直接靶向受体胞外区域的单克隆抗体，以及与胞内TK作用的小分子TKI是目前临床和（或）临床前批准的两类EGFR靶点药物。小分子TKI通过靶向EGFR催化区域结合到受体胞浆部分的ATP结合口袋区域内，阻止下游信号通路的触发。有研究表明，小分子TKI在临床治疗中，对EGFR基因突变者靶向治疗的有效率可以达到70%~80%，而对无EGFR基因突变者的有效率不到10%^[4]；且不吸烟、腺癌患者突变率明显高于吸烟、非腺癌患者^[5]。在所有NSCLC患者中，EGFR基因的突变率约为26%，在白种人中的突变率约为10%~20%，亚洲人为30%~40%，亚裔、女性、非吸烟、腺癌为EGFR-TKI治疗的优势人群，其突变率可达60%；在EGFR-TKI治疗有效的患者中，EGFR基因突变率可达77%，而无效患者中仅为7%^[6]。还有研究表明，EGFR基因突变丰度可以预测吉非替尼治疗晚期NSCLC的疗效。

EGFR基因突变均位于胞内部分的TK结构域，目前报道的EGFR基因突变共有数百个^[7]。突变集中在EGFR基因的18~21号外显子，其中外显子19和外显子21的突变率达90%以上。19号外显子上的突变占45%，主要为缺失突变；21号外显子突变多数为发生在858位的L突变为R（L858R）；而发生在外显子18和外显子20的突变却不到10%。因此，EGFR基因突变成为肺癌患者应用TKI有无疗效的关键因素。然而，对EGFR表达量以及突变情况的检测均涉及到肿瘤组织的活检，这并不适用于所有的肿瘤，因此，需要研究无创的方法对应用TKI类药物治疗的患者进行遴选。

分子显像是运用微量的放射性分子显像剂，通过PET/SPECT影像技术，来观察体内基因或蛋白的表达、受体或酶的亲和力、糖和氨基酸代谢等的变化。这一技术可以实现无创、实时、动态的分子水平的定量观察，与只能观察生物形态学变化的其他成像仪器（如CT、X射线、功能MRI）相比，SPECT和PET可以从早期分子水平的变化来更早地发现和诊断疾病、探索和研究这些变化对生物功能的影响。理论上，与大分子蛋白质相比，相对分子质量小的化合物作为核医学显像剂更有优势。主要表现在放射性核素标记小分子探针相对简单易行，而且具有更合适的体内生物分布和清除率，不易引起免疫反应，同时可以通过结构修饰得到性能更优化的分子探针。EGFR显像剂根据显像方式的不同可以分为PET显像剂（如¹¹C-厄洛替尼）和SPECT显像剂[如¹²⁵I-4-（3-溴苯氨基）-6, 7-双甲氧喹唑啉（4-（3-iodoanilino）-6, 7-diethoxyquinazoline，m-IPQ）]，根据标记核素的不同又可以分为金属核素显像剂[⁶⁸Ga-谷氨酸多肽（glutamic acid polypeptide，GAP）-[6, 7-dimethoxyethoxy]-quinolin-4-yl]-（3-ethynyl-phenyl）-amine（以下简称YCU07）]和非金属核素显像剂（¹¹C-m-IPQ）两类。

PET是利用正电子放射性核素标记化合物为显像剂，常用的正电子核素包括¹⁸F、¹¹C、⁶⁴Cu等。PET显像具有高灵敏度和合适的断层分辨率、标记药物半衰期短且不改变原药物的药理活性等显著优点。Memon等^[8]研究了¹¹C-厄洛替尼，细胞实验表明¹¹C-厄洛替尼的摄取与细胞表面EGFR表达量呈现正相关，荷瘤鼠显像结果也得到确证，即¹¹C-厄洛替尼在A549、NCI358、HCC827三种肿瘤模型中的摄取率（注射剂量百分比）分别为1.6%、0.7%和3.7%。Meng等^[9]将m-IPQ的6位用¹¹C标记后，用于化疗耐受的NSCLC患者显像，21例肿瘤患者服用厄洛替尼进行治疗，服用时间为1~2周，剂量为150 mg/d，随后行PET/CT扫描，结果表明，21例患者中，18例患者死亡，平均生存率为7.5个月，其中患者对¹¹C-m-IPQ的摄取率有显著性差异，最高者与最低者相差为2.92倍，但是生存率却并未表现出差异。这说明¹¹C-m-IPQ PET/CT显像可用于快速评价有腺癌或鳞癌史的NSCLC患者是否对EGFR-TKI治疗敏感，但是并不能用于监测治疗效果。这也是目前唯一见于临床的报道。Theeraladanon等^[10]首次用GAP为配体将金属核素⁶⁸Ga标记在喹啉衍生物YCU07上，PET显像结果表明，⁶⁸Ga-GAP-YCU07能够在受体阳性肿瘤细胞中富集，注射后30 min和90 min时的摄取值分别为1.5%±0.09%和2.36%±0.036%，且肿瘤/肌肉摄取值高于阳性对照¹⁸F-FDG。该研究为金属核素标记的PET显像剂提供了参考。

尽管PET的显像优势非常明显，但是行PET显像时需要回旋加速器等大型设备，因此该显像受到技术的限制。与之相比，SPECT在核医学临床研究中往往更为普遍，常用的单光子核素包括：⁹⁹Tc^m、¹²³I、¹²⁵I、⁶⁷Ga、¹¹¹In等。Bourkoula等^[11]用⁹⁹Tc^m标记6-氨基-4-[（3-溴代苯基）氨基]喹唑啉，利用fac-[⁹⁹Tc^m（CO）₃]⁺内核作为N, N-二齿配体，标记率高达90%以上。该复合物的分析采用Re复合物作为参考，Re复合物的制备采用fac-[ReBr₃（CO）₃]^2-作为前体。体外实验表明，该两种复合物对抑制A431细胞（人表皮癌细胞）EGFR磷酸化的半抑制浓度分别为：（17±3.7）和（114±23）nmol/L，结合方式为可逆性结合。对细胞的半抑制浓度分别为：（5.2±1.1）和（2.0±0.98）μmol/L。动物实验表明，锝复合物在血液中的清除快，软组织清除在注射后1~15 min主要通过肝胆系统清除。Hirata等^[12]用¹²⁵I标记m-IPQ的实验表明，¹²⁵I-m-IPQ表现出较好的肿瘤富集以及EGFR-TK的特异性结合，且抑制EGFR-TK磷酸化的半抑制浓度为（50.5±3.5）nmol/L。¹²⁵I-m-IPQ在正常组织中清除较快且低保留，在肿瘤的分布与EGFR-TK表达呈现正相关，但脱碘导致胃肠道吸收增加，体内稳定性较低。Fozing等^[13]继续研究了体内稳定性较好的¹²³I-m-IPQ，人前列腺癌细胞PC3体外实验结果表明，标记物在细胞内富集途径与选择性EGFR-TKI AG1418类似。荷瘤鼠体内注射¹²³I-m-IPQ 6 h后进行γ照相机显像，肿瘤组织显像随着周围组织代谢而逐渐清晰，尿液排泄的游离碘可忽略不计（＜2%），甲状腺组织也未见富集。

在已有的研究中，大部分显像剂的设计都是围绕苯胺喹咯啉衍生物展开的，如m-IPQ、吉非替尼、ZD6474和ML01等。标记核素包括：¹¹C、¹²³I、¹⁸F等和金属核素⁹⁹Tc^m、⁶⁸Ga等。所有这些标记的可逆抑制剂中，¹¹C-m-IPQ是唯一一个已经用于健康人群进行体内分布和放射剂量评价的化合物。大部分这类标记物在体外的效果较好，包括在纳摩尔水平的高亲和力、对EGFR而非其他TK的高选择性、稳定性以及与EGFR阳性细胞（人肺癌细胞A431、脑胶质瘤细胞U87）的特异性结合。然而，在临床前研究阶段，不同的动物肿瘤模型，如SH-SY5Y（人类神经母细胞瘤细胞）、U87和A431等都用于评价这些生物标记物的分布及小动物PET研究，结果表明大部分都不适合于分子显像^[14]。主要问题在于：肿瘤部位低摄取（低瘤血比以及肿瘤与肌肉组织摄取比），非靶部位高摄取，如胃肠道系统和肝肾组织。而且，在使用过量非标EGFR抑制剂进行的阻断实验中，也并没有明确证据表明标记物与肿瘤有特异性结合。这些可逆抑制剂用于EGFR显像失败的原因可能为其增加的Log P（亲脂性）、快速的血浆清除、快速的代谢、体内高水平的ATP竞争结合以及这类化合物不能正确地结合到未激活（未磷酸化）的受体上。

为了提高小分子与受体的亲和力，研究人员开始研究非可逆性抑制剂，这一类化合物在苯胺喹唑啉母核的6位侧链与ATP结合口袋的cys773不可逆共价结合，对EGFR-TK的抑制活性更强。为了减少化合物在血液的快速清除和肿瘤部位的非特异结合，在喹唑啉母核7位或苯胺不同位置引入功能基，如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG），从而提高化合物的水溶性，降低亲脂性。有研究表明，用6位二甲基巴豆酰胺基作为取代物最理想，可避免与cys773的过度结合，并延长血液清除时间^[15]。代表药物有4-dimethylamino-but-2-enoic acid[4-（phenylamino）-quinazoline-6-yl]-amides（以下简称ML04），经过¹⁸F标记后得到的¹⁸F-ML04^[17]，拥有理想的瘤血比和肿瘤肌肉比，然而仍存在较高的非特异性结合；（E）-But-2-enedioic acid [4-（3-[¹²4I]iodoanilino）-quinazolin-6-yl]-amide-morpholin（3-morpholin-4-yl-propyl）-amide（以下简称morpholino-[¹²⁴I] IPQA）^[18]能够与体内活化的（磷酸化）ATP结合位点非可逆性结合。PEG化的IPQA标记后得到¹⁸F-PEG6-IPQA^[19]在EGFR表达量高的H441细胞（一种肺腺癌细胞）中的富集程度是H3255（一种肺腺癌细胞）的10倍，而且这种结合能够被100 μmol/L的吉非替尼竞争性抑制，说明7位游离羟基PEG取代具有较好的水溶性和log P，减少了肿瘤部位的非特异性结合。这些化合物的药代性质及不同EGFR阳性肿瘤细胞的特异性结合能力还在研究中。

为了筛选出EGFR-TK靶向药物的敏感患者，提高EGFR-TK的治疗效果，研究人员研发了很多的EGFR分子显像剂，这些显像剂在临床核医学的应用，能够快速、无创地评价不同肿瘤的EGFR表达水平，从而进行敏感患者的筛选和指导临床用药剂量。TK可逆和非可逆抑制剂研究中，¹¹C-厄洛替尼（可逆抑制剂）是目前唯一用于临床评级的检测受体外显子突变情况的化合物；但有实验表明，水溶性好、logP低的非可逆抑制剂显像的结果会更为理想。为了得到更好的信噪比，显像时间应选择在注射后非靶部位清除后，因此长半衰期核素更为理想，如¹²⁴I（半衰期为4.2 d）。为了避免内源性的ATP竞争性结合，那些选择性更好、能够与细胞膜上受体而不是ATP结合位点结合的新化合物将是未来的发展方向。