楊琦，李翠翠,2，邱永康，陳釗，康磊*

1.北京大學(xué)第一醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100034；2.首都醫(yī)科大學(xué)友誼醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，北京 100050；*通信作者 康磊kanglei@bjmu.edu.cn

癌癥嚴(yán)重影響人類健康，如何實(shí)現(xiàn)早診斷、早治療并提高癌癥患者的預(yù)后至關(guān)重要[1]。分子影像技術(shù)應(yīng)用影像技術(shù)無創(chuàng)性地示蹤生物體內(nèi)靶向分子，為腫瘤的早期及靶向診斷提供有效手段。光學(xué)分子成像通過對藥物介入而產(chǎn)生的特定波長的光學(xué)信息進(jìn)行采集并推導(dǎo)其光源分布，在分子層面上尋找和跟蹤成像目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，操作簡便、直觀性強(qiáng)、靈敏度高。超聲分子成像通過將目的分子特異性抗體或配體連接到聲學(xué)造影劑表面構(gòu)筑靶向聲學(xué)造影劑，使聲學(xué)造影劑主動(dòng)結(jié)合到靶區(qū)，具有無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、分辨率高等獨(dú)特優(yōu)勢[2]。磁共振分子成像以在磁共振圖像上可顯像的特殊分子作為成像標(biāo)記物，對這些分子在體內(nèi)進(jìn)行定位，為實(shí)現(xiàn)腫瘤早期診斷及精準(zhǔn)治療提供有利支持。核醫(yī)學(xué)分子成像使用放射性核素標(biāo)記特異性單克隆抗體或其片段作為示蹤劑進(jìn)行顯像，具有更高的敏感度和特異度[3]。此外，使用治療用分子探針還可以實(shí)現(xiàn)腫瘤靶向診療一體化[4]，因此分子影像具有其他成像技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢[5]。

滋養(yǎng)層細(xì)胞表面抗原2（trophoblast cell surface antigen 2，Trop2）是一種細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)器，在多種實(shí)體上皮樣癌中過表達(dá)[6]，其過表達(dá)通常與腫瘤的不良預(yù)后和轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)呈正相關(guān)。基于Trop2在惡性腫瘤中的高表達(dá)特性，運(yùn)用分子影像診療技術(shù)不但有望實(shí)現(xiàn)Trop2的早期特異無創(chuàng)性活體診斷，還可以實(shí)現(xiàn)靶向治療或診療一體化。因此，本文擬對Trop2在多種惡性腫瘤中的分子機(jī)制及分子影像診療的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 Trop2與惡性腫瘤的關(guān)系

1.1 Trop2參與調(diào)控的分子機(jī)制 Trop2于1981年首次被發(fā)現(xiàn)，其在滋養(yǎng)層細(xì)胞表面高表達(dá)，由腫瘤相關(guān)鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)2基因編碼，屬于TACSTD基因家族[1]。Trop2是由323個(gè)氨基酸組成、分子量約36 kD的跨膜蛋白，由胞外區(qū)、跨膜區(qū)、細(xì)胞質(zhì)尾3部分構(gòu)成。

Trop2具有干細(xì)胞樣特性，能夠促進(jìn)組織器官形成和胚胎發(fā)育，參與腫瘤的生長、增殖、細(xì)胞遷移等[7]。Trop2可以通過胰島素樣生長因子1影響信號(hào)傳導(dǎo)，并通過與神經(jīng)調(diào)節(jié)蛋白1的相互作用抑制酪氨酸激酶受體3。Trop2下調(diào)上皮細(xì)胞標(biāo)志物E-鈣黏蛋白的同時(shí)上調(diào)間皮細(xì)胞標(biāo)志物N-鈣黏蛋白，促進(jìn)腫瘤的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[8]。Trop2參與鈣信號(hào)傳導(dǎo)，通過釋放鈣離子誘導(dǎo)絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)傳導(dǎo)并促進(jìn)細(xì)胞周期。此外，Trop2還可通過激活蛋白激酶B、調(diào)節(jié)4,5-二磷酸磷脂酰肌醇/1,4,5-三磷酸肌醇/鈣離子、Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子和Wnt途徑/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路等[9]在不同腫瘤中發(fā)揮作用。

1.2 Trop2與多種腫瘤的關(guān)系

1.2.1 胃腸道腫瘤 Trop2過表達(dá)與胃癌分化程度、大小、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、分期和幽門螺桿菌感染有關(guān)。Trop2通過與β-連環(huán)蛋白結(jié)合促進(jìn)EMT并誘導(dǎo)胃癌的轉(zhuǎn)移。腫瘤壞死因子-α通過調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2信號(hào)通路上調(diào)Trop2表達(dá)促進(jìn)結(jié)腸癌侵襲。Guerra等[10]發(fā)現(xiàn)Trop2通過激活解整合素金屬蛋白酶10激活進(jìn)而失活E-鈣黏蛋白。作為Trop2的結(jié)合蛋白，冠狀蛋白樣肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白1C通過磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細(xì)胞EMT，與腫瘤細(xì)胞遷移、侵襲及預(yù)后不良有關(guān)[11]。

1.2.2 肺癌 在肺癌中Trop2過表達(dá)提示預(yù)后不良，與上皮細(xì)胞黏附分子過表達(dá)預(yù)示良好相反。在肺腺癌中Trop2表達(dá)與p53突變之間存在顯著相關(guān)性。Trop2通過激活蛋白激酶1/2信號(hào)通路促進(jìn)非小細(xì)胞肺癌的新生血管形成。Sun等[12]在體外和體內(nèi)模擬了人類非小細(xì)胞肺癌腫瘤微環(huán)境，證明Trop2在調(diào)節(jié)胰島素樣生長因子2-胰島素樣生長因子1受體-蛋白激酶B軸信號(hào)傳導(dǎo)以促進(jìn)耐藥和腫瘤微環(huán)境重塑中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

1.2.3 乳腺癌 Trop2可以促進(jìn)乳腺癌的EMT，其過表達(dá)與乳腺癌預(yù)后不良相關(guān)。半乳糖凝集素3通過與附膜蛋白結(jié)合增強(qiáng)了特異性蛋白1的募集，從而促進(jìn)Trop2的轉(zhuǎn)錄[13]。

1.2.4 卵巢癌 Trop2過表達(dá)可能是卵巢癌化療耐藥、侵襲性增加的原因。Trop2可能通過擾亂Bax/Bcl-2的平衡在腫瘤發(fā)生和進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。Trop2可通過激活蛋白激酶B/β-連環(huán)蛋白信號(hào)通路促進(jìn)卵巢癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移，抑制Trop2的表達(dá)可以抑制卵巢癌進(jìn)展[14]。

2 Trop2靶向的分子探針

2.1 單克隆抗體 單克隆抗體在醫(yī)藥治療上有廣泛前景，已用于治療腫瘤、自身免疫性疾病等多種疾病。抗Trop2人源化抗體hRS7是目前應(yīng)用比較廣泛的Trop2靶向單克隆抗體。

2.2 Fab片段 Fab片段具有分子質(zhì)量小、組織分布特異性強(qiáng)、免疫原性低、可基因工程操作等特點(diǎn)，已成為醫(yī)藥研究領(lǐng)域的重要成員之一。Fab片段較全抗體缺少了Fc片段，可以減少源自IgG抗體的假信號(hào)，提高識(shí)別腫瘤抗原的能力。有研究將抗Trop2 Fab片段與多柔比星結(jié)合形成抗體藥物偶聯(lián)物，發(fā)現(xiàn)在BxPC3和PL45這兩種胰腺癌細(xì)胞均顯示出劑量依賴性抑制作用。

2.3 雙特異性抗體 由于目前疾病的發(fā)展趨向于復(fù)雜化，雙特異性抗體可有效補(bǔ)充單抗藥物單表位治療的不足。有研究對177Lu標(biāo)記的抗Trop2和抗組胺-琥珀酰-甘氨酸（HSG）雙特異性抗體和diHSG肽（IMP288）對皮下PC3腫瘤小鼠進(jìn)行預(yù)靶向放射免疫治療研究，發(fā)現(xiàn)放射免疫治療抑制了PC3腫瘤的生長。

2.4 抗體偶聯(lián)藥物 抗體偶聯(lián)藥物通過將靶向Trop2的單克隆抗體與具有細(xì)胞毒性的藥物連接起來，將藥物遞送到高度表達(dá)Trop2的腫瘤附近，從而起到定向給藥的效果，具有極大潛力。SN-38（7-乙基-10-羥基喜樹堿）是伊立替康的活性成分，將SN-38衍生物與hRS7偶聯(lián)得到的抗體偶聯(lián)藥物，可顯著抑制肺癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、前列腺癌等荷瘤鼠模型中的腫瘤生長。Bardia等[15]發(fā)現(xiàn)另一種SN-38衍生抗體偶聯(lián)藥物可以使50%的三陰性乳腺癌患者臨床獲益率≥6個(gè)月，具有良好的耐受性和高活性。

2.5 抗體介導(dǎo)的納米材料 納米材料可以實(shí)現(xiàn)對抗體和藥物的緊密包裹及長效循環(huán)，且制備工藝易于產(chǎn)業(yè)化，為體內(nèi)靶向運(yùn)輸提供了有效手段。為了將抗癌藥物定點(diǎn)送到三陰性乳腺癌，Son等[16]制備了抗Trop2抗體介導(dǎo)的納米材料載體，并選擇多柔比星作為抗癌藥物封裝在納米顆粒中。與不含Trop2抗體的多柔比星對照納米顆粒相比，這種納米材料通過特異性靶向表達(dá)Trop2的三陰性乳腺癌細(xì)胞，并通過細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中二硫鍵的還原快速釋放多柔比星，對Trop2陽性癌細(xì)胞表現(xiàn)出更高的毒性。

3 Trop2靶向的分子顯像

光學(xué)成像、免疫PET等分子影像技術(shù)為活體示蹤Trop2提供了有效手段，可為腫瘤定位及判斷腫瘤轉(zhuǎn)移提供準(zhǔn)確方法。

3.1 光學(xué)顯像 靶向Trop2的光學(xué)顯像研究尚停留在細(xì)胞水平，利用光學(xué)成像在活體定位仍有很大的探索空間。Fu等[17]利用直接隨機(jī)光學(xué)重構(gòu)顯微鏡dSTORM成像系統(tǒng)觀察Trop2在非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞和正常細(xì)胞（培養(yǎng)細(xì)胞和原代細(xì)胞）膜上的分布規(guī)律，并用超分辨鑲嵌SR-Tesseler統(tǒng)計(jì)方法分析其聚集特性，發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞中Trop2的表達(dá)和聚集水平高于正常細(xì)胞，提示Trop2在癌細(xì)胞中的過度表達(dá)和聚集是一個(gè)共同特征，這將有助于癌癥的早期診斷。

3.2 核醫(yī)學(xué)顯像 目前已發(fā)現(xiàn)基于Trop2的無創(chuàng)成像在前列腺癌和胰腺癌檢測和治療監(jiān)測中具有巨大潛力，已有研究對Trop2靶向抗體分別進(jìn)行89Zr、111In標(biāo)記用于免疫PET和SPECT顯像。在小鼠前列腺中接種人前列腺癌細(xì)胞系PC3腫瘤細(xì)胞后對小鼠進(jìn)行免疫PET和SPECT顯像，均清晰地顯示了前列腺癌PC3腫瘤模型移植瘤。Jiang等[18]將抗Trop2抗體（AF650）用64Cu（半衰期12.7 h）標(biāo)記，評估不同前列腺癌細(xì)胞系上的Trop2表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)Trop2表達(dá)在LapC4細(xì)胞中最高，而在PC3和22RV1細(xì)胞中較低，64Cu-NOTAAF650為具有Trop2過表達(dá)的前列腺癌成像提供了特異性示蹤劑。該團(tuán)隊(duì)還將AF650進(jìn)行89Zr標(biāo)記后在胰腺癌模型進(jìn)行顯像和生物分布研究，發(fā)現(xiàn)89Zr-DFOAF650可通過Trop2介導(dǎo)的體內(nèi)免疫PET有效地檢測胰腺癌[19]。

除單靶點(diǎn)抗體外，雙特異性抗體也是一種有效的顯像劑。雙特異性抗體顯像研究已經(jīng)應(yīng)用于前列腺癌，由于雙特異性抗體的選擇性更高，其開發(fā)對腫瘤的診療具有重大幫助。Lütje等[20]使用111In標(biāo)記抗Trop2和抗HSG雙特異性抗體（TF12）和diHSG的肽（RDC018），評估TF12/RDC018在表達(dá)Trop2的前列腺癌小鼠腫瘤模型中的預(yù)靶向特性，MicroSPECT/CT成像證實(shí)了111In-RDC018的Trop2特異性攝取。

4 基于Trop2抗體的靶向治療

Trop2是參與致癌作用和癌癥進(jìn)展的多個(gè)基本過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，利用光學(xué)、核醫(yī)學(xué)等治療Trop2靶向腫瘤的研究引起了越來越多學(xué)者的興趣。目前已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明以Trop2為靶點(diǎn)的單克隆抗體可特異性治療腫瘤。

4.1 放射免疫治療 Jiang等[18]將AF650和DTPA偶聯(lián)，用90Y（半衰期64.1 h）標(biāo)記，將放射免疫療法應(yīng)用于治療前列腺癌小鼠模型，發(fā)現(xiàn)與非特異性IgG相比，90Y-DTPA-AF650成功抑制了腫瘤生長，同時(shí)具有較低的脫靶毒性，表明這種靶向抗體在前列腺癌免疫放射治療方面具有廣闊的前景。有研究使用非代謝肽IMP-R4將131I附著在單克隆抗體上，將131I-IMP-R4標(biāo)記的hRS7在乳腺癌皮下腫瘤模型中進(jìn)行放射免疫治療，5只小鼠（共11只）腫瘤完全緩解，取得了顯著的治療效果。

4.2 光熱免疫治療 光免疫療法是一種新型的腫瘤特異性治療，利用單克隆抗體-光敏劑偶聯(lián)物和近紅外光照射。Nishimura等[21]利用人源化抗體偶聯(lián)光敏劑IR700對胰腺癌和膽管癌進(jìn)行治療，抑制了胰腺癌和膽管癌異種移植腫瘤的生長?？招慕鸺{米球與單克隆抗體結(jié)合已用于選擇性地破壞宮頸癌細(xì)胞，通過將近紅外光轉(zhuǎn)化為熱量破壞腫瘤細(xì)胞，實(shí)驗(yàn)證明這是一種有前景的靶向破壞宮頸癌細(xì)胞的治療方法。Lütje等[20]使用TF12結(jié)合RDC018，由于同時(shí)具有放射性標(biāo)記的DOTA螯合物和近紅外熒光成像目的的熒光團(tuán)（IRdye800CW），PC3轉(zhuǎn)移灶可以在術(shù)前使用SPECT/CT進(jìn)行可視化，隨后可以使用術(shù)中NIRF成像通過圖像引導(dǎo)手術(shù)切除，顯示了預(yù)靶向雙模態(tài)成像方法在前列腺癌中的臨床前可行性。

5 展望

利用分子成像技術(shù)可以對Trop2靶向的腫瘤進(jìn)行早期診斷和治療，不僅可以早期特異地識(shí)別高表達(dá)Trop2的腫瘤，而且可以通過偶聯(lián)抗體進(jìn)行特異性治療，對于腫瘤的診斷及治療具有極大的優(yōu)越性。人表皮生長因子受體2雖然在乳腺癌和胃癌中的研究已很成熟，但在大部分惡性腫瘤中呈低表達(dá)或不表達(dá)。程序性死亡受體配體-1能夠與程序性死亡受體-1結(jié)合，增強(qiáng)體內(nèi)免疫細(xì)胞T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的識(shí)別，從而達(dá)到殺滅腫瘤的作用，是近年最為關(guān)注的腫瘤免疫治療靶點(diǎn)，但是其表達(dá)與療效的相關(guān)性欠佳，其靶向顯像是否能夠預(yù)測療效仍然值得進(jìn)一步探討。相比之下，Trop2作為一種細(xì)胞內(nèi)鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)器，在多種惡性腫瘤過表達(dá)并參與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展，在腫瘤的診斷、靶向治療及療效預(yù)測等方面均極具潛力，為診斷治療表達(dá)Trop2的惡性腫瘤提供候選。然而，對于Trop2介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞增殖和遷移等一系列活動(dòng)的分子機(jī)制仍不夠清楚，因此仍需加強(qiáng)機(jī)制方面的研究。本團(tuán)隊(duì)已經(jīng)初步篩選了肝癌、乳腺癌、胰腺癌等腫瘤模型的Trop2表達(dá)，擬結(jié)合放射性核素診斷和治療作用，實(shí)現(xiàn)Trop2靶向的放射性診療一體化研究。分子影像的良好應(yīng)用前景已在不斷的發(fā)展中逐漸顯現(xiàn)出來，隨著科學(xué)研究的不斷推進(jìn)，分子影像的臨床應(yīng)用將逐步實(shí)現(xiàn)。