表皮生长因子(EGF)与肿瘤的放射性核素显像诊断和治疗

第12卷第4期1999年11月

同　位　素

Jou rnal of Iso topes

V o l.12　N o.4

N ov.1999

表皮生长因子(EGF)与肿瘤的放射性核素显像诊断和治疗

李云春　谭天秩

(华西医科大学附属第一医院核医学科,成都610041)

摘要　肿瘤的分化程度、大小、阶段、有丝分裂指数或复发等特征与肿瘤的表皮生长因子受体密度有显著的正比关系,且90%的肿瘤表面有高密度的表皮生长因子受体表达,其中54%的恶性肿瘤的表皮生长因子受体能与外源性配体结合,因此,放射性核素标记表皮生长因子可实现恶性肿瘤的显像诊断和治疗。本文着重介绍放射性核素标记表皮生长因子的肿瘤受体显像诊断和治疗的研究现状和临床意义。

关键词　表皮生长因子(EGF)　肿瘤　表皮生长因子受体(EGFR)　显像　诊断　治疗

中图法分类号　R817　O575+111

研究证明,组织的肿瘤化病变伴随着受体密度的增加,但这种肿瘤细胞受体密度的早期构象变化不能为CT或M R I提供足够信息,以显示肿瘤病变的存在。放射性核素标记生长抑素及其类似物和放射性标记血管活性肠肽在临床诊断显像的成功应用,为恶性肿瘤的诊断和治疗开辟了新的途径。但是,并不是所有肿瘤均含有高密度的生长抑素受体和血管活性肠肽受体表达,如膀胱癌、肾脏癌,仅含有高密度的表皮生长因子受体(EGFR)[1～3]。而在探测EGFR和预测病人存活率方面,配体结合法比免疫组织化学方法更灵敏[3]。因此,研究放射性核素标记表皮生长因子(EGF)的肿瘤显像诊断和受体介导靶向治疗有重要的临床意义。本文拟就EGFR肿瘤显像诊断和介导靶向治疗方面的研究现状予以阐述。

1　EGF

EGF是生长因子家族的主要成员之一,是一种主要由颌下腺和十二指肠B runner腺产生的、含53个氨基酸残基的多肽激素。它首先是在小鼠的下颌腺中发现[4],也存在于胰腺、甲状腺、肠道、肝脏。1959年W alerfield在研究神经生长因子(N GF)时,偶然发现小鼠颌下腺提取物能使新生小鼠提前开眼和门齿早萌。他们从中分离出一种活性因子,因其能直接刺激表皮的生长与角化,故命名为表皮生长因子[5]。小鼠EGF(m EGF)相对分子量为6045D,等电点为416,沉降系数1125s,分子中有3个二硫键,为其生物活性位置。1975年有研究者用免疫亲和层析法,从人尿中提取了一种与m EGF相似的多肽,称人表皮生长因子(hEGF),其生物活性与m EGF相同,有共同的抗原部位,但理化性质不完全一致。研究还表明hEGF与m EGF的53个氨基酸残基中有37个是相同的,3个二硫键也在各自的肽链相应位置上。正常人男女每日尿中EGF的排出量分别为6310±310Λg和5210±315Λg,而且与肌酐的排出量呈线性相关;人的唾液、乳汁、尿液和血浆中EGF浓度分别为6～17、80、29～272和2～4Λg L[6]。

2　EGFR

EGFR是由含1186个氨基酸的单一肽链组成[7],它由膜外结合区域、跨膜转换区域和面

李云春:男,33岁,助理研究员,核医学专业

收稿日期:1999206222 修改稿收到日期:1999210210

临胞质效应区域三部分组成。研究证明,EGF 的生理作用均通过与细胞膜上的EGFR 结合而

发挥。EGF 与EGFR 具有特异性高亲和力,其解离常数K d 为0116～0177nm o l L

[6,8,9]。当EGF 与受体的结合区域结合发生构型变化,胞质内效应部位具有酪氨酸激酶(T K )活性和A T P 磷酸化底物的结合部位,在EGF 作用下,受体本身能使酪氨酸自动磷酸化,引起细胞内三磷酸肌醇和二脂酰甘油增多,作为第二信使引起细胞内游离Ca 2+增多,激活蛋白激酶C 和环腺苷酶,改变细胞的骨架结构,使细胞分化、分裂和增殖。

3　肿瘤与EGFR

越来越多的研究表明,90%的肿瘤表面有高密度的EGFR 表达,其中54%的恶性肿瘤的EGFR 能与外源性配体结合[10]。例如,膀胱癌、

鳞状细胞癌、乳癌、神经胶质瘤、结肠癌、星形细胞瘤、多形性恶性胶质瘤、肾脏癌、子宫颈部肿瘤(鳞状细胞癌和腺癌)、乳头状甲状腺癌、硬胃

癌、胰腺癌和卵巢癌等均有高密度EGFR 表达[1～3,8,9,11～21]。EGFR 分子的胞内部分具有内在

的T K 活性,又称受体酪氨酸激酶(R T K ),T K 使胞内蛋白分子中的酪氨酸磷酸化,是胞内信息转导的重要步骤。信息最终传递到核内,启动与细胞生长、分化有关的基因转录、表达。

EGFR 羧基末端第992、

1068、1173位磷酸酪氨酸均结合磷酸脂酶C 2Χ,且EGFR 羧基末端第1068位磷酰酪氨酸还为GRB 2提供结合位点,使ras 基因产物能参与胞内信息转导,因此,EGFR 提供的结合位点至少通过磷酸脂酶C 2Χ和GRB 2两条信息转导途径,使EGF 发挥作用。因而,恶性肿瘤表面EGFR 的高表达对肿瘤的失控生长无疑起火上加油的作用。更有甚

者,有的恶性肿瘤能分泌转化生长因子(T GF 2Α

),它与EGF 共享一个受体,通过自己表达的EGFR 形成一种自泌调节,促进肿瘤细胞的活跃生长。

4　肿瘤的EGFR 显像

恶性肿瘤表达的高密度EGFR 对肿瘤具有重要的预后价值[8,9]。但这种肿瘤细胞受体密度的早期构象变化不能为CT 或M R 1提供足够信息,以显示肿瘤病变的存在。Yo sh ida 等[3]利用EGFR 的单克隆抗体通过冰冻肿瘤切片的免疫组织化学染色法和利用放射性标记EGF 通过配体结合法在21位肾细胞癌(RCC )病人中评价了EGFR 的表达。通过配体结合法确定了其中16例有EGFR ,而通过免疫组织化学染色法确定了其中11例有EGFR 。在确定EGFR 方面,两种方法之间具有显著的相关性(P <0.0001)。在死于RCC 的所有病人中用配体结合法确定均有EGFR ,而用免疫组织化学法却有4例为EGFR 阴性。这证明,在探测EGFR 和预测病人存活率方面,配体结合法比免疫组织化学法更灵敏。H arney [1]等将结合到EGFR 细胞外区域的单克隆抗体425用于评价膀胱癌细胞上这种抗原的表达。在试验的所有膀胱癌细胞上发现有EGFR 。利用单克隆抗体425浸润的14例人膀胱癌的免疫过氧化物酶染色证明10例显示强染色,1例显示弱染色,3例为阴性。类似地检测了6例非浸润肿瘤,其中4例为阴性,1例显示弱染色。在荷人膀胱瘤异种移植物的无胸腺裸鼠中,放射性标记单克隆抗体425和异种匹配对照抗体的生物学分布实验证明,在抗体注射后5天和7天时有特异肿瘤定位。在抗体注射后5天获得了人膀胱肿瘤异种移植物的成功显像。因此,证明EGFR 的表达与膀胱癌的阶段相关。而且,EGFR 能充当放射性免疫闪烁显像的靶抗原。1997年Cap ala 等[15]发展了99T c m 直接标记EGF 的方法,并观察放射性配体在荷EGFR 阳性神经胶质瘤鼠体内注射后脑内是否能定位。131I 和99T c m 标记EGF 后,利用C 6EGFR 鼠神经胶质瘤细胞研究其体外吸收,结果细胞吸收131I 的高峰出现在其与131I 2EGF 混合后保温约30m in 以后,随后降低,而99T c m 放射性在其与99T c m 2EGF 混合后保温的6h 期间继续增加。为了确定放射性标记EGF 是否有在体内肿瘤定位的特点,C 6EGFR 神经胶质瘤细胞被移植进入F ischer 鼠大脑;4周后,在相同条件下注射99T c m 2或131I 2EGF 进入正常或荷神经胶质瘤的动物。外部Χ闪烁显像揭示131I 较99T c m 快速从荷瘤动物的大脑区域消失,但直到12h 仍有约50%的放射性保留在肿瘤;相反,6

h 后,仅有20%的放射性保留在非荷瘤动物大脑。

该研究首次描述用99T c m 直接标记EGF 的方法,并证明利用外部闪烁显像可确定其存在于荷瘤动物的大脑。从而,放射性标记EGF 诊断EGFR 阳性肿瘤取得了理论和实践依据。

由于肿瘤的分化程度、大小、阶段、有丝分裂指数或复发等特征均与EGFR 的密度有显著322　第4期 李云春等:表皮生长因子(EGF )与肿瘤的放射性核素显像诊断和治疗