CN108699108A - 放射性标记药物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种能够获得放射性标记药物的化合物，该放射性标记药物能够从给药早期起减少向肾脏的积聚。[1]由式(1)表示的化合物等、[2]通过将靶分子识别单元与上述[1]中所述的化合物等结合而得的化合物等、[3]具有选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属、以及与所述金属配位的[1]或[2]中所述的化合物等的金属络合物等、[4]含有上述[1]或[2]中所述的化合物等的放射性标记药物的制备用药物、[5]用于制备上述[1]或[2]中所述的化合物等的放射性标记药物的用途、[6]含有上述[3]中所述的金属络合物等的放射性标记药物、以及[7]含有上述[3]中所述的金属络合物等的放射线成像诊断药物。
Description
技术领域
本发明涉及一种新化合物、含有该化合物的放射性标记药物、以及该放射性标记药物的制备用药物等。
背景技术
正在使用放射性标记药物，进行单光子放射断层扫描(Single Photon EmissionComputed Tomography，下文中也简称为“SPECT”)、正电子放射断层扫描(PositronEmission Tomography，以下也简称为“PET”)等放射线成像诊断。各种放射性核素用于这些放射线成像诊断，其中，放射性镓在SPECT中可使用镓-67(67Ga)，在PET中可使用镓-68(68Ga)，可以对应任何装置。特别是，由于68Ga可以从使用了锗-68的发生器中溶出，近年来受到了关注。由于68Ga的半衰期短至68分钟，因此使用血液清除较快的小分子化抗体等分子量较小的肽，作为标记主体。然而，当将放射性同位素(RI)标记的小分子肽施用于活体时，除了向靶组织中的特异性积聚之外，还观察到向肾脏中的非特异性积聚。在这种情况下，对于靠近肾脏的靶组织的成像变得困难。肾脏中的放射性积聚(以下中也称为“肾积聚”)起因于：RI标记的小分子肽被肾脏吸收、转运到溶酶体、并代谢后生成的放射性代谢物残存在肾脏中。
针对该问题，非专利文献1中描述的放射性镓标记药物中，利用67Ga-NOTA-Bn-Met(参照说明书中的通式)从肾脏溶酶体部分向尿液中排泄这一事实，在放射性镓标记的抗体片段被肾组织吸收后，于溶酶体内游离出67Ga-NOTA-Bn-Met，由此，与常规方法相比，肾积聚显着减少。
现有技术文献
专利文献
非专利文献1：Bioconjugate Chem.,2014,25,2038-2045。
发明内容
发明所解决的技术问题
由于68Ga的半衰期短至68分钟，因此期望从给药后早期起减少向肾脏的积聚。在所述方法中，与目前的标记方法相比，给药后1小时起肾脏的放射性显着降低，但在给药后1小时前的给药早期则没有降低。
因此，本发明涉及能够获得放射性标记药物的化合物等，该放射性标记药物能够从给药早期起减少向肾脏的积聚。
解决问题的技术手段
本发明涉及以下发明。
[1]一种由下述式(1)表示的化合物或其药理学上可接受的盐，
[化学式1]
式中，
A1是氨基酸残基，
m是0～3的整数，
A2是侧链上具有氨基或羧基的氨基酸残基，
A3是氨基酸残基，
n是0～3的整数，
R1是与A2的侧链的氨基或羧基结合且具有能够与多肽或其连接基团结合的官能团的基团，
R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基，
其中，R1任选形成碳原子数为3～10的杂环基，所述杂环基含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一。
[2]一种化合物或其药理学上可接受的盐，其通过使靶分子识别单元与上述[1]中所述的化合物或其药理学上可接受的盐结合而得到。
[3]一种金属络合物或其药理学上可接受的盐，其具有：
选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属、以及
与所述金属配位的上述[1]或[2]所述的化合物或其药理学上可接受的盐。
[4]一种放射性标记药物的制备用药物，其包含上述[1]或[2]所述的化合物或其药理学上可接受的盐。
[5]上述[1]或[2]所述的化合物或其药理学上可接受的盐在制备放射性标记药物中的用途。
[6]一种放射性标记药物，其包含上述[3]所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐。
[7]一种放射线成像诊断药物，其包含上述[3]所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐。
[8]根据上述[1]或[2]所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
所述化合物或其药理学上可接受的盐用于制备放射性标记药物。
[9]上述[3]所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐在制备放射性标记药物中的用途。
[10]上述[3]所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐在放射线成像诊断中的用途。
[11]一种放射线成像诊断方法，其使用上述[3]所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐。
[12]一种试剂盒，其以各自单独的包装单元包含：
上述[1]中所述的化合物或其药理学上可接受的盐、或将靶分子识别单元与上述[1]中所述的化合物或其药理学上可接受的盐结合而得到的化合物或其药理学上可接受的盐；以及
含有选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属的药物。
发明效果
根据本发明，能够提供能够获得放射性标记药物的化合物，其能够从给药早期起减少向肾脏的积聚。
附图说明
图1表示放射性金属标记Fab的小鼠血浆中的稳定性的研究结果。
图2表示(a)肾脏放射性(肾脏中的时间-放射线量曲线)和(b)放射性的肾脏血液比的随时间推移的变化。
图3表示通过SE-HPLC对(a)67Ga-NOTA-MVK-Fab、(b)67Ga-NOTA-MI-Fab、(c)67Ga-NOTA-SCN-Fab的给药后6小时之内的尿中放射性的分析结果。
图4表示通过RP-HPLC对(a)67Ga-NOTA-MVK-Fab、(b)67Ga-NOTA-MI-Fab、(c)67Ga-NOTA-SCN-Fab的给药后6小时之内的尿中放射性的分析结果、和通过RP-HPLC对(d)67Ga-NOTA-Met标准品、(e)67Ga-NOTA-Lys标准品的分析结果。
图5表示67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab和67Ga-NOTA-SCN-Fab的肿瘤肾脏比例。
图6是将各种67Ga标记Fab溶液给药到SY皮下肿瘤模型小鼠3小时后的SPECT/CT图像。
图7表示将64Cu-NOTA-MVK-Fab(在图中表示为64Cu-MVK-Fab)和64Cu-NOTA-Fab(在图中表示为64Cu-SCN-Fab)给药到正常小鼠3小时后的PET图像。
具体实施方式
[化合物等]
<化合物(1)等>
本发明的化合物或其药理学上可接受的盐(下文中也简称为“化合物(1)等”)由下述式(1)表示。
[化学式2]
式中，
A1是氨基酸残基，
m是0～3的整数，
A2是侧链上具有氨基或羧基的氨基酸残基，
A3是氨基酸残基，
n是0～3的整数，
R1是与A2的侧链的氨基或羧基结合且具有能够与靶分子识别单元或其连接基团结合的官能团的基团、或A2的侧链的氨基或羧基的氢原子，
R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基，
其中，R1任选形成碳原子数为3～10的杂环基，所述杂环基含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一。
根据本发明，可以提供能够获得放射性标记药物的化合物，该放射性标记药物能够从给药早期起减少向肾脏的积聚。这样具有低肾积聚特征的本发明的放射性标记药物使腹部的病变部位的检测、诊断变得容易，因为其在放射线成像诊断中作为腹部背景的放射性很小。此外，由于本发明的放射性标记药物具有靶分子识别单元，因此其可以特异性地结合靶位点，有效地在靶位点积聚。由于这样的性质，本发明的放射性标记药物可以提高放射线成像诊断的灵敏度、准确度。
能够获得本发明效果的原因尚不确定，但可以认为如下。需要说明的是，在以下描述中，将使用67Ga作为金属的情况作为示例进行说明。
可以认为，如果在放射性标记药物给药后该药物被吸收至肾细胞时，能够高效地将尿排泄性的放射性代谢物游离出来，则可以减少向肾脏的放射性的积聚。作为放射性代谢物，假定为下述67Ga-NOTA-Bn-Met。
[化学式3]
在非专利文献1的方法中，与目前的标记方法相比，给药后1小时肾脏的放射特性显著降低，但在给药早期则没有降低。这被认为是由于放射性镓标记药物被肾细胞吸收并转运到溶酶体部分后，游离出67Ga-NOTA-Bn-Met。
可以推测，将肾刷状缘膜酶的底物序列导入多肽与67Ga-NOTA-Bn-Met之间，以使在放射性标记药物被肾细胞吸收时能够有效游离出67Ga-NOTA-Bn-Met，由此，在被肾细胞吸收之前，67Ga-NOTA-Bn-Met从多肽中游离出来，而能够抑制放射性物质被肾脏吸收并减少从给药早期起向肾脏的积聚。
可以推测，特别是通过不对氨基酸序列的羧基末端进行化学修饰，促进通过肾刷状缘膜酶的67Ga-NOTA-Bn-Met的游离，以得到本发明的效果。
从减少从给药早期起向肾脏的积聚的观点来看，本发明的化合物(1)等，在式(1)中的A1优选为脂溶性氨基酸残基，更优选为缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或苯丙氨酸的残基，从使得减少从给药早期起向肾脏的积聚的效果更加显著的观点来看，更优选为缬氨酸的残基。
需要说明的是，m是0～3的整数，优选为1。
从在氨基酸序列的侧链上导入能够与多肽或其连接基团结合的官能团的观点来看，A2是侧链具有氨基或羧基的氨基酸残基，优选为赖氨酸、鸟氨酸、精氨酸、天冬氨酸或谷氨酸的残基，更优选为赖氨酸、鸟氨酸或精氨酸的残基，进一步优选为赖氨酸的残基。
需要注意的是，A3可具有其他氨基酸残基。作为A3，可使用任何氨基酸。
n是0～3的整数，优选为0。
R1是具有能够与靶分子识别单元或其连接基团结合的官能团的基团、或者是A2的侧链的氨基或羧基的氢原子，且与A2的侧链的氨基或羧基结合。但是，R1可以形成碳原子数为3～10的杂环基，所述杂环基含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一。
R1起间隔物的作用，可以通过官能团将多肽等靶分子识别单元与本发明化合物结合。R1与A2的侧链的氨基或羧基结合，由此可以不对氨基酸序列的末端进行化学修饰，而将本发明化合物和多肽键合。
R1可以与侧链的氨基的氮原子结合，也可以与侧链的羧基形成酯键。
R1的能够与靶分子识别单元或其连接基团结合的官能团没有特别限制，例如可举出：羧基或其活性酯；马来酰亚胺基、丙烯酰基等具有C＝C键的基团；选自氨基甲酰基、异硫氰酸酯基和氨基中的至少一种官能团(以下也称为“官能团a”)。作为羧基的活性酯，可举出氯乙酰基、溴乙酰基、碘乙酰基等。其中，官能团a优选为具有C＝C键的基团、氨基甲酰基。
R1的碳原子总数没有特别限制，优选为1以上，更优选为2以上，进一步优选为3以上，且优选为20以下，更优选为10以下，进一步优选为8以下。
作为R1，可举出：具有官能团a的总碳原子数为2～20的酰基、具有官能团a的总碳原子数为2～20的烷基、具有官能团a的总碳原子数为2～20的烷基氨基甲酰基、或具有官能团a的总碳原子数为2～20的烷基硫代氨基甲酰基。
当R1形成杂环基时，杂环基优选为马来酰亚胺基。
当R1形成杂环基时，杂环基的碳原子数优选为3～10，更优选为3～5，还更优选为4～5。
R1可以是A2的侧链的氨基或羧基的氢原子。即，A2的氨基或羧基可以是未被修饰的。
在R1中，优选含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一且碳原子数为3～10的杂环基，更优选含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一且碳原子数为3～10的马来酰亚胺基。
R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基。
R2的烃基没有特别限制，优选用作保护基的烃基，例如可举出甲基、乙基、叔丁基、苄基等。
在这些R2中，优选氢原子。
在上述的本发明的化合物(1)中，优选由下式(1a)表示的化合物。
[化学式4]
式(1a)中，R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基，R3为氢原子或甲基，R4和R5分别独立地为氢原子、具有官能团a且总碳原子数为2～20的酰基、具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基、具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基氨基甲酰基、或具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基硫代氨基甲酰基。但是，R4和R5可以形成含有相邻氮原子的杂环，在这种情况下，由下式：
[化学式5]
表示的基团是由下式：
[化学式4]
表示的基团。
R4和R5优选为具有官能团a且总碳原子数为2～20的酰基，更优选为具有氨基甲酰基且碳原子数为3～6的酰基。作为具有氨基甲酰基且碳原子数为3～6的酰基，例如可举出由下式表示的基团：-C(＝O)(CH2)a(＝O)NH2[其中，a是1～4的整数]。
作为所述本发明的化合物(1)的优选具体实例，可举出下述化合物1-1～化合物1-4。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
本发明的化合物(1)等可以是上述化合物的药理学上可接受的盐。
作为药理学上可接受的盐，例如可举出酸加成盐、碱加成盐。
作为酸加成盐，可以是无机酸盐或有机酸盐。
作为无机酸盐，例如可举出盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、氢碘酸盐、硝酸盐、磷酸盐等。
作为有机酸盐，例如可举出柠檬酸盐、草酸盐、乙酸盐、甲酸盐、丙酸盐、苯甲酸盐、三氟乙酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐等。
作为碱加成盐，可以是无机碱盐或有机碱盐。
作为无机碱盐，例如可举出钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、铵盐等。
作为有机碱盐，例如可举出三乙基铵盐、三乙醇铵盐、吡啶鎓盐、二异丙基铵盐等。
<化合物(2)等>
本发明的化合物(2)等是通过将靶分子识别单元与化合物(1)或其药理学上可接受的盐结合而得的化合物或其药理学上可接受的盐。靶分子识别单元可以通过连接基团与化合物(1)或其药理学上可接受的盐结合，也可以直接与其结合。作为连接基团，可举出衍生自2-亚氨基硫烷的亚氨基硫醇。
[靶分子识别单元]
“靶分子识别单元”是指：能够在体内与靶分子的结合等并能识别靶分子的分子、取代基、官能团或原子团。
作为靶分子识别单元，可举出多肽或其他与靶分子结合的配体。
多肽通常是与靶分子结合的多肽，并且优选为与靶分子特异性结合的多肽。特异性结合是指，与靶分子结合，但对于靶分子以外的分子则为不结合、或弱结合。
靶分子是指，通过放射性标记药物而成为诊断对象的靶位点，例如存在于组织或细胞中的分子，优选特异性表达的分子。“特异性表达”是指，在靶位点表达，但在靶位点以外的位点则为不表达、或低表达。
作为靶分子识别单元，例如可举出：与在伴随着炎症、肿瘤细胞浸润等的组织构建中被发现高度表达的蛋白质、或肿瘤细胞中特异性表达的蛋白质结合的配体、以及抗体和抗体的抗原结合区域片段等。
作为抗体，例如可举出抗CD25抗体、抗CD20抗体等单克隆抗体。
作为抗体的抗原结合区域片段，例如可举出Fab片段(下文中也简称为“Fab”)、F(ab')2片段、F(ab)2片段、可变区域片段(下文中也称为“Fv片段”)。
Fab片段是指，通过木瓜蛋白酶分解抗体产生的N-末端侧的产物、和具有与其相同的结构域结构的片段。
F(ab')2片段是指，通过还原抗体F(ab')2的铰链区的二硫键而得到的片段、和具有与其相同的结构域结构的片段。
F(ab)2片段是指，将两分子的Fab片段通过二硫键彼此结合而得到的二聚体。
Fv片段是指，抗体的片段，并且是具有与抗原的结合活性的最小片段。
作为抗体的抗原结合区域片段，更具体而言，可举出与在特定癌细胞中特异性表达的蛋白质相对应的抗体、及其Fab片段或Fv片段。
作为其他靶分子识别单元，可举出：对在肿瘤的新生血管有高表达的整联蛋白具有亲和性的环状五肽，例如环-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Lys(以下也称为“c(RGDfK)”)。此外，可举出：对成骨癌(骨转移)中较多地存在的羟基磷灰石具有亲和性的双膦酸、低聚天冬氨酸、低聚谷氨酸、对存在于巨噬细胞表面的扫描因子受体具有亲和性的肽即fMet-Leu-Phe(fMLP)、与在肿瘤细胞中表达的叶酸受体结合的叶酸及其衍生物等。
需要说明的是，靶分子识别单元不限于这些示例出的多肽，只要其为与靶分子结合的多肽即可任选地使用。
就靶分子识别单元而言，例如可以使用2-亚氨基硫烷等硫醇化试剂来导入与化合物的官能团反应的连接基团并使其结合。该连接基团向Fab片段的导入，可以通过使所述硫醇化试剂在pH7～9的条件下反应，对Fab截面上的氨基附加巯基来实现。
作为靶分子识别单元，例如可以使用具有Asn-urea-Lys位点或Glu-urea-Lys位点的配体。通过该配体，选择性地结合在前列腺癌中表达显着升高的前列腺特异性膜抗原(prostate specific membrane antigen)的受体。
Asn-urea-Lys位点是由下式：
[化学式11]
[式中，*是结合位点]表示的位点。
Glu-urea-Lys位点是由下式：
[化学式12]
[式中，*是结合位点]表示的位点。
本发明的化合物(2)等可用于提供含有该化合物的放射性标记药物的制备用药物。
除该化合物外，放射性标记药物的制备用药物可含有水性缓冲液等pH调节剂、稳定剂如抗坏血酸、对氨基苯甲酸等。
作为本发明的化合物(2)，例如可举出由下述表示的化合物。
[化学式13]
[式中，A1、m、A2、A3、n、R1和R2与式(1)中含义相同，
L1是连接R1和P1的连接基团，
P为0或1，
P1是靶分子识别单元。]
L1通过可与R1的连接基团连接的官能团成键，并且与靶分子识别单元成键。L1优选为衍生自2-亚氨基硫烷的亚氨基硫醇等。
p优选为1。
P1为例如所述靶分子识别单元，优选多肽、或其他与靶分子结合的配体。
<金属络合物(3)等>
本发明的金属络合物或其药理学上可接受的盐(以下也称为“金属络合物(3)等”)具有选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属、以及与所述金属配位的本发明的化合物或其药理学上可接受的盐。
含有本发明的金属络合物(3)等的放射性标记药物，除金属络合物(3)等之外还可以含有未反应的物质或杂质，也可以为含有在制备后通过高效液相色谱(HPLC)法等等纯化而得的金属络合物(3)等的物质。
术语“络合物”是指配体以金属和金属样元素的原子或离子为中心进行配位而得到的物质，也称为配位化合物。配位是指配体与中心金属形成配位键并且围绕中心金属排列。配合物由配体和金属之间的配位键形成。也将由配体和金属形成络合物称为络合。配位键是指，参与一个键的两个价电子仅由一个原子提供的键。
[金属]
作为金属，可举出62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga、18F-Al等。
18F-Al是18F标记的Al，并可以通过例如[Bioconjugate Chem.,2014,25,2038-2045]中描述的方法导入化合物(2)等中。
金属优选为选自67Ga、68Ga、18F-Al、64Cu和67Cu中的至少一种，更优选为选自67Ga、68Ga和18F-Al中的至少一种，进一步优选为选自67Ga和68Ga中的至少一种。
金属不限于这些具体实例，只要其具有适用于使用了放射性标记药物的诊断等的放射线、放射线量、半衰期即可任选地使用。从减少放射线成像诊断中对正常组织和细胞的影响的观点来看，优选使用短半衰期金属放射性同位素。
金属络合物(3)等的制备，可以通过使用与靶分子识别单元结合的所述化合物作为配体，并在体外与金属放射性同位素络合来实现。络合可以通过利用历来已知的络合反应的简便操作来实现。
本发明的金属络合物(3)等，
优选为金属络合物等，其具有选自放射性金属和放射性原子标记金属中的一种金属、和与所述金属配位的将靶分子识别单元与由通式(1)表示的化合物等结合形成的化合物，
更优选为金属络合物等，其具有选自67Ga、68Ga、18F-Al、64Cu和67Cu中的一种金属、和与所述金属配位的将靶分子识别单元与由通式(1)表示的化合物等结合形成的化合物，
更优选为金属络合物等，其具有选自67Ga、68Ga、18F-Al、64Cu和67Cu中的一种金属、和与所述金属配位的将靶分子识别单元与由通式(1a)表示的化合物等结合形成的化合物，
更优选为金属络合物等，其具有选自67Ga、68Ga、18F-Al、64Cu和67Cu中的一种金属、和与所述金属配位的将蛋白质或其他与靶分子结合的配体与由通式(1a)表示的化合物等结合形成的化合物，
需要说明的是，就所述化合物而言，金属优选为选自67Ga和68Ga中的一种。
作为本发明的金属络合物(3)，例如可举出由下述通式(3-1)或通式(3-2)表示的金属络合物。
[化学式14]
[式中，A1、m、A2、A3、n、R1和R2与式(1)中含义相同，
M是62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga或18F-Al]
[化学式15]
[式中，A1、m、A2、A3、n、R1与式(1)中含义相同，
L1、p、P1与式(2)中含义相同，
M是62Cu、64Cu、67Cu、67Ga、68Ga或18F-Al]
本发明的放射性标记药物含有所述放射性标记多肽作为活性成分，并且可以制备为任选地含有一种或两种以上医药上可接受的载体(医药用载体)的药物组合物。作为医药用载体，可例举：水性缓冲液、酸、以及碱等pH调节剂、抗坏血酸或对氨基苯甲酸等稳定剂、D-甘露醇等赋形剂、等渗剂、以及防腐剂等。此外，可以添加用于改善放射化学性纯度的柠檬酸、酒石酸、丙二酸、葡萄糖酸钠、葡庚糖酸钠等化合物。本发明的放射性标记药物可以以水溶液、冷冻溶液或冷冻干燥产品的形式提供。
本发明的试剂盒以单独的包装单元包含所述化合物、和所述含有金属的药物。
本发明的试剂盒例如可举出：以单独的包装单元包含化合物(1)等、含有靶分子识别单元的药物、以及含有选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属的药物的试剂盒；以单独的包装单元包含将靶分子识别单元与化合物(1)等结合而得的化合物、以及含有选自放射性金属和放射性原子标记金属的一种金属的药物的试剂盒。
试剂盒中包含的化合物和药物均可根据需要而含有如上所述的一种或两种以上医药上可接受的载体(医药用载体)。
[制备方法]
本发明的化合物(1)等、以及将靶分子识别单元与该化合物(1)等结合而得到的化合物(2)等可以通过公知的方法合成，例如可以通过本说明书的实施例中描述的方法来制备。
本发明的金属络合物(3)等可以通过使用化合物(2)等作为配体，并在体外与金属放射性同位素络合来制备。络合可以使用公知的方法进行。
[使用容量]
本发明的金属络合物等用作例如用于放射线成像诊断的放射性标记药物。
作为放射线成像诊断，例如可举出单光子放射断层扫描(Single PhotonEmission Computed Tomography，下文中也简称为“SPECT”)、正电子放射断层扫描(Positron Emission Tomography，以下也简称为“PET”)等放射线成像诊断。
诊断没有特别限制，可以用于肿瘤、炎症、传染病、心血管疾病、脑/中枢系统疾病等各种疾病和器官/组织的放射线成像诊断等，优选用于癌症的放射线成像诊断。
通过根据诊断对象的靶点特性来选择靶分子识别单元，可以诊断和治疗多种靶点，本发明的放射性标记药物可以广泛用于诊断领域。
作为本发明的放射性标记药物的给药途径，例如可举出静脉内给药或动脉内给药等非口服给药、口服给药，优选静脉内给药。
给药途径不限于这些途径，只要该途径可以在放射性标记药物的给药后有效地表达其作用即可任选地使用。
本发明的放射性标记药物的放射性强度为通过给药可以达到目的的强度，并且只要是使受试者的放射线暴露尽可能低的临床给药量即可。
放射线强度可以参考使用放射性标记药物的常规诊断方法和治疗方法中所使用的放射性强度来确定。就给药量而言，可以考虑患者的年龄、体重、适当的放射线成像装置、以及目标疾病的状态等条件，来确定可成像的放射能和给药量。
在以人为对象的情况下，各种金属中的放射能量如下所述。
当使用67Ga时，通常假定其用于SPECT，并且诊断药物的给药量没有特别限制，例如67Ga的放射能量为1.1MBq/kg～1.5MBq/kg。
当使用68Ga时，通常假定其用于PET，并且就诊断药物的给药量而言，68Ga的放射能量为1.5MBq/kg～3MBq/kg。
当使用19F-Al时，通常假定其用于PET，并且就诊断药物的给药量而言，19F的放射能量为1.5MBq/kg～4MBq/kg。
当使用64Cu时，通常假定其用于PET和放射线治疗，并且就诊断药物的给药量而言，64Cu的放射能量为1.5MBq/kg～4MBq/kg，放射线治疗的放射能量为0.93GBq/m2～2.22GBq/m2。
当使用67Cu时，通常假定其用于放射线治疗，并且就诊断药物的给药量而言，67Cu的放射能量为0.93GBq/m2～2.22GBq/m2。
如上所述，根据本发明，可以提供能够获得放射性标记药物的化合物，且该放射性标记药物能够从给药早期起减少向肾脏的积聚。如上所述，与现有技术相比，本发明的放射性标记药物给出了清晰的图像，使得能够进行高精度的放射线成像诊断。
[实施例]
以下描述的本发明的实施例仅用于示例，并不限制本发明的技术范围。需要说明的是，以下实验由千叶大学动物伦理委员会批准后进行。
在以下实施例和比较例中，对于取代基、化合物、以及有机溶剂使用下述缩写。
Fmoc：芴基甲氧基羰基
Boc：叔丁氧基羰基
Trt(2-Cl)：2-氯三苯甲基
P-SCN-Bn-NOTA：2-S-(4-异硫氰酸基苄基)-1,4,7-三氮杂环壬烷-1,4,7-三乙酸
Cl-Trt(2-Cl)树脂：2-氯三苯甲基氯树脂(2-Chlorotrityl chloride resin)
Fmoc-Lys(Dde)-OH：N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-N-ε-[1-(4,4-二甲基-2,6-二氧代环己亚基)乙基]-L-赖氨酸
Fmoc-Lys-OH·HCl：N-α-(9-芴基甲氧基羰基)-L-赖氨酸盐酸盐
TFA：三氟乙酸
MeCN：乙腈
DIPEA：N,N-二异丙基乙胺
DMF：二甲基甲酰胺
DIC：N,N'-二异丙基碳二亚胺
HOBt：1-羟基苯并三唑
NMCM：N-甲氧基羰基马来酰亚胺
EDTA：乙二胺四乙酸
DPS：2,2'-联吡啶二硫化物
EtOH：乙醇
FBS：胎牛血清
D-PBS：杜氏磷酸盐缓冲生理盐水
EGTA：乙二醇醚二胺四乙酸
MGTA：DL-2-巯基甲基-3-胍基乙基硫代丙酸
[测定方法、实验动物]
在下述实施例和比较例中，通过以下方法测定各种物理性质等。
[NMR(核磁共振)]
对于1H-NMR分析，使用JEOL ECS-400光谱仪(日本电子株式会社)。
[ESI-MS(电喷雾电离质谱)]
对于ESI-MS分析，使用HPLC 1200系列-6130四极杆LC/MS质谱仪(AgilentTechnologies株式会社)。
[薄层色谱(TLC)]
对于薄层色谱(TLC)分析，使用二氧化硅板(TLC aluminium sheets Silica gel60RP-18F254s，Merck株式会社)，将用0.1M乙酸铵水溶液:甲醇＝1:1的展开溶液展开10cm而得的二氧化硅板每隔5mm进行切割，并通过自动井伽马系统(WIZARD 3，PerkinElmer社)测定各部分的放射性。
[醋酸纤维素膜电泳(CAE)]
在醋酸纤维素膜电泳(以下也称为“CAE”)中，将在电泳膜上切成11cm×1cm尺寸的醋酸纤维素膜(ADVANTEC SELECA-V，东洋滤纸株式会社)用于缓冲液(veronal缓冲液，pH8.6，I＝0.06)或溶剂2(20mM P.B.(pH 6.0))中，并通过恒定电流(1mA/cm2)进行电泳。将电泳后的醋酸纤维素膜每隔5mm进行切割，并且通过自动井伽马系统测定各部分的放射性。
[反相高效液相色谱(RP-HPLC)和分子筛高效液相色谱(SE-HPLC)]
(分析)
对于反相高效液相色谱(以下也称为“RP-HPLC”)分析，使用L-7405(株式会社日立制作所)作为UV检测器、使用L-7100(株式会社日立制作所)作为送液泵、并使用Cosmosil5C18-AR-300柱(4.6×150mm，Nacalai Tesque株式会社)。
使用0.1％(v/v)TFA/H2O(A相)和0.1％(v/v)TFA/MeCN(B相)作为流动相，通过线性梯度法在0～20min内从A相95％(v/v)、B相5％(v/v)变化为A相70％(v/v)、B相30％(v/v)，在20～40min内从A相70％(v/v)、B相30％(v/v)变化为A相0％(v/v)、B相100％(v/v)，以1.0mL/min的流速洗脱。
(分离)
对于通过RP-HPLC的分离，使用连接有Cadenza 5CD-C18保护柱(10×8mm，Intact株式会社)的Cadenza 5CD-C18柱(20×150mm，Intact株式会社)。
使用0.1％(v/v)TFA/H2O(A相)和0.1％(v/v)TFA/MeCN(B相)作为流动相，通过线性梯度法在0～30min内从A相90％(v/v)、B相10％(v/v)变化为A相20％(v/v)、B相80％(v/v)，在30～40min内从A相20％(v/v)、B相80％(v/v)变化为A相0％(v/v)、B相100％(v/v)，以5.0mL/min的流速洗脱。
对于通过分子筛HPLC(下文中也称为“SE-HPLC”)的分析，将Cosmosil5Diol-300II保护柱(7.5×50mm，Nacalai Tesque株式会社)连接到Cosmosil 5Diol-300II(7.5×600mm，Nacalai Tesque株式会社)上，并将0.1M磷酸盐缓冲液(pH 6.8)用作流动相，以1.0mL/min的流速洗脱。
通过RP-HPLC测定在254nm处的吸光度，通过SE-HPLC测定洗脱液在280nm处的吸光度，对于67Ga标记化合物的分析，通过在线连接γ射线检测器Gabi star(Raytest社)，或者使洗脱液通过馏分收集器(Frac-920，GE Healthcare Japan株式会社)以0.5分钟间隔进行分离，然后利用自动井伽马系统测定放射性来进行分析。
[实验动物]
动物实验中，使用6周龄的雄性ddY类SPF小鼠、和雄性BALB/c-nu/nu小鼠(JapanSLC株式会社)。
[配体的合成]
合成例1：化合物R1(NOTA-Bn-Met-OH)的合成
将p-SCN-Bn-NOTA(10mg，0.022mmol)溶于0.1M硼酸缓冲液pH 9.0以使得最终浓度为10～100mg/ml，并通过0.1N NaOH水溶液调节为pH8～9，然后添加L-甲硫氨酸(4.97mg，0.33mmol)，在室温下反应2小时。通过分离用RP-HPLC进行纯化，得到2.5mg化合物R1(4.2μmol，收率19％)的白色固体。
化合物R1：ESI-MS m/z[M+H]+600，found 600。
实施例1：NOTA-MVK(Mal)的合成
根据以下方案合成NOTA-MVK(Mal)。
[化学式16]
方案
2(a)Fmoc-Lys(Dde)-OH；2(b)Fmoc-Val-OH；2(c)Boc-Met-OH；2(d)2％肼/DMF；2(e)乙酸:二氯甲烷:2,2,2-三氟乙醇＝3:6:1；2(f)NMCM；2(g)4N盐酸/乙酸乙酯；2(h)p-SCN-NOTA。
(合成例2(a)：中间体1-1(H-Lys(Dde)-Trt(2-Cl)树脂)的合成)
将Cl-Trt(2-Cl)树脂(195mg，0.313mmol，渡边化学工业株式会社)、Fmoc-Lys(Dde)-OH(250mg，0.469mmol)和DIPEA(327μL，1.876mmol)于二氯甲烷(2mL)中反应1.5小时。通过加入甲醇(1mL)和DIPEA(327μL，1.876mmol)停止反应。将树脂用DMF洗涤，然后用二氯甲烷洗涤。随后，加入20％(v/v)哌啶/DMF(3mL)，并将该混合物在室温下搅拌20分钟以制备中间体1-1。
采集一部分树脂进行Kaiser试验[Analytical Biochemistry,1970,34,595-598]以确认Nα-Fmoc基团的脱保护。用DMF和二氯甲烷洗涤树脂并干燥，然后通过测定在哌啶处理时生成的N-(9-芴基甲基)哌啶的A301处的吸光度来确定Fmoc-Lys(Dde)-OH向树脂的导入量(0.280mmol，收率89.5％)[Journal of Organic Chemistry,2004,69,4586-4594]。
(合成例2(b)：中间体1-2的合成(H-Val-Lys(Dde)-Trt(2-Cl)树脂)
通过Fmoc固相合成法将2.5当量的Fmoc-Val-OH(237mg，0.783mmol)、DIC(108μL，0.783mmol)、HOBt(107mg，0.783mmol)溶于DMF(3mL)中并加入中间体1-1(0.280mmol)，在室温下搅拌2小时。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认缩合反应是否完成，然后用DMF洗涤树脂。接着，加入20％(v/v)哌啶/DMF(3mL)，并在室温下搅拌20分钟以制备中间体1-2。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认Nα-Fmoc基团的脱保护。
(合成例2(c)：中间体1-3(Boc-Met-Val-Lys(Dde)-Trt(2-Cl)树脂)的合成)
通过Fmoc固相合成法将2.5当量的Boc-Met-OH(249mg，0.783mmol)、DIC(108μL，0.783mmol)、HOBt(107mg，0.783mmol)溶于DMF(3mL)中并加入中间体1-2(0.280mmol)，在室温下搅拌2小时以制备中间体1-3。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认缩合反应是否完成，然后用DMF和二氯甲烷洗涤树脂。
(合成例2(d)：中间体1-4(Boc-Met-Val-Lys(H)-Trt(2-Cl)树脂)的合成)
将中间体1-3(0.280mmol)在2％(v/v)肼/DMF(3mL)中于室温下搅拌1小时后，用DMF和二氯甲烷洗涤树脂，然后进行减压干燥，以制备中间体1-4。
(合成例2(e)：中间体1-5(Boc-Met-Val-Lys(H)-OH)的合成)
将中间体1-4(0.280mmol)在乙酸:2,2,2-三氟乙醇:二氯甲烷＝3:1:6(2mL，容量比)的混合液中于室温下搅拌2小时。过滤除去树脂后，减压蒸馏滤液，并向残余物中添加乙醚(3mL)以使其结晶化。过滤收集晶体，用乙醚洗涤，并进行减压干燥，以得到84mg中间体1-5(0.177mmol，收率63％)的白色固体。
中间体1-5：1H-NMR(CD3OD):δ0.97-0.99[6H，m，CH3 ]1.44[9H，s，OtBu]1.65-2.11[12H，m，CH2 ，CH，SCH3 ]2.48-2.56[2H，m，CH2 NH2]2.88-2.93[2H，t，SCH2 ]4.15-4.87[3H，m，CHCO]；ESI-MS m/z[M+H]+477found 477。
(合成例2(f)：中间体1-6(Boc-Met-Val-Lys(Mal)-OH)的合成)
在冰冷却下，将中间体1-5(6.60mg，13.9μmol)溶于饱和NaHCO3水溶液(100μL)中，并加入NMCM(3.22mg，20.8μmol)。在冰冷却下搅拌2小时后，加入5％(wt/wt)柠檬酸溶液进行中和。利用氯仿(5mL×3)萃取后，用硫酸钠干燥，减压蒸馏滤液，以得到7.26mg中间体1-6(13.1μmol，收率94.1％)的白色固体。
中间体1-6：1H-NMR(CDCl3)：δ0.90-0.95[6H，m，CH3 ]1.32-1.44[2H，m，CH2 ]1.44[9H，s，Boc]1.48-1.70[2H，m，CH2 CH2-马来酰亚胺]1.70-1.92[1H，m，CH]1.92-2.10[2H，m，CH2 CO]2.10-2.28[5H，m，CH2 CH2SCH3，SCH3 ]2.54[2H，t，SCH2 ]3.48-3.53[2H，m，CH2 -马来酰亚胺]4.05-4.44[3H，m，CHCO]6.72[2H，s，马来酰亚胺]；ESI-MS m/z[M+H]+557，found 557。
(合成例2(g)：中间体1-7(H-Met-Val-Lys(Mal)-OH)的合成)
将中间体1-6(7.26mg，13.1μmol)溶于4N HCl/乙酸乙酯中，并在室温下搅拌1小时。减压蒸馏除去溶剂，并与己烷共沸，以得到5.92mg中间体1-7的盐酸盐(12.1μmol，收率92.4％)的白色固体。
中间体1-7：ESI-MS m/z[M+H]+457，found 457。
(合成例2(h)：化合物1-1(NOTA-Met-Val-Lys(Mal)-OH)的合成)
将中间体1-7的盐酸盐(5mg，10.2μmol)溶于无水DMF(100μL)中，并加入三乙胺(6μL)。加入p-SCN-Bn-NOTA(7.4mg，16.4μmol)后，在室温下搅拌2小时，然后用H2O稀释10倍，并通过分离用RP-HPLC进行纯化，以得到化合物1-1(下文中也称为“NOTA-MVK(mal)”)2.8mg(3.1μmol，收率28.2％)的白色固体。
化合物1-1：1H-NMR(D2O)：0.90-0.95[6H，m，CH3 ]1.28-1.30[2H，m，CH2 ]1.52-1.56[2H，m，CH2 CH2-马来酰亚胺]1.75-1.86[2H，m，CH2 CO]2.04-2.10[6H，m，CH，CH2 CH2SCH3，SCH3]2.50-2.57[2H，m，SCH2 ]2.57-3.88[21H，m，CH2 -马来酰亚胺，CH2 ，CH，CH2 COOH]4.13-4.25[3H，m，CHCO]6.72[2H，s，马来酰亚胺]7.2607.34[4H，m，苯基]；ESI-MS m/z[M+H]+907，found 907；HRMS m/z[M+H]+calculated for C40H59N8O12S2 907.36938,observed907.36338。
参考例1：NOTA-MVK(Bzo)的合成
根据以下方案合成NOTA-MVK(Bzo)。
[化学式17]
(合成例3(a)：N-(苯甲酰氧基)琥珀酰亚胺的合成)
将苯甲酸(1g，8.20mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(1.04g，9.02mmol)溶于30ml无水DMF中，在0℃、氩气氛围下，滴加溶解于10mL无水DMF中的二环己基碳二亚胺(1.86g，9.02mmol)。升回室温并搅拌12小时后，滤去沉淀，减压蒸馏除去溶剂，以得到2.06g N-(苯甲酰氧基)琥珀酰亚胺的粗产物的白色固体。该化合物含有少量尿素，但直接用于下一步反应。1H-NMR(CDCl3)：δ2.91(4H，t，CH2 )，8.00-8.24(5H，m，Ar-H)；ESI-MS m/z[M+H]+220，found 220。
(合成例3(b)：中间体2-1Fmoc-Lys(Bzo)-OH的合成)
将N-(苯甲酰氧基)琥珀酰亚胺(27mg，0.12mmol)溶于二氯甲烷(1mL)中，滴加溶于milliQ(1mL)中的Fmoc-Lys-OH·HCl(50mg，0.12mmol)和碳酸氢钠(20mg，0.12mmol)，然后在室温下剧烈搅拌。搅拌24小时后，用1N盐酸酸化，然后用二氯甲烷(5ml×3)萃取，用无水硫酸镁将有机层干燥。减压蒸馏除去溶剂后，通过毛细管柱色谱法进行纯化，并用己烷:乙酸乙酯:乙酸＝1:2:0.1作为洗脱溶液，以得到中间体2-1(Fmoc-Lys(Bzo)-OH)57mg(0.12mmol，49％)。1H-NMR(CDCl3):δ1.48-1.94(6H,m,CH2 ),3.46(2H,t,CH2 ),3.73-4.40(4H,m,CH,CH2 ),7.23-8.06(13H,m,Ar-H)；ESI-MS m/z[M+H]+473,Found 473.
(合成例3(c)：中间体2-2H-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂的合成)
将Cl-Trt(2-Cl)树脂(32mg，0.052mmol，渡边化学工业株式会社)、Fmoc-Lys(Bzo)-OH(37mg，0.078mmol)和DIPEA(36μL，0.209mmol)于二氯甲烷(0.5mL)中反应1.5小时。加入甲醇(0.2mL)和DIPEA(36μL，0.209mmol)以停止反应。将树脂用DMF洗涤，然后用二氯甲烷洗涤。接着，添加20％哌啶/DMF(3mL)，在室温下搅拌20分钟，以制备中间体2-2(H-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂)。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认Nα-Fmoc基团的脱保护。将树脂用DMF和二氯甲烷洗涤并干燥后，测定在哌啶处理时生成的N-(9-芴基甲基)哌啶的A301处的吸光度，以确认Fmoc-Lys(Bzo)-OH的向树脂的导入量(0.040mmol，76％)。
(合成例3(d)：中间体2-3H-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂的合成)
通过Fmoc固相合成法将2.5当量的Fmoc-Val-OH(22mg，0.065mmol)、N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC，10μL，0.065mmol)、1-羟基苯并三唑(HOBt，10mg，0.065mmol)于DMF(3mL)与H-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂(0.026mmol)在室温下搅拌2小时。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认缩合反应是否完成，然后用DMF洗涤树脂。随后，加入20％哌啶/DMF(3mL)，在室温下搅拌20分钟，以制备中间体2-3(H-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂)。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认Nα-Fmoc基团的脱保护。
(合成例3(e)：中间体2-4H-Met-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂的合成)
以H-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂(0.026mmol)为起始物质，通过Fmoc固相合成法将2.5当量的Fmoc-Met-OH(24mg，0.065mmol)、N,N'-二异丙基碳二亚胺(10μL，0.065mmol)、HOBt(9.9mg，0.065mmol)于DMF(1mL)中在室温下搅拌2小时。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认缩合反应是否完成，然后加入20％哌啶/DMF(3mL)，并在室温下搅拌20分钟，以获得中间体2-4(H-Met-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂)。采集一部分树脂进行Kaiser试验以确认Nα-Fmoc基团的脱保护。
(合成例3(f)：中间体2-5H-Met-Val-Lys(Bzo)-OH的合成)
将H-Met-Val-Lys(Bzo)-Trt(2-Cl)树脂在室温下于乙酸:2,2,2-三氟乙醇:二氯甲烷＝3:1:6(2mL)的混合液中搅拌2小时。过滤除去树脂后，减压蒸馏除去滤液，通过向残余物中加入二乙醚(3mL)来使其结晶化。过滤收集结晶，用二乙醚洗涤，然后进行减压干燥，以得到中间体2-4(H-Met-Val Lys(Bzo)-OH)的乙酸盐(9.7mg，69.0％)的白色晶体。1H-NMR(D2O):δ0.90-0.92(6H,m,CH3 ),1.37-1.88(6H,m,CH2 ),1.97-2.06(6H,m,SCH3 ,COCHCH,SCH2CH2 )，2.44-2.49(2H,m,SCH2 )，3.30-3.38(2H,m,NHCH2 )，4.04-4.17(3H,m,COCH),7.48-7.73(5H,m,Ar-H)；ESI-MS m/z[M+H]+481,Found 481；m.p.:179-180℃。
(合成例3(g)：NOTA-MVK(Bzo)的合成)
将P-SCN-Bn-NOTA(5.6mg，12.5μmol)溶于0.1M硼酸盐缓冲液pH 9.0中以使最终浓度为10～100mg/ml，并通过0.1N氢氧化钠水溶液将pH调节至8～9，然后加入H-MetValLys(Bzo)-OH(4.0mg，8.3μmol)，在室温下反应2小时。通过分离型RP-HPLC进行纯化，以得到下式所示的NOTA-MVK(Bzo)2.5mg(2.69μmol，32.4％)的白色固体。1H-NMR(DMSO-d6):δ0.85-0.90(6H,m,CH3 ),1.23-1.68(6H,m,CH2 ),1.98-2.10(6H,m,SCH3 ,COCHCH,SCH2CH2 ),2.41-4.28(26H,m,CH2 ,CH,SCH2 ,COCH),7.43-8.16(9H,m,Ar-H)；ESI-MS m/z[M+H]+931,Found931；HRMS m/z[M+H]+calculated for C43H63N8O11S2 931.40577,observed 931.41015；m.p.:146-148℃.
[化学式18]
参考例2：NOTA-MIK(Bzo)的合成
除了用Fmoc-Ile-OH代替合成例2(b)中的Fmoc-Val-OH之外，以与参考例1中相同的方式合成以下所示的NOTA-MIK(Bzo)。
[化学式19]
[双官能性螯合剂结合Fab的制备]
(合成例4-1：Fab的制备)
将C-kit(9mg，12A8，免疫生物研究所)溶于含有10mM Na2EDTA和20mM半胱氨酸的20mM磷酸盐缓冲液(pH 7.0，1.5mL)，并添加500μL固定化木瓜蛋白酶50％浆料(ThermoFisher Scientific公司)，在37℃下孵育42小时。反应完成后，加入2mL 10mM Tris盐酸缓冲液(Tris-HCl)(pH 7.5)，用0.45μm过滤器过滤，并回收滤液。使用10kDa超滤膜将滤液替换为20mM磷酸缓冲液(pH7.0)并浓缩至1mL。此后，使用蛋白A柱进行纯化以获得Fab。通过将0.1M磷酸缓冲液(pH 6.8)作为洗脱溶剂并以1.0mL/min的流速洗脱的SE-HPLC来确认获得的Fab，并通过测定A280来计算浓度。
(合成例4-2：IT-Fab的制备)
使用含有充分脱气的2mM EDTA的0.16M硼酸缓冲液(pH 8.0)以制备Fab溶液(200μL，2.0mg/mL)，并在该缓冲液中添加2-亚氨基四氢噻吩(2-IT)(7.5μL，2.0mg/mL)，在37℃下反应30分钟。反应后，使用旋转柱法[Analytical Biochemistry,1984,142,68-78]除去反应溶液中过量的2-IT，该方法使用通过含有充分脱气的2mM EDTA的0.1M磷酸缓冲液(pH6.0)平衡化了的Sephadex G-50Fine。使用2,2'-联吡啶二硫化物(DPS)测定每个Fab分子中导入的硫醇基团的数量[Archives of Biochemistry and Biophysics,1967,119,41-49]。
[结合有Fab的配体的制备]
实施例2：NOTA-MVK-Fab的制备
将溶解在DMF中的NOTA-MVK(mal)(50mg/mL)1.25μL加入到通过2-IT硫醇化的Fab溶液(100μL)中，并在37℃下反应1小时。接着，使用0.1M磷酸缓冲液(pH 6.0)制备碘乙酰胺溶液(10mg/mL)，将其添加12.5μL后，在37℃下反应1小时，将未反应的硫醇基进行烷基化。此后，通过旋转柱法进行纯化以获得下述化合物2-1(下文中也称为“NOTA-MVK-Fab”)，该方法使用由0.25M乙酸缓冲液(pH 5.5)平衡化了的Sephadex G-50Fine。每个Fab分子中导入的源自NOTA-MVK(mal)的单元数，通过将在加入碘乙酰胺之前使用DPS测得的[Archives ofBiochemistry and Biophysics,1967,119,41-49]硫醇数减去先前求得的硫醇数来求得。
[化学式20]
比较例1：NOTA-MI-Fab的制备
除了将NOTA-MVK(mal)改变为下述NOTA-MI(mal)(根据[BioconjugateChem.2014,25,2038-2045]中描述的方法合成而得的物质)之外，以与实施例1相同的方式，制备NOTA-MI-Fab。
[化学式21]
比较例2：NOTA-SCN-Fab的制备
使用0.1M硼酸缓冲液(pH 9.0)制备Fab溶液(100μL，5.0mg/mL)，并加入溶于0.1M硼酸缓冲液(pH 9.0)的p-SCN-Bn-NOTA(5.0mg/mL)2.25μL，在室温下搅拌12小时。反应后，通过旋转柱法进行纯化以得到NOTA-SCN-Fab，该方法使用由充分脱气的0.25M乙酸缓冲液(pH 5.5)平衡化了的Sephadex G-50Fine。
[放射性金属标记Fab的制备]
实施例3：67Ga-NOTA-MVK-Fab的制备
将67GaCl3(5μL，Fujifilm RI Pharma株式会社)与0.25M乙酸缓冲液(pH5.5，5μL)混合，并使其在室温下静置5分钟。将NOTA-MVK-Fab溶液(10μL)混合后，在37℃下孵育1小时。加入20mM EDTA溶液(20μL)后，通过旋转柱法进行纯化以制备下述金属络合物3-1(下文中也称为“67Ga-NOTA-MVK-Fab”)，该方法使用由0.1M磷缓冲液(pH 7.0)平衡化了的Sephadex G-50Fine。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
[化学式22]
比较例3：67Ga-NOTA-MI-Fab的制备
除了将NOTA-MVK-Fab溶液改变为NOTA-MI-Fab溶液之外，以与实施例3相同的方式制备67Ga-NOTA-MI-Fab。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
比较例4：67Ga-NOTA-SCN-Fab的制备
除了将NOTA-MVK-Fab溶液改变为NOTA-SCN-Fab溶液之外，以与实施例3相同的方式制备67Ga-NOTA-SCN-Fab。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
参考例3：非放射性Ga-NOTA-Bn-Met的合成
将GaCl3(1.2mg，6.77μmol)溶于0.25M乙酸钠缓冲液(50μL)中，并加入化合物R1(3.0mg，4.51μmol)。在室温下反应1小时后，通过分析用RP-HPLC进行纯化，以得到0.5mg非放射性Ga-NOTA-Bn-Met(0.83μmol，收率18.5％)的白色固体。
非放射性Ga-NOTA-Bn-Met：ESI-MS m/z[M+H]+600，found 600。
参考例4：67Ga-NOTA-MVK(Bzo)的制备
除了将NOTA-MVK-Fab溶液改变为NOTA-MVK(Bzo)溶液之外，以与实施例3相同的方式制备67Ga-NOTA-MVK(Bzo)。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
参考例5：67Ga-NOTA-MIK(Bzo)的制备
除了将NOTA-MVK-Fab溶液改变为NOTA-MIK(Bzo)溶液之外，以与实施例3相同的方式制备67Ga-NOTA-MIK(Bzo)。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
实施例4：64Cu-NOTA-MVK-Fab的制备
将64CuCl2(5μL)与0.1M柠檬酸铵缓冲液(pH 5.5，5μL)混合，并在室温下静置5分钟。将NOTA-MVK-Fab溶液(10μL)混合后，在37℃下孵育1小时。加入20mM EDTA溶液(20μL)后，通过旋转柱法进行纯化以制备下述金属络合物3-2(下文中也称为“64Cu-NOTA-MVK-Fab”)，该方法使用由0.1M磷缓冲液(pH 7.0)平衡化了的Sephadex G-50Fine。在TLC、CAE、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
[化学式23]
比较例5：64Cu-NOTA-SCN-Fab的制备
除了将NOTA-MVK-Fab溶液改变为NOTA-SCN-Fab溶液之外，以与实施例4相同的方式制备67Ga-NOTA-SCN-Fab。在TLC、SE-HPLC中确认了放射化学性收率为95％以上。
[特征研究]
[与BBMVs的孵育试验]
(肾刷状缘膜囊泡)
从Wistar类雄性大鼠(200-250g)的肾脏，制备肾刷状缘膜囊泡(BBMVs)。所有操作都是在冰上完成的。向皮质中加入重量为2～3倍的300mM甘露醇、和含有5mM EGTA的12mMTris盐酸缓冲液(pH 7.1)，并用Polytron匀浆器(PT-3100Kinematica Gmg H Littau，瑞士)均化2分钟，并用相同的缓冲液进行稀释以制成10％匀浆。随后，在用蒸馏水稀释为2倍后，加入1.0M MgCl2水溶液以使得最终浓度为10mM，并静置15分钟。之后，将匀浆以1,900g进行离心，并将上清液以24,000g再离心30分钟。将沉淀再悬浊于相当于皮质重量的20倍的150mM甘露醇、和含有2.5mM EGTA的6mM Tris盐酸缓冲液(pH7.1)中，并用Teflon(注册商标)匀浆器(1,000rpm，10次)进行均化。然后加入1.0M MgCl2水溶液以使得最终浓度为10mM，并将悬浊液放置15分钟，之后将匀浆以1,900g离心，并将上清液以24,000g再离心30分钟。将获得的沉淀悬浊在相当于皮质重量10倍的0.1M磷酸缓冲液(pH 7.0)中，并再次用Teflon均化器(1,000rpm，10次)进行均化。然后将匀浆以24,000g离心30分钟，以沉淀的形式得到BBMVs。将BBMVs的沉淀再悬浊在0.1M磷酸缓冲液(pH7.0)中，并通过0.4×19mm的针十次，由此使囊泡的大小保持恒定。将蛋白质进行稀释以使得浓度为10mg/mL，并用于孵育实验。关于制得的BBMVs，通过使用对硝基苯基-β-D-半乳糖吡喃糖苷来测定作为溶酶体标记酶的β-半乳糖苷酶活性，由此来评价溶酶体部分的混入。此外，使用L-γ-谷氨酰-对硝基苯胺、L-亮氨酸-对硝基苯胺测定了γ-谷氨酰转移酶、氨肽酶的活性。
(孵育试验)
BBMVs和67Ga-NOTA-MVK(Bzo)的孵育实验采用以下方法进行。将以使得蛋白质浓度为10mg/mL的方式而制备而得的BBMVs(10μL)在37℃下预孵育10分钟。67Ga-NOTA-MVK(Bzo)在由RP-HPLC除去过量的配体后，再溶解于D-PBS(-)中。将67Ga-NOTA-MVK(Bzo)溶液(10μL)加入BBMVs溶液中，并在37℃孵育2小时后，采集一部分溶液并通过RP-TLC进行分析。另外，加入40μL EtOH，通过以15,000g离心1分钟来沉淀蛋白质，用D-PBS(-)稀释回收而得的上清液，并通过RP-HPLC进行分析。
在酶抑制剂存在下，通过BBMVs的代谢通过如下方式进行评价：将各酶抑制剂(5μL)加入同样预孵育了的BBMVs(10μL)中，并使得各酶抑制剂的最终浓度为1mM，在37℃下孵育10分钟，然后加入67Ga-NOTA-MVK(Bzo)溶液(5μL)。作为羧肽酶M抑制剂的MGTA、作为肾二肽酶抑制剂的西司他丁、作为血管紧张素转换酶抑制剂的卡托普利、和作为中性内肽酶的特异性抑制剂的磷酰胺被用作抑制剂。67Ga-NOTA-MVK(Bzo)和67Ga-NOTA-MIK(Bzo)的比较通过与上述相同的方法来进行，并用RP-HPLC和TLC进行分析。
结果，67Ga-NOTA-MVK(Bzo)游离出80.6％的67Ga-NOTA-Met，而67Ga-NOTA-MIK(Bzo)游离出94.8％的67Ga-NOTA-Met。从这些结果可以看出，当包含67Ga-NOTA-MVK(Bzo)的序列结构或67Ga-NOTA-MIK(Bzo)的序列结构时，向肾脏的积聚被抑制得很低。
[放射性金属标记Fab的小鼠血浆中稳定性的研究]
将实施例和比较例中制备的放射性金属标记Fab溶液(30μL)分别加入到小鼠血浆(270μL)中，并在37℃下孵育。通过在1、3、6、24小时后，利用TLC和CAE分析每组中的三个溶液样品，以算出未变化体的放射性比例。图1表示放射性金属标记Fab的小鼠血浆中稳定性的研究结果。需要说明的是，在该图中，67Ga-NOTA-MVK-Fab的结果表示为“MVK”、67Ga-NOTA-MI-Fab的结果表示为“MI”、67Ga-NOTA-SCN-Fab的结果表示为“SCN”(以下相同)。其结果，即使在24小时后，95％以上的放射性存在于Fab部分。
[放射性金属标记Fab的小鼠体内动力学的研究]
用磷酸缓冲生理盐水(1mM，pH 7.4)稀释实施例和比较例中制备的放射性金属标记Fab。将Fab浓度被调整为5μg/100μL的各放射性金属标记Fab溶液(0.3μCi/100μL/只)从小鼠尾静脉进行给药。在给药后10分钟、30分钟、1小时、3小时、6小时、24小时，处死各组中的5只小鼠，采集血液和重要器官，测定其重量后，通过自动井伽马系统测定放射性。此外，采集在给药后最多6小时、24小时的粪尿，并通过自动井伽马系统测定粪尿中含有的放射性。
将67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab对正常小鼠给药后，体内放射性分布的随时间推移的变化如表1所示。图2表示(a)肾脏放射性(肾脏中的时间-放射线量曲线)和(b)放射性肾脏血液比的随时间推移的变化。
[表1]
表1
单位为“％ID/g”，但＊的单位为“％ID”
就67Ga-NOTA-SCN-Fab而言，从给药早期起在肾脏中就观察到高放射性，即使在给药6小时后，仍观察到63％ID/g的高放射性。此外，67Ga-NOTA-MI-Fab在给药1小时后显示出最大值44％ID/g，但之后随时间推移而减少，6小时后在肾脏中观察到放射性为23％ID/g。另一方面，就67Ga-NOTA-MVK-Fab而言，从给药早期起显示出低值的向肾脏的积聚，30分钟后显示出最大值20％ID/g，但之后随时间推移而减少，6小时后显示出8％ID/g，其明显低于67Ga-NOTA-SCN-Fab和67Ga-NOTA-MI-Fab。此外，即使在肾脏血液比中，67Ga-NOTA-MVK-Fab也显示出明显低于67Ga-NOTA-SCN-Fab和67Ga-NOTA-MI-Fab的值。
[尿中放射性的分析]
将实施例和比较例中制备的放射性金属标记Fab(20μCi，100μL)通过小鼠尾静脉进行给药，并将到6小时后为止收集的尿通过0.45μm过滤器过滤，然后通过SE-HPLC分析化学形式。此外，通过向回收的尿中加入2倍量的EtOH使蛋白质沉淀，并在以15,000g离心5分钟后回收上清液。回收上清液后，用300μL的66质量％EtOH溶液(100μL D-PBS(-)+200μLEtOH)洗涤颗粒物，并再进行离心、回收上清液两次，通过“(上清液的活性)/[(上清液的活性)+(颗粒物中残留的活性)]×100”的计算式，算出上清液中的回收率(上清液中能够回收的放射性的比例)。然后，用D-PBS(-)稀释上清液，以使EtOH浓度为15质量％以下，并用RP-HPLC进行分析。
67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab的到给药6小时后为止的尿中所排泄的放射性的分析结果如(图3和图4)所示。
图3表示(a)67Ga-NOTA-MVK-Fab、(b)67Ga-NOTA-MI-Fab、(c)67Ga-NOTA-SCN-Fab的到给药6小时后为止的尿中放射性的SE-HPLC分析结果。在SE-HPLC分析中，70～80％ID/g的放射性均存在于保留时间为24～25分钟的小分子级份中。
图4表示(a)67Ga-NOTA-MVK-Fab、(b)67Ga-NOTA-MI-Fab、(c)67Ga-NOTA-SCN-Fab的到给药6小时后为止的尿中放射性的RP-HPLC分析结果、以及(d)67Ga-NOTA-Bn-Met标准品(所述非放射性Ga-NOTA-Bn-Met)、(e)67Ga-NOTA-Bn-Lys标准品的RP-HPLC的分析结果。通过乙醇沉淀法除去蛋白质后的RP-HPLC分析结果为，67Ga-NOTA-SCN-Fab与67Ga-NOTA-Bn-Lys同样、放射性主要溶出于保留时间为8分钟的部分，与之相对，67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab与67Ga-NOTA-Bn-Met同样，主要放射性溶出于保留时间为15.5分钟的部分。67Ga-NOTA-Bn-Lys标准品根据“Bioconjugate Chem.,1997,8,365-369”中描述的方法来合成。
以上，根据尿中的放射性的分析，通过图3中所示的SE-HPLC分析可以发现，大部分放射性排泄在小分子部分中，并且从图4中所示的RP-HPLC的结果来看，就67Ga-NOTA-MVK-Fab而言，小分子部分的主要放射性为67Ga-NOTA-Bn-Met。
[SY皮下肿瘤模型小鼠体内分布试验]
(细胞培养)
使用150mm Cell Culture Dish-Treated(True Line公司)培养SY细胞。使用以使FBS(株式会社日本生物材料中心)为10％(v/v)且青霉素/链霉素(5000单位-5000μg/ml，Invitrogen，Life Technologies Japan公司)为1％(v/v)的方式添加有FBS和青霉素/链霉素的RDMI-1640与L-谷氨酸和酚红(和光纯药工业株式会社)，在37℃、5％(v/v)CO2、饱和水蒸气压下进行孵育。
(动物实验模型)
对于使用了皮下肿瘤模型小鼠的体内动力学实验，将3×106个SY细胞移植到左腿大腿部，并使用在4～5周后肿瘤尺寸增加至0.4g～1.0g的BALB/c-nu/nu小鼠(雄性，8～10周龄)。
(体内分布试验)
用磷酸缓冲生理盐水(1mM，pH 7.4)稀释通过上述方法制备的、实施例和比较例中制得的放射性金属标记Fab。将Fab浓度被调整为5μg/100μL的各放射性金属标记Fab溶液(0.3μCi/100μL/只)通过所述皮下肿瘤模型小鼠的尾静脉进行给药。在给药3小时、6小时后(6小时后仅对67Ga-NOTA-MVK-Fab和67Ga-NOTA-SCN-Fab)每组处死5只小鼠，采集血液和重要器官并测定重量后，通过自动井伽马系统测定放射性。
[表2]
表2
单位为“％ID/g”，但＊的单位为“％ID”
将67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab对SY皮下肿瘤模型小鼠给药后，体内放射性分布如表2所示。图5表67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab的肿瘤肾脏比。给药3小时后，67Ga-NOTA-MVK-Fab显示出0.63的高肿瘤肾脏比。另一方面，就67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab而言，在给药后3小时后于肾脏中分别观察到64％ID/g、97％ID/g的高放射性，且分别显示出0.16、0.09的低值的肿瘤肾脏比。
(SPECT成像)
用磷酸缓冲生理盐水(1mM，pH 7.4)稀释根据上述方法制备的、实施例和比较例中制备的放射性金属标记Fab。将Fab浓度被调整为5μg/100μL的各放射性金属标记Fab溶液(100μCi/100μL/只)从所述SY皮下肿瘤模型小鼠的尾静脉进行给药。使用SPECT/CT设备(SPECT4CT，Trifoil Imaging，CA)，在开口直径1mm、5孔准直器360度收集、64次成像、1分钟/成像的条件下，从给药后2.5小时起对各组中的两只小鼠进行成像。
将67Ga-NOTA-MVK-Fab、67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab对SY皮下肿瘤模型小鼠进行给药后的SPECT/CT图像如图6中所示。图6是将各67Ga标记Fab溶液对SY皮下肿瘤模型小鼠给药三小时后的SPECT/CT图像。表示了肿瘤(T)、肾脏(K)、膀胱(B)。给药3小时后，67Ga-NOTA-MVK-Fab向肾脏的积聚较少，并清楚地对肿瘤成像。另一方面，就67Ga-NOTA-MI-Fab、67Ga-NOTA-SCN-Fab而言，虽然也对肿瘤成像，但在肾脏中也观察到高放射性。
以上，放射性标记药物向肾脏的积聚较低，并能够提高放射线成像诊断的灵敏度、准确度。
(PET成像)
将64Cu-NOTA-MVK-Fab和64Cu-NOTA-Fab对正常小鼠进行给药(0.09-0.14mCi)，在3小时后进行30分钟的PET(Inveon，Siemens Medical Solutions，USA)成像。
图7表示在将64Cu-NOTA-MVK-Fab(在图中表示为64Cu-MVK-Fab)和64Cu-NOTA-Fab(在图中表示为64Cu-SCN-Fab)对正常小鼠给药时的3小时后的PET图像。64Cu-NOTA-MVK-Fab向肾脏的积聚较少。另一方面，就64Cu-NOTA-SCN-Fab而言，在肾脏中观察到高放射性。
以上，发现64Cu-NOTA-MVK-Fab的放射性标记药物向肾的积聚较低。
Claims (15)
1.一种由下述式(1)表示的化合物或其药理学上可接受的盐，
[化学式1]
式中，
A1是氨基酸残基，
m是0～3的整数，
A2是侧链上具有氨基或羧基的氨基酸残基，
A3是氨基酸残基，
n是0～3的整数，
R1是与A2的侧链的氨基或羧基结合且具有能够与靶分子识别单元或其连接基团结合的官能团的基团、或者是A2的侧链的氨基或羧基的氢原子，
R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基，
其中，R1任选形成碳原子数为3～10的杂环基，所述杂环基含有A2的侧链的氨基的氮原子作为成环原子之一。
2.根据权利要求1所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
A1是缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或苯丙氨酸的残基。
3.根据权利要求1或2所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
A2是赖氨酸、鸟氨酸或精氨酸的残基。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，m为1。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，n为0。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
所述化合物由下述式(1a)表示，
[化学式2]
式中，R2分别独立地为氢原子或碳原子数为1～8的烃基，R3为氢原子或甲基，R4和R5分别独立地为氢原子、具有官能团a且总碳原子数为2～20的酰基、具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基、具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基氨基甲酰基、或具有官能团a且总碳原子数为2～20的烷基硫代氨基甲酰基，
其中，R4和R5任选形成含有相邻氮原子的杂环，在这种情况下，由式
[化学式3]
表示的基团是由式
[化学式4]
表示的基团。
7.一种化合物或其药理学上可接受的盐，其通过使靶分子识别单元与权利要求1～6中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐结合而得到。
8.根据权利要求7所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
所述靶分子识别单元是与靶分子结合的多肽。
9.根据权利要求8所述的化合物或其药理学上可接受的盐，其中，
所述多肽是抗体的Fab片段。
10.一种金属络合物或其药理学上可接受的盐，其具有：
选自放射性金属和放射性原子标记金属中的一种金属、以及
与所述金属配位的权利要求1～9中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐。
11.根据权利要求10所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐，其中，
所述金属是67Ga、68Ga、18F-Al、64Cu或67Cu。
12.一种放射性标记药物的制备用药物，其包含权利要求1～9中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐。
13.权利要求1～9中任一项所述的化合物或其药理学上可接受的盐在制造放射性标记药物中的用途。
14.一种放射性标记药物，其包含权利要求10或11所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐。
15.一种放射线成像诊断药物，其包含权利要求10或11所述的金属络合物或其药理学上可接受的盐。
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