放射免疫显像原理及方法

1.原理　单克隆抗体对相应的抗原决定簇具有高度特异性。标记抗体进入人体后，与其相应的抗原相结合，从而显示肿瘤或相应组织所在的部位，是一种无创伤性的定位、定性诊断和检测肿瘤或其他病灶的方法。

2.显像剂　放射性药物是用于诊断和治疗含有放射核素的制剂或药物。我国将获得国家药品监督管理部门批准文号的放射性药物称为放射性药品。《中华人民共和国药典》2000版中定义：放射性药品系指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药品。放射性药物的组成主要有两部分：放射性核素和与之结合的被标记药物部分。根据放射性核素性质的不同，放射性药物又可以分为放射性诊断药物和放射性治疗药物；与核素结合的药物部分则可以是化合物、生物大分子、受体配基、蛋白质、多肽等。

目前标记常用放射免疫显像核素包括131I，111In，99mTc及153Sm，186/188Re等，其中131I和153Sm等尚具有治疗作用，见表10-4-1。其他18F-FDG，11C-Thymidine、18F-FMAU、18F-FLT等检测肿瘤再生组织DNA的合成速度，用于异常增生组织的检测，多用于PET肿瘤显像。11C-methionine、11C-Tyrosine、18F-FMT、18F-FET、18F-FBPA等氨基酸类显像剂主要对蛋白质合成进行放射性示踪，也可用于肿瘤诊断显像。此外其他代谢类肿瘤显像药物11C-choline、18F-FES等、乏氧显像剂18F-FMISO、18F-FETNIM、64Cu-ATSM等也成功用于临床诊断与研究。在众多核素中，合理选择核素是RII一个成功因素，理想显像核素是低能量，标记方便和易于防护。

表10-4-1　常用RII放射性同位素及其性质

3.单克隆抗体

（1）作为显像用的放射性核素标记单克隆抗体应具有的特性：①抗原决定簇明确，特异性强，用于某种肿瘤显像。②依据抗体的动力学特性和标记核素半衰期决定显像的最佳时间，以取得最大的靶/非靶（T/NT）比值。血液清除相对较快，靶组织与非靶组织比值差异大。③副作用少，使用安全。

（2）常用的抗体种类：以往文献报道常用于放射免疫显像抗体多为单克隆抗体，由于FC片段存在，显像时可出现交叉反应和本底高，产生人抗鼠抗体（human anti-mous antibody，HAMA）反应等。以后采用各种消化类酶，制备酶切抗体分子片段F（ab′）2和F（ab′），保留与抗原结合能力，提高T/NT比值，减少本低和抗HAMA反应的发生，提高显像质量。

近年来，随着生物技术和标记技术的进展，构建人-鼠嵌合抗体、重构抗体、单链抗体、多价单链抗体、单链融合抗体、双功能抗体等也应用于放射免疫显像。单连抗体较传统完整抗体分子量小，可从快速进入肿瘤和清除，且不易发生HAMA等反应，但亲和力有下降。而多价（Multimerization）单连抗体，除亲和力增加外，还可以提高其亲和力和肿瘤吸收。Kelly MP等制备三价或四价抗-Lewis Y单链多价抗体（hu3S193）采用111In进行标记，进行MCF-7裸鼠乳腺癌移植瘤的生物分布和药代动力学测定，结果显示较F（ab′）2片段较好的吸收，注射后6小时12.6+/-2.5%ID/g，24小时15.7+/-2.1%ID/g。提示Multimerization单连抗体在RII中的价值。

单链抗体由于从体内快速清除，不能达到理想的T/NT比值，为延长单链抗体在体内半衰期。Yazaki PJ，等采用125I标记抗CEA清蛋白融合单链抗体T84.66（125I-T84.66）进行荷结直肠癌LS-174T移植瘤生物分布和肿瘤显像研究，结果125I-T84.66在4小时肿瘤吸收为12.3% ID/g，18小时22.7% ID/g，较scFv增加4.9% ID/g。同样采用111In 18小时37.2% ID/g，显示其优越性。

纳米离子分子量小，是最有希望的靶向制剂。Natarajan A等采用111In标记分子量50 kDa的抗MUC-1的di-scFv基因重组的抗体，并联结多价磁性氧化铁纳米离子，形成111In-DOTA-di-scFv-NP。结果免疫纳米粒子90%与di-scFv与NP联合，免疫活性超过80%，药代动力学显示其24小时肿瘤靶组织显像，肾和脾组织累计少。随着纳米技术和纳米材料发展，有可能今后广泛用于RII。

4.抗体标记方法　不同同位素标记的原理和方法不同。其中99mTc最为常见。99mTc标记受体配体的方法可分为偶联途径与整合途径两大类。偶联途径是将双功能配合剂与受体配体偶联并与99mTc络合，整合途径是用99mTc配合基团取代已知高亲和力的受体配体结构中的某一部分，使标记物在大小、形状及立体结构上与原配体相似。高锝酸盐（99mTcO4-）中的锝（Ⅶ）原子在还原剂作用下发生氧化-还原反应，被还原为低价态锝，进而与溶液中配体结合形成配合物。配体可以是有机化合物、生物大分子、受体配基、药物等。配体交换：用99mTc与一个配位能力较弱的配体-1形成配合物-1，再将预标记的配体-2（配位能力较强）与其反应，后者取代配合物-1中的配体-1而与99mTc配位形成新的配合物-2。

由于配体性质、反应条件等因素的影响，在标记一些药物时，当直接标记无法实现时，可采用配体交换反应，方便地得到高标记率的产品。标记后应进行放射化学纯度测定，即是指某一指定化学形式放射性核素的放射性量占该核素放射性量的百分比。测定方法包括HPLC测定，也可常采用简单的纸色谱或薄层色谱法测定，按照要求测定药物的放射化学纯度。但注意标记药物比活度或浓度的限定，以减少辐射分解、保证药物稳定性。

18F与123I或131I可通过共价键相对容易地引入配体分子，18F的标记方法主要包括：18F亲电反应标记、通过氟化前体标记或使用穴醚标记；123I 或131I标记受体配体的方法主要为亲电取代标记与联接标记法。111In的标记采用双功能配合剂连接法，其双功能螯合剂包括多羧酸等开链化合物（二乙三胺五乙酸DTPA、二乙胺四乙酸EDTA、二胺乙基乙二胺六乙酸TTHA等）与大环化合物（环DTPA、环EDTA、环TTHA与穴状配体等）。

过去30年多采用直接标记方法对抗体片段，但存在一定问题，如放射剂量不足，显象效果差等。随着标记技术的进展，标记方法从直接标记方法，进展为体内间接标记方法，可一步完成放免探测和显象，克服传统的缺点，同时减少体外标记污染，利于医护人员的防护。北京大学人民医院妇科曾进行99mTc预标记单抗片段Fab′2，进行卵巢癌实验研究，显示方法的可行性。

随着不同抗体的制备和临床应用，为保证放射性标记单抗制备的有效和安全性，应规范其制备的流程。（2009）综述临床使用几种抗体的生产和使用情况，重点强调生产和质量控制，旨在制备产品的保留免疫活性、高放射纯度和特异性及保证生产合格放射标记物。此外，保证医疗人员使用的安全性，减少放射性暴露。

5.给药途径　放射免疫显像一般通过静脉注射给药为多，其他特殊途径给药视需要和具体情况而定，如卵巢肿瘤还采用腹腔注射等。淋巴结显像等一般采用皮下注射法，由于抗体是大分子，经皮下注射后，不能直接进入微细血管，而是通过内皮细胞之间的间隙，进入淋巴管，向上至各淋巴结，顺序自股管组、盆腔组、腹主动脉组、再经胸导管进入大循环而至全身。放免淋巴结显像可在手术前了解淋巴结是否有转移，有利于正确临床分期，对治疗方案的选择及预后的估价有重要参考价值。