对于患有恶性脑肿瘤的患者，手术是最大安全切除肿瘤的主要治疗方式，为长期和无进展生存提供了最大机会。积极的肿瘤切除必须与正常脑部结构保持平衡，以避免神经系统损害。但是，由于肿瘤的浸润性及其相似的外观，外科医生通常很难将肿瘤与正常的脑组织区分开，特别是在肿瘤边缘。术中成像技术的发展可以帮助外科医生实时识别肿瘤边缘，这将导致更完整，更精确的切除。这仍然是未满足的重要临床需求。当前的成像技术，例如磁共振成像和计算机断层扫描，对于无框立体定向手术导航系统的手术计划和配准很重要。这些导航方法的准确性会因手术过程中的组织移位而降低，使其随着切除的进行而变得不可靠。尽管可以在术中使用MRI和超声检查，但是诸如分辨率差，手术时间延长，成本高以及手术流程中断等问题限制了它们的使用。
　　 荧光引导手术是将荧光造影剂与检测设备配对的新兴技术。Tozuleristide是开发中的肽荧光团共轭于FGS。它与肿瘤组织选择性结合，并在近红外范围内发出荧光。肽成分是衍生自氯毒素的36个氨基酸的合成肽。CTX在体外与许多不同类型的人类肿瘤结合，包括高和低度神经胶质瘤，例如胶质母细胞瘤，星形细胞瘤，少突胶质细胞瘤和室管膜瘤。甲CTX的放射性标记的共轭物在阶段1测试和2个的治疗的临床试验选择性地结合到固体肿瘤，包括神经胶质瘤。荧光CTX共轭物已在脑癌和其他癌症的小鼠模型中证明了肿瘤选择性摄取。妥珠菌胺的荧光团成分是吲哚菁绿。它会发射近红外光，几乎不被水或血红蛋白吸收，非常适合术中成像。ICG常用于血管和眼科手术以及前哨淋巴结定位。在临床前毒理学研究中Tozuleristide具有良好的耐受性。在临床前成像研究中，它选择性结合具有良好肿瘤背景信号的人和动物肿瘤，包括啮齿动物的头颈癌，狗中的自然发生的肿瘤和胶质母细胞瘤的小鼠模型。Tozuleristide可通过使外科医生在术中可视化肿瘤边缘和癌细胞灶来改善各种肿瘤的切除程度。在这里，海外医疗网研究人员描述了阶段1剂量递增研究，评估了托祖列酯在患有神经胶质瘤的成人受试者中的安全性，耐受性，药代动力学和初步荧光成像。
　　 在两个临床地点招募受试者。符合条件的受试者年龄为18至75岁，患有1至4级神经胶质瘤，需要手术切除。如果先前的脑部手术在研究性手术之前≥3mo，则患有复发性疾病的受试者符合条件。这项研究完全符合方案，2000年之前的赫尔辛基宣言及其修正案，澳大利亚和美国的国家药品和数据保护法以及第12AB条概述的良好临床实践原则）《澳大利亚治疗产品法规》和《关于人类研究中的道德行为的国家声明》和《国际协调会议指南》。在参与之前，从每个受试者获得书面知情同意。这项非随机，单剂量，开放标签，剂量递增研究的主要目的是评估接受托珠来酯治疗成人神经胶质瘤手术患者的安全性和耐受性。使用3+3剂量递增设计来确定最大耐受剂量或直到测试了最高的预定剂量水平。次要目标是评估药代动力学参数，对切除的肿瘤中的荧光进行定量以及确定用于患有脑肿瘤的受试者的2期研究的剂量。探索性目标包括就地荧光评估。
　　 术前1至5分钟，即3至29小时，以缓慢静脉推注的方式给予Tozuleristide。每个小瓶在10mMTris，5％甘露醇，pH6.8中包含2mg/毫升的5mg无菌液体药物产品。如果怀疑药物不良反应构成重大健康风险，则应停止或调整剂量。研究者认为允许给予支持治疗。注射后2小时内进行安全监测和PK样本采集，然后进行手术。因此，3h代表了术中成像的实际最早时间点。该协议允许根据临床前数据显示在肿瘤中持久的荧光性，在给予托来利肽后的第二天进行手术的灵活性。在手术后至少7和30d对受试者进行监测，分别进行主要安全性监测和严重不良事件报告。在筛查，术前术后24h和给药后第7天进行实验室监测。所有生命体征和实验室参数的临床上显着异常测量均报告为不良事件。剂量极限毒性定义为根据国家癌症研究所不良事件通用术语标准4.0版的任何与研究产品相关的大于或等于3级的AE尽管有最佳的支持治疗，但在给药后第7天仍会发生。协议指导委员会在升级之前审查了每个队列的安全性数据。在给药后1、5、15、30、60和120分钟，术前和术后24小时给药之前，收集用于PK分析的血清样品。使用经过验证的LC-MS方法对样品进行分析。定量下限为10ng/毫升。使用WinNonlinPhoenix6.3版软件使用实际样品收集时间通过非隔室分析评估Tozuleristide血清浓度与时间的关系。
　　 在原位和体外测量肿瘤和非肿瘤组织中的荧光信号。所述FLUOBEAM800和同步的红外成像系统用于手术成像。根据制造商的说明获取图像。通过关闭头顶灯并重定向手术照明来控制环境照明。患者根据临床标准和外科医生偏爱的方法进行标准的开颅手术。在肿瘤暴露的情况下，外科医生将成像设备直接放在肿瘤上方，并获取了图像。这需要将手术显微镜移出视野，以将成像系统带到患者身上。外科医生就根据视觉印象对代表区域的肿瘤进行活检。然后，外科医生根据标准临床方法进行切除。在任何时候，外科医生都可以选择使用NIR成像设备和可疑肿瘤的活检区域对手术腔进行重新成像。切除完成后，外科医生对肿瘤腔成像。外科医生可酌情对任何残留荧光的组织进行活检。
　　 由三名独立的审阅者对每种情况的图像进行原位对比和体内整体信号评分。原位对比度被评为无，弱或强。体内信号被评为无，弱或强。选择33毫秒截止值以适应每秒30帧的视频帧速率。将肿瘤组织样品固定在福尔马林中以进行标准护理，以达到临床病理标准，或者冷冻保存以进行定量荧光成像。修剪要冷冻的组织，将其包埋在OCT化合物中，冷冻并保存在–70°C下。在PhenoPath进行冷冻切片和分析。使用OdysseyCLxNIR扫描仪对切片进行成像。连续切片用苏木精和曙红染色，并由临床病理学家标记肿瘤，坏死，浸润，非肿瘤异常或正常组织的区域。使用带有Bio_Format插件的ImageJv1.48分析了每个区域内的荧光强度。紧急情况发生的不良事件由《管理活动医学词典》对每个剂量组的首选术语和系统器官类别进行了编码，并使用CTCAE4.0版对严重程度进行了分级。总结了实验室参数，心电图和生命体征，并对从基线值到时间点的变化进行了描述性统计。假设DLT的真实发生率为10％或50％，则升级为下一个剂量组的可能性分别为91％或17％。
　　 从2014年11月至2016年1月，共有17名受试者完成了研究。没有报告DLT，也没有确定MTD。剂量逐步升高至最高预定剂量水平。17名受试者中有9名报告了TEAE，但均未考虑与tozuleristide有关。没有实验室异常或生命体征变化被认为与tozuleristide有关。报告了三个受试者的三个SAE。3mg队列中的一名受试者和18mg队列中的1名受试者各自经历了术后感染，而18mg队列中的另一名受试者经历了肺栓塞。两种感染均发生在接受重度神经胶质瘤手术的患者中。研究者认为没有一种SAE与使用Tozuleristide的治疗有关。在3mg剂量水平下，剂量平均可测量到服药后1小时，而在更高剂量下可测量到剂量后2小时。在3到9mg剂量水平之间，暴露以大于剂量比例的方式增加。基于平均Cmax的暴露剂量与9至30mg剂量成正比。对于9至24mg剂量水平，平均AUC值以略高于剂量比例的方式增加，但对于30mg剂量水平，则没有。在手术暂停期间收集肿瘤和肿瘤床的原位图像，以避免成像设备和手术显微镜之间的干扰。这些图像对肿瘤的暴露程度各不相同，并取决于手术方法和手术过程中外科医生可以暂停成像的时间点。
　　 新鲜的手术标本和感兴趣的活检区域也进行了体外成像，肉眼肿瘤完全暴露，因此可以更好地估计荧光。总体而言，在体内成像中17个肿瘤中有12个显示出阳性荧光。在9mg或更高剂量下，6个高级别肿瘤中有6个在体内显示出阳性荧光。重要的是，在这些剂量下，8个低度肿瘤中有4个在体内也显示出阳性荧光。由于SIRIS成像是半定量的，并且受混杂因素的影响，因此使用OdysseyNIR扫描仪定量冷冻组织中的荧光强度。Odyssey是一款平板扫描仪，可控制诸如相机距离和环境光之类的变量。将组织切片以控制组织厚度。
　　 荧光数据与新鲜切除的组织和肿瘤组织病理学得到的体内成像结果相关。针对诸如变量，剂量与手术之间的时间以及肿瘤类型等变量分析了来自代表性切除的肿瘤样品的数据。高级别神经胶质瘤病例显示托珠雷斯肽剂量与荧光强度之间存在明显的正相关。低度肿瘤中的荧光不一致，且剂量与信号之间的关系不明显。然而，在某些情况下获得了阳性成像结果，并且在一个案例中与同一队列中的胶质母细胞瘤中观察到的结果相似。这项研究表明，tozuleristide可以安全地施用于接受神经胶质瘤手术切除的受试者。这项研究中没有DLT，也没有TEAE被认为与tozuleristide有关。注意到了两个无关的术后感染。但是，这两种感染都发生在反复进行开颅手术的复发性肿瘤患者中，这些患者的感染率要高得多。使用不是为神经外科手术优化的设备进行成像，这需要中断手术流程，这可能会增加感染的风险。未来的研究将使用集成在手术显微镜中的优化成像系统，以保留手术流程。这些研究将更好地评估使用托列酯的使用是否会增加感染风险。从18mg剂量水平开始，在肿瘤中获得了强大的荧光信号。定量荧光强度数据表明，剂量增加对高级神经胶质瘤的荧光强度有正向影响。但是，给药后发生成像的时间没有变化。这些发现与使用tozuleristide其他研究结果一致并支持可以在注射当天或注射后第二天可靠地进行成像的观点。在手术开始前几个小时施用tozuleristide可以充分摄取肿瘤并从血液中清除未结合的药物，以实现最佳成像，这与观察到的30分钟的血液半衰期一致。
　　 进入标准允许相对广泛的原发性脑肿瘤。在这项研究中，有世界卫生组织1至4级肿瘤的荧光阳性实例，表明肿瘤级本身并不影响tozuleristide的吸收。较大比例的3级和4级肿瘤对荧光呈阳性，且强度最高。然而，在18或24毫克治疗的2例低等级患者中，体内发出强烈的荧光。少数阴性低度病例发生在30mg剂量水平，这表明缺乏肿瘤荧光不是由于未充分暴露于tozuleristide，而是更有可能缺乏肿瘤吸收。这可能是由于细胞表面tozuleristide受体的低表达或其他生物学特征。这项研究是在2016年WHO指南发布之前进行的，针对这些病例的IDH和1p测试的整套推荐分子病理学测试尚不可用。一项使用最佳tozuleristide剂量并进行详细分子分析的试验可以解决哪些肿瘤类型显示出一致的荧光。关于CTX的细胞表面靶点，在文献中已有争议，包括氯化物通道，基质金属蛋白酶2和膜联蛋白A2是最好的支持提出的目标。考虑到本研究中阳性和阴性病例的明确分界，未来的试验也可以探索细胞表面靶点或tozuleristide摄取的标志物。
　　 正常的脑实质通常不发荧光，这有助于正常和肿瘤组织之间形成良好的荧光对比。然而，由于这项研究中使用的成像设备的局限性，不可能精确地观察肿瘤边缘或边界附近的标本，以确定tozuleristide荧光在肿瘤和正常脑组织之间如何清晰地划分边界。尽管必须谨慎解释此1期研究的影像学结果，但体内肿瘤荧光的总体模式还是有利的。也许最令人鼓舞的是一半非增强型低级神经胶质瘤的荧光。识别低度神经胶质瘤和低度肿瘤浸润边缘的能力仍然是FGS的巨大希望之一。荧光素和ICG均未显示出对这些肿瘤有意义的荧光，并且5-ALA也令人失望，不到20％的低度肿瘤表现出摄取。考虑到tozuleristide的未来试验将包括更统一的给药方案，并结合针对神经外科手术进行了优化的成像技术，因此对LGG的更大检测似乎是现实的。Tozuleristide治疗小儿脑肿瘤的初步数据支持这一结论。
　　 FGS有望改善切除范围并最大程度地减少对正常脑部结构的伤害，这一承诺已被推广了数十年。迄今为止，在神经外科中的临床应用仅限于染料，例如荧光素和ICG，它们由于在许多高级肿瘤中观察到的增强的通透性和保留效应而非特异性地积聚在高级肿瘤中。第二窗口ICG成像，其中在ICG给药后24小时采用荧光成像，利用EPR和从循环中清除血管内ICG来改善对比度。这些方法的价值有限，因为它们不能将肿瘤细胞与正常细胞区分开，并且在低级肿瘤中无效。驱动线粒体中原卟啉IX转化的氨基酸5-ALA已被证明可以改善高级神经胶质瘤的切除程度。它已获得FDA批准用于FGS，并在欧洲得到广泛使用。但在大多数LGG中未观察到5-ALA荧光。蓝光范围内的自发荧光会干扰5-ALA成像。最后，5-ALA可能在给药后数天引起毒性和光敏性，因此需要常规使用的特殊预防措施。Tozuleristide代表了第一种用于荧光引导神经外科手术的肿瘤特异性，NIR靶向剂，该药物已进入人体临床试验。与裸荧光素或ICG相比，其肿瘤细胞选择性是一个明显的优势。与5-ALA相比，它的NIR荧光是一个优势，因为在该范围内较低的自发荧光和更好的组织穿透性。
　　 这项研究有几个局限性。存在多种肿瘤类型，多种剂量水平以及剂量和影像学之间的时间范围。在研究期间，用于收集原位和即时离体成像数据的成像设备发生了变化，并且并未针对神经外科应用进行优化。手术室中的环境光在两个位置之间有所不同，可能会影响图像的获取和对比度。NIR成像设备的外科医生使用情况和每例活检数量的变化导致组织学和荧光检查之间的比较不够理想。所有这些局限性将在未来的研究中得到解决，包括最近开放的有关儿童CNS肿瘤的2期研究。这项研究表明，在接受神经外科手术的患者中，tozuleristide的最高耐受剂量为30mg。初步的成像数据表明，可以在给药后几个小时内获得对比度。但是，需要更大剂量的单剂量临床试验才能更好地表征真正的临床用途。结合可以在神经外科手术中连续使用的足够灵敏的NIR成像设备，用托祖利肽进行荧光引导有可能突出残留的癌症并增加切除范围，同时最大程度地减少对正常大脑的损害。在神经外科领域进行进一步的临床试验证明托祖利肽是合理的。