【耀文解读】综述|一文读懂HER2靶点纳米抗体肿瘤成像应用研究进展

耀海微生物cdmo

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]注：本文不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准；本文仅作医疗健康相关药物介绍，非治疗方案推荐（若涉及），不代表耀海生物立场。任何文章转载需得到授权。

长文预警！全文共3312字，阅读约10分钟。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]导读：纳米抗体是保留抗原结合位点的最小单元，具备高抗原亲和力、高特异性、高溶解性、高稳定性、高清除率、低免疫原性、且能通过微生物实现批量生产等优势。目前已有两款纳米抗体治疗性药物获批上市。但在肿瘤成像领域，纳米抗体仍处于临床开发和临床前研究阶段，研究靶点包括：EGFR、HER2、HER3、PD-L1、HGF/HGFR、PSMA、CD20、CD33、MMR等肿瘤相关抗原。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]今天的文章菌菌将聚焦于HER2靶点，汇总纳米抗体用于肿瘤成像的研究进展。整体来看，HER-2纳米抗体已进入临床试验阶段，候选产品包括2Rs15d、NM-02、5F7、MIRC208、MIRC213、11A4、18C3、22G12等。另外，菌菌溯源了几款纳米抗体的早期筛选过程，发现其均可利用大肠杆菌（E.coli）实现体外批量制备。

后续菌菌将持续更新以HER3、PD-L1、HGF/HGFR、PSMA、CD20等为作用靶点的纳米抗体研究进展。一、HER2靶点介绍

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]人表皮生长因子受体2（HER2），也称ERBB2，是一种受体酪氨酸激酶，与HER1（EGFR）、HER3、HER4同属于ERBB受体酪氨酸激酶家族。HER受体能够控制上皮细胞的生长、分化和存活。除HER2外，EGFR家族的其他成员通过配体结合激活活性，但目前尚未发现直接结合HER2受体细胞外结构域的配体。HER2对细胞通路的激活借助于跨膜受体的二聚化。HER2基因的扩增或蛋白的过表达通过诱导PI3K/Akt等下游通路，与细胞增殖、肿瘤发生和侵袭增加等不良病理病变和不良预后密切相关。报道表明，在乳腺癌、胃癌、肺癌、结直肠癌和卵巢癌中检测到HER2基因扩增或HER2蛋白过表达。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]使用靶向性药物特异性检测HER2受体蛋白，对于癌症的诊断和治疗非常重要。相关候选靶向分子包括单克隆抗体、抗体片段、多肽、纳米抗体等。其中纳米抗体（单域抗体）是天然存在的最小抗原结合片段，相对分子质量小、稳定性高、清除率高、免疫原性低，在分子影像领域的应用方面具有独特优势。

图1：纳米抗体与HER2受体复合物（晶体结构来源: PDB）二、在研HER2纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]据文献报道，研究人员利用HER2抗原、目标DNA或表面表达HER2抗原的细胞免疫骆驼，筛选得到HER2特异性纳米抗体。随后利用大肠杆菌等表达系统实现纳米抗体的大量制备。目前已有多款HER2纳米抗体发展至临床阶段，以评估其针对HER2过表达肿瘤的诊断潜力。由于HER2过表达在乳腺癌中占比最大，因此研究对象主要集中在乳腺癌人群。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]部分在研的HER2纳米抗体汇总如下，包括2Rs15d、NM-02、5F7、MIRC208、MIRC213、11A4、18C3、22G12等，其中基于2Rs15d且用于肿瘤成像的候选产品已发展至II期临床，NM-02用于乳腺癌分子成像的1期临床试验已经完成，5F7和MIRC213正在开展1期临床试验，而11A4、18C3、22G12等处于临床前研究阶段。菌菌将简析3款临床阶段的候选产品，详见下文。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]另一点值得注意的是，菌菌溯源了上述纳米抗体的筛选和异源表达流程，发现其均可通过大肠杆菌（E.coli）表达制备。

表1: 部分在研的HER2纳米抗体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]

2.1 HER2纳米抗体2Rs15d

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2Rs15d，也称为Anti-HER2-VHH1，在临床前和临床试验中都表现出良好的HER2靶向性。基于2Rs15d这一HER2特异性纳米抗体，研究人员选择了多种不同的成像标记，开发出了多款肿瘤分子成像候选产品，具体包括68Ga、131I、99mTc、18F、89Zr。其中68Ga标记的1款候选产品已进入2期临床试验阶段，即68Ga-NOTA-2Rs15d。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]68Ga-NOTA-2Rs15d，通过NOTA衍生物实现68Ga对纳米抗体的标记。早期的I期研究证明，20 例患有原发性或转移性乳腺癌的女性（HER2 免疫组化评分为2+或 3+），给药后 10、60 和 90 分钟后进行 PET/CT 扫描以进行剂量测定评估，同时进行身体评估和血液分析以评估药物安全性。结果显示68Ga-NOTA-2Rs15d具有良好的生物分布和快速的血液清除，同时表现了很好的安全性。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]目前68Ga-NOTA-2Rs15d正在开展多项2期临床试验，包括NCT03331601、NCT03924466，均在布鲁塞尔大学医院开展。NCT03924466研究分为3个队列，分别评估68Ga-NOTA-2Rs15d用于乳腺癌近端或远端转移定量诊断的重复性、在HER2过表达的不同癌种中的适用性、以及用于评估HER2阳性乳腺癌患者接受新辅助治疗疗效的可行性。而NCT03331601研究目的是评估乳腺癌患者的脑转移病灶对68Ga-NOTA-2Rs15d的摄取情况。两项研究均预计在2024年12月完成。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图2：不同器官对68Ga-NOTA-2Rs15d的摄取

2.2 HER2纳米抗体NM02

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]NM-02是另一款HER2纳米抗体，研究者在此基础上结合核素99mTc开发了候选产品99mTc-NM-02。NM-02的1期临床试验（NCT04040686）在上海市第一人民医院开展，纳入了10例乳腺癌患者，注射示踪剂99mTc-NM-02后，没有观察到药物相关的不良反应。肿瘤摄取方面，99mTc-NM-02主要在肾脏和肝脏中积累，在脾脏、胃肠道和甲状腺中也有轻度摄取，并在原发肿瘤和转移瘤中观察到示踪剂摄取。这项1期研究表明，99mTc-NM-02示踪剂具有适度的辐射剂量、良好的生物分布和成像特性。99mTc-NM-02的肿瘤成像应用有望在更大的队列中得以验证。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]NCT04674722是NM-02正在开展的的另一项1期试验，在上海市第一人民医院开展，研究药物包括2种：NM-02分别用99mTc和 88Re 标记，制备得到99mTc-NM-02和188Re-NM-02。其中99mTc-NM-02作为肿瘤成像药物，用于HER2阳性肿瘤的SPECT/CT成像，将与HER2表达检测的现有金标准进行比较，即活检组织免疫组化（IHC）和/或荧光原位杂交（FISH）以及18F-FDG PET/CT成像。而188Re-NM-02作为治疗药物，计划用于HER2阳性乳腺癌的放射性核素治疗，以建立HER2阳性乳腺癌无创检测和放射性核素治疗的新方法。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图3：99mTc-NM-02示踪剂摄取曲线

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2.3 HER2纳米抗体5F7

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]5F7是Ablynx（Ablynx已开发出2款上市的纳米抗体药物）筛选的一款HER2纳米抗体，多种放射性核素标记的5F7已在临床前模型中显示肿瘤成像潜力。其中68Ga/131I SGMIB标记的5F7正在开展临床试验（NCT05982626）。该研究在复旦大学附属华山医院开展，计划招募10例HER2阳性的乳腺癌患者，以评估68Ga/131I SGMIB-5F7的安全性、生物分布、辐射剂量以及肿瘤病灶的摄取。

2.4 MIRC208和MIRC213

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]MIRC208和MIRC213是2个HER特异性纳米抗体，由北京大学基础医学院贾兵团队通过免疫羊驼筛选获得。研究人员使用核素99mTc标记两种纳米抗体，在小鼠模型中验证了两种示踪剂99mTc-MIRC208 和 99mTc-MIRC213 能清晰显影 HER2 阳性肿瘤，而无法显影 HER2 阴性肿瘤。当前，两种示踪剂99mTc-MIRC208 和 99mTc-MIRC213均处于临床试验阶段。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于99mTc-MIRC208开展的注册研究为NCT04591652，是其首次临床试验（First-in human）。该研究主要目的是评估99mTc-MIRC208用于诊断HER2阳性肿瘤的临床价值。目前，研究者已公布2例患者数据，患者基础情况为：临床III期浸润性左乳导管癌（乳腺癌分型）且未接受任何治疗，使用商业化检测试剂盒证实了2例患者原发肿瘤存在HER2过表达（IHC 3+）。对于患者1，99mTc-MIRC208 SPECT/CT清晰显示原发肿瘤病变和淋巴结转移。对于患者2，99mTc-MIRC208 SPECT/CT清晰显示原发性和大腋窝淋巴结转移灶。2例患者给药一周内均未发生严重不良事件或明显生命体征改变。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于99mTc-MIRC213开展的注册研究为NCT05622240，是一项1期临床研究。研究人员将评估 99mTc-MIRC213 SPECT/CT 在检测 HER2 阳性乳腺癌中的临床应用，并比较99mTc-MIRC213分子成像与常规免疫组化（IHC）病理染色的诊断价值。

三、小结

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]针对HER2这一肿瘤领域中研究较为成熟的靶点，目前报道了多款HER2纳米抗体在临床前模型中显示肿瘤成像应用潜力，包括2Rs15d、NM-02、5F7、MIRC208、MIRC213、11A4、18C3、22G12等。其中两款候选产品99mTc-NM-02和68Ga-NOTA-2Rs15d在1期临床试验中显示了良好的安全性和特异性的肿瘤示踪效果，且68Ga-NOTA-2Rs15d已进入2期临床研究阶段。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]相比传统的单克隆抗体药物，纳米抗体在肿瘤成像领域具备先天的优势。2022年，Market Research Future (MRFR) 的一份综合研究报告预计到 2030 年纳米抗体市场规模将达到 11.4 亿美元，复合年增长率为 24.2%，全球纳米抗体市场有望在未来几年得到迅速扩张。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海生物擅长有/无标签蛋白的定制化工艺开发。耀海团队全流程贯彻QbD理念，基于DoE高通量筛选发酵、纯化、制剂相关工艺参数或处方，可满足不同品类、不同表达形式（胞内可溶/胞外）重组蛋白的表达量、纯度、杂质残留等定制化开发目标，同时高度契合生产放大需求。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海纳米抗体CDMO平台已成功交付多个项目，表达形式涵盖大肠杆菌周质空间可溶性表达、酵母胞外分泌表达等。我们交付的发酵和纯化工艺可满足高纯度、高活性样品的制备，高质量满足临床诊断或治疗需求。详情可咨询菌菌：13380332910（微信同号）。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海重组蛋白业务详情：业务介绍 | 耀海生物重组蛋白CRDMO一站式服务

参考文献

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][1] Piramoon M, Khodadust F, Hosseinimehr SJ. Radiolabeled nanobodies for tumor targeting: From bioengineering to imaging and therapy. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2021 Apr;1875(2):188529. doi: 10.1016/j.bbcan.2021.188529.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][2] Altunay B, Morgenroth A, Beheshti M, et al. HER2-directed antibodies, affibodies and nanobodies as drug-delivery vehicles in breast cancer with a specific focus on radioimmunotherapy and radioimmunoimaging. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2021 May;48(5):1371-1389.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][3] Keyaerts M, Xavier C, Heemskerk J, et al. Phase I Study of 68Ga-HER2-Nanobody for PET/CT Assessment of HER2 Expression in Breast Carcinoma. J Nucl Med. 2016 Jan;57(1):27-33. doi: 10.2967/jnumed.115.162024.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][4] Zhao L, Liu C, Xing Y, et al. Development of a 99mTc-Labeled Single-Domain Antibody for SPECT/CT Assessment of HER2 Expression in Breast Cancer. Mol Pharm. 2021 Sep 6;18(9):3616-3622. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.1c00569.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][5] D'Huyvetter M, De Vos J, Xavier C, et al. 131I-labeled Anti-HER2 Camelid sdAb as a Theranostic Tool in Cancer Treatment. Clin Cancer Res. 2017 Nov 1;23(21):6616-6628. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-17-0310.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][6] Li L, Liu T, Shi L, et al. HER2-targeted dual radiotracer approach with clinical potential for noninvasive imaging of trastuzumab-resistance caused by epitope masking. Theranostics. 2022 Jul 18;12(12):5551-5563. doi: 10.7150/thno.74154.