CN114502528A - 成像和治疗组合物 - Google Patents

成像和治疗组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN114502528A
CN114502528A CN202080066265.5A CN202080066265A CN114502528A CN 114502528 A CN114502528 A CN 114502528A CN 202080066265 A CN202080066265 A CN 202080066265A CN 114502528 A CN114502528 A CN 114502528A
Authority
CN
China
Prior art keywords
radionuclide
conjugate
compound
pharmaceutically acceptable
imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080066265.5A
Other languages
English (en)
Inventor
P·S·唐纳利
A·诺尔
S·E·鲁德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Melbourne
Original Assignee
University of Melbourne
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2019903504A external-priority patent/AU2019903504A0/en
Application filed by University of Melbourne filed Critical University of Melbourne
Publication of CN114502528A publication Critical patent/CN114502528A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C259/00—Compounds containing carboxyl groups, an oxygen atom of a carboxyl group being replaced by a nitrogen atom, this nitrogen atom being further bound to an oxygen atom and not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C259/04—Compounds containing carboxyl groups, an oxygen atom of a carboxyl group being replaced by a nitrogen atom, this nitrogen atom being further bound to an oxygen atom and not being part of nitro or nitroso groups without replacement of the other oxygen atom of the carboxyl group, e.g. hydroxamic acids
    • C07C259/06—Compounds containing carboxyl groups, an oxygen atom of a carboxyl group being replaced by a nitrogen atom, this nitrogen atom being further bound to an oxygen atom and not being part of nitro or nitroso groups without replacement of the other oxygen atom of the carboxyl group, e.g. hydroxamic acids having carbon atoms of hydroxamic groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/16—Amides, e.g. hydroxamic acids
    • A61K31/165—Amides, e.g. hydroxamic acids having aromatic rings, e.g. colchicine, atenolol, progabide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/587—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring
    • C07C49/593—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring of a three- or four-membered ring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/403—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with carbocyclic rings, e.g. carbazole
    • A61K31/404—Indoles, e.g. pindolol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • A61K47/66—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid the modifying agent being a pre-targeting system involving a peptide or protein for targeting specific cells
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/0402—Organic compounds carboxylic acid carriers, fatty acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/0497—Organic compounds conjugates with a carrier being an organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/08—Peptides, e.g. proteins, carriers being peptides, polyamino acids, proteins
    • A61K51/088—Peptides, e.g. proteins, carriers being peptides, polyamino acids, proteins conjugates with carriers being peptides, polyamino acids or proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02—Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C233/00—Carboxylic acid amides
    • C07C233/57—Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C233/62—Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C275/00—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C275/04—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups having nitrogen atoms of urea groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C275/06—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups having nitrogen atoms of urea groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic and saturated carbon skeleton
    • C07C275/16—Derivatives of urea, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups having nitrogen atoms of urea groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic and saturated carbon skeleton being further substituted by carboxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/04—Saturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C49/12—Ketones containing more than one keto group
    • C07C49/15—Ketones containing more than one keto group containing rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D417/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00
    • C07D417/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings
    • C07D417/06—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D415/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing only aliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
    • C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D471/06—Peri-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04—Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06—Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/02—Systems containing only non-condensed rings with a three-membered ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本申请中讨论的本发明涉及基于异羟肟酸的化合物，当与合适的金属中心结合时，它们可用作成像剂和治疗剂，特别是用于肿瘤成像。

Description

成像和治疗组合物
早期申请的交叉引用
本申请要求对2019年9月20日提交的题为“成像和治疗组合物”的澳大利亚临时专利申请2019903504的优先权，其内容通过引用全文并入本文。
发明领域
本发明涉及基于异羟肟酸的化合物，其在结合到适当的金属中心时可用作成像和治疗剂，特别是用于肿瘤的成像与治疗。本发明还涉及包含所述化合物的组合物，以及使用所述化合物对患者进行成像和治疗的方法。
发明背景
锆-89(89Zr)是一种发射正电子的放射性核素，用于医学成像应用。特别是，它用于正电子发射断层扫描(PET)中，用于癌症检测和成像。它比用于医学成像的其他放射性核素(例如18F)有更长的半衰期(t1/2＝79.3小时)。例如，18F的t1/2为110分钟，这意味着使用它时需要接近回旋加速器及快速-高产率的合成技术来制备加入它的试剂。89Zr没有受到同样问题的困扰，因此89Zr在医学成像应用中特别有吸引力。
去铁胺(DFO)是一种细菌铁载体(siderophore)，自20世纪60年代末以来被用于治疗血色素沉着症。DFO中的三个异羟肟酸基团与Fe3+螯合形成配位键，本质上使DFO成为螯合Fe3+的六齿配体。由于89Zr的配位构型，DFO也在PET成像的应用中被用作89Zr的螯合剂(Holland，j.p.等人(2012)Nature 10：1586)。
还制备了其他基于DFO的放射性同位素螯合剂用于PET成像应用。其中包括N-琥珀酰-去铁胺-四氟苯酚酯(N-suc-DFO-TFP酯)，对-异硫氰基苯酰-去铁胺(DFO-Bz-NCS，也称为DFO-Ph-NCS)，去铁胺-马来酰亚胺(DFO-马来酰亚胺)和去铁胺-方甲酰胺(DFO-sq)。所有这些螯合剂都可以与抗体或抗体片段结合，以提供一种将成像剂靶向待成像肿瘤的手段。
然而，本领域仍然需要开发与放射性同位素一起使用的新试剂，该试剂具有优化的生物相容性，包括增强的肿瘤亲和力及在脱靶组织中的低摄取率。
说明书中对任何现有技术的引用并不是承认或暗示该现有技术构成任何司法管辖区的常识的一部分，不可合理地预期该现有技术可被理解/视为与本领域技术人员的提供的其他现有技术相关的技术。
发明概述
本发明人已经发现，式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物(如下所述)，及其与前列腺特异性膜抗原(PSMA)靶向剂的缀合物(当与放射性核素如89Zr或68Ga形成复合物时)，是一种有效的PET显像或治疗剂：
Figure BDA0003556829650000021
其中，X选自下组：
被C1-C10烷基、乙二胺四乙酸(EDTA)或其衍生物任选取代的芳基；
(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8，其中R7和R8可以独立地选自C1-C10烷基或C1-C10烷基苯基，其中C1-C10烷基可以被n个酰胺基团间断，其中n为0-3；
Y1和Y2独立地选自：羧酸、酯、酸酐和胺。
因此，在一个方面，本发明涉及如本文所定义的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物，或其药学上可接受的盐。
在一个优选的实施例中，X选自苯基、苄基或EDTA官能化的苯基。进一步优选，X选自下组：
Figure BDA0003556829650000022
在本实施例的一个优选方面，Y1是羧酸。
在另一个优选实施例中，X是(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8。优选地，X选自下组：
Figure BDA0003556829650000031
在本实施方式的一个优选方面，Y1和Y2独立地为胺或羧酸。Y1和Y2最好相同。
优选地，式(I)所示的化合物或其药学上可接受的衍生物、或其药学上可接受的盐可以选自下组：
Figure BDA0003556829650000041
Figure BDA0003556829650000051
Figure BDA0003556829650000052
以及
Figure BDA0003556829650000053
在另一个方面，本发明还涉及以下的缀合物：
-式(I)所示的化合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000054
或其药学上可接受的盐，其中X和Y1如本文所定义，和
-PSMA靶向剂。
PSMA靶向剂是对前列腺特异性膜抗原具有选择性的部分。优选地，所述PSMA靶向剂是肽或脲连接的二肽，更优选Lys-脲-Glu。
优选地，式(I)所示化合物与PSMA靶向剂缀合物，或其药学上可接受的盐可以选自：
(1)
Figure BDA0003556829650000061
(2)
Figure BDA0003556829650000062
(3)
Figure BDA0003556829650000063
以及
(4)
Figure BDA0003556829650000064
在另一个方面，本发明涉及以下的放射性核素标记缀合物：
-式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000065
或其药学上可接受的盐，其中X和Y1如本文所定义，
-PSMA靶向剂，和
-与其形成复合物的放射性核素。
PSMA靶向剂是对前列腺特异性膜抗原具有选择性的部分。PSMA靶向剂可能是肽。优选地，PSMA靶向剂是脲连接的二肽，更优选Lys-脲-Glu。
在另一个方面，本发明提供了式(II)所示缀合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000071
或其药学上可接受的盐，其中R为CH2O或COO。在一个实施方式中，R是CH2O。在另一个实施方式中，R是COO。
在另一个方面，本发明涉及以下的放射性核素标记缀合物：
-式(II)所示缀合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000072
或其药学上可接受的盐，其中R如本文所定义，和
-与其形成复合物的放射性核素。
在本发明的任何方面或实施方式中，式(I)或(II)所示的本发明化合物、缀合物或放射性核素缀合物或本文所示的任何结构中的DFO可以取代为其药学上可接受的衍生物，例如DFO类似物如DFO*。式(I)和式(II)的药学上可接受的衍生物如下所示：
Figure BDA0003556829650000081
在上述方面的任何实施方式中，所述放射性同位素可以是适于PET成像的诊断性放射性同位素。放射性核素可能是锆、镓或铟的放射性同位素。锆的放射性同位素可能是89Zr。镓的放射性同位素可能是68Ga。铟的放射性同位素可能是111In。
在上述方面的任何实施方式中，所述放射性同位素可以是治疗性放射性同位素。放射性核素可能是镓、镥、钪、钛、锰或铟的放射性同位素。镓的放射性同位素可能是67Ga。镥的放射性同位素可能是177鲁。钪的放射性同位素可能是43/44Sc。钛的放射性同位素可能是45Ti。锰的放射性同位素可能是52Mn。铟的放射性同位素可能是111In。
在另一方面，本发明涉及一种对患者进行成像的方法，所述方法包括：
-向患者施用本文定义的放射性核素标记的缀合物，和
-给病人做影像。
在另一方面，本发明涉及一种对细胞或体外活检样本进行成像的方法，所述方法包括：
-对细胞或体外活检样品施用如本文所定义的放射性核素标记的缀合物，以及
-成像该细胞或体外活检样本。
在另一方面，本发明涉及一种治疗患者癌症的方法，所述方法包括：
-向患者提供如本文定义的放射性核素标记的缀合物，从而
-治疗患者。
在另一个方面，本发明涉及如本文所定义的放射性核素标记的缀合物的制造，用于治疗患者的癌症。
在另一个方面，本发明涉及如本文所定义的放射性核素标记的缀合物，用于治疗患者的癌症。
在另一个方面，本发明涉及治疗患者癌症的方法，所述方法包括向所述患者施用如本文定义的放射性核素标记的缀合物，从而治疗所述患者的癌症。
如本文所用，除非上下文另有要求，术语“包含”不旨在排除其他添加剂、组分、整数或步骤。如本文所用，“包括”和“包含”可互换使用。
本发明的详细方面和前述段落中所描述方面的详细实施例将从以下说明中变得显而易见，所述说明将通过示例的方式并参考附图给出。
附图简要说明
图1：说明性单、二聚体PSMA配体的结构。
图2：注射89Zr-dfusq PSMA示踪剂后1和18小时，携带LNCaP异种移植瘤的小鼠的代表性全身微pet和CT图像(未对89Zr进行CT-(2))。
图3：a)示踪剂摄取到LNCaP肿瘤的时间活性曲线。分析了每个研究的PET图像，结果显示为平均值±SEM，n＝3。用t检验分析肿瘤SUVmax的数据在每个时间点的差异。n.S.P＝不显著，*P<0.05；从上到下的曲线为：89Zr-(4)，89Zr-(3)，89Zr-(1)和89Zr-(2)，b)离体生物分布分析。小鼠在注射后1和18小时被安乐死，示踪剂摄取表示为注射剂量/克组织的百分比。数据代表n＝3只小鼠/组的平均值±SEM。
图4：离体生物分布分析。注射后1和18小时对小鼠实施安乐死。收集组织，称重并在伽玛计数器上计数。示踪剂摄取表示为注射剂量/克组织的百分比。数据代表n＝3只小鼠/组的平均值±SEM。
图5：注射68Ga-dfosq PSMA示踪剂后1和2小时后，具有LNCaP异种移植瘤的小鼠的代表性全身微PET和CT图像。
图6：(左)将PSMA示踪剂摄取到体内的LNCaP肿瘤中。分析了每个研究的PET图像，结果显示为平均值±SEM，n＝3。(右)离体生物分布分析。小鼠在注射(1)(上图)或(3)(下图)后1和2.5小时，安乐死。收集组织，称重并使用伽玛计数器计数。示踪剂摄取表示为注射剂量/克组织的百分比。数据代表n＝3只小鼠/组的平均值±SEM。
图7：PSMA阳性LNCap细胞摄取89Zr-PSMA示踪剂，左图，细胞表面结合活性。右图，内化活性。摄取表示为添加的放射性(AR)/mg蛋白的百分比。结果表示为平均值±SEM，n＝3个技术重复。
图8：89Zr-(3)的放射高效液相色谱痕量。
图9：89Zr-(4)的放射高效液相色谱痕量。
图10：DFO-Sq缀合的奥曲酸盐(octreotate)和奥曲肽(octreotide)分子的结构。
图11：89Zr-DFOSqTIDE/TATE肽的放射性高效液相色谱痕量(方法，89Zr-DFOSqTIDE：在15分钟内20-100％缓冲液B(0.05％TFA ACN)至A(0.05％TFA，以MillIQ为单位)89Zr-DFOSqTATE：在15分钟内0-95％缓冲液B(0.05％TFA ACN)至A(0.05％TFA，以毫q为单位)。顶部迹线是89Zr-dfusqtide，底部迹线为89Zr-DFOSqTATE。
图12：在不同时间点成像的注射89Zr-DFOSqTIDE和89Zr-DFOSqTATE的小鼠的代表性PET图像。
图13：a)示踪剂摄取到AR42J肿瘤的时间活性曲线和肿瘤与肝脏比率。分析了每个研究的PET图像，结果显示为平均值±SEM，n＝3。数据分析(t检验)各时间点的肿瘤SUVmax的差异。**P<0.01；b)离体生物分布分析。注射DFOSqTIDE或DFOSqTATE后1和18小时对小鼠实施安乐死。收集组织，称重并在伽玛计数器上计数。示踪剂摄取表示为注射剂量/克组织的百分比。数据代表n＝3只小鼠/组的平均值±SEM。
图14：68Ga-DFOSqTIDE/TATE肽的放射性高效液相色谱痕量(方法，20-100％缓冲液B(0.05％TFA ACN)到A(0.05％TFA，15分钟，以MillIQ为单位)。顶部迹线为68Ga-DFOSqTIDE，底部迹线为68Ga-DFOSqTATE。
图15：注射68GaDFOSq-TIDE和68GaDFOSq-TATE示踪剂的小鼠在不同的时间点成像的代表性PET图像。使用标准摄取值(SUV最大＝组织中的放射性/注射活性/BW)量化图像中的摄取，显示在(c)中。
图16：小鼠模型离体生物分布研究，其中给小鼠注射68GaDFOSq-TIDE和68GaDFOSq-TATE(2-3MBq，1μg，0.5nmol)，然后在给药后1小时或2小时安乐死。定量了肿瘤和主要器官中每克组织的注射活性量(％IA/g)。
实施方式详述
应该理解，本说明书中披露和定义的本发明扩展至本说明书文本或附图中提及或显示的两个或更多个单独特征所构成的所有可变组合，这些不同的组合构成了本发明的各种可选方面。
本发明的进一步的方面和前述段落中所描述方面的进一步的实施例将从以下描述中变得显而易见，所述描述通过示例的方式并参考附图给出。
现在详细参考本发明的某些实施例。尽管我们将结合实施例来描述本发明，本发明的目的并不是将本发明限制于所述实施例。相反，本发明旨在覆盖所有可包括在如权利要求所限定的本发明的范围内的替代、修改和等同物。
本发明涉及如本文所定义的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物，其与前列腺特异性膜抗原(PSMA)靶向剂的缀合物，及其放射性核素缀合物。
在一个方面，本发明提供式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000111
其中，X选自下组：
任选被C1-C10烷基、乙二胺四乙酸(EDTA)，或其衍生物取代的芳基；
(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8，其中R7和R8可以独立选自C1-C10烷基或C1-C10烷基苯基，其中C1-C10烷基可以被n个氨基基团打断，其中n为0-3；
Y1和Y2独立地选自：羧酸、酯、酸酐和胺。
式(I)所示化合物是适于与PSMA靶向剂缀合的“DFO-方酰胺(squaramide)”(在本文中也称为“DFOSq”)的衍生物。本发明人已经出乎意料地发现，在基于DFO的部分和靶向剂之间添加芳族或芳基接头基团可改善肿瘤靶向性。通过将多个靶向剂缀合到基于DFO的部分上，也可以改善肿瘤靶向性。出乎意料地是，通过利用芳族接头基团将多个靶向剂与基于DFO的部分缀合，进一步改善了肿瘤靶向性。
包含以二聚体形式排列的PSMA靶向剂的式(I)所示化合物出乎意料地表现出改善的肿瘤靶向性。有利的是，包含以二聚体排列的PSMA靶向剂的式(I)所示合物在肿瘤中具有更高的化合物总摄取率并且增加了其对靶向肿瘤的特异性。与以单体形式排列的靶向剂相比，包含二聚体排列的PSMA靶向剂的式(I)所示化合物注射后在肿瘤中有更长的保留时间，长达2小时。
式(I)的药学上可接受的衍生物可6以由DFO-类似物(如DFO*)制备而来(Patra等.Chem.Commun.,2014，50，11523-11525)。DFO*是DFO类似物，是扩展形式的DFO，具有额外的异羟肟酸，且易于由DFO制备。DFO*是Zn4+的八齿螯合剂，与DFO复合物相比，89Zn-DFO*配合物具有增加的体外稳定性。DFO*和DFO*-方酰胺适用于与PSMA靶向剂缀合。此外，与模型蛋白偶联的DFO*衍生物在荷瘤小鼠中显示出良好的肿瘤摄取率和显著降低的骨骼摄取率。其体外稳定性和体内性质的优化表明，DFO*、DFO*-方酰胺或其衍生物也可适于包括在本发明的化合物中。
在本发明的任何方面或实施方式中，式(I)或(II)所示的本发明化合物、缀合物或放射性核素缀合物或本文所示的任何结构中的DFO均可被其药学上可接受的衍生物所替代，例如DFO-类似物如DFO*。DFO*的结构如下所示：
Figure BDA0003556829650000121
在本发明的任何方面或实施方式中，式(I)所示化合物的DFO*类似物具有下式的结构：
Figure BDA0003556829650000122
在本发明的任何方面或实施方式中，式(II)所示化合物的DFO*类似物具有下式的结构：
Figure BDA0003556829650000131
在本发明的任何方面或实施方式中，式(I)所示的化合物或其药学上可接受的衍生物或其药学上可接受的盐的DFO*类似物可以选自下组：
Figure BDA0003556829650000132
Figure BDA0003556829650000141
Figure BDA0003556829650000142
以及
Figure BDA0003556829650000151
与仅包含二聚体排列的PSMA靶向剂的式(I)所示化合物相比，同时包含芳基接头和PSMA靶向剂的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物出乎意料地具有更好的肿瘤靶向性。
与仅包含二聚体排列的PSMA靶向剂的式(I)所示化合物相比，同时包含芳基接头和PSMA靶向剂的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物表现出增强的细胞内化。
本发明的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物在注射后18小时显示出显著的清除率(50％或更大)。
本发明人发现，与许多已知的用作PET显像剂的放射性核素螯合剂(特别是其他基于DFO的螯合剂)相比，式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物与PSMA靶向剂的放射性标记缀合物表现出改善的肿瘤靶向性和组织选择性。
本发明还提供式(II)所示缀合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure BDA0003556829650000152
或其药学上可接受的盐，其中R为CH2O或COO。在一个实施方式中，R是CH2O。在另一个实施方式中，R是COO。
式(II)所示缀合物是“DFO-方酰胺”(在本文中也称为“DFOSq”)的衍生物，其包含生长抑素亚型2受体(sstr2)靶向剂。术语“sstr2靶向剂”是指具有靶向生长抑素亚型2受体的能力的肽。该靶向剂可以是肽。在一个实施方式中，R是CH2O，sstr2靶向剂为奥曲肽。在另一个实施例中，R是COO，sstr2靶向剂是奥曲酸盐。
有利的是，与不存在sstr蛋白的肿瘤相比，在存在sstr蛋白的情况下，式(II)化合物或其药学上可接受的衍生物在注射后2小时显示出在肿瘤中的保留有所增加。
其中R为COO的式(II)所示化合物甚至进一步提供优化的肿瘤靶向性。其中R为COO的式(II)所示化合物在注射后2小时显示在靶向肿瘤中的摄取增加和保留增加。式(II)所示化合物在注射后18小时显示出显著(50％或更大)清除率。
本文公开的化合物的“药学上可接受的盐”是本领域中通常认为适合用于与人或动物的组织接触而没有过度毒性或致癌性，并且优选没有刺激、过敏反应或其他问题或并发症的酸或碱盐。此类盐包括碱性残基如胺的无机盐和有机酸盐，以及酸性残基如羧酸的碱或有机盐。
合适的药学上可接受的盐包括但不限于酸的盐，例如盐酸，磷酸，氢溴酸，苹果酸，乙醇酸，富马酸，硫酸，氨基磺胺酸，磺胺酸，甲酸，甲苯磺酸，甲磺酸，苯磺酸，乙烷二磺酸，2-羟乙基磺酸，硝酸，苯甲酸，2-乙酰氧基苯甲酸，柠檬酸，酒石酸，乳酸，硬脂酸，水杨酸，谷氨酸，抗坏血酸，pamoic，琥珀酸，富马酸，马来酸，丙酸，羟化，氢碘酸，苯乙酸，链烷酸(如乙酸，HOOC-(CH2)n-COOH，其中n是从0到6的任何整数，即0、1、2、3、4、5或6)等。类似地，药学上可接受的阳离子包括但不限于钠、钾、钙、铝、锂和铵。本领域技术人员将进一步认识到本文提供的化合物的其他药学上可接受的盐。通常，药学上可接受的酸或碱盐可以通过任何常规化学方法由含有碱性或酸性部分的母体化合物合成。简而言之，可以通过使这些化合物的游离酸或碱形式与化学计量适当的碱或酸在水中或有机溶剂(例如醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈)或两者的混合中反应来制备此类盐。
显而易见的是，式(I)或(II)所示的化合物或缀合物可以但不需要以水合物、溶剂化物或非共价络合物(对除放射性核素以外的金属)的形式存在。此外，各种晶型和多晶型物都在本发明的范围内，本发明提供的化合物的前药也是如此。
“前药”是一种化合物，它可能不完全满足本文提供的化合物的结构要求，但在对受试者或患者给药后在其体内被修饰后可产生如本文提供的放射性标记的缀合物。例如，前药可以是放射性标记缀合物的酰化衍生物。前药包括其中羟基或胺基与任何基团键合的化合物，该基团在施用于哺乳动物受试者时分别裂解形成游离羟基或胺基。前药的实例包括但不限于放射性标记的缀合物内的胺官能团的乙酸盐、甲酸盐、磷酸盐和苯甲酸盐衍生物。可以通过修饰化合物中存在的官能团以使修饰在体内裂解以产生母体化合物的方式制备前药。
如本文所用，“取代基”是指与目标分子内的原子共价键合的分子部分。如本文所用，术语“取代的”是指指定原子上的任何一个或多个氢被选自指定的取代基取代，条件是不超过指定原子的正常化合价，并且取代导致稳定的化合物，即，一种可分离、鉴定和测试生物活性的化合物。当取代基是氧代时，即＝O，则原子上的两个氢被替换。作为芳族碳原子取代基的氧基导致-CH-转化为-C(＝O)-并失去芳香性。例如，被氧代取代的吡啶基是吡啶酮。合适的取代基的例子有烷基、杂烷基、卤素(例如氟、氯、溴或碘原子)、OH、＝O、SH、SO2，NH2，NHalkyl，＝NH，N3以及NO2基团。
术语“任选取代的”是指其中一个、两个、三个或更多个氢原子彼此独立地被烷基、卤素(例如，氟、氯、溴或碘原子)、OH、＝O、SH、＝S、SO2，NH2，NH烷基，＝NH，N3或者NO2基团取代。
可以允许多程度的取代，只要不超过指定原子的正常化合价，并且取代可产生稳定的化合物，即可以分离、表征和测试生物活性的化合物。
如本文所使用的定义长度范围的限制性措辞，例如，“从1到10”是指从1到10的任何整数，即1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。换句话说，由明确提及的两个整数定义的任何范围意味着其包括并披露了定义所述极限的整数和包括在所述范围中的任何整数。
术语“烷基”是指含有1至10个碳原子的饱和直链或支链烃基，例如正辛基，尤其是1至6，即1、2、3、4、5，或6个碳原子的。如本文所用的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正-己基，2,2-二甲基丁基。烷基可以任选地被取代基取代，允许有多个取代度。烷基可以被非碳原子如N、S或O原子间断。在一个实施方案中，C1-C10烷基可被n个氨基中断，其中n为0-3。被n个酰胺基中断的C1-C10烷基包括(CH2)2NHC(O)(CH2)3和(CH2)2NHC(O)(CH2)3C(O)NHCH2。
如本文所用，术语“烷基”还可以指包含1-20个原子的最长线性链长的基团，即1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16，17、18、19或20个原子，其中所述直链可以包含非碳原子，例如N、S或O原子。在一个实施方式中，包含1-20个原子的最长线性链长的烷基可包含n个酰胺基，其中n为0-3。包含n个酰胺基的1-20个原子的最长线性链长的烷基包括(CH2)2NHC(O)(CH2)3和(CH2)2NHC(O)(CH2)3C(O)NHCH2。
术语“芳基”是指包含一个或多个环的芳族基团，所述环包含6至14个环碳原子，优选6至10个(特别是6个)环碳原子。例子有苯基、萘基和联苯基。适用于本发明的取代芳基的实例包括p-甲苯磺酰基(Ts)、苯磺酰基(Bs)和m-硝基苯磺酰基(Ns)。
X是接头基团，它在一个连接位点与DFOSq分子共价连接，在第二个连接位点与Y1共价连接。Y1可以是任何合适的官能团，用于通过接头基团X将PSMA靶向剂与DFOSq分子缀合。
本发明的优选化合物是其中X选自下组的那些：
任选被C1-C10烷基、乙二胺四乙酸(EDTA)或其衍生物取代的芳基；
(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8，其中R7和R8可以独立选自C1-C10烷基或C1-C10烷基苯基，其中C1-C10烷基可以被n个酰胺基团打断，n为0-3；
Y1和Y2独立地选自：羧酸、酯、酸酐和胺。
在一个实施方式中，式(I)化合物是单体的。式(I)化合物的单体形式包括一个Y官能团(Y1)，并且能够偶联一个PSMA靶向剂。在该实施方式的优选形式中，X包含芳族基团。更优选地，X选自：苯基、苄基和EDTA官能化的苯基。Y1最好是羧基。
在另一个实施方式中，式(I)化合物是二聚的。式(I)化合物的二聚体形式包括两个Y官能团(Y1和Y2)，并且能够结合两个PSMA靶向剂。在本实施方式的优选形式中，X是(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8，优选(CH2)2NR7(Y2)R8，其中R7和R8可以独立选自C1-C10烷基或C1-C10烷基苯基，其中C1-C10烷基可以被n个酰胺基团中断，其中n为0-3。优选地，R7和R8独立选自(CH2)2，(CH2)2NHC(O)(CH2)3和(CH2)2NHC(O)(CH2)3C(O)NHCH2-苯基。R7和R8可以相同或不同，最好相同。在本实施方式的一个优选方面，Y1和Y2是胺或羧酸。Y1和Y2最好相同。
如本文所用，术语“放射性核素标记的缀合物”是指：
-本文定义的式(I)化合物与已与放射性核素形成配位复合物的PSMA靶向剂缀合；或
-与放射性核素形成配位络合物的式(II)缀合物。
通常，这是由于通式(I)或(II)的化合物或缀合物的给电子基团(例如异羟肟酸酯基团)与放射性核素之间形成配位键而发生的。
在本发明的化合物中，假定在DFO或DFO*的异羟肟酸基团与放射性核素之间形成配位键。然而，不希望受理论束缚，本发明人还认为，方酸(squarate)部分上的氧代基团(除了DFO或DFO*的异羟肟酸基团)也充当供体原子，通过以下方式提供一个或两个附加位点以供式(I)化合物可以与放射性核素结合。这产生了八坐标络合物，从稳定性的角度来看，这对于具有八坐标几何形状的放射性核素(例如89Zr)是非常有利的，并且可以解释就本发明的络合物观察到的稳定性。特别是，它可以解释为什么放射性核素不容易从目标组织中渗出(进入其他组织，如骨骼)，因此与其他基于DFO或DFO*的显像剂相比，导致成像质量提高。本发明化合物相对于目前使用的螯合剂的这些优点在附图和实施例中进行了说明。
方酸部分，例如方酰胺，也可以在辅助靶向剂的靶向方面发挥作用。此外，与异硫氰酸根DFO衍生物相比，方酸根部分还提供了优异的溶解度。
如本文所用，术语“放射性核素”(通常也称为放射同位素或放射性同位素)是具有不稳定核的原子。放射性衰变导致核辐射(例如伽马射线和/或亚原子粒子，例如α或β粒子)的发射。在一个实施方式中，所述放射性核素是也可用于放射免疫治疗应用(例如β粒子发射器)的放射性核素。优选地，所述放射性核素具有八坐标几何形状。适用于本发明的放射性核素的实例包括锆的放射性同位素(例如89Zr)、镓(例如67Ga和68Ga)、镥(例如176Lu和177Lu)、钬(例如166Ho)、钪(例如43Sc，44Sc和47Sc)、钛(例如45Ti)、锰(例如52Mn)、铟(例如111In和115In)、钇(例如86Y和90Y)，铽(例如149Tb，152Tb，155Tb和161Tb)、锝(例如99米Tc)、钐(例如153Sm)和铌(例如95Nb和90Nb)。用于本发明的放射性核素可以选自镓(具体来说，67Ga和68Ga)、铟(具体来说，111In)、锆(具体来说，89Zr)和氟化铝(特别是Al18F，18F是放射性同位素，Al是载体)。用于本发明的放射性核素可以选自68Ga，111Inl和89Zr。例如，68Ga已被证明与DFO结合(参见Ueda等人(2015)摩尔成像生物，第17卷，第102-110页)，并且铟具有与锆相似的配位化学(并且因此预期其会以类似的方式与通式为(I)或(II)的化合物结合)。
本领域技术人员将理解，本发明的化合物或缀合物还可以络合用于成像应用例如MRI的非放射性金属。这种金属的例子是钆(例如152Gd)。
如上所述，本发明还涉及式(I)化合物或其药学上可接受的盐与PSMA靶向剂的缀合物。
如本文所用，术语“PSMA靶向剂”是指具有靶向前列腺特异性膜抗原的能力的部分。优选地，PSMA靶向剂是肽或者是脲连接的二肽，更优选Lys-Urea-Glu。靶向剂具有与官能团Y(Y1和/或Y2)反应以在靶向剂和式(I)化合物之间形成共价键的官能团(例如赖氨酸残基的胺基)。这导致形成缀合物。缀合物还可以包括与其复合的放射性核素。这产生式(I)化合物或其药学上可接受的盐、靶向剂和与其复合的放射性核素的放射性核素标记的缀合物。在一个实施方式中，放射性核素是锆的放射性同位素(例如89Zr)。
式(I)化合物、缀合物和放射性核素缀合物可以通过本领域技术人员已知的任何合适的方法合成。本领域技术人员将理解，本发明的缀合物可以通过使式为(I)化合物与PSMA靶向剂反应来制备。本领域技术人员还将理解，本发明的缀合物可以通过经由官能团Y(Y1和/或Y2)，利用接头基团X(或其一部分)官能化PSMA靶向剂，并使功能化PSMA靶向剂与DFOSq反应来制备。
式(I)化合物的单体缀合物的合成方法的一个实例在下面的方案1中给出。
Figure BDA0003556829650000211
方案1：单体PSMA配体的合成路线。(i)HATU，DIPEA，DMF，Fmoc-PAMBA-OH或Fmoc-PABA-OH(ii)TFA，(iii)DFOSq，0.1M硼酸盐缓冲液pH 9.0(iv)EDTA-酸酐，然后是乙二胺，DMF。
式(I)化合物的二聚缀合物的合成方法的一个实例在下面的方案2中给出。
Figure BDA0003556829650000221
方案2：二聚PSMA配体的合成路线，(i)戊二酸酐、DIPEA、DCM(ii)Fmoc-PAMBA-OH、HATU、DMF、DIPEA、20％哌啶在DMF中(iii)戊二酸酐、DIPEA、DCM(iv)tren、DMF(v)FeCl3、HATU、DIPEA、DMF、Glut-PSMA(OtBu)3配体或Glut-PhPSMA(OtBu)3配体(v)EDTA、DMF、水，然后在DCM中加入20％TFA。
本领域技术人员还将清楚的是，式(I)或(II)的缀合物可以在不存在放射性核素的情况下制备。在该实施例中，一旦制备了缀合物，就将放射性核素添加到缀合物中。或者，没有放射性核素的式(I)或(II)的缀合物可以通过剥夺癌细胞的必需营养素(Fe)而用于癌症的靶向铁螯合治疗。
本发明还涉及药物组合物，其包括以下的放射性核素标记的缀合物：
-式(I)化合物：
Figure BDA0003556829650000231
或其药学上可接受的盐，其中X和Y如本文所定义，
-PSMA靶向剂，以及
-与其复合的放射性核素，
以及一种或多种药学上可接受的载体物质、赋形剂和/或佐剂。
本发明还涉及药物组合物，其包括以下的放射性核素标记的缀合物：
-式(II)的缀合物：
Figure BDA0003556829650000232
或其药学上可接受的盐，其中R如本文所定义，和
-与其复合的放射性核素，
以及一种或多种药学上可接受的载体物质、赋形剂和/或佐剂。
药物组合物可以包括，例如，一种或多种水、缓冲剂(例如，中性缓冲盐水、磷酸盐缓冲盐水、柠檬酸盐和乙酸盐)、乙醇、油、碳水化合物(例如，葡萄糖、果糖、甘露糖、蔗糖和甘露醇)、蛋白质、多肽或氨基酸如甘氨酸、抗氧化剂(如亚硫酸氢钠)、张力调节剂(如氯化钾和氯化钙)、螯合剂如EDTA或谷胱甘肽、维生素和/或防腐剂。
药物组合物优选配制用于肠胃外给药。如本文所用，术语“肠胃外”包括皮下、皮内、血管内(例如，静脉内)、肌内、脊髓、颅内、鞘内、眼内、眼周、眶内、滑膜内和腹膜内注射，以及任何类似的注射或输注技术。优选静脉内给药。肠胃外制剂的合适成分，以及制备此类制剂的方法，在包括“《雷明顿药物科学》(Remington's Pharmaceutical Sciences)”在内的各种文本中都有详细说明。
本发明的组合物将以通常的方式非肠道给药给患者。然后DFO-squaramide缀合物复合物可能需要1小时到24小时的时间才能在全身分布到目标部位。一旦实现了所需的分布，就会对患者进行成像。
因此，本发明还涉及对患者进行成像的方法，该方法包括：
-向患者施用如本文定义的放射性核素标记的缀合物；和
-对该患者进行成像。
本发明还涉及对细胞或体外活检样品进行成像的方法，该方法包括：
-向细胞或体外活检样品施用如本文定义的放射性核素标记的缀合物；和
-对细胞或体外活检样本进行成像。
对于式(I)的缀合物，PSMA靶向剂用于将缀合物靶向至体内所需部位，或靶向至细胞或活检样品中的所需部位，特别是前列腺肿瘤。
对于式(II)的缀合物，sstr2靶向剂用于将缀合物靶向至体内所需部位，或靶向至细胞或活检样品中的所需部位，特别是神经内分泌肿瘤。
在另一方面，本发明涉及治疗患者癌症的方法，该方法包括：
-向患者施用如本文定义的放射性核素标记的缀合物，从而
从而治疗患者。
在另一方面，本发明涉及如本文所定义的放射性核素标记的缀合物在制备用于治疗患者癌症的药物中的用途。
在另一方面，本发明涉及如本文所定义的放射性核素标记的缀合物，用于治疗患者的癌症。
应当理解，任何特定患者的特定剂量水平以及药剂到达目标部位所需的时间长度将取决于多种因素，包括所使用的特定化合物的活性、年龄、体重、一般健康状况、性别、饮食、给药时间、给药途径和排泄率，以及接受治疗的特定疾病的严重程度。
术语“有效量”是指在向患者施用放射性核素标记的缀合物后产生可检测量的辐射的量。本领域技术人员将知道向患者施用多少放射性核素标记的缀合物以实现最佳成像能力而不会从毒性角度引起问题。本发明的放射性核素标记的缀合物特别用于帮助临床医生确定癌症在哪里(包括靶标，例如受体，是否均匀地存在于肿瘤上)，癌症将对何种治疗作出反应(这有助于治疗最佳剂量的选择和确定)，以及最终到达目标部位的治疗量。
患者可以包括但不限于灵长类动物，尤其是人类、驯养的伴侣动物如狗、猫、马和家畜如牛、猪和羊，其剂量如本文所述。
如上所述，本发明的放射性核素标记的缀合物特别可用于成像和/或治疗肿瘤(由于细胞不受控制或进行性增殖而形成)。一些这种不受控制的增殖细胞是良性的，但其他的被称为“恶性的”并且可能导致生物体死亡。恶性肿瘤或“癌症”与良性生长的区别在于，除了表现出侵袭性细胞增殖外，它们还可能侵入周围组织并转移。此外，恶性肿瘤的特征在于它们表现出更大的分化损失(更大的“去分化”)，以及相对于彼此及其周围组织的更大的组织损失。此属性也称为“间变性”。本发明可治疗的肿瘤还包括固相肿瘤/恶性肿瘤，即癌、局部晚期肿瘤和人软组织肉瘤。癌包括源自上皮细胞的那些恶性肿瘤，其浸润(侵入)周围组织并引起转移性癌症，包括淋巴转移。
腺癌是来源于腺体组织或形成可识别的腺体结构的癌。另一大类癌症包括肉瘤，这是一种细胞嵌入纤维状或同质物质(如胚胎结缔组织)中的肿瘤。
可以接受根据本发明的成像的癌症或肿瘤细胞的类型包括前列腺癌和神经内分泌癌。
将本发明的放射性核素标记的缀合物与具有抗癌活性的药物一起给药也可能是有利的。在这方面合适的药物的例子包括氟尿嘧啶、咪喹莫特、阿那曲唑、阿西替尼、贝利司他、贝沙罗汀、比卡鲁胺、硼替佐米、白消安、卡巴他赛、卡培他滨、卡莫司汀、顺铂、达拉非尼、盐酸柔红霉素、多西他赛、多柔比星、依洛替尼、厄洛替尼、依托泊苷、依西美坦、氟维司群、甲氨蝶呤、吉非替尼、吉西他滨、异环磷酰胺、伊立替康、伊沙匹隆、拉那度胺、来曲唑、洛莫司汀、醋酸甲地孕酮、替莫唑胺、长春瑞滨、尼罗替尼、他莫昔芬、奥沙利铂、紫杉醇、雷洛昔芬、培美曲塞、索拉非尼、沙利度胺、托泊替康、维莫司汀。
本发明的放射性核素标记的缀合物还可用于确定特定肿瘤是否具有一种或多种类型的受体，并因此确定患者是否可受益于特定疗法。例如，通过使用lys-脲-glu作为式(I)的放射性标记缀合物中的靶向分子，可以测试PSMA在患者肿瘤上的存在。如果肿瘤是PSMA阴性(即没有PSMA细胞表面受体)，则显像剂不会“粘”在肿瘤上。或者，通过使用sstr2作为式9II)的放射性标记缀合物中的靶向分子，可以测试患者肿瘤上sstr2的存在。如果肿瘤是sstr2阴性(即没有sstr2细胞表面受体)，则显像剂不会“粘”在肿瘤上。
应当理解，本说明书中公开和定义的本发明延伸到两个或多个从文本或附图中提及或明显的单独特征的所有替代组合。所有这些不同的组合构成了本发明的各种可选方面。
在另一方面，提供了试剂盒或制品，其包含如本文所述的化合物、缀合物或放射性核素缀合物、药学上可接受的盐、稀释剂或赋形剂和/或如上所述的药物组合物。此外，该试剂盒可以包括使用说明书，以便用于如本文所述的本发明的任何方法或用途中。
在其他实施方案中，提供了用于上述治疗和/或诊断应用或在使用时用于上述治疗和/或诊断应用的试剂盒，该试剂盒包括：
-容纳本文所述的化合物、缀合物或放射性核素缀合物或药物组合物形式的治疗或诊断组合物的容器；
-标签或包装插页，带有使用说明书，以便用于如本文所述的本发明的任何方法或用途。
在某些实施方案中，试剂盒可包含一种或多种用于治疗或诊断癌症的其他活性成分或成分。
试剂盒或“制品”可以包括容器和在容器上或与容器相关联的标签或包装插页。合适的容器包括例如瓶子、小瓶、注射器、泡罩包装等。容器可以由多种材料例如玻璃或塑料制成。容器容纳治疗或诊断组合物，该组合物可有效地治疗或成像病症并且可以具有无菌进入端口(例如，容器可以是静脉内溶液袋或具有可被皮下注射针刺穿的塞子的小瓶)。标签或包装插页表明治疗组合物用于治疗或成像选择的病症。在一个实施方案中，标签或包装插页包括使用说明书并表明治疗或诊断组合物可用于治疗本文所述的癌症。
实施例
所有试剂和溶剂均从标准商业来源获得，除非另有说明，否则按照原样使用。
实施例1-靶向PSMA的放射成像剂
基于脲连接二肽(赖氨酸-脲-谷氨酸)的小分子与前列腺特异性膜抗原(PSMA)选择性结合。这项工作的目的是开发新的89Zr-DFOSq共轭PSMA放射性示踪剂。已使用89Zr和68Ga PET放射性核素合成并在体内测试了靶向赖氨酸-脲-谷氨酸片段的DFO-sq共轭单聚体和二聚体PSMA家族。
一般实验和材料。除非另有说明，所有试剂均购自商业来源，无需进一步纯化即可使用。DFOSq根据报告的程序制备(Rudd等.Chemical Communications 2016,52(80),11889-11892)。使用硅胶(40-63微米)作为固定相进行快速柱色谱。在预涂硅胶板(0.25mm厚，60F254，Merck，Germany)上进行分析TLC，并在紫外光下观察。在Thermo FisherOrbiTRAP注入质谱仪上记录ESI-MS光谱。非放射性样品的HPLC纯化和分析在Agilent 1100系列上使用溶剂A＝0.1％TFA的Milli溶液和溶剂B＝0.1％TFA的CH3CN溶液进行。对于分析型HPLC，Phenomenex
Figure BDA0003556829650000271
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000272
液相色谱柱150x4.6mm，流速为1mL/min，而Phenomenex
Figure BDA0003556829650000273
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000274
液相色谱柱250x21mm以5-8mL/min的流速用于制备型HPLC。Radio-HPLC在Shimadzu SCL-10A VP/LC-10AT VP系统上进行，该系统带有Shimadzu SPD-10A VP UV检测器和辐射检测器(Ortec型号276带前置放大器的光电倍增管底座，Ortec 925-SCINT ACE mate前置放大器，BIAS供应和SCA，Bicron 1M 11/2光电倍增管)。Phenomenex
Figure BDA0003556829650000275
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000276
LC色谱柱150x4.6mm，使用MillQ水和乙腈中的0.05％TFA缓冲液，流速为1mL/min。
PABA-PSMA配体的合成。向树脂结合的PSMA配体(lys-脲-glu)(43mg，0.1mmol)的悬浮液中加入Fmoc-PABA-OH(72mg，0.2mmol)，DIEA(70μl，0.4mmol)和HBTU(38mg，将0.1mmol)，在DMF(5毫升)中搅拌过夜，然后过滤树脂并用20％哌啶在DMF溶液中处理1小时，然后再次过滤。然后用TFA(1毫升)处理树脂15分钟，随后在氮气流下除去TFA，加入冰冷的二乙醚(30ml)以沉淀产物，离心收集并通过HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000277
5μmc18(2)100，LC柱250x21毫米，使用MillQ水和乙腈中的0.05％TFA缓冲液)得到PABA-PSMA配体，为白色固体(18mg，产率41％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝439.1825(实验)，计算[C19H27N4O8]+：m/z＝439.1829。
ED-EDTA-PABA-PSMA配体的合成。将pab-psma配体(6mg，0.014mmol)和EDTA酸酐(3.5mg，0.0014)在氮气流下溶于Eppendorf管中的干燥DMF(1毫升)中。将溶液在室温下搅拌5小时，然后加入大量过量的乙二胺(50ul)，并将混合物搅拌过夜。真空除去溶剂，残留物通过HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000281
5μm C18(2)100，LC柱250x21毫米，使用0.1％TFA缓冲液在MillQ水和乙腈中)提供ED-EDTA-PABA-PSMA配体，为白色固体(2.5mg，25％产率)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝755.3205(实验)，计算[C31H45N8O14]+：m/z＝755.3212
PhPSMA配体的合成。向树脂结合的PSMA配体(43mg,0.1mmol)的悬浮液中加入Fmoc-PAMBA-OH(75mg,0.2mmol)、DIEA(70μL,0.4mmol)和HBTU(38mg,0.1mmol)，在DMF(5mL)中搅拌过夜，然后过滤树脂并用含20％哌啶的DMF溶液处理1小时，然后再次过滤。然后将树脂用1ml TFA处理15min，然后在氮气流下除去TFA，加入冰冷的乙醚(30mL)以沉淀产物，离心收集并通过HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000282
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000283
LC色谱柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)纯化，得到白色固体形式的PhPSMA配体(12mg，26％产率)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝453.1982(实验)，计算[C20H29N4O8]+：m/z＝453.1985
DFOSq-EDTA-PSMA配体的合成(2)。将DMSO(100μL)中的DFOSq(20mg,0.026mmol)和硼酸盐缓冲液(0.1M,pH 9.0,900uL)中的ED-EDTA-PABA-PSMA配体(91mg,0.132mmol)的混合物在室温下搅拌3天，然后通过HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000284
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000285
LC色谱柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)提供白色固体(2)(6mg，产率16％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝1393.6483(实验)，计算[C60H93N14O24]+：m/z＝1393.6487
DFOSq-PhPSMA配体的合成(1)。将DMSO(100μL)中的DFOSq(5mg,0.011mmol)和硼酸盐缓冲液(0.1M,pH 9.0,900uL)中的PAMBA-PSMA配体(91mg,0.132mmol)的混合物在37℃下搅拌6天，然后通过HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000286
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000287
LC色谱柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)提供白色固体(1)(2mg，17％产率)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝1091.5254(实验)，计算[C49H75N10O18]+：m/z＝1091.5261
Glut-PSMA(OtBu)3配体的合成。将PSMA(OtBu)3配体(50mg,0.103mmol)和戊二酸酐(59mg,0.51mmol)溶解在DMF(1mL)中，然后加入DIPEA(179μL,1.02mmol)。将溶液在室温搅拌1小时。然后将冷乙醚(40mL)添加到反应混合物中，通过离心分离得到的粗产物，然后进行HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000291
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000292
LC柱250x21mm，使用0.1％TFA缓冲液在MillQ水和乙腈中)以提供Glut-PSMA(OtBu)3配体，为白色固体(30mg，48％产率)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝602.3657(实验)，计算[C29H52N3O10]+：m/z＝602.3653
PhPSMA(OtBu)3配体的合成。PSMA(OtBu)3配体(500mg，1.03mmol)，EDL.HCl(393mg，2.03mmol)，HOBt(314mg，2.03mmol)，Fmoc-PAMBA-OH(450mg，1.23mmol)和DIEA(839μl，将5.13mmol)溶解在DMF(2毫升)中，并将该溶液在室温下搅拌24小时。然后将水50ml加入到反应混合物中，并通过离心收集所得沉淀物。将DMF(10mL)中的20％哌啶加入残余物中，将溶液搅拌1小时，然后除去溶剂，残余物通过柱色谱法(硅胶，5％MeOH在DCM中)纯化，得到PhPSMA(OtBu)3配体，为白色固体(410mg，64％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝621.3862(实验)，计算[C32H53N4O8]+：m/z＝621.3863
Glut-PhPSMA(OtBu)3配体的合成。将PhPSMA(OtBu)3配体(330mg，0.532mmol)和戊二酸酐(303mg，2.6mmol)溶解在DCM(10mL)中，然后加入几滴DIPEA。将溶液在室温搅拌4小时。反应混合物用DCM(50mL)萃取，然后除去溶剂，残留物用HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000293
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000294
LC柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)得到白色固体状的Glut-PhPSMA(OtBu)3配体(236mg,60％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝735.4181(实验)，计算[C37H59N4O11]+：m/z＝735.4180
DFOSq-Tren的合成。将DFOSq(100mg,0.146mmol)和三(2-氨基乙基)胺(237μL,1.460mmol)溶解在DMF(2mL)中，然后将溶液在室温下搅拌过夜。然后将乙醚添加到反应混合物中，通过离心分离得到的粗产物，然后进行HPLC纯化(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000295
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000296
LC柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)得到呈白色蜡状固体的DFOSq-tren(65mg,57％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+H+]m/z＝785.4860(实验)，计算[C35H65N10O10]+：m/z＝785.4885
DFOSq-bisPSMA配体的合成(3)。在室温下将DFOSq-tren(20mg,0.025mmol)和FeCl3(7mg,0.025mmol)在DMF(150μL)中搅拌，然后加入HATU(29mg,0.075mmol)、DIPEA(40μL,0.248mmol)和Glut-PSMA(OtBu)3配体(30mg,0.050mmol)在DMF(200μL)中的溶液。将所得溶液在室温搅拌1小时，然后加入冷二乙醚(10mL)并通过离心收集所得沉淀。将残留物溶解在DMF(100μL)中，加入EDTA在DMF:水混合物(1:1,1mL)中的饱和溶液，并将溶液在40℃下加热直至颜色从红色变为浅黄色。将反应混合物通过HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000301
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000302
LC Column 250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)纯化，纯化的级分用DCM中的20％TFA处理以除去OtBu组。在氮气流下除去溶剂并将残余物通过HPLC纯化，得到(3)，为白色固体(9mg，22％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+2H]+m/z＝808.4080(实验)，计算为[C68H116N16O28]2+：m/z＝808.4072
DFOSq-bisPhPSMA配体的合成(4)。将DFOSq-tren(10.68mg,0.014mmol)和FeCl3(3.68mg,0.014mmol)在DMF(150μL)中在室温下搅拌，然后添加到HATU(12.42mg,0.033mmol)、DIPEA(11μL,0.068mmol)和Glut-PhPSMA(OtBu)3配体(20mg,0.028mmol)在DMF(200μL)的溶液中。将所得溶液在室温搅1小时，然后加入冷二乙醚(10mL)并通过离心收集所得沉淀。将残留物溶解在DMF(100μL)中，加入EDTA在DMF:水混合物(1:1,1mL)中的饱和溶液，并将溶液在40℃下加热直至颜色从红色变为浅黄色。将反应混合物通过HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000303
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000304
LC Column 250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)纯化，纯化的级分用DCM中的20％TFA处理以除去OtBu组。在氮气流下除去溶剂并将残余物通过HPLC纯化，得到(4)，为白色固体(7mg，27％)。ESI-MS：(+ve离子)[M+2H+]m/z＝941.4580(实验)，计算[C85H129N18O30]2+：m/z＝941.4594
(1)的89Zr放射性标记。用MilliQ水(50μL)稀释1M草酸(50μL,66MBq,Perkin ElmerNEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,5x5微升)中和(pH6-7)。然后加入HEPES缓冲液(41μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。确认混合物的pH值为6-7后，将125μL(50MBq)的89Zr添加到(1)(100μg，100μL，1.8nmoles/MBq)，并将反应混合物在室温下静置30分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(0-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝在乙腈中的0.05％TFA，LunaC18柱4.6×150毫米，5微米)。粗示踪剂通过Phenomenex StrataX小柱(C18,60mg)纯化，使用乙醇作为洗脱液，将含有大部分标记产物(22MBq)的级分合并并稀释至PBS中的8％乙醇至最终体积为1.2mL。准备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，在170μL中含有约3.0MBq(约肽质量6μg，5.4nmoles)。
(2)的89Zr放射性标记。用MilliQ水(100μL)稀释1M草酸(100μL,72MBq,PerkinElmer NEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,80微升)中和(pH6-7)。然后加入HEPES缓冲液(93μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。在确认混合物的pH值为6-7后，将(2)(500μg在500μL的0.25M HEPES溶液中)添加到89Zr溶液中，并将反应混合物在室温下静置60分钟，然后通过放射性HPLC(0-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝乙腈中的0.05％TFA，Luna C18柱4.6×150mm，5μm)分析等分试样。它显示≥70％的放射化学产率。粗示踪剂通过Phenomenex StrataX小柱(C18,60mg)纯化，使用乙醇作为洗脱液，将含有大部分标记产物(20MBq)的级分合并并稀释至PBS中的8％乙醇至最终体积为1.2mL。对于成像和生物分布，准备了六个注射器(0.3mL BD Ultra-FineTM)，每个注射器含有大约2.6MBq(约28μg)用于注射。
(3)的89Zr放射性标记。用MilliQ水(70μL)稀释1M草酸(70μL,60MBq,Perkin ElmerNEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,4x10微升)中和(pH6-7)。然后加入HEPES缓冲液(59μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。在确认混合物的pH值为6-7后，将190μL(50MBq)的89Zr添加到(3)(150μg，在75μL，1.8nmoles/MBq)中，并将反应混合物在室温下静置30分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(0-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝在乙腈中的0.05％TFA，Luna C18柱4.6×150毫米，5微米)。粗示踪剂通过Phenomenex StrataX小柱(C18,60mg)纯化，使用8％乙醇作为洗脱液，收集并合并几个级分(≈250μL)，在≈1.5mL中获得17MBq的标记示踪剂。准备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，在220μL中含有大约2.6MBq(大约肽质量7.8μg，4.8nmol)。
(4)的89Zr放射性标记。用MilliQ水(70μL)稀释1M草酸(70μL,62MBq,Perkin ElmerNEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,3x10微升)中和(pH6-7)。然后加入HEPES缓冲液(59μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。确认混合物的pH值为6-7后，将(4)(220μg in 22μL,1:1DMSO:MilliQ,1.8nmoles/MBq)添加到89Zr溶液(220μL)中，并将反应混合物置于在室温下静置70分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(0-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝在MilliQ中的0.05％TFA乙腈，Luna C18色谱柱4.6×150mm，5μm)。它显示≥70％的放射化学产率。将粗示踪剂吸附在Phenomenex StrataX(C18,60mg)小柱上，然后使用PBS中的8％乙醇作为洗脱液。收集并合并几个馏分(≈250μL)，在≈1.1mL的标记示踪剂中获得17.1MBq，放射化学纯度≥95％。对于成像和生物分布，准备了六个注射器(0.3mL BD Ultra-FineTM)，每个注射器含有大约1.8MBq(大约6.4μg，3.3nmol)，用于注射。
(1)的68Ga放射性标记。将68Ga的HCl溶液(450μL,42MBq)用乙酸钠(1M,50μL,pH4.5)缓冲，然后(1)(2.9μg在2.9μL,2.6nmoles)中，将反应混合物在室温下静置10分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(在15分钟内以1mL/min的速度将缓冲液B到A的0-100％，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝在乙腈中的0.05％TFA，Luna C18柱4.6×150毫米，5微米)。将10xPBS缓冲液(55μL，pH 7.4)添加到混合物中以得到2.4μM的最终肽浓度，并制备150μL(肽质量约为0.4μg,0.36nmoles)中含有约3.5MBq的六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)。
(4)的68Ga放射性标记。将68Ga的HCl(900μL,42MBq)用乙酸钠(1M,100μL,pH 4.5)缓冲，然后(4)(5μg in 5μL,2.6nmoles)将反应混合物在室温下静置10分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(在105分钟内以1mL/min的速度将缓冲液B到A的0-100％，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝在乙腈中的0.05％TFA，Luna C18柱4.6×150毫米，5微米)。将10xPBS缓冲液(110μL，pH 7.4)添加到混合物中以得到2.4μM的最终肽浓度，并制备150μL(肽质量约为0.68μg,0.36nmoles)中含有约4.0MBq的六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)。
Pet-ct成像和生物分布。在雄性Balb/c裸鼠(8.5周龄)或雄性NSG小鼠(12周龄)右侧皮下接种PBS：Matrigel(1：1)中的6×106LNCap细胞。使用电子卡尺对小鼠称重并每周两次测量肿瘤。肿瘤体积(mm3)计算为长度x宽度x高度xπ/6。分配小鼠进行成像和生物分布研究(肿瘤体积：85-450mm3)。然后通过尾静脉注射给6只小鼠静脉注射89Zr-dfusq-PSMA示踪剂。在注射后1、2、4和18小时，使用异氟烷麻醉三只小鼠，并将其放在G8 PET/CT扫描仪(Perkin Elmer)的成像床上。进行ct扫描，然后立即进行10分钟静态PET扫描。使用最大似然和期望最大化(ml-em)算法重建PET图像。使用VivoQuant(Invicro)分析PET图像，并确定肿瘤SUVmax或肿瘤SUVmax/背景平均值(TBR)。在18小时成像后，对小鼠实施安乐死，并使用Capintec(Captus 4000e)γ计数器切除选定的组织，称重并计数。在注射后1小时收获一组单独的3只小鼠用于上述生物分布分析。使用GraphPad Prism 7分析数据，并使用t检验分析示踪剂之间的差异。
细胞结合和内化研究。将含有10％FBS的RPMI 1640培养基中的LNCap细胞(150,000/孔)接种在预先涂有0.05％聚L-赖氨酸的24孔板的孔中，并在37℃和5％CO2下孵育过夜。第二天，细胞用PBS洗涤两次，并在37℃下在每孔1mL内化缓冲液(MEM，1％FBS)中孵育1小时。然后将缓冲液替换为每孔1ml在内化缓冲液中含有0.5μCi 89Zr-DFOsq-PSMA示踪剂的温热溶液。细胞在37℃和5％CO2下一式三份孵育5、15、30或60分钟。在每个时间点，细胞用冰冷的PBS洗涤两次，收集洗涤液用于计数(未结合部分)。然后将细胞在含有10μMP PMPA的盐水中培养两次10分钟，并收集每次洗涤用于计数(表面结合部分)。然后将细胞溶解在1M NaOH(内化部分)中。使用BCA蛋白质测定试剂盒(Pierce)测定该级分中的总蛋白质含量。然后使用Perkin Elmer 2480Wizard自动伽马计数器测量未结合、表面结合和内化部分中的Zr-89放射性。表面结合和内化部分表示为每毫克蛋白质的总添加放射性的百分比。通过在过量(10μM)PMPA存在下用89Zr-DFOSq-PSMA示踪剂孵育细胞来确定非特异性膜结合和内化。还在PSMA阴性细胞系DU145细胞(以125,000个细胞/孔接种)中测定了60分钟时89Zr-DFOSq-PSMA示踪剂的摄取。使用GraphPad Prism 7分析原始数据。
结果
PSMA示踪剂的合成和放射性标记
对于单体PSMA配体的合成，lys-脲-glu脲连接的二肽前体使用报道的文献中描述的固相化学在树脂上制备(Eder等.Bioconjugate Chemistry 2012,23(4),688-697)。树脂结合的PSMA前体与Fmoc保护的对氨基苯甲酸(PABA)或对氨基甲基苯甲酸(PAMBA)反应，在裂解形成树脂后生成树脂结合的中间体PABA-PSMA配体和PhPSMA配体。pH 9.0和室温下，PhPSMA配体在0.1M硼酸盐缓冲液中与DFOSq缀合6-7天，以26％的产率提供(1)配体。对于EDTA桥接配体的合成，PABA-PSMA配体前体首先与EDTA-酸酐反应，然后与乙二胺反应以提供ED-EDTA-PABA-PSMA配体结构单元。使用(1)中描述的类似方法(方案1)以16％的产率实现了DFOSq缀合。
对于二聚配体，DFOSq通过与三(2-氨基乙基)胺反应进行改性，以提供含有两个游离胺基的DFOSq-tren。两种酸功能化的PSMA分子被制备为包含不同接头分子的独立构件。根据报道的程序制备起始OtBu保护的PSMA分子，然后与戊二酸酐反应生成Glut-PSMA(OtBu)3配体。以相同的方式制备具有芳族接头的中间体，但首先使PSMA(OtBu)3配体与4-氨基甲基苯甲酸反应，然后与戊二酸酐反应。DFOSq-tren使用典型的HATU/DIEA偶联与Glut-PSMA(OtBu)3配体或Glut-PhPSMA(OtBu)3配体偶联，但是需要保护DFOSq基序上的羟基化物基团以实现良好的偶联。在分别使用EDTA和10％TFA在DCM中偶联后，Fe和OtBu基团在随后的两个步骤中被去除，以提供产率为22-27％的二聚PSMA配体。
用89Zr放射性标记PSMA配体在温和的反应条件下实现。89Zr在1M草酸溶液中获得，该溶液用1M Na2CO3中和，并用HEPES缓冲至最终浓度为0.25M。使用(1)配体，优化在30-45min的反应时间中实现最大放射化学产率的所需肽质量。配体标记为0.1μg/MBq至2μg/MBq的89Zr，分析放射性HPLC显示在30分钟反应时间内放射化学产率>95％所需的最小肽质量为2μg/MBq(1.8nmoles/MBq/老鼠)。使用每MBq中和89Zr相同等当量各肽的摩尔数对二聚体配体进行放射性标记，以实现相似的放射化学产率，除了(2)与其他示踪剂相比需要五倍过量的肽量以实现放射化学纯度>98％的放射性示踪剂，因为较低的肽质量导致多种放射性标记产物。在室温下反应时间10分钟内，以低得多的肽浓度(约5μg/mL的68Ga洗脱液，每只小鼠0.36nmoles/MBq)实现了68Ga的放射性标记，，从而提供了高放射化学产率和纯度的示踪剂，切无需纯化粗示踪剂。
Pet-ct成像与生物分布
89Zr标记的示踪剂：89Zr放射性标记的PSMA示踪剂通过尾静脉静脉注射到LNCaP(表达人类PSMA的前列腺癌细胞系)荷瘤小鼠。在注射后1、2、4和18小时，用异氟醚麻醉小鼠并在10分钟内成像。图1显示了在1小时和18小时注射89Zr放射性标记PSMA示踪剂的小鼠的代表性PET图像，每个示踪剂的肿瘤SUVmax定量结果示于图2a。所有示踪剂的PET图像显示在肾脏中可见强烈的摄取，而单体示踪剂在肿瘤中的摄取较低，而两种二聚体示踪剂均显示较高的摄取。在所有时间点，与所有其他示踪剂相比，(4)示踪剂的肿瘤SUVmax有更高的趋势。类似地，生物分布结果显示与其他相比，(4)的肿瘤％ID/g有更高的趋势。图2b显示了肿瘤摄取值的比较，图3总结了1小时和18小时示踪剂的组织生物分布数据。所有示踪剂在18小时时从肿瘤中显著清除((1)5.4至2.2％ID/g、(2)3.2至1.0％ID/g、(3)5.9至2.5％ID/g和(4)9.3至3.7％ID/g)，这些数据由图2a的成像数据支持，其中所有示踪剂的1小时摄取量在18小时时显著减少55-65％。
68Ga标记示踪剂：注射68Ga(1)和68Ga(4)的小鼠的代表性PET图像显示在图4中，肿瘤SUVmax的定量结果显示在图5a中。PET图像显示68Ga(1)高摄取到肾脏、胆囊和肠道中，中度摄取到LNCap肿瘤中。68Ga(4)与高肾摄取、中度肿瘤摄取和无肠道摄取有关。注射后1小时和2小时，肿瘤对68Ga(4)的摄取分别是68Ga(1)的1.6倍和1.8倍。这与生物分布结果一致，其中68Ga(4)的肿瘤％ID/g在注射偶1小时(10.8±1.3对6.5±0.4)和2.5小时(8.6±1.0对4.1±0.5)时高于68Ga(1)。图5b总结了1小时和2小时示踪剂的组织生物分布。注射后2.5小时时，68Ga(1)的显著肿瘤清除率很明显。(1小时时为6.5±0.4％ID/g，2.5小时时为4.1±0.5％ID/g)。相比之下，68Ga(4)肿瘤保留在注射后1小时和2.5小时时没有显著变化。(10.8±1.3％ID/g与8.6±0.9％ID/g，图5b)。这些数据得到了成像数据的支持(图5a)，其中68Ga(1)的1小时摄取量在2小时时分别减少了13％，68Ga(4)的摄取量分别减少了9％。
细胞结合和内化研究
(1)的表面结合在存在和不存在过量PMPA的情况下在所有时间点都相似(2％AR/mg蛋白质)。虽然内化活性在60分钟温育期间增加到7％AR/mg蛋白质，但在过量PMPA存在下观察到高达5％AR/mg蛋白质的内化。在DU145、PSMA阴性细胞系中观察到最小的结合。在60分钟时，<6％的添加放射性/mg蛋白质(％AR/mg)与细胞表面结合，但超过39％％AR/mg被内化。在60分钟的研究过程中，内化活性增加了。内化和表面结合活性被过量的PMPA有效阻断，表面结合活性<2.5％，内化活性<13％AR/mg蛋白质。在DU145、PSMA阴性细胞系中观察到最小的结合。
设计并合成多种新的单聚体和二聚体PSMA缀合物。令人惊讶地发现螯合剂部分和PSMA结合基序之间的接头的长度和亲脂性是控制示踪剂的生理特性和结合亲和力的重要因素。PSMA缀合物很容易用89Zr进行放射性标记，以提供高放射化学产率和纯度的放射性标记示踪剂。体内数据与体外研究非常相关。89Zr DFOSq-bisPhPSMA在体外显示出特异性结合和快速内化到LNCap细胞中。基于从89Zr研究中获得的结果，选择了两种示踪剂来研究68Ga放射性标记和体内研究。与68Ga(3)相比，68Ga(1)与更高的肠道摄取相关，并在注射后2.5小时从LNCaP肿瘤中明显清除。68Ga(4)通过PET成像和生物分布显示比单体类似物更高的肿瘤摄取，这些结果与89Zr研究获得的数据一致。
表1 89Zr示踪剂在体内(成像和生物分布)和体外(细胞摄取)的数据
Figure BDA0003556829650000361
*n＝6用于每个时间点的生物分布和PET成像
**n＝1用于1小时时间点的生物分布
表2 68Ga的标记PSMA示踪剂在体内(成像和生物分布)和体外(细胞摄取)的数据
Figure BDA0003556829650000371
设计、合成了几种基于lys-脲-glu脲连接二肽部分的PSMA示踪剂，并以PSMA结合基序的单聚体和二聚体排列与DFOSq配体进行策略性生物偶联。在温和条件下，配体可以很容易地用89Zr和68Ga放射性核素进行放射性标记，从而提供高放射化学产率和纯度。示踪剂显示了基于PET-CT和生物分布分析的前列腺癌诊断成像的潜力。
实施例2-靶向神经内分泌肿瘤中SSTR2的放射成像剂
发明人开发并比较了两种基于89ZrDFO-sq缀合的生长抑素类似物，如奥曲肽和奥曲酸(图10)的新放射示踪剂。两种肽都与生长抑素亚型2受体(sstr2)结合，后者在许多类型的神经内分泌肿瘤中过表达。
材料和方法
一般实验和材料。除非另有说明，所有试剂均购自商业来源，无需进一步纯化即可使用。使用硅胶(40-63微米)作为固定相进行快速柱色谱。在预涂硅胶板(0.25mm厚，60F254，Merck，Germany)上进行分析TLC，并在紫外光下观察。非放射性样品的HPLC纯化和分析在Agilent 1100系列上使用溶剂A＝0.1％TFA的Milli溶液和溶剂B＝0.1％TFA的CH3CN溶液进行。对于分析型HPLC，Phenomenex
Figure BDA0003556829650000372
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000373
液相色谱柱150x4.6mm，流速为1mL/min，而Phenomenex
Figure BDA0003556829650000374
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000375
液相色谱柱250x21mm以5-8mL/min的流速用于制备型HPLC。Radio-HPLC在Shimadzu SCL-10A VP/LC-10AT VP系统上使用Shimadzu SPD-10A VP UV检测器和辐射检测器(Ortec型号276光电倍增管底座和前置放大器，Ortec925-SCINT ACE mate前置放大器，BIAS供应和SCA，Bicron1M 11/2光电倍增管)。Phenomenex
Figure BDA0003556829650000381
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000382
LC色谱柱150x4.6mm，在MillQ中使用0.05％TFA缓冲液。
赖氨酸侧链受保护的Tyr3-奥曲肽/奥曲酸肽的一般合成。序列为[D-Phe-Cys(Acm)-Tyr-(tBu)-D(Trp)-Lys(Boc)-Thr(tBu)-Cys(Acm)-Thr-(tBu)-OL或OH]的Tyr3-奥曲肽或Tyr3-奥曲酸肽在CEM Liberty BlueTM自动微波肽合成仪上通过标准Fmoc自动固相肽合成制备。对于奥曲肽，将第一个氨基酸Fmoc-Thr(OtBu)-OH加载到Wang树脂上，而对于奥曲肽，使用市售的Fmoc-Threninol(tBu)-2-Cl-Trt树脂。每个耦合循环使用1eq。HATU和5eq。DMF中的DIPEA和20％哌啶用于脱保护步骤，N末端Fmoc基团没有最终脱保护。使用DMF(20mL)中的碘(1mg/mg树脂)使树脂结合的线性肽环化。使用三异丙基硅烷(2.5％)、蒸馏水(2.5％)和3,6-二氧杂环戊烷-1,8-辛二硫醇(2.5％)、苯硫醚(2.5％)和TFA(90％))的5mL溶液并在室温下轻轻摇动2小时进行树脂裂解。然后过滤混合物并用N2吹扫以减少体积，然后加入乙醚(40mL)以沉淀肽，离心后收集肽。通过半制备反相HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000383
5μmC18(2)
Figure BDA0003556829650000384
LC柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)纯化粗肽材料。通过ESI-MS确认肽的身份。将纯化的环肽溶解在DMF(1mL)中并在DIPEA(1eq.)存在下用二碳酸二叔丁酯(5eq.)在室温下处理4小时以用Boc基团保护赖氨酸侧链。向反应混合物中加入冷乙醚以沉淀产物，离心收集。将残余物在室温下用20％哌啶的DMF(1mL)溶液处理30分钟，然后用冷乙醚沉淀，通过离心收集残余物并通过半制备反相HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000385
5μmC18(2)
Figure BDA0003556829650000386
LC色谱柱250x21mm，使用MillQ水和乙腈中的0.1％TFA缓冲液)纯化。ESI-MS：Lys(Boc)TIDE(+ve ion)[M+H+]m/z＝1135.4952(实验)，计算[C54H75N10O13S2]+：m/z＝1135.4956；Lys(Boc)TATE(+ve ion)[M+H+]m/z＝1149.4739(实验)，针对[C54H75N10O13S2]+计算得出：m/z＝1149.4749。
奥曲肽/奥曲酸肽DFOSq缀合的一般程序。将赖氨酸(Boc)侧链保护的奥曲肽和奥曲酸肽及DFO-Sq(5eq.)溶解在DMSO(100μL)中，然后加入硼酸盐缓冲液(0.1M,pH 9.0,900uL)。将溶液在室温下缓慢搅拌7天，然后用10％TFA中和并用半制备型反相HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000387
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000388
LC柱250x21mm，使用0.1％TFA缓冲液MillQ水和乙腈)纯化。纯化的级分在室温下用DCM中的20％TFA处理30分钟，然后在N2流下去除TFA，然后进行HPLC(Phenomenex
Figure BDA0003556829650000391
5μm C18(2)
Figure BDA0003556829650000392
LC柱250x21mm，使用0.1％TFA缓冲液在MillQ水和乙腈中)。ESI-MS：DFOSqTIDE(+ve ion)[M+H+]m/z＝1673.7716(实验)，计算[C78H113N16O21S2]+：m/z＝1673.7708；DFOSqTATE(+ve ion)[M+H+]m/z＝1687.7500(实验)，针对[C78H111N16O22S2]+计算得出：m/z＝1687.7500。
89Zr放射性标记DFOSqTIDE。用MilliQ水(60μL)稀释1M草酸(60μL,60MBq,PerkinElmer NEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,4x10微升)中和(pH 6-7)。然后加入HEPES缓冲液(54μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。在确认混合物的pH值为6-7后，加入DFO-Sq-TIDE溶液(120μg在60μL的0.25M HEPES缓冲液中，10％DMSO，1.18nmol/MBq)并将反应混合物静置在室温放置30分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(20-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝乙腈中的0.05％TFA，Luna C18色谱柱4.6×150mm，5μm)。粗示踪剂通过Phenomenex StrataX小柱(C18,60mg)使用乙醇作为洗脱液进行纯化。收集了几个馏分(≈100μL)，并将含有大部分活性的馏分在无菌过滤的PBS中稀释至最终乙醇浓度为8％(v/v)。制备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，每个注射器含有大约2.2MBq(4.4μg肽，165μL，2.6nmol)。
89Zr放射性标记DFOSqTATE。用MilliQ水(70μL)稀释1M草酸(70μL,56MBq,PerkinElmer NEZ308000MC)中的89Zr，然后用一系列小体积的Na2CO3水溶液(1M,4x10微升)中和(pH 6-7)。然后加入HEPES缓冲液(62μL，1M，pH 7.0)，溶液静置5分钟，然后再次测试pH。在确认混合物的pH值为6-7后，加入DFO-Sq-TATE溶液(112μg，在56μL的0.25M HEPES缓冲液中，10％DMSO，1.19nmol/MBq)并将反应混合物静置在室温30分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(20-100％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝乙腈中的0.05％TFA，Luna C18色谱柱4.6×150mm，5μm)。粗示踪剂通过Phenomenex StrataX小柱(C18,60mg)使用乙醇作为洗脱液进行纯化。收集了几个馏分(≈100μL)，并将含有大部分活性的馏分在无菌过滤的PBS中稀释至最终乙醇浓度为8％(v/v)。制备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，每个注射器含有大约2.5MBq(5μg肽，150μL，2.9nmol)。
奥曲酸/奥曲肽的pet-ct成像和生物分布。用PBS:Matrigel(1:1)中的3x106AR42J细胞在右侧皮下接种雌性Balb/c裸鼠(9周龄)。每周两次使用电子卡尺对小鼠称重并测量肿瘤。肿瘤体积(mm3)计算为长度2x宽度/2。12只小鼠被分配进行成像和生物分布研究(肿瘤体积：170-550mm3)。DFOSqTIDE(2.5MBq)和DFOSqTATE(2.2MBq)通过尾静脉注射对小鼠进行静脉内给药。在注射后1、2、4和18小时，使用异氟醚麻醉三只小鼠，并将其置于G8 PET/CT扫描仪(Perkin Elmer)的成像床上。进行CT扫描，然后立即进行10分钟的静态PET扫描。使用最大似然和期望最大化(ML-EM)算法重建PET图像。使用VivoQuant(Invicro)和肿瘤SUVmax分析PET图像，确定肿瘤SUVmax/背景平均值(TBR)和肿瘤SUVmax/肝脏平均值(TLR)。在18小时成像后，对小鼠实施安乐死，并切除选定的组织，称重并使用Capintec(Captus4000e)伽马计数器计数。在注射后1小时收获一组单独的3只小鼠用于生物分布分析。使用GraphPad Prism 7分析数据，并使用t检验分析示踪剂之间的差异。
DFOSqTIDE的68Ga放射性标记。HCl中的68GaIII(630μL,44MBq)用乙酸钠(1M,70μL,pH 4.5)和H3DFOSq-TIDE(6μg在6μL DMSO中,3.3nmoles)进行缓冲，并将反应混合物在室温下静置温度15分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(0-95％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝乙腈中的0.05％TFA，Luna C18色谱柱4.6×150mm，5μm)。痕量显示更多>98％的放射化学产率，放射化学纯度>98％。将反应混合物用MilliQ水(470μL)稀释，然后用10×PBS缓冲液(130μL,pH 7.4)缓冲至最终体积为1.3mL。制备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，在200μL(约肽质量1μg，0.5nmoles)中含有约3.5MBq。
DFOSqTATE的68Ga放射性标记。用乙酸钠(1M，100μL，pH 4.5)和H3DFOSq-TATE(6μg在6μL DMSO中，3.3nmoles)缓冲HCl(900μL，40MBq)中的68GaIII，并将反应混合物放置在室温15分钟，然后通过放射性HPLC分析等分试样(0-95％的缓冲液B到A，以1mL/min的速度在15分钟内，A＝MilliQ中的0.05％TFA和B＝乙腈中的0.05％TFA，Luna C18色谱柱4.6×150mm，5μm)。痕量显示更多>95％的放射化学收率和>95％的放射化学纯度。将反应混合物用MilliQ水(100μL)稀释，然后用10×PBS缓冲液(110μL,pH 7.4)缓冲至最终体积为1.2mL。制备了六个注射器(BD Ultra-FineTM，0.3mL)，在200μL中含有约2.3MBq(约肽质量1.0μg，0.5nmoles)。
结果和讨论
合成和放射性标记或DFOSqTIDE/DFOSqTATE
使用标准自动固相肽合成技术和Fmoc保护的氨基酸制备树脂结合的线性Tyr3-奥曲肽/酸肽，在Wang和三氯苯甲基树脂上使用HATU/DIPEA偶联，没有最终的Fmoc脱保护步骤。在每个循环的固相上用20％哌啶的DMF溶液实现Fmoc基团的去保护。通过第二个和第七个半胱氨酸残基之间的分子内二硫键环化是通过在半胱氨酸残基上的乙酰氨基甲基(Acm)的原位脱保护，然后使用DMF中的碘形成二硫键来实现的。环化后，使用标准三氟乙酸混合物(方案3)实现从固体支持物上的最终裂解和剩余保护基团的脱保护。DFOsq的生物缀合特别需要在N末端D-Phe单元上，因为肽的D(Trp)-Lys-Thr部分在受体结合中起重要作用，因此使用Boc酸酐保护赖氨酸单元，然后使用DMF中的20％哌啶进行D-Phe上最后的Fmoc去保护。得到的Lys(Boc)-肽在硼酸盐缓冲液中显示出更好的溶解度，并且通过在0.1M硼酸盐缓冲液(pH9.0)和10％DMSO中孵育肽和DFOSq超过7天，实现了与DFOSq的偶联。在用TFA将Boc基团从赖氨酸脱保护后，然后通过HPLC纯化，获得最终的DFOsq缀合肽组装体。
Figure BDA0003556829650000421
方案3：DFOSq-奥曲肽和–奥曲酸肽的合成(i)碘，DMF，(ii)TFA混合物，(iii)Boc-酸酐，DIPEA，DMF，(iv)DMF中的20％哌啶，(v)DFOSq，0.1M硼酸盐缓冲液，pH 9.0，(vi)DCM中的20％TFA。
在温和的反应条件下实现89Zr对两种肽的放射性标记。89Zr在1M草酸溶液中获得，该溶液用1M Na2CO3中和并用HEPES缓冲至终浓度为0.25M。肽以2μg/MBq的89Zr浓度进行标记，分析放射性HPLC显示在30-60分钟的反应时间内放射化学产率>95％。使用乙醇作为洗脱液，使用Phenomenex StaraX C18小柱纯化粗示踪剂，产生>98％放射化学纯度的示踪剂(图11)。
在室温下在10分钟内完成[68Ga]GaIII放射性标记DFOSq-TATE和DFO-TIDE。[68Ga]GaIII的水性混合物，从68Ge/68Ga发生器用0.05M HCl洗脱获得，用乙酸钠缓冲液(1M，pH4.5)部分中和至pH 4-5。即使使用相对较低的肽质量(约150ng/MBq的[68Ga]GaIII)，也可以获得高放射化学产率(≥98％)和纯度((≥98％)的68GaDFOSqTATE和68GaDFOSq-TIDE，无需纯化粗示踪剂以供体内实验(图14)。
89Zr-DFOSqTIDE/DFOSqTATE的Pet-ct成像和生物分布
通过尾静脉注射，用89ZrDFOSqTATE或89ZrDFOSqTIDE(2-3MBq)静脉内注射如上所述的带有AR42J(大鼠胰腺癌细胞系)肿瘤的Balb/c裸鼠。在注射后1、2、4和18小时，用异氟醚麻醉小鼠并在10分钟内成像。在注射DFOSqTIDE和DFOSqTATE后1小时，观察到肾、肿瘤和肝的摄取。注射了DFOSqTIDE和DFOSqTATE的小鼠的代表性PET图像显示在图12中，每个放射性示踪剂的肿瘤SUVmax定量结果总结在图13a中。
这些发现与生物分布结果一致，其中在1小时(10.4±0.5对3.4±0.4，P<0.001)和18小时(4.9±0.8对1.7±0.1，P<0.05)，DFOSqTATE的肿瘤％ID/g高于DFOSqTIDE的。成像数据显示肝脏对DFOSqTIDE的高摄取导致肿瘤与肝脏的比率低于DFOSqTATE。生物分布数据证实，与DFOSqTATE相比，DFOSqTIDE在肝脏中的积累更高(注射后1小时10.8±0.4对4.3±0.4％ID，P<0.01)。图13b中的生物分布数据表明，两种放射性示踪剂在18小时时从肿瘤中显著清除，对于DFOSqTIDE，％ID/g从1小时的3.4±0.4降低到18小时的1.5±0.1(P<0.05)和DFOSqTATE的1小时时为10.4±0.5，18小时时为4.9±0.8(P<0.01)。这些数据得到了成像数据的支持(图12)，其中DFOSqTIDE的1小时摄取在18小时减少了55％(P<0.01)，DFOSqTATE的摄取减少了58％(P<0.01)。
总之，89Zr-DFO-SqTATE在Balb/c裸鼠中表现出比89Zr-DFO-Sq-TIDE更高的AR42J肿瘤摄取和更低的肝脏积聚。注射后18小时，两种放射性示踪剂均从AR42J肿瘤中显著清除。
表3.89Zr标记的示踪剂在体内(成像和生物分布)和体外(细胞摄取)的数据
Figure BDA0003556829650000431
在温和的反应条件下，这两种肽都可以很容易地用68Ga进行放射性标记。以HCl溶液形式获得68Ga，将其用乙酸钠(1M，pH 4.5)缓冲以在标记前将pH升高至4.0。10分钟后反应混合物的分析放射性HPLC显示无需纯化即可以高放射化学纯度完全标记(图14)。
设计、合成了两种新的SSTR2结合Tyr3-奥曲酸和奥曲肽肽，并将其与DFOSq配体策略性地生物缀合到N末端。该肽易于合成，并且可以在温和条件下用89Zr和68Ga放射性核素进行放射性标记，从而提供高放射化学产率和纯度。基于PET-CT和生物分布分析，这两种肽都显示出神经内分泌肿瘤诊断成像的潜力。
68GADFOSqTIDE/DFOSqTATE的Pet-CT成像和生物分布
通过尾静脉将68GaDFOSq-TIDE和68Ga DFOSq-TATE示踪剂(2-3MBq,1μg,0.5nmol)静脉注射到带有AR42J(大鼠胰腺癌细胞系)肿瘤的Balb/c裸鼠。PET图像在注射后1小时和2小时获得(图15a和b)。对PET图像的检查显示两种示踪剂对肿瘤的清晰描绘，但68Ga DFOSq-TATE具有更高的肿瘤摄取。使用标准摄取值(SUVmax＝组织中的放射性/注射活性/BW)对图像中的摄取进行量化，证实了68GaDFOSq-TATE的更高摄取(1小时；SUVmax1.8±0.2，与1.21±0.20相比，图15c)。68Ga DFOSqTATE的较高肿瘤摄取还与注射后2小时的较高程度的肿瘤保留相关，SUVmax仅降低5％，而相比于68GaDFOSqTATE，68Ga DFOSqTIDE的肿瘤SUVmax在注射后2小时降低30％。两种示踪剂都能迅速从血液中清除，骨骼中的低摄取与稳定的镓-68复合物以及肌肉中的低摄取一致。这两种示踪剂在肾脏和膀胱中都有显著的摄取。添加过量的相应非放射性肽(20倍，20μg，11.1nmol)导致肿瘤摄取显著减少，表明肿瘤中两种示踪剂的摄取是受体介导的。
在同一小鼠模型中进行的离体生物分布研究证实了高肿瘤摄取，其中小鼠被注射68GaDFOSq-TIDE和68GaDFOSq-TATE之一(2-3MBq，1μg，0.5nmol)，然后在给药后1小时或2h安乐死。对肿瘤和主要器官中每克组织的注射活性量(％IA/g)进行量化(图16)。在注射后1小时，68GaDFOSqTATE(9.80±2.33％IA/g)在肿瘤中的摄取高于68Ga DFOSqTIDE(分别为8.81±1.03％IA/g)，与PET图像一致。68GaDFOSqTIDE的初始肿瘤摄取量从注射后1小时的8.81±1.03％IA/g降低到注射后2小时的4.4±1.1％IA/g。相反，注射后1小时68GaDFOSqTAT的高肿瘤摄取(9.80±2.33％ID/g)在注射后2小时(9.22±0.92％ID/g)保持与PET图像一致。68GaDFOSqTIDE在肾脏中的摄取程度(1小时，37.56±3.50％IA/g)高于68GaDFOSqTATE的(1小时，15.98±3.27％IA/g)。

Claims (23)

1.式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure FDA0003556829640000011
或其药学上可接受的盐，其中X选自下组：
任选被C1-C10烷基、乙二胺四乙酸(EDTA)或其衍生物取代的芳基；和
(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8，其中R7和R8可以独立选自C1-C10烷基或C1-C10烷基苯基，其中C1-C10烷基可以被n个酰胺基团间断，其中n为0-3；和
Y1和Y2独立地选自：羧酸、酯、酸酐和胺。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中X选自苯基、苄基或EDTA官能化的苯基。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中X是(C1-C10烷基)NR7(Y2)R8。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的化合物，其中Y1和Y2独立为胺或羧酸。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的化合物，其中所述化合物选自下组：
Figure FDA0003556829640000012
Figure FDA0003556829640000021
Figure FDA0003556829640000033
6.根据权利要求1至5中任一项所述的化合物，其中所述药学上可接受的衍生物是：
Figure FDA0003556829640000031
7.根据权利要求6所述的化合物，其中所述药学上可接受的衍生物选自：
Figure FDA0003556829640000032
Figure FDA0003556829640000041
Figure FDA0003556829640000051
8.一种缀合物，包括：
-根据权利要求1-7中任一项所述的式(I)所示化合物或其药学上可接受的衍生物，和
-PSMA靶向剂。
9.根据权利要求8所述的缀合物，其中所述缀合物选自下组：
Figure FDA0003556829640000052
(2)
Figure FDA0003556829640000053
(3)
Figure FDA0003556829640000061
以及
(4)
Figure FDA0003556829640000062
10.式(II)所示缀合物或其药学上可接受的衍生物：
Figure FDA0003556829640000063
或其药学上可接受的盐，其中R为CH2O或COO。
11.根据权利要求10所述的缀合物，其中所述药学上可接受的衍生物是
Figure FDA0003556829640000071
12.一种放射性核素缀合物，其包含：
-权利要求8-11中任一项的缀合物或其药学上可接受的衍生物，和
-与其复合的放射性核素，
其中，所述放射性核素选自：锆、镓、镥、锇、钪、钛、铟和铌的放射性同位素。
13.根据权利要求12所述的放射性核素缀合物，其中所述放射性核素是锆(优选89Zr)、镓(优选68Ga)或铟(优选111In)的放射性同位素。
14.根据权利要求13所述的放射性核素缀合物，其中所述放射性核素是锆的放射性同位素(优选89Zr)。
15.一种对患者进行成像的方法，所述方法包括：
-向患者施用权利要求12至14中任一项所述的放射性核素标记的缀合物；和
-给所述患者成像。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述靶向剂用于将所述缀合物在体内靶向到所需部位。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述所需部位是肿瘤。
18.一种成像细胞或体外活检样本的方法，所述方法包括：
-对细胞或体外活检样本施用根据权利要求12至14中任一项所述的放射性核素标记的缀合物；和
-对细胞或体外活检样本成像。
19.一种治疗患者癌症的方法，所述方法包括：
-向患者施用权利要求12至14中任一项所述的放射性核素标记的缀合物；
从而治疗该患者。
20.根据权利要求12至14中任一项所述的放射性核素标记的缀合物在制备治疗患者癌症的药物中的用途。
21.根据权利要求12至14中任一项所述的放射性核素标记的缀合物，用于治疗患者的癌症。
22.一种用于如权利要求15至19中任一项所述的方法或用途的试剂盒，所述试剂盒包括：
-权利要求1至7中任一项的化合物、权利要求8至11中任一项的缀合物或权利要求12至14中任一项的放射性核素缀合物；和
-可选地，具有在权利要求15至19中任一项所述的方法或用途中使用的说明书的标签或包装插入物。
23.一种当用于权利要求15至19中任一项所述的方法或用途时的试剂盒，所述试剂盒包括：
-权利要求1至7中任一项的化合物、权利要求8至11中任一项的缀合物或权利要求8至11中任一项的放射性核素缀合物；和
-可选地，具有在权利要求15至19中任一项所述的方法或用途中使用的说明书的标签或包装插入物。
CN202080066265.5A 2019-09-20 2020-09-18 成像和治疗组合物 Pending CN114502528A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2019903504 2019-09-20
AU2019903504A AU2019903504A0 (en) 2019-09-20 Imaging and therapeutic compositions
PCT/AU2020/050992 WO2021051168A1 (en) 2019-09-20 2020-09-18 Imaging and therapeutic compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114502528A true CN114502528A (zh) 2022-05-13

Family

ID=74882953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080066265.5A Pending CN114502528A (zh) 2019-09-20 2020-09-18 成像和治疗组合物

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220363623A1 (zh)
EP (1) EP4031520A4 (zh)
JP (1) JP2022548749A (zh)
CN (1) CN114502528A (zh)
AU (1) AU2020349592A1 (zh)
BR (1) BR112022005008A2 (zh)
CA (1) CA3151015A1 (zh)
WO (1) WO2021051168A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021114711B4 (de) * 2021-06-08 2023-11-02 Medianezia GmbH Trislinker-konjugierte dimere Markierungsvorläufer und daraus abgeleitete Radiotracer
WO2023228497A1 (ja) * 2022-05-24 2023-11-30 株式会社島津製作所 ニューログラニン関連ペプチド含有試料溶液の調製方法およびニューログラニン関連ペプチドの分析方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250104A (zh) * 2014-10-16 2017-10-13 墨尔本大学 新型成像组合物及其用途

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107250104A (zh) * 2014-10-16 2017-10-13 墨尔本大学 新型成像组合物及其用途

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RUDD, STACEY E, ET AL: "A desferrioxamine B squaramide ester for the incorporation of zirconium-89 into antibodies", 《CHEMICAL COMMUNICATIONS》, vol. 52, no. 80, pages 11889 - 11892, XP055663525, DOI: 10.1039/C6CC05961A *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4031520A4 (en) 2023-10-11
BR112022005008A2 (pt) 2022-06-14
WO2021051168A1 (en) 2021-03-25
EP4031520A1 (en) 2022-07-27
AU2020349592A1 (en) 2022-03-31
CA3151015A1 (en) 2021-03-25
US20220363623A1 (en) 2022-11-17
JP2022548749A (ja) 2022-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7449864B2 (ja) エバンスブルー誘導体の化学結合体ならびに前立腺癌を標的とするための放射線療法および造影剤としてのその使用
US10696631B2 (en) Chemical conjugates of evans blue derivatives and their use as radiotherapy and imaging agents
JP4510444B2 (ja) ペプチドベースの化合物
BR112020001785A2 (pt) radiotraçador e compostos radioterapêuticos bimodais
EP2654803B1 (en) Radiolabeled her2-binding peptide conjugates
US20080267882A1 (en) Imaging compounds, methods of making imaging compounds, methods of imaging, therapeutic compounds, methods of making therapeutic compounds, and methods of therapy
JP7097436B2 (ja) エバンスブルー誘導体の化学的コンジュゲートおよびそれらの放射線治療剤および造影剤としての使用
US20220017495A1 (en) Conjugates of bivalent evans blue dye derivatives and methods of use
JP2018502824A (ja) 新規なイメージング組成物およびその使用
US20220363623A1 (en) Imaging and therapeutic compositions
JP2024506644A (ja) 標的送達に適用するための二価線維芽細胞活性化タンパク質リガンド
US9061078B2 (en) Tetraaza macrocyclic compound, preparation method thereof and use thereof
US9403875B2 (en) Cage-like bifunctional chelators, copper-64 radiopharmaceuticals and PET imaging using the same
JP2022518598A (ja) フッ化ケイ素アクセプタ置換放射性医薬品とその前駆体
CA3171753A1 (en) Stable formulations for radionuclide complexes
Guenther et al. Substitution of L-Trp by α-methyl-L-Trp in 177Lu-RM2 results in 177Lu-AMTG, a high affinity GRPR ligand with improved in vivo stability
JP6410339B2 (ja) 放射性核種標識オクトレオチド誘導体
US20230031576A1 (en) Radiolabelled targeting ligands
KR101743727B1 (ko) Peg 및 dota 함유 rgd 유도체, 그 제조방법 및 그것을 포함하는 pet 조영제
JP2024518097A (ja) 刷子縁膜酵素切断可能リンカーを持つ葉酸受容体標的コンジュゲート並びにガンのイメージング及び治療における使用方法
KR20220152322A (ko) 생체내 알파-v-베타-6-인테그린 접근을 위한 환형 펩타이드 및 그의 컨쥬게이트
WO2023092184A1 (en) Compounds and compositions thereof for the treatment of cancer
CN116217505A (zh) 用于诊断或治疗表达前列腺特异性膜抗原癌症的新型标记靶向剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination