前列腺癌(PCa)是男性中诊断最频繁的第二种常见癌症,也是导致全球癌症相关死亡的第五大原因。前列腺特异性膜抗原(PSMA)是一种II类跨膜糖蛋白,在恶性前列腺细胞中表达异常高。目前已经开发出多种以PSMA为靶向的放射性药物,其中包括已获得FDA批准的[68Ga]Ga-PSMA-11。临床指南推荐使用PSMA PET/CT对局部癌症复发和远处转移进行全面评估。[18F]AlF-P16-093是研究人员近期提出的一种放射性药物,它利用了F-18标记方法的优势,如便利的运输和避免了Ga-68活性低的问题。之前的研究[1]对[18F]AlF-P16-093的安全性、分布和剂量进行了评估,证实了这种放射性同位素在PSMA-PET成像中的可行性。

  然而,对于深入研究[18F]AlF-P16-093来说,深入的定量研究至关重要。考虑到全面的药代动力学建模需要进行长时间的数据采集,这可能会给患者带来不适感,因此,需要采用简化的协议和定量方法来进行近似的定量分析,以确定最佳的扫描协议设计和采集时间窗口,从而实现[18F]AlF-P16-093的临床转化。

  2024年6月1日,中国科学院深圳先进技术研究院的孙涛课题组与广州医科大学附属第一医院核医学科的王欣璐主任、北京师范大学的朱霖教授以及美国宾夕法尼亚大学的Hank Kung教授团队合作,在核医学分子影像顶级期刊《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》上发表了一篇题为“Determining the optimal pharmacokinetic modelling and simplified quantification method of [¹⁸F]AlF-P16-093 for patients with primary prostate cancer (PPCa)”的文章[2]。孙涛和王欣璐是这篇文章的共同通讯作者,客座学生夏泽珩是文章的共同第一作者。

  在这项研究中,目标是确定在原发性前列腺癌患者中[¹⁸F]AlF-P16-093的最佳药代动力学建模和简化的定量方法。研究人员使用动态PET/CT扫描技术对八例前列腺癌患者进行了研究(图a),并通过绘制感兴趣区域获取了原发性前列腺和转移性病灶的时间-活性曲线。完整的药代动力学分析结果表明,对于该示踪剂,可逆性双室模型是首选的动力学模型。

  在此基础之上,为了推动[¹⁸F]AlF-P16-093的临床转化,研究团队测试了简化采集协议,以用于近似评估肿瘤的全面动态定量。他们通过深入研究每个时间窗口与动力学参数之间的相关性,发现基于图像的SURmean在28-34分钟的时间窗口内已足以近似表示总分布Vt值,其中Vt代表肿瘤的特异性受体绑定占比(图b)。此外,Vt和SURmean均与总血清前列腺特异性抗原(tPSA)水平呈现显著相关性。该研究不仅优化了药代动力学建模方法,还简化了[¹⁸F]AlF-P16-093的采集流程,从而突出了利用单次静态PET成像(在30至60分钟之间)诊断前列腺癌的可行性。这一成果为前列腺癌的成像提供了一种简单、快速且准确的方法,为该示踪剂定量成像在临床上的大规模推广奠定了坚实基础,有力支持了前列腺癌的早期诊断和治疗。

  图a 展示了一个前列腺内肿瘤侵入膀胱的病人的动态影像(Gleason评分为3+4=7,tPSA水平为463 ng/mL)。红色箭头指向肿瘤,该肿瘤在注射[¹⁸F]AlF-P16-093五分钟后开始显现,而白色箭头指向的是高代谢的膀胱尿液,它在七分钟后才开始累积。展示了动态成像在前列腺癌原发灶识别方面的潜在价值。

  图b 28-34分钟采集的半定量参数(横坐标)与金标准的定量参数(纵坐标)相比,呈现出高度正相关,这证明了在注射药物30分钟后进行5-10分钟的采集是可行的。

  参考文献

  [1] Zhao R, Ke M, Lv J, Liu S, Liu Y, Zhang J, Xu L, Gu D, Li M, Cai C, Liu Y, Zeng G, Alexoff D, Ploessl K, Zhu L, Kung HF, Wang X. First-in-human study of PSMA-targeting agent, [18F]AlF-P16-093: dosimetry and initial evaluation in prostate cancer patients. Eur J Nucl Med Mol Imaging 51, 1753–1762 (2024). https://doi.org/10.1007/s00259-024-06596-y

  [2] Zhao R, Xia Z, Ke M, Lv J, Zhong H, He Y, Gu D, Liu Y, Zeng G, Zhu L, Alexoff D, Kung HF, Wang X, Sun T. Determining the optimal pharmacokinetic modelling and simplified quantification method of [18F]AlF-P16-093 for patients with primary prostate cancer (PPCa). Eur J Nucl Med Mol Imaging 51, 2124–2133 (2024).https://doi.org/10.1007/s00259-024-06624-x