JACS：科学家开发出一种用于成像和治疗人类肿瘤的新系统

由于放射出的辐射，放射性化合物既适合成像也适合治疗癌症，通过适当地将其结合在新型所谓的放射性核素治疗中，这两种应用就能很好地结合起来。近日，一篇发表在国际杂志Journal of the American Chemical Society上题为“Toward Personalized Medicine: One Chelator for Imaging and Therapy with Lutetium-177 and Actinium-225”的研究报告中，来自德国海德堡大学等机构的科学家们通过研究提出了一种新系统，其或能成功解决迄今为止最大的问题之一，即在生理学相关的温度下进行工作。

研究者Manja Kubeil博士表示，基本上我们能认为放射性化合物的功能就好像我们用来控制汽车的智能钥匙，我们使用所谓的放射性核素，即不稳定的原子核，当其发生衰变时会自发发射出电离辐射，而我们能利用诊断性的放射性核素来追踪肿瘤，随后利用不同的治疗性放射性核素对病变组织进行有针对性的内部辐照。

研究人员开发的正是这种能追踪和破坏肿瘤的物质，他们采用了匹配的放射性核素对，由于其分解特性，其既能被用来成像，也能用于相同靶点分子的肿瘤治疗。相关的放射性核素往往会被稳定结合在所谓的螯合剂中，并能通过一种化学桥来连接生物分子，“螯合剂”这个词来源于拉丁文，其词干与被小龙虾的爪子包围有关，而研究人员更喜欢其分子笼子的形象，螯合剂能牢牢包围放射性核素以便其不能在体内不受控制地扩散。寻找靶向性的生物分子必须与癌细胞的对接位置完美匹配，就像锁上的钥匙一样，随后，放射性核素就会在肿瘤组织上积累，并在其中专门发挥其破坏性影响。

科学家开发出一种用于成像和治疗人类肿瘤的新系统。

图片来源：Journal of the American Chemical Society (2022). DOI:10.1021/jacs.2c08438

比如，镥-177（Lutetium-177）就特别适合作为释放电子的β发射体来治疗多种肿瘤，以及作为成像的γ射线的来源；而锕-255（Actinium-225）则是一种能用于有效治疗的α发射体，其在破坏肿瘤方面更为有效，且能被螯合剂紧密结合，这两种放射性核素都不在地球上自然存在，因此就需要使用适当的方法来对其进行人工生产。α发射体能释放由两个质子和两个中子组成的粒子，其通常用于癌症治疗，因为其在组织中的范围非常小，但由于其具有较高的能量，常常能有效攻击并杀灭癌细胞；镥-177的半衰期为7天，锕-255的半衰期则为10天，这对于患者的治疗来讲是非常理想的，因为其足以实现有效地治疗。

截止到目前为止，市场上仅有一种络合剂（complexing agent）能同样高效地结合放射性核素，即DOTA，这种在核医学中经常使用的螯合剂能以非常稳定的金属络合物而闻名，但其也有一个最大的缺点，即只有在生化条件下非常高的温度（80度以上）才有可能更加完美地结合治疗性放射性核素。研究者Kubeil说道，如果你正在处理蛋白衍生物，这些温度或许就太高了，因为即使40度下其也会变性；我们所开发的新型螯合物系统在这些较低的温度下也能可靠地发挥作用。

此外，在较温和的条件下，其也呢狗实现比已知的螯合剂更快速的放射性标记，而这种系统的另一个有点在于，其能有效附着在多种生物结合物上，这就意味着能增加病变组织上的对接点的选择；总之，这种新开发的螯合剂能构成新型模块和个体化药物系统的基础，从而通过简单地交换部分化学结构，来面向不同的成像和治疗领域。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Patrick Cieslik,Manja Kubeil,Kristof Zarschler, et al. Toward Personalized Medicine: One Chelator for Imaging and Therapy with Lutetium-177 and Actinium-225, Journal of the American Chemical Society (2022). DOI:10.1021/jacs.2c08438