Re-188과 Tc-99m 표지 단일클론항체 CEA79.4의 생체외 특성과 생체내 분포

In Vitro Properties and Biodistribution of Tc-99m and Re-188 Labeled Monoclonal Antibody CEA79.4

목적: 현재 Re-188 표지 단일클론항체는 종양의 방사면역치료제로서 주목받고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 골수성 백혈구 세포에 존재하는 NCA-95에 대한 단일클론항체 CEA79.4를 사용하여 Re-188의 항체 표지법을 개발하고 그 특성을 분석하여 Tc-99m 표지항체와 비교하고자하였다. 대상 및 방법: 표지는 항체에 방사성 핵종을 직접 붙이는 직접법을 사용하였다. 환원제인 ${\beta}$-mercaptoethanol로 단일클론항체 CEA79.4를 환원하여 SH-기를 생성시키고 여기에 발생기로부터 얻은 Tc-99m과 Re-188을 표지 하였다. Tc-99m의 표지를 위해서는 pH 6.5인 PBS에서 반응시켰으며 착화제와 환원제로 MDP kit를 사용하였다. Re-188은 50 mM acetate buffered saline (ABS, pH 5.3)에서 stannous tartrate를 환원제로 사용하여 표지 하였다. 표지효율은 ITLC로 확인하였으며 표지항체는 PD-10 칼럼을 이용하여 분리하였다. 분리한 표지항체를 1% 사람혈청 알부민과 비타민 C를 넣어 산화를 방지하고 실온과 사람혈청(5% $CO_2$, $37^{\circ}C$)에서 안정성 검사를 실시하였다. 대장암세포주인 SNU-C4와 세포결합검사를 실시하여 면역반응성과 항원에 대한 친화상수를 측정하였다. 또한 정상 ICR 마우스에 꼬리정맥으로 주사하여 1, 14, 24시간에 체내분포를 보았다. 결과: Tc-99m의 항체 표지효율은 $92.4{\pm}5.9%$ (n= 15)이고 Re-188은 $84.7{\pm}4.6%$ (n=4)로 우수한 표지효율을 보였다. 표지항체의 체외안정성검사를 실시한 결과 실온에서는 Tc-99m 표지항체의 경우 24시간까지 90% 정도로 안정하였으나 Re-188 표지항체는 70% 정도를 유지하였다. 사람혈청에서는 Tc-99m 표지항체는 24시간에 60% 이상이었으나 Re-188은 50% 이하로 낮았다. Tc-99m과 Re-188의 표지항체의 면역반응성은 각각 59.2%, 41.6%, 친화상수는 $6.59{\times}10^9\;M^{-1}$, $4.2{\times}10^9\;M^{-1}$ 이었다. 또한 정상 마우스에서 체내 분포는 비 특이적으로 집적되지 않고 배설되어 유사한 경향을 보였다. 결론: 기존의 Tc-99m 표지법과 같은 원리를 이용하여 단일클론항체 CEA79.4를 Re-188과 표지하였다. Re-188-CEA79.4는 면역반응성과 친화력등 체외 면역학적 특성과 체내분포에서 Tc-99m 표지항체와 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 Re-188-CEA79.4는 골수성 백혈병, 림프종 등 질병의 방사면성역치료에 적용 할 수 있을 것이다.

Purpose: Radiolabeled CEA79.4 antibody has a possibility to be used in radioimmunoscintigraphy or radioimmunotherapy of cancer. We investigated the in vitro properties and biodistribution of CEA79.4 antibody labeled with Re-188 or Tc-99m. Materials and Methods: CEA79.4 was reduced by 2-mercaptoethanol to produce-SH residue, and was labeled with Re-188 or Tc-99m. For direct labeling of Tc-99m, methylene-diphosphonate was used as transchelating agent. CEA79.4 in 50 mM Acetate Buffered Saline (ABS, pH 5.3) was labeled with Re-188, using stannous tartrate as reducing agent. In order to measure immunoreactivity and the affinity constant of radiolabeled antibody, cell binding assay and Scatchard analysis using human colon cancer cells SNU-C4, were performed. Biodistribution study of labeled CEA79.4 was carried out at 1, 14 and 24 hr in ICR mice. Results: Labeling efficiencies of Tc-99m and Re-188 labeled antibodies were $92.4{\pm}5.9%$ and $84.7{\pm}4.6%$, respectively, In vitro stability of Tc-99m-CEA79.4 in human serum was higher than Re-188-CEA79.4. Immunoreactivity and affinity constant of Tc-99m-CEA79.4 were 59.2% and $6.59{\times}10^9\;M^{-1}$, respectively, while those of Re-188-CEA79.4 were 41.6% and $4.2{\times}10^9\;M^{-1}$, respectively. After 24 hr of administrations of Re-188 and Tc-99m labeled antibody, the remaining antibodies in blood were 6.32 and 9.35% ID/g respectively. The biodistribution of each labeled antibody in other organs was similar because they did not accumulate in non-targeted organs. Conclusion: In vitro properties and biodistribution of Re-188-CEA79.4 were similar to those of Tc-99m-CEA79.4. It appears that Re-188-CEA79.4 can be used as a suitable agent for radioimmunotheraphy.