CN101454340A

CN101454340A - 癌症成像和治疗

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Publication number: CN101454340A
Application number: CNA2007800069698A
Authority: CN
Inventors: 汉斯·J·韦斯特; 诺曼·科格林; 马库斯·施韦格; 霍斯特·凯斯勒; 伯克哈特·劳弗; 奥利弗·戴默; 马蒂娜·安东
Original assignee: Technische Universitaet Muenchen
Current assignee: Technische Universitaet Muenchen
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2009-06-10
Also published as: GB0603901D0

Abstract

化合物或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体CXCR4的配体和可检测标记，配体有CXCR4受体亲和力，该亲和力以IC₅₀表示，在¹²⁵I－CPCR4存在下测定的IC₅₀为250nM或更低浓度，其中配体包含在环状部分中有B－Arg或B－(Me)Arg的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N－甲基衍生物时，模体是B－Arg。在优选的实施方案中，环寡肽部分的序列是：环[D－Tyr/(Me)D－Tyr－B－Arg/(Me)Arg－Z－(Ala)n－X]，其中：B如上所定义；Z氨基酸在其侧链上包含芳香族基团；n是1或0，条件是只有当在环部分中的前4个氨基酸序列是：D－Tyr/(Me)D－Tyr－Arg－Arg－Nal时，n是1，其中Nal是L－3－(2－萘基)丙氨酸；并且，X选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap(二氨基丙酸)、Dap(FP)((N－氟丙酰基)－二氨基丙酸)、Dab(二氨基丁酸)、Dab(FP)((N－氟丙酰基)－二氨基丁酸)、Dab(FB)((N－氟苯甲酰基)－二氨基丁酸)和Dap(FB)((N－氟苯甲酰基)－二氨基丙酸)。化合物可用于诊断成像和/或治疗目的。

Description

癌症成像和治疗

本发明涉及癌症的成像和治疗。特别是，尽管不唯一地，涉及适于放射性核素靶向至表达趋化因子受体CXCR4的细胞的组合物，以达到组合物的成像和治疗的目的。

早期评估肿瘤的转移潜能和转移扩散的方法是治疗预测和控制的有价值的工具。最近，认为趋化因子受体CXCR4在转移中发挥重要作用(Müller等人Nature 410(2001)50)。在各种肿瘤中，例如乳腺癌和前列腺癌，发现CXCR4在肿瘤细胞归巢期间发挥主要作用，并且在原发灶和转移灶中均表达。

基质细胞衍生因子1α(SDF-1α)是CXCR4的内源性配体(Nagasawa T.等人PNAS.91(1994)2305)。CXCR4肽类拮抗剂包括CPCR4(也称FC131，并且具有环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]序列)(见Fujii N.等人，Angew.Chem.Int.Ed 42(2003)3251)。CXCR4是HIV-1和HIV-2的共受体，能使病毒进入细胞内。EP 1541585描述了用于组织学研究的放射标记的SDF-1α。本文件还公开了许多CXCR4的相对庞大(bulky)的合成肽拮抗剂。WO 2004/087608公开了用生物素标记的CXCR4拮抗剂。这种化合物的检测要求加入第二种、带有链霉抗生物素蛋白的受体化合物。在WO 2004/087608中举例说明的拮抗剂是通过在4位和13位的Cys残基之间的二硫键环化的14个氨基酸的肽。Arg-Arg模体(motif)出现在1位和2位，即在环部分外。

至今，使用CXCR4拮抗剂(肽和非肽)的研究基本上限制于作为转移过程或HIV感染的抑制剂。

因此，本发明首先提供了化合物或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体的配体和可检测的标记，配体有CXCR4受体结合亲和力，该亲和力以IC50表示，在125I-CPCR4存在下测定的IC50为250nM或更低浓度，其中配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg。

在特定实施方案中，CXCR4配体优选是合成的。现在优选的是配体结合至CXCR4的亲和力(IC50)为200nM或更低，更优选地100nM或更低，并且最优选地50nM或更低。术语‘IC50’指减少放射标记参照肽¹²⁶I-CPCR4至表达CXCR4的细胞的结合到最大结合的50％的检测化合物浓度。本领域普通技术人员可确定给定化合物的IC50，并且下面描述了IC50的确定方法。本发明的化合物可结合至CXCR4受体，而不激活该受体(即，拮抗剂性质)。或者，本发明的化合物可与内源性配体竞争受体，但更低程度地激活受体(即，部分激动剂性质)。或者，本发明的化合物可结合至CXCR4受体并减少随后的信号转导至基线下，非激活水平(即负效应，或反相激动剂性质)。在特定优选的实施方案中，本发明的化合物结合至CXCR4受体而不激活受体。在其他优选的实施方案中，本发明的化合物不包含具有完全的CXCR4激动剂性质的配体。

如本文所使用的，表述‘(Me)Xaa’指氨基酸的N^α-甲基衍生物。表述‘Xaa(取代基)’指氨基酸侧链衍生为指明的取代基。表述‘Xaa/(Me)Xaa’指所述氨基酸可为非甲基化或可带有N^α-甲基基团。本文使用的氨基酸缩写指各个氨基酸的L-对映异构体，除非使用表述‘D-Xaa’，在这种情况下指D对映异构体。本文使用的术语‘碱性氨基酸’指天然产生或合成(优选天然产生)的氨基酸，具有可接受质子的侧链，并且正常生理情况下为带正电的。因此，碱性氨基酸包括赖氨酸、精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸、组氨酸、Dap(2，3-二氨基丙酸)和Dab(2，4-二氨基丁酸)。优选的碱性氨基酸是赖氨酸、精氨酸、瓜氨酸、鸟氨酸和组氨酸，更优选的是精氨酸和鸟氨酸。

本发明的化合物可提供用于体内靶向CXCR4趋化因子受体的有效探针。化合物以高亲和力和特异性结合至它们的结合位点，并允许稳定成像(通过各种方法)，并由此清晰描画体内CXCR4阳性肿瘤(和任何伴随的转移)的轮廓。这种新一类的探针/示踪剂可提供用于肿瘤转移潜能研究，和转移过程的早期成像，以及潜在的放射性核素治疗的具有高度价值的工具。

可检测标记优选选自荧光部分、磁性或顺磁性部分、或放射性核素。对于许多应用，放射性核素(radionuclides)是优选的。不用加入其他试剂，标记是可检测的，通过来自标记本身的可检测的电磁辐射或其他核辐射的输出而检测，或由于标记的磁性或顺磁性而检测。

环寡肽部分优选包含20个氨基酸残基或更少，更优选地包含9个残基或更少。在优选的实施方案中，环寡肽是五肽。环寡肽优选通过肽键环化，可在N和C末端之间环化，或当出现两个半胱氨酸残基时，可通过两个半胱氨酸残基之间的二硫键环化。化合物可包含除环寡肽部分和可检测标记以外的其他部分。因此，可附加其他的肽序列，或基团，所述肽序列或基团可改变化合物的药物代谢动力学和/或理化性质(例如亲水基团，例如糖或聚乙二醇侧链)。配体可包含除环寡肽部分的其他成分。或者，配体可由环寡肽部分组成。

在特定优选的实施方案中，环寡肽部分具有序列：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B如上所定义；

Z是在其侧链上包含芳香族基团的氨基酸；

n是1或0，条件是只有当在环部分中的前4个氨基酸序列是：D-Tyr/(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal时，n是1，其中Nal是L-3-(2-萘基)丙氨酸，；并且

X选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap、Dap(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丙酸)、Dab、Dab(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丁酸)、Dab(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丁酸)和Dap(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丙酸)。

Z可选自Nal、Dap(FB)、AMS(FB)(氨氧基丝氨酸(O-氨基丝氨酸)和4-氟苯甲醛的肟)，并且当B是(Me)Arg、(Me)Nal时，Z优选Nal。

X优选选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap(二氨基丙酸)和Dap(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丙酸)。X优选Gly或Dap(FP)。

B优选碱性氨基酸。碱性氨基酸优选选自Arg、Orn、D-Orn、Cit和His，或其N-取代衍生物。最优选地，B是Arg或Orn。鸟氨酸残基给予含氨基侧链的优点，含氨基侧链相对衍生物更直(straightforward)。在一些实施方案中，B可被Me基团在N^αN-取代。优选的，在环寡肽部分中不超过一个残基被Me基团在N^α-取代。

当B是Orn或D-Orn时，鸟氨酸残基可被一个或两个基团在N^δ端取代，所述基团选自氟苯甲酰基(FB)、氟丙酰基(FP)、乙酰基(Ac)、氨基(amido)(Am)(即形成脲类部分)、甲基(Me)、1-萘基甲基(N1)、2-萘基甲基(N2)、苄基(Bz)和酰基间隔部分(spacer moieties)。优选的，酰基间隔部分是包含1-14个碳的碳链的酰基基团，任选的，被杂原子间断(interrupted)，并且优选地，在其远离鸟氨酸N^δ端的末端具有亲核功能基团。亲核功能基团，例如，是氨基或羟基基团。该基团能使其它部分加至间隔的末端，间隔的目的是使任何其他基团对环寡肽的CXCR4结合能力的影响最小化。酰基间隔部分可选自氨基己酰基(Ahx)、三甘醇氨基酰基(TGAS，即-COCH₂(OCH₂CH₂)₂NH₂)、(Ahx)₂、(Ahx)₃、(TGAS)₂和(TGAS)₃。当出现这些间隔的多聚体时，重复单元通过酰胺键结合在一起。现在优选的间隔基团是Ahx、TGAS、(Ahx)₃、(TGAS)₂和(TGAS)_3.当B是Lys、Dap或Dab时，还可使用包含酰基间隔部分的鸟氨酸取代基。在这种情况下，间隔部分优选在其远离寡肽连接点的末端(即，当B是Lys时，N^ε端)有亲核功能基团。

在特定实施方案中，B是Orn或D-Orn，优选D-Orn，在N^α被Me基团取代。当B是Orn，可在N^δ被FB、FP、Ac、Arn、N1、N2、Me和N1、Me和N2、Bz、Bz和FB、Bz和FP、Me和FB、Me和FP、或Me所取代。

然而在其他实施方案中，B是Orn或D-Orn，优选D-Orn，在N^δ被FB、FP、Me和FB、或Me和FP取代，并且任选的，在N^α被Me基团取代。在这种情况下，优选的取代基是FB，以及Me和FB，任选与N^α取代的Me基团连接。

环寡肽部分可有序列：环[D-Tyr-B-Arg-Z-X]，其中B、Z和X选自上面列出的可选基团，条件是在所述的序列中不多于一个的残基是N^α-甲基化的。在这种实施方案中，优选地，B是Arg。或者环寡肽部分可具有序列：环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-X]，其中Z和X选自上面列出的可选基团，并且其中B选自Arg、(Me)Arg、Orn、Cit、Orn(FB)、Orn(FP)、Orn(Ac)、Orn(Am)、Orn(N1)、Orn(N2)、Orn(Me、N1)、Orn(Me、N2)、Orn(Me)、Orn(Bz)、Orn(Bz，FB)、Orn(Ahx)、Orn(Ahx₂)、Orn(Ahx₃)、Orn(TGAS)、Orn(TGAS₂)、Orn(TGAS₃)、Orn(Me，FB)、D-Orn(FB)、(Me)D-Orn(FB)、(Me)D-Orn(Me，FB)、His和Phe，条件是在所述的序列中不多于一个的残基是N^α-甲基化的。在这种实施方案种，第一个残基优选D-Tyr。并且在这种实施方案中，Z优选Nal。并且在这种实施方案中，X优选Gly。并且在这种实施方案中，第三个残基优选Arg。

在特别优选的实施方案中，环寡肽部分具有选自下列的序列：

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Cit-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Ala]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-(Me)Nal-Gly]

环[(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]

环[(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FP)]

环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Bz)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Bz，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ahx)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ahx₃)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS₂)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS₃)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Phe-Arg-Nal-Gly]

更优选的寡肽部分具有下列序列：

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Cit-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]

特别优选的寡肽部分具有选自下列的序列：

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

在优选的实施方案中，标记是放射标记。标记可直接与配体共价结合，或可通过络合剂的方法连接(例如，在金属放射标记的情况下)，所述络合剂共价结合至配体。当使用间隔基团时，如上所述，络合剂可通过间隔远端的亲核基团结合。促进配体和标记之间的间接结合的其他中间基团对于本领域普通技术人员是显而易见的。

环五肽，环(D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly)(也称CPCR4或FC131)以高亲和力结合于CXCR4。放射标记也相对容易，例如通过使用碘放射性核素，结合至酪氨酸残基。在初步的动物研究中，在CXCR4+肿瘤中，与对照肿瘤相比，放射标记的CPCR4表现出约10倍的蓄积增加。CPCR4的药物代谢动力学和其他性质可通过氨基酸残基的修饰改变。在得到的六肽中，特别是Arg残基的N-甲基化、其他阳离子氨基酸(例如鸟氨酸)替代Arg¹、在Nal和Gly之间Ala的插入，和Tyr的N-甲基化均导致修饰的CXCR4拮抗剂保持有用的对受体的亲和力。

优选的，化合物不包含抗体或其片段作为化合物结构部分。

在一些本发明的化合物中，放射标记可选自¹⁸F、¹²³I、¹²⁴I和¹²⁵I。当化合物用于体内单光子发射计算机断层显像(SPECT)研究时，¹²³I特别有用。¹²⁵I是化合物的体外或离体(ex vivo)使用所优选的。¹⁸F和¹²⁴I在使用正电子发射断层摄影(PET)成像的体内研究中特别有用。

当本发明的化合物包含一个或多个Dap(FB)、Dap(FP)、Dab(FB)、Dab(FP)、FB或FP基团时，氟取代基可为¹⁸F。这表现出放射标记这些化合物的传统方法。在这种类型的优选的化合物中，¹⁸F出现在Orn或D-Orn的N端的FB或FP取代基上。

或者，放射标记可选自²¹¹At、²²⁵Ac、²¹¹Bi和²¹²Bi。这些放射性核素均是相对低范围的α-发射体(emitters)，允许本发明的化合物用于靶向的放射治疗。低范围发射为转移灶提供了更安全的放射治疗方法。对于使用本发明化合物的原发性肿瘤的放射治疗，可优选使用有较长范围发射的放射性核素，并且因此，在这种情况下，放射标记可选自低和较高范围的β-发射体，例如分别是¹⁷⁷Lu或⁹⁰Y，¹⁸⁸Re和¹³¹I。

一般而言，根据本发明，所使用的有用的诊断同位素(用于基于PET和SPECT的检测和成像)包括：¹⁸F、⁴⁷Sc、⁵¹Cr、⁵²Fe、^52mMn、⁵⁶Ni、⁵⁷Ni、⁶²Cu、⁶⁴Cu、⁶⁷Ga、⁶⁸Ga、⁷²As、⁷⁵Br、⁷⁶Br、⁷⁷Br、⁸²Br、⁸⁹Zr、^94mTc、⁹⁷Ru、^99mTc、¹¹¹In、¹²³I、¹²⁴I、¹³¹I、¹⁹¹Pt、¹⁹⁷Hg、²⁰¹Tl、²⁰³Pb、^110mIn、¹²⁰I。

一般而言，根据本发明，所使用的有用的治疗同位素包括：³²P、⁶⁷Cu、⁷⁷As、⁹⁰Y、⁹⁹Mo、¹⁰³Ru、¹⁰⁵Rh、¹⁰⁹Pd、¹¹¹Ag、^114mIn、^117mSn、¹²¹Sn、¹²⁷Te、¹³¹I、¹⁴⁰La、¹⁴⁰Nd、¹⁴²Pr、¹⁴³Pr、¹⁴⁹Tb、¹⁴⁹Pm、¹⁵¹Pm、¹⁵³Sm、¹⁵⁹Gd、¹⁶¹Tb、¹⁶⁶Ho、¹⁶⁶Dy、¹⁶⁹Er、¹⁶⁹Yb、¹⁷²Tm、¹⁷⁵Yb、¹⁷⁷Lu、¹⁸⁶Re、¹⁸⁸Re、¹⁹⁸Au、¹⁹⁹Au、²¹¹At、²¹¹Bi、²¹²Bi、²¹³Bi、²²⁵Ac。

在一些本发明化合物中，放射标记通过在有机络合剂和放射性核素之间形成络合物的方法与配体结合，络合物以不破坏配体在CXCR4受体上的结合性质的方式结合于配体。在这种实施方案中，络合剂优选共价结合于配体，同时放射标记可共价或非共价地与络合剂结合。

络合剂的使用扩大了放射性核素的范围，所述放射性核素可结合于本发明的化合物。优选的络合剂包括DOTA(1，4，7，10-四氮杂环十二烷-N，N′，N′，N＂-四乙酸)和其衍生物、TETA(1，4，8，11-四氮杂环十四烷-1，4，8，11-四乙酸)、DTPA(二乙烯三胺五乙酸)和HYNIC(肼基烟酰胺(hydrazinonicotinamide))。络合剂可与本发明的环寡肽氨基酸的合适的侧链结合，或结合于连接基团，所述连接基团与本发明的环寡肽氨基酸的合适的侧链结合，即从而使对化合物的CXCR4结合性质的破坏最小化。或者，可采用插入间隔基团，如上所述。

也可能通过加入一个或多个亲水部分(例如碳水化合物(carbohydrates)或聚乙二醇链)修饰本发明的化合物。这种修饰可用于改善化合物在体内的药物代谢动力学。例如希望本发明的碳水化合物修饰的肽类化合物表现出肝摄取的减少，并且因此，与亲脂性肽比较，应该多少表现出给药后血清除和主要的肾排泄的延迟。这导致图像的产生，所述图像在给药后立刻获得，并且希望CXCR4阳性和CXCR4阴性组织之间的反差更大。

根据本发明的第二方面，本发明提供了化合物，或其药学可接受盐或酯，包含细胞毒部分和趋化因子受体CXCR4的配体，该配体有CXCR4受体结合亲和力，该亲和力以IC50表示，在¹²⁵I-CPCR4存在下测定的IC50为250nM或更低浓度，其中该配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg。

本发明第一方面的化合物的任选和优选特征也适当地理解为第二方面化合物的优选的特征。特别的，细胞毒部分可直接与配体结合，或可通过间隔基团结合。本发明此方面的化合物可用于具有转移潜能的肿瘤和它们伴随的转移灶的靶向化学疗法，这是由于这些组织中CXCR4相对高表达。优选的细胞毒部分可选自通常用于肿瘤相关化学疗法的任何细胞毒化合物。

根据本发明的第三方面，本发明提供了化合物，或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体CXCR4的配体，该配体有CXCR4受体结合亲和力，该亲和力以IC50表示，在¹²⁵I-CPCR4存在下测定的IC50为250nM或更低浓度，其中该配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg，并且条件是环寡肽部分没有环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]序列，也没有环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]序列。

本发明第三方面的化合物用于诊断和成像的标记。它们还可与细胞毒部分偶联，用于靶向的CXCR4阳性肿瘤的化学疗法。此外，它们自身也可用于化学疗法，因为它们具有对CXCR4受体的拮抗剂性质。本发明第一方面的化合物的任选和优选特征也适当地理解为第三方面化合物的优选的特征。

根据本发明的第四方面，本发明提供了化合物，或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体CXCR4的配体，其中该配体包含具有下列序列的环寡肽部分：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B如上所定义；

Z为在其侧链上包含芳香族基团的氨基酸；

n是1或0；并且

X选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap、Dap(FP)、Dab、Dab(FP)、Dab(FB)和Dap(FB)，化合物任选地包含可检测标记，条件是当化合物不包含可检测标记时，环寡肽部分没有环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]序列，也没有环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]序列。

在此第四方面中，Z可选自Nal、Dap(FB)、AMS(FB)和(Me)Nal。Z优选Nal。优选的，只有当环部分中的前4个氨基酸序列是：D-Tyr/(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal时，n是1。优选的，只有当B是Me(Arg)时，Z是Me(Nal)。本发明的其他的第一、第二和第三方面的优选和任选特征也适当地适用于第四方面。特别的，当B是Orn或D-Orn时，鸟氨酸残基可在N^δ端被一个或两个基团取代，所述基团选自氟苯甲酰基(FB)、氟丙酰基(FP)、乙酰基(Ac)、棕榈酰基(Palm；例如，以形成环[D-Tyr-Orn(Palm)-Arg-Nal-Gly]肽)、氨基(Am)(即，以形成脲类部分)、甲基(Me)、1-萘基甲基(N1)、2-萘基甲基(N2)、苄基(Bz)和酰基间隔部分。优选的，酰基间隔部分是包含1-16个碳的碳链的酰基基团，更优选地包含1-14个碳，任选地被杂原子间断，并且优选地在远离鸟氨酸N^δ端的末端具有亲核功能基团。该亲核功能基团，例如，是氨基或羟基基团。这种基团使其它部分可以加入至间隔的末端，间隔的目的是使任何其他基团对环寡肽的CXCR4结合能力的影响最小化。酰基间隔部分可选自氨基己酰基(Ahx)、三甘醇氨基酰基(TGAS，即-COCH₂(OCH₂CH₂)₂NH₂)、(Ahx)₂、(Ahx)₃、(TGAS)₂和(TGAS)₃。当出现这些间隔的多聚体时，重复单元通过酰胺键结合在一起。现在优选的间隔基团是Ahx、TGAS、(Ahx)₃、(TGAS)₂和(TGAS)_3.当B是Lys、Dap或Dab时，还可采用包含酰基间隔部分的鸟氨酸取代基。在这种情况下，间隔部分优选在其远离寡肽连接点的末端(即，当B是Lys时，N^ε端)有亲核功能基团。

根据本发明的第五方面，本发明提供了药物组合物，包括上述第一、第二、第三或第四方面的本发明的化合物，以及一种或多种药学可接受赋形剂。优选的，组合物适合于注射。

本发明的药物组合物包括本发明的任何化合物，或其药学可接受盐或酯，以及任何药学可接受载体、佐剂或溶媒(vehicle)。药学可接受载体、佐剂和溶媒可在本发明的药物组合物中使用，根据预期的制剂和给药途径，包括但不局限于，离子交换剂、氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂、血清蛋白质例如人血清白蛋白、缓冲剂例如磷酸盐、甘油、山梨酸、山梨酸钾，饱和植物脂肪酸部分甘油酯混合物、水、盐或电解质，例如硫酸鱼精蛋白、磷酸氢二钠、磷酸氢钾、氯化钠、锌盐、胶体硅、三硅酸镁、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素类物质、聚乙二醇、羧甲基纤维素纳、聚丙烯酸酯、蜡(waxes)、聚乙烯-聚氧丙烯-嵌段聚合物、聚乙二醇和羊毛脂。

本发明的药物组合物可口服、胃肠外、吸入喷雾剂、直肠、鼻、颊(buccally)、阴道或通过植入储库给药。如上所述，胃肠外给药是优选的。本发明的药物组合物可包含任何传统的非毒性药学可接受载体、佐剂或溶媒。本文所用术语胃肠外包括皮下、皮内、静脉、肌肉、关节内、滑膜内、胸骨内、腱鞘内、疾病部位内(intralesional)和颅内注射或灌注技术。对于大多数施用，可用静脉或疾病部位内(例如瘤内)注射。

药物组合物可为灭菌注射剂的形式，例如，为灭菌注射水性或油性混悬液。这种混悬液可根据本领域已知的技术使用合适的分散或润湿剂(例如，Tween 80)和助悬剂配制。灭菌注射剂也可为在非毒性的胃肠外可接受的稀释剂或溶剂中的灭菌注射溶液或混悬液，例如为1，3-丁二醇中的溶液。在可接受的溶媒和溶剂(vehicle and solvents)中，可使用的有甘露醇溶液、水、林格溶液和等渗氯化钠溶液。此外，传统使用灭菌的不挥发性油作为溶剂或混悬基质。为了这个目的，可使用任何温和的不挥发性油，包括合成的单或二甘油酯。脂肪酸，例如油酸和其甘油酯衍生物在注射剂的制备中是有用的，天然的药学可接受油，例如橄榄油或蓖麻油，尤其是它们的聚氧乙烯酯形式也是有用的。这些油溶液或混悬液还可包含长链的醇稀释剂或分散剂，例如Ph.Helv或相似的醇。

本发明的药物组合物可以任何口服可接受的剂形口服给药，所述剂形包括，但不限制于，胶囊、片剂以及水性混悬液和溶液。在口服使用的片剂情况下，通常使用的载体包括乳糖和玉米淀粉。还通常加入润滑剂，例如硬脂酸镁。对于胶囊形式的口服给药，有用的稀释剂包括乳糖和干燥的玉米淀粉。当口服给药水性混悬液时，活性成分与乳化剂和助悬剂混合。如果需要，可加入特定的增甜剂和/或调味剂和/或着色剂。

本发明的药物组合物还可以栓剂形式直肠给药。这些组合物可通过与合适的无刺激性的赋形剂混合而制备，所述赋形剂在室温是固体，但在直肠温度下是液体，并因此在直肠中溶解，释放活性成分。这种材料包括，但不限制于，可可脂、蜂蜡和聚乙二醇。

本发明的药物组合物可通过鼻气雾剂或吸入剂给药。这种组合物根据药物制剂领域已知的技术制备，并且可使用本领域已知的苄基醇或其他合适的防腐剂、增加生物利用度的吸收促进剂、氟碳化合物和/或其他溶解或分散剂制备为盐溶液。

另一方面，本发明提供了根据上述本发明的第一方面的化合物合成的方法，方法包括在一定条件下将配体与可检测标记源处理，以便可检测标记或在有机络合剂和标记的络合物与配体的结合。

然而在另一方面，本发明提供了根据上述本发明的第二方面的化合物合成的方法，方法包括在一定条件下将配体与细胞毒部分源处理，以便细胞毒部分直接或间接地与配体结合。

本发明还提供了上述根据本发明的化合物，用于治疗或诊断。

在相关方面中，本发明还提供了上述根据本发明的化合物在制备用于治疗肿瘤病症的药物中的用途。

通过靶向合适的放射性核素或细胞毒成分至具有CXCR4受体的组织，对具转移潜能瘤提供相对选择性的化学疗法应当是可能的。这些肿瘤引起的任何转移灶或循环肿瘤(circulating tumor)细胞也应被靶向的放射性核素或细胞毒成分所靶向。

另一方面，本发明提供了与本发明第一方面相关的上述化合物的在制备肿瘤病症的诊断成像的药物中的用途。在本发明此方面优选的的实施方案中，肿瘤具有或怀疑具有转移潜能。在特定实施方案中，肿瘤病症可为乳腺癌或前列腺癌。

如上所述，本发明第一方面的化合物对具有CXCR4受体并因此具有转移潜能的细胞的选择性检测和成像是非常有用的。化合物可通过常规方法给药(例如，静脉注射)并且患者图像可在短时间内获得，通过该阶段(stage)，具有相对高表达CXCR4的组织将表现出本发明可检测化合物的相对浓度。

在相关方面，本发明还提供了肿瘤组织的成像方法，方法包括向有(或怀疑有)肿瘤的受试者给药根据本发明第一方面的化合物，并检测体内分布后的化合物。

所述成像方法优选包括在检测步骤后，被检测的分布的化合物的图像产生的步骤。当标记是放射性核素时，检测步骤特别可使用PET或单光子发射计算机断层显像(SPECT)进行。当使用磁或顺磁标记时，优选磁共振成像。

根据本发明的另一方面，本发明提供了确定肿瘤细胞转移潜能的方法，方法包括将所述细胞与根据本发明第一方面的化合物，或上述组合物接触，以便使化合物结合至细胞表面的CXCR4受体，从细胞附近去除未结合的化合物，并确定结合至细胞的化合物的存在和/或化合物的量。

所述确定细胞转移潜能的方法可在体内或体外进行(即，使用从患者移出的细胞或组织样本)。

当使用根据本发明第一方面的化合物进行确定细胞转移潜能的方法，标记是放射性核素时，成像或结合化合物的出现和/或量的确定可特别地使用PET或单光子发射计算机断层显像(SPECT)进行。当使用磁或顺磁标记时，优选磁共振成像。

其他用于本发明化合物的可检测标记包括荧光成分(例如绿色荧光蛋白(GFP)，罗丹明)。

另一方面，本发明还提供了受试者肿瘤病症治疗的方法，所述肿瘤具有，或怀疑具有转移潜能，所述方法包括给药受试者根据本发明的化合物，或上述组合物。在一些实施方案中，肿瘤病症可为乳腺癌或前列腺癌。

现在通过例子，参照下列附图，更详细地描述本发明：

图1表示体外转染编码CXCR4的载体和GFP报告基因的细胞的荧光激活细胞分选(FACS)结果；

图2a和2b(和表格)说明在Jurkat细胞中，¹²⁵I-CPCR4在CXCR4上的结合参数的确定，和(图2b)其与¹²⁵I-SDF-1α的比较。

图3(和表格)说明¹²⁵I-CPCR4在裸鼠静脉注射后的生物分布；和

图4表示放射标记的CPCR4在带有CXCR4阳性和阴性肿瘤的小鼠中分布的PET/SPECT图像。

实施例1-放射标记的CPCR4的SPECT/PET成像

1.1 概述

1.1.1 材料和方法：

肿瘤转移潜能的早期评价方法对于治疗的预测和控制是有价值的工具。近年来，认为趋化因子受体CXCR4在转移中发挥主要作用。在各种肿瘤中，例如在乳腺癌和前列腺癌中，已发现CXCR4在肿瘤细胞归巢期间发挥主要作用，并且在原发灶和转移灶中均有表达。此研究的目的是开发新的放射标记的探针，通过SPECT和PET成像，用于CXCR4在肿瘤和转移灶上的表达的体内成像。

将CPCR4，即环肽(环(D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly)，在表达CXCR4的Jurkat细胞中的结合测定中放射标记并且进行评价。成瘤纤维肉瘤(tumorigenicfibrosarcoma)细胞株CMS5通过逆转录病毒转导，用于稳定表达CXCR4/GFP，并具有荧光活化细胞分选(FACS)和放射性配体结合测定特征。生物分布研究和SPECT/PET成像在CMS5/CXCR4⁺小鼠中进行。肿瘤进一步通过放射自显影、IHC和GFP荧光分析。

1.1.2 结果和结论：

放射标记的CPCR4以高亲和力(K_D：0.4±0.1nM)和特异性(>90％)以拮抗的方式结合至内源性表达CXCR4的Jurkat细胞和表达转导的CXCR4/GFP的CMS5细胞。发现CMS5/CXCR4⁺-纤维肉瘤是可靠的小鼠CXCR4肿瘤模型，经放射自显影、免疫组织化学(IHC)和GFP荧光确认。静脉注射的放射标记的CPCR4的生物分布研究表明注射后1小时，在CMS5/CXCR4⁺肿瘤中为5.5±1.5％ID/克(注射剂量/克)，在CMS5/CXCR4^-对照中为0.6±0.2％ID/克。除了快速的血液清除率和低的背景蓄积(<1.0％ID/克)，发现较高的示踪摄取发生在肝中(19.5±2.8％ID/克)、小肠中(17.2±2.9％ID/克)和肾中(12.2±2.3％ID/克)。使用小鼠的CPCR4-SPECT和动物PET成像，可清晰描画CXCR4⁺肿瘤，然而在相同的动物中对于CXCR4^-对照，没有可见的活性蓄积。

在此研究中，我们成功地开发了第一个用于体内靶向CXCR4趋化因子受体的放射标记探针。示踪物以高亲和力和特异性以拮抗方式结合至结合位点，并使体内CXCR4⁺肿瘤清晰描画。我们期望这种新类型的示踪剂将成为对肿瘤转移潜能和转移过程早期成像和放射性核素治疗的研究非常有前景的探针。

1.2 实施例1详述

1.2.1 材料和方法

1.2.1.1 肽合成和放射标记

通过使用标准的固相肽合成方法，根据Fmoc(9-芴甲氧羰基)法合成肽。Fmoc氨基酸Fmoc-Arg(Pbf)、Fmoc-D-Tyr(tBu)和Fmoc-Gly购自Novabiochem(Bad Soden，德国)，Fmoc-2-萘基丙氨酸购自Bachem(Bubendorf，瑞士)。在TCP(三苯甲基氯聚苯乙烯)树脂上手动完成肽的合成。O-(1H-苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲鎓四氟硼酸盐(TBTU)和叠氮磷酸二苯酯(DPPA)分别购自Alexis和Aldrich(Steinheim，德国)。IodoGen(1，3，4，6-四氯-3R，6R-二苯基甘脲)购自Pierce(Rockford，IL，美国)，碘化钠-125购自Hartmann-Analytic GmbH(Braunschweig，德国)，碘化钠-123购自AmershamHealth(Eindhoven，荷兰)。碘化钠-124由W.Brandau教授惠赠(Essen，德国)。所有其他试剂购自Merck(Darmstadt，德国)或Sigma-Aldrich(Taufkirchen，德国)。除非特别说明，使用的溶剂没有进一步纯化。

环五肽CPCR4和其衍生物的合成按最近的描述进行，有微小修改。[1，2]简言之，在Fmoc-Gly-OH连接至TCP树脂后，剩余的氨基酸分别在使用TBTU活化后偶联，并随后通过使用20％的哌啶的DMF溶液对Fmoc基团脱保护。在肽链装配后，树脂结合的肽使用乙酸、2，2，2-三氟乙醇和二氯甲烷(2:2:6)的混合物在室温下处理2小时。之后过滤树脂，并使用裂解混合物清洗两次。合并的滤液在石油醚存在下在真空中蒸发。

为了环化侧链，保护肽以2.5mM的浓度溶解在DMF中。在-40℃，加入5当量NaHCO₃和3当量DPPA，溶液搅拌过夜同时温至室温。在过滤固体NaHCO₃后，真空蒸发DMF。残留物用水研磨，过滤并用水和乙醚清洗。完全保护的环肽使用95％的TFA和5％的水的溶液在室温处理2小时。去保护的肽从冰冷却的乙醚中沉淀出，并在5℃离心。对于非放射性碘化的参照肽的合成，如前所述合成氨基酸结构单元(building block)Fmoc-D-3-碘-Tyr-OH。^[2]对于这种氨基酸的掺入和随后的肽环化，使用PyBOP(六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基鏻)/可力丁(colidine)活化。之后冻干并使用制备RP-HPLC纯化粗环肽。最后，通过分析HPLC和HPLC-ESI/MS在来自Finnigan的LCQ LC-MS系统(Bremen，德国)上，使用Hewlett-Packard 1100HPLC系统表征该肽。

肽合成的其他细节如下：

材料和方法

概述

所有的市售化学试剂均没有经过进一步纯化而使用。工业溶剂(Technical solvents)在使用前蒸馏。

三苯甲基树脂购自PepChem，氨基酸衍生物购自Iris Biotech GmbH、NovaBiochem、Merck、Bachem、Neosystem、Aldrich，而所有其他的化学试剂如没有另外说明，均购自Aldrich、Fluka或Merck。

NMP(N-甲基吡咯烷酮)购自BASF，并且没有经过进一步蒸馏而使用。无水的溶剂购自Aldrich、Fluka或Merck。在氩气条件下用氢化钙蒸馏得到无水的二氯甲烷，并过4

分子筛。用于RP-HPLC的水通过0.22微米的滤器过滤(Millipore，Millipak40)。

RP-HPLC分析使用Omnicrom YMC柱(4.6毫米×250毫米，5微米C₁₈，1毫升/分钟)进行。洗脱剂为从水(0.1％ TFA)至乙腈(0.1％ TFA)的线性梯度，洗脱30分钟(10％至100％、10％至60％和20％至50％)，并在220nm和254nm检测。使用有乙腈的梯度洗脱，分析RP-HPLC的保留时间以分钟给出。半制备RP-HPLC在安装高压模块125、UV检测166的Beckman System Gold上完成，并使用Omnicrom ODS-A C18(120

，5微米，250毫米×20毫米)柱与上述相同溶剂组合。

NMR谱在Bruker Avance 250或Bruker DMX 500在298K记录。化学位移在相对于使用的溶剂信号的δ标尺上以ppm报告。¹³C-NMR-谱使用¹H-宽带去偶记录。脉冲程序取自Bruker程序库或由发明者开发。样品在直径为5mm的核磁管中使用0.5ml的氘代溶剂制备。获得的谱图在PC平台上使用Bruker TOPSPIN 1.3软件处理。

ESI质谱在Finnigan LCQ组合Agilent/HP 1100 RP-HPLC系统上记录，使用Omnicrom YMC ODS-A C18柱(120

，3微米，125毫米×2毫米)，流速0.2毫升/分钟。洗脱剂为线性梯度(10％至100％乙腈)从水至含有有0.1％甲酸的乙腈，经20分钟，在220nm检测。

加载TCP-树脂(一般方法)

使用TCP-树脂(1毫摩尔/克)，随后使用标准Fmoc-方法进行肽的合成[13]。使用在无水DCM(2mL)中的DIEA(二异丙基乙胺)(2.5eq.)，在室温经1小时将Fmoc-Xaa-OH(1.2eq.)连接至TCP树脂。通过加入MeOH、DIEA(5:1；v:v)的溶液，经15分钟，使剩余的三苯甲基氯基团封端(capped)。过滤树脂，并使用DCM(5x)和MeOH(3x)充分清洗。加载能力由真空下干燥树脂后的树脂重量确定，在0.4-0.9毫摩尔/克的范围内。

Fmoc去保护(一般方法)

树脂-结合的Fmoc肽使用20％哌啶的NMP溶液(v/v)处理10分钟，并且第二次处理5分钟。树脂使用NMP清洗(5x)。

TBTU/HOBt偶联(一般方法)

向树脂-结合的游离胺肽(amine peptide)中加入Fmoc-Xaa-OH(2eq.)、TBTU(2eq.)、HOBt(羟基苯并三唑)(2eq.)、DIEA(5.2eq.)在NMP中的溶液，并在室温振荡60分钟，用NMP(5x)清洗。

邻-硝基苯磺酰基(o-Ns)保护

使用优化方法进行N-烷基化[14]。向树脂-结合游离胺肽中加入邻-硝基苯磺酰氯(o-Ns-Cl)(5eq.)和可力丁(10eq.)在NMP中的溶液，并在室温振荡15分钟，树脂用NMP(3x)和无水的THF(3x)清洗。

在Mitsunobu条件下的N-烷基化

向树脂-结合的o-Ns-保护肽中加入三苯基膦(5eq.)，DIAD(偶氮二甲酸二异丙酯)(5eq.)和乙醇(10eq.)在无水THF中的溶液，并在室温振荡10分钟。过滤掉树脂。该树脂并用无水的THF(3x)和NMP(3x)清洗。

o-Ns去保护

对于o-Ns去保护，树脂-结合的N-烷基-N-o-Ns-肽使用巯基乙醇(10eq.)和DBU(5eq.)在NMP中的溶液处理5分钟。重复一次去保护步骤，并使用NMP(5x)清洗树脂。

HATU/HOAt偶联(一般方法)

向树脂-结合的Nα-甲基胺游离肽中加入Fmoc-Xaa-OH(2eq.)、HATU(2eq.)、HOAt(羟基偶氮苯并三氮唑)(2eq.)、DIEA(4eq.)在NMP中的溶液，在室温振荡3小时，并使用NMP(5x)清洗。

Alloc去保护

向树脂-结合的Alloc(烯丙氧基羰基)肽中加入Pd(PPh₃)₄(0，125eq.)的无水DCM(0.5毫升/克树脂)溶液，随后加入苯基硅烷(phenylsilan)的无水DCM(0.5毫升/克树脂)，并振荡1小时。树脂使用DCM清洗5次。

肽断裂

为了从树脂上完全断裂肽，肽使用DCM和HFIP(4:1；v:v)的溶液在室温处理3次，1个半小时，并在减压条件下蒸发溶剂。

环化

在室温下向1mM的肽和NaHCO₃(5eq.)溶液中加入DPPA(叠氮化磷酸二苯酯)(3eq.)，并搅拌过夜，或直至通过ESI-MS不能观察到线性肽。在减压条件下，溶剂蒸发至较小体积，并且肽在饱和的NaCl溶液中沉淀，并在HPLC级水中清洗两次。

酸敏感侧链保护基团的去除

在室温下，环化的肽在TFA、水和TIPS(三异丙基甲硅烷)(95:2.5:2.5)溶液中搅拌1小时，或直至通过ESI-MS观察不到更多的被保护肽，并且环化肽在乙醚中沉淀，并清洗两次或多次。

溶液中的酰基化

为了将鸟氨酸侧链酰基化，环化和完全去保护的肽与在DMF中的TBTU(1eq)和对应的酸(1eq)搅拌15分钟。溶液直接注射进入HPLC进行纯化。

氨基酸合成

N^α-Alloc-N^ε-Boc-L-鸟氨酸

N^ε-Boc-L-鸟氨酸(1.00克，4.3毫摩尔)溶解在Na₂CO₃(1.14克，10.75毫摩尔)的水和THF(50毫升，1:1，v/v)的溶液中。在加入氯甲酸烯丙酯(0.46毫升，4.3毫摩尔)后，溶液搅拌1.5小时。在减压条件下蒸发THF，水相用乙醚(1 x 50毫升)清洗，用浓HCl酸化至pH值为1，产物用EtOAc(3 x 50毫升)萃取。干燥(Na₂SO₄)、过滤、浓缩并在真空中干燥合并的有机层，得到无色、有粘性的油，为十分纯的产物(1.20克，90％)。¹H NMR(250MHz，DMSO-d₆)：δ 12.52(s，1H，OH)，7.49(d，7.72Hz，1H，NH^α)，6.78(t，5.05Hz，1H，NH^ε)，5.91(br m，1H，CH^Alloc)，5.30(dd，17.15Hz，1.69Hz，H^AllocTerml)，5.19(dd，10.17Hz，1.68Hz，H^AllocTerm2)，4.48(m，2H，CH₂ ^Alloc)，3.91(br m，1H，H^α)，2.91(m，2H，H^β)，1.81-1.40(br m，4H，H^γ，H^δ)，1.38(s，9H，H^Boc).¹³C NMR(250MHz，DMSO-d₆)：174.4，156.5，156.1，134.1，117.4，77.9，65.1，60.2，54.1，28.8，26.7，14.6.RP-HPLC：16，7分钟。

N^α-Alloc-N^ε-Fmoc-L-鸟氨酸

N^α-Alloc-N^ε-Boc-L-鸟氨酸(1.20克，3.87毫摩尔)溶解在DCM(10毫升)中，并缓慢加入TFA(5毫升)。在搅拌45分钟后，蒸发液体。

将粗产物溶解在Na₂CO₃(1.02克，9.68毫摩尔)的水和THF(40毫升，1:1，v/v)溶液中。在加入Fmoc-N-氧基琥珀酰亚胺(1.31克，3.87毫摩尔)后，溶液搅拌1.5小时。在减压条件下蒸发THF，并且水相用乙醚(1 x 50mL)清洗，用浓HCl酸化至pH值为1，并且产物用EtOAc(3 x 50毫升)萃取。干燥(Na₂SO₄)、过滤、浓缩并在真空中干燥合并的有机层，获得无色固体，为十分纯的产物(1.65g，97％)。¹H NMR(250MHz，DMSO-d₆)：δ 12.52(s，1H，OH)，7.49(d，7.72Hz，1H，NH^α)，6.78(t，5.05Hz，1H，NH^ε)，5.91(br m，1H，CH^Alloc)，5.30(dd，17.15Hz，1.69Hz，H^AllocTerml)，5.19(dd，10.17Hz，1.68Hz，H^AllocTerm2)，4.48(m，2H，CH₂ ^Alloc)，3.91(br m，1H，H^α)，2.91(m，2H，H^β)，1.81-1.40(br m，4H，H^γ，H^δ)，1.38(s，9H，H^Boc).¹³C NMR(250MHz，DMSO-d₆)：174.4，156.5，156.1，134.1，117.4，77.9，65.1，60.2，54.1，28.8，26.7，14.6.RP-HPLC：21，9分钟。

反应路线见下：

90％ 97％ 2步

1.2.1.2 肽的放射性碘标记

CPCR4使用Iodogen方法用¹²³I-、¹²⁴I-或¹²⁵I-碘化物标记。[2]0.2毫克的肽溶解在250微升的磷酸缓冲盐溶液(PBS，pH7.4)中。此溶液加入包被150微克Iodogen的Eppendorf杯，并与放射性碘化物溶液合并。在室温15分钟后，溶液从固体氧化试剂中移出。使用梯度RP-HPLC纯化。放射化学纯度通常>95％。对于动物实验，包含放射标记的肽的部分用水稀释，并结合至Sep-Pak C18柱。之后使用水清洗柱，并且用甲醇洗脱放射标记的肽。之后在真空去除甲醇，残留物在PBS(pH7.4)中溶解并稀释。为了在4℃储存，溶液用包含20％乙醇的0.1％的三氟乙酸的水溶液酸化。

1.2.1.3 亲脂性

对于亲脂性的确定，在500微升PBS(pH7.4)中的0.4-2.7μGi的¹²⁵I-CPCR4与500微升的辛醇混合，并且剧烈涡旋。在离心从而定量地相分离后，每相分出100微升，并在γ计数器中确定放射活性。一式三份进行实验，独立重复两次。

1.2.1.4 细胞株和组织培养

鼠纤维肉瘤细胞株CMS5[3]和人293T细胞株[4](由R.Willemsen友情提供，Department of Clinical and Tumour Immunology，Daniel den HoedCancer Center，Rotterdam，荷兰)均在补充10％(v/v)的胎牛血清(PAA，Linz，奥地利)和1％(v/v)的L-谷氨酰胺的Dulbeccos氏改良的Eagle氏培养基中培养。T-淋巴细胞Jurkat细胞株(ATCC)保持在补充10％(v/v)的胎牛血清(FCS)和1％(v/v)的L-谷氨酰胺的RPMI 1640培养基中。除非另外说明，培养基和补充剂购自Biochrom(Berlin，德国)。

1.2.1.5 逆转录病毒载体的构建和靶细胞转导

编码增强荧光蛋白的cDNA通过NcoIStuI酶切从pEGFP(BDBiosciences Clontech，德国)中切出，使用Klenow酶形成平头末端(bluntended)，并插入pIRESneo3(BD Biosciences Clontech，德国)的唯一SmaI位点，以获得pIRESeGFPneo3。在下一步中，携带IRES-eGF的NotI片段克隆进入pBullet的NotI位点(Schaft等人2003)，以获得pBulletIRESeGFP。分离携带人趋化因子受体类型4(CXCR4)cDNA(由B.Moser，Bern友情提供)的pcDNA3CXCR4[5]的1292bp的HindIII XbaI片段，并在使用Klenow酶使所有位点形成平头末端后，将片段克隆进入逆转录病毒载体pBulletIRESeGFP的BamHI位点。获得的载体为pBulletCXCR4-IRES-eGFP。通过瞬时转染293T细胞和转导CMS5细胞产生逆转录病毒的描述见他处。[6]

1.2.1.6 FACS分选和分析

胰蛋白酶作用的细胞的EGFP和CXCR4的表达使用荧光激活细胞分选器(Becton Dickinson FACS Vantage，Heidelberg，德国)，使用在488nm激发能为40mW的氩气激光束(Spectra-physics)和CellQuest软件分析。EGFP的表达使用FL1(530/30nm)滤光片(filter)直接测量。死亡细胞通过向细胞加入碘化丙啶确定，并且使用FL2 585/42nm滤光片测定荧光。死亡细胞百分率常≤0.2％。通过分选FL1的最小荧光为20的CXCR4-EGFP-共-表达细胞，富集(enrich)表达CXCR4的CMS5细胞群。

使用具有人CXCR4特异性的藻红蛋白(PE)-标记的单克隆大鼠抗体(1D9，BD Biosciences Pharmingen，Heidelberg，德国)，测定CXCR4在胰蛋白酶作用的细胞表面上的表达。胰蛋白酶作用的细胞使用FACS缓冲液清洗(PBS，0.5％ FCS)，并且在黑暗中4℃使用0.5微克的抗体对1×10⁶个细胞染色30分钟。使用冰冷的FACS缓冲液充分清洗细胞，并通过流式细胞仪分析。非特异性染色通过PE-缀合的大鼠IgG_2b，κ(BD Biosciences Pharmingen，Heidelberg，德国)测定。在细胞表面CXCR4的检测在与EGFP相同的样品中进行，并使用575/26nm滤光片(FL2)检测。CXCR-4染色对EGFP荧光(FL1)作图。

标示的细胞(indicated cell)重悬浮于补充0.5％牛血清白蛋白(BSA)(Sigma，Taufkirchen，德国)的培养基中，与重组的人100nM SDF-1(R&DSystems，Wiesbaden，德国)在37℃孵育1小时(适用之前公开的方法)[7，8]；对照物与稀释剂(PBS/0.1％ BSA)一起孵育。样品立即转移至冰上，以避免进一步的细胞内化(internalization)作用，离心，使用PBS/0.5％ BSA清洗，并如前所示进行CXCR4的FACS染色。

1.2.1.7 受体结合测定

将细胞重悬浮在PBS/0.2％ BSA中用于受体结合测定。包含400,000个细胞(Jurkat，CMS5)或200,000个细胞(CMS5/CXCR4)的总共200微升的混悬液与25微升的示踪物溶液(包含3.1kBq，约0.1nM)和不同浓度的25微升的稀释剂或竞争剂一起孵育。使用¹²⁵I-CPCR4作为示踪物来确定IC₅₀值。SDF-1α购自R&D Systems(Wiesbaden，德国)，并且¹²⁵I-SDF-1α购自Perkin-Elmer(Boston，MA，USA)。对于饱和曲线，将示踪物浓度从5至500pM变化，而非特异性结合在1μM的冷的CPCR4存在下确定。在室温振荡2小时后，通过在700×g，4℃离心4分钟终止孵育。细胞团使用冷的PBS清洗1次，随后第二次离心，或使用酸性清洗缓冲液(20mM的NaOAc，pH5.0)清洗两次用于细胞内化作用研究。通过使用γ计数器确定细胞结合放射性。实验重复2-3次，一式两份或三份。结合曲线的IC₅₀值通过非线性回归在基于一位或双位竞争的模型上使用Prism 3.0(Graph Pad软件，Inc，San Diego)计算。K_D和Bmax值通过非线性回归使用Prism 3.0根据制造商方法确定。

1.2.1.8 体内研究

在动物实验中，对雌性Swiss nu/nu小鼠(Charles River，法国)皮下注射亲代的CMS5细胞和转导的CMS5/CXCR4细胞。因此，对于每只小鼠，将1.5×10⁶个CMS5细胞和2×10⁶个CMS5/CXCR4细胞分别在75微升PBS中重悬，并与相同体积的Matrigel-Matrix HC(BD Biosciences，Heidelberg，德国)根据制造商方法混合。随后，将细胞混悬液分别在每只小鼠肩部接种。在肿瘤生长14-16天后，小鼠用于成像和生物分布研究。所有动物实验经地方当局批准，并符合机构制度(institution guidelines)。

1.2.1.9 生物分布研究

370kBq(10μCi)的¹²⁵I-标记的CPCR4尾静脉注射进入携带肿瘤小鼠。在示踪物注射30、60和120分钟后处死动物并解剖。取出感兴趣的器官，并使用来自Wallac(Turku，芬兰)1480 Wizard3 γ计数器在称重的组织样品中测定放射性。结果以每克组织重量的注射剂量百分数(％ID/g)表示。每个值代表4至6只动物的平均值。

1.2.2 结果

1.2.2.1 CPCR4-合成和放射标记

CPCR4，表现出高的CXCR4受体亲和力和选择性的环五肽环(D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly)的合成通过使用标准Fmoc固相肽合成方法，在酸敏感的三苯甲基氯树脂上如前所述进行。[1，2]通过N-烷基化的其他修饰使用经Fukuyama-Mitsunobu反应用于N-甲基化的改良方法完成。[14]在肽链装配侧链后，被保护的肽从树脂切割，并使用DPPA方法环化。[2]在去除所有的保护基团后，粗提的环五肽进一步通过制备HPLC纯化。分析HPLC和HPLC/ESI-MS分析证明肽的均一性和同源性。

在CPCR4的Tyr侧链上的放射标记使用Iodogen方法用¹²³I-或¹²⁵I-碘化物进行，并且随后的未标记前体的分离使用HPLC进行。使用的HPLC条件使放射性碘化肽从未标记前体和副产物的非常有效的分离，因此导致了高的放射化学纯度(>99％)和特异性活性。标记肽的特异性活性看作是用于标记的放射性碘的活性(对于¹²⁵I，>2000Ci/mmol，对于¹²³I，>5000Ci/mmol)。而放射性碘化物的掺入通常>95％，在HPLC纯化生物相容性配制(biocompatibleformulation)后，整个¹²³I-和¹²⁵I-标记肽的放射化学产率在50％的范围内。在在PBS中生物相容性配制后，¹²⁵I-CPCR4的亲脂性以辛醇/水(PBS)分配系数确定。获得logP值为-0.04(±0.01)。

1.2.2.2 CXCR4-载体构建和病毒感染

小鼠纤维肉瘤细胞株CMS5经逆转录病毒转导CXCR4-IRES-eGFP。通过FACS分析确定在细胞库中70-80％的逆转录病毒CXCR4-转导的CMS5细胞是eGFP-表达阳性的，平均荧光强度为130。生长曲线和存活测定(XTT)表明两种细胞株具有相似的体外生长动力学(数据未显示)。当CMS5细胞和CMS5/CXCR4细胞被人CXCR染色时，CMS5表现出2.2％的背景染色，而CMS5/CXCR4细胞的人CXCR4染色阳性为61.6％，表现出平均荧光强度为66，并且57.9％的细胞对CXCR4和eGFP均为阳性。(图1)通过重复的FACS分析表明细胞株随时间推移稳定(数据未显示)。

1.2.2.3 受体结合研究

¹²⁵I-CPCR4作为新的CXCR4-放射性配体的合适性首先在Jurkat细胞上检测，Jurkat细胞内源性地表达CXCR4受体[9，10]，并且随后在逆转录病毒转导以表达CXCR4的CMS5/CXCR4细胞上检测。对于两种细胞株，使用¹²⁵I-SDF-1α(50-70％)和¹²⁵I-CPCR4(>90％)均发现可重现的高特异性结合。在亲代的CMS5细胞中，两种示踪剂均表现出在与Jurkat和转导的CMS5/CXCR4细胞的非特异结合范围内的可忽略的结合。从饱和结合曲线，获得了两种细胞株在低于纳摩尔范围内(sub-naomolar)(0.3至0.4nM)几乎相同的K_D值，表明¹²⁵I-CPCR4对CXCR4受体的高亲和力。(图2和相关表A)此外，确定了大量的¹²⁵I-CPCR4结合位点(Bmax)。而对于Jurkat细胞，Bmax值更加依赖于来源(origin)，并且随培养条件改变更大，CMS5/CXCR4细胞的结合位点数量(Bmax)恒定并且有更好的重复性(23±6fmol受体蛋白)。

¹²⁵I-CPCR4作为新的放射性配体，不同的CXCR4选择性配体的亲和力情况在竞争性放射性配体结合测定中确定。(图2，表B)对于SDF-1α，发现CPCR4和它的非放射性碘化的参照化合物Iodo-CPCR4，用¹²⁵I-CPCR4或¹²⁵I-SDF-1α发现在CXCR4受体上有高亲和力，IC₅₀值为纳摩尔级。与SDF-1和环五肽相比，CXCR4选择性的bicyclam AMD3100表现出与两种示踪剂均较小的亲和力。根据示踪物和竞争剂，如之前所报道地监测两个CXCR4结合位点。[9]为了分析结合曲线，按要求使用一位(one site)和双位(two-sites)竞争曲线拟合。获得的高和低亲和力的结合位点指定为(1)和(2)。(图2，表B)。

¹²⁵I-CPCR4在CXCR4受体结合后，受体的细胞内化作用在使用酸性缓冲液(pH5.0)的两个短暂清洗步骤后分析。此后，大部分示踪物可从受体释放(>80％)。这表明没有如受体拮抗剂的受体的细胞内化作用发生(数据未显示)。

1.2.2.4 受体功能性

为了确定人CXCR4在小鼠细胞中是否是有功能的，细胞与人SDF-1α预孵育，表面CXCR4染色，并且随后进行FACS分析。在与人SDF-1α预孵育后，54.7％的CMS5/CXCR4细胞CXCR4染色阳性，与之相比，79.2％的对照处理细胞染色阳性，表明在鼠CMS5细胞中的人受体的功能性。在SDF-1α存在时，在CMS5细胞中CXCR4-背景染色从7.9％减少至2.7％。Jurkat细胞作为阳性对照，并且没有表现出阳性细胞％的减少，但平均荧光强度从385.4下降至155.4。在CMS5/CXCR4细胞中，平均荧光强度从假处理细胞的209.0下降至SFD-1α处理细胞的80.5。这表明Jurkat细胞确实包含比CMS5/CXCR4细胞更多的CXCR4受体。

1.2.2.5 体内研究

¹²⁵I-CPCR4的生物分布和肿瘤蓄积在携带CMS5和CMS5/CXCR4肿瘤的裸鼠注射后30、60和120分钟后测定。在注射后60分钟¹²⁵I-CPCR4在CMS5/CXCR4肿瘤中达到最高的肿瘤蓄积，注射剂量/克的5.5(±1.5)％(％ID/g)，而亲代的CMS5肿瘤此时仅观察到0.6(±0.2)％ID/g。在注射30分钟后，¹²⁵I-CPCR4表现出在CMS5/CXCR4肿瘤中的蓄积为4.7(±1.3)％ID/g，在注射120分钟后，为3.8(±1.4)％ID/g。对于所有时间点，更高的示踪物蓄积仅在肝、小肠和肾中观察到。其他器官表现出仅有非常低的背景蓄积。然而，在肝中，¹²⁵I-CPCR4的蓄积随时间减少，从注射30分钟后27.7(±4.9)％ID/g减少至注射120分钟后15.0(±1.8)％ID/g，示踪物在小肠中的蓄积轻微减少，从注射30分钟后16.0(±4.7)％ID/g可减少至注射120分钟后19.2(±4.5)％ID/g，说明在这些器官中的代谢过程。注射60分钟后在肾中的示踪物蓄积表现出峰，12.2(±2.3)％ID/g，并在注射120分钟后减少至8.2(±1.1)％ID/g。(图3和表)

图4表明放射性碘化-CPCR4在携带CXCR4-阳性(CMS5/CXCR4)和阴性(CMS5对照)肿瘤的小鼠中分布的PET/SPECT结果。由于两种类型肿瘤的CPCR4摄取的区别，可观察到清晰的CPCR4摄取描述图。MRI结果用于比较。甚至在注射后25小时，CXCR4阳性肿瘤可被PET识别。利用PET使用¹⁸F-标记的放射性配体和利用γ照相机使用¹²³I-标记可获得相似的结果。相似的，在使用微成像仪的肿瘤冷冻切片的体外分析中，在阳性和阴性肿瘤之间可见放射的显著不同。

实施例2-用于靶向CXCR4趋化因子受体表达的环肽的开发

几种疾病如HIV-1感染、癌症转移、类风湿性关节炎和慢性淋巴细胞性B细胞白血病与CXCR4趋化因子受体和其天然配体(natural ligand)的相互作用相关，所述配体是包含蛋白基质细胞(protein stromal cell)衍生因子-1α(SDF-1α)的68个氨基酸[11]。一种对于这种疾病的治疗策略可为用小CXCR4拮抗剂阻断CXCR4和SDF-1α之间的相互作用。此外，使用合适的放射性同位素对合适化合物的放射标记可提供用于经PET的CXCR4体内表达成像的试剂。

之前Fujii等人对CXCR4拮抗剂的研究导致高亲和力的具有环[Gly-D-Tyr-Arg-Arg-Nal]序列的环五肽CPCR4[1]。为了进一步改善此结构，考虑放射标记的代谢稳定性、生物利用度、构象稳定性和化学多样性方面，选择了不同的方法。

首先，进行骨架酰胺的N-甲基筛选以影响构象自由度并增加代谢稳定性和生物利用度。精氨酸残基的N^α-甲基化产生具有有用的亲和力的肽(IC₅₀值分别为23nM(N-Me)的Arg³和31nM(N-Me)Arg⁴，根据如前图中Arg残基在序列中的位置编号)，而其它氨基酸的N-甲基化显著地降低亲和力(IC₅₀>100nM)。通过鸟氨酸替代Arg³，亲和力大部分保留[12]。Orn的δ氨基基团可通过包含短期同位素的放射标记基团烷基化或酰基化。此外，可降低两个胍基的高碱性，从而改善生物利用度。第一个鸟氨酸-酰基化衍生物表明IC₅₀值在11和35nM之间，可用于体内PET成像的小CXCR4拮抗剂的第一次¹⁸F-放射标记。下组表明使用包含Orn环五肽的结果，其中Orn分别被FB、FP、Ac和Am在δ-N取代。

各种CXCR4拮抗剂的亲和力

用N^α-单甲基化环五肽的结合测定(N^α-甲基筛选)结果见下表1(注：在下表中，具有IC₅₀值>250nM的肽，并因此没有落入本发明的第一至第三方面，被用于比较，并用*在IC₅₀值后标注)：

表1

编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)
编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)	CPCR4*	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
OD1	环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]	23	743.39	744.7	CPCR4*	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
OD1	环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]	23	743.39	744.7	OD3	环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]	31	743.39	744.7
OD5	环[D-Tyr-Arg-Arg-(Me)Nal-Gly]	894^*	743.39	744.7	OD3	环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]	31	743.39	744.7
OD5	环[D-Tyr-Arg-Arg-(Me)Nal-Gly]	894^*	743.39	744.7	OD7	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]	136	743.39	744.6
OD9	环[(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	247	743.39	744.7	OD7	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]	136	743.39	744.6

OD1(环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly])的结构如下所示：

从这些结果可看出当Arg残基被甲基化时，亲和力仅降低5-10。当其它残基被甲基化时，亲和力有更大降低。

对应于N^α-二甲基化五肽的结果见下(表2)，表明这种修饰的亲和力的进一步降低：

表2

编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)
编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)	OD1l	环[(Me)Arg-Nal-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.7
OD12	环[(Me)Arg-(Me)Nal-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.6	OD1l	环[(Me)Arg-Nal-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.7
OD12	环[(Me)Arg-(Me)Nal-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.6	OD13	环[Arg-Nal-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.7
OD14	环[Arg-(Me)Nal-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.6	OD13	环[Arg-Nal-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.7
OD14	环[Arg-(Me)Nal-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.6	OD15	环[Arg-Nal-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	～300-400^*	757.4	758.8
OD16	环[Arg-Nal-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Ar]	～1000^*	757.4	758.8	OD15	环[Arg-Nal-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	～300-400^*	757.4	758.8
OD16	环[Arg-Nal-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Ar]	～1000^*	757.4	758.8	OD18	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.8
OD19	环[(Me)Arg-Nal-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.9	OD18	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.8
OD19	环[(Me)Arg-Nal-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	757.4	758.9	OD20	环[Arg-(Me)Nal-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	100-200	757.4	758.7
OD21	环[(Me)Arg-Nal-Gly-D-Tyr-(Me)Ar]	>1000^*	757.4	758.6	OD20	环[Arg-(Me)Nal-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	100-200	757.4	758.7

Arg被鸟氨酸或瓜氨酸替代的五肽的结合测定结果，见下表3：

表3

编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)
编码	序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)	OD23	环[Nal-Gly-D-Tyr-Orn-Orn]	>1000^*	645.33	646.5
OD24	环[Nal-Gly-D-Tyr-Arg-Orn]	～1000^*	687.35	688.6	OD23	环[Nal-Gly-D-Tyr-Orn-Orn]	>1000^*	645.33	646.5
OD24	环[Nal-Gly-D-Tyr-Arg-Orn]	～1000^*	687.35	688.6	OD25	环[Nal-Gly-D-Tyr-Orn-Arg]	9±0.1	687.35	688.4
OD26	环[Nal-Gly-D-Tyr-Cit-Cit]	>1000^*	731.34	732.6	OD25	环[Nal-Gly-D-Tyr-Orn-Arg]	9±0.1	687.35	688.4
OD26	环[Nal-Gly-D-Tyr-Cit-Cit]	>1000^*	731.34	732.6	OD27	环[Nal-Gly-D-Tyr-Cit-Arg]	35±7	730.36	731.6
OD28	环[Nal-Gly-D-Tyr-Arg-Cit]	>1000^*	730.36	731.7	OD27	环[Nal-Gly-D-Tyr-Cit-Arg]	35±7	730.36	731.6

表3的结果表明在环五肽中的第一个Arg残基可被阳离子残基，例如鸟氨酸替代，而没有显著的亲和力的降低。

在评估掺入含¹⁸F-辅基的侧链-酰基化的鸟氨酸衍生物中，发现氟苯甲酰基化衍生物表现出最高的亲和力(11nM-见上组)。该化合物表现出相对高的亲脂性(LogP 1.06)。

也制备了许多其它的Orn-N^δ和/或Orn-N^α-修饰的五肽，包括一系列的具有N^δ间隔部分的衍生物。CXCR4结合结果见表4。

表4

序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)
序列	IC₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)	环[D-Tyr-Orn(Me)-Arg-Nal-Gly]	105±7	701.36	702.7
环[D-Tyr-Orn(Bz)-Arg-Nal-Gly]	155±63	777.4	778.6	环[D-Tyr-Orn(Me)-Arg-Nal-Gly]	105±7	701.36	702.7
环[D-Tyr-Orn(Bz)-Arg-Nal-Gly]	155±63	777.4	778.6	环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]	40±3	827.41	828.6
环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]	49±1	827.41	828.7	环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]	40±3	827.41	828.6
环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]	49±1	827.41	828.7	环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]	39.7	841.43	842.7
环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]	34.2	841.43	842.7	环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]	39.7	841.43	842.7
环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]	34.2	841.43	842.7	环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	11±2	809.37	810.6
环[D-Tyr-Orn(Bz，FB)-Arg-Nal-Gly]	100	899.41	900.7	环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	11±2	809.37	810.6
环[D-Tyr-Orn(Bz，FB)-Arg-Nal-Gly]	100	899.41	900.7	环[D-Tyr-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]	78±25	823.38	824.6

环[D-Tyr-Orn(Ahx)-Arg-Nal-Gly]	70±23	800.43	801.7
环[D-Tyr-Orn(Ahx)-Arg-Nal-Gly]	70±23	800.43	801.7	环[D-Tyr-Orn(Ahx₂)-Arg-Nal-Gly]	947^*	913.51	914.9
环[D-Tyr-Orn(Ahx₃)-Arg-Nal-Gly]	227	1026.6	1027.9	环[D-Tyr-Orn(Ahx₂)-Arg-Nal-Gly]	947^*	913.51	914.9
环[D-Tyr-Orn(Ahx₃)-Arg-Nal-Gly]	227	1026.6	1027.9	环[D-Tyr-Orn(TGAS)-Arg-Nal-Gly]	125	832.42	833.7
环[D-Tyr-Orn(TGAS₂)-Arg-Nal-Gly]	189	977.49	978.9	环[D-Tyr-Orn(TGAS)-Arg-Nal-Gly]	125	832.42	833.7
环[D-Tyr-Orn(TGAS₂)-Arg-Nal-Gly]	189	977.49	978.9	环[D-Tyr-Orn(TGAS₃)-Arg-Nal-Gly]	146	1122.57	1123.9
环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]	29±11	729.36	730.6	环[D-Tyr-Orn(TGAS₃)-Arg-Nal-Gly]	146	1122.57	1123.9
环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]	29±11	729.36	730.6	环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]	35±7	730.36	731.6
环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]	35±13	761.37	762.6	环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]	35±7	730.36	731.6
环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]	35±13	761.37	762.6	环[D-Tyr-Orn(Palrn)-Arg-Nal-Gly]	>1000^*	925.58	926.9

此外，制备一系列含有D-Orn衍生物的五肽和其中B是His或Phe的五肽，CXCR4-结合结果见表5。

表5

序列	[C₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)
序列	[C₅₀[nM]	计算的质量	观察的m/z(m+H)	环[D-Tyr-D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	86	809.37	810.6
环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	8.7±0.6	823.38	824.6	环[D-Tyr-D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	86	809.37	810.6
环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]	8.7±0.6	823.38	824.6	环[D-Tyr-(Me)D-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]	59	837.4	838.6
环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]	30			环[D-Tyr-(Me)D-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]	59	837.4	838.6
环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]	30			环[D-Tyr-Phe-Arg-Nal-Gly]	154

检测其中Ala或相似残基插入链中的多个环六肽对CXCR4的亲和力。结果见表6(注意-Dap(FP)是(N-氟丙酰基)-二氨基丙酸)：

表6

编码	序列	IC₅₀[nM]
编码	序列	IC₅₀[nM]	CPCR4*	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
BL36	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]	75(±7)	CPCR4*	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
BL36	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]	75(±7)	BL56	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-D-Ala-Gly]	>1000^*
BL58	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FP)-Gly]	～1000^*	BL56	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-D-Ala-Gly]	>1000^*

BL37	环[D-Tyr-Arg-Arg-D-Ala-Nal-Gly]	～1000^*
BL37	环[D-Tyr-Arg-Arg-D-Ala-Nal-Gly]	～1000^*	BL38	环[D-Tyr-Arg-Arg-nal-Nal-Gly]	>1000^*
BL39	环[D-Tyr-Arg-Arg-D-Ala-Ala-Gly]	>1000^*	BL38	环[D-Tyr-Arg-Arg-nal-Nal-Gly]	>1000^*
BL39	环[D-Tyr-Arg-Arg-D-Ala-Ala-Gly]	>1000^*	BL40	环[D-Tyr-Arg-Arg-nal-Ala-Gly]	～1000^*
BL42	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Nal-Gly]	>1000^*	BL40	环[D-Tyr-Arg-Arg-nal-Ala-Gly]	～1000^*
BL42	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Nal-Gly]	>1000^*	BL130	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly-Gly]	～1000^*
BL131	环[D-Tyr-Arg-Arg-Ala-Nal-Gly]	>1000^*	BL130	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly-Gly]	～1000^*
BL131	环[D-Tyr-Arg-Arg-Ala-Nal-Gly]	>1000^*	BL132	环[D-Tyr-Arg-Ala-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL133	环[D-Tyr-Arg-D-Ala-Arg-Nal-Gly]	>1000^*	BL132	环[D-Tyr-Arg-Ala-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL133	环[D-Tyr-Arg-D-Ala-Arg-Nal-Gly]	>1000^*	BL134	环[D-Tyr-D-Ala-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL135	环[D-Tyr-Ala-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*	BL134	环[D-Tyr-D-Ala-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL135	环[D-Tyr-Ala-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*	BL136	环[D-Ala-D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL137	环[Ala-D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	～1000^*	BL136	环[D-Ala-D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	>1000^*
BL137	环[Ala-D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	～1000^*	BL158	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Ala]	114

表6的结果表明Ala可插入Nal和Gly之间，和/或Gly可被Ala替代，伴随仅轻度的亲和力降低。其它残基在此位置的插入，或在表6中的任何残基在其它位置的插入，不能很好耐受。

用一系列的环六肽进行进一步的N^α-甲基筛选(scan)(N-单-、二-和三甲基化)，见表7：

表7

编码	序列	IC₅₀[nM]
编码	序列	IC₅₀[nM]	BL56	环[Arg-Nal-D-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL58	环[Arg-Nal-Dap(FP)-Gly-D-Tyr-Arg]	～1000^*	BL56	环[Arg-Nal-D-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL58	环[Arg-Nal-Dap(FP)-Gly-D-Tyr-Arg]	～1000^*	BL66	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL67	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL66	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL67	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL68	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL69	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL68	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL69	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL70	环[Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	～200-300
BL71	环[Arg-Nal-Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	～1000^*	BL70	环[Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	～200-300

BL72	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL72	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL73	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL74	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL73	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL74	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL75	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL76	环[Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL75	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL76	环[Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL77	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL78	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL77	环[(Me)Arg-Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL78	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL79	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL80	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL79	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL80	环[Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL81	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL82	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL81	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL82	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL83	环[Arg-Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL84	环[(Me)Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL83	环[Arg-Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL84	环[(Me)Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL85	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL86	环[(Me)Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL85	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL86	环[(Me)Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL88	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL89	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL88	环[Arg-Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL89	环[Arg-(Me)Nal-Ala-Gly-(Me)D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL92	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL93	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL92	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL93	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*	BL94	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL96	环[Arg-Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL94	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-D-Tyr-(Me)Arg]	>1000^*
BL96	环[Arg-Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL97	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL98	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL97	环[Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL98	环[(Me)Arg-Nal-Ala-(Me)Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL99	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL102	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL99	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-Gly-(Me)D-Tyr-Arg]	>1000^*
BL102	环[Arg-(Me)Nal-(Me)Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*	BL104	环[(Me)Arg-(Me)Nal-Ala-(Me)Gly-D-Tyr-Arg]	>1000^*

这些结果表明在环六肽的N^α-甲基化后亲和力显著下降，尽管N-甲基-D-Tyr六肽没有如大多数其它衍生物那样亲和力显著下降。

为了使用于标记的辅基的连接有更大的灵活性，通过在CPCR4中用Gly残基替代Dap研究氨基基团的引入。结果(表8)表明在这种替代后仅有轻度的亲和力的降低(注-FP：2-氟丙酰基；FB：4-氟苯甲酰基)。

表8

编码	序列	IC₅₀[nM]
编码	序列	IC₅₀[nM]	CPCR4	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
Dap(FP)-8k	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FP)]	140	CPCR4	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]	4
Dap(FP)-8k	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FP)]	140	Dap(FB)-8k	环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FB)]	350^*

本文描述的CPCR4和其它肽的其它可能的修饰包括使用其它的含氟芳香部分对Nal的取代，作为对应于¹⁸F-标记的化合物的类似物。例如：

或

-Nal- -Dap(FB)- -AMS(FB)-

AMS(FB)是氨氧基-丝氨酸部分和4-氟苯甲醛的肟。

对于开发荧光CXCR4配体，可用荧光Dap衍生物，例如Dap(NBD)(NBD是7-硝基-1，2，3-苯并噁二唑)，取代Nal。这种衍生物表现出与CPCR4相比亲和力的降低，尽管FACS分析的结果表明这种配体仍可适于通过这种技术的CXCR4表达的研究。

实施例3-使用肽类(peptide-based)PET探针和生物发光进行的CXCR4趋化因子受体表达多模态分子成像

趋化因子受体CXCR4和其内源性配体SDF-1α是肿瘤细胞在转移和器官特异性归巢中的重要因素。为了靶向体内CXCR4的表达，我们开发了放射标记的环肽，CPCR4。¹²⁵I-CPCR4是第一个PET成像探针，所述探针高亲和力地与CXCR4结合(K_D＝0.4nM)，表现出在体内表达CXCR4的肿瘤中的高蓄积(注射后1小时5.5％ID/克)，并且可清晰描绘CXCR4阳性肿瘤。

为了使肿瘤发展与受体表达相关，并为了通过多模态性(生物发光和核)成像，使用非放射标记的探针监测可能的治疗介入，已使用萤光素酶(luc)转导肿瘤细胞。构建包含CXCR4和luc或作为对照的仅有luc或eGFP基因的慢病毒载体(Lentiviral vectors)。这些载体成功用于鼠CMS5纤维肉瘤细胞的稳定转染。在放射性配体结合测定和FACS研究中研究CXCR4在CMS5/CXCR4/luc细胞上的表面表达。luc的CPCR4-结合的高亲和力和特异性，以及功能性表达在细胞测定中确定。给裸鼠皮下注射转导的细胞。利用μ-PET使用放射标记的CPCR4和生物发光(luc)/荧光(eGFP)成像分析动物。体外分析通过放射自显影、生物发光测定和免疫组织化学进行。为了更好的理解CPCR4-结合，并为了设计药物代谢动力学改善的配体，开发了新提出的CXCR4受体模型，并且现在通过研究CXCR4受体突变进行确认。根据此计算机模型，进行CPCR4-衍生物的构效关系研究以优化示踪物和其它标记选择的研究。

总之，该方法使CXCR4表达在体内成像，并开发增强成像探针，所述增强成像探针用于个体化治疗的肿瘤的转移潜能和CXCR4表达的确定的非侵入研究。

实施例4-CXCR4-结合的环寡肽和螯合剂的轭合物的制备

本领域普通技术人员可容易地制备由本发明的环寡肽、合适的间隔部分(优选本文所述的连接部分之一)，和螯合剂或适合放射金属络合的其它部分组成的构成物(construct)或轭合物。通常，如近年来在许多出版物中所述，例如，DOTA，与带有连接基、完全被保护的寡肽偶联，可使用标准激活方法使用三保护的(例如，三叔丁基保护)DOTA，或使用预激活的DOTA类，例如DOTA的单-、二-、三-或四N-琥珀酰亚胺基酯或4-硝基苯基酯。或者，可使用标准肽偶联条件，以达到该目的。

相似的，其它螯合剂/络合部分，例如TETA或DTPA，可被偶联。DTPA也可使用环双酸酐(cyclic bis-anhydride)偶联。明显的，螯合剂也可以与间隔物(spacer)预偶联，因此导致在最终步骤中形成肽-间隔物键。

该偶联也可以由本领域技术人员使用在放射药物领域建立的详细描述的偶联方法实现。其它偶联途径，例如肟或腙的形成，以及其它选择的方法，例如硫醇和马来酰亚胺的反应，可以用于实现相似的结果。

上述实施例是为了说明本发明的具体实施方案，而不是为了限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求书限定。本文引用的所有文件在本文中整个引入作为参考。

参考文献

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14 Biron E，Chatterjee J，Kessler H.Optimized Selective N-Methylationof Peptides on Solid Support.J.Peptide Sci.2006；12：p.213-219.

Claims

1.化合物，或其药学可接受盐或酯，其包含趋化因子受体CXCR4的配体和可检测标记，所述配体对CXCR4受体具有结合亲和力，该亲和力以IC₅₀表示，在¹²⁵I-CPCR4存在下测定的IC₅₀为250nM或更低浓度，其中配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg。

2.根据权利要求1的化合物，其中所述环寡肽部分具有序列：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B如权利要求1所定义；

Z为在其侧链中含有芳香基团的氨基酸；

n为1或0，条件是仅当环部分序列中的前4个氨基酸为D-Tyr/(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal时，n为1，其中Nal为L-3-(2-萘基)丙氨酸；且

X选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap(二氨基丙酸)、Dap(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丙酸)、Dab(二氨基丁酸)、Dab(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丁酸)、Dab(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丁酸)和Dap(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丙酸)。

3.根据权利要求2的化合物，其中Z选自Nal、Dap(FB)或AMS(FB)(氨氧基丝氨酸和4-氟苯甲醛的肟)。

4.根据权利要求1-3中任一项的化合物，其中B选自Arg、Orn、D-Orn、Cit和His，或它们的N-取代衍生物。

5.根据上述权利要求中任一项的化合物，其中B被甲基在N^α-取代。

6.根据权利要求2-5中任一项的化合物，其中B为Orn或D-Orn，该鸟氨酸残基在N^δ被1个或2个下述基团取代，所述基团选自氟苯甲酰基(FB)、氟丙酰基(FP)、乙酰基(Ac)、氨基(Am)、Me、1-萘基甲基(N1)、2-萘基甲基(N2)、苄基(Bz)和酰基间隔部分，其中所述酰基间隔部分为含有1-14个碳原子的碳链的酰基，任选被杂原子间断，且在远离鸟氨酸N^δ的末端具有亲核功能基团。

7.根据权利要求6的化合物，其中所述酰基间隔部分选自：氨基己酰基(Ahx)、三甘醇氨基酰基(TGAS)、(Ahx)₂、(Ahx)₃、(TGAS)₂和(TGAS)₃。

8.根据权利要求6的化合物，其中B为在N^α被甲基取代的D-Orn。

9.根据权利要求6的化合物，其中B为在N^δ被下述基团取代的Orn：FB、FP、Ac、Am、N1、N2、Me和N1、Me和N2、Bz、Bz和FB、Bz和FP、Me和FB、Me和FP、或Me.

10.根据权利要求6的化合物，其中B为在N^δ被下述基团取代的D-Orn：FB、FP、Me和FB、或Me和FP，且任选在N^α被Me取代。

11.根据权利要求1-5中任一项的化合物，其中所述环寡肽部分具有序列：环[D-Tyr-B-Arg-Z-X]，其中B、Z和X如权利要求2中所定义，条件是在所述序列中不超过1个残基可以被N^α-甲基化。

12.根据权利要求11的化合物，其中B为Arg。

13.根据权利要求1-4中任一项的化合物，其中所述环寡肽部分具有序列：环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-X]，其中Z和X如权利要求2中所定义，且其中B选自Arg、(Me)Arg、Orn、Cit、Orn(FB)、Orn(FP)、Orn(Ac)、Orn(Am)、Orn(N1)、Orn(N2)、Orn(Me、N1)、Orn(Me、N2)、Orn(Me)、Orn(Bz)、Orn(Bz，FB)、Orn(Ahx)、Orn(Ahx₂)、Orn(Ahx₃)、Orn(TGAS)、Orn(TGAS₂)、Orn(TGAS₃)、Orn(Me，FB)、D-Orn(FB)、(Me)D-Orn(FB)、(Me)D-Orn(Me，FB)、His和Phe，条件是在所述序列中不超过1个残基可以被N^α-甲基化。

14.根据权利要求13的化合物，其中所述第一个残基为D-Tyr。

15.根据权利要求13或14的化合物，其中所述第三个残基为Arg。

16.根据权利要求11-14中任一项的化合物，其中Z为Nal。

17.根据权利要求11-15中任一项的化合物，其中X为Gly。

18.根据权利要求1-4中任一项的化合物，其中所述环寡肽部分具有选自下述的序列：

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Cit-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Ala]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-(Me)Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-(Me)Nal-Gly]

环[(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Ala-Gly]

环[(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Dap(FP)]

环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Bz)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Bz，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ahx)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ahx₃)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS₂)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(TGAS₃)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(Me，FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Phe-Arg-Nal-Gly]

19.根据权利要求18的化合物，其中所述环寡肽部分具有选自下述的序列：

环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)Arg-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Arg-(Me)Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Cit-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FP)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Ac)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Am)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N1)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(Me，N2)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-His-Arg-Nal-Gly]

20.根据权利要求19的化合物，其中所述环寡肽部分具有选自下述的序列：

环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

环[D-Tyr-(Me)D-Orn(FB)-Arg-Nal-Gly]

21.根据上述任一项的化合物，其中所述配体由环寡肽部分组成。

22.根据上述任一项的化合物，其中所述标记为放射标记。

23.根据权利要求22的化合物，其中所述化合物包含1个或多个Dap(FB)、Dap(FP)、FB或FP基团，且1个氟取代基为¹⁸F。

24.根据权利要求23的化合物，其中所述¹⁸F存在于Orn或D-Orn的N^δ处的FB或FP取代基上。

25.根据权利要求22的化合物，该化合物具有选自下述的放射标记：¹⁸F、⁴⁷Sc、⁵¹Cr、⁵²Fe、^52mMn、⁵⁶Ni、⁵⁷Ni、⁶²Cu、⁶⁴Cu、⁶⁷Ga、⁶⁸Ga、⁷²As、⁷⁵Br、⁷⁶Br、⁷⁷Br、⁸²Br、⁸⁹Zr、^94mTc、⁹⁷Ru、^99mTc、¹¹¹In、¹²³I、¹²⁴I、¹²⁵I、¹³¹I、¹⁹¹Pt、¹⁹⁷Hg、²⁰¹T1、²⁰³Pb、^110mIn、¹²⁰I。

26.根据权利要求22的化合物，该化合物具有放射标记，所述放射标记通过有机络合剂和放射性核素的络合物连接到配体，所述络合物以不破坏该配体与CXCR4受体的结合性质的方式与配体相连。

27.根据权利要求26的化合物，其中所述络合剂通过间隔基团与配体相连。

28.根据权利要求22的化合物，其中所述放射标记选自：³²P、⁶⁷Cu、⁷⁷As、⁹⁰Y、⁹⁹Mo、¹⁰³Ru、¹⁰⁵Rh、¹⁰⁹Pd、¹¹¹Ag、^114mIn、^117mSn、¹²¹Sn、¹²⁷Te、¹³¹I、¹⁴⁰La、¹⁴⁰Nd、¹⁴²Pr、¹⁴³Pr、¹⁴⁹Tb、¹⁴⁹Pm、¹⁵¹Pm、¹⁵³Sm、¹⁵⁹Gd、¹⁶¹Tb、¹⁶⁶Ho、¹⁶⁶Dy、¹⁶⁹Er、¹⁶⁹Yb、¹⁷²Tm、¹⁷⁵Yb、¹⁷⁷Lu、¹⁸⁶Re、¹⁸⁸Re、¹⁹⁸Au、¹⁹⁹Au、²¹¹At、²¹¹Bi、²¹²Bi、²¹³Bi、²²⁵Ac。

29.根据权利要求22的化合物，其中所述放射标记选自：⁹⁰Y、¹⁸⁸Re和¹³¹I。

30.化合物，或其药学可接受盐或酯，包含细胞毒部分和趋化因子受体CXCR4的配体，所述配体具有对于CXCR4受体的结合亲和力，该亲和力以IC50表示，在125I-CPCR4存在下测定的IC50为250nM或更低浓度，其中配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg。

31.根据权利要求30的化合物，其中所述环寡肽部分具有序列：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B为碱性氨基酸、其衍生物，或苯丙氨酸，条件是当B为碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物，或其药学可接受盐或酯时，模体为B-Arg；

Z为在其侧链中含有芳香基团的氨基酸；

n为1或0，条件是仅当环部分序列中的前4个氨基酸为D-Tyr/(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Na1时，n为1；且

32.根据权利要求31的化合物，其中Z选自Nal(L-3-(2-萘基)丙氨酸)，Dap(FB)或AMS(FB)。

33.化合物，或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体CXCR4的配体，所述配体具有对于CXCR4受体的结合亲和力，该亲和力以IC50表示，在125I-CPCR4存在下测定的IC50为250nM或更低浓度，其中配体包含在环状部分中有B-Arg或B-(Me)Arg模体的环寡肽部分，并且其中B是碱性氨基酸、其衍生物、或苯丙氨酸，条件是当B是碱性氨基酸的N^α-甲基衍生物时，模体是B-Arg，且条件是寡肽部分不具有环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]序列，也不具有环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]序列。

34.根据权利要求33的化合物，所述配体包含环寡肽部分序列：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B如权利要求33中所限定；

Z为在其侧链中含有芳香基团的氨基酸；

n为1或0，条件是仅当环部分序列中的前4个氨基酸为D-Tyr/(Me)D-Tyr-Arg-Arg-Nal时，n为1；且

35.根据权利要求34的化合物，其中Z选自Nal(L-3-(2-萘基)丙氨酸)、Dap(FB)或AMS(FB)。

36.根据上述权利要求中任一项的化合物，其通过连接1个或多个亲水部分而被修饰。

37.药物组合物，其包含上述权利要求中任一项的化合物，以及一种或多种药学可接受赋形剂。

38.根据权利要求37的的组合物，其适合注射。

39.合成权利要求1的化合物的方法，所述方法包括在下述条件下用放射性核素源处理所述配体，所述条件为使得放射性核素，或有机络合剂和放射性核素之间的络合物与配体相连。

40.根据权利要求1-36中任一项的化合物，其用于治疗或诊断。

41.根据权利要求1-36中任一项的化合物在制备用于治疗肿瘤病症的药物中的用途。

42.根据权利要求1-29中任一项的化合物在制备用于肿瘤病症诊断成像的药物中的用途。

43.根据权利要求41或权利要求42的用途，其中所述肿瘤已经具有转移潜能或被怀疑具有转移潜能。

44.根据权利要求41-43中任一项的用途，其中所述肿瘤病症为乳腺癌或前列腺癌。

45.成像肿瘤的组织的方法，所述方法包括向具有肿瘤或被怀疑具有肿瘤的受试者给药根据权利要求1-29的化合物，和根据其体内分布检测该化合物。

46.根据权利要求45的方法，还包括在检测步骤之后生成被检测的化合物的图像的步骤。

47.检测肿瘤细胞转移潜能的方法，该方法包括将细胞暴露于权利要求1-29中任一项的化合物，使得化合物结合至细胞表面的CXCR4受体，从细胞附近移除未结合的化合物，和检测结合至细胞的化合物的存在和/或含量。

48.根据权利要求47的方法，其中所述细胞从肿瘤移出，并在体外暴露于化合物。

49.根据权利要求45-47中任一项的方法，其中当标记包含放射性核素时，所述成像，或结合化合物的存在和/或量的测定使用PET或SPECT进行。

50.治疗受试者肿瘤病症的方法，所述肿瘤具有转移潜能，或被怀疑具有转移潜能，所述方法包括向所述受试者给药权利要求1-36中任一项的化合物。

51.根据权利要求45-50中任一项的方法，其中所述肿瘤病症为乳腺癌或前列腺癌。

52.根据权利要求1-29中任一项的化合物的合成方法，所述方法包括在下述条件下用可检测标记源处理所述配体，所述条件为使得可检测标记，或有机络合剂和所述标记的络合物与配体结合。

53.根据权利要求30-32中任一项的化合物的合成方法，所述方法包括在下述条件下用细胞毒部分源处理所述配体，所述条件为使得细胞毒部分直接或间接与配体结合。

54.化合物，或其药学可接受盐或酯，包含趋化因子受体CXCR4的配体，其中所述配体包含具有下述序列的环寡肽部分：

环[D-Tyr/(Me)D-Tyr-B-Arg/(Me)Arg-Z-(Ala)_n-X]

其中：

B如权利要求1中所限定；

Z为在其侧链中含有芳香基团的氨基酸；

n为1或0；且

X选自Gly、(Me)Gly、Ala、Dap(二氨基丙酸)、Dap(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丙酸)、Dab(二氨基丁酸)、Dab(FP)((N-氟丙酰基)-二氨基丁酸)、Dab(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丁酸)和Dap(FB)((N-氟苯甲酰基)-二氨基丙酸)，所述化合物任选包含可检测标记，条件是当所述化合物不含可检测标记时，所述环寡肽部分不具有环[D-Tyr-Arg-Arg-Nal-Gly]序列，也不具有环[D-Tyr-Orn-Arg-Nal-Gly]序列。