［18F-FDG+18F-DOPA］復(fù)方制劑的制備及用于PET-CT顯像的效果

文富華?張占文?馬慧?張大可?唐剛?cè)A

【摘要】目的 探討將氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）和6-18F-L-多巴（18F-DOPA）配制成 [18F-FDG + 18F-DOPA] 復(fù)方制劑進(jìn)行正電子發(fā)射及計(jì)算機(jī)斷層掃描成像系統(tǒng)（PET-CT）顯像的效果。方法 分別合成18F-FDG及18F-DOPA，并配制成放射性活度比18F-FDG∶18F-DOPA分別為4∶6、5∶5和6∶4的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑。分別用18F-FDG、18F-DOPA及3種配比的復(fù)方制劑對Wistar大鼠進(jìn)行PET-CT顯像。結(jié)果 全自動化合成18F-FDG和18F-DOPA，產(chǎn)品質(zhì)量均達(dá)到動物和人體PET/CT顯像要求。PET-CT顯像均可見雙側(cè)紋狀體對稱性放射性攝取。紋狀體與腦皮質(zhì)比值分別為：1.08（18F-FDG）、1.35（18F-DOPA）、1.33（18F-FDG∶18F-DOPA=5∶5）、1.44（18F-FDG∶18F-DOPA=4∶6）、1.16（18F-FDG∶18F-DOPA=6∶4）。結(jié)論 從紋狀體與腦皮質(zhì)比值及PET-CT顯像效果可以看出[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑中18F-FDG∶18F-DOPA為4∶6的制劑最為理想。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果為進(jìn)一步開展模型鼠顯像提供了基礎(chǔ)，[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑的應(yīng)用價值有待進(jìn)一步研究。

【關(guān)鍵詞】氟代脫氧葡萄糖;6-18F-L-多巴;復(fù)方制劑;

正電子發(fā)射及計(jì)算機(jī)斷層掃描成像系統(tǒng)顯像

氟代脫氧葡萄糖（18F-FDG）是臨床應(yīng)用最廣泛的正電子藥物，在臨床腫瘤診斷中，不僅用于鑒別病灶的良惡性，而且可以用于腫瘤分期、制定放射及化學(xué)治療方案、尋找原發(fā)病灶等[1-9]。但18F-FDG還存在特異性差、某些腫瘤細(xì)胞不攝取以及炎癥細(xì)胞與良性組織也有攝取等問題，容易造成假陽性和假陰性[10-13]。18F-FDG用于帕金森病的鑒別診斷假陽性及假陰性率較高，甚至有研究者認(rèn)為帕金森病患者腦各部分葡萄糖代謝率與正常者無差異[14]。6-18F-L-多巴（18F-DOPA）是診斷帕金森病和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤較為理想的正電子發(fā)射及計(jì)算機(jī)斷層掃描成像系統(tǒng)（PET-CT）顯像劑。隨著PET的興起和發(fā)展，18F-DOPA逐漸替代18F-FDG成為診斷帕金森病和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤較為理想的PET顯像劑。聯(lián)合18F-FDG和18F-DOPA可以提高帕金森病的檢出率及準(zhǔn)確率。但是，聯(lián)合使用多種示蹤劑顯像不僅需要分次制備不同PET藥物，而且需要多次顯像。多次顯像不但操作繁瑣、耗時、耗資，而且會增加患者和工作人員放射性照射劑量[15]。若將18F-FDG和18F-DOPA制成復(fù)方分子探針，既可以省時省力、減輕患者經(jīng)濟(jì)壓力、減少工作人員放射性照射劑量，又可顯著增加與靶分子結(jié)合位點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)多種腫瘤和帕金森病同時診斷，提高檢測的靈敏度和特異度，達(dá)到功能互補(bǔ)和配伍作用。因此，唐剛?cè)A[16-17]提出了復(fù)方探針的概念，為放射性藥物的發(fā)展開辟了新路徑。在本研究中，筆者旨在探討將18F-FDG與18F-DOPA配制成復(fù)方制劑進(jìn)行PET顯像，實(shí)現(xiàn)一次性注射、掃描、讀片及針對多靶點(diǎn)顯像的效果。

材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動物、主要儀器與試劑

Wistar大鼠，體質(zhì)量280 ～ 350 g，雄性，5只，7 ～ 8周齡，大鼠來源：云南朋悅實(shí)驗(yàn)動物繁育有限公司，許可證號SCXK （魯） 2014-0007。

回旋加速器（Cyclone 10/5， 比利時 IBA 公司）;多功能合成儀（ALLINONE，比利時Trasis），內(nèi)置半制備HPLC（Waters SunFire C18 OBD 10×250 mm， 5 μm）;放射性活度計(jì)（RC-15R，美國Capintec 公司）;高效液相色譜儀（1 200 Series，美國Agilent公司），XDB-C18分析柱（4.6×150 mm，5 μm）;小動物PET-CT（microPET-CT）成像系統(tǒng)Inveon microPET-CT （Siemens公司）;18F-FDG試劑盒及卡比多巴（德國ABX公司）;18F-DOPA試劑盒（比利時Trasis公司）。本研究通過中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)倫理委員會批準(zhǔn)（批號no.2016.057），試驗(yàn)中對大鼠的處置依據(jù)中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)倫理委員會批準(zhǔn)的程序進(jìn)行。

二、實(shí)驗(yàn)方法

1. 18F-FDG的制備

以三氟甘露糖為前體，進(jìn)行親核氟化，氫氧化鈉水解兩步反應(yīng)，再依次經(jīng)SCX柱、Al2O3和C-18小柱中和及純化分離合成18F-FDG。18F-FDG注射液經(jīng)澄清度、pH值、K222含量、乙腈含量、化學(xué)純度、放射化學(xué)純度、無菌檢測、內(nèi)毒素檢測和異常毒性實(shí)驗(yàn)等質(zhì)量檢測。

2. 18F-DOPA的制備

以3，4-二甲氧基-6-硝基苯乙醛為前體，經(jīng)氟化反應(yīng)、還原反應(yīng)、碘代反應(yīng)、烷基化反應(yīng)和水解反應(yīng)5步合成18F-DOPA，再經(jīng)半制備HPLC純化分離及注射液調(diào)配，最終得到18F-DOPA注射液，具體操作步驟參考文獻(xiàn)[18]。18F-DOPA注射液經(jīng)澄清度、pH值、K222含量、甲醇含量、乙醇含量、二氯甲烷含量、二甲基甲酰胺含量、化學(xué)純度、放射化學(xué)純度、無菌檢測、內(nèi)毒素檢測和異常毒性實(shí)驗(yàn)等質(zhì)量檢測。

3. [18F-FDG +18F-DOPA]復(fù)方制劑的制備

在活度計(jì)監(jiān)測下定量抽取一定放射性活度的18F-FDG注射液和18F-DOPA注射液分別配制成放射性活度比為4∶6、5∶5和6∶4的復(fù)方制劑（圖1），并經(jīng)高效液相色譜法（HPLC）測定，HPLC分析條件：梯度洗脫，0 ～ 8 min，0.1%三氟乙酸的乙腈溶液/0.1%三氟乙酸的水溶液：2/98 ～ 10/90，流速為1 ml/min。

4. 18F-FDG microPET-CT顯像

Wistar大鼠提前禁食4 ～ 6 h， 用10%水合氯醛麻醉（3.5 ml/kg），尾靜脈注射18F-FDG（50 ～ 70 MBq/kg），60 min后行頭部PET-CT掃描。經(jīng)衰減校正后，迭代重建，獲得橫斷面、矢狀面、冠狀面斷層圖像。

5.18F-DOPA microPET-CT顯像

Wistar大鼠提前禁食4 ～ 6 h，腹腔注射卡比多巴（10 mg/kg），30 ～ 60 min后，用10%水合氯醛麻醉（3.5 ml/kg），尾靜脈注射18F-DOPA（108 ～ 151 MBq/kg），100 min后行頭部PET-CT掃描。經(jīng)衰減校正后，迭代重建，獲得橫斷面、矢狀面、冠狀面斷層圖像。

6.[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑 microPET-CT顯像

Wistar大鼠提前禁食4 ～ 6 h，腹腔注射卡比多巴（10 mg/kg），30 ～ 60 min后，10%水合氯醛麻醉（3.5 ml/kg），分別取3種配比的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑（100 ～ 150 MBq/kg）進(jìn)行尾靜脈注射，100 min后行頭部PET-CT掃描。經(jīng)衰減校正后，迭代重建，獲得橫斷面、矢狀面、冠狀面斷層圖像。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用Graphpad prism 6.0分析數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)資料以百分率表示，計(jì)量資料以表示。

結(jié)果

一、18F-FDG的放化合成

以18F-為原料經(jīng)兩步反應(yīng)合成18F-FDG，共耗時26 min，校正放化產(chǎn)率為（75.1± 3.4）%（n=10）。18F-FDG注射液放化純度>98%，無色澄明，pH約6.5，其它檢測指標(biāo)均符合中國藥典2015版規(guī)定[19]。見圖2A。

二、18F-DOPA 的放化合成

以18F-為原料經(jīng)兩步反應(yīng)合成18F-DOPA，共用時80 min，校正放化合成產(chǎn)率（63.1±3.8）%（n=10）。18F-DOPA注射液放化純度>98%，無色澄明，pH約5.0，其它檢測指標(biāo)均符合美國藥典規(guī)定[20]。見圖2B。

三、[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑

不同比值的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑配制完成后以HPLC峰面積進(jìn)行放射性比值驗(yàn)證，見圖2C～E。

四、microPET-CT顯像

正常Wistar大鼠18F-FDG、18F-DOPA、[18F-FDG + 18F-DOPA]（4∶6）復(fù)方制劑、[18F-FDG + 18F-DOPA]（5∶5）復(fù)方制劑、[18F-FDG + 18F-DOPA]（6∶4）復(fù)方制劑 microPET-CT顯像結(jié)果見圖3，雙側(cè)紋狀體見對稱性放射性攝取。紋狀體與腦皮質(zhì)攝取比值分別為：1.08（18F-FDG）、1.35（18F-DOPA），[18F-FDG + 18F-DOPA] （6∶4） 復(fù)方制劑則為1.33（18F-FDG∶18F-DOPA=5∶5）、1.44（18F-FDG∶18F-DOPA=4∶6）、1.16（18F-FDG∶18F-DOPA=6∶4）。

討論

18F-FDG作為重要的PET-CT診斷藥物，其生產(chǎn)已常規(guī)化。筆者以IBA模塊及其配套試劑盒自動化生產(chǎn)18F-FDG，產(chǎn)率可高達(dá)（75.1±3.4）%。18F-DOPA合成步驟多、工藝復(fù)雜，國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道的產(chǎn)率均不理想，且為手動標(biāo)記。但國外已有較為成熟的18F-DOPA自動生產(chǎn)工藝，且18F-DOPA已被美國藥典收錄。本單位采用進(jìn)口的Trasis公司生產(chǎn)的ALLINONE模塊自動化生產(chǎn)18F-DOPA，產(chǎn)率可達(dá)（63.1 ± 3.8） % （n=10），為18F-DOPA及[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑應(yīng)用于動物實(shí)驗(yàn)及臨床提供了研究基礎(chǔ)。在活度計(jì)監(jiān)測下定量抽取18F-FDG和18F-DOPA，并混勻，簡單快捷地配制 [18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑。從HPLC分析圖（圖2）可知，[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑在生理鹽水或生理緩沖液中不會相互反應(yīng)和相互作用，同時，從放射性峰面積比值可以得知復(fù)方制劑各成分放射性配比的檢測結(jié)果與預(yù)期配比相符合。

18F-FDG顯像可以清晰顯示正常紋狀體，同時腦皮質(zhì)攝取率較高;18F-DOPA顯像不但紋狀體清晰可見，且腦皮質(zhì)不顯影;放射性活度比為4∶6的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑PET-CT顯像效果最為理想，不但紋狀體邊顯示界清晰，同時腦皮質(zhì)攝取率較高，達(dá)到了將18F-FDG和18F-DOPA PET-CT圖融合的效果，與本文研制復(fù)方制劑目標(biāo)相符合;放射性活度比為6∶4的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑PET-CT顯像效果最差，紋狀體與腦皮質(zhì)邊界比較模糊，而5∶5的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑PET-CT顯像效果介于以上2種復(fù)方制劑之間。初步評估[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑應(yīng)用于多靶點(diǎn)PET-CT顯像是可行的，從其圖像融合效果可以預(yù)期同時進(jìn)行腦部及全身多腫瘤及帕金森病、神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤等多靶點(diǎn)顯像，可以彌補(bǔ)18F-FDG 或 18F-DOPA單體顯像劑的不足。但是動物模型復(fù)方探針顯像及其作用機(jī)制等有待進(jìn)一步深入的研究。

用自產(chǎn)的18F-FDG注射液和18F-DOPA注射液配制不同配比的[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑，經(jīng)檢驗(yàn)比值準(zhǔn)確，符合要求。進(jìn)行[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑的Wistar大鼠PET-CT顯像，結(jié)果顯示配比為4∶6的復(fù)方制劑顯像效果最佳，既可清晰顯示紋狀體，又可利用18F-FDG的特性進(jìn)行相關(guān)診斷，實(shí)現(xiàn)2種示蹤劑復(fù)方多靶點(diǎn)顯像。初步的動物顯像評估為進(jìn)行下一步的模型鼠顯像提供了研究基礎(chǔ)，[18F-FDG + 18F-DOPA]復(fù)方制劑的應(yīng)用價值有待更進(jìn)一步的探討。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2018-08-10）

（本文編輯：洪悅民）