福建省肿瘤医院核医学科  唐明灯主任

临床上用于检测EGFR表达水平的方法主要有活检和血清学检测，但都存在一定的缺陷，诸如有创性，不可重复，取样可能不具代表性，灵敏性不足等。目前基于PET的靶向EGFR的分子探针成像方法来检测肿瘤的EGFR表达水平成为研究热点。检测EGFR的探针主要分为2类，分别为：单克隆抗体，其靶向的是膜受体区域并抑制癌症细胞的生长；小分子酪氨酸激酶抑制剂，在细胞内催化区域，ATP的结合位点作为竞争抑制剂从而干扰信号的传导。

单克隆抗体类

EGF是由53个氨基酸组成的蛋白，Reilly 等直接对人表皮生长因子EGF进行标记，在EGF上引入DTPA，与放射性核素111In螯合，制得111In-DTPA-hEGF。在15min左右，大约70%的111In-DTPA-hEGF与MDA-MB-468 细胞特异性结合。同样用111In标记的抗EGFR的单克隆抗体Mab 528（lgG2a），与111In-DTPA-hEGF在荷MCF-7，MDA-MB-231，MDA-MB-468和JW-97肿瘤的athymic小鼠体内进行了对比。结果发现，111In-DTPA-Mab528（21.6 %ID/g）的肿瘤摄取值是111In-DTPA-hEGF( 2.2 %ID/g)的10倍。在荷MDA-MB-468以及JW-97肿瘤中的小鼠中的显像发现，111In-DTPA-Mab528对肿瘤的探测效果更好。

西妥昔单抗（Cetuximab, ErbituxR, immunoglobulin G1, C225）是人/ 鼠嵌合型IgG 单克隆抗体，它可与EGFR 的内源性配体竞争性的与EGFR 胞外配体结合区相结合，阻断EGFR 激活，从而阻断EGFR 依赖的肿瘤细胞增殖、转移、侵袭以及血管生成等生物学效应，还可引起受体的二聚化、内化和下调。Cetuximab是第一个被FDA批准用于转移性结直肠癌的治疗的EGFR特异性的单抗，目前也应用于一些其他固体瘤的治疗。Cai等将西妥昔单抗与DOTA相连，用64Cu进行标记，制备得到64Cu-DOTA-cetuximab，并在7种肿瘤模型中进行测定。通过MicroPET成像，发现64Cu-DOTA-cetuximab 在EGFR高表达细胞中摄取高，而EGFR低表达的肿瘤中摄取相对较低。摄取值与EGFR表达水平（用western blotting测量）有良好相关性。Sadri等在荷人乳腺癌MDA-MB-468肿瘤的裸鼠中对64Cu-DOTA-cetuximab进行评价发现肿瘤摄取值高，在注射后4 h 肿瘤摄取值为11.65 ± 3.89 %ID/g；24 h 可达到20.91 ± 2.49 %ID/g。在子宫颈癌方面， 64Cu-DOTA-cetuximab 在荷Caski肿瘤裸鼠中有相对较高的肿瘤摄取，但在血液和肝脏中的摄取值也比较高。在头颈部鳞状细胞癌方面，Niu等的结论却不太相同，UM-SCC-22B细胞的EGFR表达水平低于SCC1细胞，然而，UM-SCC-22B肿瘤中的64Cu-DOTA-cetuximab却高于SCC1肿瘤。

基于EGFR的免疫治疗特异性抗体，诸如帕尼单抗（panitumumab）和西妥昔单抗 (cetuximab)，均表现出优良的临床前景。但是越来越多的证据说明，只有一小部分的病人能够从中得益，并且一开始有治疗效果的病人也有一部分会产生抗药性。因此，Zhaofei Liu等将2种单抗与DOTA相连，再标记上177Lu，得到177Lu-DOTA-panitumumab (177Lu-Pan) and 177Lu-DOTA-cetuximab (177Lu-Cet)。在UM-SCC-22B肿瘤模型小鼠中进行的SPECT/CT显像和生物分布实验显示二者都有不错肿瘤靶向性。177Lu-Pan的肿瘤摄取值更高(24h: 20.92 ± 4.45 % ID/g)，生物免疫实验也显示其抑制肿瘤生长的效果更加明显。

单抗普遍存在一些缺点，诸如长半衰期，渗透性差，鼠源免疫性等。相比之下，人的或是人源化的抗体片段可能更适合进行成像诊断。Xu等对其已有的抗体片段Fab进行125I标记，在EGFR表达水平递减的三种肿瘤(A431, U118和M14)模型小鼠中进行评价。结果发现，注射后1 h，A431肿瘤摄取十分显著，U118肿瘤也可以清楚辨识。而M14肿瘤中的摄取在4 h 之内迅速地降低。在注射后9 h，前2种肿瘤中的摄取愈发显著，而M14肿瘤的摄取值已趋于本底。T/N的比值方面，A431随时间不断增加，注射后48 h 达到峰值（约为15）；U118也随时间增加，注射后15 h 达到峰值（约为7）；M14肿瘤则是没有显著性差异。因此作者认为125I-Fab有望区分EGFR的表达水平。

小分子酪氨酸激酶抑制剂类

在小分子EGFR酪氨酸激酶抑制剂方面，应用的最广泛的是4-氨基喹唑啉类衍生物。

1999年，Fredriksson等报道合成了11C-PD153035并在荷神经细胞瘤的小鼠体内进行了生物评价。Meng 等在21例病人身上进行了11C-PD153035的临床研究，认为其可作为检测非小细胞肺癌患者对EGFR酪氨酸激酶抑制剂的响应情况，但不适合用于检测靶向治疗的效果。

吉非替尼Gefitinib（ZD1839，Iressa）和厄洛替尼Erlotinib（OSI-774，Tarceva），是美国FDA已批准的两个选择性表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂，用于晚期或转移性非小细胞肺癌（NSCLC）的治疗，目前这两种药物也处于其他类型肿瘤的临床试验中。

2009年Memon等报道合成了11C-Erlotinib并在荷肺癌模型小鼠中进行了micro-PET显像. Memon等对13名将进行erlotinib治疗的非小细胞肺癌患者预先进行了11C-Erlotinib显像，并与18F-FDG进行了对比。结果显示，11C-Erlotinib在4名患者体内的一处或多处肺癌或淋巴转移部位浓聚，而通过18F-FDG PET/CT 则不能发现病灶。其中，除1名患者死亡之外，其余三名患者在erlotinib治疗后均有一定的病情改善。

2010年，Holt等用11C对Gefitinib进行了标记，得到11C-Gefitinib。Zhang等在荷NFSa肿瘤的小鼠体内进行的生物分布实验显示11C-Gefitinib特异性地浓聚于肿瘤，肿瘤/血以及肿瘤/肉的比值随时间增高，0-60 min分别由0.4和0.6升高为6.0和5.0 。Murali 等和Seimbille 等均成功制得18F-Gefitinib，和11C-Gefitinib类似，并没有改变Gefitinib的结构。然而，18F-Gefitinib 在体内和体外均没有表现出与EGFR表达水平或功能水平相关。

可逆抑制剂中，18F-ML01由于细胞中的ATP浓度高，使得其在肿瘤细胞中被快速排出，从而不能作为合格的显像剂。不可逆抑制剂中，11C-ML03由于喹唑啉环上的丙烯酰胺基团的不饱和性，从而在体内代谢快，生物利用度低，在肿瘤中的摄取值不高。因此，作者选择稳定性好的水溶性化合物，进行11C标记，得到11C-ML04。鉴于11C的半衰期较短（t1/2=20.39 min），Dissoki等用18F（t1/2=109.8 min）对其进行标记，得到18F-ML04。在荷人胶质瘤细胞的小鼠中进行的生物分布实验显示，靶与非靶比值在注射后3 h 达到最高，肿瘤/血和肿瘤/肉的比值分别约为7和5。然而不论是使用EGFR低表达的U138MG肿瘤或是使用非放射性的ML04进行抑制，都只有小部分特异性摄取。Shaul等用不同的支链取代ML03中的丙烯酰胺基团，在苯胺环上进行124I标记，制得的三种标记物，其中124I-ML06和124I-ML08都是不可逆的抑制剂，二者对A431细胞中的EGFR的抑制作用都在nM级别。

阿法替尼（Afatinib, BIBW 2992），是一种非可逆的ErbB家族的阻断剂。Slobbe等用18F对其进行标记，得到标记物18F-Afatinib，在荷A549和HCC827两种肿瘤细胞小鼠中进行生物分布，这两种肿瘤都在5 min时摄取值达到最高并且滞留良好，摄取值保持在1 %ID/g左右。非靶器官中清除较快，肿瘤/血的比值在注射后120 min分别为2.26（A549）和2.59 (HCC827)；肿瘤/肉的比值在注射后120 min分别为6.37（A549）和3.83 (HCC827)。

Fernandes等对Gefitinib结构进行修饰，在喹唑啉环的C6位置上连上溴代的丙酰胺，用125I标记，得到标记物125I-N-{4-[(3-chloro-4-fluorophenyl)amino]quinazoline-6-yl}-3-iodopropionamide。体外实验表明，非放化合物能抑制A431细胞的生长和EGFR的磷酸化。然而，在体内却表现出快速地脱碘现象。作者认为这是脂肪链上的C-I键稳定性差所导致的，如果能够将碘标记在苯环上，就能够提高其稳定性。在C6上改用苯甲酰胺取代，将125I分别标记在对位和间位上，得到的标记物稳定性好，在A431细胞中摄取值高，在正常小鼠体内生物分布显示，其血清除快且主要通过肝胆进行代谢。

结论

　  分子靶向治疗是肿瘤治疗的热点与方向，其中，EGFR靶向治疗在诸多肿瘤治疗中起到重要作用。然而，EGFR靶向治疗成效与肿瘤EGFR的表达以及突变情况有很大关系。PET能够在分子水平上提供肿瘤内EGFR的表达和突变水平，且具有无创特性和可重复性，因此能够为临床治疗提供有力依据。目前已有诸多的PET/SPECT EGFR靶向探针，有的已经在临床试验上取得不错的效果，并且在未来将有很多性能优异的靶向探针将不断涌现出来，使EGFR分子成像转化到临床成为可能。