
一、前列腺特异性膜抗原(PSMA)的基本性质(补充与重申)
英文名称:Prostate - Specific Membrane Antigen
中文名称:前列腺特异性膜抗原
分子本质:属于 Ⅱ 型跨膜糖蛋白,归为谷氨酸羧肽酶家族,由 750 个氨基酸残基构成,相对分子质量受糖基化程度影响,处于 100 - 120 kDa 区间
等电点(pI):经等电聚焦电泳检测,通常在 5.0 - 6.0 范围内,糖基化修饰、氨基酸残基磷酸化等因素会使数值出现轻微波动
基因信息:编码基因为 FOLH1(叶酸水解酶 1),定位于人类染色体 11p11 - p12 区域,其表达调控与前列腺癌的发生发展密切相关
结构特点:由胞外域、跨膜域和胞内域三部分组成。胞外域是功能核心区域,含有谷氨酸羧肽酶活性位点,可催化叶酸及其衍生物的水解反应;跨膜域由 24 个氨基酸残基组成,起到将 PSMA 锚定在细胞膜上的作用;胞内域较短,仅含 19 个氨基酸残基,推测可能参与细胞内信号传导通路,影响细胞增殖与凋亡
展开剩余88%组织分布:正常生理状态下,主要在前列腺上皮细胞表面高表达,在肾脏近曲小管上皮细胞、小肠绒毛上皮细胞、唾液腺腺泡细胞等少数正常组织中呈低水平表达;而在前列腺癌细胞中,PSMA 的表达量显著上调,且与肿瘤恶性程度、侵袭能力及远处转移潜能呈正相关,是前列腺癌诊断与治疗的理想靶点
二、PSMA I&T 的基本性质
英文名称:PSMA I&T(全称通常为 Prostate - Specific Membrane Antigen Inhibitor and Theranostic,具体命名因研究场景略有差异)
中文名称:前列腺特异性膜抗原抑制剂与诊疗一体化配体
分子结构:属于 PSMA 靶向双功能分子,分子结构中包含两个关键功能区域:一是 PSMA 特异性结合域,含有脲基、羧酸基团等可与 PSMA 胞外域活性位点高效结合的基团,结合亲和力强(KD 值多处于亚纳摩尔级别);二是核素螯合域,通常为可与多种放射性核素(如 68Ga、177Lu)结合的螯合基团(如 DOTA、NOTA 类似结构),可同时满足诊断与治疗需求,实现 “诊疗一体化” 应用
物理化学性质:外观多为白色至类白色粉末,在极性有机溶剂(如二甲基亚砜、N,N - 二甲基甲酰胺)中溶解性良好,在纯水中溶解度较低,但可在生理缓冲液(如磷酸盐缓冲液,pH 7.4)中形成稳定混悬液或溶液;化学稳定性较好,在避光、密封、-20℃低温干燥条件下储存,可保持稳定 18 个月以上,避免高温、强光及强酸碱环境导致结构降解
结合特性:与 PSMA 的结合具有高度特异性,仅与表达 PSMA 的细胞(如前列腺癌细胞 LNCaP、C4-2)结合,与正常组织细胞(如肝细胞、肾细胞)的非特异性结合率低于 0.1%;且结合后不易解离,解离常数(koff)较小,能在肿瘤部位长时间滞留,为诊断显像和治疗提供充足时间窗口
三、Zadavotide guraxetan 的基本性质
英文名称:Zadavotide guraxetan
中文名称:扎达伏肽古拉西坦(音译,具体中文命名以官方批准为准)
CAS 号:2192281 - 54 - 0
分子结构:属于 PSMA 靶向放射性核素偶联药物,由三部分构成:一是 PSMA 靶向配体,为经过结构优化的小分子肽类或非肽类配体,可与 PSMA 特异性高亲和力结合;二是螯合剂,多为 DOTA(1,4,7,10 - 四氮杂环十二烷 - 1,4,7,10 - 四乙酸)或其衍生物,负责与治疗性放射性核素稳定螯合;三是治疗性放射性核素,目前临床上主要结合的是 225Ac(锕 - 225),该核素可释放 α 射线,具备强效抗肿瘤活性
物理化学性质:通常以无菌冻干粉末形式存在,复溶后为澄清透明液体;复溶后在生理缓冲液中稳定性良好,25℃条件下放置 6 小时内,放射性核素脱落率低于 2%;pH 值适应范围较广,在 pH 5.5 - 8.0 范围内可保持结构稳定,符合体内用药环境要求
核素结合特性:与 225Ac 的螯合效率高,在常规制备条件下(如室温、pH 5.0 - 6.0),螯合效率可达 99% 以上,无需复杂纯化步骤即可满足临床用药纯度要求;螯合形成的复合物在体内代谢过程中稳定性极高,即使经过肾脏排泄时,也不易发生核素脱落,可有效降低正常组织的辐射损伤风险
四、应用领域
肿瘤诊断领域
前列腺癌精准显像诊断:PSMA I&T 可与诊断性放射性核素(如 68Ga)结合,制备成 PET 显像探针(如 68Ga - PSMA I&T)。将探针静脉注射入患者体内后,其通过与前列腺癌细胞表面的 PSMA 特异性结合,在肿瘤病灶(原发灶、区域淋巴结转移灶、远处骨转移灶及内脏转移灶)富集。借助 PET 显像技术,可清晰显示病灶的位置、大小、形态及数量,尤其对传统影像学(CT、MRI)难以检出的微小转移灶(直径<3mm),检出灵敏度可达 92% 以上,为前列腺癌的早期筛查、精准分期提供关键依据;同时,可用于前列腺癌治疗后的疗效评估,通过对比治疗前后病灶部位的放射性摄取变化,判断治疗是否有效及是否存在复发
PSMA 表达水平定量分析:利用 PSMA I&T 的特异性结合特性,将其标记荧光素(如 Cy5.5、Alexa Fluor 647)制备荧光探针,通过流式细胞术可定量检测前列腺癌细胞表面 PSMA 的表达量,辅助判断肿瘤的恶性程度;在病理诊断中,荧光标记的 PSMA I&T 可对前列腺组织切片进行染色,结合激光共聚焦显微镜观察,精准定位 PSMA 在组织中的表达分布,区分良性前列腺增生与前列腺癌组织
肿瘤治疗领域
转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)治疗:Zadavotide guraxetan 是该领域的核心应用药物,其结合的 225Ac 释放的 α 射线能量极高(平均能量约 8.37 MeV),穿透距离短(约 50 - 100 μm),可精准作用于前列腺癌细胞。药物进入人体后,通过 PSMA 靶向配体与癌细胞表面的 PSMA 结合,被癌细胞内吞后,225Ac 释放的 α 射线可直接破坏癌细胞的 DNA 结构,导致 DNA 双链断裂,诱导癌细胞快速凋亡,且对周围正常组织的辐射损伤极小,尤其适用于经传统内分泌治疗、化疗后病情进展的 mCRPC 患者,可有效延长患者生存期
前列腺癌术后残留病灶清除:对于前列腺癌根治术后病理提示存在高危因素(如切缘阳性、淋巴结转移)的患者,PSMA I&T 可与治疗性放射性核素(如 177Lu)结合,制备成靶向治疗药物。药物可通过特异性结合术后残留的少量前列腺癌细胞,释放 β 射线杀灭残留细胞,降低肿瘤复发风险,目前该应用已进入 Ⅱ 期临床试验阶段
药物研发领域:PSMA I&T 作为 “诊疗一体化” 的核心工具分子,为 PSMA 靶向药物研发提供重要支撑。一方面,可作为阳性对照,用于评估新型 PSMA 靶向配体的结合亲和力、特异性及体内靶向效率;另一方面,其结构设计理念(靶向域 + 螯合域)为新型 PSMA 靶向放射性药物的研发提供模板,指导科研人员优化配体结构、选择更优螯合剂及放射性核素,加速药物研发进程
五、应用原理
特异性靶向结合原理:PSMA I&T 和 Zadavotide guraxetan 中的 PSMA 靶向配体,与 PSMA 胞外域的结合口袋存在高度结构互补性。配体中的脲基可与 PSMA 结合口袋内的天冬氨酸(Asp453)形成氢键,羧酸基团可与精氨酸(Arg511)形成静电相互作用,同时配体中的疏水片段可与口袋内的疏水氨基酸残基(如亮氨酸、异亮氨酸)形成疏水作用,通过多种非共价键协同作用,实现与 PSMA 的特异性、高亲和力结合。这种结合具有严格的靶向选择性,仅在表达 PSMA 的前列腺癌细胞富集,避免对正常组织细胞的非特异性作用
放射性核素显像与治疗原理
显像原理:PSMA I&T 与 68Ga 结合后,形成稳定的螯合物。探针进入人体后,随血液循环到达肿瘤部位并与 PSMA 结合,68Ga 发生正电子衰变,释放出正电子。正电子在体内快速运动过程中,与周围组织中的电子发生湮灭反应,产生 2 条能量均为 511 keV、方向相反的 γ 光子。PET 显像设备通过探测这些 γ 光子的发射位置和数量,经计算机数据处理和三维重建,形成清晰的肿瘤病灶影像,从而实现对前列腺癌的精准诊断
治疗原理:Zadavotide guraxetan 中的 225Ac 与螯合剂稳定结合后,随靶向配体到达肿瘤部位并进入癌细胞内部。225Ac 会持续释放 α 射线,α 射线具有极高的线性能量转移(LET),可在短距离内产生大量电离作用,直接破坏癌细胞的 DNA 分子,导致 DNA 双链断裂。由于 DNA 双链断裂难以被癌细胞修复机制完全修复,最终会诱导癌细胞凋亡;同时,α 射线穿透距离短,仅作用于癌细胞及其周围少量肿瘤细胞,对远处正常组织的辐射损伤极小
诊疗一体化原理:PSMA I&T 可同时结合诊断性核素(如 68Ga)和治疗性核素(如 177Lu),实现 “一次给药,同步诊断与治疗”。首先通过 68Ga - PSMA I&T PET 显像明确肿瘤病灶分布与 PSMA 表达情况,根据显像结果制定个体化治疗方案;随后使用 177Lu - PSMA I&T 进行靶向治疗,治疗过程中可再次通过 PET 显像监测病灶变化,实时调整治疗剂量,实现精准诊疗闭环
六、药物研发
Zadavotide guraxetan 的临床研发进展:Zadavotide guraxetan 目前已进入 Ⅲ 期临床试验阶段,主要针对转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)患者。前期 Ⅱ 期临床试验结果显示,接受治疗的患者中,前列腺特异性抗原(PSA)水平下降≥50% 的比例高达 83%,中位无进展生存期延长至 14.5 个月,中位总生存期达到 29.3 个月,显著优于传统治疗方案(如多西他赛化疗,中位总生存期约 15 个月)。在安全性方面,常见不良反应为轻度至中度的口干、疲劳及轻微骨髓抑制,3 级及以上不良反应发生率仅为 9%,患者耐受性良好。目前,该药物正开展与免疫检查点抑制剂(如 PD - 1 抑制剂)联合使用的临床试验,初步结果显示联合治疗可进一步提升客观缓解率,有望成为 mCRPC 治疗的新标准方案
PSMA I&T 的结构优化研发:科研人员通过计算机辅助药物设计(CADD)技术,对 PSMA I&T 的靶向配体结构进行优化。例如,通过增加配体与 PSMA 结合口袋的氢键数量,将结合亲和力(KD 值)从 1.2 nM 提升至 0.3 nM;引入亲水性修饰基团(如聚乙二醇片段),改善配体的水溶性,降低在肾脏的蓄积量,减少肾毒性风险;同时,优化螯合剂结构,提高与放射性核素的螯合稳定性,使核素脱落率从 3% 降至 0.5% 以下。优化后的 PSMA I&T 已在动物模型中验证其优势,肿瘤部位摄取率提升 40%,正常组织辐射剂量降低 25%
新型放射性核素的探索研发:除目前常用的 225Ac、177Lu 外,科研人员正探索将 PSMA 靶向药物与其他新型治疗性放射性核素结合,如 212Pb(铅 - 212)、213Bi(铋 - 213)。212Pb 的半衰期(10.6 小时)适中,便于药物制备与运输,且可释放 α 射线和 β 射线,兼具强效杀伤与一定组织穿透能力;213Bi 的半衰期极短(45.6 分钟),可快速发挥疗效并降低体内辐射蓄积风险。目前,212Pb 标记的 PSMA 靶向药物已进入 Ⅰ 期临床试验,初步结果显示其对 mCRPC 患者具有良好的安全性和抗肿瘤活性
联合治疗方案的研发:为进一步提升治疗效果,克服肿瘤耐药性,科研人员正积极研发 PSMA 靶向药物与其他治疗手段的联合方案。除 Zadavotide guraxetan 与 PD - 1 抑制剂的联合外,还包括与新型雄激素受体抑制剂(如达罗他胺)、PARP 抑制剂(如奥拉帕利)的联合。其中,PSMA 靶向放射性药物与 PARP 抑制剂的联合,可通过 “辐射损伤 + DNA 修复抑制” 的协同作用,显著增强对癌细胞的杀伤效果,在前列腺癌动物模型中,联合治疗组的肿瘤抑制率达 95%,远高于单独用药组(约 60%),目前该联合方案已进入临床前研究后期阶段
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Dota-ggga,149206-86-0
申明:仅实验室科研,不适应人体,后果自负
供应商:上海楚肽生物科技有限公司
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