177Lu-FAP-2286肽靶向放射性核素治療的
可行性、生物分布及初步劑量測定：
首次人體試驗結果
摘要：成纖維細胞活化蛋白(FAP)是許多惡性腫瘤有希望的診斷和治療靶點。FAP-2286是一種與FAP結合的肽，可通過放射性核素標記實現診療一體化。本研究為177Lu-FAP-2286進行肽靶向放射性核素治療(PTRT)的首次人體試驗結果。方法: 11例晚期胰腺癌、乳腺癌、直腸癌、卵巢癌患者經68Ga-FAP-2286或68Ga-FAPI-04 PET/CT確認攝取后，接受177Lu-FAP-2286 PTRT。結果: 177Lu-FAP-2286(5.8±2.0 GBq; 2.4-9.9 GBq)給藥耐受性良好，所有患者都未發現不良癥狀或臨床可檢測的藥理作用。全身有效劑量為0.07±0.02 Gy/GBq (0.04-0.1 Gy/GBq)。腎臟和紅髓的平均吸收劑量分別為1.0±0.6 Gy/GBq (0.4-2.0 Gy/GBq)和0.05±0.02 Gy/GBq (0.03-0.09 Gy/GBq)。177Lu-FAP-2286大量的攝取和長時間的腫瘤滯留帶來高腫瘤吸收劑量，如骨轉移3.0±2.7 Gy/GBq (0.5-10.6 Gy/GBq)。未觀察到4級不良事件。3例患者發生3級事件: 1例全血細胞減少，1例白細胞減少，1例疼痛發作; 3例報告疼痛反應。結論: 177Lu-FAP-2286 PTRT可廣泛應用于多種腫瘤，其耐受性較好，副作用可接受，并表現出較長的放射肽滯留。有必要進行前瞻性臨床研究。
關鍵詞: 177Lu-FAP-2286;腺癌;成纖維細胞活化蛋白;首次人體試驗;肽靶向放射性核素治療
方法(部分)
患者資料
5例侵襲轉移性胰腺癌患者(1-5號)，4例乳腺癌患者(6-9號)，1例卵巢癌患者(10號)和1例直腸癌患者(11號)接受177Lu-FAP-2286的肽靶向放射性核素治療(PTRT)為姑息治療。在治療前，通過68Ga-FAP-2286(n=9)或68Ga-FAPI-04(n=2)PET/CT確認轉移灶FAP表達。腫瘤與肝臟SUV比值需>3，以確保轉移灶顯著的FAP表達和肝臟的低生理性攝取。
PTRT治療后，患者接受隨訪至死亡或病情進展。轉移出現在淋巴結(n=6)、肺(n=3)、胸膜(n=1)、腹膜(n=3)、肝(n=8)、骨(n=5)和彌漫性骨髓(n=2)。6例患者接受了原發腫瘤手術，8例接受了化療，3例接受了其他放射性核素治療，2例接受了免疫檢查點抑制劑治療，1例接受了聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制劑治療。9號患者在PTRT開始前4周結束化療，2號和7號患者在PTRT開始前2周結束化療。10號患者提前4周接受了最后一次納武利尤單抗治療。2例患者(1號和3號患者)拒絕任何其他形式治療，如手術或化療，5號患者被認為不適合化療(表1)。
治療方案
177Lu-FAP-2286在5-10分鐘內完成靜脈給藥。所有患者均表現為疾病進展與高腫瘤負荷，需要高劑量(所需放射活度)以控制腫瘤。如有必要，不僅根據患者的一般情況、血液學結果和腎功能，而且根據腫瘤分布，即紅骨髓受累的情況，調整注射活度。例如，一個預先存在的2級貧血需要減少177Lu-FAP-2286使用量。當患者同意并且情況允許進一步治療時，在8周后進行額外的周期治療。1例接受單個周期治療，9例接受2個周期治療，1例接受3個周期治療。
為預防惡心，在給予177Lu-FAP-2286之前靜脈注射3 mg格拉司瓊。在放射性藥物應用后2小時內給予1升平衡電解質溶液，并加入20 mg呋塞米。在治療前、治療中和治療后對患者癥狀和生命指征進行監測?；颊咛卣?、腫瘤特征以及所有前期治療均被記錄。每周期PTRT前和隨訪期間，均測定全血計數、肝腎功能、肌酸激酶水平、尿酸水平和電解質水平，以及腫瘤相關標志物如癌癥胚胎抗原、CA15-3、CA19-9和CA125的水平。血液學毒性根據不良事件通用術語標準5.0進行分級。
劑量測定方案
每位患者從注射后0.5小時開始(給177Lu-FAP-2286后至膀胱排空前)，至少獲得5次連續的平面全身掃描研究和1次區域SPECT/CT研究。由于患者在第一次掃描前不允許排空膀胱，所以在注射藥物后立即獲得的全身計數被定義為給藥活度的100%。在隨后的掃描中，全身計數則以給藥活度的百分比表示。在SPECT圖像上手動繪制感興趣區域，然后用Hermes系統的軟件進行分析。源區被定義為顯示出明顯特異性攝取的器官和轉移灶，在每次治療后的掃描中可以清楚地勾畫出來。感興趣區由同一物理師與核醫學醫師共同選擇，進行病變劑量測定(即在各自器官中具有最高攝取量的病灶)。相比于淋巴結和腹膜病變在全身顯像中易受影像重疊的干擾，骨轉移和肝轉移在全身和SPECT/CT斷層掃描上的易探測性以及骨轉移的高發性，使其成為腫瘤劑量學的代表性病變。感興趣區技術被用于確定分析全身和源器官的藥代動力學。使用Hermes軟件進行 SPECT/CT圖像重建和定量分析。分割后，利用源區的SPECT 活性標化平面成像得到的時間-放射性曲線。隨后，時間-放射性曲線被擬合到單指數或雙指數函數中，以計算有效半衰期和時間積分活度系數。最終使用OLINDA 2.0評估器官和腫瘤的平均吸收劑量。通過與患者近期的CT掃描適配所獲體積，國際放射防護委員會成人模型和球體模型分別被用于正常器官和腫瘤病變(都包含在OLINDA 2.0中)的劑量測算。
研究在10個治療周期中進行了劑量評估：1、4、5、10號患者分別測算了一個周期，6、7、8號患者分別測算了兩個周期。治療后在一下規定時間點進行掃描：注射后立即進行;注射后2-3小時;注射后1、2、3天，以及(病情允許時)注射后10天內的進一步延遲掃描。通過在連續的177Lu-FAP-2286掃描圖像上繪制感興趣區域，確定腎臟和轉移瘤(13個骨轉移瘤和1個肝轉移瘤)的時間-放射性變化。10次評估中，根據多時點采血獲取的血液放射性活性，進行了4次紅骨髓的平均吸收劑量測算;另外的6次紅骨髓平均吸收劑量，則是通過全身放射性活性分布進行測算的。
臨床、放射和實驗室隨訪
研究過程中，需要對記錄進行嚴格審查，以了解血液學、胃腸道、腎臟、肝臟或其他不良事件的發生情況。所有患者在治療后都進行了系統的隨訪，每2周測定一次相關的實驗室參數，第一個PTRT周期前2天完成基線68Ga-FAP-2286 PET/CT和增強CT或MRI。為了確定療效，在第一個治療周期后6-8周，所有患者都進行了CT/MRI檢查，有10名患者進行了68Ga-FAP-2286 PET/CT檢查(5號患者除外)。
結果
耐受性
FAP-2286的平均給藥量為290±100μg。平均給藥活度為5.8±2.0 GBq。11名患者中沒有任何不良反應或臨床上可檢測到的藥理作用，沒有觀察到與不良事件相關的生命體征或實驗室檢查結果的明顯變化。4號和6號病人報告說治療后疼痛明顯改善，嗎啡使用量減少;5號患者在治療后除了疼痛緩解外，自述體力和生活質量也有改善。
治療后177Lu-FAP-2286全身掃描和SPECT/CT
對治療后的全身掃描和SPECT/CT掃描的視覺分析表明，所有患者的腫瘤病灶都有177Lu-FAP-2286的顯著攝取和滯留。177Lu-FAP-2286的初始生物分布與治療前的68Ga-FAP-2286 PET/CT相同。
劑量測定
根據177Lu-FAP-2286給藥后的試驗結果，獲得了一系列劑量參數。有效半衰期: 全身35±9小時(25-48小時) ; 腎臟81±51小時(30-161小時) ; 骨轉移灶(n=13) ，44±25小時(21-120小時)。平均吸收劑量: 全身，0.07±0.02 Gy/GBq (0.04-0.1 Gy/GBq) ; 腎臟，1.0±0.6 Gy/GBq (0.4-2.0 Gy/GBq) ; 紅髓，0.05±0.02 Gy/GBq (范圍，0.03±0.09 Gy/GBq) ; 骨轉移灶，3.0±2.7 Gy/GBq (0.5-10.6 Gy/GBq)。1例患者(4號患者)肝轉移灶的有效半衰期和平均吸收劑量分別為32h 和0.4 Gy/GBq。
不良事件
臨床不良事件包括：1級，3、7、9和10號患者在治療后12小時內出現短期和自限性頭痛;2級，9號患者出現中度頭痛;3級，2號患者在第二個周期后出現了嚴重的腹痛，并伴有惡心和嘔吐。此外，2號患者在第一個周期后出現的背部左側與呼吸有關的疼痛明顯減少。
3例患者在PTRT后出現新的貧血(1號和4號患者為1級;11號患者為2級)。第二周期后，5號和7號患者原有的1級貧血惡化為2級。第三個周期后，8號患者出現了3級全血細胞減少癥(原來為1級-2級)，需要輸注紅細胞和粒細胞刺激因子。5號患者的白細胞減少癥從1級進展到2級，6號患者的白細胞減少癥從2級加重到3級。PTRT后，3、4、7和11號患者出現了白細胞減少(非3級);在3、7和11號患者中，白細胞減少發生在第一個周期后，并且是可逆的;然而，4號患者發生在第二個周期后，并持續到8周后死亡。9號患者在第一個PTRT周期后6周，白細胞計數從1級白細胞減少恢復正常，絕對血小板計數改善(仍為1級)。
6號患者原先就有慢性腎功能不全(2級)，在第一個和第二個PTRT周期后出現了腎功能急性惡化的情況。兩次發作都被確診為腎前性損傷，即腎臟血流灌注不足導致腎臟功能喪失。在腎前性腎損傷中，腎臟本身無任何問題，腎功能在4周內恢復正常，腎小球濾過率始終保持在30 mL/min以上。其余患者的腎臟參數沒有明顯變化。肝功能參數、尿酸、電解質和肌酸激酶水平未受PTRT影響。
PTRT后的結局
根據RECIST 1.1標準，所有患者在第一個PTRT周期后6-8周進行評估：8號和9號患者病情穩定，其他9例患者病情進展。這些結果也與腫瘤標志物和68Ga-FAP-2286 PET/CT結果(10例患者)相互印證。由于疾病的明顯進展，11號患者未進一步接受PTRT治療。6號患者68Ga-FAP-2286 PET/CT顯示反應不一，既顯示彌漫性骨轉移灶緩解，但又有新發肝轉移提示疾病進展(圖2)。8號患者在第三個PTRT周期后8周出現病情進展。最終，6例患者在第一個周期的PTRT治療后2-8個月因疾病進展去世，1例患者因肺炎去世，1例患者自殺。
討論
本回顧性研究首次證明使用新型放射性標記肽177Lu-FAP-2286治療多種晚期腺癌的可行性。在其他治療方案無效后，PTRT在終末期胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌和結直腸癌患者中以姑息治療方式進行，其中2例強烈拒絕任何其他治療，1例被認為不適合化療。首次人體試驗證明了177Lu-FAP-2286 PTRT良好的安全性，僅有少量可控制的嚴重不良事件。
胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌和結直腸腺癌及其轉移已被證實在PET/CT上呈FAP陽性。68Ga-FAP-2286或68Ga-FAPI-04在PET/CT上確認了這些惡性腫瘤的FAP表達。治療后的生物分布圖像顯示，所有患者不僅對177Lu-FAP-2286有明顯的腫瘤攝取，而且放射性藥物的滯留時間也很長。相反，以小分子為基礎的FAPI示蹤劑，特別是FAPI-02和FAPI-04的生物分布研究顯示，在腫瘤中清除較快，腫瘤滯留時間也相應縮短，從而限制了它們與177Lu等半衰期較長的治療性放射性核素結合時的治療潛力。因此，建議使用半衰期較短的放射性核素來實現基于FAPI的示蹤劑治療。而FAP-2286較長的腫瘤滯留時間使應用較長半衰期的放射性核素(包括177Lu和225Ac)進行治療成為可能。
這些發現得到了劑量學研究的進一步證實。將177Lu-FAP-2286與之前報道的其他有效的放射性藥物(治療神經內分泌腫瘤的177Lu-DOTATATE和治療前列腺癌的177Lu-PSMA-617)相比較，其在全身、骨髓和腎臟的吸收劑量具有可比性。值得注意的是，177Lu-FAP-2286在沒有腎臟保護的情況下，其腎臟吸收劑量與177Lu-PSMA-617相當，也與腎臟保護劑Lys/Arg共同使用下的177Lu-DOTATATE相當(1.0 Gy/GBq, 0.4-2.0 Gy/GBq) vs. (0.99 Gy/GBq, 0.45-1.6 Gy/GBq) vs. (0.8Gy/GBq, 0.3-2.6Gy/GBq)。177Lu-FAP-2286全身和骨髓吸收劑量(分別為0.07和0.05 Gy/GBq)與177Lu-PSMA-617(分別為0.04和0.03 Gy/GBq)和177Lu-DOTATATE(分別為0.05和0.04 Gy/GBq)相似。骨轉移的吸收劑量與Kulkarni等人報告的177Lu-PSMA-617相似[177Lu-FAP-2286為3.0 Gy/GBq (0.5-10.6 Gy/GBq), 177Lu-PSMA-617為2. 9 Gy/GBq]，略低于Violet等人報告的177Lu-PSMA-617 [5.3 Gy/GBq (0.4-10.7 Gy/GBq)]，盡管其范圍有重疊。177Lu-FAP-2286在全身的有效半衰期(35小時)比177Lu-PSMA-617(40小時)和177Lu-DOTATATE(55小時)略短，在腎臟的有效半衰期略長(177Lu-FAP-2286為81小時，177Lu-PSMA-617為42小時，177Lu-DOTATATE為63小時)。因此，盡管個別數值可能有所不同，但177Lu-FAP-2286對健康器官和腫瘤病灶的總體劑量似乎與177Lu標記的其他放射性藥物相當。因此，本研究中對患者的劑量分析證明，有必要進行前瞻性臨床試驗，以確定177Lu-FAP-2286的安全性和有效累積劑量，以及其在多種腺癌患者可能的風險因素。
177Lu-FAP-2286 PTRT有改善侵襲性腺癌的不良癥狀的潛能。確診肝轉移的4號患者(圖1)、彌漫性骨轉移的6號患者和新確診胰腺癌的5號患者，疼痛癥狀明顯減輕。另一方面，在PTRT治療后不久，9號患者(頭痛)和2號患者在第二個周期后出現原有疼痛加劇或短暫地新發局部癥狀(嚴重的腹部不適)。放射性核素治療后短暫的癥狀爆發現象(閃耀現象)過去也有報道，因此，9號患者和2號患者癥狀可能與疼痛加劇區域原有的轉移灶有關。
對于降低給藥活度，可能的原因有：先前存在的紅骨髓功能障礙(貧血或全血小板減少癥);疾病至紅骨髓受累;此外，早前治療所致腎功能障礙，也可能導致放射性藥物全身滯留時間延長，而增加紅骨髓的吸收劑量。由于以上種種原因，需限制使用較高的放射性藥物活度，以預防潛在的紅骨髓功能障礙發生。在6號患者(白細胞減少)和8號患者(全血細胞減少)中觀察到3級血液學不良事件，且與彌漫性骨髓受累的影像證據相關。這些不良事件通過間歇性輸注填充紅細胞和使用粒細胞刺激因子進行骨髓刺激而得到控制。盡管有些患者接受了許多前期治療，如化療(2、7和9號患者)、免疫檢查點抑制劑治療(10號患者)、靶向人表皮生長因子受體2的放射受體治療或針對骨轉移的放射性核素治療(6、7和8號患者)，但本研究并未出現嚴重的血液學毒性。9號患者的骨髓功能不僅沒有受到PTRT的影響，反而有所改善(很可能與PTRT開始前2周終止化療有關)。此外，亦未發現不可逆的器官毒性。6號患者出現的腎前性、急性-慢性腎功能不全可通過靜脈輸液來緩解，并在1周后恢復正常。
PTRT最可能的作用機制是破壞作為癌癥支持系統的成纖維細胞，以及可以引起腫瘤細胞死亡的交叉火力效應。然而，本例研究多數患者疾病進展，因此尚有必要改善治療策略。提高PTRT療效的可能措施是縮短治療的間隔時間或增加給藥的放射性。此外，也可以評估與其他方法[如與聚(腺苷二磷酸鹽-核糖)聚合酶抑制劑或免疫檢查點抑制劑等靶向治療]的聯合治療。
其他放射性核素標記FAP-2286也可用于治療。雖然90Y的β粒子能量比177Lu高，但90Y-β的輻照范圍更大，可能會增加骨髓和腎臟毒性的風險。然而，應用較低的劑量可以緩解這一點，如神經內分泌腫瘤的PRRT。α-核素，如225Ac，也是合適的候選者，因為其對腫瘤的傳能線密度高且精確，能造成雙鏈DNA斷裂。225Ac-FAPI-04(以及64Cu-FAPI-04)在表達FAP的胰腺癌異種移植小鼠模型中的研究表明，FAP-靶向α治療適用于胰腺癌。FAP-2286的腫瘤半衰期比FAPI-02或FAPI-04長許多，但低于177Lu-PSMA、177Lu-DOTATOC或177Lu-DOTATATE。因此，考慮到177Lu-FAP-2286的有效腫瘤半衰期(平均值：骨轉移灶44小時，肝臟單發轉移灶32小時)，與177Lu或225Ac相比，67Cu或90Y(具有更高β粒子能量的額外優勢)等放射性核素可能會增加輻照量。使用這些放射性核素進一步研究有望獲益。
本研究的主要局限性是患者人數少且異質性強，所有受試者均為基于姑息治療而接受177Lu-FAP-2286 PTRT作為最后治療手段的患者。本研究非劑量梯度研究，不同的177Lu-FAP-2286的放射活性使得安全性和治療性的評估僅限于觀察性。因此，這一回顧性研究令人鼓舞的的初步結果必須由前瞻性、隨機和控制變量的臨床試驗來證實。
