文献解析
上海同济大学与苏州大学研究人员合作在期刊《Advanced Science》上发表题为“Noninvasive Immunotyping and Immunotherapy Monitoring of Lung Cancers via Nuclear Imaging of LAG‐3 and PD‐L1” 的研究性论文。
该研究证明了LAG-3和PD-L1核成像用于无创免疫分型和免疫治疗监测的可行性，为预测免疫治疗应答、揭示耐药机制和优化联合治疗方案提供了新的视角。
背景简介
疾病类型：肺癌
肺癌作为全球死亡率最高的疾病之一。目前程序性细胞死亡受体1/程序性细胞死亡配体1（PD-1/PD-L1）抑制剂为代表的免疫治疗能够显著提高癌症患者的生存率。由于依赖PD-L1等单一标志物及其时空异质性，其疗效十分有限，总体缓解率也远不能令人满意。
免疫组织化学（IHC）
免疫组织化学（IHC）确定肿瘤细胞上PD-L1的表达水平是临床实践中选择免疫单一疗法或联合疗法的基石。然而在各种癌症中，特别是肺癌中，已经发现多种刺激和抑制分子与PD-1/PD-L1共表达，包括淋巴细胞活化基因3（LAG-3）、T细胞免疫球蛋白结构域和粘蛋白结构域3以及细胞毒性T淋巴细胞抗原4（CTLA-4）。将额外的免疫检查点（ICP）与PD-L1整合以提高预测准确性和治疗效果具有重大临床意义。
传统的 IHC 测试在临床上通常用于评估疗效标志物，但在充分说明肿瘤微环境的时间和空间异质性方面具有局限性。为了克服这一挑战，研究人员广泛探索了多功能核医学成像探针，并取得了重大进展，但IHC确定的示踪剂肿瘤摄取与 LAG-3 表达水平之间的相关性仍未完全阐明，目前缺乏关于PD-L1和LAG-3同时核成像的临床前或临床研究。
项目研究
本研究对99mTc-HYNIC-αLAG-3和99mTc-HYNIC-αPD-L1探针的体外结合力进行了评估。
LAG-3转染的A549（LAG-3+ A549）表达与野生型 A549 细胞相反，且在4小时时与99mTc-HYNIC-αPD-L1探针结合率最高。同时，99mTc-HYNIC-αPD-L1探针在H1975细胞（高表达PD-L1）中的结合效率显著高于A549细胞。以上表明两种探针都均能与相应蛋白质靶点特异性结合。
在体内成像实验中，研究人员使用SPECT/CT技术对99mTc-HYNIC-αLAG-3和99mTc-HYNIC-αPD-L1探针的分布和结合情况进行了评估。
结果发现，99mTc-HYNIC-αLAG-3探针在LAG-3高表达的肿瘤模型中表现出明显的放射性聚集，99mTc-HYNIC-αPD-L1探针在PD-L1高表达的肿瘤模型中同样显示出良好的结合能力。进一步验证了其在靶向LAG-3和PD-L1方面的有效性。
图2 体内 99mTc-HYNIC-αLAG-3 和 99mTc-HYNIC-αPD-L1 的 SPECT/CT 成像
研究人员在观察到肿瘤中LAG-3 或 PD-L1 表达升高，99mTc 放射性标记探针的肿瘤信号增加后，通过Pearson相关性分析中观察到体内肿瘤摄取和离体肿瘤摄取以及 LAG-3 表达水平之间存在显着相关性。
注射99mTc-HYNIC-αPD-L1 后，H1975肿瘤的平均离体肿瘤摄取（7.1 ± 0.7% ID/g）和体内肿瘤摄取（5.4 ± 0.8% ID/cc）均超过A549肿瘤（2.1 ± 0.8% ID/g和2.4 ± 0.7% ID/cc，p < 0.01）。相应地，H1975 肿瘤的PD-L1水平高于A549肿瘤（68.8 ± 1.3%比22.1 ± 6.9%，p < 0.001）。
体内肿瘤摄取和离体肿瘤摄取以及PD-L1的表达水平之间观察到类似的相关性。说明在SPECT/CT上99mTc-HYNIC-αLAG-3和99mTc-HYNIC-αPD-L1的示踪剂肿瘤摄取与相应靶点的表达水平呈线性相关，强调了这些探针在体内定量评估相应生物标志物的潜力。
图3 LAG-3/PD-L1的肿瘤表达与体内示踪剂肿瘤摄取之间的相关性
使用99mTc-HYNIC-αLAG-3和99mTc-HYNIC-αPD-L1探针对肺癌进行 SPECT/CT 成像，是一种非侵入性检测人类LAG-3和PD-L1以及免疫治疗耐药性的有效方法。
值得注意的是，本研究首次展示了将LAG-3和PD-L1同时成像，使肺癌模型中的不同免疫类型得以区分。因此，此研究对于正确选择免疫检查点抑制剂及其最佳干预时机来提高免疫治疗效果具有重要价值。
图4 LAG-3和PD-L1探针的SPECT/CT成像实现肺癌免疫分型可视化
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原文引用
“Human LAG-3 gene was transfected into A549 cells using the lentivirus plasmid (PGMLV-CMV-H_LAG3(CD223)-PGK-puro) provided by Genomeditech to generate LAG-3+ A549 cells. Wild-type A549 cells (human NSCLC line) and LLC cells (mice lung cancer line) were obtained from Shanghai Pulmonary Hospital and cultured in DMEM medium.”
文献原文
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39513410/
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