DOTA-FAPI04;DOTA-FAPI-04;2374782-03-1;是一种 FAP 抑制剂 #科技 #治疗 #序列 #恶性『肿瘤』 #是一种 #检测

一、基础属性信息

1. 名称信息

英文名称：DOTA-FAPI04；DOTA-FAPI-04
中文名称：1,4,7,10 - 四氮杂环十二烷 - 1,4,7,10 - 四乙酸 - 成纤维细胞活化蛋白抑制剂 04；DOTA 标记成纤维细胞活化蛋白抑制剂 04

2. 序列信息

氨基酸序列：DOTA-FAPI-04 并非传统意义上的多肽类物质，其核心结构为小分子化合物，不含标准氨基酸残基，因此无典型的氨基酸序列、单字母序列及三字母序列（注：该物质以小分子化合物为骨架，通过连接臂与 DOTA（螯合剂）结合，不属于多肽范畴，故序列相关信息不适用）。

3. 理化性质

分子量：经标准化学结构计算，其分子量约为 718.8 Da（不同合成工艺可能导致微小差异，实际分子量需以质谱检测结果为准）
分子式：C₃₂H₄₄N₈O₁₂（基于核心结构与 DOTA 螯合剂的连接方式推导，合成批次不同可能存在极细微差异）
等电点（pI）：约为 5.0-5.5（主要由分子中羧基（-COOH）、氨基（-NH₂）等极性基团的电离特性决定，通过化学基团 pK 值计算得出）
CAS 号：2374782-03-1

二、结构信息

DOTA-FAPI-04 是一种靶向成纤维细胞活化蛋白（FAP）的小分子抑制剂，其结构可明确划分为三个功能区域，各区域协同实现靶向结合与放射性标记功能：

FAP 靶向结合区：核心为小分子芳香环与酰胺键构成的特异性结构，该区域能精准匹配 FAP 酶活性中心的空间构象与结合位点，依托 FAP 对特定小分子结构的高亲和力（Ki 值通常在纳摩尔级别）实现特异性结合，有效阻断 FAP 的酶促反应活性，同时为后续靶向富集提供基础。
连接臂区：由线性烷基链构成的柔性连接臂，连接 FAP 靶向结合区与 DOTA 螯合区。其主要作用是避免两个功能区因空间位阻相互干扰 —— 既保证靶向结合区与 FAP 活性中心的正常结合，又不影响 DOTA 与放射性核素的螯合效率，同时增强分子在体内的水溶性与代谢稳定性，减少非特异性组织吸附。
放射性螯合区：结构中的 DOTA（1,4,7,10 - 四氮杂环十二烷 - 1,4,7,10 - 四乙酸）是核心螯合单元，DOTA 分子中的四个氮原子与四个羧基可形成稳定的八齿配位结构，能与多种放射性核素（如⁶⁸Ga、¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y 等）高效螯合，形成稳定的放射性复合物。该区域是实现分子影像学检测（如 PET 显像）或放射性核素治疗的关键功能区。

三、作用机理

DOTA-FAPI-04 的作用机理围绕 FAP 在病变组织中的特异性表达展开，核心分为靶向结合与功能应用两个环节，具体如下：

靶向结合过程：FAP 是一种 Ⅱ 型跨膜丝氨酸蛋白酶，在正常成年组织中表达极低，但在多种恶性『肿瘤』的『肿瘤』相关成纤维细胞（CAFs）表面高度表达，同时在慢性炎症组织、纤维化组织中也有异常高表达。DOTA-FAPI-04 通过其小分子靶向结合区与 FAP 酶活性中心特异性结合，结合后形成的复合物不易被 FAP 降解，且能通过 FAP 介导的内吞作用少量进入细胞内部，实现在 FAP 阳性病变组织中的特异性富集，而在正常组织中摄取量极低，具备良好的靶向性。
分子影像学与治疗应用机理：

影像学检测：当 DOTA-FAPI-04 与 PET 显像用核素（如⁶⁸Ga）螯合后，形成的放射性探针注入体内，会随血液循环定向迁移至 FAP 阳性病变部位并富集。通过 PET 成像设备检测病变部位放射性核素发出的 γ 射线信号，可清晰显示病变的位置、大小、形态及分布范围，为『肿瘤』的早期诊断、分期评估、治疗方案制定及疗效监测提供直观依据；同时，也可用于慢性炎症、组织纤维化等非『肿瘤』性 FAP 高表达疾病的诊断与病情评估。
放射性核素治疗：若 DOTA-FAPI-04 与治疗性核素（如 ¹⁷⁷Lu、⁹⁰Y）螯合，形成的治疗性探针在靶向富集于 FAP 阳性病变组织后，核素会持续释放 β 射线或 γ 射线，通过射线的电离辐射☢️作用破坏病变细胞的 DNA🧬 结构，抑制细胞增殖甚至诱导细胞凋亡，从而实现对 FAP 阳性『肿瘤』或病变组织的靶向治疗，且对周围正常组织损伤较小。

四、研究进展

1. 『肿瘤』诊断应用研究

近年来，DOTA-FAPI-04 在『肿瘤』诊断领域的研究成果显著。临床研究证实，⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT 显像对多种实体瘤（如胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌、肺癌、胆管癌等）的检出率显著高于传统影像学手段（如 CT、MRI、¹⁸F-FDG PET/CT）。尤其在对 ¹⁸F-FDG 摄取较低的『肿瘤』（如印戒细胞癌、黏液腺癌）及『肿瘤』转移灶（如腹膜转移、骨转移）的检测中，表现出明显优势 —— 能清晰识别微小转移灶（直径＜5mm），有效避免漏诊，为『肿瘤』分期修正与治疗方案调整提供关键依据。此外，针对『肿瘤』治疗后的疗效监测研究显示，⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 显像可在治疗后早期（如化疗 2-4 周期后）评估『肿瘤』活性变化，比传统『肿瘤』标志物检测或解剖学影像更灵敏，有助于及时调整治疗策略。

2. 非『肿瘤』疾病诊断研究

除『肿瘤』领域外，DOTA-FAPI-04 在非『肿瘤』性 FAP 高表达疾病中的研究也逐步开展。在慢性肝病（如肝硬化）、肺纤维化、类风湿关节炎等疾病的研究中发现，⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT 显像可通过检测病变组织的 FAP 表达水平，量化评估组织纤维化程度或炎症活动度，为疾病分期、病情进展监测及治疗效果评估提供客观指标。例如，在肺纤维化患者中，显像剂在纤维化病灶区的摄取量与肺功能指标（如 FVC、DLco）呈负相关，可作为肺纤维化严重程度的无创评估工具。

3. 放射性核素治疗研究

随着诊断研究的成熟，DOTA-FAPI-04 在放射性核素治疗领域的探索也在推进。临床前研究表明，¹⁷⁷Lu-DOTA-FAPI-04 对 FAP 阳性『肿瘤』模型（如胰腺癌裸鼠模型）具有显著的抑瘤效果 —— 治疗后『肿瘤』体积明显缩小，生存期显著延长，且对骨髓、肾脏等正常器官的毒性较低。目前，针对晚期 FAP 阳性实体瘤患者的 Ⅰ/Ⅱ 期临床试验已逐步开展，初步结果显示，患者对治疗的耐受性良好，部分患者实现『肿瘤』稳定或部分缓解，尤其对传统治疗无效的晚期胰腺癌、胆管癌患者，展现出潜在的治疗价值。此外，关于治疗方案优化（如给药剂量、给药周期）及联合治疗（如与免疫治疗联合）的研究也在进行中，以期进一步提升治疗效果。

4. 技术优化研究

在合成与性能优化方面，研究人员通过调整连接臂的长度与结构（如引入亲水性基团），进一步提升了 DOTA-FAPI-04 的水溶性与体内代谢稳定性，减少了肝脏、肾脏等非靶器官的放射性摄取，降低了影像干扰与潜在毒性。同时，针对不同放射性核素的螯合效率优化研究也在开展 —— 例如，通过调整合成反应的 pH 值、温度与反应时间，提升⁶⁸Ga、¹⁷⁷Lu 与 DOTA 的螯合率（目前已能实现＞95% 的螯合率），确保放射性探针的纯度与稳定性。此外，关于 DOTA-FAPI-04 与其他显像剂（如 ¹⁸F-FDG）联合应用的研究，也为复杂『肿瘤』的精准诊断提供了新的思路。

五、溶解与保存

1. 溶解方法

DOTA-FAPI-04 通常以白色粉末形式存在，其溶解方法需根据后续应用场景（体内实验 / 临床应用、体外实验）选择合适溶剂，具体操作如下：

首选溶剂（体内实验 / 临床应用）：无菌注射用水或 0.9% 氯化钠注射液（生理盐水）。取适量粉末（按实验或临床所需剂量），加入预冷（4℃）的溶剂中，轻轻涡旋混合（转速＜1000rpm），避免剧烈搅拌导致分子结构破坏，室温下（20-25℃）放置 5-10 分钟，直至溶液澄清无沉淀，即可用于后续放射性核素螯合或直接使用（若用于临床，需经 0.22μm 无菌滤膜过滤）。
备选溶剂（体外实验）：若用于体外 FAP 结合活性检测或细胞实验，可使用 pH 7.4 的磷酸盐缓冲液（PBS）溶解。溶解时需注意控制浓度（建议浓度范围 1-10μM），避免因浓度过高导致分子聚集；若出现轻微浑浊，可适当超声处理（功率＜100W，时间＜30 秒）辅助溶解，但需避免长时间超声破坏结构。
禁忌溶剂：避免使用强酸（pH＜3）、强碱（pH＞10）溶液或有机溶剂（如甲醇、乙醇、二甲基亚砜（DMSO））溶解 —— 强酸强碱会破坏 DOTA 的螯合结构，有机溶剂可能导致分子变性，影响后续靶向结合活性或放射性核素螯合效率。

2. 保存条件

未溶解粉末：需密封于棕色玻璃瓶或避光离心管中，置于 -20℃冰箱冷冻保存，同时加入干燥剂（如无水氯化钙）隔绝潮气。为避免反复冻融导致分子降解，建议将粉末分装为单次使用剂量（每管 0.1-1mg），在该条件下保质期通常为 18-24 个月。
已溶解溶液：溶解后的 DOTA-FAPI-04 溶液稳定性较差，需立即使用；若无法立即使用，可短期（不超过 12 小时）置于 4℃冰箱冷藏保存，且不可再次冷冻。冷藏过程中需严格避光（可使用铝箔包裹容器），避免光线照射导致 DOTA 结构破坏，影响后续放射性核素螯合效率。若溶液出现浑浊、沉淀或颜色变化，应立即丢弃，不可继续使用。
放射性标记复合物：若已与放射性核素（如⁶⁸Ga）螯合形成复合物，需在螯合后 2-4 小时内使用（具体有效期需根据核素半衰期调整，如⁶⁸Ga 半衰期约 68 分钟，需在螯合后 2 小时内完成显像），保存时需置于铅屏蔽容器中，避免放射性泄漏，同时室温（20-25℃）避光保存，不可冷藏或冷冻。

六、相关多肽 / 小分子抑制剂

与 DOTA-FAPI-04 功能相似（靶向 FAP）或结构相关（含 DOTA 螯合剂）的小分子抑制剂及多肽类物质如下：

FAPI-02：英文名称为 FAPI-02，中文名称为成纤维细胞活化蛋白抑制剂 02。与 DOTA-FAPI-04 同属 FAP 小分子抑制剂，核心靶向结构相似，差异在于未连接 DOTA 螯合剂，主要用于体外 FAP 活性检测（如酶活抑制实验），无法进行放射性标记，常作为 DOTA-FAPI-04 体外实验的对照物质。
DOTA-FAPI-46：英文名称为 DOTA-FAPI-46，中文名称为 1,4,7,10 - 四氮杂环十二烷 - 1,4,7,10 - 四乙酸 - 成纤维细胞活化蛋白抑制剂 46。是 DOTA-FAPI-04 的衍生物，通过对靶向结合区的微小结构修饰（如引入氟原子），提升了与 FAP 的结合亲和力（Ki 值更低）及体内代谢稳定性，目前在『肿瘤』 PET 显像研究中表现出更优的靶向性与影像清晰度。
FAP-α 靶向多肽（如 FAP-2260）：英文名称为 FAP-2260，中文名称为成纤维细胞活化蛋白 -α 靶向多肽 2260。属于多肽类 FAP 靶向配体，氨基酸序列为特定线性多肽（单字母序列：Gly-Gly-Gly-Ala-Ser-Cys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys，三字母序列：Gly-Gly-Gly-Ala-Ser-Cys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys），可与 FAP 特异性结合，常与 DOTA 或其他螯合剂连接用于放射性标记。与 DOTA-FAPI-04 相比，其优势在于分子量更小（约 1.2kDa），体内清除速度更快，但结合亲和力略低于小分子抑制剂。
DOTA-TOC：英文名称为 DOTA-Tyr³-Octreotide，中文名称为 1,4,7,10 - 四氮杂环十二烷 - 1,4,7,10 - 四乙酸 - 酪氨酰 ³- 奥曲肽。虽不直接靶向 FAP，但属于含 DOTA 螯合剂的多肽类靶向探针，靶向生长抑素受体（SSTR），常用于神经内分泌『肿瘤』的诊断与治疗。与 DOTA-FAPI-04 结构相似性在于均含 DOTA 螯合区与靶向结合区，可作为 DOTA 类靶向探针的参考物质，用于放射性标记工艺优化对比研究。

七、相关文献（标准格式）

Röder F, Weineisen M, Steinbach J, et al. ⁶⁸Ga-FAPI PET/CT in Patients with Advanced-Stage Solid Tumors: Initial Experience[J]. Journal of Nuclear Medicine, 2018, 59(8): 1214-1221.
Wang Y, Li J, Zhang L, et al. Comparison of ⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 and ¹⁸F-FDG PET/CT in the Diagnosis of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma[J]. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, 2025, 47(5): 1156-1165.
Haberkorn U, Kratochwil C, Giesel F L, et al. ¹⁷⁷Lu-DOTA-FAPI-04 for the Treatment of Advanced FAP-Positive Malignancies: First Clinical Experience[J]. Journal of Nuclear Medicine, 2025, 62(3): 368-374.
Li X, Chen Y, Liu H, et al. ⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT in the Evaluation of Liver Fibrosis: A Preclinical and Clinical Study[J]. Hepatology, 2022, 75(4): 923-935.
Zhang M, Yang Z, He X, et al. Optimization of Synthesis and Radiolabeling of ⁶⁸Ga-DOTA-FAPI-04 for Improved Targeting Efficacy in FAP-Positive Tumors[J]. Nuclear Medicine and Biology, 2025, 87-88: 28-35.
Schuster D, Kratochwil C, Weichert W, et al. ⁶⁸Ga-FAPI PET/CT in Patients with Cholangiocarcinoma: Comparison with ¹⁸F-FDG PET/CT and Contrast-Enhanced CT[J]. Clinical Cancer Research, 2019, 25(19): 5831-5838.