CN1824332A - 选择成像检查中造影剂的方法及对造影剂中配合体的使用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种为对患者进行成像检查选择适当造影剂的方法。其中，从患者(18)采集一个组织试样(2)；将该组织试样分成多个单个试样(4)；为每个单个试样添加与组织中特定目标结构(20)结合的造影剂(22)(6)。利用检查方法对这些单个试样进行检查，以便确定不同造影剂对于患者的成像检查的适用性(12)。

Description

选择成像检查中造影剂的方法及对造影剂中配合体的使用
技术领域
本发明涉及一种为对患者进行成像检查选择适当造影剂的方法，以及对在所选择的造影剂中包含的配合体的作为用于处理患者的制药活性物质、作为制药活性物质的载体、作为另一种造影剂的配合体和作为“体外”诊断试剂的使用。
背景技术
常规的成像诊断技术、例如X射线计算机断层造影(CT)、磁共振断层造影(MRT)、正电子发射断层造影(PET)、单光子发射计算机断层造影(SPECT)或者如NIRF(近红外荧光)的光学成像，提供身体的解剖或功能生理信息。其中经常使用造影剂，其可以使得由于诸如出血或组织厚度等生理参数而使病态组织可见。例如，在PET中作为造影剂(KM)使用这样的生物分子，其中稳定的同位素由诸如11C、13N或15O的正电子发射体来替代。由此，可以跟踪被标记的生物分子的新陈代谢特性。在MRT中使用诸如螯和的Gd或者铁氧乳酸的顺磁物质或铁磁物质作为造影剂，它们可以设置用来对其它分子进行功能化。这些造影剂例如可以到达特定的、可能是病态改变了的组织中，并在那里引起图像中对比度的变化。
但是，目前允许的造影剂很少有特效。例如，MRT造影剂Gd-DOTA到达大脑可以由于肿瘤、中风、MS损伤等等引起其它涉及到血-脑极限的病变的改变。
近来，所谓的分子成像(MI)造影剂允许通过上述成像方法得到非常多的病变组织的专门特性(参见A.Hengerer，T.Mertelmeier，Siemens AG，MedicalSolutions，Erlangen，Germany：“Molecular Biology for Medical Imaging”electromedica 69(2001)no.l)。
分子成像集成了分子生物的方法(例如，抗原抗体交互作用或者缩氨酸受体)和成像技术。由此，可以在细胞或分子层面上非侵入地表示生物过程的特征。即，分子成像是通过生物试剂(分子成像造影剂)的、有问题的物质交换过程的活体可视化，该生物试剂在器官中结合分子的疾病标注或者目标结构，并因此选择性地对其标记。作为对于常规成像的补充，分子成像在不需要活组织检查的条件下提供了关于在活体器官中分子目标结构的位置以及(理想情况下)数量的完整信息。
因为病变过程在(宏)解剖和功能上凸显疾病之前，首先在分子层面上出现，分子成像可以在疾病的较早阶段上进行诊断。
因此，分子成像造影剂既包括形成对比度的单元(例如在MRI中的铁氧乳酸)，又包括在组织中与目标结构(“目标”)交互作用的分子结构。该分子结构也被称为造影剂的“配合体”。
WO 99/56788中公开了一种用于为特定的目标组织选择适当的分子成像造影剂的方法。在此，可以是细胞培养组织试样。在该方法中同结合形成对比度的单元与许多不同的配合体(例如，缩氨酸、低聚物、合成单体或者抗体等等)，产生了巨大数量的不同造影剂。将这些造影剂附加给目标组织，并且通过分析方法确定结合亲和力。
在K.C.P.Li et al.的文章“Combined vascular targeted imaging and therapy：aparadigm for personalized treatment”，Jurnal of Cellular Biochemistry，ISSN1097-4644，2002，Supplement 39，65-71中公开了一种用于既为粒子加上连接目标结构的配合体、又为其加上形成对比度的单元以及治疗的生物活性物质的乳酸技术。该乳酸特别对应于内皮受体(Endothelrezeptor)。在处理用于提供制药生物活性物质的乳酸之前，可以通过在提供了一种加上了形成对比度的单元、但没有加上制药生物活性物质的乳酸之后的“活体”成像来设定该乳酸的亲和力。
在某些应用中，MI造影剂如此专用，使得即使出现了“相同”的第一诊断/诊断怀疑，也不能利用同样的造影剂成像地检查每个患者。许多目前分组成一个疾病图像的疾病(例如特定器官的肿瘤)在实际中细分成具有解剖上类似特征的、不同的分子疾病。然而，因为作为基础的病变基理是不同的，也可以对于成像出现不同的目标结构(目标)。
因此，为了充分利用专门分子成像造影剂的可能性，每个患者必须利用分别不同的造影剂多次经历同样的成像方法。如果仅仅选择一种具有与特定的分子疾病特征结合的特定配合体的造影剂，则在错误地选择造影剂的条件下不能进行诊断。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，通过一种用于选择适当的造影剂的方法使得这种MI造影剂的使用简化了诊断。此外，本发明要解决的技术问题是，将分子成像的可能性更好地用于治疗计划和治疗控制中。
上述技术问题是通过一种为对患者进行成像检查选择适当造影剂的方法解决的。该方法包括下列步骤：
-从患者采集一个组织试样；
-将该组织试样分成多个单个试样；
-为每个单个试样添加与组织中特定目标结构结合的造影剂；
-利用检查方法对这些单个试样进行检查，以便确定不同造影剂对于患者的成像检查的适用性。
在一个“总控键(turn-key)”系统中该选择过程是可以完全自动化的。例如在放射科中，对于特定患者的最佳的造影剂可以从试剂库中选择出。这允许对生物化学功能的高度专业地可视化、定位和可能的定量。这对于许多个性化的诊断是不可避免的。这样确定的造影剂可以用于对患者的成像检查。
优选地，不同的造影剂的区别不在于形成实际图像对比度的部分，而是在于其中结合的、附着在特定目标结构上的配合体。本发明还在于使用所确定的配合体作为用于处理患者的制药活性物质的载体。由此，允许极其有效的“药物(Drug Targeting)”，并且可以通过该成像方法精确地确定使用的剂量。
此外，根据本发明的另一个方面，也可以将所确定的配合体本身作为制药活性物质使用。本身可以用作治疗物的配合体的例子有抗体、缩氨酸或核酸，它们例如在抗过敏治疗中使用。
根据本发明的另一个方面，将所确定的配合体作为利用另一种成像方法对患者进行成像检查的另一种造影剂的配合体使用。例如，将MRT造影剂微粒(如铁氧乳酸)通过可以利用光学成像方法验证的荧光彩色物质置换。光学检查是吸引人的，因为病灶已经是局部化的，可以采用带有小视野(FoV)的低廉的检测器。反之，对于在先的选择方法适合于如PET、SPECT或MRT的整体成像方法，因为三维成像的可能性特别好。MRT表现出高图像分辨率，而如果要求高灵敏度则优选采用PET和SPECT。
根据本发明的另一个方面，将所选择的造影剂的配合体在用于治疗控制的、对患者的随后检查中作为“体外”诊断的试剂使用。
附图说明
下面利用实施方式和附图对本发明作进一步的说明。图中：
图1示出本发明方法实施方式的流程图，
图2示出本发明方法实施方式的示意图，
图3示出在按照本发明的实施方式应用所选择的造影剂和配合体中方法步骤的流程图。
具体实施方式
首先在步骤2中从患者采集组织试样，例如血液试样或活体检查试样。优选地，采用一种在筛选检查或者在“体外”诊断预检查中已经得到的组织试样。
然后，将试样按照平行化的组(高吞吐量筛选，HTS)中进行分析，其中同时检查尽可能多的组织试样。按照本发明的一种实施方式，为此将单个组织试样填充在微量滴定盘的凹槽中，如在出版物“High Throughput MagneticResonance Imaging for Evaluating Targeted Nanoparticle Probes”，D.Hoegenmannet al.，Bioconjugate Chem.2002，13，116-121中描写的那样。其中，造影剂是其上结合或联合了不同的缩氨酸的、磁标记的乳酸。在此，将该文章的公开内容包含在本申请中。
在方法步骤6中对单个试样加入不同的造影剂。造影剂分别包含了形成对比度的部分，例如在所使用的成像方法中产生对比度的铁氧粒子，以及与组织中特定目标结构结合的特定配合体。作为配合体使用例如从缩氨酸库中得到的试剂库。
在本发明的另一个实施方式中从下列中选择配合体：缩氨酸库、核酸库(包括抗过敏库)、抗菌素库、腺病毒库或者衍生病毒或反向病毒库、合成库(例如Dentrimer库)或基于Microbubble的库(例如脂质体库)。在组织试样中的目标结构例如是抗原体、酶或核酸。
在步骤8中，利用不同的造影剂对单个试样进行培养，以便如果试样包含有关的目标结构则实现配合体在目标结构上的结合。
必要时，在培养时间结束之后冲洗组织试样，以便将没有结合的造影剂分离出来。这例如通过利用盐溶液洗涤细胞来实现。不过，优选使用不需要洗涤造影剂的化验。
随后，优选共同利用成像方法(如PET、SPECT、MRT或NIRF)对带有不同造影剂的单个试样进行检查，以便确定不同造影剂对于患者的成像检查的适用性(步骤12)。理想情况下，可以从所拍摄的图像中得出在各个单个试样中造影剂的浓度以及由此的各个造影剂配合体在目标结构上的结合亲和力。在MRT的情况下成像本身可以按照上述Bioconjugate Chem.中的文章所描述的方法进行。在此，同时检查多个微量滴定盘，以便在大约50分钟的检查时间中可以分析直到1920个单个试样。通过改变回波时间确定对于T2弛豫时间的量度，并由此估计在盘的单个凹槽中造影剂的浓度。在光学成像方法的情况下，适合的是同时仅仅检查一个微量滴定盘。
除了为“体内”诊断开发的成像方法之外，还可以为了证明结合(即识别与患者试样反应的配合体)而采用在“体外”诊断中试样的化验。为此，例如可以使用荧光检查和生物发光检查或者其它酶的实验。优选地，采用均质化验，其不以昂贵的试样分布为前提条件并且因此容易自动化。
这样确定的数据允许选择具有合适的配合体的造影剂(步骤16)，该配合体具有对于组织试样的目标结构的最佳亲和力。在随后检查中待使用的造影剂是从不同的造影剂库中选出的，以便保证其与患者试样结合并且适合于验证实验诊断或定位病灶。在随后的图1中没有示出的步骤中，为患者使用选择出的造影剂，并且利用有关的成像方法进行检查。这样获得的成像数据可以用于治疗计划。
在图2中以另一种方式示出了上述的方法。从患者18采集组织试样20，随后将其与造影剂微粒22a、22b混合并且进行高吞吐量筛选“体外”成像方法。在图中示意地示出了造影剂微粒22a、22b的生物活跃的配合体是如何附着在组织试样20上的。然后选择最佳结合的造影剂，并且在步骤26对患者进行例如示意性表示的MR断层造影。其中，使用了在前面步骤中选择出的造影剂。
不过，这里还没有穷尽本发明方法的优选的应用。图3中示出了对于其它方法步骤的例子。
在利用所选择出的造影剂进行了患者的成像检查之后，必要时可以进行治疗28，例如辐射治疗或者抗过敏治疗。在特定的情况下可以在此将所选择出的造影剂的配合体作为对于治疗物的载体分子使用，或者直接起到治疗物的作用。在这种情况下，必须使用制药剂量。剂量的确定可以借助于在前的成像实现。由此允许针对患者的应用以及制药活性物质的可以精确计划的定量。
对于治疗控制29可以将在步骤16中确定配合体再次作为造影剂使用。
此外，还可以将造影剂通过替换形成对比度的微粒来进行修改，以便在其它成像方法中用于诊断(步骤34)。例如，例如将MRT对比度微粒通过用来进行NIRF检查的荧光彩色物质置换。
也可以多重标记，即，对比度微粒包含多个对于不同的成像方法形成对比度的部分，例如，既有MR标记又有核医学标记，或者既有MR标记又有荧光标记。作为替换，作为形成对比度的部分也可以使用这样的元素，其例如镧族元素同时MR活跃和发荧光。这点允许利用多个成像方法检查患者。
也可以出现这样的情况，即，在步骤14中确定KM结合时多个配合体具有对患者的组织试样的良好的结合亲和力，例如其与不同的目标结构结合。在这种情况下，可以为患者的成像(步骤26)或治疗(步骤28)构成包含多种配合体的造影剂。为此，可以将多种配合体设置在载体位置上，例如设置在脂质体或铁氧微粒上。
伴随地或者替换地，也可以将配合体作为“体外”的诊断试剂使用在随后的检查中，以便检查其它在步骤30中采集的患者试样(步骤32)。试样优选为简单采集的血液、尿或大便试样，只要在这些组织试样中可以证明目标结构。
在此描述的程序也可以用于“体外”的差别诊断。

Claims (14)

1.一种为对患者进行成像检查选择适当造影剂的方法，其包括下列步骤：
-从患者(18)采集一个组织试样(2)；
-将该组织试样分成多个单个试样(4)；
-为每个单个试样添加与组织中特定目标结构(20)结合的造影剂(22)(6)；
-利用检查方法对这些单个试样进行检查，以便确定不同造影剂对于患者的成像检查的适用性(12)。
2.根据权利要求1所述的选择方法，其中，所述检查方法是如PET、SPECT、MRI的成像方法，如NIRF的光学成像方法或者如生物发光的分析检查方法；而所述造影剂包含与各检查方法对应的、形成对比度的部分(22a，22b)。
3.根据权利要求1或2所述的选择方法，其中，所述造影剂除了形成对比度的部分(22a，22b)之外分别包括与组织中特定的目标结构(20)结合的特定配合体。
4.根据权利要求3所述的选择方法，其中，所述配合体是生物上活跃的分子，如缩氨酸、核酸、病毒、脂质体或抗体。
5.根据上述权利要求中任一项所述的选择方法，其中，所述在组织试样中的目标结构(20)是抗原体、酶或核酸。
6.根据上述权利要求中任一项所述的选择方法，其中，在添加造影剂之后对所述单个试样进行培养(8)，以便在分离出未结合的造影剂之前实现造影剂(22)在目标结构(20)上的结合。
7.根据上述权利要求中任一项所述的选择方法，其中，在检查之前将没有被单个试样所结合的造影剂分离出来(10)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的选择方法，其中，利用所述检查方法同时检查一个或者多个患者的单个试样。
9.根据上述权利要求中任一项所述的选择方法，其中，在筛选检查的范围内或者“体外”诊断预检查中采集组织试样。
10.将根据上述权利要求中任一项所述的方法所选择的造影剂(22)应用到对患者的成像检查中(26)。
11.将根据权利要求1至9中任一项所述的方法所选择的造影剂(22)的配合体应用到治疗患者的制药活性物质的载体中(28)。
12.将根据权利要求1至9中任一项所述的方法所选择的造影剂(22)的配合体应用到治疗患者的制药活性物质中(28)。
13.将根据权利要求1至9中任一项所述的方法所选择的造影剂(22)的配合体应用为利用另一种成像方法对患者进行成像检查的另一种造影剂的配合体(34)。
14.将根据权利要求1至9中任一项所述的方法所选择的造影剂(22)的配合体应用为在对患者(32)的随后检查中作为“体外”诊断的试剂(28)。
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