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癌症是严重威胁人群健康的主要原因之一,其发病率和死亡率一直很高,导致沉重的经济和社会负担,非常需要研究癌症的精准诊断和有效治疗新技术。HER2是癌症诊断和治疗的重要靶点,临床上迫切需要发展体内检测肿瘤组织的HER2表达水平的分子影像学方法。本文旨在研发核素和荧光染料标记HER2纳米抗体的分子探针,有望为HER2阳性肿瘤的诊疗提供有效的分子影像新方案。本文开展核素99mTc、188Re和荧光染料Cy7标记HER2纳米抗体的分子影像探针的研制,并对其体外性质和体内小动物SPECT/CT显像及荧光显像进行探究。本文主要研究内容包括以下五章:第一章主要是介绍研究背景,首先简要概述了 HER2与肿瘤之间的关系、分子影像技术的作用与特点、纳米抗体的概念和特征,然后重点评述了核素与荧光标记HER2纳米抗体和完整抗体的分子影像探针的研究进展与现状,最后简述本文的研究内容。第二章是核素99mTc标记多种HER2纳米抗体(Nb0 10,Nb0 17,Nb023,Nb026)及其肿瘤模型SPECT/CT显像研究,筛选性质优化的候选HER2纳米抗体并进行体内外性质探究。首先发展了纳米抗体的三羰基[99mTc]锝试剂盒标记法,该方法利用三羰基试剂盒合成三羰基[99mTc]锝,与常规方法相比略去了通入CO的繁琐步骤,合成效率高,99mTc标记含有His-tag的纳米抗体的效率大于95%,放射化学纯度大于95%。然后开展HER2阳性肿瘤模型SPECT/CT显像,筛选显像性质最优化的HER2纳米抗体,结果显示99mTc-Nb023和99mTc-Nb026 SPECT/CT肿瘤显像对比度更高、靶本比更大,具备理想的分子影像探针的性质。因此,接下来探究了分子影像探针99mTc-Nb023和99mTc-Nb026的体内外性质,结果表明99mTc-Nb023和99mTc-Nb026具有作为分子影像探针的良好性质和潜力。第三章初步探索HER2靶向性放射诊疗一体化188Re-Nb026的制备与SPECT/CT显像。与上述三羰基[99mTc]锝的标记方法相似,本章基于三羰基[188Re]铼试剂盒研制了治疗用放射性核素188Re标记纳米抗体Nb026即188Re-Nb026,其标记效率约为85%,分离后的放射化学纯度大于95%。进一步SPECT/CT显像表明,188Re-Nb026在体内HER2阳性肿瘤组织的摄取高,具有很强的HER2靶向性和特异性,其体内正常分布与99mTc-Nb026的相似。上述实验结果表明188Re-Nb026具有HER2靶向性放射免疫治疗的良好潜能。第四章初步开展HER2靶向性荧光分子影像探针Cy7-Nb017的制备与荧光显像研究。室温、避光、碱性体系中,荧光染料Sulfo-Cy7-NHS与纳米抗体Nb017反应过夜,经过PD MiniTrap G-25柱分离,制备荧光分子影像探针Cy7-Nb017。质谱分析显示,探针Cy7-Nb017分子中纳米抗体Nb017与Sulfo-Cy7的平均摩尔比为1:2。肿瘤光学显像表明,Cy7-Nb017在HER2阳性BT474肿瘤中摄取较高,而在HER2阴性MDA-MB-468肿瘤中几乎无摄取。因此,Cy7-Nb017是潜力很大的HER2靶向性光学分子影像探针。最后是总结和展望,简要概括了本论文的主要研究结果和发现,包括发展了三羰基[99mTc]锝和三羰基铼[188Re]标记的末端含有His-tag的纳米抗体的通用方法,研制了基于HER2纳米抗体的新型分子影像探针99mTc-Nb023和99mTc-Nb026、188Re-Nb026和Cy7-Nb017,开展了其HER2阳性肿瘤的高对比度SPECT/CT和光学显像评价,展望所研制的探针应用于HER2阳性肿瘤的放射免疫显像和治疗的前景、以及评价和监测曲妥珠单抗和帕托珠单抗治疗HER2阳性肿瘤疗效的巨大需求。