过去十年见证了核酸治疗和诊断(治疗诊断学)的蓬勃发展。与传统的小分子药物或蛋白质生物制剂不同,核酸治疗诊断学具有以下特征:作为“信息药物”,它具有编码和执行遗传和治疗诊断信息的内在能力、易于进行核酸工程编程、内在刺激或调节免疫调节、多功能功能以及在热变性或化学变性后易于构象恢复。单链环状 DNA (circDNA) 是一类具有共价闭合拓扑结构的单链 DNA (ssDNA)。除了核酸基材料的基本优势(例如低成本、生物相容性和化学修饰简单性)外,circDNA 中没有末端可防止核酸外切酶降解,从而相对于相应的线性 ssDNA 具有增强的生物稳定性。circDNA 已被用于多种治疗诊断应用。例如,circDNA 已被广泛研究作为生物分析信号扩增的模板和通过滚环扩增 (RCA) 和滚环转录 (RCT) 技术合成纳米/微米/宏观生物材料。circDNA 也被常用作多功能 DNA 折纸自组装的支架。最后,circDNA 已被用作治疗诊断适体、miRNA 抑制剂以及成簇的规律间隔的短回文重复序列 - CRISPR 相关蛋白 (CRISPR-Cas) 基因编辑供体。在这篇综述文章中,我们将讨论 circDNA(不包括双链环状 DNA,如质粒)的化学性质、特性和治疗诊断应用;我们还将展望该研究领域的挑战和机遇。
前列腺癌 (PCa) 是男性最常见的恶性肿瘤。2019 年,大约有 175,000 例新发 PC 病例,超过 30,000 例死亡,造成了巨大的个人、社会和经济成本 (1)。对于许多低风险原发性 PCa 患者,通过连续活检和前列腺特异性抗原 (PSA) 测量来监测惰性疾病的“主动监测”是一种合适的选择。如果需要治疗原发性 PCa,标准治疗方法可能包括手术切除、外照射或质子放射治疗以及近距离放射治疗,这些方法通常可以治愈。对于诊断为原发性 PCa 的患者,5 年生存率超过 90%。然而,对于晚期前列腺癌患者,如果肿瘤细胞存在于前列腺以外的远处部位,生活质量会受到严重影响,5 年生存率较低 (< 30%)。一旦转移到骨骼(前列腺癌最常见的转移部位),5 年生存率将降至可怜的 3-5%,使该疾病基本无法治愈,并成为男性癌症死亡的第二大原因(2-6)。晚期和转移性疾病的常规治疗包括抗激素疗法、化疗、进一步使用放射线以及使用骨靶向药物。一个具有巨大潜力的新兴领域是使用能够以极高的灵敏度检测前列腺癌并精确消融这些部位的治疗诊断剂来对抗这种致命疾病。人们开始意识到,越来越多的核医学方法可以准确表征疾病状态,从而为前列腺癌患者提供个性化的患者管理。放射性核素的生产和可用性、化学合成和临床试验实施方面的进展迅速且持续不断,毫无疑问,在不久的将来会出现新的工具和方法。在本综述中,我们简要介绍了为更好地描绘、监测和治疗前列腺癌而开发的分子成像和治疗诊断工具,重点关注临床实施的放射性核素治疗诊断。治疗方式发生了许多变化
分子成像模式作为诊断和管理各种疾病的微创技术具有巨大潜力。分子成像将成像剂与靶向部分相结合,以对身体的患病部位进行特异性成像。单克隆抗体 (mAb) 因其特异性、亲和力和血清稳定性而越来越受欢迎,成为针对各种疾病的新型疗法。由于具有相同的特性,mAb 也用于分子成像,以将放射性核素等成像剂靶向体内感兴趣的细胞。许多研究调查了 mAb 靶向成像在各种用途中的应用,例如监测疾病进展和预测对特定治疗剂的反应。在此,我们重点介绍了 mAb 靶向成像在三种不同类型的病理中的应用:自身免疫性疾病、肿瘤学和心血管疾病。我们还描述了分子成像策略在治疗诊断和精准医学中的潜力。由于 mAb 的种类几乎是无限的,分子成像可以通过彻底改变几乎任何疾病的诊断和反应预测来改变现代医学的未来。
肿瘤不仅由恶性细胞组成,还由基质细胞组成,其中包括血管细胞、炎症细胞和活化成纤维细胞,在具有强烈促纤维化反应的肿瘤中,基质细胞可占总肿瘤体积的 90% 以上。已知基质细胞亚群(称为癌相关成纤维细胞 (CAF))参与肿瘤的生长、迁移和进展。CAF 可能由多种细胞发育而成,例如局部成纤维细胞、循环成纤维细胞、脂肪细胞、骨髓衍生干细胞、血管内皮细胞,甚至通过内皮-间质转化由癌细胞发育而成 ( 1,2 )。这种来源的异质性导致具有不同功能的异质蛋白质组,也是观察到 CAF 没有唯一的单一标记的生物学背景 ( 3,4 )。最知名的标志物是平滑肌肌动蛋白、血小板衍生的生长因子 b 和成纤维细胞活化蛋白 (FAP) (1)。Kilvaer 等人在对非小细胞肺癌患者的免疫组织化学分析中发现,成纤维细胞和基质标志物血小板衍生的生长因子 a、血小板衍生的生长因子 b、FAP-1 和波形蛋白仅表现出弱相关性;平滑肌肌动蛋白与任何其他标志物均不相关。因此,由于 CAF 来源的异质性,表型不同的亚群的存在可能有所不同 (3)。FAP 在许多肿瘤实体的基质中过度表达,可能对成像和治疗有用。此外,FAP 是一种膜结合酶,具有二肽基肽酶和内肽酶活性,已知在胚胎发生期间的正常发育过程和组织重塑中发挥作用( 2 )。它在成人正常组织中没有明显表达。在伤口愈合、炎症(如关节炎、动脉粥样硬化斑块、纤维化)以及心肌梗死后的缺血性心脏组织和超过 90% 的上皮癌中,FAP 均有高表达( 1,2,5 )。
背景:利用蛋白质对之间的合成致死 (SL) 关系已成为开发抗癌药物的重要途径。烟酰胺磷酸核糖基转移酶 (NAMPT) 是 NAD+ 挽救途径的限速酶,与 NAD+ Preiss-Handler 途径中的关键酶烟酸磷酸核糖基转移酶 (NAPRT) 具有 SL 关系。NAMPT 抑制剂不仅具有临床潜力,可作为一种有前途的癌症治疗方法,而且可作为预防化疗引起的周围神经病变 (CIPN) 的手段。然而,由于 NAD+ 对正常细胞至关重要,因此 NAMPT 抑制剂的临床使用具有挑战性。本研究旨在确定一种新型 NAMPT 抑制剂,该抑制剂对 NAPRT 缺陷型癌细胞具有增强的选择性细胞毒性,并且在缓解 CIPN 方面具有显著的功效。方法:我们首先在一组肺癌细胞系中进行药物衍生物筛选,以选择一种在 NAPRT 阴性和阳性癌细胞系之间治疗窗口最广的药物。在体外和体内对 A4276 和其他 NAMPT 抑制剂进行了比较分析,以评估 A4276 对 NAPRT 阴性癌细胞的选择性及其潜在的不同 NAMPT 抑制机制。分析了患者来源的肿瘤转录组数据和各种癌细胞系中的蛋白质水平,以确认 NAPRT 耗竭与各种癌症类型中上皮-间质转化 (EMT) 样特征之间的相关性。最后,在体外和体内检查了 A4276 对轴突保护和 CIPN 治疗的功效。结果:生物标志物驱动的表型筛选发现 A4276 对 NAPRT 阴性癌细胞具有显著的选择性,而对 NAPRT 阳性癌细胞和正常细胞则没有。 A4276 对 NAPRT 阴性细胞的细胞毒性作用是通过其与 NAMPT 的直接结合实现的,抑制其酶功能达到最佳平衡水平,使 NAPRT 阳性细胞通过 NAPRT 依赖的 NAD+ 合成存活。NAPRT 缺陷可作为对 A4276 反应的生物标志物,以及各种肿瘤类型中 EMT 亚型癌症的指标。值得注意的是,A4276 通过降低 NMN 与 NAD+ 的比率比其他 NAMPT 抑制剂更有效地保护轴突免受沃勒变性。结论:本研究表明 A4276 选择性靶向 NAPRT 缺陷的 EMT 亚型癌细胞并预防化疗引起的周围神经病变,突出了其作为治疗药物的潜力
1 德国硼中子感染治疗学会 DGBNCT eV,德国埃森 45122; hey@uni-leipzig.de(EH-H.); luigi.panza@uniupo.it (LP); daniela.imperio@uniupo.it (DI); pierluigi.mauri@itb.cnr.it (下午); andrea.wittig@med.uni-jena.de (AW) 2 杜伊斯堡-埃森大学医学院放射治疗系 NCTeam,德国埃森 45147 3 冈山大学中子治疗研究中心,日本冈山 700-8530 4 UGA/Inserm U 1209/CNRS UMR 5309 联合研究中心,高级生物科学研究所,38700 拉特龙什,法国; lucie.sancey@univ-grenoble-alpes.fr 5 莱比锡大学化学与矿物学系无机化学研究所,04109 莱比锡,德国; martin.kellert@uni-leipzig.de 6 东皮埃蒙特大学药学系,13100 韦尔切利,意大利 7 塞维利亚大学医学生理学和生物学系,41004 塞维利亚,西班牙; mbalcerzyk@us.es 8 塞维利亚大学国家加速器中心 - CSIC - 安达卢西亚自治区,41004 塞维利亚,西班牙 9 生物医学技术研究所(ITB-CNR),93,20090 塞格拉泰,意大利; giovanna.rizzo@itb.cnr.it (希腊); elisa.scalco@itb.cnr.it (ES)10 埃森大学医院核医学科,德国埃森 45147; ken.herrmann@uk-essen.de 11 蛋白质组学和代谢组学实验室,ELIXIR 基础设施,国家研究委员会 (ITB-CNR),20090 塞格拉泰,意大利; antonella.depalma@itb.cnr.it 12 意大利比萨高等圣安娜大学生命科学研究所,邮编 56127 13 德国耶拿弗里德里希席勒大学耶拿医院放射治疗和放射肿瘤学系,邮编 07743 * 通讯地址:wolfgang.sauerwein@dgbnct.de
广义上讲,癌症治疗包括五大治疗方案,即手术、放疗、化疗、分子靶向治疗和免疫治疗(图 1)。前三大支柱是癌症治疗的基石。手术包括切除肿瘤块,以最终实现治愈或至少更好地控制疾病。然而,手术可能并不总能达到治愈目的,特别是在癌症扩散到重要器官或转移到身体远处的情况下。因此,其他两大支柱,即全身化疗(有或无外部放射治疗 (DXT))或通过近距离放射治疗进行内部放射治疗 (DXT))用于控制疾病。随着个性化医疗和混合成像时代的癌症治疗不断发展,分子靶向治疗、靶向放射性核素治疗 (TRT) 和免疫治疗已被引入作为抗癌武器的一部分。
EANM、SNMMI 和 IAEA 联合支持指南:如何建立治疗诊断中心 Ken Herrmann 1 、Luca Giovanella 2 、Andrea Santos 3 、Jonathan Gear 4 、Pinar Ozgen Kiratli 5 、Jens Kurth 6 、Ana M Denis-Bacelar 7 、Roland Hustinx 8 、Marianne Patt 9 、Richard L. Wahl 10 、Diana Paez 11 、Francesco Giammarile 11 、Hossein Jadvar 12 、Neeta Pandit-Taskar 13 、Munir Ghesani 14 和 Jolanta Kunikowska 15 1 杜伊斯堡-埃森大学核医学系和德国癌症联盟 (DKTK)-埃森大学医院,德国埃森 2 杜伊斯堡-埃森大学影像研究所核医学和分子成像诊所瑞士南部,Ente Ospedaliero Cantonale,贝林佐纳(瑞士) 3 葡萄牙里斯本 Cuf Descobertas 医院核医学系 4 英国萨顿皇家马斯登 NHS 基金会联合物理学系 5 土耳其安卡拉哈塞特佩大学核医学系 6 德国罗斯托克罗斯托克大学医学中心核医学系 7 英国泰丁顿国家物理实验室 8 比利时列日大学医院核医学和肿瘤成像部及比利时列日大学 GIGA-CRC 体内成像部 9 德国莱比锡莱比锡大学医院核医学系 10 美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院放射学系 11 奥地利维也纳国际原子能机构核科学与应用部人体健康部核医学和诊断成像科美国加利福尼亚州洛杉矶 13 美国纽约州纽约市纪念斯隆凯特琳癌症中心放射科 14 美国纽约州西奈山伊坎医学院诊断、分子与介入放射科 15 波兰华沙医科大学核医学系 关键词:治疗诊断学 – 放射性核素 治疗诊断学 – 核医学 – PSMA - PRRT
对治疗结果的监测可以帮助患者及时,准确地跟踪和量身定制药物剂量,从而调整所施用剂量,以保持浓度在治疗窗口内。可靠的体内药物释放信息和疾病进展的评估不仅可以帮助减少副作用,还可以提高治疗功效。实现这一目标的一种策略是Theranostics。本质上,“疗法”一词是指成像和治疗的整合,通常是基于使用微型和纳米载体的。利用分子成像剂,治疗药为在体内追踪治疗剂提供了诱人的潜力。7在临床实践中,疗法通常会用成像和治疗剂标记或包装,旨在无创评估局部疾病进展,载体的定量确保和药物释放。8这在治疗癌症或中枢神经系统(CNS)疾病中特别有用,由于治疗指数狭窄,肾脏清除率较窄,较高的肾脏清除率,较高的生理障碍以及对多药耐药性的敏感性,药物递送面临挑战。疗法,包括高载荷能力,长血液循环时间,在不适性位点的选择性积累或靶向特定的分子改变。9
目前在治疗胶质母细胞瘤 (GBM) 患者方面取得的成果还不够,因为存在许多挑战,例如肿瘤异质性、血脑屏障、胶质瘤干细胞、药物外排泵和 DNA 损伤修复机制。药物联合疗法在应对这些挑战方面显示出越来越多的优势。借助纳米载体,可以通过协同组合不同的治疗剂来提高疗效和安全性。在本综述中,我们将讨论 GBM 治疗的主要问题、有或无纳米载体的药物组合的原理以及基于纳米药物的肿瘤靶向和有前景的纳米诊断或治疗中涉及的增强渗透性和保留效应的原理。我们还将总结最新进展并讨论基于纳米载体的联合疗法的临床前景。本文的目的是提供更好的理解和关键考虑因素,以开发新的纳米药物组合和纳米治疗诊断学选项来对抗 GBM。