СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАКА МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ С ГИПЕРЭКСПРЕССИЕЙ HER2/NEU Российский патент 2023 года по МПК A61B6/03 

Изобретение относится к области медицины, онкологии и может быть использовано для диагностик рака молочной железы с гиперэкспрессией HER2/neu.

Одной из наиболее изученных молекулярных мишеней является рецептор эпидермального роста 2 типа (HER2/neu), экспрессия которого выявляется на поверхности опухолевых клеток при раке легкого, яичников, желудка, простаты и пр. [Slamon D.J., Clark G.M., Wong S.G., et.al. Human breast cancer: correlation of relapse a survival with amplification of the Her-2/neu oncogenes. Science. 1987; 235: 177-182]. При этом наиболее часто высокая его экспрессия обнаруживается у больных раком молочной железы (РМЖ), частота встречаемости при котором составляет до 20% и ассоциируется как правило с неблагоприятным прогнозом и агрессивным течением.

На данным момент методами выявления экспрессии HER2/neu в опухолевой ткани больных РМЖ согласно рекомендациям ASCO/CAP от 2018 года являются иммуногистохимическое исследование (ИГХ) и флуорисцентная гибридизация in situ (FISH). Однако они имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся невозможность одномоментного определения распространенности опухолевого процесса и определения молекулярных характеристик выявленных очагов без выполнения дополнительных инвазивных вмешательств. Данный факт имеет особое значение в аспекте все чаще упоминаемой в мировой литературе проблемы гетерогенности экспрессии рецептора HER2/neu в первичной опухоли и метастатических очагах (метастазы в регионарных лимфатические узла и отдаленные метастазы), что может встречаться до 48% случаев [Schrijver W.A.M. Receptor Conversion in Distant Breast Cancer Metastases: A Systematic Review and Meta-analysis / W.A.M. Schrijver, K.P. Suijkerbuijk, C.H. van Gils [et al.] // JNCI J. Natl. Cancer Inst. - 2018. - Vol. 110, No 6. - P. 568-580.]

Все это диктует необходимость поиска дополнительных диагностических методик для определения статуса рецептора эпидермального фактора роста 2 типа.

В настоящее время для диагностики злокачественных образований все большее распространение получают таргетные радионуклидные методы, обладающие высокой специфичностью к различным молекулярным мишеням, расположенным на поверхности мембран опухолевых клеток и позволяющим визуализировать очаги различных размеров (основной опухолевый узел и метастатические очаги) [Чернов В.И., Медведева А.А., Синилкин И.Г., и соавторы. Ядерная медицина в диагностике и адресной терапии злокачественных новообразований. Бюллетень сибирской медицины. 2018; 17(1):220-231]. В настоящее время для этих целей в качестве «нацеливающего» модуля изучается новый класс таргентных молекул, получивший название «альтернативные каркасные белки» или «скаффолды», обладающие оптимальными характеристиками для переноса различных радиоизотопов к целевым мишеням [Plückthun A. Designed ankyrin repeat proteins (DARPins): binding proteins for research, diagnostics, and therapy. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2015; 55: 489-511].

Одними из представителей рекомбинантных адресных молекул являются дарпины (DARPin, Design Ankyrin Repeat Protein), которые являются повторами белка анкирина, состоящего из повторяющихся доменов длиной 33 а.о. и обладающего стабильной структурой из β-поворота и двух á-спиралей. Обычно белки представлены 4-6 модулями с суммарной молекулярной массой от 14 до 21 кДа (молекулярная масса каждого 3,5 кДа) [Hanenberg М., McAfoose J., Kulic L. Amyloid-β peptide-specific DARPins as a novel class of potential therapeutics for Alzheimer disease. J Biol Chem. 2014; 26: 27080-27089]. Основными преимуществами данных молекул являются небольшой размер, стабильная структура, высокая специфичность и аффинность к антигену, а также значительно более низкая стоимость производства, обусловленная их экспрессией в бактериальных средах [Kramer L., Renko М., Završnik J., et.al Non-invasive in vivo imaging of tumour-associated cathepsin В by a highly selective inhibitory DARPin. Theranostics. 2017; 8: 2806-2821].

Наиболее часто используемым радионуклидом для проведения диагностических исследований как на территории Российской Федерации, так и в мире, остается короткоживущий (T_1/2=6,02 ч) технеций-99м (^99mTc), препараты которого изготавливаются в виде стандартных наборов реагентов (лиофилизатов) к генератору технеция-99м [Лыков А.В. Сублимационная сушка // В кн.: Теория сушки. - М., Энергия. - 1968. - С. 334-362].

Наиболее близким к предлагаемому является «Способ радионуклидной диагностики рака молочной железы с гиперэкспрессией Her2/neu» Брагиной О.Д. и соавт (Патент на изобретение 2720801 С1, 13.05.2020. Заявка №2019103792 от 11.02.2019.) с использованием молекул DARPinG3 в дозировке 1000 мкг, меченных технецием-99m («^99mTc-DARPinG3»). Основным недостатком данной методики является применение протеина в неоптимальной дозировке, приводящей к снижению диагностической эффективности определения статуса рецептора эпидермального фактора роста 2 типа HER2/neu не только в первичной опухоли, но в других органах и тканях, особенно в проекции печени. Также очевидным недостатком методики является неоптимальное время проведения исследования после введения - 2 часа, что также сказывается на диагностической точности и возможности типирования опухолей в зависимости от статуса HER2/neu.

Новый технический результат - повышение точности и инфоорматиыности диагностики способа.

Для достижения нового технического результата в способе диагностики рака молочной железы с гиперэкспрессией Her2/neu пациентам, включающем введение радио фармацевтического препарата на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3, который готовят непосредственно перед введением и проведение сцинтиграфического исследования, вводят радиофармацевтический препарат в дозе 3000 мкг, через 4 часа после введения препарата пациенту выполняют однофотонную эмиссионную компьютерную томографию органов грудной клетки и верхнего этажа органов брюшной полости на двухдетекторной гамма-камере и оценивают накопление препарата в проекции молочных желез, регионарных лимфатических узлов и отдаленных органов и тканей и при визуализации участков гиперфиксации -диагностируют злокачественную опухоль.

Способ осуществляют следующим образом, радиофармацевтический препарат готовят непосредственно перед введением в асептических условиях: в набор «CRS Isolink» (Center for Radiopharmaceutical Science, Paul Scherrer Institute, Villigen, Швейцария) для приготовления трикарбонильного технеция [^99mTc(СО)₃(H₂O)₃]⁺ добавляют 1000 мкл (2-4 ГБк) элюата ^99mTcO^4- и инкубируют в течение 30 минут при температуре 100°С. После инкубации 400 мкл трикарбонильного технеция добавляют к 3000 мкг DARPinG3 и инкубируют при температуре 60°С в течение 60 минут. В дальнейшем выполняется очистка полученного соединения от белковых примесей и несвязавшихся с технецием молекул DARPinG3 с использованием очистительных колонок Sephadex G-25 М (GE Healthcare, Швеция). Радиохимические выход и чистоту определяют с помощью тонкослойной радиохроматографии (ТСРХ). Анализ хроматограмм проводят с использованием хроматографа Hitachi Chromaster HPLC systems с радиоактивным детектором. Полученный после очищения препарат в дозе 200-500 МБК разбавляют в 10 мл стерильного 0,9%-ного раствора NaCl, забирают через стерилизующий фильтр и медленно вводят пациенту. Через 4 часа после введения пациенту выполняют однофотонную эмиссионную компьютерную томографию органов грудной клетки и верхнего этажа органов брюшной полости на двухдетекторной гамма-камере и оценивают полученные результаты.

Способ основан на анализе результатов клинических исследований, для подтверждения, эффективности которого в выявлении злокачественных опухолей молочных желез с гиперэкспрессией HER2/neu была изучена диагностическая эффективность «^99mTc-DARPinG3» с использованием трех дозировок протеина: 1000, 2000 и 3000 мкг. Исследование включало 28 больных раком молочной железы с (T_1-4N_0-3M_0-1) с различной экспрессией HER2/neu На Фиг 1 Приложения - Соотношение опухоль/фон у больных раком молочной железы с положительной и отрицательной экспрессией HER2/neu при использовании препарата «^99mTc- DARPinG3» через 2, 4 и 6 часов после введения

Всем пациенткам выполняли гистологическое и иммуногистохимическое исследование биопсийного материала первичной опухоли с определением статуса HER2/neu по стандартным методикам. При значении HER2/neu 2+ проводился FISH анализ.(Таблица 1. Приложения- Клинико-морфологические характеристики пациенток, вошедших в исследование)

Пациенткам внутривенно вводили радиофармацевтический препарат на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3 в дозировках 1000, 2000 и 3000 мкг (200-500 МБк) [Bragina О., von Witting Е., Garousi J., Zelchan R., Sandstrom M. et. al. Phase I study of ^99mTc-ADAPT6, a scaffold protein-based probe for visualization of HER2 expression in breast cancer. Journal of Nuclear Medicine. 2021; 42 (4): 493-499. doi: 10.2967/jnumed.120.248799]. Радиофармацевтический препарат готовили непосредственно перед введением согласно разработанному авторами лабораторному регламенту: в набор «CRS Isolink» (Center for Radiopharmaceutical Science, Paul Scherrer Institute, Villigen, Швейцария) для приготовления трикарбонильного технеция [^99mTc(СО)₃(H₂O)₃]⁺ добавляли 1000 мкл (2-4 ГБк) элюата ^99mTcO^4- и инкубировали в течение 30 минут при температуре 100°С. После инкубации 400 мкл трикарбонильного технеция добавляли к 1000, 2000 и 3000 мкг DARPinG3 и инкубировали при температуре 60°С в течение 60 минут [Bragina О., Chernov V., Schulga A., Konovalova Е., Garbukov Е., Vorobyeva A. et al. Phase I trial of 99mTc-(HE)3-G3, a DARPin-based probe for imaging of HER2 expression in breast cancer. Journal of Nuclear Medicine. 2021 - August 12, 2021, jnumed.121.262542; DOI: https://doi.org/10.2967/jnumed.121.262542]. В дальнейшем выполнялась очистка полученного соединения от белковых примесей и несвязавшихся с технецием молекул DARPinG3 с использованием очистительных колонок Sephadex G-25 М (GE Healthcare, Швеция). Радиохимические выход и чистоту определяли с помощью тонкослойной радиохроматографии (ТСРХ). Анализ хроматограмм проводили с использованием хроматографа Hitachi Chromaster HPLC systems с радиоактивным детектором. Полученный после очищения препарат в дозе 200-500 МБк разбавляли в 10 мл стерильного 0,9%-ного раствора NaCl, забирали через стерилизующий фильтр и медленно вводили пациенту.

Через 2, 4, 6 и 24 часов после введения препарата пациенту выполняли однофотонную эмиссионную компьютерную томографию органов грудной клетки и верхнего этажа органов брюшной полости на двухдетекторной гамма-камере Е.САМ фирмы SIEMENS и оценивают полученные результаты. Полученные при исследовании изображения (сцинтиграммы) подвергали постпроцессинговой обработке с использованием фирменного пакета программ E.Soft (SIEMENS, Германия). Патологическими считались участки повышенной аккумуляции препарата в ткани молочной железы и регионарных лимфатических узлах и отдаленных органах и тканях. Кроме того, при постпроцессинговой обработке производился расчет индекса «опухоль/фон», отражающий соотношение накопления препарата в опухолевой ткани и в здоровой ткани молочной железы.

При использовании всех дозировок опухоли молочной железы с гиперэкспрессией HER2/neu визуализировались на всех точках, опухоли с отрицательной экспрессией маркера не обнаруживались на 24-часовой временной отметке. Соотношение опухоль/фон было значительно выше на отметке 2 и 4 часа после введения препарата «^99mTc-DARPinG3» у больных с HER2-позитивными опухолями по сравнению с контрольной группой при использовании дозировок 1000 и 2000 мкг протеина (р<0.005, Mann-Whitney U test). Применение дозы препарата 3000 мкг статистически достоверно позволяло дифференцировать опухоли молочной железы по статусу HER2/neu на отрезках 2, 4 и 6 часов (р<0.005, Mann-Whitney U test)

Наиболее оптимальной точкой для проведения исследвоания при этом являлась отметка 4 часа после введения (р<0.005, Mann-Whitney U test).

На Фиг. 1 Приложения - Соотношение опухоль/фон у больных раком молочной железы с положительной и отрицательной экспрессией HER2/neu при использовании препарата «^99mTc-DARPinG3» через 2, 4 и 6 часов после введения.

На Фиг. 2 Приложения - Влияние дозировки препарата «^99mTc-DARPinG3» 1000, 2000 и 3000 мкг на захват печенью.

На фиг. 3 Приложения - ОФЭКТ с «^99mTc-DARPinG3» через 4 часа после введения у пациентки с диагнозом рак правой молочной железы, I стадия (T1N0M0). Отмечается отсутствие метаболической гиперфиксации препарата в проекции опухоли

Кроме этого, анализ накопления препарата «^99mTc-DARPinG3» в печени продемонстрировал большую диагностическую точность выявления патологических изменений (возможность визуализации отдаленных метастазов) при использовании дозировки 3000 мкг.

Клинический пример 1

Пациентка З., 42 лет: Ds.: Рак правой молочной железы ПА стадия (T2N1M0), метастатическое поражение аксиллярных лимфатических узлов и печени. Гистологическое и иммуногистохимическое исследование: Инвазивная карцинома неспецифического типа 2 степени злокачественности. РЭ+, РП+, HER2/neu 3+.

В плане обследования дополнительно выполнена однофотонная эмиссионная компьютерная томография органов грудной клетки и верхнего этажа брюшной полости с препаратом «^99mTc-DARPinG3» в дозировке 3000 мкг. На сцинтиграфической картине отчетливо визуализировались опухолевое поражение в правой молочной железе, аксиллярных лимфатических узлов (фиг. 3 Приложения), а также выявлен метастатический очаг в проекции печени.

Таким образом, предлагаемый способ диагностики рака молочной железы с гиперэкспрессией Her2/neu с применением радиофармацевтического препарата на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3 в дозировке 3000 мкг и проведением ОФЭКТ ОГК и верхнего этажа брюшной полости, позволяет более точно оценивать распространенность опухолевого процесса в проекции молочных желез, регионарных лимфатических узлов, органы грудной клетки и печени на метаболическом уровне, а степень аккумуляции представленного радиофармпрепарата в опухоли дает возможность получать сцинтиграфические изображения надлежащего качества. Таким образом, применение нового способа с использованием радиофармацевтического препарата на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3 в дозировке 3000 мкг и позволит повысить диагностическую эффективность, информативность и доступность радионуклидной диагностики рака молочных желез с гиперэкспрессией Her2/neu.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для диагностики рака молочной железы с гиперэкспрессией HER2/neu. Способ включает введение радиофармацевтического препарата, на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3, который готовят непосредственно перед введением, в асептических условиях. В набор для приготовления трикарбонильного технеция [^99mTc(СО)3(H2O)3]⁺ добавляют 1000 мкл элюата ^99mTcO^4- и инкубируют в течение 30 минут при температуре 100°С. После инкубации 400 мкл трикарбонильного технеция добавляют к 3000 мкг DARPinG3 и инкубируют при температуре 60°С в течение 60 минут. Проводят очистку полученного соединения от белковых примесей и несвязавшихся с технецием молекул DARPinG3 с использованием очистительных колонок, радиохимические выход и чистоту определяют с помощью тонкослойной радиохроматографии, анализ хроматограмм проводят с использованием хроматографа Hitachi Chromaster HPLC systems с радиоактивным детектором. Полученный после очищения препарат с радиоактивностью 200-500 МБК разбавляют в 10 мл стерильного 0,9%-ного раствора NaCl, забирают через стерилизующий фильтр и медленно вводят пациенту в дозе 3000 мкг. Затем через 4 часа проводят однофотонную эмиссионную томографию (ОФЭКТ) органов грудной клетки и верхнего этажа органов брюшной полости на двухдетекторной гамма-камере и оценивают накопление препарата в проекции молочных желез, регионарных лимфатических узлов и отдаленных органов и тканей и при визуализации участков гиперфиксации диагностируют злокачественную опухоль. Использование изобретения позволяет точно оценивать распространенность опухолевого процесса в проекции молочных желез, регионарных лимфатических узлов, органы грудной клетки и печени на метаболическом уровне, а степень аккумуляции представленного радиофармпрепарата в опухоли дает возможность получать сцинтиграфические изображения надлежащего качества при диагностике рака молочных желез с гиперэкспрессией Her2/neu. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ диагностики рака молочной железы с гиперэкспрессией Her2/neu, включающий введение радиофармацевтического препарата, на основе меченных технецием-99m рекомбинантных адресных молекул DARPinG3, который готовят непосредственно перед введением, в асептических условиях: в набор для приготовления трикарбонильного технеция [^99mTc(СО)3(H2O)3]⁺ добавляют 1000 мкл элюата ^99mTcO^4- и инкубируют в течение 30 минут при температуре 100°С, после инкубации 400 мкл трикарбонильного технеция добавляют к 3000 мкг DARPinG3 и инкубируют при температуре 60°С в течение 60 минут, проводят очистку полученного соединения от белковых примесей и несвязавшихся с технецием молекул DARPinG3 с использованием очистительных колонок, радиохимические выход и чистоту определяют с помощью тонкослойной радиохроматографии, анализ хроматограмм проводят с использованием хроматографа Hitachi Chromaster HPLC systems с радиоактивным детектором, полученный после очищения препарат с радиоактивностью 200-500 МБК разбавляют в 10 мл стерильного 0,9%-ного раствора NaCl, забирают через стерилизующий фильтр и медленно вводят пациенту, проводят однофотонную эмиссионную томографию (ОФЭКТ) органов грудной клетки и верхнего этажа органов брюшной полости на двухдетекторной гамма-камере и оценивают накопление препарата в проекции молочных желез, регионарных лимфатических узлов и отдаленных органов и тканей и при визуализации участков гиперфиксации диагностируют злокачественную опухоль, отличающийся тем, что указанный выше препарат вводят в дозе 3000 мкг, а однофотонную эмиссионную компьютерную томографию выполняют через 4 часа после введения препарата пациенту.