Comparison of Direct-labeling Method of Antibody with $^{99m}Tc$ and $^{188}Re$

농양이식백서에서 $^{99m}Tc,\;^{188}Re$ 직접표지항체의 비교

Purpose: We investigated the direct labeling method of antibody with $^{99m}Tc$ and $^{188}Re$ and examined the stability and function of these labeled compounds in in vitro and in vivo. Materials and Methods: Disulfide bond of nonspecific human IgG was reduced to -SH group by 2-mercaptoethanol. Stannous ion was used to reduce $^{99m}Tc$ and $^{188}Re$. The stability of $^{99m}Tc$-IgG and $^{188}Re$-IgG was estimated upto 24 hrs. Biodistribution was evaluated in abscess bearing rats at 4 and 24 hr post-injection of $^{99m}Tc$ or $^{188}Re$ labeled IgG. Results: The number of -SH group per reduced IgG molecule was 2.34. The labeling yield of $^{99m}Tc$-IgG and $^{188}Re$-IgG were 90% and 95%, respectively The stability of $^{99m}Tc$-IgG at 1, 4, 6 and 24 hr was 91%, 83%, 78%, 7% and that of $^{188}Re$-IgG at 1, 4, 16 and 24 hr was 94%, 80%, 47%, 42%, respectively. At 4 hr post-injection of $^{99m}Tc$-IgG, high uptake was found on kidney, blood, stomach and abscess ($9.42{\pm}0.68,\;1.43{\pm}0.24,\;0.86{\pm}0.18,\;0.72{\pm}0.10$ %ID/g, respectively). The uptakes at 24 hr were kidney, abscess,.itomach, and blood in descending order. In case of $^{188}Re$-lgG, high uptake at 4 hr post injection appeared on kidney, blood, abscess and stomach ($3.92{\pm}0.62,\;1.32{\pm}0.08,\;0.88{\pm}0.01,\;0.26{\pm}0.06$, respectively). The uptakes at 24 hr were kidney, abscess, blood and stomach in descending order. The abscess to blood uptake ratio of $^{99m}Tc$-IgG was 0.5 at 4 hr and 2.02 at 24 hr and that of $^{188}Re$-IgG was 0.67 and 1.29. Conclusion: $^{99m}Tc$-IgG and $^{188}Re$-IgG canbe labeled efficiently with direct labeling method. However, $^{99m}Tc$-IgG and $^{188}Re$-IgG, labeled with direct method, was unstable. Further study is needed to enhance the stability of the antibody labeling.

목적: 주기율표상에서 7족에 위치하며, 유사한 화학적 특성을 지닌 $^{99m}Tc$와 $^{188}Re$의 항체에 표지하는 조건의 차이점과 앞서 표지된 항체의 핵종에 따른 거동의 차이를 비교 실험해 보고자 하였다. 대상 및 방법: mercaptoethanol을 사용하여 non-specific human IgG의 disulfide 결합을 환원시켜, -SH 기의 발생을 유도하였다. 앞서 처리된 IgG을 stannous ion 을 사용하여 $^{99m}Tc$과 $^{188}Re$을 환원하여 $^{99m}Tc$-IgG과 $^{188}Re$-IgG을 제작하였다. HPLC를 사용하여 $^{99m}Tc$-IgG은 1시간, 4시간. 6시간, 24시간마다 $^{188}Re$-IgG은 1시간, 4시간, 16시간, 24시간마다 시간경과에 따른 안정도 변화를 확인하였다. 결과: 한 분자당 약 2개의 -SH기를 유도 면역 활성이 최대한 유지되는 환원된 IgG를 얻을 수 있었다. 각각 90%와 95% 이상의 높은 표지반응수율로 $^{99m}Tc$-IgG과 $^{188}Re$-IgG을 얻었다. $^{99m}Tc$-IgG의 %peak area를 1시간, 4시간, 6시간, 24시간마다 측정한 값은 각각 91%, 83%, 78%, 7%이었다. $^{188}Re$-IgG의 경우 1시간, 4시간, 16시간, 24시간에서 94%, 80%, 47%, 42%이었다. $^{99m}Tc$-IgG을 정맥주사 후 4시간 후의 %ID/g는 장기별로 신장, 혈액, 위, 농양($9.42{\pm}0.68,\;1.43{\pm}0.24,\;0.86{\pm}0.18,\;0.72{\pm}0.10$)순이었고, 24시간에서는 신장, 농양, 위, 혈액($7.61{\pm}1.58,\;0.57{\pm}0.07,\;0.37{\pm}0.09,\;0.281{\pm}0.09$)의 순이었다. $^{188}Re$-IgG의 경우 4시간에서 신장, 혈액, 농양, 위($3.92{\pm}0.62,\;1.32{\pm}0.08,\;0.88{\pm}0.01,\;0.26{\pm}0.06$)의 순이였고, 24시간에서 신장, 농양, 혈액, 위($4{\pm}0.26,\;0.37{\pm}0.04,\;0.29{\pm}0.01,\;0.13{\pm}0.03$)의 순이었다. 결론: $^{99m}Tc$-IgG과 $^{188}Re$-IgG의 표지항체는 직접표지 법을 사용하여 효과적으로 제조되었다. 그러나, 직접표지법을 사용한 $^{99m}Tc$-IgG과 $^{188}Re$-IgG의 안정도는 시간경과에 따라 불안정함을 보여 안정성을 증가시키기 위한 항체표지 방법들에 대한 연구가 필요할 것으로 생각되었다.