客户论文精选 | 广医一院团队开发⁶⁴Cu 标记肽探针，MadicLab PET/CT 助力 FAP 阳性肿瘤精准成像
发布日期：2025-08-01 浏览次数：109
广州医科大学附属第一医院核医学科王欣璐团队在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》发表研究，首次报道新型⁶⁴Cu 标记成纤维细胞活化蛋白（FAP）靶向肽 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX的临床前评估及首例人体应用。MadicLab PSA071 小动物 PET/CT 系统凭借高分辨率动态成像能力，为探针的肿瘤靶向性验证和药代动力学分析提供了关键技术支撑。
研究背景与技术突破
成纤维细胞活化蛋白（FAP）在肿瘤微环境中特异性高表达，是癌症诊断的理想靶点。传统 68Ga 标记探针因半衰期短（68 分钟）限制临床应用，而 64Cu 半衰期长达 12.7 小时，适合延迟成像与批量生产。本研究通过 N - 草酰基修饰环肽，开发 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX，实现：
高特异性：在 A549.hFAP 细胞中，其摄取率（37.66% ID/mio cells at 24h）是 [⁶⁴Cu] Cu-FAPI-04 的 2.7 倍，且外排半衰期延长至 16.08 小时；
优效药代动力学：经 MadicLab PET 验证，探针主要经肾脏排泄，24 小时肾摄取仅 1.23±0.16% ID/g，显著低于对比剂。
图1： DOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-NSQ 和 NOTA-FAP-NOX1 的化学结构
图2：(A)携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内[68Ga]Ga-FAP-2286、(C)[68Ga]Ga-NOTA-FAP-2286、(E)[68Ga]Ga-FAP-NSQ和(G)[68Ga]Ga-FAP-NOX的代表性PET图像。(B)注射[68Ga]Ga-FAP-2286、(D)[68Ga]Ga-NOTA-FAP-2286、(F)[68Ga]Ga-FAP-NSQ和(H)[68Ga]Ga-FAP-NOX后，携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的动态时间-活性曲线。白色箭头指示HEK-293T.hFAP细胞异种移植物。
MadicLab PET/CT 的核心作用
1.小动物动态成像：精准捕捉肿瘤摄取与清除规律
设备参数
研究采用MadicLab PSA071 PET/CT进行小动物成像，其空间分辨率达 200 μm，支持动态扫描（2 小时）与多时间点静态扫描（4、6、24 小时），CT 参数为 80 kV、0.7 mA，可精准实现衰减校正与解剖定位。
关键应用
动态追踪 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 在 HEK-293T.hFAP 荷瘤小鼠中的分布，发现其 1 小时内肿瘤摄取达 15.51±1.39% ID/g，24 小时仍保持 10.06±0.27% ID/g，证实探针的长效肿瘤滞留能力。
通过时间 - 活性曲线（TACs）分析，量化肾脏快速清除（45 分钟清除约 50%）和肝脏低蓄积特性，为探针的药代动力学评估提供直接证据。
计算肿瘤 - 背景比（TBRs），6 小时时肿瘤 - 肌肉比达 63.72±19.74，显著高于对照探针，验证其高成像对比度。
图3：(A) 在A549-hFAP细胞中，DOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-NOX和DOTA-FAPI-04针对[177Lu]Lu-FAP-2286的竞争性结合结果。 (B) 用于分析[64Cu]Cu-FAP-NOX在37℃下分别在PBS或胎牛血清（FBS）中孵育4小时和24小时后的体外稳定性的放射性高效液相色谱（radio-HPLC）图谱。 (C) 不同时间点下，[64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在A549.hFAP细胞中的摄取量比较。所有数值均以归一化至100万个细胞的总施加剂量百分比（%ID/mio cells）表示。 (D) 孵育4小时后，[64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在FAP阳性细胞（A549.hFAP）和阴性细胞（A549）中的细胞摄取量，分别在有和没有竞争性抑制剂DOTA-FAP-2286（阻断组）的情况下。 (E和F) [64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在A549.hFAP细胞中的内化率（E）和外排率（F）。
图4：携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内[64Cu]Cu-FAP-NOX（A）和[64Cu]Cu-FAPI-04（C）的代表性PET图像。注射[64Cu]Cu-FAP-NOX（B）和[64Cu]Cu-FAPI-04（D）后，携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的动态时间-活性曲线。白色箭头指示HEK-293T.hFAP细胞异种移植物。
2.定量分析与特异性验证
利用设备的定量分析功能，结合 PMOD 软件（v4.3），精准测量不同时间点肿瘤及正常器官的放射性摄取，证实 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 的 FAP 特异性 —— 在阻断实验中，肿瘤摄取从 18.07% ID/g 降至 3.06% ID/g
图5：分别在注射[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX、[⁶⁴Cu]Cu-FAPI-04、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-2286、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-NSQ、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-NOX和[⁶⁸Ga]Ga-NOTA-FAP-2286后，于不同时间点从携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的PET图像中测得的靶本底比（TBRs）。
图6：(A) [⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX和(B) [⁶⁴Cu]Cu-FAPI-04在注射后1、4和24小时（p.i.）于携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内的生物分布数据。
3.临床 PET/CT 验证：全身成像支持转移灶检出
设备与扫描方案
首例肺癌患者采用联影 uMI Panorama PET/CT 系统，注射 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 后 1 小时行全身扫描（3 分钟 / 床位），采用 HYPER 迭代重建算法，确保低剂量下的高分辨率成像。
临床价值体现
该设备检出原发灶（SUVmax=7.83）及 [¹⁸F] FDG 未清晰显示的胸膜转移灶（SUVmax=10.7），肿瘤 - 肌肉比达 13.05，且肝摄取较低（SUVmean=1.94），证实其临床诊断潜力。
图7：一名71岁男性患者经CT检查发现左肺有一个不均匀强化的肿块。为进一步评估该病灶的性质，患者接受了[¹⁸F]F-FDG PET/CT检查，结果显示左肺外周区域有明显摄取（F）。在扫描的最大密度投影（MIP）图像（H）中，可见左肺门区、左纵隔、左锁骨下窝、膈肌附近区域及胸膜存在其他转移灶（G），表现为中至重度摄取。为更全面地评估，患者还进行了[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX PET/CT检查（A-E）。该扫描的MIP图像（A）也显示上述病灶有明显摄取。然而，与[¹⁸F]F-FDG PET/CT扫描（C、E、G）相比，[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX PET/CT扫描发现了更多胸膜转移灶，且摄取更高。冠状位CT图像（D）进一步清晰显示左肺有一个不规则的软组织密度肿块。随后，患者接受了左胸膜活检，并进行了组织病理学检查。对活检样本进行了H&E染色（I、J）和FAP免疫组织化学染色（K、L）。比例尺：50 μm（J、L），200 μm（I、K）。红色箭头和白色箭头分别指示原发性肺癌病灶和左胸膜转移灶。
研究意义与展望
本研究首次证实 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 在 FAP PET 成像中的优势，其灵活的成像时间窗（1-24h）和高对比度特性，为癌症分期、转移灶检测提供新工具。MadicLab PET/CT 的高分辨率成像能力为探针的临床前验证提供了关键支持。未来将扩大临床队列，探索其在疗效监测和 67Cu 靶向治疗中的应用潜力。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s00259-024-06807-6
设备支持：MadicLab PSA071 PET/CT 系统（山东麦德盈华科技有限公司）
广州医科大学附属第一医院核医学科王欣璐团队在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》发表研究，首次报道新型⁶⁴Cu 标记成纤维细胞活化蛋白（FAP）靶向肽 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX的临床前评估及首例人体应用。MadicLab PSA071 小动物 PET/CT 系统凭借高分辨率动态成像能力，为探针的肿瘤靶向性验证和药代动力学分析提供了关键技术支撑。
研究背景与技术突破
成纤维细胞活化蛋白（FAP）在肿瘤微环境中特异性高表达，是癌症诊断的理想靶点。传统 68Ga 标记探针因半衰期短（68 分钟）限制临床应用，而 64Cu 半衰期长达 12.7 小时，适合延迟成像与批量生产。本研究通过 N - 草酰基修饰环肽，开发 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX，实现：
高特异性：在 A549.hFAP 细胞中，其摄取率（37.66% ID/mio cells at 24h）是 [⁶⁴Cu] Cu-FAPI-04 的 2.7 倍，且外排半衰期延长至 16.08 小时；
优效药代动力学：经 MadicLab PET 验证，探针主要经肾脏排泄，24 小时肾摄取仅 1.23±0.16% ID/g，显著低于对比剂。
图1： DOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-NSQ 和 NOTA-FAP-NOX1 的化学结构
图2：(A)携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内[68Ga]Ga-FAP-2286、(C)[68Ga]Ga-NOTA-FAP-2286、(E)[68Ga]Ga-FAP-NSQ和(G)[68Ga]Ga-FAP-NOX的代表性PET图像。(B)注射[68Ga]Ga-FAP-2286、(D)[68Ga]Ga-NOTA-FAP-2286、(F)[68Ga]Ga-FAP-NSQ和(H)[68Ga]Ga-FAP-NOX后，携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的动态时间-活性曲线。白色箭头指示HEK-293T.hFAP细胞异种移植物。
MadicLab PET/CT 的核心作用
1.小动物动态成像：精准捕捉肿瘤摄取与清除规律
设备参数
研究采用MadicLab PSA071 PET/CT进行小动物成像，其空间分辨率达 200 μm，支持动态扫描（2 小时）与多时间点静态扫描（4、6、24 小时），CT 参数为 80 kV、0.7 mA，可精准实现衰减校正与解剖定位。
关键应用
动态追踪 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 在 HEK-293T.hFAP 荷瘤小鼠中的分布，发现其 1 小时内肿瘤摄取达 15.51±1.39% ID/g，24 小时仍保持 10.06±0.27% ID/g，证实探针的长效肿瘤滞留能力。
通过时间 - 活性曲线（TACs）分析，量化肾脏快速清除（45 分钟清除约 50%）和肝脏低蓄积特性，为探针的药代动力学评估提供直接证据。
计算肿瘤 - 背景比（TBRs），6 小时时肿瘤 - 肌肉比达 63.72±19.74，显著高于对照探针，验证其高成像对比度。
图3：(A) 在A549-hFAP细胞中，DOTA-FAP-2286、NOTA-FAP-NOX和DOTA-FAPI-04针对[177Lu]Lu-FAP-2286的竞争性结合结果。 (B) 用于分析[64Cu]Cu-FAP-NOX在37℃下分别在PBS或胎牛血清（FBS）中孵育4小时和24小时后的体外稳定性的放射性高效液相色谱（radio-HPLC）图谱。 (C) 不同时间点下，[64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在A549.hFAP细胞中的摄取量比较。所有数值均以归一化至100万个细胞的总施加剂量百分比（%ID/mio cells）表示。 (D) 孵育4小时后，[64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在FAP阳性细胞（A549.hFAP）和阴性细胞（A549）中的细胞摄取量，分别在有和没有竞争性抑制剂DOTA-FAP-2286（阻断组）的情况下。 (E和F) [64Cu]Cu-FAP-NOX和[64Cu]Cu-FAPI-04在A549.hFAP细胞中的内化率（E）和外排率（F）。
图4：携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内[64Cu]Cu-FAP-NOX（A）和[64Cu]Cu-FAPI-04（C）的代表性PET图像。注射[64Cu]Cu-FAP-NOX（B）和[64Cu]Cu-FAPI-04（D）后，携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的动态时间-活性曲线。白色箭头指示HEK-293T.hFAP细胞异种移植物。
2.定量分析与特异性验证
利用设备的定量分析功能，结合 PMOD 软件（v4.3），精准测量不同时间点肿瘤及正常器官的放射性摄取，证实 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 的 FAP 特异性 —— 在阻断实验中，肿瘤摄取从 18.07% ID/g 降至 3.06% ID/g
图5：分别在注射[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX、[⁶⁴Cu]Cu-FAPI-04、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-2286、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-NSQ、[⁶⁸Ga]Ga-FAP-NOX和[⁶⁸Ga]Ga-NOTA-FAP-2286后，于不同时间点从携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠的PET图像中测得的靶本底比（TBRs）。
图6：(A) [⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX和(B) [⁶⁴Cu]Cu-FAPI-04在注射后1、4和24小时（p.i.）于携带HEK-293T.hFAP细胞的小鼠体内的生物分布数据。
3.临床 PET/CT 验证：全身成像支持转移灶检出
设备与扫描方案
首例肺癌患者采用联影 uMI Panorama PET/CT 系统，注射 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 后 1 小时行全身扫描（3 分钟 / 床位），采用 HYPER 迭代重建算法，确保低剂量下的高分辨率成像。
临床价值体现
该设备检出原发灶（SUVmax=7.83）及 [¹⁸F] FDG 未清晰显示的胸膜转移灶（SUVmax=10.7），肿瘤 - 肌肉比达 13.05，且肝摄取较低（SUVmean=1.94），证实其临床诊断潜力。
图7：一名71岁男性患者经CT检查发现左肺有一个不均匀强化的肿块。为进一步评估该病灶的性质，患者接受了[¹⁸F]F-FDG PET/CT检查，结果显示左肺外周区域有明显摄取（F）。在扫描的最大密度投影（MIP）图像（H）中，可见左肺门区、左纵隔、左锁骨下窝、膈肌附近区域及胸膜存在其他转移灶（G），表现为中至重度摄取。为更全面地评估，患者还进行了[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX PET/CT检查（A-E）。该扫描的MIP图像（A）也显示上述病灶有明显摄取。然而，与[¹⁸F]F-FDG PET/CT扫描（C、E、G）相比，[⁶⁴Cu]Cu-FAP-NOX PET/CT扫描发现了更多胸膜转移灶，且摄取更高。冠状位CT图像（D）进一步清晰显示左肺有一个不规则的软组织密度肿块。随后，患者接受了左胸膜活检，并进行了组织病理学检查。对活检样本进行了H&E染色（I、J）和FAP免疫组织化学染色（K、L）。比例尺：50 μm（J、L），200 μm（I、K）。红色箭头和白色箭头分别指示原发性肺癌病灶和左胸膜转移灶。
研究意义与展望
本研究首次证实 [⁶⁴Cu] Cu-FAP-NOX 在 FAP PET 成像中的优势，其灵活的成像时间窗（1-24h）和高对比度特性，为癌症分期、转移灶检测提供新工具。MadicLab PET/CT 的高分辨率成像能力为探针的临床前验证提供了关键支持。未来将扩大临床队列，探索其在疗效监测和 67Cu 靶向治疗中的应用潜力。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s00259-024-06807-6
设备支持：MadicLab PSA071 PET/CT 系统（山东麦德盈华科技有限公司）
