18F-Fallypride的比活度對多巴胺D2受體顯像的影響

慕長萍，李　康，周紹權(quán)，王　燕，唐玲玲，張珍珍，楊　敏

(1.重慶市人民醫(yī)院 放射科，重慶　400013；2.無錫米度生物技術(shù)有限公司，江蘇 無錫　214063；3.江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所 衛(wèi)生部核醫(yī)學(xué)重點實驗室，江蘇 無錫　214063)

?

18F-Fallypride的比活度對多巴胺D2受體顯像的影響

慕長萍1，李康1，周紹權(quán)1，王燕2，唐玲玲2，張珍珍2，楊敏3

(1.重慶市人民醫(yī)院 放射科，重慶400013；2.無錫米度生物技術(shù)有限公司，江蘇 無錫214063；3.江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所 衛(wèi)生部核醫(yī)學(xué)重點實驗室，江蘇 無錫214063)

摘要：采用親核反應(yīng)制備18F-Fallypride。將不同濃度的19F-Fallypride與18F-Fallypride混勻模擬比活度變化，經(jīng)尾靜脈注射正常小鼠(3.7 MBq)后10 min行Micro PET顯像，勾畫紋狀體為感興趣區(qū)域，計算其攝取18F-Fallypride的變化。結(jié)果表明，各組紋狀體攝取18F-Fallypride的量隨比活度降低而降低，攝取值與19F-Fallypride的濃度對數(shù)呈S型曲線變化。18F-Fallypride的比活度不低于1.35 PBq/mol時，可保證18F-Fallypride PET顯像的準(zhǔn)確性。結(jié)果可見，18F-Fallypride比活度是多巴胺D2受體顯像的重要影響因素。

關(guān)鍵詞：18F-Fallypride；Micro PET；紋狀體；比活度

研究表明[6-7]，苯甲酰胺類化合物(Raclopride、Epidepride及Fallypride等)是多巴胺D2受體的配體，具有選擇性好、親和力強等特點，是多巴胺D2受體理想PET顯像劑。其中，18F標(biāo)記的(s)-(-)-N-(1-烯丙基吡咯烷-2-氨基甲基)-5-(3-氟)-2,3-二甲氧基苯甲酰胺(Fallypride)相比于其他苯甲酰胺類顯像劑具有腦攝取值高，與多巴胺D2受體的結(jié)合不受內(nèi)源多巴胺的影響等優(yōu)勢而應(yīng)用廣泛[8-9]。多巴胺D2受體示蹤劑18F-Fallypride已用于神經(jīng)系統(tǒng)類疾病，如精神分裂癥、癲癇、抽動穢語綜合征和興奮劑成癮等[10]的臨床前和臨床研究。但類似受體示蹤劑PET顯像存在受體占位問題，示蹤劑的比活度對顯像質(zhì)量影響很大，目前未見18F-Fallypride比活度對多巴胺D2受體顯像影響的文獻(xiàn)報道。本文利用不同濃度的19F-Fallypride與制備純化后的示蹤劑18F-Fallypride混勻模擬比活度的變化，正常小鼠經(jīng)靜脈注射后行Micro PET顯像，考察不同比活度對紋狀體攝取放射性物質(zhì)18F-Fallypride的影響，為利用18F-Fallypride進(jìn)行疾病和藥效研究的方法學(xué)提供依據(jù)。

1實驗材料

1.1主要儀器

Sumitomo HM-7型醫(yī)用回旋加速器：日本住友；18F-FDG專用合成模塊：北京派特；Mini-Scan TLC薄層放射性掃描儀：美國Bio SCAN公司； CURIEMENTOR 3型活度計：德國PTW公司； AC 210S型電子天平：德國Sartorius公司；A10超純水系統(tǒng)：美國Millipore公司；1525系列分析型高效液相色譜儀：美國Waters公司；2545系列半制備型高效液相色譜儀：美國Waters公司；Agilent 5TC-C18(2)色譜柱：美國Agilent公司。

1.2主要試劑

18F-Fallypride前體和19F-Fallypride標(biāo)準(zhǔn)品：均由江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所分子影像中心提供；C18柱：美國 Waters公司；CM柱：美國 Waters公司；QMA柱：美國 Waters公司；18O水：上海化工研究院；乙腈：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；碳酸鉀：國藥集團化學(xué)試劑有限公司；Kryptofix 222(K2.2.2)：美國Sigma公司。

1.3實驗動物

24只ICR(institute of cancer research)小鼠，雌雄各半，18～22 g，動物許可證號碼：SCXK(滬)2012-0002，購自上海斯萊克實驗動物有限公司。

2實驗方法

2.118F-Fallypride制備及比活度測定

根據(jù)文獻(xiàn)方法[6，11]制備示蹤劑18F-Fallypride，具體步驟如下：加速器生產(chǎn)的18F離子傳出后吸附于QMA柱上，用K2.2.2/K2CO3洗脫于反應(yīng)管，干燥；再加入乙腈，干燥后加入4 mg Fallypride前體90 ℃反應(yīng)20 min；完成后加入8 mL 水，通氣攪拌1 min。反應(yīng)液經(jīng)C18柱初步純化除去氟離子后用10 mL水洗C18柱，再用1 mL乙醇洗C18柱，得到濃縮的18F-Fallypride，初產(chǎn)品再經(jīng)半制備型HPLC進(jìn)一步制備純化，與標(biāo)準(zhǔn)品19F-Fallypride對照，收集相應(yīng)保留時間的流出液，得到滿足顯像要求的18F-Fallypride示蹤劑。

HPLC分析檢測方法如下：色譜柱為Agilent 5TC-C18(2) 250 mm×4.6 mm分析柱，Waters2545泵，紫外檢測器(λ=254 nm)，流動相A為含0.1%甲酸的水溶液；B含甲醇。梯度洗脫從1 min的70%A和30%B減少到10 min的40%A和60%B，再從15 min的40%A和60%B增加到18 min的70%A和30%B，流速為1 mL/min，柱溫(30±0.5) ℃。

示蹤劑18F-Fallypride比活度用HPLC方法檢測：將19F-Fallypride 配置成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，取一定體積標(biāo)準(zhǔn)溶液用HPLC方法檢測其紫外吸收，以Fallypride的量為橫坐標(biāo)，紫外吸收強度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取3.7 MBq(100 μL)18F-Fallypride ，加入100 μL，濃度分別為0、0.1 mg/L、0.5 mg/L、10 mg/L、100 mg/L、500 mg/L、5 g/L和100 g/L的19F-Fallypride，同樣HPLC條件分析，根據(jù)其紫外吸收情況由標(biāo)準(zhǔn)曲線計算確定Fallypride的量。按如下公式計算比活度。

比活度=放射性活度/Fallypride的量

2.2Micro PET顯像

24只正常ICR小鼠隨機分為8組，每組3只。每只ICR小鼠尾靜脈注射200 μL19F-Fallypride和18F-Fallypride的混合溶液，注射劑量為每只3.7 MBq，進(jìn)行Micro PET掃描和數(shù)據(jù)處理。

2.2.118F-Fallypride顯像

ICR小鼠于Micro PET掃描前稱重，利用異氟烷-氧氣混合氣體(1.5%)麻醉待掃描小鼠，固定于Micro PET掃描床上。根據(jù)文獻(xiàn)報道[12]，ICR小鼠在尾靜脈注射顯像劑18F-Fallypride 10 min后紋狀體攝取達(dá)峰值且處于穩(wěn)定階段，故選擇注射示蹤劑10 min后行Micro PET掃描顯像：層厚0.78 mm，矩陣128×128，采集時間10 min，采集能窗350～650 keV。

2.2.2數(shù)據(jù)處理

18F-Fallypride 的Micro PET掃描圖像采用OSEM-3D迭代重建，迭代2次，掃描儀自帶軟件ASIProVM勾畫紋狀體為感興趣區(qū)，根據(jù)如下公式計算各組ICR小鼠每克紋狀體組織的百分注射劑量率(%ID/g)。

%ID/g=

統(tǒng)計學(xué)分析用SPSS19.0軟件。

3結(jié)果與討論

3.118F-Fallypride制備及比活度測定

19F-Fallypride標(biāo)準(zhǔn)品的紫外譜圖及18F-Fallypride的放射性譜圖示于圖1，由圖1可以看出，標(biāo)準(zhǔn)對照品的保留時間為9.57 min，18F-Fallypride保留時間為9.60 min，兩者保留時間相差不超過±5%，產(chǎn)物18F-Fallypride的放化純度>99%。

100 μL濃度為0、0.1 mg/L、0.5 mg/L、10 mg/L、100 mg/L、500 mg/L、5 g/L和100 g/L的19F-Fallypride加入到100 μL，活度為3.7 MBq的18F-Fallypride溶液中，比活度結(jié)果列于表1。

3.2Micro PET顯像

以標(biāo)準(zhǔn)品19F-Fallypride濃度的對數(shù)為橫坐標(biāo)，以各組紋狀體攝取18F-Fallypride的放射性攝取值為縱坐標(biāo)變化趨勢圖示于圖2。由圖2可見，隨著標(biāo)準(zhǔn)品19F-Fallypride濃度的增大，各組紋狀體18F-Fallypride攝取值逐漸降低，并呈S型曲線變化。由此可推知顯像劑18F-Fallypride的比活度應(yīng)該不低于S型曲線前部分平臺期的拐點(即標(biāo)準(zhǔn)品19F-Fallypride的注射濃度為10 mg/L)，此時18F-Fallypride的比活度是1.35 PBq/mol，即18F-Fallypride的比活度大于1.35 PBq/mol時才適合用于紋狀體Micro PET顯像。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)品19F-Fallypride的紫外譜圖(a)及18F-Fallypride的放射性譜圖(b)Fig.1　The UV spectrum of standard19F-Fallypride (a) and the radioactive spectrum of18F-Fallypride (b)

19F-Fallypride濃度/(mg·L-1)18F-Fallypride比活度/(TBq·mol-1)放射性攝取率/(%ID·g-1)0.004.40×1056.58±0.420.101.35×1054.65±0.281)0.502.70×1044.64±0.191)10.001.35×1034.20±0.171)100.00134.852.15±0.091)0.50×1035.390.76±0.041)5.00×1032.700.40±0.031)1.00×1050.130.37±0.031)

注：1) 與經(jīng)制備純化的18F-Fallypride，比活度4.40×105TBq/mol(未添加19F-Fallypride改變其比活度)相比，存在極顯著差異，P<0.001

圖2　不同標(biāo)準(zhǔn)品濃度下紋狀體攝取趨勢圖Fig.2　The curve of striatum uptake18F-Fallyprideat different concentration of standard19F-Fallypride

比活度為440 PBq/mol的18F-Fallypride PET顯像顯示紋狀體上放射性物質(zhì)濃聚高，輪廓清晰，形狀飽滿(圖3a)，注射后10 min攝取值達(dá)(6.58±0.42) %ID/g。隨著19F-Fallypride劑量增加，18F-Fallypride比活度逐漸降低，紋狀體攝取放射性物質(zhì)的濃聚越來越低。當(dāng)比活度為134.85 TBq/mol的情況下，紋狀體攝取已不清晰(圖3d)，攝取值降為(2.15±0.09) %ID/g；當(dāng)比活度降為5.39 TBq/mol以下時紋狀體上已無放射性的特異性濃聚。各組放射性攝取率(%ID/g)列于表1。

圖3　各組Micro PET掃描圖Fig.3　The micro PET images of each group

4結(jié)論

19F-Fallypride對紋狀體攝取18F-Fallypride有競爭抑制作用，隨著示蹤劑比活度逐漸降低，紋狀體攝取放射性物質(zhì)18F-Fallypride的攝取率也逐漸降低。主要是由于多巴胺D2受體與Fallypride特異性結(jié)合，且這種受體與配體的結(jié)合存在飽和情況，如當(dāng)比活度降低至5.39 TBq/mol及以下時，19F-Fallypride與紋狀體多巴胺D2受體結(jié)合已達(dá)到飽和，此時紋狀體上已無明顯放射性物質(zhì)18F-Fallypride攝取。因此，用示蹤劑18F-Fallypride進(jìn)行多巴胺D2受體PET顯像時，比活度不能低于1.35 PBq/mol。本研究可為18F-Fallypride Micro PET掃描評價以紋狀體D2受體為靶點的神經(jīng)藥物的藥效提供方法學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉榴,鄭洪波,黃雄,等. 多巴胺D2受體基因C957T多態(tài)性與抑郁癥的關(guān)系[J]. 廣東醫(yī)學(xué),2013,34(21)：3 292-3 293.

Liu Liu, Zheng Hongbo, Huang Xiong, et al. The relationship between C957T of dopamine D2receptor gene polymorphism and the depression[J]. Guangdong Medical Jornal, 2013, 34(21): 3 292-3 293(in Chinese).

[2]Zeng C, Yang Z, Wang Z, et al. Interaction of AT1 and D5dopamine receptors in renal pro-ximal tubule cells[J]. Hypertension, 2005, 45: 804-810.

[3]Wiemerslage L, Schultz B J, Ganguly A, et al. Selective degeneration of dopaminergic neurons by MPP(+) and its rescue by D2autoreceptors in Drosophila primary culture[J]. Journal of Neurochem, 2013, 126(4): 529-540.

[4]Gerfen C R, Engber T M, Mahan L C, et al. D1and D2dopamine receptor-regulated gene expression of striatonigral and striatopallidal neurons[J]. Science, 1990, 250(4986): 1 429-1 432.

[5]Augood S J, Faull R L, Emson P C. Dopamine D1and D2receptor gene expression in the striatum in Hunting’s disease[J] . Annals of Neurology, 1997, 42(2): 215-221.

[6]楊敏，潘棟輝，徐宇平，等. 苯甲酰胺類多巴胺D2受體顯像劑18F-Fallypride 的制備和生物分布[J]. 核技術(shù)，2008，31(5)：360-365.

Yang Min, Pan Donghui, Xu Yuping, et al. Preparation of dopamine D2receptor imaging agent18F-Fallypride and biodistribution study in mice[J]. Nuclear Techniques, 2008, 31(5): 360-365(in Chinese).

[7]邊艷珠，張錦明，劉懷軍，等. 帕金森病模型猴11C-Raclopride 多巴胺D2受體PET腦顯像[J]. 中華核醫(yī)學(xué)雜志，2005，25：146-148.

Bian Yanzhu, Zhang Jinming, Liu Huaijun, et al. PET studies of dopamine D2receptors in subclinical and clinical bemi-parkinsonism monkeys with11C-Raclopride[J]. Chinese Journal of Nuclear Medcine, 2005, 25: 146-148(in Chinese).

[8]Roberts A D, Moore C F, Dejesus O T, et al. Prenatal stress, moderate fetal alcohol, and dopamine system function in rhesus monkeys[J]. Neurotoxicol Teratol, 2004, 26: 169-178.

[9]Guzey C, Allard P, Brannstrom T, et al. Radioligand binding to brain dopamine and serotonin receptors and transporters in Pakinson’s disease: relation to gene polymorphisms[J]. International Journal of Neuroscience, 2012, 122(3): 124-132.

[10]許飛，楊敏，徐宇平，等.18F-Fallypride新型多巴胺受體顯像劑在腦神經(jīng)疾病研究中的臨床應(yīng)用[J]. 中國優(yōu)生與遺傳雜志，2009，17(7)：129-131.

Xu Fei, Yang Min, Xu Yuping, et al.18F-Fallypride-new dopamine receptor imaging agent Clinical Application[J]. Chinese Journal of Birth &Heredity, 2009, 17(7): 129-131(in Chinese).

[11]楊敏.18F-Fallypride：一種多巴胺D2受體PET顯像劑[J].國外醫(yī)學(xué)：放射醫(yī)學(xué)核醫(yī)學(xué)分冊, 2003，27(6)：259-262.

Yang Min.18F-Fallypride: an excellent dopamine D2receptor imaging agent for PET[J]. Foregin Medical Sciences (Section of Radiation Medicine and Nuclear Medicine), 2003, 27(6): 259-262(in Chinese).

[12]楊敏，徐宇平，潘棟輝，等.18F-Fallypride的自動化合成與小動物PET顯像[J].中華核醫(yī)學(xué)雜志，2008，28(4)：223-226.

Yang Min, Xu Yupin, Pan Donghui, et al. Synthesis and small-animal of18F-Fallypride[J]. Chinese Journal of Nuclear Medicine, 2008, 28(4): 223-226(in Chinese).

The Specific Activity of18F-Fallypride Effect on Dopamine D2Receptor Imaging

MU Chang-ping1, LI Kang1, ZHOU Shao-quan1, WANG Yan2,TANG Ling-ling2, ZHANG Zhen-zhen2, YANG Min3

(1.ChongqingPeople’sHospitalDepartmentofRadiology,Chongqing400013,China;2.WuxiMi-troBiotechnologyCo.LTD,Wuxi214063,China;3.JiangsuInstituteofNuclearMedicine,StateKeyLaboratoryofNuclearMedicine,Wuxi214063,China)

Abstract:To study the specific activity requirement of18F-Fallypride for dopamine D2receptor PET imaging,18F-Fallypride was prepared by nucleophilic reaction and purified by HPLC. The specific activity was measured. Different concentrations of19F-Fallypride and18F-Fallypride (3.7 MBq) were mixed to simulate the specific activity. After the mixture was intravenous injected into normal mice 10 min, Micro PET was carried out, and then the uptake of18F-Fallypride in striatum was analyzed. The striatum uptake of18F-Fallypride decreased when the specific activity decreased, and the uptake value with the log concentration of19F-Fallypride exhibited S-shaped curve. Based on these,18F-Fallypride can be used for striatum Micro PET imaging with the specific activity no less than 1.35 PBq/mol. The specific activity is an important factor in the18F-Fallypride dopamine D2receptor imaging.

Key words：18F-Fallypride; Micro PET; striatum; specific activity

收稿日期：2015-11-04;修回日期：2016-02-02

基金項目：十二五重大新藥專項(2012ZX09505-001-001)；江蘇省醫(yī)學(xué)重點人才項目(RC2011095)；333工程資助(BRA2015476)；重慶市科委基礎(chǔ)與前沿研究計劃項目(cstc2014jcyjA10120)；重慶市衛(wèi)計委醫(yī)學(xué)科研計劃項目(2012-2-187，20142089)

作者簡介：慕長萍(1971—)，女，重慶人，副主任護(hù)師，主要從事醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究

中圖分類號：TL364.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-7512(2016)02-0071-05

doi：10.7538/tws.2016.29.02.0071