新冠 ACE2 受体 SPECT/CT 的分子影像探针研究
摘要
ACE2 是新冠病毒SARS-CoV-2入侵宿主细胞的关键受体，其活体无创显像对病理机制研究意义重大。本研究设计三种 DX600 衍生肽，分别偶联 DOTA、NODAGA、HBED-CC 螯合剂并标记⁶⁷Ga，构建靶向 ACE2 放射性探针。通过ACE2 与 ACE 转染的 HEK 细胞及相应异种移植瘤小鼠模型，结合SPECT/CT 显像评价靶向特异性与体内分布。结果显示三种探针均特异性识别 ACE2、不结合 ACE，其中⁶⁷Ga-HBED-CC-DX600 摩尔活度最高（60 MBq/nmol）、肾脏滞留最低（7.2 %IA/g）、靶本比最优（1.77），是理想 ACE2 分子影像探针，为新冠相关病理显像提供新工具。
图1：论文封面概要
方法
合成 DOTA-DX600、NODAGA-DX600 和 HBED-CC-DX600 三种螯合修饰肽，进行 ⁶⁷Ga 放射性标记，评估标记效率与在生理盐水及血浆中的稳定性。采用 ACE2 与 ACE 转染的 HEK 细胞开展体外结合实验，测定 KD 值（83–113 nM）。构建 HEK-ACE2 与 HEK-ACE 异种移植瘤小鼠模型，经尾静脉注射探针（3 MBq/只），于注射后 1 h、3 h、24 h 进行 SPECT/CT 成像与生物分布检测，对比不同探针的靶向能力与脏器代谢差异。
分子影像设备应用
采用 美迪索 NanoScan SPECT/CT 小动物成像系统，设置⁶⁷Ga 特征能窗采集信号，CT 用于解剖定位与衰减校正。经 HiSPECT 三维迭代重建，VivoQuant 软件勾画肿瘤及肾、肝等感兴趣区，定量放射性摄取百分比，实现探针体内分布动态可视化与定量分析。
分子影像设备实验结果
SPECT/CT 显像清晰显示三种探针均在 ACE2 肿瘤高聚集，ACE 肿瘤无明显摄取；⁶⁷Ga-HBED-CC-DX600 肾脏清除更快、滞留显著低于另外两种探针，肿瘤与肾脏比值更高，图像对比度最佳（图 2）。
图 2（原文 Fig.7）：SPECT/CT 融合图对比三种探针在 ACE2 及移植瘤的摄取与肾脏滞留差异
研究结果
三种 ⁶⁷Ga 标记肽放射化学纯度 >98%，在生理盐水中 24 h 内稳定（>99% 完整肽）。对 ACE2 的亲和力适中（KD = 83–113 nM），特异性极强（HEK-ACE 细胞摄取 <0.1%）。HBED-CC 螯合可实现更高摩尔活度（60 MBq/nmol），体内代谢产物少（肾脏中 >92% 为完整肽），肾内滞留低（7.2 %IA/g）；而 DOTA 和 NODAGA 探针肾内代谢产物分别达 ~93% 和 ~90%，肾滞留明显（~24 %IA/g），显像劣势突出（图3）。
图 3（原文 Fig.6）：三种探针体内生物分布柱状图，直观对比肿瘤与主要脏器摄取差异
研究结论
本研究开发的⁶⁷Ga-DX600 系列探针可实现 ACE2 高特异性无创 SPECT 显像，HBED-CC 构型在标记活度、体内稳定性与脏器代谢方面综合优势显著，适合用于活体 ACE2 表达动态监测，为新冠病理机制研究及后续 PET 显像探针开发奠定重要基础（图 4）。
图 4（原文 Fig.3）：DX600 与 ACE2 分子对接模型，阐释探针靶向结合结构基础
原文出处DOI：10.1186/s13550-023-00979-2
原文链接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10113987/
ACE2 是新冠病毒SARS-CoV-2入侵宿主细胞的关键受体，其活体无创显像对病理机制研究意义重大。本研究设计三种 DX600 衍生肽，分别偶联 DOTA、NODAGA、HBED-CC 螯合剂并标记⁶⁷Ga，构建靶向 ACE2 放射性探针。通过ACE2 与 ACE 转染的 HEK 细胞及相应异种移植瘤小鼠模型，结合SPECT/CT 显像评价靶向特异性与体内分布。结果显示三种探针均特异性识别 ACE2、不结合 ACE，其中⁶⁷Ga-HBED-CC-DX600 摩尔活度最高（60 MBq/nmol）、肾脏滞留最低（7.2 %IA/g）、靶本比最优（1.77），是理想 ACE2 分子影像探针，为新冠相关病理显像提供新工具。
图1：论文封面概要
方法
合成 DOTA-DX600、NODAGA-DX600 和 HBED-CC-DX600 三种螯合修饰肽，进行 ⁶⁷Ga 放射性标记，评估标记效率与在生理盐水及血浆中的稳定性。采用 ACE2 与 ACE 转染的 HEK 细胞开展体外结合实验，测定 KD 值（83–113 nM）。构建 HEK-ACE2 与 HEK-ACE 异种移植瘤小鼠模型，经尾静脉注射探针（3 MBq/只），于注射后 1 h、3 h、24 h 进行 SPECT/CT 成像与生物分布检测，对比不同探针的靶向能力与脏器代谢差异。
分子影像设备应用
采用 美迪索 NanoScan SPECT/CT 小动物成像系统，设置⁶⁷Ga 特征能窗采集信号，CT 用于解剖定位与衰减校正。经 HiSPECT 三维迭代重建，VivoQuant 软件勾画肿瘤及肾、肝等感兴趣区，定量放射性摄取百分比，实现探针体内分布动态可视化与定量分析。
分子影像设备实验结果
SPECT/CT 显像清晰显示三种探针均在 ACE2 肿瘤高聚集，ACE 肿瘤无明显摄取；⁶⁷Ga-HBED-CC-DX600 肾脏清除更快、滞留显著低于另外两种探针，肿瘤与肾脏比值更高，图像对比度最佳（图 2）。
图 2（原文 Fig.7）：SPECT/CT 融合图对比三种探针在 ACE2 及移植瘤的摄取与肾脏滞留差异
研究结果
三种 ⁶⁷Ga 标记肽放射化学纯度 >98%，在生理盐水中 24 h 内稳定（>99% 完整肽）。对 ACE2 的亲和力适中（KD = 83–113 nM），特异性极强（HEK-ACE 细胞摄取 <0.1%）。HBED-CC 螯合可实现更高摩尔活度（60 MBq/nmol），体内代谢产物少（肾脏中 >92% 为完整肽），肾内滞留低（7.2 %IA/g）；而 DOTA 和 NODAGA 探针肾内代谢产物分别达 ~93% 和 ~90%，肾滞留明显（~24 %IA/g），显像劣势突出（图3）。
图 3（原文 Fig.6）：三种探针体内生物分布柱状图，直观对比肿瘤与主要脏器摄取差异
研究结论
本研究开发的⁶⁷Ga-DX600 系列探针可实现 ACE2 高特异性无创 SPECT 显像，HBED-CC 构型在标记活度、体内稳定性与脏器代谢方面综合优势显著，适合用于活体 ACE2 表达动态监测，为新冠病理机制研究及后续 PET 显像探针开发奠定重要基础（图 4）。
图 4（原文 Fig.3）：DX600 与 ACE2 分子对接模型，阐释探针靶向结合结构基础
原文出处DOI：10.1186/s13550-023-00979-2
原文链接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10113987/
