放射性核素標(biāo)記的小分子FAP抑制劑的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉敬如，芮建中，朱 虹

(1.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210002；2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 臨床藥學(xué)科，江蘇 南京 210002)

惡性腫瘤一般增殖迅速，易發(fā)生轉(zhuǎn)移，還會(huì)產(chǎn)生有害因子破壞正常組織器官的結(jié)構(gòu)和功能，使機(jī)體功能失調(diào)進(jìn)而威脅生命。雖然不同類型腫瘤的發(fā)生部位、細(xì)胞分化程度和轉(zhuǎn)移程度都不同，但通過(guò)免疫組化染色證明在超過(guò)90%的人類上皮癌活性基質(zhì)纖維細(xì)胞中都檢測(cè)到成纖維細(xì)胞活化蛋白(fibroblast activation protein, FAP)的高表達(dá)，如卵巢癌、胃癌、乳腺癌和胰腺癌等[1-5]。然而，F(xiàn)AP在正常組織和良性腫瘤中一般并不表達(dá)[6]。特殊情況下FAP在正常組織中的表達(dá)僅限于：(1) 部分胰腺內(nèi)分泌細(xì)胞中可見(jiàn)；(2) 愈合傷口的肉芽組織中短暫可見(jiàn)；(3) 在慢性炎癥和細(xì)胞纖維化相關(guān)疾病中可見(jiàn)，如風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和肺纖維化等[7]。以上研究表明，F(xiàn)AP可作為腫瘤早期預(yù)防診治的特異性靶標(biāo)，采用放射性核素標(biāo)記FAP抑制劑作為活體分子功能影像診斷和核素靶向治療對(duì)臨床上腫瘤的診治具有重大意義。

FAP是一種屬于脯氨酸寡肽酶家族的Ⅱ型跨膜絲氨酸蛋白酶，常見(jiàn)形式為95 kDa的無(wú)活性單體或相對(duì)分子質(zhì)量為170 kDa的有活性同型二聚體，具有二肽基肽酶和內(nèi)肽酶活性[8-10]。作為二肽基肽酶家族主要成員之一，F(xiàn)AP 不僅與同家族的二肽基肽酶Ⅳ(dipeptidyl peptidases Ⅳ, DPP-Ⅳ)具有相同的結(jié)構(gòu)域，且在完整的氨基酸序列中有48%的相同氨基酸，但FAP具有獨(dú)特膠原酶活性，可以裂解明膠、變性的Ⅰ型膠原和Ⅳ型膠原[11]，DPP-Ⅳ則不具備。盡管如此，在設(shè)計(jì)FAP抑制劑時(shí)仍要考慮靶向選擇性，避免FAP抑制劑對(duì)DPP-Ⅳ的抑制活性。

目前，已有大量研究表明，F(xiàn)AP可參與多種腫瘤促生長(zhǎng)活動(dòng)，如基質(zhì)重塑、血管生成、侵襲和遷移等。腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞(cancer-associated fibroblasts, CAFs)是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分，在腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移中起著重要的作用，其主要特征是FAP的高表達(dá)。Wang等[12]研究發(fā)現(xiàn)FAP在胃癌的CAF中高表達(dá)且與胃癌的網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)(P<0.05,R2=0.273 6,P<0.05,R2=0.147 9)，而siRNA介導(dǎo)的FAP敲除則會(huì)顯著抑制人胃癌細(xì)胞系MGC-803細(xì)胞的侵襲和遷移。Chen等[13]發(fā)現(xiàn)在膠原纖維成纖維細(xì)胞的表面有一種由FAP和DPP-Ⅳ形成的復(fù)合物可以在細(xì)胞侵襲過(guò)程中與明膠結(jié)合并溶解明膠來(lái)促進(jìn)細(xì)胞遷移。Huang等[14]研究發(fā)現(xiàn)在小鼠乳腺癌移植模型中，F(xiàn)AP高表達(dá)組的腫瘤生長(zhǎng)速度和血管豐富程度遠(yuǎn)超F(xiàn)AP未表達(dá)組。綜上，鑒于FAP在腫瘤促生長(zhǎng)活動(dòng)中的重要角色，F(xiàn)AP靶向抑制劑在腫瘤診治中的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。FAP靶向抑制劑主要可分為抗體類和合成小分子類，本文主要對(duì)這兩類FAP抑制劑的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 單抗類FAP抑制劑

131I-mAbF19作為第一代FAP-單抗，與FAP具有很高的親和力[15]，然而，較大的相對(duì)分子質(zhì)量使得抗體分子在體內(nèi)的清除緩慢，導(dǎo)致本底信號(hào)高，進(jìn)而影響圖像質(zhì)量，因此131I-mAbF19沒(méi)有得到進(jìn)一步應(yīng)用[16]。Fischer等[17]將ESC11和ESC14改造為IgG1抗體并以177Lu進(jìn)行標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，二者能夠選擇性地與人和小鼠FAP結(jié)合，其親和力低于納摩爾。其中177Lu-ESC11能在黑素瘤異種移植模型中特異性攝取，可明顯延長(zhǎng)荷瘤小鼠的存活期?？梢?jiàn)，ESC11和ESC14有潛力成為靶向FAP的放射免疫偶聯(lián)物或抗體-藥物偶聯(lián)物。

2 小分子類FAP抑制劑

目前在研的FAP抑制劑多為合成類小分子，臨床尚沒(méi)有靶向FAP的腫瘤診治藥物上市。雖然當(dāng)前對(duì)小分子FAP抑制劑的抗腫瘤作用機(jī)制尚不明確，但FAP可參與多種腫瘤促生長(zhǎng)活動(dòng)，如基質(zhì)重塑、血管生成、侵襲和遷移等已經(jīng)得到證實(shí)。Cheng等[18]研究表明，抑制腫瘤細(xì)胞內(nèi)FAP的高表達(dá)會(huì)顯著促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)。Dong等[19]研究表明：Polyphyllin Ⅰ可通過(guò)下調(diào)體內(nèi)CAFs中FAP和肝細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子(hepatocyte growth factor, HGF)的表達(dá)來(lái)抑制胃癌細(xì)胞的增殖。Gunderson等[20]通過(guò)使用新型小分子抑制劑UAMC-1110結(jié)合局部放療和抗PD-1免疫治療對(duì)胰腺導(dǎo)管腺癌進(jìn)行體外研究，研究結(jié)果顯示，F(xiàn)AP缺失與抗原特異性腫瘤T細(xì)胞浸潤(rùn)能力的改善和膠原沉積的增加相關(guān)，靶向FAP或CAF的放射治療能明顯增強(qiáng)抗腫瘤T細(xì)胞浸潤(rùn)能力。但是，靶向FAP和CAF與放療結(jié)合并不會(huì)使腫瘤清除率增加而延長(zhǎng)生存期。

Val-boroPro(Talabostat, PT-100)是首個(gè)進(jìn)入臨床的小分子FAP抑制劑。臨床前研究表明，Val-boroPro對(duì)淋巴瘤、黑素瘤、肥大細(xì)胞瘤和纖維肉瘤異種移植模型中腫瘤的生長(zhǎng)均有抑制作用[21]。臨床研究表明，Val-boroPro對(duì)非小細(xì)胞肺癌、結(jié)直腸癌、腎癌、胰腺癌等多種腫瘤均有抑制作用，目前已經(jīng)進(jìn)入臨床Ⅲ期研究。但Val-boroPro不僅對(duì)FAP表現(xiàn)出明顯的抑制作用，對(duì)DPP-Ⅳ、DPP8和DPP9也具有很強(qiáng)的抑制作用[22]，這表明Val-boroPro的靶向選擇性不高，其原因在于Val-boroPro結(jié)構(gòu)中的硼酸基團(tuán)對(duì)絲氨酸蛋白酶亞家族中的S9B蛋白酶具有較強(qiáng)的親和力[23]。

Ryabtsova等[24]對(duì)PT-100進(jìn)行修飾，以親電性相對(duì)溫和的氰基取代PT-100中的硼酸基團(tuán)并保留原有的二肽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成了一系列以N—?；拾滨！?2-氰基)吡咯烷為骨架的FAP抑制劑。相較于PT-100而言，該類目標(biāo)分子不存在堿性P2-胺功能團(tuán)，因此對(duì)所有種類的二肽基肽酶均未顯示出可測(cè)量的親和力。其中化合物6、19、33～35(圖1)均表現(xiàn)出較優(yōu)異的靶向選擇性，對(duì)FAP的IC50值分別為(3.5±0.1)、(0.67±0.04)、(0.126±0.007)、(0.85±0.07)、(0.110±0.007) μmol/L，對(duì)DPP-Ⅱ和DPP-Ⅳ的IC50值均大于100 μmol/L，對(duì)DPP9的IC50值除化合物6((S)-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)苯甲酰胺)(圖1)是大于100 μmol/L外，其他幾個(gè)化合物均大于10 μmol/L。同時(shí)，本研究還系統(tǒng)地考察了N-?；先〈牟煌?-氰基吡咯烷殘基上4-位取代基的不同對(duì)選擇性及親和力的影響。構(gòu)效關(guān)系(structure activity relationship, SAR)研究顯示：(1) FAP的P3區(qū)域(預(yù)計(jì)可容納N-?；系娜〈?對(duì)取代基的剛性沒(méi)有嚴(yán)格要求，其中含有1-萘甲?；幕衔?9((S)-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)-1-萘甲酰胺)(圖1)對(duì)FAP抑制活性最為突出；(2) 在(2-氰基)吡咯烷基在的4-位以4R或4S-疊氮基、甲基、亞甲基、乙基和4R-三氟甲基等取代相比于化合物6和19(圖1)均顯示出較低的抑制活性。但在該位點(diǎn)以單氟或雙氟取代化合物33～35 (N-(2-((2S，4S)-2-氰基-4-氟吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)-1-萘甲酰胺、(S)-N-(2-(2-氰基-4,4-二氟吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)苯甲酰胺和(S)-N-(2-(2-氰基-4,4-二氟吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)-1-萘甲酰胺)(圖1)則顯示出高于該位點(diǎn)未取代的化合物更好的FAP抑制活性，其原因可能是氟原子增加了分子的親酯性；(3) 關(guān)于FAP/脯氨酰寡肽酶(prolyl oligopeptidase, PREP)選擇性問(wèn)題，PREP S1口袋中的可用空間似乎比FAP還要有限：僅在氟化化合物的情況下，引入4-取代基并不能完全消除化合物對(duì)PREP的親和力。

Jansen等[25]以PT-100和DPP-Ⅳ抑制劑Linagliptin(具有一定的FAP親和力)[26]為參考設(shè)計(jì)合成了一系列新的(2-氰基)吡咯烷類FAP抑制劑。該研究發(fā)現(xiàn)在甘氨酰側(cè)鏈部分以N-(4-喹啉基)取代的化合物7((S)-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)喹啉-4-甲酰胺)(圖1)比Ryabtsova等報(bào)道的化合物19((S)-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)-1-萘甲酰胺)(圖1)具有更高的FAP親和力(IC50=0.010 3 μmol/L vs IC50=0.67 μmol/L)。同時(shí)，他們還探索了喹啉環(huán)上SP2雜化的N原子位置的改變對(duì)FAP親和力和選擇性的影響，構(gòu)效關(guān)系研究表明N-(4-喹啉基)殘基是決定FAP親和力的關(guān)鍵基團(tuán)。目前可以確定FAP和4-喹啉基環(huán)間并非為陽(yáng)離子-π相互作用，但具體地相互作用模式未知。此外，對(duì)4-喹啉基環(huán)上取代基的位置進(jìn)行改變，發(fā)現(xiàn)當(dāng)取代基在5位時(shí)，化合物對(duì)FAP的親和力最高，如化合物25((S)-5-氯-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)喹啉-4-甲酰胺)和化合物26((S)-5-溴-N-(2-(2-氰基吡咯烷-1-基)-2-氧代乙基)喹啉-4-甲酰胺)(圖1)對(duì)FAP的IC50分別為(0.009 9±0.000 3) μmol/L和(0.011±0.000 4) μmol/L且二者對(duì)于PREP和DPP均具有很高的選擇性(SI[FAP/DPP]>103,SI[FAP/PREP]>103)。初步藥代動(dòng)力學(xué)(absorption, distribution, metabolism, excretion, ADME)實(shí)驗(yàn)表明，該類化合物具有優(yōu)異的血漿穩(wěn)定性、動(dòng)力學(xué)溶解度和logD。化合物7在小鼠血漿內(nèi)的穩(wěn)定性大于24 h，pH為7.4時(shí)，其溶解度大于200 μmol/L，logD為0.51?；衔?6在人血漿的穩(wěn)定性大于24 h，pH為7.4時(shí)，其溶解度大于200 μmol/L，logD為0.7。

圖1 PT-100及其氰基取代的衍生物

Loktev等[27]對(duì)喹啉類FAP特異性抑制劑(fibroblast activation protein inhibitor, FAPI)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，引入放射性核素131I和螯合劑1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1,4,7,10-四乙酸(1,4,7,10-tet-raazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid, DOTA)得到了小分子示蹤劑FAPI-01和FAPI-02(圖2)。通過(guò)攝取、競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合、流式細(xì)胞檢測(cè)以及熒光標(biāo)記等體外實(shí)驗(yàn)對(duì)FAPI-01和FAPI-02進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示，131I標(biāo)記小分子FAPI-01在脫碘酶的作用下會(huì)有游離碘流出結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，且孵育時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的放射性減低。而非鹵素衍生物FAPI-02引入螯合劑DOTA，提高了整個(gè)分子的穩(wěn)定性，使得FAPI-02的消除速度明顯慢于FAPI-01，24 h后的放射性為初始累積量的12%(FAPI-01僅為1.1%)。在荷瘤小鼠及首個(gè)癌癥患者體內(nèi)的生物分布研究均表明，F(xiàn)API-02具有很高的瘤內(nèi)攝取量和快速的體內(nèi)清除率，可以得到高對(duì)比度圖像且對(duì)健康組織的輻射暴露可忽略[27]。在局部晚期肺腺癌患者中首次將68Ga-FAPI-02與18F-FDG進(jìn)行比較，其結(jié)果顯示與18F-FDG相比68Ga-FAPI-02在腦、脾和肝中均無(wú)吸收，僅在FAP高表達(dá)的組織中快速累積。該對(duì)比研究再次表明68Ga-FAPI-02具有優(yōu)異的靶向作用，但FAPI-02在體內(nèi)的保留時(shí)間較短限制了其臨床應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)FAPI-02進(jìn)一步優(yōu)化，Lindner等[28]設(shè)計(jì)合成了11個(gè)新的喹啉類FAPI。其中，以4,4-二氟脯氨酸取代的FAPI-04(圖2)被認(rèn)為是最具有臨床應(yīng)用前景的示蹤劑，這一點(diǎn)與上文中提到的具有4,4-二氟脯氨酸取代基的化合物35(圖1)同樣具有FAP高親和力完全一致[24]。雖然FAPI-04的EC50值與FAPI-02相比僅降低了3倍(6.5 nmol/L∶21 nmol/L)，但FAPI-04的靶向選擇性明顯提高(FAP/DPP-Ⅳ比為750∶45)。荷瘤小鼠PET顯像及生物分布研究表明，F(xiàn)API-04在體內(nèi)的積累量更高、保留時(shí)間更長(zhǎng)且本底放射性沒(méi)有顯著增加。構(gòu)效關(guān)系研究表明，F(xiàn)API-04中的哌嗪雜環(huán)片段使得酶促分解反應(yīng)不易進(jìn)行，是示蹤劑在腫瘤細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間保留所必須的結(jié)構(gòu)。與FAPI-04相比，F(xiàn)API-13(圖3)則顯示出更高的腫瘤攝取值。但FAPI-13在血液中的保留也較高，使得腫瘤/血液比較低，其原因可能是分子中的哌啶結(jié)構(gòu)使得示蹤劑具有較高的親脂性和組織滲透性可以與血清蛋白發(fā)生非特異性結(jié)合[29-30]。將FAPI-04初步用于兩名轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者的診治， PET/CT顯像顯示FAPI-04在各部位轉(zhuǎn)移病灶中均能快速累積，SUVs在7～29.9之間，主要經(jīng)腎臟快速代謝。此外，進(jìn)一步以治療性核素90Y對(duì)FAPI-04進(jìn)行標(biāo)記并用90Y-FAPI-04治療1例晚期轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者，單次注射2.9 GBq 即可顯著改善癥狀，且沒(méi)有觀察到副作用，特別是在血液毒性方面。

圖2 FAPI-01，F(xiàn)API-02和FAPI-04的結(jié)構(gòu)

Giessel等[31]對(duì)FAPI-02和FAPI-04進(jìn)行了初步的體內(nèi)組織分布和計(jì)量學(xué)特點(diǎn)的研究。主要考察了FAPI-配體在患者體內(nèi)的組織分布和腫瘤內(nèi)吸收并與18F-FDG進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，68Ga-FAPI-PET/CT是一種有希望的新型診斷方法，適用于胰腺癌、頭頸癌、結(jié)腸癌、肺癌、肝癌和乳腺癌顯像，尤其是肝癌和胰腺癌，18F-FDG對(duì)這兩種腫瘤顯像具有局限性，目前尚無(wú)特異性PET顯像藥物[32-33]。 FAPI-配體的腫瘤/本底攝取比值與18F-FDG幾乎相等，且在肝、腦和口腔黏膜等特定組織中攝取較少。 FAPI-配體的優(yōu)勢(shì)在于：(1) 快速示蹤動(dòng)力學(xué)，注射10 min后即可快速顯像，增加患者的舒適度，簡(jiǎn)化臨床工作流程；(2) 在肝臟、腦和口腔黏膜吸收低，有望用于肝、腦腫瘤及其他腫瘤的肝、腦轉(zhuǎn)移檢查；(3) 患者能否進(jìn)行檢查與血糖水平無(wú)關(guān)，不受飲食限制。但是，由于在傷口愈合組織中也有成纖維細(xì)胞被激活，進(jìn)而使得一定量的FAPI在傷口愈合組織中被攝取，因此，當(dāng)前研究尚不認(rèn)為FAPI是一種比FDG更具有腫瘤特異性的PET示蹤劑[34]。

Kiatochwil等[35]量化了FAPI-04在各種原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性腫瘤中的攝取，以確定其在臨床應(yīng)用中更適用于哪種腫瘤類型。80位入選患者均是由不同的臨床醫(yī)師根據(jù)18F-FDG-PET/CT或其他影像學(xué)檢查無(wú)法滿足檢查需求的患者，患者均在注射68Ga-FAPI-04(122～312 MBq)1 h后進(jìn)行PET/CT顯像，通過(guò)SUVmax和SUVmean(60%等高線)量化腫瘤的攝取。研究發(fā)現(xiàn)FAPI-04在肉瘤、食管癌、乳腺癌、膽管癌和肺癌中的攝取水平最高(平均SUVmax>12)；在嗜鉻細(xì)胞瘤、腎細(xì)胞瘤、分化型甲狀腺癌、腺囊性癌和胃癌中的攝取水平最低(平均SUVmax<6)；在肝細(xì)胞癌、結(jié)直腸癌、頭頸癌、卵巢癌、胰腺癌和前列腺癌中的攝取水平中等(平均SUVmax為6～12)。由于68Ga-FAPI-04的肌肉和血池本底很低(SUVmax<2)，即使在中等強(qiáng)度攝取組腫瘤/本底攝取比值也大于3倍，而在高強(qiáng)度攝取組腫瘤/本底攝取比值高達(dá)6倍以上。

Watabe等[36]使用較長(zhǎng)半衰期的核素64Cu(T1/2=12.7 h)和225Ac(T1/2=10 d)對(duì)FAPI-04進(jìn)行標(biāo)記，以評(píng)估其在FAP高表達(dá)的人胰腺癌異種移植模型(PANC-1異種移植模型和MIA PaCa-2異種移植模型)中的延遲攝取情況，并以68Ga-FAPI-04作為對(duì)照。在PANC-1異種移植模型中的動(dòng)態(tài)PET顯像顯示，64Cu-FAPI-04通過(guò)腎臟的快速清除且從腫瘤中的清除緩慢。延遲PET顯像顯示，64Cu-FAPI-04在腫瘤中攝取量中等，而在肝臟和腸道中的攝取量則相對(duì)較高。除心臟外，64Cu-FAPI-04在腫瘤或正常器官中的蓄積水平明顯高于68Ga-FAPI-04，而68Ga-FAPI-04在尿液中的排泄量高于64Cu-FAPI-04。體外細(xì)胞攝取分析顯示，64Cu-FAPI-04在PANC-1和MIA PaCa-2腫瘤細(xì)胞中的蓄積極少。225Ac-FAPI-04在注射后3～24 h內(nèi)可腫瘤內(nèi)觀察到中等程度的洗脫，但在肝臟、腎臟和腫瘤(PANC-1異種移植模型)仍具有較高的攝取量。與對(duì)照組小鼠相比，注射225Ac-FAPI-04的PANC-1異種移植小鼠表現(xiàn)出顯著的腫瘤生長(zhǎng)抑制，且體重沒(méi)有顯著變化。該研究表明，64Cu-FAPI-04和225Ac-FAPI-04可用于治療FAP高表達(dá)的胰腺癌。

為了進(jìn)一步提高FAPI在腫瘤內(nèi)的吸收和保留，Loktev等[37]對(duì)FAPI-04進(jìn)行修飾，設(shè)計(jì)合成了15個(gè)新的喹啉類FAPI衍生物并分別以68Ga和177Lu進(jìn)行標(biāo)記。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與FAPI-04相比，大多數(shù)衍生物在24 h后顯示出更高的攝取量與更慢的消除速率，尤其是FAPI-21和FAPI-46(圖3)，孵育4 h后仍可在FAP高表達(dá)的細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到初始活性的74%和65%，而FAPI-04僅為初始活性的25%。從結(jié)構(gòu)上看，盡管以不易降解的DOTA-二氮雜雙環(huán)庚烷取代FAPI-04中的DOTA-哌嗪環(huán)可能是FAPI-21的排泄速度比FAPI-04慢的原因，但與FAPI-04具有相同DOTA-哌嗪結(jié)構(gòu)的FAPI-46在瘤內(nèi)保留時(shí)間則比FAPI-04更長(zhǎng)。這表明FAPI示蹤劑從細(xì)胞內(nèi)消除是多個(gè)過(guò)程的相互作用的結(jié)果，目前尚無(wú)定論。為了進(jìn)一步評(píng)估68Ga標(biāo)記的衍生物的潛在腫瘤保留率及藥代動(dòng)力學(xué)行為，他們?cè)贖T-1080-FAP異種移植小鼠中進(jìn)行了PET顯像研究。結(jié)果顯示，有7種衍生物在荷瘤小鼠中的腫瘤攝取值高于FAPI-04(SUVmean=58.02)，以FAPI-21(SUVmean=92.59)、FAPI-36(SUVmean=86.74)、FAPI-46(SUVmean=79.63)和FAPI-55(SUVmean=106.20)最為突出。值得注意的是，示蹤劑68Ga-FAPI-21和68Ga-FAPI-46的腫瘤與血液、肝臟、肌肉和腸道的吸收比率得到了顯著改善。在癌癥患者中的初次診斷應(yīng)用顯示，在給藥后10 min內(nèi)，68Ga-FAPI-21和68Ga-FAPI-46均在腫瘤內(nèi)顯示較高的攝入量，尤其是68Ga-FAPI-46不僅保留了與FAPI-04相似的顯像對(duì)比度，腫瘤滯留時(shí)間也進(jìn)一步延長(zhǎng)[38]，但68Ga-FAPI-21在口腔粘膜，唾液腺和甲狀腺中的也顯示較高的攝取[38]。在此基礎(chǔ)上又用177Lu對(duì)FAPI-21、FAPI-36、FAPI-46和FAPI-55進(jìn)行標(biāo)記，結(jié)果顯示，均具有較強(qiáng)的腫瘤累積且在健康組織中吸收較低，尤其是FAPI-46能顯著改善腫瘤與肝、腎和腦的攝取比率。

圖3 FAPI-13，F(xiàn)API-21，F(xiàn)API-46和FAPI-55的結(jié)構(gòu)

目前基于喹啉結(jié)構(gòu)的FAPI顯像劑多采用68Ga 標(biāo)記，如68Ga 標(biāo)記的FAPI-04標(biāo)記率可達(dá)89%±0.8%，放化純度大于95%，比活度為25～30 GBq/μmol[39]，但該類FAPI無(wú)法用18F直接標(biāo)記，且以68Ga標(biāo)記時(shí)通常需要加熱。Giesel等[40]對(duì)現(xiàn)有的FAPI進(jìn)行修飾得到代表性的化合物FAPI-74(結(jié)構(gòu)尚未公開(kāi))并以18F-AlF(氟化鋁)和冷套68Ga標(biāo)記。該研究主要評(píng)估了18F-FAPI-74 PET在肺癌患者體內(nèi)的生物分布和輻射劑量，并證明了其對(duì)指導(dǎo)放射治療的可能價(jià)值。此外，該研究建立了68Ga-FAPI-74在室溫下標(biāo)記的方法，并用與18F-FAPI-74相同的方法評(píng)估了其體內(nèi)性能。分別對(duì)10名肺癌患者注射68Ga-和18F-FAPI-74，1 h后圖像采集顯示二者均可在有限噪聲下獲得最佳的腫瘤/本底比。就輻射劑量而言，18F-和68Ga-FAPI-74每100 MBq的平均標(biāo)準(zhǔn)化有效劑量?jī)H為(1.4±0.2) mSv和1.6 mSv，對(duì)患者的輻射負(fù)擔(dān)較低。

3 小結(jié)與展望

本文主要分析了一些代表性的FAP抑制劑在腫瘤診治方面的設(shè)計(jì)思路、相互關(guān)聯(lián)以及研究進(jìn)展。喹啉類FAPI骨架主要經(jīng)過(guò)三個(gè)過(guò)程的結(jié)構(gòu)修飾：(1) 以PT-100為代表的硼酸吡咯烷結(jié)構(gòu)骨架；(2)N-(4-喹啉基)和(2-氰基)吡咯烷連接的結(jié)構(gòu)骨架；(3) DOTA螯合劑、連接鏈、N-(4-喹啉基)和(2-氰基-4,4-二氟)吡咯烷連接的結(jié)構(gòu)骨架。目前，關(guān)于FAP抑制劑的探索主要偏向于以診斷性核素68Ga標(biāo)記的小分子，同時(shí)以64Cu、225Ac和18F等診斷性核素標(biāo)記的FAPI也相繼引起研究者的關(guān)注，但以治療性核素177Lu和90Y等標(biāo)記的治療性小分子研究較少。從結(jié)構(gòu)上看，與18F-FDG相比，放射性核素標(biāo)記的FAP抑制劑含有螯合劑DOTA，一方面可以和多種放射性核素絡(luò)合，另一方面增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，鑒于68Ga-FAPI-PET/CT顯像具有良好的腫瘤特異性、較高的腫瘤/本底比以及不受糖代謝影響等優(yōu)點(diǎn)，68Ga-FAPI有望成為繼18F-FDG后另一種可用于多種類型腫瘤診斷的放射性藥物。但當(dāng)前FAPI-PET/CT檢查用于每種腫瘤患者的研究數(shù)量有限，尚不允許對(duì)組織學(xué)變異或分化等級(jí)進(jìn)行亞組分析，接下來(lái)，尚需多中心、長(zhǎng)期、大樣本臨床數(shù)據(jù)作為診斷效果和預(yù)后評(píng)估的基礎(chǔ)。此外，F(xiàn)AP不僅在腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)，在其他炎癥組織和纖維化疾病中也有所表達(dá)，這對(duì)FAPI-PET/CT檢查的準(zhǔn)確率有很大的影響。綜上所述，F(xiàn)AP抑制劑作為腫瘤靶向診治的手段在臨床應(yīng)用尚需投入更多的研究。