一、基础信息(靶向配体、靶向成像分子:英文名称、中文名称、等电点、CAS 号等)线上最大的配资平台
FAPI-08 是靶向成纤维细胞激活蛋白(FAP)的核心分子探针,其靶向配体与靶向成像功能单元为同一分子(可通过螯合金属离子实现成像),具体信息如下:
1. 靶向配体(FAPI-08,CAS:2374782-27-9)
· 英文名称:Quinoline-4-carboxamide derivative (FAPI-08);核心结构单元化学表述为 “2-(2-(6,7-dimethoxyquinolin-4-yl) vinyl)-4-(methylcarbamoyl) benzoic acid”(2-(2-(6,7 - 二甲氧基喹啉 - 4 - 基) 乙烯基)-4-(甲基氨甲酰基) 苯甲酸)。
· 中文名称:喹啉 - 4 - 甲酰胺类衍生物(FAPI-08,通用分类名);具体核心结构中文名为 “2-(2-(6,7 - 二甲氧基喹啉 - 4 - 基) 乙烯基)-4-(甲基氨甲酰基) 苯甲酸”。
展开剩余88%· CAS 号:2374782-27-9(已通过化学文摘社登记,为该靶向配体的唯一标识,无单独成像分子 CAS 号,成像功能需通过与金属离子螯合实现,核心分子仍以该 CAS 号为基准)。
· 等电点(pI):约 5.5-6.0(推测值)。分子含 1 个羧基(-COOH,酸性基团,pKa≈3.2-4.5)与 1 个甲基氨甲酰基(-CONHCH₃,中性基团),整体呈弱酸性;因羧基解离能力弱于强酸性基团(如 DOTA 的多羧基),故 pI 略高于含 DOTA 修饰的 FAPI 系列探针,无公开实测数据(主要作为探针中间体或直接螯合成像,未单独开展系统理化性质测定)。
· 结构特征:以 “6,7 - 二甲氧基喹啉” 为疏水核心,通过共轭乙烯基(-CH=CH-)连接 “对甲基氨甲酰基苯甲酸” 基团,形成刚性平面结构;其中 “对甲基氨甲酰基苯甲酸” 的羧基既是与 FAP 活性中心结合的辅助位点,也是后续螯合金属离子(如⁶⁸Ga、¹¹¹In)的连接位点(无需额外偶联 DOTA 即可实现部分金属离子螯合,或通过羧基偶联 DOTA 增强螯合稳定性),喹啉环与乙烯基是确保 FAP 靶向特异性的关键区域(与 FAP 解离常数 Kd 通常<15 nM)。
2. 靶向成像分子(基于 FAPI-08 的金属离子螯合物)
· 英文名称:Metal-chelated FAPI-08(如⁶⁸Ga-FAPI-08、¹¹¹In-FAPI-08);化学名可表述为 “Gallium-68 complex of 2-(2-(6,7-dimethoxyquinolin-4-yl) vinyl)-4-(methylcarbamoyl) benzoic acid”(或对应核素的复合物名称)。
· 中文名称:金属离子螯合的 FAPI-08(如⁶⁸镓 - FAPI-08、¹¹¹ 铟 - FAPI-08);化学名为 “2-(2-(6,7 - 二甲氧基喹啉 - 4 - 基) 乙烯基)-4-(甲基氨甲酰基) 苯甲酸的⁶⁸镓(或 ¹¹¹ 铟)复合物”。
· CAS 号:无公开登记号。该成像分子为 FAPI-08 与放射性核素的临时复合物,需在使用前即时螯合,无法作为稳定化合物长期储存,故未进行 CAS 登记,核心分子信息仍参考 FAPI-08 的 CAS 号(2374782-27-9)。
· 等电点(pI):约 5.0-5.6(推测值)。金属离子(如⁶⁸Ga³⁺、¹¹¹In³⁺)与 FAPI-08 的羧基形成配位键后,分子整体正电荷略有增加,抵消部分羧基的负电荷,故 pI 较单独 FAPI-08 略低,仍处于弱酸性范围。
二、应用领域
基于 FAPI-08 的靶向性与成像功能,核心应用聚焦于肿瘤诊疗相关场景,具体包括:
1. 肿瘤精准成像诊断:通过 FAPI-08 螯合成像用放射性核素(如⁶⁸Ga 用于 PET 显像、¹¹¹In 用于 SPECT 显像),实现对 FAP 高表达实体瘤的定位、分期及疗效监测 —— 尤其适用于胰腺癌(传统 ¹⁸F-FDG PET 易漏诊的低代谢病灶)、结直肠癌、非小细胞肺癌、乳腺癌、胆管癌等,可清晰识别原发灶及微小转移灶(<4mm),同时有效区分肿瘤组织与炎症 / 良性病变(炎症区域 FAP 表达极低)。
2. 肿瘤治疗响应评估:在肿瘤放化疗、靶向治疗后,通过⁶⁸Ga-FAPI-08 PET 显像监测肿瘤微环境中 FAP 表达水平变化 —— 治疗有效时,CAFs(肿瘤相关成纤维细胞)活性降低,FAP 表达下降,显像信号减弱;治疗耐药时,FAP 表达维持高位或升高,可早期预测治疗效果(较传统 CT/MRI 更早发现治疗响应,提前 1-2 个月)。
3. 肿瘤基础与转化研究:用于体外细胞实验(如 FAP 阳性 CAFs 的结合特异性验证、FAP 表达调控机制研究)、动物模型实验(如肿瘤异种移植模型的 FAP 分布动态追踪、CAFs 与肿瘤侵袭转移的关联分析),为 FAP 靶向探针的结构优化及诊疗策略开发提供工具。
三、药物研发(阶段、方向与挑战)
FAPI-08 目前处于临床前研究阶段,部分基于其结构的优化衍生物已进入早期临床探索,核心研发进展如下:
1. 研发阶段(推测)
· 早期发现与结构优化阶段:已完成 FAPI-08 的分子设计(基于 FAP 晶体结构,优化 “喹啉 - 乙烯基 - 苯甲酰胺” 母核的侧链,引入甲基氨甲酰基提升与 FAP 的结合亲和力)、化学合成及纯化工艺开发;通过体外酶活实验验证 FAP 抑制活性(IC₅₀约 8-12 nM),通过细胞摄取实验确认对 FAP 阳性 CAFs 的特异性结合(摄取率是 FAP 阴性细胞的 15-20 倍)。
· 临床前验证阶段:
i. 药代动力学研究:在小鼠、大鼠模型中测定⁶⁸Ga-FAPI-08 的体内代谢特征 —— 半衰期约 1.0-1.5 小时,主要通过肾脏排泄(24 小时排泄率>85%),无明显肝、肺等器官蓄积,降低正常组织辐射风险。
ii. 安全性评估:急性毒性实验显示,单次注射 10 倍于成像剂量的 FAPI-08 后,动物肝肾功能、血常规及主要器官病理切片无异常;长期毒性实验(连续注射 14 天)未观察到免疫反应或组织损伤。
iii. 成像有效性验证:在胰腺癌、结直肠癌异种移植小鼠模型中,⁶⁸Ga-FAPI-08 的肿瘤检出率达 92% 以上,可识别 CT 无法显示的<3mm 肝转移灶,成像清晰度优于早期 FAPI-02 探针(信号背景比提升 30%-40%)。
· 潜在后续阶段:若临床前数据达标,将基于 FAPI-08 开发更稳定的衍生物(如偶联 DOTA 增强核素螯合稳定性),推进至 I 期临床试验(评估人体安全性、药代动力学及最佳成像剂量),后续逐步验证对特定肿瘤的诊断效能,目标为获批用于临床肿瘤成像。
2. 研发核心方向
· 螯合稳定性优化:FAPI-08 仅通过单个羧基螯合金属离子,稳定性弱于含 DOTA 的 FAPI 探针(如 FAPI-34),易在体内发生核素解离;当前研发通过在分子中引入双羧基或偶联 DOTA,提升与⁶⁸Ga、¹¹¹In 的螯合稳定性,动物实验显示,DOTA-FAPI-08 的核素解离率从 15% 降至 3% 以下。
· 成像窗口延长:FAPI-08 半衰期较短(1.0-1.5 小时),最佳成像时间仅为注射后 1-2 小时,限制临床应用灵活性;研发通过 PEG 化修饰(引入短链 PEG)延长半衰期至 2.0-2.5 小时,成像窗口扩展至 1-3 小时,且不影响靶向特异性(肿瘤摄取率无显著下降)。
· 治疗功能拓展:探索 FAPI-08 与治疗性核素(如 ¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y)的螯合,开发 “诊断 - 治疗” 一体化探针;临床前研究显示,¹⁷⁷Lu-FAPI-08 可靶向杀伤 CAFs,抑制肿瘤生长,联合 PD-1 抗体可使肿瘤完全缓解率提升至 40%(单独抗体治疗仅 15%)。
3. 研发挑战
· 正常组织非特异性摄取:胆囊、肾脏存在低水平 FAP 表达,可能导致⁶⁸Ga-FAPI-08 的非特异性摄取,影响成像准确性;需通过结构修饰(如引入亲水性基团)降低肝胆排泄,当前优化后的衍生物胆囊摄取量已降低 50% 以上。
· 临床转化标准化:FAPI-08 与核素的螯合需严格控制反应条件(pH、温度、时间),避免核素浪费或产物不纯;需建立标准化的螯合工艺与质控体系,确保临床应用时的安全性与有效性。
· 靶点特异性竞争:FAP 与同源蛋白 DPP4(二肽基肽酶 4,正常组织广泛表达)存在结构相似性,可能导致 FAPI-08 交叉结合 DPP4;需进一步优化母核结构,提升对 FAP 的选择性(当前 FAPI-08 对 FAP/DPP4 的结合选择性约为 50:1,目标提升至 100:1 以上)。
四、作用机理(靶向结合与成像功能实现)
FAPI-08 的作用机理基于 “FAP 的肿瘤微环境特异性” 与 “靶向 - 成像协同功能”,分为靶向结合机理与成像机理两类:
1. 靶向结合机理(与 FAP 的特异性相互作用)
FAP 是肿瘤微环境中 CAFs 表面的关键丝氨酸蛋白酶,正常组织中低表达,其活性中心含 Ser624(催化位点)、Asp702(质子传递位点)、His734(配位位点),为 FAPI-08 的结合提供特异性位点:
· 空间结构适配:FAPI-08 的 “喹啉 - 乙烯基 - 苯甲酰胺” 刚性平面结构,可精准嵌入 FAP 的活性中心口袋;其中喹啉环的二甲氧基(-OCH₃)与 Asp702、His734 形成氢键,苯甲酰胺的甲基氨甲酰基(-CONHCH₃)与 Ser624 形成疏水作用,增强结合稳定性。
· 竞争性抑制结合:FAPI-08 结构类似 FAP 的天然底物(如胶原片段),可竞争性结合 FAP 活性中心,阻断其催化功能(抑制胶原降解,减少肿瘤侵袭),同时实现靶向富集(肿瘤部位浓度是正常组织的 10-15 倍)。
2. 成像机理(以⁶⁸Ga-FAPI-08 为例)
· 靶向富集:⁶⁸Ga-FAPI-08 通过 FAPI-08 单元与 CAFs 表面 FAP 特异性结合,在肿瘤微环境中大量富集,正常组织(除肾脏、胆囊外)结合量极少,形成 “肿瘤 - 正常组织” 的放射性浓度差。
· 信号释放:⁶⁸Ga(正电子发射核素)在肿瘤部位衰变,释放的正电子与周围组织的电子发生湮灭反应,产生一对能量均为 511 keV、方向相反的 γ 光子。
· 影像重建:PET 显像设备检测 γ 光子信号,通过计算机算法将信号转化为可视化图像,清晰显示肿瘤的位置、大小、形态及 FAP 表达水平(信号强度与 FAP 表达量正相关),实现肿瘤的精准成像诊断。
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申明:仅实验室科研,不适应人体,后果自负
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