CN112587679B - 放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于放射性核素标记的放射性化学和临床核医学技术领域，涉及放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂及其制备方法和应用。所述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂为Al¹⁸F‑NODA‑JR11。本发明用双功能螯合剂NOTA偶联环状多肽JR11得到NODA‑JR11，并以放射性核素¹⁸F进行标记，得到相应的放射性分子探针能够与肿瘤表达的生长抑素受体结合，从而通过核医学手段能够准确定位SSTR阳性的肿瘤组织，达到疾病靶向分子影像诊断的目的。

Description

放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及放射性核素标记的放射性化学和临床核医学技术领域，具体地，涉及一种放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂及其制备方法，同时还提供其作为肿瘤显像的应用。

背景技术

随着核医学的发展，分子影像特别是正电子发射计算机断层显像(PET)的应用在肿瘤诊断和治疗方面显示出了巨大的和潜能优势。神经内分泌瘤是一组起源于肽能神经元和神经内分泌细胞的异质性肿瘤，大多数神经内分泌肿瘤细胞表达生长抑素受体(SSTR)，目前正电子放射性核素⁶⁸Ga标记生长抑素类似物用于神经内分泌肿瘤显像在临床上应用广泛，其有助于肿瘤的早期诊断及预后评估等。¹⁸F的半衰期为109min，100％发射β+射线且射程短，其优异的物理性质以及可从加速器生产获取大量¹⁸F^-用于放射性标记的优势，使其可提供足量的产品，能够满足更多肿瘤患者的显像需求。

生长抑素在中枢内分泌系统和脑外组织分布广泛，是调节组织内外分泌的重要环肽激素家族，通过与靶细胞的SSTR结合发挥作用。肿瘤细胞组织上常有一些SSTR的过度表达，如在神经内分泌肿瘤(胃肠胰神经内分泌肿瘤、垂体瘤、嗜铬细胞瘤等)和神经系统肿瘤(神经母细胞瘤、脑膜瘤等)中都有SSTR的过表达。研究表明生长抑素及其类似物具有抗肿瘤活性，不仅能阻滞肿瘤细胞周期，诱导肿瘤细胞调亡，还能抑制肿瘤血管生成并拮抗其促肿瘤生长的作用。

经典的生长抑素类似物如奥曲肽(Octreotide)等，已广泛用于神经内分泌肿瘤、胃肠道肿瘤等生长抑素受体阳性肿瘤的诊断和治疗。但该类生长抑素受体激动剂在临床应用上也有局限性，放射性核素标记的奥曲肽在显像研究中显示出在肝脏、脾、胰腺有较高摄取，影响对该区域SSTR阳性肿瘤的诊断。

从多肽的结构来看，JR11的主体结构是环状八肽，由奥曲肽结构经过对游离基团的修饰后衍生得到，从而改变化合物的性质和对SSTR的亲和力。研究报道生长抑素受体拮抗剂JR11相对于激动剂奥曲肽能够结合更多的SSTR靶点，与生长抑素受体结合不易解离，且结合后不发生内化进入细胞内，小鼠体内研究显示其体内清除更快。这些特点使其在显像和治疗时具有更高的靶/非靶比值，更好的显像和治疗效果。放射性核素标记JR11的放化合成，为开发生长抑素受体拮抗剂用于SSTR阳性肿瘤诊断和治疗奠定了基础。

发明内容

本发明的目的是提供一类新型生长抑素受体拮抗剂及其制备方法，同时还提供其作为肿瘤显像药物的应用。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂，所述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂为Al¹⁸F-NODA-JR11。

本发明的第二方面提供上述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂的制备方法，包括以下步骤：采用双功能螯合剂NOTA(1,4,7-triazacyclononane-N,N',N”-triaceticacid)将环状多肽JR11(D-p-Cl-Phe-c[D-Cys-Aph(Hor)-D-Aph(Cbm)-Lys-Thr-Cys]-D-Tyr-NH₂)偶联，再用放射性核素Al¹⁸F标记，得到所述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂。

根据本发明一种具体实施方式，放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂的制备方法包括以下步骤：

(1)生长抑素受体拮抗剂JR11的NOTA修饰：

对JR11多肽p-Cl-Phe端的短链伯胺进行蛋白修饰，用1,4,7-叠氮酸钠-N,N',N”-三羧酸修饰后，得到NODA-JR11(NODA＝1,4,7-triazacyclononane-N,N',N”-diaceticacid)；

(2)¹⁸F对多肽的标记：

向标记前体NODA-JR11中加入¹⁸F淋洗液，缓冲液，AlCl₃溶液，加热反应，得到Al¹⁸F-NODA-JR11。

更具体地，步骤(2)包括：向标记前体NODA-JR11中加入含¹⁸F^-的0.8％-1.0％NaCl溶液，0.4-0.6M KHP溶液，1-3mM AlCl₃溶液，置于100-120℃加热10-20min，标记率小于90％时，用Sep-pak C18 Column分离纯化，得到Al¹⁸F-NODA-JR11，其放射化学纯度大于95％。

本发明的第三方面提供上述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂在制备SSTR靶向性的肿瘤显像药物中的应用。

本发明用双功能螯合剂NOTA偶联环状多肽JR11得到NODA-JR11，并以放射性核素¹⁸F进行标记，得到相应的放射性分子探针能够与肿瘤表达的生长抑素受体(SSTR)结合，从而通过核医学手段能够准确定位SSTR阳性的肿瘤组织，达到疾病靶向分子影像诊断的目的。

Al¹⁸F-NODA-JR11体外稳定性显示，其在0.9％NaCl和5％HAS中2小时时间内均能保持良好的稳定性，Radio-HPLC检测其放射化学纯度保持在95％以上。

Al¹⁸F-NODA-JR11的PET显像显示，Al¹⁸F-NODA-JR11能够准确定位SSTR阳性肿瘤，并在转染高表达SSTR2的HEK293-SSTR2荷瘤鼠肿瘤部位的摄取随时间的延长而保持稳定。

借由上述技术方案，本发明放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂及其制备方法至少具有以下优点及有益效果：

(1)本发明设计合成了新型的放射性核素标记生长抑素受体拮抗剂，相比⁶⁸Ga标记，¹⁸F标记的优势是能够扩大产量，让更多的患者使用，且用于显像时图像的分辨率大大提高，并且，本发明采用AlF标记技术，相对于传统F标记的亲核取代反应，更加简便快速，能够在20min左右完成。

(2)本发明的Al¹⁸F-NODA-JR11可用于正电子核医学显像，用于SSTR阳性肿瘤的定位诊断。

本发明所合成的分子探针对SSTR有更高的亲和力和功能活性，新型生长抑素拮抗剂的合成及分子影像研究，拓宽了以奥曲肽为代表的生长抑素类似物显像剂和治疗药物的应用范围，经进一步药物使用临床试验评价后，其有望成为具良好前景的生长抑素拮抗剂显像剂。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。

图1示出了本发明Al¹⁸F-NODA-JR11在HEK293-SSTR2荷瘤鼠中的体内分布(n＝3)。

图2示出了本发明Al¹⁸F-NODA-JR11标记化合物的体外稳定性分析。

图3示出了本发明较佳实施例在高表达SSTR2的HEK293细胞系种植的BALB/c裸鼠静脉注射3.7MBq Al¹⁸F-NODA-JR11的PET显像图。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。

实施例

(1)参考对奥曲肽的修饰方法，对JR11多肽p-Cl-Phe端的短链伯胺进行蛋白修饰，用1,4,7-叠氮酸钠-N,N',N”-三乙酸(NOTA)修饰后，形成SSTR靶向分子探针NODA-JR11。

(2)向标记前体NODA-JR11中加入0.5M KHP，2mM AlCl₃，185MBq的¹⁸F^-淋洗液，110℃反应15min，Sep-pak C18 Column分离纯化，得到Al¹⁸F-NODA-JR11，测定标记率及放射化学纯度。

(3)标记率的测定采用高效液相色谱分析(HPLC)分析，分析条件：Agilent ZORBAXEclipse Plus C18，150×4.6mm，3.5μm，1.0mL/min；0.1％TFA Water(A)，0.1％TFAAcetonitrile(B)；0-15min(B)：22％。结果显示Al¹⁸F-NODA-JR11标记率大于50％，放射化学纯度大于95％。

(4)Al¹⁸F-NODA-JR11在HEK293-SSTR2荷瘤鼠体内的分布实验，取25g左右的HEK293-SSTR2荷瘤鼠，尾静脉注射1.85MBq/200μL的Al¹⁸F-NODA-JR11，分别于0.5h，1h，2h处死。分别取血、心、肝、脾、肾、肺、胃、小肠、大肠、肌肉、骨、脑、胰腺、肿瘤，测定其放射性计数及相应的重量，计算％ID/g，具体结果见图1，每一组中左侧柱代表30min，中间柱代表60min，右侧柱代表120min。

(5)Al¹⁸F-NODA-JR11标记化合物的体外稳定性分析，分别取20μL(1.3MBq)分离样品Al¹⁸F-NODA-JR11加入到300μL 0.9％NaCl溶液中，置于30℃条件下孵育，在5min，30min，1h和2h时分别取出25μL，30μL，40μL，55μL溶液进行Radio-HPLC监测；配制5％人血清(HSA)溶液，分别向1mL 5％HSA中加入50μL(3.25MBq，10min稳定性)，60μL(3.9MBq，30min稳定性)，80μL(5.2MBq，1h稳定性)，100μL(6.5MBq，2h稳定性)分离样品Al¹⁸F-NODA-JR11，于30℃条件下孵育。分别于10min，30min，1h和2h时向其中加入1mL乙腈沉降蛋白，离心得300μL上清液，分别取60μL进行Radio-HPLC监测。具体结果见图2。Al¹⁸F-NODA-JR11体外稳定性显示，其在0.9％NaCl和5％HAS中2小时时间内均能保持良好的稳定性。

(6)Al¹⁸F-NODA-JR11在动物体内的PET显像图，取右上肢腋下种植HEK293-SSTR2细胞的BALB/c裸鼠(十周龄)，肿瘤直径1.0-2.0cm，通过尾静脉注射3.7MBq的分离后标记产物Al¹⁸F-NODA-JR11 0.2mL，分别于注射后30min和1h进行PET/CT显像。Block对照组裸鼠则是在通过尾静脉注射入相同放射性活度的Al¹⁸F-NODA-JR11和50μg JR11，30min时进行显像。显像前将裸鼠在小动物麻醉系统中用混有3％(体积分数)异氟烷的氧气麻醉，显像过程中维持含1％(体积分数)异氟烷的氧气麻醉，显像时间为15min。具体结果见图3。图为注射Al¹⁸F-NODA-JR11后30min显像，1h显像，以及Block对照显像。红色箭头所示方向为肿瘤位置。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (4)

1.一种放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂，其特征在于，所述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂为Al¹⁸F-NODA-JR11；

所述放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂的制备方法包括以下步骤：

（1）生长抑素受体拮抗剂JR11的NOTA修饰：

对JR11多肽p-Cl-Phe端的短链伯胺进行蛋白修饰，用1,4,7-叠氮酸钠-N,N',N''-三羧酸修饰后，得到NODA-JR11；

（2）¹⁸F对多肽的标记：

向标记前体NODA-JR11中加入¹⁸F^-淋洗液，缓冲液，AlCl₃溶液，加热反应，得到Al¹⁸F-NODA-JR11；所述缓冲液为KHP溶液。

2.权利要求1所述的放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）生长抑素受体拮抗剂JR11的NOTA修饰：

对JR11多肽p-Cl-Phe端的短链伯胺进行蛋白修饰，用1,4,7-叠氮酸钠-N,N',N''-三羧酸修饰后，得到NODA-JR11；

（2）¹⁸F对多肽的标记：

向标记前体NODA-JR11中加入¹⁸F^-淋洗液，缓冲液，AlCl₃溶液，加热反应，得到Al¹⁸F-NODA-JR11；所述缓冲液为KHP溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，步骤（2）包括：

向标记前体NODA-JR11中加入含¹⁸F^-的0.8%-1.0% NaCl溶液，0.4-0.6M KHP溶液，1-3mMAlCl₃溶液，置于100-120℃加热10-20min，标记率小于90%时，用Sep-pak C18 Column分离纯化，得到Al¹⁸F-NODA-JR11，其放射化学纯度大于95%。

4.权利要求1所述的放射性核素标记的生长抑素受体拮抗剂在制备SSTR靶向性的肿瘤显像药物中的应用。

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