阿尔茨海默病(AD)是一种以β-淀粉样蛋白斑块沉积为特征的进行性神经退行性疾病,早期、精准的β-淀粉样成像对疾病诊断至关重要。
[⁶⁸Ga]STZL4110是一种新型靶向β-淀粉样蛋白(Aβ)的小分子PET示踪剂,其分子以前体STZL4110 为基础,通过 DOTA 螯合 ⁶⁸Ga 实现高效放射标记,放射化学纯度 > 98%,摩尔活度达 10.2 GBq/µmol。该示踪剂在结构上借鉴β-淀粉样蛋白 PET 成像金标准PIB 的骨架,保留与 β淀粉样蛋白的高亲和力,同时具备 ⁶⁸Ga 可由 ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga 发生器供应的便利性,降低临床推广成本。
在体外实验中,STZL4110 在 50 µM 浓度下对 β淀粉样蛋白的 Thioflavin T 抑制率达到 29.8%,与常用示踪剂 [19F]Flutemetamol(23.3%)相当,显示其强结合能力。进一步通过体外自显影验证,[⁶⁸Ga]STZL4110 能够特异性结合 APP/PS1 阿尔茨海默病(AD)小鼠脑切片中的 β-淀粉样蛋白沉积,且信号可被过量 [19F]Flutemetamol 竞争性阻断。
体内药代动力学研究表明,[⁶⁸Ga]STZL4110 主要经肝脏代谢(肝脏摄取 27.2 %ID/g),脑部初始摄取极低(约 0.25 %ID/g),说明其本身难以穿透血脑屏障(BBB)。但在 90 min 内血液中仍保持 > 95% 的完整性,具备良好的体内稳定性。
为克服BBB 限制,研究采用聚焦超声(FUS)在 AD 模型小鼠海马区局部开放 BBB。FUS 处理后,APP/PS1 小鼠右海马的 [⁶⁸Ga]STZL4110 分布体积(VT)从 0.10 显著提升至 0.16(增幅 78%),且显著高于野生型对照(0.11),证明 FUS 可有效促进示踪剂在 β淀粉样蛋白沉积区域的靶向富集。空化活性监测与长期组织学评估(1 周至 2 个月)均显示 FUS 处理未引起血管损伤或神经炎症,证实该联合方案具有良好的生物安全性。
综上,[⁶⁸Ga]STZL4110 结合 FUS 的成像策略成功解决了 ⁶⁸Ga 示踪剂脑内渗透性差的瓶颈,显著提升了 β淀粉样蛋白 PET 成像的灵敏度与特异性,为阿尔茨海默病的早期诊断与疗效评估提供新型分子影像工具。
【文献来源】Enhanced delivery of a novel 68Ga-labeled amyloid-beta tracer using focused ultrasound for PET imaging of Alzheimer's disease; Nature Communications 2025;https://doi.org/10.1021/acschemneuro.5c00476.