99Tcm-RGD顯像在類風濕性關節(jié)炎血管形成早期診斷的初步探討

郝林軍 王雪梅 郝晉

·綜述·

99Tcm-RGD顯像在類風濕性關節(jié)炎血管形成早期診斷的初步探討

郝林軍 王雪梅 郝晉

滑膜血管翳形成是類風濕性關節(jié)炎（RA）最基本、最重要的病理表現(xiàn)，可導致軟骨和骨破壞及關節(jié)重塑，最終導致關節(jié)畸形、功能喪失。其中，血管形成在血管翳的侵蝕和破壞過程中發(fā)揮了重要的作用，增強了血管翳的侵襲性，促進了軟骨和骨破壞。血管形成從RA病程的早期便開始作用并貫穿整個病程。因而觀察血管形成對于RA的早期診斷、活動期判斷、療效觀察和預后判斷均有重要意義。99Tcm標記精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）的多肽是一種能與整合素αvβ3受體有高度的選擇性和親和力，并能在體反映血管形成情況的顯像劑。因而可以利用99Tcm-RGDSPECT觀察RA的滑膜血管翳形成和發(fā)展過程及血管形成拮抗劑抑制RA血管形成的規(guī)律，從而為RA的生物治療提供更多的理論依據(jù)并尋找到更多的新靶向治療藥物。

關節(jié)炎，類風濕；新生血管形成；RGD顯像

類風濕性關節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種病因不明，以慢性、對稱性、侵蝕性關節(jié)炎為主要表現(xiàn)的全身性自身免疫疾病。患者可出現(xiàn)嚴重的關節(jié)畸形及功能喪失，致殘率及病死率較高。該病不僅嚴重影響患者的生活質量，還給社會帶來了巨大的經濟負擔，目前臨床上尚無有效措施逆轉已經發(fā)生的關節(jié)破壞。而關節(jié)破壞在病程的早期（1年，甚至4個月內）就可出現(xiàn)，如能早期診斷RA，積極治療后可控制和延緩病情發(fā)展，顯著降低致殘率[1]。因此，RA的早期診斷成為改善RA預后的關鍵，近年來已成為國內外學者的研究熱點。

研究發(fā)現(xiàn)RA的早期診斷主要在于對RA的滑膜血管翳的檢測。因為滑膜血管翳形成是RA最基本、最重要的病理表現(xiàn)，也是RA區(qū)別于其他關節(jié)炎的重要特征。血管翳形成導致軟骨和骨破壞及關節(jié)重塑，最終導致關節(jié)畸形、功能喪失。而血管形成則是產生和維持RA血管翳的重要標志，它增強了血管翳的侵襲性，并同時促進血管翳形成，導致軟骨和骨破壞，在RA的侵蝕和破壞過程中發(fā)揮了重要的作用，且血管形成在RA病程的早期便開始作用并貫穿整個病程[2]。因此，觀察新生血管形成對于RA的早期診斷、活動性判斷、療效觀察和預后判斷均有重要意義[3]。但到目前為止仍沒有較好的早期診斷RA的方法。

近年來隨著分子影像學技術的發(fā)展，利用整合素αvβ3在腫瘤新生血管內皮細胞中高表達的特性，用99Tcm標記精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arginine-Glycine-Aspartic，RGD）的多肽，能特異地與細胞整合素αvβ3配體結合并通過SPECT在體檢測新生血管，目前多項研究證實該方法是一種靈敏度高和特異性好的方法[4-5]。由此推測99Tcm-3PRGD2（其中，P為聚乙二醇）SPECT可能在體顯示RA的新生血管（滑膜血管翳）。如果這種方法可行，將為RA早期診斷和篩選靶向治療藥物開辟新的方法。

1 RGD與RA滑膜新生血管形成

RGD是含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸的多肽，研究證實它是骨橋蛋白的生物學活性物質，RGD是一種多功能的細胞外基質蛋白，被認為是一種促炎因子，其參與多種生物學過程，包括免疫調節(jié)、信號轉導、傷口愈合、組織修復、骨的再吸收、動脈粥樣硬化的形成和腫瘤的發(fā)生等。

研究顯示通過RGD與細胞表面的整合素受體結合，可以介導細胞的多種生理功能[6-7]。整合素為細胞黏附分子家族的重要成員之一，是廣泛分布于細胞表面的跨膜糖蛋白受體，主要介導細胞與細胞、細胞與細胞外基質之間的相互黏附，并介導細胞與細胞外基質之間的雙向信號傳導，對細胞的黏附、增殖、分化、轉移、凋亡起著重要的調控作用。這條通路在RA發(fā)病中起著重要作用，近年來研究發(fā)現(xiàn)，RA患者滑膜組織獲得的CD4+滑膜T細胞中RGDmRNA有很高的表達量，主要分布在受侵關節(jié)軟骨的血管翳上，提示它與RA滑膜血管增生相關，而在正常關節(jié)和骨關節(jié)炎滑膜中無整合素αvβ3的表達[8]。整合素αvβ3抗體可以促進新生血管內皮細胞凋亡，從而阻斷血管增生[9]。

RGD在增殖的血管內皮細胞、新生血管內皮細胞、成骨細胞、破骨細胞、激活的巨噬細胞、部分嗜中性粒細胞和某些腫瘤細胞表面（成神經細胞瘤、骨肉瘤、成膠質細胞瘤、乳腺癌等）均高表達，而在已存在的血管和正常組織中或在靜止的沒有激活的血管內皮細胞上幾乎不表達[10]。RGD不僅在RA的滑膜細胞和軟骨細胞中高表達，在RA骨損傷部位的破骨細胞中均可見RGD及整合素αvβ3的高表達[11]。RA的血管翳中的活化破骨細胞RGD與破骨細胞表面的整合素αvβ3結合以調節(jié)破骨細胞的骨再吸收，因而RGD在RA的發(fā)病進程中起著重要的作用[12]。

RGD可增強巨噬細胞釋放IL-2、IL-12、γ干擾素等，并通過與整合素αvβ3和αvβ5相互作用，發(fā)揮細胞黏附、遷移和免疫調節(jié)等多種功能[13]。在RA患者炎癥發(fā)生和組織修復過程中，活化的巨噬細胞、粒細胞、T淋巴細胞入侵滑膜細胞及關節(jié)軟骨細胞可以促使RGD分泌增加。

另外，有許多促進血管增生的細胞因子，如血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、堿性成纖維細胞生長因子及TNF，是通過RGD與整合素αvβ3結合介導或協(xié)同促進血管增生的。研究發(fā)現(xiàn)整合素αvβ3介導的內皮細胞與細胞外基質之間的黏附對血管內皮生長因子受體2（vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR-2）的激活至關重要，整合素αvβ3協(xié)同強化了VEGFA165引起的VEGFR-2的磷酸化及促有絲分裂作用，參與了VEGF-A165對VEGFR-2的完全激活[14]。研究同時發(fā)現(xiàn)，整合素αvβ3和VEGFR-2存在共同配體細胞黏附分子L1（CD171）的胞外域中的第六個免疫球蛋白（L1Ig6），即使缺乏外源性VEGFA165，L1Ig6仍可使VEGFR-2磷酸化，表明VEGFR-2和整合素αvβ3存在著緊密的關系。

更進一步的研究發(fā)現(xiàn)，阻斷RGD和整合素αvβ3結合可以抑制兔關節(jié)炎模型滑膜血管增生，緩解滑膜炎癥[15]?？诜纤卅羦β3拮抗劑可以預防和治療大鼠佐劑性關節(jié)炎[16]。把含有RGD多肽序列的整合素αvβ3拮抗劑偶聯(lián)到一個七肽上，形成異二聚體，可以促進血管內皮細胞凋亡，緩解小鼠膠原誘導性關節(jié)炎。相對于正常關節(jié)，整合素αvβ3可以高度選擇性地歸巢到炎癥關節(jié)滑膜；整合素αvβ3拮抗劑造成滑膜血管內皮細胞選擇性凋亡的程度與關節(jié)炎癥緩解的程度呈正相關，提示整合素αvβ3拮抗劑可能通過抑制血管增生來達到治療RA的作用。

RGD特異的細胞黏附功能域序列可與整合素αvβ3作用，從而促進細胞黏附和遷移，且RGD在骨質代謝及免疫系統(tǒng)中起著雙重作用。因為RGD與RA病理過程的發(fā)生、發(fā)展和預后密切相關，RGD與整合素αvβ3結合將成為一個非常有吸引力的靶點。利用RGD多肽進行SPECT（SPECT/CT）顯像或PET（PET/CT）顯像，有望用于RA的早期診斷、活動性判斷、療效觀察和預后判斷，以及篩選RA的生物靶向治療藥物。

2 RGD顯像及其初步實驗研究

自1984年Pierschbacher和Ruosluherici首次報道纖維蛋白原中含有的RGD序列為細胞的識別位點以來，RGD多肽作為潛在的示蹤劑而成為研究熱點。RGD是整合素αvβ3特異性結合的天然內源性配體，合成的外源性RGD多肽也能與整合素αvβ3特異性結合，并且可與體內含RGD模序的物質競爭結合。目前國內外已有多種放射性核素標記的RGD多肽及其衍生物作為SPECT和PET分子探針，與其他影像學手段，如X射線、MRI、99Tcm-MDP及18F-FDG相比，突出了更多靶向性的優(yōu)勢[17]，18F-低聚半乳糖-RGD、18F-AH111585（含有RGD模序）、99Tcm-maraciclatide（99Tcm-NC100692，含有RGD模序）等已先后被用于臨床研究[4-5]。最近，99Tcm-3PRGD2作為新型的99Tcm標記的RGD環(huán)肽二聚體已經在多中心臨床前肺癌研究中被證實是一種有效的整合素αvβ3受體顯像劑[18]。

目前RGD顯像已被初步應用于成神經細胞瘤、骨肉瘤、成膠質細胞瘤、乳腺癌和前列腺癌等患者中，無論對腫瘤的分子顯像還是對腫瘤的放射靶向治療都具有重要意義。Ma等[19]國內多中心研究小組將99Tcm-3PRGD2 SPECT顯像成功應用于不同病理類型肺結節(jié)的鑒別診斷。因此在使用針對整合素αvβ3的腫瘤治療藥物之前，進行SPECT或PET顯像是十分必要的。另外有研究報道整合素αvβ3特異性結合物能夠用于心肌血管生成顯像[20]；含RGD的多肽NC100692能用于小鼠后肢缺血后的血管生成顯像[21]。最近Zhu等[22]對20例類風濕患者同時進行了68Ga-PRGD2和18F-FDG PET/CT顯像，研究發(fā)現(xiàn)68Ga-PRGD2 PET/CT顯像在αvβ3高表達部位的攝取較18F-FDG顯像高，因此其在評價類風濕新生血管形成方面優(yōu)于18F-FDG顯像。筆者相信99Tcm-3PRGD2 SPECT顯像在研究RA新生血管方面將會有很好的前景。

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App lications of99Tcm-RGD for angiogenesis in early diagnosis of rheumatoid arthritis

Hao Linjun*，Wang Xuemei，Hao Jin.*Center of Health Care,Affiliated Hospital of InnerMongolia Medical University,Hohhot010050,China

Wang Xuemei,Email：wangxuemei201010@163.com

Synovial pannus formation is themost basic and important pathologicalmanifestation for rheumatoid arthritis（RA）.Thismanifestation can lead to the destruction of cartilage,bone,and joint, ultimately leading to joint deformity and loss of function.Angiogenesis plays an important role in the process of synovial pannus formation,aswell as the erosion and destruction of the pannus.Angiogenesis enhances the invasiveness of the pannus and promotes destruction of bone and cartilage.Angiogenesis began early in and throughout the course of the disease.Thus,angiogenesis should be observed for early diagnosisofRA,judgmentofactive stage,and assessmentof therapy and prognosis.To examine the change rule of RA angiogenesis,the development course and antagonists of angiogenesis should inhibit this process to determine a further theoretical basis and novel drugs for targeted therapy with99Tcmlabeled arginine-glycine-aspartic acid（Arg-Gly-Asp,RGD）peptides.These peptides demonstrate high selectivity and affinitywith the integrinαvβ3 receptor and can show angiogenesis-imaging agents via SPECT imaging in the body.

Arthritis,rheumatoid;Angiogenesis;RGD imaging

2014-07-05）

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2015.02.018

國家自然科學基金（81260224）；2013年自治區(qū)應用技術研究與開發(fā)資金項目（20130401）；內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院重大項目（NYFY ZD2012011）

010050呼和浩特，內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院保健中心（郝林軍），核醫(yī)學科（王雪梅）；010050呼和浩特，內蒙古醫(yī)科大學2013級檢驗專業(yè)（郝晉）

王雪梅（Email：wangxuemei201010@163.com）