系统报道了新型肽类PET探针[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9的设计、临床前验证及首次人体应用。研究背景在于，癌症依然是全球主要死亡原因之一，尽管治疗手段持续进步，但早期诊断、复发转移监测以及精准治疗决策仍面临明显挑战。CD147即细胞外基质金属蛋白酶诱导因子（EMMPRIN），又称Basigin，属于免疫球蛋白超家族跨膜糖蛋白，在多种侵袭性恶性肿瘤中高表达。已有研究表明，CD147能够通过诱导基质金属蛋白酶（MMPs）和血管内皮生长因子（VEGF）促进肿瘤侵袭、转移与血管生成，同时作为单羧酸转运体（MCTs）的伴侣蛋白参与肿瘤代谢重编程。因此，CD147不仅是重要的肿瘤生物学调控因子，也是肿瘤诊疗一体化（theranostics）的理想靶点。虽然临床上已出现针对CD147的放射免疫治疗和细胞治疗策略，如[¹³¹I]I-Metuximab及CD147导向CAR-T/CAR-NK治疗，但缺乏可靠的、无创的体内定量检测工具，严重制约了患者筛选、靶点验证和疗效监测。既往的抗体或纳米抗体成像探针虽具潜力，但其药代动力学并不理想，放射性碘标记也带来一定转化障碍。基于此，研究人员开发了以CD147拮抗肽AP9为基础、经DOTA偶联并以镓-68标记的PET探针[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9，旨在建立一种具有快速成像、高对比度和良好临床可及性的CD147分子成像方法。

在技术方法方面，研究主要采用以下关键手段：首先通过固相肽合成制备DOTA-AP9，并结合分子对接分析其与CD147的相互作用；随后完成[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9放射性标记、理化质量控制及稳定性检测。体外层面使用A375、BXPC3、A549细胞开展蛋白表达鉴定、摄取实验和结合亲和力分析；体内层面在荷瘤小鼠中进行Micro-PET/CT显像、药代动力学、生物分布与毒性评价。临床转化部分纳入11例恶性肿瘤受试者，采用uEXPLORER总身PET/CT进行动态与静态扫描，并结合7例石蜡组织标本开展免疫组织化学（IHC）和多重免疫荧光（MxIF）相关性分析。

2.1 Synthesis and Molecular Docking Analysis
研究人员首先完成了DOTA-AP9前体的合成、纯化与质谱鉴定，证实所得产物纯度较高、分子量准确。进一步借助AlphaFold 3.0与分子对接分析比较AP9和DOTA-AP9与CD147的结合模式，发现DOTA-AP9可形成更多氢键，并表现出更强的结合能。这提示N端DOTA偶联不仅未削弱肽段识别能力，反而可能增强其与CD147的相互作用，为后续作为分子成像配体奠定结构基础。

2.2 Radiolabeling and Physicochemical Properties Investigation of [⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9
在放射化学方面，DOTA-AP9能够被高效地以镓-68标记，纯化后放化纯度超过99%，比活度达到12.9–34.6 GBq/µmol。探针在生理盐水、5%人血清白蛋白（HSA）及胎牛血清（FBS）中孵育2 h后放化纯度仍高于95%，显示出良好的体外稳定性。log p为−1.78 ± 0.20，说明该探针具有亲水性，这与其后续主要经肾脏排泄的体内行为相一致。

2.3 In Vitro Biological Evaluation of [⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9
研究人员选取A375恶性黑色素瘤、BXPC3胰腺癌和A549肺癌细胞作为不同CD147表达模型。Western blot（WB）和免疫组织化学结果显示，A375为CD147高表达，BXPC3为低表达，A549为阴性。放射性配体饱和结合实验测得[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9与CD147的解离常数K_d为44.77 ± 2.21 nM，说明其具备中等偏好的结合亲和力。细胞摄取实验表明，A375细胞中探针摄取随时间升高，并可被未标记DOTA-AP9显著阻断，而BXPC3和A549细胞摄取较低且阻断效应不明显。这一结果证明该探针在细胞水平具有CD147依赖性的特异摄取特征。

2.4 in vivo Evaluation
体内药代和显像结果进一步验证了探针性能。[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9在血液中清除迅速，符合双相衰减模型，分布半衰期为2.81 min，消除半衰期为18.91 min。正常小鼠生物分布显示其主要经肾脏摄取和排泄，除肾脏外其他器官保留较低。Micro-PET/CT结果显示，A375移植瘤摄取显著高于BXPC3和A549，且A375肿瘤/肌肉比值在1 h内上升并达到较高水平。加入过量DOTA-AP9可显著降低A375肿瘤和肾脏摄取，进一步证实成像的特异性。离体肿瘤CD147染色与显像结果一致，说明该探针可在活体内有效反映不同水平的CD147表达。

2.5 Safety and Toxicity Profile
基于小鼠生物分布数据，研究人员使用OLINDA/EXM 2.0估算人体辐射剂量，结果显示成骨细胞和肾脏为主要受照器官，有效剂量较低。高剂量给药毒理实验中，与生理盐水对照组相比，小鼠体重、血液学指标以及肝肾功能均无显著差异，主要脏器病理学检查也未见炎症浸润、坏死或其他形态学异常。这表明[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9具有良好的前期安全性，支持临床转化。

2.6 Participants, Biodistribution and Safety Evaluation of [⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9
在转化临床研究中，共纳入11例受试者，涉及恶性黑色素瘤、肺癌、胰腺癌和肝细胞癌等不同肿瘤类型。研究采用uEXPLORER总身PET/CT，其中4例接受注射后1 h内动态扫描并于2 h接受延迟静态扫描。所有受试者均耐受良好，注射及24 h随访期间未报告不良事件。动态时间-活度曲线显示，肾脏为最高摄取器官，且随时间逐渐清除；其余组织摄取低且清除快，2 h时非肾脏组织几乎无明显残留。肿瘤绝对摄取在30 min达峰，而肿瘤/肌肉比值在1 h达到最高。人体剂量学评估显示有效剂量为4.20 × 10⁻³ ± 7.90 × 10⁻⁴ mSv/MBq，主要受照器官为肾上腺、肾脏和甲状腺，整体支持其临床应用可行性。

2.7 [⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9 PET/CT Imaging in Participants
临床显像部分重点考察了探针对不同CD147表达肿瘤的识别能力。病理结果显示，部分受试者为CD147强阳性（+++）、弱阳性（+）或阴性（–）。在CD147强阳性的肛门直肠黑色素瘤伴肝转移患者中，[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9在肝转移灶中的SUVmax于30 min时可达10.1；另一例复发性恶性黑色素瘤患者的SUVmax达到4.1。相比之下，CD147阳性胰腺癌患者摄取中等，而CD147阴性肺腺癌患者摄取较低。总体而言，肿瘤病灶在30 min至1 h之间摄取显著下降，但30 min时的摄取值与CD147免疫反应评分（IRS）高度相关。不同表达分组中，CD147（+++）患者的SUVmax和肿瘤/肝脏比值均高于CD147（–）患者。与之形成对照的是，[¹⁸F]F-FDG的SUVmax及肿瘤/肝脏比值均未显示与CD147表达相关。这说明[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9较[¹⁸F]F-FDG更能直接反映CD147生物学状态。

2.8 Histopathological and Correlation Analysis
研究人员进一步对7例临床肿瘤标本进行了多重免疫荧光检测，分析CD147与Ki67、MCT1、GLUT1的关系。结果显示，CD147表达与Ki67和MCT1均呈强正相关，而与GLUT1无显著相关。对应地，[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9的SUVmax与CD147、MCT1及Ki67表达均显著正相关，但与GLUT1无显著相关；相反，[¹⁸F]F-FDG的SUVmax仅与GLUT1显著相关，而与CD147、MCT1和Ki67均不相关。该结果说明，CD147靶向显像所反映的生物学信息与传统葡萄糖代谢显像存在明显差异，更贴近肿瘤增殖和乳酸转运相关通路。

讨论部分指出，该研究的核心贡献在于建立了首个CD147靶向肽类PET探针并完成首次人体应用，填补了CD147体内无创定量成像工具的空白。尽管[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9的亲和力弱于既往报道的抗体和纳米抗体探针，但其优势在于药代动力学更优：清除迅速、背景低、成像时间窗早、临床工作流更友好。临床前和临床结果均表明，该探针能够特异识别CD147阳性肿瘤，并与组织学表达水平保持良好一致性。研究还强调，[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9与[¹⁸F]F-FDG具有互补性：前者更反映CD147相关的侵袭、代谢适应和增殖状态，后者更偏向GLUT1介导的葡萄糖代谢。因此，该探针不仅可用于患者筛选和CD147靶向治疗决策，也可能为肿瘤异质性评估和疗效监测提供新的影像学依据。作者同时指出，其快速代谢和肿瘤滞留时间有限，当前尚限制了治疗性应用，未来仍需通过结构优化进一步改善药代特征并拓展诊疗一体化潜能。

结论部分可译为：
本研究开发了一种CD147靶向肽探针[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9，并进一步完成了首次人体研究。临床前验证证实其对CD147具有良好的结合亲和力和特异性。初步临床试验显示，该探针在CD147阳性肿瘤中具有较高摄取，且肿瘤摄取与CD147、Ki67及MCT1表达水平均呈显著正相关。[⁶⁸Ga]Ga-DOTA-AP9有望作为[¹⁸F]F-FDG的互补性诊断工具，用于CD147阳性恶性肿瘤的评估，并可能辅助指导CD147靶向治疗决策。