99mTc-Labelled Low Molecular Weight Inhibitors of Prostate-Specific Membrane Antigen

Full Text

Введение

Рак предстательной железы (РПЖ) является вторым по частоте встречаемости онкологическим заболеванием после рака легких и шестой по значимости причиной смерти от рака у мужчин во всем мире [1]. По данным Глобальной онкологической обсерватории (GCO), в 2020 г. было зарегистрировано 1,4 млн случаев РПЖ, из которых умерли 375 тыс. человек [1]. По прогнозам к 2040 г. число пациентов с РПЖ увеличится до 2,3 млн в год, а смертность достигнет 740 тыс. человек в год [1]. В России число пациентов с РПЖ с 2010 по 2020 г. выросло с 76,1 до 183,4 на 100 тыс. населения [2].

Учитывая высокую заболеваемость и смертность, ассоциированные с РПЖ, ранняя диагностика первичной опухоли, а также визуализация очагов метастазирования или рецидивов остаются актуальными проблемами медицины. Раннее и точное обнаружение опухоли имеет большое значение для последующей разработки стратегии лечения, так как позволяет снизить риск возникновения осложнений и улучшить прогноз. У пациентов с локализованным РПЖ 5-летняя выживаемость составляет почти 100%, однако при развитии метастазов этот показатель снижается до 30% [3]. Традиционные методы визуализации, такие как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и ультразвуковое исследование, имеют ограниченную точность в оценке метастатического и рецидивирующего РПЖ [4]. Получение функциональной информации о распространении РПЖ стало возможным после внедрения в клиническую практику высокочувствительных методов ядерной медицины, таких как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ).

К сожалению, низкий уровень метаболизма глюкозы РПЖ значительно ограничивает диагностическую эффективность ПЭТ визуализации с 2-дезокси-2-[¹⁸F]фторглюкозой (¹⁸F-ФДГ). ПЭТ/КТ с ¹⁸F- и ¹¹С-холином также характеризовалась низкой чувствительностью и специ-фичностью, особенно при низком уровне простат-спе-цифического антигена (ПСА) [5]. Поэтому необходимы более специфичные радиоиндикаторы, позволяющие увеличить чувствительность радионуклидной диагностики РПЖ.

Простат-специфический мембранный антиген (ПСМА), сверхэкспрессированный на поверхности опухолевых клеток простаты, является важной мишенью для визуализации и терапии РПЖ с помощью высокоаффинных и специфичных к ПСМА радиофармацевтических лекарственных препаратов (РФЛП). Еще в 1990-х го-дах Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) одобрило ¹¹¹In-капромаб пендетид (ProstaScint®) — препарат на основе мышиных антител к внутриклеточному домену ПСМА — для иммуносцинтиграфии РПЖ. Однако длительный период полувыведения из крови, низкая проницаемость в солидных опухолях и высокая иммуногенность препарата существенно ограничивают его клиническое использование.

Особый интерес представляют низкомолекулярные ингибиторы ПСМА (пептидомиметики), быстро выводящиеся из кровотока и обеспечивающие высокую контрастность ОФЭКТ- или ПЭТ-изображений [6]. К настоящему времени за рубежом зарегистрировано два радиофармацевтических лекарственных препарата на основе низкомолекулярных ПСМА-ингибиторов: ⁶⁸Ga-PSMA-11 и ¹⁸F-DCFPyL (Pylarify®). Оба препарата предназначены для визуализации РПЖ и его метастазов методом ПЭТ [7]. Однако рутинное клиническое применение РФЛП с ⁶⁸Ga и ¹⁸F ограничено низкой доступностью ПЭТ, а также высокой стоимостью эксплуатации циклотрона и блока радиохимического синтеза [8].

Среди радионуклидов, используемых в настоящее время, технеций-99m (^99mTc) стал основным в диагностической ядерной медицине, а радиофармацевтические лекарственные препараты на основе ^99mTc до сих пор являются наиболее используемыми радиотрейсерами в клинической практике [6]. Широкое использование ^99mTc объясняется характеристиками его ядерного распада (Т_1/2 = 6,01 ч; Еγ = 140,5 кэВ; 98,6%), удобством получения с помощью коммерчески доступных генераторов ⁹⁹W/^99mTc, а также простотой приготовления радиофармацевтических лекарственных препаратов с ^99mTc с использованием готовых наборов (лиофилизатов) в условиях клиники. Кроме того, большая доступность гамма-камер по сравнению с ПЭТ-сканерами, а также их значительные усовершенствования за счет оснащения твердотельными кристаллами, состоящими из сплава теллуридов кадмия и цинка, и инновационными конструкциями коллиматоров привели к возобновлению интереса к ОФЭКТ-визуализации с ^99mTc [9]. Все вышеперечисленное делает разработку радиофармацевтических лекарственных препаратов с ^99mTc, нацеленных на ПСМА, весьма перспективным направлением ядерной медицины.

Биология простат-специфического мембранного антигена и структурные особенности его низкомолекулярных ингибиторов

ПСМА, также известный как фолатгидролаза I или глутаматкарбоксипептидаза II, представляет собой трансмембранный несекреторный гликопротеин с молекулярной массой примерно 100 кДа, состоящий из 750 аминокислот. ПСМА характеризуется наличием трех основных сегментов: короткого N-концевого внутриклеточного участка, трансмембранного домена и большого внеклеточного участка (С-конца) [10]. Наиболее важен внеклеточный сегмент, так как именно он содержит каталитический домен и цинксодержащий субстрат-связывающий сайт, способный взаимодействовать со специ-фическими ПСМА-ингибиторами.

В норме наличие ПСМА отмечено в клетках и тканях человека, таких как слезные и слюнные железы, предстательная железа, проксимальные канальцы почек, тонкая кишка, щитовидная и молочная железы [11]. Все гистологические типы РПЖ, особенно низкодифференцированные, метастатические и гормонорезистентные опухоли, характеризуются повышенной экспрессией ПСМА [12]. Более того, повышенная экспрессия ПСМА отмечена в участках метастазирования первичной опухоли РПЖ в лимфатические узлы и кости, а также в неоваскулярном эпителии многих солидных опухолей различных локализаций: почек, молочной железы, толстой кишки, щитовидной железы и др. [11]. Таким образом, ПСМА представляет собой превосходную молекулярную мишень как для визуализации, так и для терапии РПЖ.

Необходимо подчеркнуть, что из-за экспрессии ПСМА в некоторых здоровых тканях, особенно в почках, слюнных и слезных железах, именно эти органы будут являться «критическими» при проведении радионуклидной диагностики и особенно радионуклидной терапии с низкомолекулярными ингибиторами ПСМА [11]. Поэтому крайне важно оценивать уровни поглощения радиофармацевтических лекарственных препаратов органами, чтобы предотвратить нежелательные побочные эффекты, обусловленные повышенной дозовой нагрузкой.

ПСМА обладает двойственной природой, являясь не только рецепторным белком, но и ферментом, обеспечивая протеолиз нейропептида N-ацетил-L-аспартил-L-глутамата в центральной нервной системе и гидролиз поли-γ-глутамилфолата в тонкой кишке [10]. В связи с этим радиолиганды, нацеленные на ПСМА, можно разделить на две группы. К первой относятся специфические моноклональные антитела и аптамеры — короткие одноцепочечные молекулы РНК или ДНК, способные с высокой аффинностью и специфичностью связываться с молекулами-мишенями [10]. Ферментативная активность ПСМА стала мишенью для разработки низкомолекулярных ингибиторов ПСМА. В отличие от антител, низкомолекулярные ингибиторы ПСМА обладают небольшими размерами, что способствует их быстрому клиренсу из крови, лучшему проникновению в опухоль и быстрой экскреции с мочой [6]. После связывания радиолиганда с ПСМА происходит интернализация комплекса внутрь клетки путем клатрин-опосредованного эндоцитоза, после чего он высвобождается в цитоплазме, равномерно распределяясь в ней с течением времени, а рецептор рециклируется [13].

Одним из факторов, определивших широкое распространение низкомолекулярных ингибиторов ПСМА, стало изучение кристаллической структуры ПСМА. Сайт ферментативного связывания ПСМА организован в виде тоннеля неправильной формы длиной ~ 20 Å, который можно условно разделить на три части: участок, или карман, ответственный за распознавание глутамата (glutamate recognition pocket, S1’); активный центр, содержащий два атома цинка (zinc active site), и входную воронку неправильной формы, соединяющую внеклеточную поверхность ПСМА с активным центром фермента [10, 14]. В воронке также имеются аргининовый участок (arginine patch), дополнительный гидрофобный карман (accessory hydrophobic pocket, S1) и арен-связывающий участок (arene-binding site) [14].

Эти структурные особенности ПСМА отражены в дизайне ингибиторов, которые, как правило, состоят из трех основных частей: 1) специфического ПСМА-связывающего мотива (содержащего глутамат и функциональную группу, координирующую ионы Zn²⁺ активного центра ПСМА); 2) мотива, связывающего радиоактивную метку, (хелатора) и 3) линкерной группы, которая соединяет участок связывания и хелатор [11]. Вообще низкомолекулярные ингибиторы ПСМА очень наглядно демонстрируют зависимость структура–свойство и, соответственно, важность химической природы каждого фрагмента — ПСМА-связывающего мотива, линкера и хелатора — для достижения необходимой фармакокинетики конечной молекулы. Эта конструкция допускает дискретные модификации всех трех структурных элементов с потенциально значительным воздействием на аффинность, фармакокинетику и фармакодинамику молекулы.

Широкое использование ^99mTc в диагностической ядерной медицине способствовало разработке ингибиторов ПСМА с ^99mTc. На сегодняшний день известно три класса ингибиторов ПСМА: 1) лиганды на основе фосфора, 2) тиолы и 3) лиганды на основе мочевины [11, 12]. Наиболее изучены соединения на основе производных мочевины, дошедшие до клинического применения. Базовая химическая структура большинства таких лигандов содержит ПСМА-связывающие фрагменты «глутамат–мочевина–глутамат» (Glu–Urea–Glu, EuE) и «глутамат–мочевина–лизин» (Glu–Urea–Lys, EuK), необходимые для связывания с активным центром ПСМА [12].

Низкомолекулярные ингибиторы простат-специфического мембранного антигена, меченные ^99mTc

Получение ^99mTc из генератора ⁹⁹W/^99mTc возможно только в виде пертехнетата натрия Na^99mTcO₄, который необходимо восстанавливать до более низкой степени окисления для введения в структуру биомолекулы. Для этого используют слабый лиганд, который стабилизирует ^99mTc в необходимой степени окисления, а затем этот комплекс конъюгируют с хелатором [15].

Одним из широко используемых комплексов для получения меченных ^99mTc ингибиторов ПСМА является трикарбонил-технеций(I) [^99mTc(CO)₃]⁺. В опубликованной в 2008 г. работе [16] группа исследователей из Медицинского института Джона Хопкинса (Johns Hopkins Medical Institutions, США) сообщила о синтезе соединений с использованием [^99mTc(CO)₃]⁺ на основе Glu–Urea–Lys с линкерами переменной длины и различными хелаторами (бис-пиридил, бис-хинолин и др.) (табл. 1). Исследования показали, что с увеличением длины линкера существенно возрастает аффинность полученных конъюгатов к ПСМА. ОФЭКТ/КТ-визуализация была проведена на мышах SCID, несущих как ксенотрансплантаты ПСМА(+) PC3-PIP, так и ПСМА(–) PC3-flu. Все соединения, за исключением 6 и 7, позволили визуализировать опухоль PC3-PIP. Лиганды (1–3), продемонстрировавшие наиболее высокую контрастность опухоли по отношению к фону в ходе ОФЭКТ/КТ-визуализации, были исследованы ex vivo, в результате чего отмечено ПСМА-специфичное поглощение этих соединений опухолью. Максимальное накопление препаратов в опухоли было отмечено уже через 0,5–1 ч после инъекции (7,87 ± 3,95 %/г и 11,56 ± 2,86 %/г для лигандов 1 и 3 соответственно), после чего их содержание быстро снижалось (до ~ 0,75-0,80 %/г через 5 ч после введения). Аналогичный характер распределения был зарегистрирован в почках (до 178,56 ± 35,45 %/г) и селезенке (до 32,07 ± 16,36 %/г) [16].

 

Таблица 1. Меченные ^99mTc низкомолекулярные ингибиторы ПСМА

Комплекс с 99mTc (год публикации)	Хелатор/Линкер/ПСМА-связывающий мотив	Тест-система и опухолевая модель	Основные результаты	Дальнейшее применение в клинике	Ссылка
[99mTc(CO)3]+ (2008)		Мыши SCID с ксенотрансплантатами PC3-PIP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (до 7,87 ± 3,95 %/г для 1) с максимальным накоплением через 0,5–1 ч после инъекции. Высокое поглощение почками и селезенкой с последующим быстрым выведением	Нет	[16]
[99mTc(CO)3]+ (2013)		Мыши SCID с ксенотрансплантатами PC3-PIP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью и длительное удержание (28,31 ± 4,4 и 23,22 ± 6,02 %/г через 0,5 и 5 ч соответственно для 8). Высокое неспецифическое поглощение печенью (до 28,9 ± 17,9 %/г) и селезенкой (21,1 ± 8,5 %/г) через 0,5 ч после инъекции	Нет	[17]
[99mTc(CO)3]+ (2013)		Мыши NCr-nu/nu с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+) и PC3 (ПСМА–)	Высокое поглощение и длительное удержание опухолью (9,3–12,4 %/г через 1 ч и 7,2–11,0 %/г через 4 ч после инъекции). Высокие значения отношений опухоль/кровь (от 29:1 до 550:1) и опухоль/мышца (от 31:1 до 157:1). Накопление в печени и тонкой кишке < 1 %/г. Быстрое выведение почками	Да	[18, 19]
[99mTc(CO)3]+ (2016)		Мыши C.B.-17/Icr +/+ Jcl и C.B. 17/Icr scid/scid Jcl с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+) и PC3 (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (до 12,8 ± 2,2 %/г через 30 мин после введения). Накопление в печени < 5,7 %/г	Нет	[20]
[99mTc(CO)3]+ (2020)		Мыши BALB/c nude с ксенотрансплантатами 22Rv1 (ПСМА+)	Умеренное поглощение опухолью (1,48–1,87 %/г через 1 ч и 0,81–2,83 %/г через 4 ч после инъекции). Максимальное поглощение почками не превышало 59,59 ± 2,2 %/г для 16 и 39,68 ± 2,2 %/г для 17	Нет	[21]
[99mTc(CO)3]+ (2020)		Мыши BALB/c nude с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (4,86 ± 1,19 %/г через 1 ч после инъекции). Высокое поглощение почками (70,95 ± 12,28 %/г) и селезенкой (5,84 ± 1,51 %/г). Отношения опухоль/кровь и опухоль/мышца составили 2,89 и 12,46 соответственно	Нет	[22]
[TcO]3+ (2009)		Бестимусные мыши nu/nu с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью лигандов 22, 23 и 24 (в среднем 9,8 ± 2,4 %/г через 4 ч после инъекции). Высокое поглощение почками (в среднем 28,3 %/г) и низкое — нецелевыми органами (<1 %/г в срок 4 ч)	Нет	[23]
[TcO]3+ (2013)		Мыши SCID с ксенотрансплантатами PC3-PIP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (42,46 ± 4,37 %/г через 1 ч после инъекции для лиганда 29). Высокое накопление и удержание почками (139,5–162,3 %/г) и селезенкой (45,45–97,78 %/г в течение 5 ч)	Нет	[17]
[TcO]3+ (2017)		Мыши CB17-SCID с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью лиганда 34 (8,28 ±3,27 %/г через 1 ч после инъекции). Высокое накопление почками (186 ± 23 %/г) и селезенкой (47 ± 17 %/г). В остальных органах – менее 3 %/г	Да	[24]
[Tc-HYNIC]2+ (2013)		Мыши SCID с ксенотрансплантатами PC3-PIP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	Высокое и неизбирательное поглощение внутренними органами и тканями	Нет	[17]
[Tc-HYNIC]2+ (2017)		Бестимусные мыши с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+) и PC3 (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (до 10,22 ± 2,96 %/г через 1 ч после инъекции). Накопление в почках — до 23,63 ± 3,56 %/г, в печени — до 2,18 ± 0,19 %/г. В остальных органах и тканях — менее 2%/г	Да	[27]
[Tc-HYNIC]2+ (2017)		Мыши SCID с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (14,13 ± 2,95; 19,45 ± 2,14 и 11,23 ± 2,8 %/г через 1, 2 и 4 ч после инъекции соответственно). Высокое поглощение почками (> 100 %/г). Накопление в нецелевых органах — не более 3 %/г через 1 ч после введения	Да	[4]
[Tc-HYNIC]2+ (2020)		Бестимусные мыши nu/nu с ксенотрансплантатами LNCaP (ПСМА+) и PC3-flu (ПСМА–)	ПСМА-специфичное поглощение опухолью (3,62 ± 0,78 %/г для лиганда 38; 1,8 ± 0,32 %/г для лиганда 39 и ~1 %/г для лиганда 40 через 1 ч после инъекции). Высокое накопление в почках (~80-100 %/г) и селезенке (~4 %/г)	Нет	[28]
[Tc-HYNIC]2+ (2020)		Здоровые мыши BALB/c	Максимальное поглощение отмечалось в почках (37,5 ± 9,4 %/г через 4 ч после инъекции). В остальных органах и тканях содержание препарата было менее 1%/г	Да	[29]
99mTcO4– (2019)		Здоровые мыши Swiss	Высокое поглощение почками (42,2 ± 2,9 и 29,9 ± 3,8 %/г через 1 и 3 ч после введения соответственно). В остальных органах накопление не превышало 3 %/г	Нет	[30]

Примечание. ПСМА+ — опухоль, экспрессирующая ПСМА; ПСМА– — опухоль без экспрессии ПСМА.

 

Позднее той же группой ученых были оценены еще три соединения на основе Glu–Urea–Lys, меченных [^99mTc(CO)₃]⁺ [17] (см. табл. 1). Среди протестированных соединений конъюгат, содержащий лизин, функционализированный 1,4-дизамещенным 1,2,3-триазолом в качестве хелатора (лиганд 8), продемонстрировал наиболее высокое специфическое накопление и длительное удержание в опухоли (28,31 ± 4,4 %/г и 23,22 ± 6,02 %/г через 0,5 и 5 ч соответственно). Также отмечалось высокое поглощение препарата почками в ранние сроки после введения (122,70 ± 14,73 %/г) и медленное снижение (до 55,31 ± 1,15 %/г в течение последующих 5 ч).

Еще одна серия ингибиторов ПСМА с ^99mTc, меченных с помощью [^99mTc(CO)₃]⁺, была разработана компанией MIP (Molecular Insight Pharmaceuticals Inc., США) [18, 19]. Соединения содержали основу Lys–Urea–Glu или Glu–Urea–Glu и были связаны через различные линкеры с четырьмя разными хелаторами (см. табл. 1). Наибольшую аффинность связывания с ПСМА in vitro проявляли конъюгаты, содержащие хелаторы CIM и TIM [18].

В экспериментах in vivo ^99mTc-MIP-1404 (^99mTc-Trofolastat) продемонстрировал наилучшее сочетание высокого поглощения опухолью и быстрого выведения из почек и нецелевых тканей, что было подтверждено ОФЭКТ/КТ-визуализацией. Исследования на животных моделях с ксенотрансплантатами LNCaP показали высокое поглощение опухолью ^99mTc-MIP-1404 через 1 ч после инъекции (10,3 ± 2,5 %/г), которое сохранялось в течение 4 ч (11,0 ± 4,1 %/г). За счет быстрого выведения препарата из крови, почек и нецелевых тканей отношения опухоль/ кровь достигали 79 и 550 через 1 и 4 ч соответственно [19]. ^99mTc-MIP-1404 и ^99mTc-MIP-1405 были выбраны для дальнейших клинических исследований.

В другом исследовании Н. Kimura et al. [20] синтезировали новый анионный ^99mTc-трикарбонильный комплекс (^99mTc-TMCE) с высокой гидрофильностью. ^99mTc-TMCE продемонстрировал высокое сродство к ПСМА in vitro, а также высокую аккумуляцию in vivo в опухоли (4,0 ± 1,2; 12,8 ± 2,2 и 5,0 ± 2,7 %/г через 5, 30 и 120 мин после инъекции соответственно) и низкое поглощение печенью (5,7 ± 1,0; 2,3 ± 0,3 и 1,1 ± 0,1 %/г через 5, 30 и 120 мин после инъекции соответственно) [20]. Особенно высокое накопление было отмечено в почках (124,9 ± 26,2; 136 ± 6,4 и 56,8 ± 20,6 %/г через 5, 30 и 120 мин после введения) [20]. По сравнению с нейтральными и положительно заряженными радиолигандами с трикарбонильным ядром, полученными S.R. Banerjee et al. [17], комплекс ^99mTc-TMCE характеризовался ускоренным печеночным и почечным клиренсом.

Подобно карбонильным функциональным группам, изонитрильные группы (C≡NR) являются превосходными лигандами для стабилизации технеция в низких степенях окисления с образованием очень стабильных монокатионных шестикоординированных комплексов типа [^99mTc(CO)₃(CN-R)₃]. В 2020 г. была опубликована работа [21], в которой для визуализации РПЖ были предложены конъюгаты на основе изонитрильных производных ингибиторов ПСМА, меченные с помощью [Тс(СО)₃(Н₂О)₃]⁺ (см. табл. 1). Полученные комплексы (^99mTc-16 и ^99mTc-17), содержащие три карбонильные группы и три изонитрильных заместителя ПСМА, могут рассматриваться как мультивалентные ингибиторы, потенциально способные связывать три рецепторных участка ПСМА одновременно. При иcследовании биораспределения ex vivo было отмечено быстрое накопление ^99mTc-17 (с 1,87 ± 0,11 до 2,83 ± 0,26 %/г через 1 и 4 ч после введения соответственно). Другой препарат, ^99mTc-16, показал умеренное поглощение опухолью (1,48 ± 0,18 %/г), которое снижалось до 0,81 ± 0,09 %/г через 4 ч после инъекции. Выведение осуществлялось преимущественно через почки. ОФЭКТ/КТ-визуализация с новыми радиолигандами продемонстрировала четкую визуализацию опухоли и тканей, экспрессирующих ПСМА, уже через 1 ч после инъекции [21].

Изонитрильные группы также могут координироваться с Tc(I) с образованием очень стабильных монокатионных шестикоординированных гомолептических соединений. Китайскими учеными был получен комплекс [^99mTc(CN-R)₆]⁺ (^99mTc-CNGU) [22] (см. табл. 1). При изучении биораспределения на мышах BALB/c nude с опухолями LNCaP было показано, что комплекс накапливался в опухоли до 4,86 ± 1,19 %/г и снижался до 1,74 ± 0,90 %/г после предварительной инъекции селективного ингибитора ПСМА [22]. Низкое поглощение печенью (2,46 ± 0,72 %/г) и кишечником (2,16 ± 0,34 %/г) и высокое накопление почками (70,95 ± 12,28 %/г) свидетельствуют о том, что ^99mTc-CNGU выводится через мочевыделительную систему, а не гепатобилиарным путем. Низкое поглощение препарата щитовидной железой (0,01 ± 0,00 %/г) и желудком (0,64 ± 0,72 %/г) указывало на стабильность комплекса in vivo. Дальнейшие перспективы авторы связывают с клиническими исследованиями данного препарата.

Для связывания ^99mTc с лигандами, нацеленными на ПСМА, также используют оксотехнеций [Tc=O]³⁺. Соединения такого типа образуют очень устойчивые комплексы с хелатирующими агентами в водных растворах, преимущественно с тетрадентатными лигандами [15]. Кроме того, такие соединения могут быть представлены в виде цис- и трансизомеров из-за различной ориентации функциональных групп относительно связи Tc=O, которые, однако, легко разделить [11, 15]. Вдобавок комплексы с оксотехнецием [TcO]³⁺ могут быть получены с высокими радиохимическими выходами в одну стадию [11].

В работе [23] сообщалось о серии соединений, нацеленных на ПСМА и помеченных с использованием [TcO]³⁺. Было обнаружено, что из шести синтезированных соединений три способны связываться с ПСМА с наномолярным сродством и высокой специфичностью. Те же три радиолиганда (22–24) демонстрировали высокое поглощение опухолью LNCaP in vivo (в среднем 9,8 ± 2,4 %/г через 4 ч после введения) и невысокое (< 1 %/г) накопление в других тканях, кроме почек (до 28,3 %/г) [23].

Серия [TcO]³⁺-меченых ингибиторов ПСМА была представлена в работе [17]. Все соединения оценивали in vivo с помощью ОФЭКТ/КТ-визуализации на мышах с ксенотрансплантатами ПСМА-позитивной опухоли PC3-PIP. Различия в фармакокинетических профилях и поглощении почками полученных соединений объясняются различными зарядами, полярностью и разным количеством гидрофильных функциональных групп в структуре хелатора. Так, наличие карбоксильных групп на боковой цепи хелатора способствовало более высокому накоплению в опухоли и снижению радиоактивности в здоровых тканях, что приводит к более высоким значениям отношений опухоль/фон [17]. Наиболее благоприятным фармакокинетическим профилем обладал лиганд 29. В эксперименте ex vivo было отмечено высокое накопление этого препарата в опухоли (30–42,46 %/г), почках (139,5–162,3 %/г) и селезенке (45,45–97,78 %/г), что делает невозможным его дальнейшее применение в клинике [17].

В 2017 г. была опубликована работа [24], в которой сообщалось о получении нового РФЛП ^99mTc-PSMA I&S (imaging and surgery), предназначенного для интраоперационного обнаружения единичных и атипично локализованных метастазов в лимфатических узлах (см. табл. 1). Первоначально для ПСМА-радионавигационной хирургии применялись лиганды PSMA-617 и PSMA I&T, меченные ¹¹¹In [25, 26]. Однако из-за ограниченной доступности и высокой стоимости циклотронного радионуклида ¹¹¹In (Т_1/2 = 2,8 сут; E_γ = 171 кэВ (90,2%); 245 кэВ (94,0%)), а также высокой лучевой нагрузки на пациента и персонал данные РФЛП не получили широкого распространения в клинике [8].

ПСМА-связывающий мотив ^99mTc-PSMA I&S представлен последовательностью Glu–Urea–Lys, а в качестве хелатирующей группы был использован 2-меркаптоацетил-D-серин-D-серин-D-серин (mas3). Кроме того, параллельно исследовали аналог, содержащий L-аминокислотный хелатор MAS3 (^99mTc-MAS3-y-nal-k(Sub-KuE)), который предположительно может подвергаться протеолитическому расщеплению под действием эндопептидазы.

Препарат ^99mTc-PSMA I&S продемонстрировал улучшенную интернализацию и высокую стабильность in vivo по сравнению с ^99mTc-MAS3-y-nal-k(Sub-KuE), благодаря чему был выбран для дальнейших исследований in vivo. Высокая стабильность ^99mTc-PSMA I&S in vivo обеспечивает длительную доступность индикатора в кровотоке, что с течением времени приведет к постепенному увеличению накопления ^99mTc-PSMA I&S в опухолевых очагах, экспрессирующих ПСМА, и позволит обеспечить высокую контрастность изображений за счет роста отношений опухоль/фон. Из-за выраженного связывания с белками плазмы ^99mTc-PSMA I&S продемонстрировал в 7 раз более высокую концентрацию в крови (1,73 ± 0,50 %/г) через 1 ч после инъекции, чем ¹¹¹In-PSMA-I&T (0,24 ± 0,05 %/г). При этом накопление препаратов в тканях, экспрессирующих ПСМА (селезенка, почки и опухоль LNCaP), было практически одинаковым для ^99mTc-PSMA I&S и ¹¹¹In-PSMA-I&T [24]. На основании этих результатов в настоящее время проводятся клинические исследования ^99mTc-PSMA I&S.

Соединение HYNIC (6-гидразиноникотиновая кислота) считается эффективным бифункциональным хелатором для связывания ^99mTc с ингибиторами ПСМА. Карбоксильная группа используется для конъюгации с фармакофором ПСМА-ингибиторов, в то время как гидразинопиридиновая часть прочно связывает ^99mTc. Поскольку HYNIC может занимать только один или два координационных центра ^99mTc, для завершения координационной сферы технеция необходимы солиганды, которые могут оказать существенное влияние на стабильность, липофильность и биораспределение конъюгатов ^99mTc-HYNIC. Кроме того, такой подход позволяет получать РФЛП с высокой радиохимической чистотой без необходимости дальнейшей очистки, что крайне удобно в клинических условиях. Необходимо подчеркнуть, что структура конъюгатов ^99mTc-HYNIC однозначно не определена, поскольку неизвестно, координируется ли HYNIC с ^99mTc только через гидразиновую группу или через гидразиновую и пиридильную группы [15]. Происходит образование нескольких изомеров, практически не разделяемых и не поддающихся индивидуальной оценке. Впервые использование HYNIC в качестве хелатора для получения меченных ^99mTc ингибиторов ПСМА было описано в работе [17] (см. табл. 1). Полученное соединение характеризовалось низким поглощением в ПСМА(+) опухоли и, соответственно, неизбирательным накоплением в остальных органах и тканях [17].

Еще одним примером ингибитора ПСМА, полученного на основе HYNIC, является ^99mTc-EDDA/HYNIC-Lys(Nal)-Urea-Glu (^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA), разработанный учеными из Мексики [27] (см. табл. 1). Исследования in vitro и in vivo показали высокую стабильность полученного радиолиганда и специфическое связывание с ПСМА с последующей интернализацией в клетки. При проведении доклинических исследований на животных с трансплантатом LNCaP поглощение опухолью достигало 10,22 ± 2,96 и 9,84 ± 2,63 %/г через 1 и 3 ч после введения соответственно. В остальных органах и тканях, за исключением почек и печени, накопление ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA не превышало 2 %/г [27]. В настоящее время препарат проходит I фазу клинических исследований.

Еще один ингибитор ПСМА (^99mTc-HYNIC-ALUG-Lys-Urea-Glu (ALUG — аминокапроновая кислота)), дошедший до стадии клинических исследований, был разработан в Китае [4]. В экспериментах ex vivo препарат накапливался в ксенотрансплантатах ПСМА(+) опухоли LNCaP (до 19,45 ± 2,14 %/г через 2 ч после введения). Основными недостатками ^99mTc-HYNIC-ALUG были высокое поглощение и длительное удержание активности в почках (до 195,50 ± 7,1 %/г).

М. Mosayebnia et al. [28] разработали несколько HYNIC-пептидов, несущих фармакофор Glu–Urea–Lys ([Glu-Urea-Lys(OMe)-Gly-Ala-Asp-(Naphthyl)Ala-HYNIC] и [Glu-Urea-Lys(OMe)-GABA-Tyr-Phe-Lys-HYNIC], и новый фармакофор, не содержащий мочевины (Glu-GABA-Asp-Gly-Ala-Gly-HYNIC) (см. табл. 1). Лиганд 38 проявлял наивысшую аффинность связывания, наибольшую стабильность и высокую специфическую аккумуляцию в опухолевых поражениях предстательной железы. Была показана возможность ОФЭКТ/ КТ-визуализации опухоли LNCaP уже через 1 ч после введения препарата. Более того, авторы отметили сравнимую эффективность и фармакокинетические свойства [Glu-Urea-Lys(OMe)-Gly-Ala-Asp-(Naphthyl)Ala-HYNIC-^99mTc] с ⁶⁸Ga-PSMA-11, что делает его весьма перспективным радиотрейсером для ранней диагностики РПЖ [28].

Недавно в Национальном центре ядерных исследований «Радиоизотопный центр POLATOM» (Польша) разработали новый радиолиганд, названный ^99mTc-PSMA-T4 (PSMA-T4 = Glu-CO-Lys-L-Trp-4-Amc-HYNIC) [29]. Структурной особенностью препарата является наличие в структуре линкера L-триптофана, что, по мнению авторов, способствовало повышенному сродству к ПСМА in vivo и значительному улучшению биораспределения ^99mTc-PSMA-T4, которое исследовали на здоровых мышах BALB/C. Показано, что препарат характеризовался низкой аккумуляцией в органах, не являющихся мишенями (< 1 %/г через 4 ч после введения), в частности, наблюдалось относительно низкое поглощение почками (37,5 ± 9,5 %/г) [29]. Дальнейшая оценка препарата осуществлялась уже в рамках клинических исследований и подробно представлена в следующем разделе.

Учеными из Индии была предпринята попытка пометить ^99mTc лиганд PSMA-11 (HBED-CC-PSMA) [30]. PSMA-11 состоит из мотива Glu–Urea–Lys, конъюгированного с ациклическим хелатором N,N’-бис[2-гидрокси-5-(карбоксиэтил)бензил]-этилендиамин-N,N’-диуксусная кислота (HBED-CC) через линкер из аминогексановой кислоты (см. табл. 1). ^99mTc-PSMA-11 обладал высокой специфичностью в отношении ПСМА(+) клеток LNCaP in vitro и характеризовался стандартным физиологическим распределением в организме здоровых мышей с преимущественным накоплением в почках и быстрым выведением из крови, печени, кишечника, легких и других органов через 3 ч после введения. Кроме того, ^99mTc-PSMA-11 позволил успешно идентифицировать первичные опухоли, а также метастатические поражения у пациентов с РПЖ [30].

Клинические исследования

Основными требованиями к радиофармацевтическим лекарственным препаратам для клинического применения являются: эффективная процедура маркировки, высокая концентрация в опухоли, высокая специфичность связывания, определяемая накоплением препарата клетками ПСМА(+), более длительное удержание в опухоли по сравнению с почками, а также низкое поглощение нецелевыми органами и тканями, преимущественно печенью и другими органами желудочно-кишечного тракта [15]. Среди вышеупомянутых ^99mTc-меченных ингибиторов ПСМА пять прошли хотя бы одну фазу клинических испытаний, в ходе которой оценивались безопасность и переносимость радиофармацевтических лекарственных препаратов, а также определялись чувствительность и специфичность диагностики с данными препаратами.

Препараты ^99mTc-MIP-1404 и ^99mTc-MIP-1405 стали первыми ингибиторами ПСМА с ^99mTc, достигшими стадии клинических исследований (табл. 2). В I фазе клинического исследования ^99mTc-MIP-1404 и ^99mTc-MIP-1405 участвовали 6 здоровых мужчин и 6 мужчин с рентгенологически подтвержденным метастатическим РПЖ [31]. Оба препарата быстро выводились из кровотока (клиренс ^99mTc-MIP-1404 составил 283 ± 100 мл/ч/ кг, ^99mTc-MIP-1405 — 200 ± 45 мл/ч/кг у здоровых мужчин). У здоровых добровольцев и у пациентов с метастатическим РПЖ наиболее высокое поглощение обоих препаратов наблюдалось в околоушных и слюнных железах, печени, почках и желудочно-кишечном тракте. У 5 из 6 пациентов с РПЖ планарное сканирование всего тела с обоими РФЛП позволило четко идентифицировать все метастатические поражения, ранее обнаруженные при сканировании костей. У пациента, перенесшего простатэктомию, визуализация как с ^99mTc-MIP-1404, так и с ^99mTc-MIP-1405 позволила выявить больше метастатических поражений, чем остеосцинтиграфия, проведенная 2 мес назад. Эффективная доза облучения всего тела после однократного введения диагностической дозы ^99mTc-MIP-1404 и ^99mTc-MIP-1405 (740 ± 111 МБк) составила примерно 6 мЗв, что аналогично радиационному облучению после остеосцинтиграфии. Оба радиоконъюгата быстро выводились из организма через почки, причем накопление ^99mTc-MIP-1404 в мочевом пузыре (7% от введенной дозы) было ниже, чем ^99mTc-MIP-1405 (26% от введенной дозы). Предполагается, что из-за этого ^99mTc-MIP-1404 будет иметь преимущество перед ^99mTc-MIP-1405 при визуализации опухолевых поражений в предстательной железе и малом тазу на ранних стадиях заболевания и в случае биохимического рецидива [31].

 

Таблица 2. РФЛП на основе низкомолекулярных ингибиторов ПСМА, меченных ^99mTc, находящиеся на стадии клинических исследований

РФЛП, стадия клинического исследования	Показания к применению	Преимущества	Недостатки
99mTc-MIP-1404 (99mTc-Trofolastat) III фаза: NCT02615067	Первоначальная диагностика РПЖ, мониторинг прогрессирования заболевания и ответа на лечение	Возможность визуализировать РПЖ в области малого таза на ранних стадиях заболевания. Успешное выявление небольших (< 10 мм) метастатических поражений в костях и лимфатических узлах	Чувствительность ОФЭКТ/КТ с 99mTc-MIP-1404 ниже (40–58%), чем ПЭТ/КТ с 68Ga-PSMA-11, при низких уровнях ПСА (0,2–2 нг/мл)
99mTc-PSMA I&S II фаза: NCT04832958	Радионавигационная хирургия для обнаружения лимфатических узлов с метастазами или остаточной опухолевой ткани. ОФЭКТ-визуализация РПЖ	Высокая чувствительность визуализации поражений, ранее выявленных с помощью 68Ga-PSMA11. Высокое накопление в лимфоузлах с метастазами, что позволяет проводить точную интраоперационную идентификацию и резекцию во время радионавигационной хирургии	Достаточная для визуализации контрастность опухоль/фон достигается лишь через 5 ч после инъекции. Чувствительность ОФЭКТ с 99mTc-PSMA I&S у пациентов с биохимическим рецидивом и низким уровнем ПСА (< 4 нг/мл) была существенно ниже по сравнению с ПЭТ-визуализацией с 68Ga-PSMA-11
99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA I фаза	Первоначальная диагностика РПЖ и мониторинг прогрессирования заболевания. Подходит для выявления ПСМА+ поражений перед радиолигандной терапией	Быстрое выведение из крови и мочи, что позволяет визуализировать РПЖ в области малого таза уже через 3 ч после введения. Более низкая эффективная доза облучения по сравнению с 99mTc-MIP-1404. Возможность визуализировать метастазы в костях, лимфатических узлах, головном мозге	Более низкая чувствительность визуализации поражений небольшого размера по сравнению с 68Ga-PSMA-11 (лишь 28% лимфоузлов размером < 10 мм было визуализировано с 99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA)
99mTc-HYNIC-ALUG I фаза	Первоначальная диагностика РПЖ и мониторинг прогрессирования заболевания. Рассматривается возможность применения для радионавигационной хирургии	Эффективное выявление рецидивов РПЖ при уровне ПСА более 1,30 нг/мл. Чувствительность ОФЭКТ/КТ с 99mTc-HYNIC-ALUG при обнаружении метастазов (78%) выше, чем остеосцинтиграфии (34%) и МРТ (40%)	Высокое накопление в почках затрудняет интерпретацию сцинтиграфических изображений
99mTc-PSMA-T4 I фаза	Первоначальная диагностика РПЖ и мониторинг прогрессирования заболевания и ответа на лечение. Подходит для выявления ПСМА+ поражений перед радиолигандной терапией	Оптимальный фармакокинетический профиль, позволяющий визуализировать PSMA+ поражения в течение 3 ч после введения	Высокое накопление в почках и почечная экскреция могут затруднять интерпретацию изображений. Более низкая чувствительность визуализации метастазов по сравнению с 68Ga-PSMA-11

 

Фаза II многоцентрового исследования ^99mTc-MIP-1404 была проведена на 105 пациентах с подтвержденным РПЖ с высоким риском метастазирования, у которых была запланирована радикальная простатэктомия в течение 21 дня после визуализации [32]. ОФЭКТ/ КТ-визуализация продемонстрировала способность обнаруживать рак простаты у 98 пациентов (94%) с высокой точностью по сравнению с гистологией. Чувствительность и специфичность ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 в обнаружении лимфатических узлов составила 50 и 87% соответственно [32].

В работе [33] было показано, что ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 позволяет выявлять метастазы в лимфатических узлах и костях с умеренной точностью при первичном стадировании РПЖ и дает возможность прогнозировать появление метастазов с чувствительностью 82% и специфичностью 76%. Кроме того, достоверность визуальной оценки ПСМА-позитивных поражений можно повысить с помощью количественного анализа изменений поглощения индикатора, измеренного с помощью ОФЭКТ/ КТ [34]. Также было обнаружено, что накопление ^99mTc-MIP-1404 в первичной опухоли коррелирует с индексом Глисона и концентрацией ПСА в сыворотке [33, 35–37]. Так, в исследовании [36] с участием 60 пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ было установлено, что при уровнях ПСА более 2 нг/мл чувствительность ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 (91,4%) и значения SUV для опухолевых поражений были сопоставимы с данными, полученными при проведении ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-ПСМА-11 (74,2–83,8%). Однако при уровне ПСА ниже 2 нг/мл чувствительность ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 составила всего 40,0%, что ниже по сравнению с ⁶⁸Ga-PSMA-11 (68,8%) [36].

Аналогичные результаты были получены С. Schmidkonz et al. [35] в исследовании с участием 225 пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ. Была выявлена высокая чувствительность (90%) ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 при уровне ПСА выше 2 нг/мл, но если уровень ПСА был ниже 1,0 нг/мл, чувствительность снижалась до 58%. Тем не менее в ретроспективном исследовании [38] была продемонстрирована высокая эффективность ^99mTc-MIP-1404 в выявлении ПСМА-позитивных поражений у пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ и низким (от 0,5 до 1 нг/мл) и очень низким (от 0,2 до 0,5 нг/мл) уровнями ПСА в сыворотке. Чувствительность метода в этих подгруппах составила 56 и 44% соответственно [38]. ^99mTc-MIP-1404 также может быть весьма эффективным для оценки ответа на лечение у пациентов с метастатическим РПЖ и биохимическим рецидивом РПЖ, которым проводят андроген-депривационную или дистанционную лучевую терапию [37, 39].

На основании положительных результатов клинических испытаний I и II фазы была проведена III фаза исследования с участием 531 пациента по оценке безопасности и эффективности ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-MIP-1404 для выявления клинически значимого РПЖ у мужчин с подтвержденным биопсией раком простаты низкой степени злокачественности. Результаты показали, что ^99mTc-MIP-1404 был способен визуализировать клинически значимый РПЖ со специфичностью в диапазоне 71–75%, однако чувствительность составила всего 47–51% [40].

Еще одним меченным ^99mTc радиолигандом к ПСМА, достигшим стадии клинических исследований, является ^99mTc-PSMA I&S — радиотрейсер для радионавигационной хирургии РПЖ (см. табл. 2). Этот метод заключается во внутривенном введении специфически связывающегося с ПСМА РФЛП с ^99mTc и последующем определении локализации метастатических лимфатических узлов или остаточной опухолевой ткани по излучению радионуклида с помощью гамма-зонда. Исследования биораспределения ^99mTc-PSMA I&S у пациента с метастатическим кастрат-резистентным раком предстательной железы (мКРРПЖ) показали относительно медленный клиренс ^99mTc-PSMA I&S из-за значительного связывания с белками плазмы крови (94%), что способствовало эффективному поглощению препарата опухолевыми очагами РПЖ и метастазами в лимфатических узлах, а также неуклонному росту численных значений отношений опухоль/фон, вплоть до 21 ч после инъекции [24]. Пациенту с мКРРПЖ и подтвержденными метастазами в подвздошные и паховые лимфатические узлы была выполнена пред-операционная ОФЭКТ/КТ (через 12 ч после инъекции), которая показала высокое поглощение ^99mTc-PSMA I&S всеми подозрительными поражениями, идентифицированными ранее с помощью ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11. Проведенное спустя 16 ч после инъекции хирургическое вмешательство с интраоперационным радиологическим контролем позволило успешно обнаружить метастазы и провести их резекцию [24].

В работе [41] были ретроспективно проанализированы результаты ПСМА-радионавигационной хирургии с ^99mTc-PSMA I&S у 31 пациента с признаками рецидивирующего РПЖ после радикальной простат-эктомии и метастатическими поражениями мягких тканей, ранее выявленными с помощью ⁶⁸Ga-PSMA-11. Средняя введенная активность составила 571 МБк, среднее время до операции — 19,7 ч. Было обнаружено, что ^99mTc-PSMA I&S правильно идентифицировал и облегчал хирургическое удаление метастазов в диапазоне размеров от 3 до 25 мм. Более того, у двух пациентов ^99mTc-PSMA I&S обнаружил метастазы размером до 3 мм, которые не были визуализированы с помощью предоперационной ПЭТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11. По результатам проведенных исследований чувствительность метода составила 83,6%, специфичность — 100% и точность — 93,0% [41].

Недавно M. Mix et al. [42] продемонстрировали высокую диагностическую эффективность ^99mTc-PSMA I&S ex situ для различения лимфатических узлов с опухолью и без нее при проведении радионавигационной хирургии (чувствительность — 76,6%, специфичность — 94,4%). Кроме того, было показано, что радионавигационная хирургия с ^99mTc-PSMA I&S тормозит прогрессирование заболевания у пациентов с рецидивом РПЖ после радикальной простатэктомии, причем у пациентов с единичным очагом рецидива и низким предоперационным уровнем ПСА отмечалась более длительная биохимическая безрецидивная выживаемость [43].

^99mTc-PSMA I&S также может быть полезен для ОФЭКТ-визуализации РПЖ на различных клинических стадиях. В исследовании, включавшем 210 пациентов с РПЖ, чувствительность ОФЭКТ с ^99mTc-PSMA I&S у пациентов с биохимическим рецидивом и низкими уровнями ПСА (< 4 нг/мл) была существенно ниже по сравнению с ПЭТ-визуализацией с ⁶⁸Ga-PSMA-11 [44]. Однако при уровнях ПСА > 4 нг/мл и 10 нг/мл частота выявления ПСМА-положительных опухолевых очагов с ^99mTc-PSMA I&S составила 82,9 и 100% соответственно. ОФЭКТ с ^99mTc-PSMA I&S также может быть полезным для первичного или повторного стадирования распространенного рецидивирующего РПЖ [44]. Тем не менее полученные результаты требуют более систематического анализа для дальнейшей оценки диагностической эффективности ^99mTc-PSMA I&S при РПЖ.

В сравнительном исследовании, включавшем 28 пациентов с РПЖ, ПЭТ/КТ-визуализация с ⁶⁸Ga-PSMA-11 позволила обнаружить опухолевые очаги у 25 пациентов (89,2%), в то время как в случае ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-PSMA I&S поражения выявлены только у 20 больных (71,4%) [45]. Было показано, что ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-PSMA I&S обладает такой же чувствительностью, как ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11, при обнаружении метастазов в лимфатических узлах и костях, но меньшей чувствительностью при обнаружении поражений в области ложа предстательной железы. Более того, статистически значимой разницы в чувствительности методов при обнаружении опухолевых очагов у пациентов с уровнем ПСА > 0,5 нг/ мл выявлено не было [45].

Дозиметрические исследования ^99mTc-PSMA I&S, проведенные в рамках одноцентрового исследования, показали, что эффективные дозы для ^99mTc-PSMA I&S сопоставимы с таковыми для других РФЛП с ^99mTc и существенно ниже, чем формируемые при введении ^99mTc-MIP-1404, а также ингибиторов ПСМА, меченных ⁶⁸Ga или ¹⁸F (^99mTc-PSMA I&S — 0,0052 мЗв/МБк; ^99mTc-MIP-1404 — 0,0088; ⁶⁸Ga-PSMA-11 — 0,0236; ¹⁸F-PSMA-1007 — 0,022 мЗв/МБк) [46].

Следующим РФЛП, находящимся на стадии клинических исследований, является ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA (см. табл. 2). Первые исследования, проводимые на здоровых людях, показали высокую стабильность ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA в крови, специфическое распознавание ПСМА, высокое поглощение препарата опухолью и быструю элиминацию из крови через почки [27]. Дальнейшие исследования оценивали биокинетику и дозиметрию ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA у 8 здоровых людей, а также его эффективность в качестве радиоиндикатора ОФЭКТ у 8 пациентов с гистологически подтвержденным РПЖ [47]. ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA характеризовался более быстрым выведением из организма, а также более низкой поглощенной дозой, которая составила 3,42 мЗв / 740 МБк, по сравнению с ^99mTc-MIP-1404 (6,5 мЗв / 740 МБк) и ^99mTc-MIP-1405 (5,82 мЗв / 740 МБк). У всех пациентов отношение опухоль/фон было достаточно высоким: в среднем — 8,99 ± 3,27 через 3 ч, что выше, чем для ^99mTc-MIP-1404 (диапазон — 3,8–6,2) [47].

Еще одно клиническое исследование было проведено на 14 пациентах с гистологически подтвержденным РПЖ для оценки чувствительности ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA и ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 [48]. Всего на ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 было обнаружено 46 поражений, локализованных в предстательной железе (n = 10), лимфатических узлах (n = 24) и костях (n = 12). Из них ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA выявил 36 опухолевых очагов: предстательная железа — 10/10 (100%), лимфатические узлы — 15/24 (62,5%) и кости — 11/12 (91,7%) с общей чувствительностью 78,3%. Поражения, обнаруженные на ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA, были больше по размеру (p < 0,001) и имели более высокий SUV_max (p < 0,001) по данным ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 по сравнению с теми поражениями, которые не были визуализированы. Так, ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA обнаружил все лимфатические узлы размером более 10 мм, но лишь 28% узлов размером менее 10 мм [48]. Однако в другом исследовании [49], целью которого являлось качественное и полуколичественное сравнение ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA и ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 у 23 пациентов с РПЖ и метастазами в кости и лимфоузлы, не было выявлено статистически значимых различий в обнаружении опухолевых поражений между методами. Практически одинаковыми были значения поглощения ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA и ⁶⁸Ga-PSMA-11 в лимфатических узлах, хотя их размер варьировал от 5 до 21 мм [49]. В работе [50] чувствительность обнаружения метастатических поражений методами ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA и ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 была практически одинаковой, но ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 позволила визуализировать больше поражений в области ложа предстательной железы.

Проведение ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA также сравнивали с ^99mTc-MDP в исследовании с участием 41 пациента с гистологически подтвержденным РПЖ для оценки чувствительности обнаружения костных метастазов [51]. Результаты этого предварительного исследования не показали существенных различий между двумя РФЛП в обнаружении костных метастазов, однако ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA продемонстрировал дополнительное преимущество, позволив визуализировать метастазы в лимфатических узлах и рецидив опухоли после радикальной простатэктомии у ряда пациентов.

В недавнем исследовании [52] оценивали возможности ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA для диагностики неоваскуляризации при метастазах в головной мозг и глиомах высокой степени злокачественности. Было отмечено низкое накопление ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA опухолевыми клетками глиом низкой степени злокачественности из-за минимальной экспрессии ПСМА этой тканью. Напротив, повышенное поглощение РФЛП наблюдалось в метастазах головного мозга, в рецидивирующих глиомах и глиомах высокой степени злокачественности из-за сверхэкспрессии ПСМА в эндотелии сосудов этих опухолей. Это позволяет рассматривать ^99mTc-EDDA/HYNIC-iPSMA как потенциальный нейровизуализирующий агент для оценки формирования сосудов опухоли при глиомах и метастазах в головной мозг.

Первое ретроспективное клиническое исследование ^99mTc-HYNIC-ALUG с участием 208 пациентов позволило установить корреляцию между концентрацией ПСМА и чувствительностью ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-HYNIC-ALUG в обнаружении рецидивов РПЖ после радикальной простатэктомии [53] (см. табл. 2). ОФЭКТ/ КТ с ^99mTc-HYNIC-ALUG выявила рецидив заболевания у 151 из 208 пациентов (72,6%), причем для эффективного обнаружения уровень ПСА должен быть выше 1,30 нг/мл. В другом исследовании [54] было показано, что ОФЭКТ/ КТ с ^99mTc-HYNIC-ALUG может идентифицировать больше метастатических поражений и обеспечивает более высокую скорость их обнаружения, чем другие методы визуализации при различных уровнях ПСА у пациентов с РПЖ и биохимическим рецидивом. Так, чувствительность ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-HYNIC-ALUG в обнаружении метастазов составила 78,0%, в то время как при сканировании костей или МРТ эти величины составили 34,0 и 40,0% соответственно [54].

Недавно были проведены исследования ^99mTc-HYNIC-ALUG в качестве радиотрейсера для радионавигационной хирургии [55], а также прогнозирования раннего ответа на лечение после лучевой терапии ионами углерода при РПЖ [56], продемонстрировав положительные результаты в обоих случаях.

Еще одним ингибитором ПСМА, участвующим в клинических исследованиях, является ^99mTc-PSMA-T4 — новый радиофармацевтический лекарственный препарат, разработанный в Польше (см. табл. 2). По результатам пилотного клинического исследования у 31 пациента с РПЖ чувствительность/специфичность ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-PSMA-T4 (310-540 МБк) составили: 92/100% — при первичном РПЖ; 83/100% — при поражении тазовых лимфатических узлов; 100/95% — при поражении других лимфатических узлов и мягких тканей; 100/100% — при обнаружении костных метастазов [57].

В другом исследовании S. Sergieva et al. [58] оценили возможность клинического использования ОФЭКТ-КТ с ^99mTc-PSMA-T4 у 36 пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ (уровень ПСА — от 0,12 до 73 нг/мл). Чувствительность, специфичность и точность метода составили 84,37; 100 и 86,11% соответственно. Кроме того, авторы показали, что ^99mTc-PSMA-T4 можно использовать для диагностики рецидива РПЖ и определения тактики лечения для каждого пациента, если уровень ПСА выше 0,5 нг/мл [58].

B. Singh et al. [59] сравнили эффективность ОФЭКТ-КТ с ^99mTc-PSMA-T4 и ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 при выявлении метастазов РПЖ. ПЭТ/КТ с ⁶⁸Ga-PSMA-11 позволила визуализировать 112 опухолевых поражений у всех 10 пациентов, тогда как визуализация с ^99mTc-PSMA-T4 обнаруживала лишь 57 поражений (51%) у 9 из 10 пациентов. Однако при использовании региональной ОФЭКТ/КТ с ^99mTc-PSMA-T4 чувствительность метода увеличилась до 61,0%.

Заключение

В последние годы разработка радиофармацевтических препаратов, нацеленных на ПСМА, является одним из наиболее активных и динамично развивающихся направлений радиофармацевтических исследований. Широкое распространение радионуклида ^99mTc в диагностической ядерной медицине и бόльшая доступность ОФЭКТ по сравнению с ПЭТ делают разработку препаратов, меченных ^99mTc, крайне перспективной для диагностики РПЖ. Кроме того, последние достижения в технологиях детекторов и алгоритмах реконструкции изображений ясно показали, что пространственное разрешение ОФЭКТ приближается к разрешению ПЭТ без сопутствующего снижения чувствительности.

Меченные ^99mTc низкомолекулярные ингибиторы ПСМА на основе производных мочевины демонстрируют высокий диагностический потенциал для визуализации первичного или рецидивирующего РПЖ, а также метастазов, особенно при высоких концентрациях ПСА. Однако необходимо проведение более подробных клинических исследований с участием большего числа пациентов, что позволит определить показания к применению ОФЭКТ с меченными ^99mTc радиофармацевтическими лекарственными препаратами для максимально эффективной визуализации ПСМА-специфичных опухолевых поражений. Наконец, ПСМА-радионавигационная хирургия с использованием ингибиторов ПСМА, меченных ^99mTc, является весьма привлекательной, но недостаточно изученной методикой, позволяющей обнаруживать метастазы в лимфатические узлы с высокой точностью.

Таким образом, вышеизложенные соображения дают основания считать, что роль ПСМА-специфичных радиофармацевтических лекарственных препаратов с ^99mTc в ядерной медицине, в частности диагностике РПЖ, будет только возрастать.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства здравоохранения Российской Федерации в рамках выполнения в ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России государственного задания (2021–2023 гг.) на тему: «Проведение доклинических исследований безопасности и диагностической ОФЭКТ эффективности разработанного РФЛП на основе ПСМА-специфического лиганда, меченного радионуклидом ^99мТс».

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. В.К. Тищенко — анализ источников литературы, сбор и обработка материала, подготовка рукописи статьи, оформление материала; В.М. Петриев — анализ источников литературы, сбор и обработка материала, проверка и редактирование научной части текста, написание заключения; О.П. Власова — анализ источников литературы, сбор и обработка материала; А.А. Панкратов — проверка и редактирование научной части текста, написание заключения; Н.Б. Морозова — анализ источников литературы, сбор и обработка материала; П.В. Шегай — концепция написания статьи, внесение замечаний и предложений клинического характера в области онкоурологии, согласование конечного текста; С.А. Иванов — концепция написания статьи, внесение замечаний и предложений клинического характера в области онкоурологии, согласование конечного текста; А.Д. Каприн — концепция написания статьи, внесение замечаний и предложений клинического характера в области онкоурологии, согласование конечного текста. Все авторы внесли значимый вклад в подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию текста перед публикацией.

About the authors

Viktoriia K. Tishchenko

A. Tsyb Medical Radiological Research Centre

Email: vikshir82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8983-5976
SPIN-code: 2724-0930

PhD in Biology

Russian Federation, 4, Korolyova str., 249036, Obninsk, Kaluga Region

Vasily M. Petriev

A. Tsyb Medical Radiological Research Centre; National Research Nuclear University MEPHI (Moscow Engineering Physics Institute)

Email: petriev@mrrc.obninsk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0231-2177
SPIN-code: 3769-6210

PhD in Biology

Russian Federation, 4, Korolyova str., 249036, Obninsk, Kaluga Region; Moscow

Oksana P. Vlasova

A. Tsyb Medical Radiological Research Centre; National Medical Research Radiological Centre

Author for correspondence.
Email: somina@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-5170-9595
SPIN-code: 2554-3985

PhD in Biology

Russian Federation, 4, Korolyova str., 249036, Obninsk, Kaluga Region; Obninsk, Kaluga Region

Andrei A. Pankratov

P.A. Hertsen Moscow Oncology Research Institute

Email: andreimnioi@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7291-9743
SPIN-code: 5463-3790

PhD in Biology

Russian Federation, Moscow

Natalia B. Morozova

P.A. Hertsen Moscow Oncology Research Institute

Email: n.b.morozova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7159-805X
SPIN-code: 1286-6518

PhD in Biology

Russian Federation, Moscow

Petr V. Shegai

National Medical Research Radiological Centre

Email: dr.shegai@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8901-4596
SPIN-code: 6849-3221

MD, PhD

Russian Federation, Obninsk, Kaluga Region

Sergei A. Ivanov

A. Tsyb Medical Radiological Research Centre; RUDN University

Email: oncourolog@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7689-6032
SPIN-code: 4264-5167

MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, 4, Korolyova str., 249036, Obninsk, Kaluga Region; Moscow

Andrei D. Kaprin

National Medical Research Radiological Centre; P.A. Hertsen Moscow Oncology Research Institute; RUDN University

Email: kaprin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8784-8415
SPIN-code: 1759-8101

MD, PhD, Professor, Academician of the RAS

Russian Federation, Obninsk, Kaluga Region; Moscow; Moscow

References

Supplementary files