CN103193867A - 一种18f-rgd多肽及其作为pet显像剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种¹⁸F-RGD多肽，其结构如式(I)所示：

。本发明所述的¹⁸F-RGD多肽可作为PET显像剂应用于整合素的PET显像中，具有意想不到的显像效果，其肿瘤/肌肉信号比非常高，有良好的应用前景。

Description

一种18F-RGD多肽及其作为PET显像剂的应用

(一)技术领域

本发明涉及一种¹⁸F-RGD多肽、其合成方法及其作为PET显像剂的应用，可用于对新生血管及肿瘤的PET显像。

(二)背景技术

整合素蛋白家族中的α_vβ3在多种肿瘤发生、进展及转移中扮演重要角色，对整合素的表达情况进行可视化及定量对肿瘤诊断及分期、确定治疗方案和监测疗效具有重要意义。

氨基酸序列RGD存在于多种胞外基质蛋白中，可以特异性与整合素结合，因此同位素标记的RGD可用于对整合素的显象。PET是进行活体无损检测的重要工具，很多研究者将RGD短肽进行¹⁸F标记，用于整合素的PET显像。

大多数¹⁸F标记多肽的方法需要多步反应和多个HPLC纯化步骤，对RGD的标记可以利用¹⁸F-SFB和¹⁸F-FBA和¹⁸F-FBEM等方法，但这些方法都存在时间长、步骤多的缺点，很难实现全自动化，因此难以在临床推广和应用。

基于氟-硅化学，氟-硼化学，以及F-Al配位化学，出现了一些关于多肽的一步¹⁸F标记法。我们最近报道了一种基于F-Al配位化学的显像剂¹⁸F-AIF-NOTA-RGD₂[Liu S，Liu H，Jiang H，Xu Y，Zhang H，Cheng Z.One-step radiosynthesis of ¹⁸F-AlF-NOTA-RGD₂ for tumorangiogenesis PET imaging.Eur J Nucl Med Mol Imaging.2011，38(9)：1732-41]，该显像剂的合成时间短，但显像效果一般，其肿瘤/肌肉信号比不高(小于10)。目前另外一种¹⁸F标记的RGD显像剂¹⁸F-FP-RGD₂，其肿瘤/肌肉信号比也小于10，有待改进。

(三)发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种¹⁸F-RGD多肽，可作为PET显像剂，用于整合素受体显像，具有高质量的显像结果(肿瘤/肌肉信号大于15)。

本发明采用的技术方案为：

一种¹⁸F-RGD多肽，其结构如式(I)所示：

式(I)中，n≥1，优选n的取值在1～12，更优选n的取值为2～5。

本发明式(I)所示的¹⁸F-RGD多肽的合成方法包括如下步骤：

a)式(1)所示的1，4，7-三氮杂环壬烷-1，4，7-三乙酸(NOTA)先经式(2)所示的1-二甲氨基丙基-乙基碳化二亚胺(EDC)和式(3)所示的N-羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐(SNHS)活化，再与式(II)所示的PEG_n-RGD₂偶联，经过HPLC纯化得到式(5)所示的NOTA-PEG_n-RGD₂；

b)¹⁸F离子用QMA柱吸附，先用去离子水清洗，再用0.4M KHCO₃溶液洗脱，用冰醋酸调节洗脱液的pH到4；

c)在步骤b)处理过的洗脱液中依次加入AlCl₃和NOTA-PEG_n-RGD₂，于100℃反应25分钟；

d)步骤c)所得反应液用去离子水稀释后，经半制备HPLC纯化，收集相应组分并旋干，即得到式(I)所示的产物¹⁸F-RGD多肽(¹⁸F-AlF-NOTA-PEG_n-RGD₂)。

式(II)中，n的定义同式(I)；

合成路线如下：

本发明中，上述步骤a)至步骤d)的实施可以参照现有技术报道的方法。

本发明所述的¹⁸F-RGD多肽可作为PET显像剂，用于整合素受体的显像研究，显像方法包括如下步骤：

1)按照剂量(1～10mCi/kg体重)注射给药；

2)在注射药物后不同时间点在PET或小动物PET仪器进行显像；

3)图像处理及分析。

本发明的优点在于：本发明所述的¹⁸F-RGD多肽，其作为PET显像剂，同现有显像剂相比，具有意想不到的显像效果，其肿瘤/肌肉信号比非常高，有良好的应用前景；并且制备条件温和，步骤简便，可实现自动化合成，便于推广。

(四)附图说明

图1是实施例2中，表达整合素α_vβ₃的荷瘤裸鼠，在注射(1)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂(2)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂和阻断剂c(RGDyK)0.5h，1h，2h后的PET图像。

图2是表达整合素α_vβ₃的荷瘤裸鼠，在注射显像剂¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂0.5h，1h，2h后进行PET显像，肿瘤组织与其他组织的信号强度比(肿瘤/肌肉，肿瘤/肝脏，肿瘤/肾脏)。

图3是实施例3中，表达整合素α_vβ₃的荷瘤裸鼠，在注射(1)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂(2)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂和阻断剂c(RGDyK)2h后显像剂在全身分布情况。

(五)具体实施方式

下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1：¹⁸F-AlF-NOTA-PEG₃-RGD₂的制备

1)NOTA经EDC和SNHS活化，与PEG₃-RGD₂偶联，经过HPLC纯化得到NOTA-PEG₃-RGD₂方法参照文献[Wu Y，Zhang X，Xiong Z，Cheng Z，Fisher DR，Liu S，et al.microPETimaging of glioma integrin{alpha}v{beta}3 expression using(64)Cu-labeled tetrameric RGDpeptide.JNucl Med.2005；46：1707-18.]；产率50％，NOTA-PEG₃-RGD₂分子量测得值为1825.4([M+H]⁺，分子式C₇₉H₁₂₁N₂₃O₂₇，计算值1824.94)。HPLC图谱的保留时间为13.8min。

2)30mCi(1.1GBq)¹⁸F离子用QMA柱吸附，先用2.5ml去离子水清洗，再用0.4M KHCO₃溶液洗脱，用冰醋酸调节洗脱液的pH到4。

3)依次加入AlCl₃(2mM，3μL，溶于pH 4的醋酸钠缓冲溶液)和5μL NOTA-PEG₃-RGD₂(60mg/mL，溶于DMSO)，100℃反应15分钟。

4)反应液用1ml去离子水稀释后，经半制备HPLC纯化。半制备HPLC使用Vydac蛋白/多肽柱(218TP510；5μm，250×10mm)，Dionex 680HPLC系统，配有UVD170U(Sunnyvale，CA)紫外吸收检测器，和105S放射检测器(Carroll & Ramsey Associates)。流速为4ml/min，梯度洗脱条件如下：0-5min，97vol.％溶剂A[0.1wt.％三氟乙酸(TFA)水溶液]和3vol.％溶剂B[0.1wt.％三氟乙酸的乙腈溶液]，5-35min，85vol.％溶剂A和15vol.％溶剂B，35min之后，20vol.％溶剂A和80vol.％溶剂B，产物保留时间为13.7分钟。经组分收集和旋干，得到产物¹⁸F-AlF-NOTA-PEG₃-RGD₂，溶于PBS中，经0.22μm滤膜过滤后用于PET成像。

实施例2：U87MG胶质瘤荷瘤裸鼠进行PET显像研究

U87MG胶质瘤荷瘤裸鼠分别尾静脉注射3.7MBq(100μCi)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂，阻断组还另外注射c(RGDyK)(10mg/kg体重)。在0.5，1，2h三个时间点进行PET扫描，显像结果如图1所示，箭头指示的是肿瘤位置。对显像结果进行定量分析，计算得到肿瘤组织与其他组织的信号强度比(肿瘤/肌肉，肿瘤/肝脏，肿瘤/肾脏)，结果如图2。

参考文献[Liu S，Liu H，Jiang H，Xu Y，Zhang H，Cheng Z.One-step radiosynthesis of¹⁸F-AlF-NOTA-RGD₂for tumor angiogenesis PET imaging.Eur J Nucl Med Mol Imaging.2011，38(9)：1732-41]制备显像剂¹⁸F-AlF-NOTA-RGD₂。按照上述步骤对对照组U87MG胶质瘤荷瘤裸鼠尾静脉注射3.7MBq(100μCi)¹⁸F-AlF-NOTA-RGD₂，在各时间点进行PET扫描，对照组的显像结果显示，其2小时时间点的肿瘤/肌肉信号比为9.3。

因此，本发明的显像剂¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂相比于¹⁸F-AlF-NOTA-RGD₂具有更高质量的显像结果，尤其是在肿瘤/肌肉信号比上具有显著提高。

实施例3：U87MG胶质瘤荷瘤裸鼠进行生物分布研究

U87MG胶质瘤荷瘤裸鼠分别尾静脉注射3.7MBq(100μCi)¹⁸F-AlF-NOTA-(PEG)₃-RGD₂，阻断组还另外注射c(RGDyK)(10mg/kg体重)。注射2h后测定肿瘤组织及其他组织中的放射含量，结果如图3所示。

Claims (4)

1.一种¹⁸F-RGD多肽，其结构如式(I)所示，式(I)中，n≥1。

2.如权利要求1所述的¹⁸F-RGD多肽，其特征在于：n的取值在1～12。

3.如权利要求1所述的¹⁸F-RGD多肽，其特征在于：n的取值在2～5。

4.如权利要求1所述的¹⁸F-RGD多肽作为PET显像剂在整合素的PET显像中的应用。

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