image: Radiolabeled protein lights up tumor implanted in the arm of a mouse under a PET scan. The researchers hope to use scans like this one to to calculate in real time how much of an immunotherapy drug reaches a tumor and what parts of a cancer remain unaffected. view more
Credit: Sridhar Nimmagadda
约翰�霍普金斯大学的研究人员报告称，在小鼠实验中，他们已经成功地使用PET扫描来实时计算免疫治疗药物到达肿瘤的数量以及肿瘤的哪些部位未受影响。
该技术使用合成的放射性标记蛋白质的PET成像，而该蛋白质可锁定肿瘤细胞，让研究人员能够视觉跟踪检查点抑制剂药物在分散时与肿瘤结合的位置。�这种方法为直接测量免疫治疗药物在任何特定人员中与肿瘤的接触程度提供了至关重要的一步，�约翰�霍普金斯大学医学院放射学和放射科学副教授Sridhar Nimmagadda博士说道。�
Nimmagadda表示，如果动物和人类的进一步试验证实了PET扫描的精确性和安全性，则该扫描的使用可以提高医生定制治疗和药物治疗剂量的能力，从而简化人类癌症治疗，并避免或停止无效的治疗。
该研究的详细介绍参见2月1日的The Journal of Clinical Investigation。
检查点抑制剂是一种癌症疗法，旨在帮助免疫系统将癌细胞识别为具有危险性并将其作为摧毁目标。这种天然保护系统经常被肿瘤劫持，并允许肿瘤伪装成健康组织。程序性死亡配体-1（PD-L1）是此等检查点靶标，是当前免疫检查点疗法的主流靶点，目前有三种非常昂贵的免疫检查点抑制剂药物�atezolizumab、avelumab和durvalumab已获得美国食品药品监督管理局批准上市。
然而，约翰�霍普金斯大学的研究人员表示，这些抑制剂的使用通常只是姑且尝试而已，因为很难预测或快速追踪PD-L1在不同肿瘤中的表达量以及这些药物与患者肿瘤中PD-L1受体的结合效率。
该团队在实验室中设计了一种专用的放射性标记小蛋白或多肽，其可与PD-L1结合，有助于使用可通过PET成像看到的放射性示踪剂标记该受体。
研究人员探索了其放射性标记多肽是否可以跟踪药物与PD-L1检查点蛋白之间的相互作用，以测量抑制剂药物与该重要靶标实时结合的程度和速度。
首先，在对实验室培养细胞的试验中，研究人员证实，他们的放射性标记多肽不会改变或干扰免疫治疗药物。他们表示，多项试验显示放射性标记多肽与PD-L1的结合活力较低，不能推走结合的药物。理论上，这种能力将使放射性标记多肽充当仍然等待接受治疗的PD-L1蛋白的有效标记物。
他们接下来试图在动物身上验证这种作用。研究人员使用单剂量的atezolizumab（一种通过与PD-L1结合来对抗癌症的药物）治疗植入人肺肿瘤的小鼠，并等待24小时，以便检查点抑制剂与PD-L1结合。他们使用放射性标记多肽和PET成像跟踪该治疗。
当将接受atezolizumab治疗的实验组小鼠与仅接受盐水注射的对照组小鼠进行比较时，研究人员发现肿瘤中未结合的PD-L1水平降低了77%，这表明治疗药物到达许多PD-L1蛋白部位。
�剩下的区域是免疫治疗药物无法达到的肿瘤部位，�Nimmagadda说道。�在人类患者中，这可以让我们了解如何通过更快地增加剂量或者以其他药物或疗法代替来优化进一步的治疗。�
研究人员随后检验了他们是否可以使用其方法来测量肿瘤上PD-L1受体水平的变化。
研究人员再次使用植入人肺肿瘤的小鼠，通过一种可增加肿瘤细胞PD-L1水平的药物来进行治疗。他们使用放射性标记多肽跟踪该治疗。在使用PET对这些小鼠进行成像后，他们发现其放射性示踪剂水平比具有正常PD-L1受体水平的对照小鼠高65%。这些研究表明，在免疫检查点治疗期间，无需活组织检查即可测量PD-L1水平的变化。
此外，在该多肽的化学结构研究中，研究人员发现，与PD-L1结合的多肽类似于FDA已批准上市的各免疫治疗药物，这表明在他们的实验中观察到的相同性能可能会转化为使用其他免疫检查点药物的治疗。
�这些结果是寻找安全、有效和个性化免疫治疗剂量的必要初始步骤，� Nimmagadda说道。
研究人员目前正致力于改进该技术并计划今年开始进行临床试验。
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Journal of Clinical Investigation