靶向成纤维细胞活化蛋白放射性探针研究进展

陆智彭，许庆龙，陈盼盼，3，秦亚娟，3，唐立钧，厉廷有，3*

（1南京医科大学药学院，南京 211166；2中国药科大学药物科学研究院，南京 210009；3南京医科大学核医药临床转化中心，南京 210029; 4江苏省人民医院，南京 210029）

1 成纤维细胞活化蛋白（FAP）

癌症相关成纤维细胞（CAF）、免疫细胞、血管成分等构成的肿瘤微环境在肿瘤的发生、迁移、免疫抑制和治疗抵抗方面发挥重要作用。FAP 是一种Ⅱ型跨膜糖蛋白，属于二肽基肽酶Ⅳ样家族，能够催化裂解脯氨酸后面的酰胺键从而实现底物活化，在细胞外基质重塑和纤维化过程中发挥重要作用，在健康组织中表达水平低，但在超过90%以上的恶性上皮肿瘤中高表达。FAP 高表达已被证明是肺癌、肝细胞癌和结肠癌一种独立的不良预后的标志物。另外，FAP 也参与了组织炎症、疤痕形成和纤维化过程。因此FAP 靶向的分子影像［正电子发射型计算机断层显像（PET）和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）］正在成为一种癌症、纤维化、炎症等疾病的有力诊疗手段［1-3］。

2 靶向成纤维细胞活化蛋白（FAP）的放射性探针及其应用

2.1 125I-FAPI-01和68Ga-FAPI-02

2018年，海德堡大学医院Haberkorn 研究小组［4］开发了基于5-碘喹啉-4-酰胺的放射性探针125I-FAPI-01 和与DOTA 偶联的探针68Ga-DOTAFAPI-02（图1），两种探针在体外和体内都显示出高特异性、亲和力和FAP 表达细胞的快速内化。动物模型和临床PET 研究表明，探针在肿瘤内高摄取并且能够快速清除，显像对比度高，健康组织所受辐射可忽略不计。在局部晚期肺腺癌患者中的显像效果明显优于18F-FDG。

图1 125I-FAPI-01和基于FAPI-02的放射性探针的化学结构

2.2 68Ga/64Cu/90Y/225Ac-FAPI-04

Haberkorn 研 究 小 组［5-7］分 析 了68Ga-FAPI-02和68Ga-FAPI-04（图2）的组织生物分布并进行了初步剂量测定。结果显示，与68Ga-FAPI-02 相比，68Ga-FAPI-04 表现出了更长时间的肿瘤滞留，两者的显像靶本比（注射后1 h）基本相同。与18F-FDG相比，两者的肿瘤摄取与18F-FDG 几乎相等，但是68Ga-FAPI 在脑（0.32vs11.01）、肝 脏（1.69vs2.77）和口腔/咽黏膜（2.57vs4.88）等背景摄取显著降低。在胶质母细胞瘤细胞系U87MG、FAP 转染的纤维肉瘤细胞和CD26 转染的人胚胎肾细胞中，177Lu-FAPI-02/04 显示出对FAP 的高特异性结合。对于药代动力学和生物分布研究，在U87MG异种移植小鼠模型中，68Ga-FAPI-04 表现出更高的肿瘤积累和延迟消除。之后，他们将FAPI-02 和FAPI-04 PET 显像应用于神经胶质瘤的分型，对18名胶质瘤患者静脉注射68Ga-FAPI-02/04 后30 min进行临床PET/CT扫描，结果表明，在IDH野生型胶质母细胞瘤和Ⅲ/Ⅳ级IDH 突变型胶质瘤中探针摄取增加，但在弥漫性星形细胞瘤中没有增加，因此有助于低级别IDH 突变和高级别胶质瘤之间分型。与FAPI-02 相比，FAPI-04 在人血清中表现出优异的稳定性，对FAP 的亲和力更高（与CD26 相比），消除更慢。在荷瘤动物体内达到了更高的标化摄取值，血药浓度-时间曲线下面积更大。使用68Ga-FAPI-04对2名转移性乳腺癌患者进行PET/CT扫描显示转移性乳腺癌的探针摄取率较高。最后，在使用相当低剂量的90Y-FAPI-04 治疗后疼痛症状减轻，表明 FAP靶向内放射疗法在治疗乳腺癌方面具有巨大潜力。

图2 基于FAPI-04的放射性探针的化学结构

为了探究68Ga-FAPI-04 和18F-FDG 在肿瘤转移的纵向监测中的表现和FAP 的表达水平与肿瘤转移的发展之间的相关性，Ding 等［8］使用雌性BALB/c 小鼠建立了40 个4T1 转移性乳腺癌小鼠模型，然后每周使用68Ga-FAPI-04 和18F-FDG 进行持续长达6 周的纵向成像，并进行体外苏木精和伊红（HE）和免疫化学（IHE）染色以评估转移性病变上的FAP 表达。进一步的统计分析表明，68Ga-FAPI-04在检测肿瘤转移的早期阶段比18F-FDG 更敏感，但在肿瘤转移的晚期阶段不如18F-FDG 敏感，在这个动态过程中，68Ga-FAPI-04 和18F-FDG 的吸收或信噪比之间也没有直接相关性。

Kesch 等［9］尝试利用18F-FDG-PET/CT 对1 名经tru-cut 活检确诊为浸润性乳腺癌的女性患者进行分期，肿瘤位于右乳房的上外象限，但并未表现出病理性摄取。随后，进行68Ga-FAPI-04 PET/CT 显像，原发肿瘤显示出强烈的放射性探针积聚，表明68Ga-FAPI PET/CT 显像在检测乳腺癌原发肿瘤方面优于18F-FDG 显像，因此，他们建议未来在乳腺癌分期中用68Ga-FAPI替代18F-FDG。

前列腺癌患者中，FAP 表达随疾病进展显著上升，Kömek 等［10］使用68Ga-FAPI-04 PET/CT 成像对前列腺癌不同临床阶段中成纤维细胞活化蛋白（FAP）的表达进行了评估，发现FAP在去势抵抗性前列腺癌（CRPC）患者中呈高度表达。

Hatazawa 等［11］向人胰腺癌细胞（PANC-1 和MIA PaCa-2）异种移植小鼠静脉注射64Cu-FAPI-04（7.21 ± 0.46 MBq）后进行动态和延迟PET 扫描。动态扫描结果显示探针通过肾脏快速清除，但从肿瘤中清除缓慢。注射后2.5 h 的延迟PET 扫描显示探针在肿瘤中轻微摄取，在肝脏和肠道中摄取相对较高。除心脏和尿液外，64Cu-FAPI-04 在肿瘤或正常器官中的累积水平显著高于68Ga-FAPI-04。与对照小鼠相比，225Ac-FAPI-04（34 kBq）在PANC-1 异种移植小鼠中显示出明显的肿瘤生长抑制，而体重没有显著变化。该研究对64Cu-FAPI-04 和225Ac-FAPI-04 能够用于治疗FAP 阳性胰腺癌做了概念验证。

Wang 等［12］使 用18F-FDG 和68Ga-FAPI-04 PET/CT 对一名怀疑患有晚期鼻咽癌的处于排卵期的45 岁女性进行了评估，检测到原发性鼻咽癌和右颈部淋巴结、肝脏和骨骼中的转移灶，另外在两个乳房中都发现了68Ga-FAPI-04 的强烈弥漫性摄取，提示激素刺激可能会影响相关组织对68Ga-FAPI-04的摄取。

Fu 等［13］报告了第1 例使用68Ga-FAPI-04 对乙状结肠印戒细胞癌（SRCC）的显像结果，表明68Ga-FAPI-04在检测和描绘结直肠SRCC 的原发病变和腹膜癌变转移方面比18F-FDG更为敏感。

活化的滑膜成纤维细胞是类风湿关节炎中的关键效应细胞。Dorst等［14］首次报道了在类风湿关节炎患者中使用68Ga-FAPI-04 对发炎关节活化的滑膜成纤维细胞FAP 进行PET 显像。结果表明，探针在关节炎关节中高度积累，背景信号低。

Zhou 等［15］对探针68Ga-FAPI-04 显像在肾纤维化诊断中的价值进行了评估。68Ga-FAPI-04 PET/CT 检查结果表明，几乎所有患者（12/13）都表现出放射性探针摄取增加。轻度、中度和重度纤维化患者的最大标准化摄取值分别为3.92 ± 1.50、5.98 ± 1.6和7.67 ± 2.23。与肾穿刺检查相比，探针能够对FAP 表达进行无创成像可以快速显示双侧肾脏状况，灵敏度高。

心肌梗死后心肌细胞的大量突然丢失导致活化的成纤维细胞上调，并形成胶原瘢痕，这可以通过对活化的成纤维细胞进行68Ga-FAPI PET显像检测到。Varasteh 等［16］对心肌梗死和假手术大鼠在不同时间点进行68Ga-FAPI-04 和18F-FDG PET/CT扫描。在冠状动脉结扎后7 d 对心肌梗死大鼠进行动态68Ga-FAPI-04 PET 扫描和阻断研究。体内扫描后，心脏冷冻切片用于放射自显影、苏木精和伊红（HE）以及免疫荧光染色。结果显示，冠状动脉结扎后第6 天，受伤心肌中68Ga-FAPI-04 的摄取达到峰值。探针在心肌梗死区域强烈积累，与18FFDG 摄取减少、PET/MR 和HE 染色的结果一致。横截面的放射自显影和HE 染色显示，68Ga-FAPI-04 主要聚集在梗死心肌的边界区。相比之下，在阻塞大鼠的梗死中只有很少的摄取，与远端非梗死心肌的摄取相当。免疫荧光染色证实受损心肌中存在FAP 阳性肌成纤维细胞。全心切片的形态计量分析表明，边界区的 FAP 阳性成纤维细胞密度分别比梗死中心和偏远地区高3 倍和8 倍，与PET 显像结果一致，表明68Ga-FAPI-04 可用于心肌梗死后成纤维细胞活化的体内成像，有助于心肌梗死后患者的临床管理。

2.3 [18F]AlF标记的FAP靶向探针

Hu 等［17］根据22 名不同类型癌症患者接受［18F］AlF-FAPI-42（图3）全身PET/CT显像的结果发现［18F］AlF-FAPI-42 在肿瘤中的摄取可迅速达到较高水平，在18 min 时平均SUVmax为15.8，在2 h内保持在类似的高水平，［18F］AlF-FAPI-42 的最佳图像采集时间确定为注射后1 h，［18F］AlF-FAPI-42在肿瘤中高摄取，病灶清晰可见。［18F］AlF-FAPI-42表现出与68Ga-FAPI-04 相当的病灶检测能力，在肝脏和骨骼病变部位的摄取更高。

图3 [18F]AlF标记的FAP靶向探针的化学结构

2.4 131I-FAPI-02、131I-FAPI-04和211At-FAPI-04

Ma等［18-19］报道了使用含三甲基芳基锡的FAPI前体，利用放射性碘化脱锡的方法进行131I标记，获得了131I-FAPI-02 和131I-FAPI-04 两种放射性探针（图4）。在体外U87MG 细胞模型上，131I-FAPI-04表现出更高的亲和力、更多的细胞内摄取和更长的保留时间。131I-FAPI-04 在SPECT/CT 显像中体现更高的肿瘤积累、更长时间的肿瘤滞留和更高的肿瘤与器官比值。肿瘤内注射131I-FAPI-04 显著抑制U87MG 异种移植小鼠的肿瘤生长，且没有观察到明显的毒性。211At 的半衰期为7.2 h，适合用于靶向FAP 的治疗探针，类似方法制备得到的211At-FAPI-04（图4）可与FAP 阳性的U87MG 细胞快速特异结合，显著降低细胞活力，将细胞分裂阻止在G2/M 期从而抑制细胞增殖。在U87MG 异种移植物中，211At-FAPI-04 明显抑制肿瘤生长并以剂量依赖性方式延长中位生存期，对正常器官没有明显毒性，可以为治疗胶质瘤提供一种新的靶向性α粒子疗法。

图4 131I-FAPI-02、131I-FAPI-04和211At-FAPI-04的化学结构

2.5 68Ga-FAPI-21和68Ga/90Y/153Sm-FAPI-46

之后，Loktev 等［20］又合成了15 个基于喹啉的新型放射性探针。表征结果显示：与FAPI-04 相比，其中有11 个探针在体外显示出与FAP 结合力增加，有7 个探针在荷瘤小鼠中的肿瘤摄取增加。大多数探针的肿瘤与正常器官的摄取比率都得到了改善，显像对比度更高。值得注意的是，68Ga-FAPI-21 和68Ga-FAPI-46（图5）显示出了增强的肿瘤与背景比（TBR），在癌症患者中PET显像结果显示：在给药后10 min，两个探针的肿瘤内摄取都很高，但FAPI-21 在口腔黏膜、唾液腺和甲状腺中的摄取更高。由于使用十二烷四乙酸（DOTA）配体用作螯合剂，FAPI-46 也可以用治疗性核素90Y、177Lu 和225Ac 进行放射性标记成为治疗型放射性药物（图5）［21］。

图5 基于FAPI-21和FAPI-46的放射性探针的化学结构

Kratochwil 等［22］使 用153Sm-FAPI-46 对 肉 瘤肺转移患者进行治疗，结果显示患者对结累积20 GBq153Sm-FAPI-46 的3 个周期治疗表现出了良好的耐受性并且8个月病情稳定。

Liu 等［23］在胰腺癌模型中使用177Lu-FAPI-46与225Ac-FAPI-46 进行成纤维细胞活化蛋白靶向治疗，结果显示，两者均被肾脏快速清除并且3 h 后在肿瘤中有相对较高的蓄积，两者均显示出肿瘤抑制作用。与225Ac-FAPI-46 相比，177Lu-FAPI-46 的疗效显现相对缓慢，但持续时间较长。

2.6 99mTc-FAPI

与PET 相比，SPECT 是一种成本更低且更广泛可用的显像技术，因此99mTc-FAPI 探针因其经济性可能会更受患者接受和欢迎。

Trujillo-Benítez 等［24］以6-肼基烟酸、D-丙氨酸等为原料合成了2-硼酸基四氢吡咯骨架的新型靶向FAP 的探针99mTc-iFAP（图6），利用SPECT 显像对其进行了临床前评价。体外和体内研究表明，探针在人血清中的稳定性高（24 h 后纯度仍大于95%），能够对FAP 特异性识别，肿瘤摄取率高（30 min时为7.05 %ID/g）和肾脏清除快。

图6 含硼酸结构的99mTc标记靶向FAP的放射性探针的化学结构

Lindner等［25］基于原始探针构建了一种平台策略来制备99mTc-三羰基配合物，所选择的螯合剂的羧酸结构可以很容易地转化为终产物的各种衍生物。99mTc-FAPI-19（图7）显示出与重组FAP表达细胞的高亲和力和特异性结合。遗憾的是，在HT-1080-FAP异种移植小鼠的扫描中未观察到肿瘤摄取。将亲水性氨基酸连接到化合物的螯合剂部分后，得到的99mTc-FAPI 探针显示出优异的靶标结合特性和高亲和力（IC50= 6.4 ~ 12.7 nmol/L）以及显著的肿瘤摄取。优选探针99mTc-FAPI-34（图7）被应用于转移性卵巢癌和胰腺癌患者的诊断性闪烁显像和SPECT 显像，与68Ga-FAPI-46 PET/CT 显像结果一致。

图7 含99mTc-三羰基配位结构的靶向FAP的放射性探针的化学结构

Ruan等［26］合成了两种含异氰基的靶向FAP探针［99mTc］［Tc-（CN-C5-FAPI）6］+和［99mTc］［Tc-（CNPEG4-FAPI）6］+（图8）。两者是良好的亲水复合物，在生理盐水和小鼠血清中都表现出良好的稳定性。体外细胞水平实验表明，两者对FAP 具备很强的靶向能力和亲和力（2.01 nmol/L 和3.90 nmol/L）。在携带U87MG 肿瘤的BALB/c 裸鼠中进行的生物分布和阻断研究表明，两者都表现出特异性的肿瘤摄取。［99mTc］［Tc-（CN-PEG4-FAPI）6］+显示出比前者更高的肿瘤摄取和更高靶本比。SPECT显像结果与生物分布结果一致，表明［99mTc］［Tc-（CN-PEG4-FAPI）6］+是一种很有前途的靶向FAP 的肿瘤显像剂。

图8 含99mTc-异氰配位结构的靶向FAP的放射性探针的化学结构

2.7 基于肽/拟肽骨架的FAP靶向探针

Lin 等［27］通过优化合理设计获得了含有白蛋白结合对氯苯丁酰胺片段的FAP 靶向PET 探针68Ga-Alb-FAPtp-01（图9），并与临床使用的探针68Ga-FAPI-04 进行了比较，动态/静态PET-CT 显像表明，随着时间的推移68Ga-Alb-FAPtp-01表现出显著的肿瘤摄取，注射探针后，3 h内平均标准摄取值（SUVmean）在1.775 ~ 1.425区间内，1 h时肿瘤/肌肉（T/M）比值为5.9。而注射68Ga-FAPI-04后在3 h内SUVmean在0.10 ~ 0.015 区 间 内，1 h 时T/M 为1.1，肿瘤摄取的增加和药代动力学性质的改善有望使得此探针更好地对肿瘤进行分期。

图9 基于Alb-FAPtp-01的放射性探针的化学结构

Baum等［28］报道了使用肽类177Lu-FAP-2286（图10）进行靶向放射性核素治疗（PTRT）的首次人体试验结果。177Lu-FAP-2286 表现出了肿瘤显著摄取和长期滞留，在11名晚期腺癌（胰腺、乳腺、直肠或卵巢晚期腺癌）患者中耐受性良好，均未发现不良反应，为多种恶性肿瘤提供了极具前景的治疗选择。

图10 基于FAP-2286的放射性探针的化学结构

2.8 使用方酰胺作为偶联基团的FAP靶向探针

方酸二酯的酯基可在其他亲核基团存在下选择性地与胺反应，没有副反应，不发生水解，反应条件温和，在有机和水性介质都可以进行。通过控制水性条件下的pH 或有机溶剂中的碱性条件，可以不对称地进行酰胺化。方酸还可能对放射性药物的药代动力学性质产生有益影响，因此，方酰胺结构可作为螯合剂和靶向部分的偶联单元［29］。

Ballal等［30-31］评估了一种改良的FAP 靶向的探针68Ga-DOTA. SA. FAPi（图11）的生物分布、药代动力学性质及给药剂量并与18F-FDG PET/CT 在各种癌症患者中的显像效果进行了头对头比较。结果显示：68Ga-DOTA. SA. FAPi PET/CT 显像最早可在放射性探针注射后10 min 进行，探针的诊断准确性与18F-FDG-PET/CT 结果密切匹配［30］。他们还报道了1 例对所有既往传统治疗方案无效的终末期乳腺癌患者在68Ga-DOTA. SA. FAPi PET/CT 引导下的施以177Lu-DOTA. SA. FAPi 内放射疗法，177Lu-DOTA.SA.FAPi 在所有病变组织表现出强烈积累效应，与68Ga-DOTA. SA. FAPi 的摄取情况一致。治疗后，患者头痛程度有所减轻。治疗后4周的实验室参数均在正常范围内，未观察到与治疗相关的不良事件。

Moon 等［32］合成了一类基于药效团UAMC1110的含有方酸的68Ga-DOTA. SA. FAPi 和68Ga-DATA5m. SA. FAPi（图11），二者的放射化学产率可以高达97%以上，并在2 h 内表现出较高的稳定性。两者及其各自的前体都对FAP 表现出了很强的亲和力（IC50= 0.7 ~ 1.4 nmol/L）。68Ga-DOTA. SA.FAPi 在HT-29 人结肠直肠癌异种移植小鼠模型中显示出高肿瘤积累（SUVmin= 0.75）和低背景信号，注射后60 min 的离体生物分布结果表明其在肿瘤中的摄取量最高（5.2% ID/g），而在健康组织中的整体摄取量较低。

图11 含有方酰胺连接子的靶向FAP的放射性探针的化学结构

2.9 基于FAPI-02/04 的药代动力学性质改良型探针

FAP 已成为癌症诊断和治疗的一个有吸引力的靶点，一系列基于FAPI 的放射性探针已被开发出来，并在临床应用中初步显示出良好的诊断效果。然而，它们的快速清除和肿瘤滞留不足阻碍了其在癌症治疗上的应用。因此，旨在改善其药代动力学性质的改良型的FAP靶向探针应运而生。

Wen 等［33］报道了几种截短的Evans blue 修饰的FAPI-02衍生放射性探针的合成及评价，引入截短的Evans blue 片段作为白蛋白结合剂，旨在改善FAPI-02 的药代动力学性质，增强其肿瘤驻留。这些探针在体内外对FAP 均表现出了高亲和力和靶向特异性。与未修饰的 FAPI-02 相比，EB-FAPIB1（图12）的肿瘤摄取和滞留显著增强。177Lu-EBFAPI-B1 在U87MG 肿瘤模型中表现出显著的肿瘤长效抑制作用，具备临床转化的潜力。

图12 含截短的Evans blue 修饰的靶向FAP 的放射性探针的化学结构

基于FAPI-04 的主体结构，Xu 等［34］开发了两种白蛋白结合剂4-（对碘苯基）丁酸和截短的Evens blue 片段偶联的FAP 放射性示踪剂68Ga-TEFAPI-06 和68Ga-TEFAPI-07（图13），以期延长其在血液循环中的时间。结果表明：68Ga-TEFAPI-06 （Kd= 10.16 ± 2.56 nmol/L）和68Ga-TEFAPI-07（Kd= 7.81 ± 2.28 nmol/L）与FAP 的结合力与68Ga-FAPI-04 与FAP 的结合力相当，在HT-1080-FAP 荷瘤小鼠模型中也表现出了较好的FAP 靶向能力。177Lu-TEFAPI-06 和177Lu-TEFAPI-07 在人 源 肿瘤 异种移植模型上均表现出显著的生长抑制作用且副作用基本可以忽略，显示出较大的临床转化的潜力。

图13 含白蛋白结合剂偶联片段的靶向FAP的放射性探针的化学结构

Zhang 等［35］将月桂酸（C12）和棕榈酸（C16）分别与FAPI-04 缀合制备得到两种可与白蛋白结合的FAPI 放 射性探针：FAPI-C12 和FAPI-C16（图14）。两者对FAP 的亲和力均较强，IC50分别为6.80 和5.06 nmol/L，它们在生理盐水和血浆中稳定 性 好。86Y-FAPI-C12 和86Y-FAPI-C16 在HT-1080-FAP肿瘤中的摄取均远高于HT-1080-Vehicle肿瘤，表明这两种放射性药物具有很高的FAP 特异性。与FAPI-04 相比，FAPI-C12 和FAPI-C16 都显示出显著增长的体内循环时间和显著增强的肿瘤摄取。177Lu-FAPI-C16在24 h和72 h的肿瘤摄取均高于177Lu-FAPI-C12，两者均远高于177Lu-FAPI-04。动物模型上，在29.6 MBq 的活度下可以观察到177Lu-FAPI-C16 能够显著抑制肿瘤体积增大，中位 生 存 期 远 长 于177Lu-FAPI-04 治 疗 组（28 dvs

图14 长链脂肪酸修饰的靶向FAP的放射性探针的化学结构

10 d）。

2.10 基于增强瘤内相关靶点亲和力的双靶向探针

为了增加单体FAPI小分子在肿瘤中的保留时间、降低其肾脏清除速度，Moon等［36］开发了两种具备“双同弹头”的靶向FAP 的68Ga 标记放射性探针，其前体的结构为在螯合基团DOTA或者DOTAGA 的对角位置偶联两个完全相同的方酰胺连接子-UAMC1110结构（图15）。两者对FAP表现出了优异的亲和力和选择性。人体的PET/CT 扫描结果显示：与68Ga-DOTA. SA. FAPi 相比，68Ga-DOTAGA.（SA.FAPi）2表现出了更高的肿瘤摄取和更长时间的肿瘤滞留。因此，二聚体结构的使用可能是增加FAP 抑制剂摄取的有效策略。Ballal 等［37］报道作为对接受酪氨酸激酶抑制剂治疗但进展的放射性碘难治性分化型甲状腺癌（RR-DTC）患者的挽救治疗选择，15 名患者接受177Lu-DOTAGA.（SA. FAPi）2内放射疗法后表现评分显著提高，所有患者均未出现Ⅲ/Ⅳ级血液学、肾或肝毒性。验证了此治疗性探针的安全性和有效性，有望为已用尽所有标准疗法的侵袭性RR-DTC 患者开辟一条新的治疗途径。Li 等［38］合成了一种二价FAP 配体（ND-bisFAPI）并用18F 或177Lu 对其进行标记（图15），ND-bisFAPI 与FAP 的结合亲和力为（0.25 ± 0.05）nmol/L，效力比单体DOTA-FAPI-04 高7 倍（IC50：0.25 nmol/Lvs2.0 nmol/L）。在FAP-A549细胞中，ND-bisFAPI 显示出特异性摄取、高内化分数和缓慢的细胞外流。与单体［18F］AlF-FAPI-42 相比，［18F］AlF-ND-bisFAPI-PET 显像显示出更高的特异性肿瘤摄取和至少6 h 的肿瘤保留。生物分布研究表明，177Lu-ND-bisFAPI 在各时间点比177Lu-FAPI-04 具有更高的肿瘤摄取，前者提供的辐射剂量是后者的4倍，能够显著抑制肿瘤生长。为了优化FAPI 探针的药代动力学性质，Zhao 等［39］设计了一种68Ga 标记的FAPI 二聚体探针68Ga-DOTA-2P（FAPI）2（图15），探针在磷酸盐缓冲液和胎牛血清中能够稳定存在4 h，在体外和体内对FAP 显示出高亲和力和特异性。在FAP 阳性患者来源的异种移植肿瘤模型中，FAPI 二聚体探针的肿瘤摄取大约是68Ga-FAPI-46 的2 倍，在健康器官的摄取低，体内清除速度快。在3名癌症患者中的PET/CT 扫描显示，68Ga-DOTA-2P（FAPI）2的肿瘤内摄取高于68Ga-FAPI-46（最大标准化摄取值：8.1 ~ 39.0vs1.7 ~ 24.0，P＜ 0.001）。表明与68Ga-FAPI-46 相比，68Ga-DOTA-2P（FAPI）2肿瘤摄取增加和滞留时间增长，在FAP 阳性表达的恶性肿瘤的诊断显像和靶向治疗方面具备优势。

图15 具备“双同弹头”的靶向FAP的放射性探针的化学结构

由于肿瘤的异质性和复杂的肿瘤-基质相互作用，目前用于肿瘤诊断和治疗的单靶向探针的效率有限。基于肿瘤细胞中的前列腺特异性膜抗原（PSMA）过表达和肿瘤基质中成纤维细胞活化蛋白（FAP）上调的药理学证据，Hu 等［40］报道了两种异二聚体双重靶向PSMA 和FAP 的18F 标记探针［18F］AlF-PSMA-FAPI-01 和［18F］AlF-PSMA-FAPI-02（图16）的合成、体外表征和PET/CT 显像。这些具备“双异弹头”的二聚体探针在体外和体内均显示出对PSMA 和FAP的高特异性和亲和力，与单靶向探针相比，这两种探针在荷瘤小鼠中表现出更好的肿瘤摄取。

图16 具备“双异弹头”的同时靶向FAP和PMSA的放射性探针的化学结构

3 总结及展望

近年来，基于FAPI 的放射性探针的研究已经成为肿瘤显像和治疗领域的一个热点。本文从放射药物化学角度出发，以结构演进为主线，对放射性元素标记FAP 靶向探针的优化、临床前和临床研究做了详尽阐述，有助于进一步理解其构效关系和明晰进一步深入改造的切入点，为未来通过化学修饰改善探针的药代动力学特性提供参考。对目前已经进入临床研究的靶向FAP 放射性探针而言，通过设计方案更加合理、样本量更大的临床试验，进一步探索放射性FAPI 在诊断和治疗中的临床价值是亟需开展的工作。从开发新的探针的角度而言，靶向FAP 的双模态探针、同时靶向肿瘤内FAP 和其他靶点的双靶点探针是未来可以探索的方向。未来基于靶向FAP 治疗性探针的内放射治疗是未来核医学需要重点关注的领域。