Получена: 06.02.2024 Принята: 08.02.2024 Опубликована online: 29.02.2024
УДК: 616-006-073.75/.756.8
DOI 10.53511/PHARMKAZ.2024.39.72.046
Ә.Б. Икрамов1, А.Б. Востриков1, А. Демирделен1, М.Т. Джаканова2,Ж.Ж. Жолдыбай3, А.С. Айнакулова3,4, М.О. Габдуллина3,5
1 ТОО «HiLife (ХайЛайф)», Алматы, Казахстан.
2 ТОО «Национальный Научный Онкологический Центр», Астана, Казахстан
3 НАО «Казахский Национальный Медицинский Университет имени С.Д. Асфендиярова» Алматы, Казахстан
4 АО «Казахский научно-исследовательский институт онкологии и радиологии» Алматы, Казахстан
5 НАО «Казахский Национальный Университет имени Аль-Фараби», Алматы, Казахстан
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА 8
GA-FAPI (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)
Резюме: Заболеваемость злокачественными опухолями различных локализаций имеет тенденцию
к росту, как во всем мире, так и в Казахстане. Интенсивное изучение вопросов улучшения диагностики и лечения рака привело к значительному прогрессу в понимании механизмов развития и
прогрессии опухолей. Одним из перспективных направлений в этой области является изучение опухоль-ассоциированных фибробластов, ключевым биомаркером которых служит фибробласт-активирующий белок (Fibroblast Activation Protein – FAP).
В данной статье мы приводим результаты изучения литературных источников, посвященных методам автоматизированного синтеза радиофармацевтического препарата 68Ga-FAPI-46, который
обладает значительным потенциалом для применения в диагностике рака с использованием позитронно-эмиссионной томографии в сочетании с компьютерной томографией. В современных условиях, когда интерес к радиофармпрепаратам, в частности к 68Ga-FAPI-46, стремительно растет,
возникает необходимость в разработке эффективных и безопасных методов масштабирования
его синтеза. Традиционные ручные методы уже не способны удовлетворить текущие требования,
особенно с учетом требований к повышенной производительности и радиационной безопасности.
В рамках исследования оценены автоматизированные методы синтеза, включая различные модули синтеза, такие как Trasis AiO, iQS-TS, Trasis EasyOne, Synthra и Scintomics GallElut и др.
Результаты исследования подтвердили, что все рассмотренные методы обеспечивают высокую
радиохимическую чистоту и выход продукта, что критически важно для клинической применимости препарата.
Результаты данного обзора продемонстрировали перспективность автоматизированных систем
для синтеза 68Ga-FAPI-46 и их важную роль в развитии методов диагностики рака и радиофармацевтической промышленности. Автоматизация значительно повышает уровень радиационной безопасности, что снижает риск радиоактивного воздействия на операторов, а также сокращает
время синтеза и увеличивает объем выпускаемой продукции.
Ключевые слова: 68Ga-FAPI-46, автоматизированные методы синтеза 68Ga-FAPI-46, синтез радиофармпрепарата, 68Ga, фибробласт-активирующий белок, биомаркеры опухолей, модуль синтеза,
FAPI-46.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Кайдарова Д.Р. Балтабеков Н.Т. Душимова З.Д. Шатковская О.В. и др. Показатели онкологической службы Республики Казахстан за 2020 год:
статистические и аналитические материалы. 2021; 226;
2 Sung H. Ferlay J.Siegel R.L.Laversanne M. Soerjomataram I. Jemal A. Bray F. Global Cancer Statistics 2020. GLOBOCAN Estimates of Incidence and
Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA Cancer J Clin.2021;71(3):209-249;
3 Rowe S.P. Pomper M.G. Molecular imaging in oncology. Current impact and future directions.CA Cancer J Clin.2022;72(4):333-352;
4 James M.L. Gambhir S.S. A molecular imaging primer: modalities, imaging agents, and applications. Physiol Rev.2012; 92(2):897-965;
5 Jens T. Siveke. Fibroblast-Activating Protein: Targeting the Roots of the Tumor Microenvironment. Journal of Nuclear Medicine.2018;59(9):1412-1414;
6 Thomas Lindner. Anastasia Loktev. Annette Altmann. Frederik Giesel. Clemens Kratochwil. Jürgen Debus. Dirk Jäger. Walter Mier and Uwe Haberkorn.
Development of Quinoline-Based Theranostic Ligands for the Targeting of Fibroblast Activation Protein. Journal of Nuclear Medicine.2018;59(9):1415-1422;
7 Loktev A. Lindner T. Mier W. et al. A new method for tumor imaging by targeting cancer associated fibroblasts. Journal of Nuclear Medicine.2018;59(9):1423-1429;
8 Park JE. Lenter MC. Zimmermann RN. Garin-Chesa P. Old LJ. Rettig WJ. Fibroblast activation protein, a dual specificity serine protease expressed in reactive
human tumor stromal fibroblasts. J Biol Chem.1999;274:36505–36512;
9 Kratochwil C., Flechsig P., Lindner T., Abderrahim L., Altmann A., Mier W., Adeberg S., Rathke H., Röhrich M., Winter H., Plinkert P.K., Marme F., Lang M.,
Kauczor H.U., Jäger D., Debus J., Haberkorn U., Giesel F.L. 68Ga-FAPI PET/CT: Tracer Uptake in 28 Different Kinds of Cancer // J Nucl Med. – 2019. – Vol.
60, No6. – P. 801-805. https://doi.org/10.2967/ jnumed.119.227967
10 Zhao L., Pang Y., Zheng H., Han C., Gu J., Sun L., Wu H., Wu S., Lin Q., Chen H. Clinical utility of [68Ga]Ga-labeled fibroblast activation protein inhibitor
(FAPI) positron emission tomography/ computed tomography for primary staging and recurrence detection in nasopharyngeal carcinoma // Eur J Nucl Med
Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No11. – P. 3606-3617. https://doi.org/10.1007/s00259-021-05336-w
11 Linz C., Brands R.C., Kertels O., Dierks A., Brumberg J., Gerhard- Hartmann E., Hartmann S., Schirbel A., Serfling S., Zhi Y., Buck A.K., Kübler A., Hohm
J., Lapa C., Kircher M. Targeting fibroblast activation protein in newly diagnosed squamous cell carcinoma of the oral cavity – initial experience and comparison
to [18F]FDG PET/CT and MRI // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No12. – P. 3951-3960. https://doi. org/10.1007/s00259-021-05422-z
12 Serfling S., Zhi Y., Schirbel A., Lindner T., Meyer T., Gerhard- Hartmann E., Lapa C., Hagen R., Hackenberg S., Buck A.K., Scherzad A. Improved cancer
detection in Waldeyer’s tonsillar ring by 68Ga-FAPI PET/CT imaging // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No4. – P. 1178-1187. https://doi.
org/10.1007/s00259-020-05055-8
13 Windisch P., Röhrich M., Regnery S., Tonndorf-Martini E., Held T., Lang K., Bernhardt D., Rieken S., Giesel F., Haberkorn U., Debus J., Adeberg S. Fibroblast
Activation Protein (FAP) specific PET for advanced target volume delineation in glioblastoma // Radiother Oncol. – 2020. – Vol. 150. – P. 159-163. https://doi.
org/10.1016/j.radonc.2020.06.040
14 Röhrich M., Loktev A., Wefers A.K., Altmann A., Paech D., Adeberg S., Windisch P., Hielscher T., Flechsig P., Floca R., Leitz D., Schuster J.P., Huber P.E.,
Debus J., von Deimling A., Lindner T., Haberkorn U. IDH- wildtype glioblastomas and grade III/IV IDH-mutant gliomas show elevated tracer uptake in fibroblast
activation protein-specific PET/CT // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2019. – Vol. 46, No12. – P. 2569-2580. https://doi.org/10.1007/s00259-019-04444-y
15 Wen S., Qu N., Ma B., Wang X., Luo Y., Xu W., Jiang H., Zhang Y., Wang Y., Ji Q. Cancer-Associated Fibroblasts Positively Correlate with Dedifferentiation
and Aggressiveness of Thyroid Cancer // Onco Targets Ther. – 2021. – Vol. 22;14. – P. 1205-1217. https://doi.org/10.2147/OTT.S294725
16 Fu H., Fu J., Huang J., Su X., Chen H. 68Ga-FAPI PET/CT in Thyroid Cancer with Thyroglobulin Elevation and Negative Iodine Scintigraphy // Clin Nucl
Med. – 2021. – Vol. 1, No46(5). – P. 427-430. https://doi. org/10.1097/RLU.0000000000003569
17 Fu H., Fu J., Huang J., Pang Y., Chen H. 68Ga-FAPI PET/CT Versus 18F-FDG PET/CT for Detecting Metastatic Lesions in a Case of Radioiodine-Refractory
Differentiated Thyroid Cancer // Clin Nucl Med. – 2021. – Vol. 1, No46(11). – P. 940-942. https://doi.org/10.1097/ RLU.0000000000003730
18 Aleskandarany M.A., Vandenberghe M.E., Marchiò C., Ellis I.O., Sapino A., Rakha E.A.. Tumour Heterogeneity of Breast Cancer: From Morphology to
Personalised Medicine // Pathobiology. – 2018. – Vol. 85, No1-2. – P. 23-34. https://doi.org/10.1159/000477851.
19 Dendl K., Koerber S.A., Finck R., Mokoala K.M.G., Staudinger F., Schillings L., Heger U., Röhrich M., Kratochwil C., Sathekge M., Jäger D., Debus J.,
Haberkorn U., Giesel F.L. 68Ga-FAPI-PET/CT in patients with various gynecological malignancies // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No12. –
P. 4089-4100. https://doi.org/10.1007/s00259-021-05378-0
20 Kömek H., Can C., Güzel Y., Oruç Z., Gündoğan C., Yildirim Ö.A., Kaplan İ., Erdur E., Yıldırım M.S., Çakabay B. 68Ga-FAPI-04 PET/CT, a new step in
breast cancer imaging: a comparative pilot study with the 18F-FDG PET/CT // Ann Nucl Med. – 2021. – Vol. 35, No6. – P. 744-752. https://doi.org/10.1007/
s12149-021-01616-5
21 Elboga U., Sahin E., Kus T., Cayirli Y.B., Aktas G., Uzun E., Cinkir H.Y., Teker F., Sever O.N., Aytekin A., Yilmaz L., Aytekin A., Cimen U., Mumcu V., Kilbas B., Çelen Y.Z. Superiority of 68Ga-FAPI PET/CT scan in detecting additional lesions compared to 18FDG PET/CT scan in breast cancer // Ann Nucl Med. –
2021. – Vol. 35, No12. – P. 1321-1331. https://doi. org/10.1007/s12149-021-01672-x
22 Kuyumcu S., Has-Simsek D., Iliaz R., Sanli Y., Buyukkaya F., Akyuz F., Turkmen C. Evidence of Prostate-Specific Membrane Antigen Expression in
Hepatocellular Carcinoma Using 68Ga-PSMA PET/CT // Clin Nucl Med. – 2019. – Vol. 44, No9. – P. 702-706. https://doi.org/10.1097/ RLU.0000000000002701
23 Shi X., Xing H., Yang X., Li F., Yao S., Zhang H., Zhao H., Hacker M., Huo L., Li X. Fibroblast imaging of hepatic carcinoma with 68Ga- FAPI-04 PET/CT:
a pilot study in patients with suspected hepatic nodules // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No1. – P. 196-203. https:// doi.org/10.1007/s00259-
020-04882-z
24 Shi X., Xing H., Yang X., Li F., Yao S., Congwei J., Zhao H., Hacker M., Huo L., Li X. Comparison of PET imaging of activated fibroblasts and 18F-FDG for
diagnosis of primary hepatic tumours: a prospective pilot study // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No5. – P. 1593-1603. https://doi.org/10.1007/
s00259-020-05070-9
25 Röhrich M., Naumann P., Giesel F.L., Choyke P.L., Staudinger F., Wefers A., Liew D.P., Kratochwil C., Rathke H., Liermann J., Herfarth K., Jäger D., Debus
J., Haberkorn U., Lang M., Koerber S.A. Impact of 68Ga- FAPI PET/CT Imaging on the Therapeutic Management of Primary and Recurrent Pancreatic Ductal
Adenocarcinomas // J Nucl Med. – 2021. – Vol. 1, No62(6). – P. 779-786. https://doi.org/10.2967/jnumed.120.253062
26 Pang Y., Huang H., Fu L., Zhao L., Chen H. 68Ga-FAPI PET/CT Detects Gastric Signet-Ring Cell Carcinoma in a Patient Previously Treated for Prostate
Cancer // Clin Nucl Med. – 2020. – Vol. 45, No8. – P. 632-635. https://doi.org/10.1097/RLU.0000000000003099
27 Lin R., Lin Z., Zhang J., Yao S., Miao W. Increased 68Ga-FAPI-04 Uptake in Schmorl Node in a Patient With Gastric Cancer // Clin Nucl Med. – 2021. –
Vol. 1, No46(8). – P. 700-702. https://doi.org/10.1097/ RLU.0000000000003623
28 Qin C., Shao F., Gai Y., Liu Q., Ruan W., Liu F., Hu F., Lan X. 68Ga-DOTA-FAPI-04 PET/MR in the Evaluation of Gastric Carcinomas: Comparison with
18F-FDG PET/CT // J Nucl Med. – 2022. – Vol. 63, No1. – P. 81-88. https://doi.org/10.2967/jnumed.120.258467
29 Pang Y., Zhao L., Luo Z., Hao B., Wu H., Lin Q., Sun L., Chen H. Comparison of 68Ga-FAPI and 18F-FDG Uptake in Gastric, Duodenal, and Colorectal
Cancers // Radiology. – 2021. – Vol. 298, No2. – P. 393-402. https://doi.org/10.1148/radiol.2020203275
30 Lin R., Lin Z., Chen Z., Zheng S., Zhang J., Zang J., Miao W. [68Ga] Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT in the evaluation of gastric cancer: comparison with [18F]
FDG PET/CT // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2022. – Vol. 49, No8. – P. 2960-2971. https://doi.org/10.1007/s00259-022-05799-5
31 Koerber S.A., Staudinger F., Kratochwil C., Adeberg S., Haefner M.F., Ungerechts G., Rathke H., Winter E., Lindner T., Syed M., Bhatti I.A., Herfarth K.,
Choyke P.L., Jaeger D., Haberkorn U., Debus J., Giesel F.L. The Role of 68Ga-FAPI PET/CT for Patients with Malignancies of the Lower Gastrointestinal Tract:
First Clinical Experience // J Nucl Med. – 2020. – Vol. 61, No9. – P. 1331-1336. https://doi.org/10.2967/jnumed.119.237016
32 Zhao L., Pang Y., Luo Z., Fu K., Yang T., Zhao L., Sun L., Wu H., Lin Q., Chen H. Role of [68Ga]Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT in the evaluation of peritoneal
carcinomatosis and comparison with [18F]-FDG PET/CT // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2021. – Vol. 48, No6. – P. 1944-1955. https:// doi.org/10.1007/
s00259-020-05146-6
33 Schmidkonz C., Rauber S., Atzinger A., Agarwal R., Götz T.I., Soare A., Cordes M., Prante O., Bergmann C., Kleyer A., Ritt P., Maschauer S., Hennig P.,
Toms J., Köhner M., Manger B., Stone J.H., Haberkorn U., Baeuerle T., Distler J.H.W., Agaimy A., Kuwert T., Schett G., Ramming A. Disentangling inflammatory
from fibrotic disease activity by fibroblast activation protein imaging // Ann Rheum Dis. – 2020. – Vol. 79, No11. – P. 1485-1491. https://doi.org/10.1136/
annrheumdis-2020-217408
34 Sandberg T.P., Stuart M.P.M.E., Oosting J., Tollenaar R.A.E.M., Sier C.F.M., Mesker W.E. Increased expression of cancer-associated fibroblast markers
at the invasive front and its association with tumor- stroma ratio in colorectal cancer // BMC Cancer. – 2019. – Vol. 29, No19(1). – P. 163-165. https://doi.
org/10.1186/s12885-019-5462-2.
35 Prashanth A., Kumar Ravichander S., Eswaran P., Kalyan S., Maheswari Babu S. Diagnostic performance of Ga-68 FAPI 04 PET/CT in colorectal
malignancies // Nucl Med Commun. – 2023. – Vol. 1;44(4). – P. 276-283. https://doi.org/10.1097/MNM.0000000000001661
36 Elboga U., Sahin E., Kus T., Cayirli Y.B., Aktas G., Okuyan M.., Cinkir H.Y, Teker F., Sever O.N., Aytekin A., Yılmaz L., Aytekin A., Cimen U., Mumcu V.,
Kilbas B., Eryilmaz K., Cakici D., Celen Y.Z. Comparison of 68Ga-FAPI PET/ CT and 18FDG PET/CT Modalities in Gastrointestinal System Malignancies with
Peritoneal Involvement // Mol Imaging Biol. – 2022. – Vol. 24, No5. – P. 789-797. https://doi.org/10.1007/s11307-022-01729-x
37 Frederik L. Giesel. Clemens Kratochwil. Thomas Lindner. Manfred M. Marschalek. Anastasia Loktev. Wencke Lehnert. Jürgen Debus. Dirk Jäger. Paul
Flechsig. Annette Altmann. Walter Mier and Uwe Haberkorn. 68Ga-FAPI PET/CT: Biodistribution and Preliminary Dosimetry Estimate of 2 DOTA-Containing
FAP-Targeting Agents in Patients with Various Cancers. Journal of Nuclear Medicine.2019;60(3):386-392;
38 Michael Meisenheimer. Stefan Kürpig. Markus Essler. Elisabeth Eppard. Manual vs automated 68Ga-radiolabelling—A comparison of optimized processes.
Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals. 2019;63:162-173;
39 Sarah Spreckelmeyer. Matthias Balzer. Simon Poetzsch and Winfried Brenner. Fully-automated production of [68Ga]Ga-FAPI-46 for clinical application.
EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry.2020;5:31;
40 Boschi S. Lodi F. Malizia C. Cicoria G. Marengo M. Automation synthesis modules review. Appl. Radiat. Isot.2013;76:38–45;
41 Meyer C. Dahlbom M. Lindner T. Vauclin S. Mona C. Slavik R. Czernin J. Haberkorn U. Calais J. Radiation dosimetry and biodistribution of (68)Ga-FAPI-46
PET imaging in cancer patients. J Nucl Med. 2019;
42 European Directorate for the Quality of Medicines (EDQM) European Pharmacopoeia. 11th ed. Council of Europe; Strasbourg, France.2022: 2482;
43 Chiara Da Pieve. Marta Costa Braga. David R. Turton Frank A. Valla Pinar Cakmak. Karl-Heinz Plate and Gabriela Kramer-Marek. New Fully Automated
Preparation of High Apparent Molar Activity 68Ga-FAPI-46 on a Trasis AiO Platform. Molecules.2022;27:675;
44 Natphimol Boonkawin. Chanisa Chotipanich. The first radiolabeled 68Ga-FAPI-46 for clinical PET applications using a fully automated iQS-TS synthesis
system in Thailand. eISSN.2697-5203 (online);
45 Liang Zhao. Bo Niu, Jianyang Fang. Yizhen Pang. Siyang Li. Chengrong Xie. Long Sun. Xianzhong Zhang. Zhide Guo. Qin Lin and Haojun Chen. Synthesis,
Preclinical Evaluation, and a Pilot Clinical PET Imaging Study of 68Ga-Labeled FAPI Dimer.J Nucl Med.2022; 63:862-868;
46 Gouveia BG, Rijo P, Gonçalo TS, Reis CP. Good manufacturing practices for medicinal products for human use. J Pharm Bioallied Sci. 2015 AprJun;7(2):87-96. doi: 10.4103/0975-7406.154424. PMID: 25883511; PMCID: PMC4399016.
47 Ammar Alfteimi. Ulf Lützen. Alexander Helm. Michael Jüptner. Marlies Marx. Yi Zhao and Maaz Zuhayra. Automated synthesis of [68Ga] Ga‑FAPI‑46 without
pre‑purifcation of the generator eluate on three common synthesis modules and two generator types. EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry.2022;7:20;
48 Lindner T. Loktev A. Giesel F. Kratochwil C. Altmann A. Haberkorn U. Targeting of activated fibroblasts for imaging and therapy. EJNMMI Radiopharm
Chem. 2019;4:16;
49 Giesel FL. Kratochwil C. Lindner T. et al. 68Ga-FAPI PET/CT: biodistribution and preliminary dosimetry estimate of 2 DOTA-containing FAP-targeting agents
in patients with various cancers. J Nucl Med. 2019; 60:386-392;
50 Rakhee Vatsa. Priya Bhusari. Nivedita Rana. Jaya Shukla. Manual synthesis module: A cost effective and safe option for 68 Ga-labeled radiopharmaceuticals.
SNMICON Indian J Nucl Med.2013; 28:36-54;
51 Liu S. Radiolabeled cyclic RGD peptides as integrin alphavbeta3-targeted radiotracers: maximizing binding affinity via bivalency. Bioconjug Chem. 2009;
20:2199-2213.