背景
2019年底的全球冠状病毒疾病大流行(COVID-19)是由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)引发的。有研究表明，低剂量辐射可以减轻炎症并促进COVID-19的痊愈。血管紧张素转换酶2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2)是羧肽酶ACE的同源物，是肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensin system, RAS)的主要活性肽。SARS-CoV-2的刺突蛋白与人呼吸道上皮细胞的ACE2相互作用导致感染。与靶向病毒本身的抗体药物相比，靶向ACE2的抑制剂探针的开发在理论上更合理，在实践中也更具可能性。受体结合区域(RBD)是病毒和ACE2受体的中间体，因此有研究人员提出利用PET放射性核素修饰RBD可能对SARS-CoV-2的致命入侵具有一定的影响。
利用先进的PET技术监测被标记的RBD的代谢和残留，可以为SARS-CoV-2动物感染提供一个全面的视角。因此，来自北京市肿瘤发生与转化研究教育部重点实验室的Dan Li等研究人员在Acta Pharmacologica Sinica杂志上发表了一篇名为“SARS-CoV-2 receptor binding domain radio-probe: a non-invasive approach for angiotensin-converting enzyme 2 mapping in mic”的文章。他们构建了放射性碘化RBD作为分子靶向探针，在体内无创检测ACE2的表达，并研究抑制ACE2的放射疗法的途径。
124I-RBD抗体对ACE2具有较高的亲和力和选择性
用n -溴代丁二酰亚胺(NBS)介导的方法[124I]NaI标记RBD，纯化后得到比活性为28.9 GBq/nmol的124I-RBD。在盐水中5天放射化学纯度(RCP)在90%以上。通过SPR结合来研究RBD与人ACE2受体的结合能力。采用亲和模型来拟合数据，计算解离常数KD = 14.08 nM(图1)。采用ELISA法检测124I-RBD与人ACE2的结合效力，解离常数KD =75.7 nM(图2)。结果表明，RBD在体外与hACE2有较高的亲和力。
与未转导的HeLa细胞株相比，HeLaACE2+细胞株的ACE2基因表达率高561.2倍。Western blot检测结果显示，HeLaACE2+细胞确实有ACE2的高表达。细胞吸收放射性示踪剂的情况见图3。结果表明，2 h时HeLaACE2+细胞对124I-RBD的摄取值为(2.96±0.35)% ID/106个细胞（无阻塞）和(1.71±0.23)% ID/106个细胞(cold RBD) (P = 0.00038)；HeLa细胞对124I-RBD的摄取值分别为(1.96±0.22)% ID/106（无阻塞）和(1.64±0.15)%ID/106 (cold RBD)(P>0.05)(图3)。
在该研究中，源井提供了ACE2过表达的HepG2 ACE2+和HeLa ACE2+细胞，用于在细胞水平上验证RBD与ACE2的亲和力。源井背靠数百种细胞培养经验，苛求每种细胞的最优MOI值，专家定制方案，以“单克隆”级别的标准构建过表达/干扰稳转株。复制了解详情>>https://www.ubigene.com/service/cell/overexpression.html
RBD与ACE2的特异性结合使124I-RBD在肺中滞留
为了研究RBD在肺内的滞留情况，他们采用肺内经支气管给药的方法，注射约50μL体积的0.927 MBq 124I-RBD。肺内的注射124I-RBD后，PET/CT成像显示出肺保持着至少4 h的较长的一段时间的高摄取并且在24 h内肺的SUVmean值依旧是高的。在0.5 h p.i.，肺内可观察到注射的[124I]NaI，但1 h后肺内SUVmean值降至极低水平，说明存在特异性相互作用（图4）。与裸鼠相比，经尾静脉注射124I-RBD后，携带HepG2肿瘤(HepG2ACE2+)的小鼠，肿瘤内摄取更高。在0.5h时，HepG2ACE2+肿瘤部位开始摄取124I-RBD，1h时浓度达到峰值，然后逐渐下降。4h时，肿瘤部位仍有高摄取（图5）。研究人员得出结论，124I-RBD在肺中的滞留是由RBD与ACE2的特异性结合引起的，这对人体的无创绘图是有用的。
在该研究中，研究人员首次成功构建了124I-RBD作为新型的COVID-19分子靶向探针。通过放射性标记RBD探测ACE2的表达可用于无创的ACE2绘图。结合现有文献，提示碘同位素修饰RBD对人ACE2进行靶向监测是可行的，为放射治疗提供了临床前经验。
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