劉昭飛團隊建立早期預測腫瘤放療遠隔效應的核醫學顯像方法

2021年3月31日,北京大學基礎醫學院刘昭飞教授团队在PNAS在线发表题为“ICAM-1 orchestrates the abscopal effect of tumor radiotherapy”的研究论文。报道了通过正电子发射计算机断层(PET)显像细胞间黏附分子-1(ICAM-1)可早期预测肿瘤放療的远隔效应,为在临床上指导肿瘤放療联合方案的制定提供了新的技术方法。

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放療是目前臨床上應用最廣泛的腫瘤治療手段之一,大約60%的肿瘤患者在病程不同时期需要接受放療。放療通常被认为是一种局部的肿瘤治疗手段,然而其“远隔效应”(abscopal effect)越来越受到人们的关注。“远隔效应”是指对肿瘤进行局部放療,其远端未经辐照的肿瘤或转移病灶也可出现明显缩小或消失。这一现象早在1953年就被Mole發現和提出,但由于在臨床上非常罕見,60余年来通常只在临床个案中被报道。近些年来,随着免疫治疗在临床上的广泛应用,放療联合免疫治疗引发的远隔效应显著增多,但其作用机制仍不完全清楚。因此,解析和确认肿瘤放療远隔效应中起关键作用的分子靶点对早期预测未辐照病灶的治疗效果,以及筛选新型肿瘤联合治疗手段具有重要的临床意义。

研究團隊通過蛋白質組學分析明確了ICAM-1在有響應的未輻照腫瘤中的高表達,並以它爲靶點設計構建了ICAM-1特異性的放射性核素64Cu標記的PET顯像探針。通過小動物顯像,證實了PET定量測定的ICAM-1表達水平與未輻照腫瘤的生長呈顯著的負相關。機制研究發現ICAM-1的表達顯著增加了未輻照腫瘤內CD8+ T细胞的激活和浸润,从而改善了其对放療的响应。此外,鉴于ICAM-1在有響應的腫瘤高表達,研究團隊研制了能夠通過系統給藥上調腫瘤ICAM-1表達的納米藥物—PLGA包裹的Toll樣受體7激动剂。这一纳米药物与放療的联合应用显著增加了远隔效应的响应率。 ?

綜上所述,該研究揭示了ICAM-1在肿瘤放療远隔效应中的关键作用,并以它为靶点建立了早期精确预测放療远隔效应的PET定量显像方法及有效抑制远端转移病灶的放療联合治疗手段。通过无创PET顯像定量監測ICAM-1表达水平对探索新的联合放療手段具有临床指导意义。目前,该团队开发的ICAM-1靶向小分子PET顯像探針已經完成臨床試驗注冊(NCT04596670),正在招募患者開展臨床試驗。

刘昭飞课题组硕士生赵扬和八年制博士生张婷为该论文的共同第一作者,刘昭飞教授为通讯作者。北京大學肿瘤医院核医学科杨志研究员及朱华副研究员、北京大學第一医院放療科高献书教授及秦尚彬副主任医师为本项目提供了重要帮助。该研究得到北京大學临床+X青年专项,以及国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等科研項目的支持。


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原文鏈接:https://www.pnas.org/content/118/14/e2010333118


(基礎醫學院)