近日，暨南大学附属第一医院核医学科分子影像团队与中国医学科学院药物研究所在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》（Q1区，IF=8.6）杂志在线发表了题为“Discovery of a highly specific radiolabeled antibody targeting B-cell maturation antigen: Applications in PET imaging of multiple myeloma”的文章，该研究报道了B细胞成熟抗原（BCMA）的免疫PET探针研发领域的最新研究结果，即靶向BCMA的特异性免疫探针 [89Zr]Zr-DFO-BCMAh230430在多发性骨髓瘤中无创检测中显示了良好的肿瘤摄取和特异性结合亲和力。
1. 研究背景
多发性骨髓瘤（MM）是第二大流行的血液恶性肿瘤，其特征在于骨髓中单克隆浆细胞的不受控制的增殖，导致溶骨性骨病变和重要器官损伤。尽管出现了自体干细胞移植治疗、高剂量治疗以及引入的新型药物，如蛋白酶体抑制剂、单克隆抗体和免疫调节药物，但大多数MM患者最终会复发，进展为复发性/难治性MM（RRMM）。因此，迫切需要创新的治疗策略，特别是在解决高风险RRMM方面。
B细胞成熟抗原（BCMA）是肿瘤坏死因子超家族的成员，主要在恶性PC中表达，使其成为MM治疗的理想靶抗原。各种BCMA靶向疗法，包括嵌合抗原受体（CAR）-T细胞、抗体-药物缀合物（ADC）和双特异性T细胞增殖剂（BiTE），已经证明了对MM的临床疗效。然而，用这些抗BCMA免疫疗法实现长效应答仍然是一个重大挑战。
PET（正电子发射型计算机断层显像技术）是一种核医学领域的高级影像学检查手段，主要用于检查肿瘤和其他疾病。它利用放射性同位素标记的示踪剂注入受检者体内，通过正电子发射体层显像技术显示活体生物活动。PET技术特别适用于在没有形态学改变之前的早期诊断，能够发现亚临床病变以及评价治疗效果。此外，PET技术还可以用于动物研究，通过跟踪和可视化动物体内的生物代谢过程，展示代谢活性的分布和变化。
作者团队旨在开发出一种新的BCMA靶向诊疗融合放射性药物，重点探索其在MM临床前模型中的诊断和治疗潜力。
2. 研究思路
2.1 抗体人源化及放射性标记
作者团队将兔源单克隆抗体（RamAb）进行人源化，SDS-PAGE纯度检测结果显示：成功构建出了人源BCMA特异性单克隆抗体BCMAh230430（Figure 1. A），随后将人源抗体偶联DFO并进行ELISA验证，结果表明偶联DFO前后抗体的亲和力未发生明显变化（Figure 1. B），继而标记89Zr完成探针（[89Zr]Zr-DFO-BCMAh230430）制备（Figure 1. C）。
(Cited from European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)
Figure 1. A: BCMAh230430抗体SDS-PAGE验证; B: ELISA检测BCMAh230430和DFO-BCMAh230430抗体亲和力; C: BCMAh230430抗体DFO结合形式和89Zr的标记形式
2.2 细胞系筛选及体外特异性验证
探针制备完成后，作者团队采用Western Blot及流式细胞术对4种肿瘤细胞系进行筛选，结果基本一致，最终筛选出了BCMA高表达细胞系MM.1S和低表达细胞系KYSE520（Figure 2. A, B）。此外，还进行了细胞摄取实验，进一步验证了[89Zr]Zr-DFO-BCMAh230430在体外具有良好的靶向特异性（Figure 2. C）。
(Cited from European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)
Figure 2. A: Western blot（WB）体外分析BCMA表达及BCMAh230430抗体与肿瘤细胞结合能力; B: 流式细胞术检测BCMA在四种细胞株中的差异表达; C: MM.1S细胞株对[89Zr]Zr-DFOBCMAh230430的摄取及在100倍过量的冷DFO-BCMAh230430存在下的阻断研究（n=3）
2.3 动物模型构建及PET显像效果评估
在完成细胞系的筛选及体外实验验证之后，作者团队构建了MM.1S和 KYSE520 荷瘤模型，将细胞通过皮下注射到雌性 BALB/c 裸鼠（4 周龄）的侧腹中建立肿瘤模型。而后采用PET显像监测了荷瘤模型在注射[89Zr]Zr-DFOBCMAh230430 后4至168小时内不同时间点的成像，结果显示注射 [89Zr]Zr-DFOBCMAh230430 后，肿瘤摄取显著降低（Figure 3. A）。MM.1S 肿瘤在晚期时间点的肿瘤摄取量几乎是 KYSE520 肿瘤的两倍，且肿瘤与肌肉的比例具有相似的趋势（Figure 3. B）。
(Cited from European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)
Figure 3. A: 注射后4至168小时对MM.1S和KYSE 520荷瘤模型进行PET成像。B: MM.1S组和KYSE520组中[89Pr]Zr-DFO-BCMAh230430免疫PET成像数据的兴趣区分析（n=4）。
2.4 体外生物分布研究
作者团队为了验证PET成像分析结果，进行了体外生物分布研究。静脉注射 [89Zr] Zr-DFO-BCMAh230430 (2-3MBq) 后，在 24 小时、48 小时和 168 小时处死 MM.1S 肿瘤小鼠 (n=4)，并立即采集特定目标器官并称重。随后，使用伽马计数器测量其放射性，并以 % ID/g 表示。该研究结果与 PET 分析的结果非常吻合。
(Cited from European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)
Figure 4. 施用放射性示踪剂后24小时、48小时和168小时，[89Zr] Zr-DFO-BCMAh230430 在人类 MM.1S皮下异种移植物（n=4）中的生物分布。
2.5 免疫组化评估BCMA表达
为了评估肿瘤中的 BCMA 表达，作者团队将肿瘤组织固定在福尔马林中，然后使用固定的组织进行苏木精和伊红 (H&E) 染色和免疫组织化学 (IHC)。进一步证明了 [89Zr]Zr-DFO-BCMAh230430 在监测MM肿瘤中的BCMA状态方面具有出色的能力。与 KYSE520 肿瘤组织相比，MM.1S 肿瘤组织中观察到的BCMA表达更高。
(Cited from European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging)
Figure 5. A: MM.1S肿瘤组织HE染色; B: MM.1S肿瘤组织免疫组化染色; C: KYSE520肿瘤组织免疫组化染色
3. 结论
作者团队的研究成功验证了靶向BCMA免疫PET探针[89Zr]Zr-DFO-BCMAh230430在无创监测MM肿瘤中的BCMA状态方面的重要作用，显示出良好的肿瘤摄取和对MM肿瘤的特异性结合亲和力，并提出了一种基于BCMA抗体的新型放射治疗诊断方式，有望实现高效、精确的MM诊断和治疗。
4. 缔码生物助力科研文章发表
本文中所用RamAb为缔码自主研发的BCMA兔单克隆抗体，缔码致力于肿瘤相关药物靶点的先导抗体分子的开发，为早期抗体药物发现提供一站式服务，加快整个药物开发进程。目前，我们围绕血液肿瘤、免疫检查点、实体瘤相关 500+ 靶标，已开发出 5000+ 现货抗体分子，并建立了B细胞种子库及对应的的人-兔嵌合先导抗体分子，其中40+靶标已完成人源化改造，20+靶标已完成体外功能验证（CAR-T）。如需了解更多详情，欢迎垂询。