JP2005145921A - Fluorescent contrast medium for diagnosis and method for fluorescence imaging diagnosis - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は診断用蛍光造影剤(以下、診断用造影剤、蛍光造影剤ともいう)及び該診断用蛍光造影剤を用いた蛍光造影診断方法に関するものである。 The present invention relates to a diagnostic fluorescent contrast agent (hereinafter also referred to as a diagnostic contrast agent or a fluorescent contrast agent) and a fluorescence contrast diagnostic method using the diagnostic fluorescent contrast agent.
病気を治療する際に、病気の初期の段階においてその病気により生体内に引き起こされる形態変化を精密且つ迅速に簡便な方法で検出することが要求される。特に癌を治療する場合、初期の小さい病変の場所と大きさの確定が早期治療する上で必要不可欠である。この目的のために既に知られている方法として、内視鏡による生体検査、X線撮影、MRI及び超音波撮影等のような映像診断を挙げることができる。生体検査は直接病変部を観察できるので診断確定に有効ではあるが、同時に被験者に痛みや苦痛を強いる。X線撮影及びMRIは過度にすると有害となる放射線及び磁場を被験者にさらすものであり、時間的経過を追跡しようとするとその被爆時間は追跡時間に比例して増大してしまう。設備や装置も大掛かりになり、その設置と維持に多大の労力と費用が要求される。しかし、小型化が可能で運転の労力が軽減され、使用も簡便化される診断として近赤外蛍光撮影が最近注目されている。近赤外光は、70%以上が水分から成り立つ生体組織を容易に透過し、厚さ10cm〜20cmまでを検査診断できると言われている。そのため、臨床医学の分野で注目を集めつつ、近赤外CTとする診断技術として開発されるようになった。この方法は造影剤として生体の吸収の少ない700nmから1000nmの近赤外の波長を有する励起光の照射により蛍光を放射する化合物を生体中に投与し、身体の外側から近赤外の波長である励起光を照射し、体内の投与された化合物、所謂、蛍光造影剤から放射される蛍光を検出して、病変部を確定する。このような蛍光造影剤として、例えば、腫瘍中に蓄積するポルフィリン化合物やヘマトポルフィルンのような化合物が知られている。これらの化合物は、近赤外の光照射により励起され酸素分子が病変部の生体を酸化することが可能な3重項酸素を生成させ、癌のような病変部の細胞を死滅させて治療を可能にするが、病変部以外の組織を破壊してしまう危険性を孕んでいる。一方、フルオレセインやフルオレサミンのような既知の蛍光色素を用いた造影法が知られている(米国特許第4945239号)が、これらの蛍光色素は生体の光透過が非常に低い青〜緑の光を発するもので、身体の奥の部分の病変の検出が充分にできない。 When treating a disease, it is required to detect a morphological change caused in the living body by the disease in an early stage of the disease accurately and quickly by a simple method. Especially when treating cancer, the determination of the location and size of the initial small lesion is essential for early treatment. Examples of methods already known for this purpose include diagnostic imaging, such as endoscopic biopsy, X-ray imaging, MRI and ultrasound imaging. Biopsy is effective in confirming the diagnosis because it can directly observe the lesion, but at the same time, the subject is forced to ache or pain. X-ray imaging and MRI expose the subject to radiation and magnetic fields that are harmful if excessive, and the exposure time increases in proportion to the tracking time when trying to track the time course. Equipment and devices are also large, and a great deal of labor and cost is required for their installation and maintenance. However, near-infrared fluorescence imaging has recently attracted attention as a diagnosis that can be downsized, reduce the labor of operation, and simplify use. It is said that near-infrared light can easily pass through a biological tissue in which 70% or more is made of moisture, and can inspect and diagnose a thickness of 10 cm to 20 cm. Therefore, it has come to be developed as a diagnostic technique for near infrared CT while attracting attention in the field of clinical medicine. In this method, a compound that emits fluorescence when irradiated with excitation light having a near-infrared wavelength of 700 nm to 1000 nm as a contrast agent is irradiated into the living body and has a near-infrared wavelength from outside the body. Irradiation with excitation light, and detection of fluorescence emitted from a compound administered in the body, that is, a so-called fluorescent contrast agent, determines the lesion. As such a fluorescent contrast agent, for example, compounds such as porphyrin compounds and hematoporphyrin that accumulate in tumors are known. These compounds are excited by near-infrared light irradiation to generate triplet oxygen that can oxidize the living body of the lesion, killing cells of the lesion such as cancer, and treating them. Although possible, there is a risk of destroying tissues other than the lesion. On the other hand, contrast methods using known fluorescent dyes such as fluorescein and fluoresamine are known (US Pat. No. 4,945,239), but these fluorescent dyes emit blue to green light with very low light transmission in the living body. This is a problem that can not be detected sufficiently.
近赤外領域で蛍光を発するシアニン色素は、蛍光造影剤として期待され、各種のシアニン色素化合物が検討された。シアニン化合物の蛍光造影剤が報告されて以来、親水性、モル吸光係数、量子収率の高い化合物に改変すべく、各種周辺シアニン化合物を造影剤とする技術が開示された(例えば、特許文献1、2、3)。しかしながら、正常な組織を病変組織と識別する能力(造影力)とともに、生体から造影後に生体内で完全に分解され無害となるか、又は完全に排出されることが必要で(非蓄積性)、両者を兼ねた安全な造影剤は見つかっていない。
本発明の目的は毒性が低く優れた水溶性を有し、且つ、生体組織中を透過できる領域の蛍光を放射し、腫瘍、癌及び/又は血管の特定の造影を可能にすることができる癌又は腫瘍用の診断用蛍光造影剤及び蛍光造影診断方法を提供することにある。 An object of the present invention is a cancer that has low water toxicity, excellent water solubility, and emits fluorescence in a region that can be transmitted through living tissue to enable specific imaging of a tumor, cancer, and / or blood vessel. Another object of the present invention is to provide a diagnostic fluorescent contrast agent for tumor and a fluorescent contrast diagnostic method.
本発明の上記の目的は、下記各構成により達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
1.ポリメチン鎖を有するオキソノール染料を含有することを特徴とする診断用蛍光造影剤。 1. A diagnostic fluorescent contrast agent comprising an oxonol dye having a polymethine chain.
2.前記診断用蛍光造影剤が癌診断用蛍光造影剤又は腫瘍診断用蛍光造影剤であることを特徴とする前記1に記載の診断用蛍光造影剤。 2. 2. The diagnostic fluorescent contrast agent according to 1 above, wherein the diagnostic fluorescent contrast agent is a cancer diagnostic fluorescent contrast agent or a tumor diagnostic fluorescent contrast agent.
3.前記ポリメチン鎖を有するオキソノール染料が下記一般式(I)で示されることを特徴とする前記1又2に記載の診断用蛍光造影剤。 3. 3. The diagnostic fluorescent contrast agent according to 1 or 2 above, wherein the oxonol dye having a polymethine chain is represented by the following general formula (I).
(式中、nは3又は4の整数を表わし、Q1及びQ2は炭素環または複素環形成する原子群を表わし、Lは置換されてもよく、同一でも異なってもよいメチン基を表わす。)
4.前記一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料が酸基としてスルホン酸基、カルボン酸基及び燐酸基から選ばれる少なくとも1種の基を有することを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の診断用蛍光造影剤。
(In the formula, n represents an integer of 3 or 4, Q 1 and Q 2 represent a group of atoms forming a carbocyclic or heterocyclic ring, L represents a methine group which may be substituted and may be the same or different. .)
4). 1 to 3 above, wherein the oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) has at least one group selected from a sulfonic acid group, a carboxylic acid group and a phosphoric acid group as an acid group. The diagnostic fluorescent contrast agent according to any one of the above.
5.前記一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料中の酸基がスルホン酸基又はカルボン酸基から選ばれる少なくとも1種の基を有し、該酸基の合計が2以上であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の診断用蛍光造影剤。 5). The acid group in the oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) has at least one group selected from a sulfonic acid group or a carboxylic acid group, and the total of the acid groups is 2 or more. 5. The diagnostic fluorescent contrast agent according to any one of 1 to 4 above, wherein
6.前記一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料中の酸基が少なくとも2つのスルホン酸基であることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の診断用蛍光造影剤。 6). 6. The diagnostic fluorescent imaging according to any one of 1 to 5 above, wherein the acid group in the oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) is at least two sulfonic acid groups. Agent.
7.酸基の塩がナトリウム塩であることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の診断用蛍光造影剤。 7). 7. The diagnostic fluorescent contrast agent according to any one of 1 to 6, wherein the acid group salt is a sodium salt.
8.腫瘍又は癌が、脳、乳房部、胸部、前立腺、結腸、肺、肝臓、すい臓、胃、リンパ腫、子宮、子宮頸部、上下肢、肉腫及び黒腫から選ばれる少なくとも1種の生体内部分であることを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の診断用蛍光造影剤。 8). The tumor or cancer is at least one in vivo part selected from brain, breast, breast, prostate, colon, lung, liver, pancreas, stomach, lymphoma, uterus, cervix, upper and lower limbs, sarcoma and melanoma 8. The diagnostic fluorescent contrast agent according to any one of 1 to 7, wherein the diagnostic fluorescent contrast agent is provided.
9.蛍光造影剤を用いて生体外で診断する蛍光造影診断方法において、前記1〜8のいずれか1項に記載の診断用蛍光造影剤を生体内に導入し、該生体内に励起光を照射し、該診断用造影剤からの蛍光を検出することにより生体外で診断することを特徴とする蛍光造影診断方法。 9. In the fluorescence contrast diagnostic method for diagnosing in vitro using a fluorescent contrast agent, the diagnostic fluorescent contrast agent according to any one of 1 to 8 above is introduced into a living body, and excitation light is irradiated into the living body. A diagnostic method for fluorescence contrast diagnosis, wherein diagnosis is performed in vitro by detecting fluorescence from the diagnostic contrast medium.
本発明による診断用蛍光造影剤及び蛍光造影診断方法は、毒性が低く優れた水溶性を有し、さらに、生体組織中を透過できる領域の蛍光を放射し、腫瘍、癌及び/又は血管の特定の造影を可能にすることができ優れた効果を有する。 The diagnostic fluorescence contrast agent and the fluorescence contrast diagnosis method according to the present invention have low water toxicity and excellent water solubility, and further emit fluorescence in a region that can be transmitted through living tissue to identify tumors, cancers, and / or blood vessels. It is possible to perform contrasting and has an excellent effect.
次に本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明に好ましく用いられる一般式(I)で表わされるポリメチン鎖を有するオキソノール染料について述べる。 The oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) preferably used in the present invention will be described.
前記一般式(I)において、Q1およびQ2は1,3−シクロペンタンジオン、1,3−インダンジオンのような炭素環およびピラゾロン、イソオキサゾロン、バルビツール酸、チオバルビツール酸、3−オキシチオナフテン、ローダニン、2−チオヒダントイン、2−チオキサゾリジンジオン、ピラゾロピリジン、キノロンのような複素環を形成するのに必要な原子群を表わす。Lはメチン基を表わすが、炭素数1〜3のアルキル基(例えばメチル基、エチル基など)、フエニル基、ベンジル基、フエネチル基、ヒドロキシ基、アシルオキシ基、ハロゲン原子等で置換されていても良い。又、メチン基の置換基が環(例えば5,5−ジメチル−1−シクロヘキセン−1−イル−3−イリデンなど)を形成してもよい。 In the general formula (I), Q 1 and Q 2 are carbocycles such as 1,3-cyclopentanedione and 1,3-indandione, and pyrazolone, isoxazolone, barbituric acid, thiobarbituric acid, 3- A group of atoms necessary for forming a heterocyclic ring such as oxythionaphthene, rhodanine, 2-thiohydantoin, 2-thioxazolidinedione, pyrazolopyridine, and quinolone. L represents a methine group, which may be substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, etc.), a phenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a hydroxy group, an acyloxy group, a halogen atom, or the like. good. In addition, a substituent of the methine group may form a ring (for example, 5,5-dimethyl-1-cyclohexen-1-yl-3-ylidene).
一般式(I)で表わされるポリメチン鎖を有するオキソノール染料は分子中に酸基(スルホ基、カルボキシル基、りん酸基等)を有することが好ましく、少くとも2個のスルホ基又はカルボキシ基を有するのが更に好ましい。一般式(I)で表わされるポリメチン鎖を有するオキソノール染料としては例えば下記の一般式(I)−1で表わされるピラゾロンオキソノール染料および一般式(I)−2で示されるバルビツール酸及びチオバルビツール酸染料化合物等が挙げられる。又、メチン基は5,5−ジメチル−1−シクロヘキセン−1−イル−3−イリデンなどの環を形成しているものが好ましい。 The oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) preferably has an acid group (sulfo group, carboxyl group, phosphoric acid group, etc.) in the molecule, and has at least two sulfo groups or carboxy groups. Is more preferable. Examples of the oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) include a pyrazolone oxonol dye represented by the following general formula (I) -1 and barbituric acid and thiobarbi represented by the general formula (I) -2. Examples include tool acid dye compounds. The methine group preferably forms a ring such as 5,5-dimethyl-1-cyclohexen-1-yl-3-ylidene.
一般式(I)−1において。nは3又は4の整数を表わす。R11,R12は水素原子、アルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基を表わす。R11、R12で表わされるアルキル基としては例えばメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、シクロヘキシル等の直鎖、分岐、環状の基が挙げられ、アラルキル基としては例えばベンジル、フエネチル等が挙げられ、アリール基としては例えばフエニル、ナフチル等が挙げられ、複素環基としては例えばベンゾチアゾリル、ピリジル、ピリミジル、スルホラニル等が挙げられるが、好ましくはアルキル基、アラルキル基及びアリール基である。R11、R12で表わされるアルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基は種々の置換基を有することができ、例えばスルホ、カルボキシ、ヒドロキシ、シアノ、ハロゲン(例えばフッ素、塩素など)、アルキル(例えばメチル、イソプロピル、トリフルオロメチル、t−ブチル、エトキシカルボニルメチル、スルホメチルなど)、アミノ(例えばアミノ、ジメチルアミノ、スルホエチルアミノ、ピペリジノ、モルホリノなど)、アルコキシ(例えばメトキシ、エトキシ、スルホプロポキシなど)、スルホニル(例えば、メタンスルホニル、エタンスルホニルなど)、スルファモイル(例えばスルファモイル、ジメチルスルファモイルなど)、アシルアミノ(例えばアセトアミド、ベンズアミド、スルホベンズアミドなど)、カルバモイル(例えばカルバモイル、フエニルカルバモイル、スルホフエニルカルバモイルなど)、スルホンアミド(例えば、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミドなど)、アルコキシカルボニル(例えばエトキシカルボニル、ヒドロキシエトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニルなど)、アリールオキシカルボニル(例えばフエノキシカルボニル、ニトロフエノキシカルボニルなど)、などの基を挙げることができる。 In general formula (I) -1. n represents an integer of 3 or 4. R 11 and R 12 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. Examples of the alkyl group represented by R 11 and R 12 include linear, branched, and cyclic groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, and cyclohexyl, and examples of the aralkyl group include benzyl and phenethyl. Examples of the aryl group include phenyl and naphthyl, and examples of the heterocyclic group include benzothiazolyl, pyridyl, pyrimidyl, sulfolanyl, and the like, and an alkyl group, an aralkyl group, and an aryl group are preferable. The alkyl group, aralkyl group, aryl group, and heterocyclic group represented by R 11 and R 12 can have various substituents such as sulfo, carboxy, hydroxy, cyano, halogen (for example, fluorine, chlorine, etc.), alkyl, and the like. (Eg, methyl, isopropyl, trifluoromethyl, t-butyl, ethoxycarbonylmethyl, sulfomethyl, etc.), amino (eg, amino, dimethylamino, sulfoethylamino, piperidino, morpholino, etc.), alkoxy (eg, methoxy, ethoxy, sulfopropoxy, etc.) ), Sulfonyl (eg methanesulfonyl, ethanesulfonyl etc.), sulfamoyl (eg sulfamoyl, dimethylsulfamoyl etc.), acylamino (eg acetamide, benzamide, sulfobenzamide etc.), carbamoyl (Eg, carbamoyl, phenylcarbamoyl, sulfophenylcarbamoyl, etc.), sulfonamide (eg, methanesulfonamide, benzenesulfonamide, etc.), alkoxycarbonyl (eg, ethoxycarbonyl, hydroxyethoxycarbonyl, benzyloxycarbonyl, etc.), aryloxycarbonyl (For example, phenoxycarbonyl, nitrophenoxycarbonyl, etc.), and the like.
R11、R12で表わされるアラルキル基及びアリール基はその芳香核上にスルホ基、カルボキシ基、りん酸基のうちの少くとも1つの基を有することが望ましく、更に好ましくは少くとも1つのスルホ基が有することが望ましい。 The aralkyl group and aryl group represented by R 11 and R 12 preferably have at least one of a sulfo group, a carboxy group and a phosphoric acid group on the aromatic nucleus, and more preferably at least one sulfo group. It is desirable that the group has.
R13、R14はアルキル基、アリール基、アラルキル基、複素環基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、ウレイド基、チオウレイド基、アシルアミノ基、アシル基、イミド基、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基を表わす。 R 13 and R 14 are alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, heterocyclic groups, carboxyl groups, alkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups, carbamoyl groups, ureido groups, thioureido groups, acylamino groups, acyl groups, imide groups, cyano groups. Represents a group, a hydroxy group, an alkoxy group, or an amino group.
R13、R14で表わされるアルキル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、カルバモイル基、アシルアミノ基、アルコキシ基、アミノ基の具体例は前述したR11、R12で表わされる、アルキル基、アラルキル基、アリール基、複素環基へ導入される置換基の具体例と同じものを挙げることができる。 Specific examples of the alkyl group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, carbamoyl group, acylamino group, alkoxy group, and amino group represented by R 13 and R 14 are the alkyl groups and aralkyls represented by R 11 and R 12 described above. The same thing as the specific example of the substituent introduce | transduced into a group, an aryl group, and a heterocyclic group can be mentioned.
更にR13、R14で表わされるアリール基としては、例えばフエニル、スルホプロポキシフエニル、シアノフエニル、カルボキシフエニル、ニトロフエニル、スルホフエニル等、アラルキル基としては例えばベンジル、フエネチル、スルホベンジル等、複素環基としては例えばフリル、チエニル等、ウレイド基としては例えば、メチルウレイド、フエニルウレイド等が挙げられ、チオウレイド基としては例えばメチルチオウレイド、フエニルチオウレイド等、イミド基として、例えばスクシンイミド、フタルイミド等、アシル基としては例えばアセチル、ピバリル等が挙げられる。 Furthermore, examples of the aryl group represented by R 13 and R 14 include phenyl, sulfopropoxyphenyl, cyanophenyl, carboxyphenyl, nitrophenyl, sulfophenyl, and the like. Aralkyl groups include, for example, benzyl, phenethyl, sulfobenzyl, and the like. For example, furyl, thienyl, etc., ureido groups include, for example, methylureido, phenylureido, etc., thioureido groups, for example, methylthioureido, phenylthioureido, etc., imide groups, for example, succinimide, phthalimide, etc. Examples thereof include acetyl and pivalyl.
R13、R14で表わされる基としては、アルキル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、ウレイド基、アシルアミノ基、アシル基、イミド基、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アミノ基が好ましいが、更に好ましくはアルキル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アシル基、シアノ基、アルコキシ基、アミノ基である As the group represented by R 13 and R 14 , an alkyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, a ureido group, an acylamino group, an acyl group, an imide group, a cyano group, a hydroxy group, an alkoxy group, and an amino group are preferable. Are more preferably an alkyl group, a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, a carbamoyl group, an acyl group, a cyano group, an alkoxy group, or an amino group.
一般式(I)−2において、nは3又は4の整数を表わし、Wは酸素原子及び硫黄原子を表わし、Lはメチン基を表わし、R21〜R24は水素原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基、複素環基を表わす。Lで表わされるメチン基は前記一般式(I)で述べてたものを挙げることができる。 In general formula (I) -2, n represents an integer of 3 or 4, W represents an oxygen atom and a sulfur atom, L represents a methine group, R 21 to R 24 represent a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group. Represents an aralkyl group or a heterocyclic group. Examples of the methine group represented by L include those described in the general formula (I).
R21〜R24で表わされるアルキル基としては前記一般式(I)−1で挙げたR11及びR12のアルキル基と同じものが挙げられ、アルキル基は置換基を有しても良く、置換基としては、例えば一般式(I)−1でR11及びR12R21〜R24で表わされるアリール基はフエニル基が好ましく、このフエニル基に導入される置換基としては、前記一般式(I)−1で、R11及びR12の基に導入される置換基として挙げた種々のものが挙げられるが、この芳香核上にスルホ基、カルボキシ基のうちの少くとも1つの基を有することが望ましい。 Examples of the alkyl group represented by R 21 to R 24 include the same alkyl groups as R 11 and R 12 listed in the general formula (I) -1, and the alkyl group may have a substituent, As the substituent, for example, the aryl group represented by R 11 and R 12 R 21 to R 24 in the general formula (I) -1 is preferably a phenyl group, and the substituent introduced into the phenyl group includes the above-described general formula. (I) -1 includes various substituents introduced into the groups R 11 and R 12 , and at least one of a sulfo group and a carboxy group is present on the aromatic nucleus. It is desirable to have.
R21〜R24で表わされるアラルキル基はベンジル基、フエネチル基が好ましく、この芳香核上に導入される置換基としては前述したR21〜R24のアリール基の置換基と同じものを挙げることができる。 The aralkyl group represented by R 21 to R 24 is preferably a benzyl group or a phenethyl group, and examples of the substituent introduced onto the aromatic nucleus include the same substituents as the aryl group of R 21 to R 24 described above. Can do.
R21〜R24で表わされる複素環基としては、例えばピリジル、ピリミジル等を挙げることができ、この複素環上に導入される置換基としては、前述したR21〜R24のアリール基の置換基と同じものを挙げることができる。 Examples of the heterocyclic group represented by R 21 to R 24 include pyridyl, pyrimidyl and the like, and examples of the substituent introduced onto the heterocyclic ring include substitution of the aryl group of R 21 to R 24 described above. The same thing as a group can be mentioned.
R21〜R24で表わされる基としては、アルキル基及びアリール基が好ましく、更に前記一般式(I)−2で表わされるバルビツール酸及びチオバルビツール酸、オキソノール染料の分子内にカルボキシル基、スルホ基のうちの少くとも2つの基を有することが望ましい。 As the group represented by R 21 to R 24 , an alkyl group and an aryl group are preferable, and a barbituric acid and thiobarbituric acid represented by the general formula (I) -2, a carboxyl group in the molecule of the oxonol dye, It is desirable to have at least two of the sulfo groups.
本発明のポリメチン鎖を有するオキソノール染料の合成法について述べる。 A method for synthesizing the oxonol dye having a polymethine chain of the present invention will be described.
本発明の前記一般式(I)で表わされるポリメチン鎖を有するオキソノール染料のメチン鎖供給体としては、
例えば、ハーマー著「ザ・シアニン・ダイズ・アンド・リレーテッドコンパウンヅ」(F・M・Hamer “The cyanine dyes and related compounds” 1964,Interscience Publishers)のP249〜P251に述べられているようなジアニル化合物を使用することができる。
As a methine chain supplier of an oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) of the present invention,
For example, diamyl compounds as described in P. 249-P251 of “The Cyanine soybeans and related compounds” 1964, Interscience Publishers by Harmer, “The Cyanine, Soybean and Related Compounds” (F. M. Hammer “The cyanines and related compounds” 1964, Interscience Publishers). Can be used.
1モルのメチン鎖供給体に対し2モルのピラゾロンのような酸性母核化合物を反応させれば本発明の対称型の化合物を得ることができる。非対称型の化合物に関しては、まず1モルのメチン鎖供給体と1モルの母核化合物を反応させてアミノポリメチン置換母核化合物を合成後、更にもう1モルの適当な母核化合物を反応させて合成することができる。これらの縮合反応については例えば特公昭54−38129号、特公昭52−38056号、特開昭49−99620号、特開昭50−91627等に詳しく記載されており参考にすることができる。 The symmetric compound of the present invention can be obtained by reacting 1 mol of methine chain donor with 2 mol of an acidic mother nucleus compound such as pyrazolone. For an asymmetric type compound, first, 1 mol of a methine chain donor and 1 mol of a mother nucleus compound are reacted to synthesize an aminopolymethine-substituted mother nucleus compound, and then another 1 mol of an appropriate mother nucleus compound is reacted. Can be synthesized. These condensation reactions are described in detail, for example, in JP-B-54-38129, JP-B-52-38056, JP-A-49-99620, JP-A-50-91627, etc., and can be referred to.
以下に前記一般式(I)で表わされるポリメチン鎖を有するオキソノール染料の具体例を以下に示すが、本発明の具体例はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of the oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) are shown below, but the specific examples of the present invention are not limited thereto.
生体内で使用されることになる蛍光造影剤は、体内に蓄積されず、速やかに体外に排出されることが重要で、基本的に水溶性であることが必要条件である。水溶性を向上させる手段としては、アニオン系のカルボン酸やスルホン酸の塩類であることが好ましく、本発明の近赤外蛍光造影剤は上記化合物中に3個以上のスルホン酸基を導入することにより水溶性が顕著に改善されている。 It is important that the fluorescent contrast agent to be used in the living body is not accumulated in the body but is quickly discharged out of the body, and is basically a water-soluble condition. The means for improving water solubility is preferably anionic carboxylic acid or sulfonic acid salt, and the near-infrared fluorescent contrast agent of the present invention introduces three or more sulfonic acid groups into the above compound. Thus, the water solubility is remarkably improved.
優れた水溶性を得るには、スルホン酸基の数は4個以上であることが好ましい。合成を容易にするには、スルホン酸基の数は10個以下、好ましくは8個以下である。水溶性の尺度は各化合物の分配係数の測定、例えば分配係数を脂肪族アルコール、例えば、ブタノールと水の二相系で測定することにより調べることができる。例えば、3個以上のスルホン酸基の導入によりn−ブタノール/水の分配係数logPo/wは−1.00以下となる。 In order to obtain excellent water solubility, the number of sulfonic acid groups is preferably 4 or more. In order to facilitate the synthesis, the number of sulfonic acid groups is 10 or less, preferably 8 or less. A measure of water solubility can be determined by measuring the partition coefficient of each compound, for example, by measuring the partition coefficient in a two-phase system of an aliphatic alcohol such as butanol and water. For example, by introducing 3 or more sulfonic acid groups, the distribution coefficient logPo / w of n-butanol / water becomes −1.00 or less.
生体における水溶性の判断の方法としては、生理的食塩水に溶解し、36℃において時間経過後も沈殿や析出のないことである。生体内に投与されて許容される塩は前記一般式(I)のポリメチン鎖を有するオキソノール染料と非毒性の塩を形成するものであればよい。 A method for determining water solubility in a living body is that it dissolves in physiological saline and does not precipitate or precipitate after a lapse of time at 36 ° C. Any salt that is acceptable when administered in vivo may be any salt that forms a non-toxic salt with the oxonol dye having the polymethine chain of general formula (I).
それらの例としては、ナトリウム塩、カリウム塩のようなアルカリ金属塩;マグネシウム塩、カルシウム塩等のようなアルカリ土類金属塩、トリプトファン、メチオニン、リジン、フェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、スレオニン、アルギニン等の塩のようなアミノ酸塩が挙げられる。特に好ましいのは生体内での毒性が低いナトリウム塩である。 Examples thereof include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts; alkaline earth metal salts such as magnesium salts and calcium salts, tryptophan, methionine, lysine, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, threonine and arginine. And amino acid salts such as salts thereof. Particularly preferred are sodium salts that have low toxicity in vivo.
本発明の診断用造影剤は、血管(静脈、動脈)内、経口内、腹腔内、皮下、皮内、膀胱内、気管(支)内等へ注入、噴霧もしくは塗布等の手段により生体内に投与することができる。 The diagnostic contrast medium of the present invention is injected into a living body by means such as injection, spraying or application into blood vessels (veins, arteries), oral, intraperitoneal, subcutaneous, intradermal, intravesical, intratracheal (branch), etc. Can be administered.
本発明の体外蛍光造影診断方法に用いる診断用蛍光造影剤は、具体的には、本発明の前記一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料を、注射用蒸留水、生理食塩水、又はリンゲル液等のような溶媒中に懸濁若しくは溶解させたものであり、必要に応じて、担体、賦形剤等のような薬理上許容しうる添加物を加えてもよい。これらの添加物としては、薬理上許容しうる電解質、バッファー、洗剤のような物質及び浸透圧を調整し安定性及び溶解性を改善するための物質(例えば、シクロデキストリン、リポソーム等)が挙げられる。関連分野で一般に使用される多様な添加物が使用できる。本発明に係わる蛍光造影剤は医薬用の場合は好ましくは滅菌処理を経て製造される。当該蛍光造影剤は、注射、噴射又は塗布、血管内(静脈、動脈)、経口、腹膜内、経皮、皮下、膀胱内又は気管支内投与によって前記生体部位に投与することができる。好ましくは、本造影剤は血管内に水剤、乳剤又は懸濁剤の形態で投与される。 Specifically, the diagnostic fluorescent contrast agent used in the extracorporeal fluorescence contrast diagnostic method of the present invention comprises an oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) of the present invention, distilled water for injection, and physiological saline. It is suspended or dissolved in water or a solvent such as Ringer's solution, and pharmacologically acceptable additives such as carriers and excipients may be added as necessary. These additives include substances such as pharmacologically acceptable electrolytes, buffers, detergents, and substances for adjusting osmotic pressure to improve stability and solubility (eg, cyclodextrins, liposomes, etc.). . Various additives commonly used in related fields can be used. The fluorescent contrast medium according to the present invention is preferably manufactured through sterilization treatment for medical use. The fluorescent contrast agent can be administered to the living body site by injection, injection or application, intravascular (vein, artery), oral, intraperitoneal, transdermal, subcutaneous, intravesical or intrabronchial administration. Preferably, the contrast agent is administered into the blood vessel in the form of a solution, emulsion or suspension.
本発明の診断用造影剤の投与量は、最終的に診断する部位を検出できる量であれば特に限定されず、使用する近赤外蛍光を発する化合物の種類、投与される対象の年齢や身体の大きさおよび標的とする臓器等によって適宜増減できるが、通常、0.1〜100mg/kg・体重、好ましくは0.5〜20mg/kg・体重の範囲の投与である。 The dosage of the diagnostic contrast medium of the present invention is not particularly limited as long as it is an amount that can finally detect the site to be diagnosed. The type of the compound emitting near-infrared fluorescence to be used, the age and body of the subject to be administered The dose can be appropriately increased or decreased depending on the size of the organ and the target organ, but is usually 0.1 to 100 mg / kg · body weight, preferably 0.5 to 20 mg / kg · body weight.
本発明の診断用造影剤は動物用の造影剤としても好適に用いることができ、その投与形態、投与経路、投与量等は対象となる動物の体重や状態によって適宜選択する。 The diagnostic contrast agent of the present invention can also be suitably used as an animal contrast agent, and its administration form, administration route, dosage and the like are appropriately selected according to the body weight and state of the subject animal.
本発明においては、前記一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料分子内に2個以上、好ましくは4個以上のスルホン酸基を有する一連の化合物は、ある濃度において腫瘍組織に集積し、ある濃度以下になると体外に排出されやすくなる性質を有し、その特性を利用して腫瘍組織を、選択的且つ、特異的に造影することが可能な蛍光造影剤として使用できる。 In the present invention, a series of compounds having two or more, preferably four or more sulfonic acid groups in the oxonol dye molecule having a polymethine chain represented by the general formula (I) can be applied to tumor tissue at a certain concentration. It accumulates and has the property of being easily discharged outside the body when the concentration falls below a certain concentration, and it can be used as a fluorescent contrast agent capable of selectively and specifically imaging a tumor tissue using the characteristics.
また、本発明の化合物は、血管内に一旦注入されると血管壁外に拡散しにくく、血管内に留まる性質が高く、血管造影剤としても使用できる。 Further, the compound of the present invention is difficult to diffuse out of the blood vessel wall once injected into the blood vessel, and has a high property of remaining in the blood vessel, and can also be used as an angiographic agent.
本発明の蛍光造影方法は、本発明の蛍光造影剤を用いることを特徴とする。その測定方法は当業者には公知の方法を用いて行われ、励起波長、検出のための蛍光波長等の各条件は、最適で最高の検出能状態を得るために、投与する蛍光造影剤の種類、投与する対象等に応じて適宜決定される。 The fluorescent contrast method of the present invention is characterized by using the fluorescent contrast agent of the present invention. The measurement method is performed using a method known to those skilled in the art. The conditions of the excitation wavelength, the fluorescence wavelength for detection, and the like are optimized so as to obtain the optimal and best detection state. It is determined appropriately according to the type, subject to be administered and the like.
本発明の蛍光造影剤を測定対象物に投与してから、本発明の蛍光造影方法を用いて測定を開始するのに要する時間も、投与する蛍光造影剤の種類、投与する対象等によって異なるが、例えば腫瘍や癌造影を目的として投与する場合には投与後10分〜6時間の経過時間を選択することが好ましい。経過時間が10分未満であると全体に蛍光が偏在して目的とする部位とそれ以外の部位との識別が困難であり、6時間を超えると該造影剤が体外に排泄されてしまう。血管造影を目的とする場合には投与直後〜1時間の経過時間で測定することが好ましい。 The time required to start the measurement using the fluorescence contrast method of the present invention after administering the fluorescent contrast agent of the present invention to the measurement object also varies depending on the type of the fluorescent contrast agent to be administered, the subject to be administered, etc. For example, when administered for the purpose of tumor or cancer imaging, it is preferable to select an elapsed time of 10 minutes to 6 hours after administration. If the elapsed time is less than 10 minutes, the fluorescence is unevenly distributed on the whole and it is difficult to distinguish between the target site and the other site, and if it exceeds 6 hours, the contrast medium is excreted outside the body. For the purpose of angiography, it is preferable to measure at an elapsed time of 1 hour after administration.
本発明の体外蛍光造影診断方法は本発明の蛍光造影剤の使用により特徴づけられる。この方法は公知の方法に準じて実施され、励起波長及び検出すべき蛍光波長のようなそれぞれのパラメーターは投与される近赤外蛍光造影剤の種類及び投与対象により最適となるように適宜決定される。本発明の蛍光造影剤の測定対象への投与から本発明の蛍光イメージング法による測定開始までにかかる時間は使用される近赤外蛍光造影剤の種類及び投与対象によって異なる。例えば、腫瘍イメージングを目的とした場合、消失時間は投与後およそ4−120時間と考えられる。消失時間が短すぎると、蛍光が強すぎて標的部位と他の部位を明確に分けることができない。長すぎると、当該造影剤が身体から排泄されてしまうことがある。血管造影が求められる場合には、投与直後又はその約30分以内に検出する。 The extracorporeal fluorescent contrast diagnostic method of the present invention is characterized by the use of the fluorescent contrast agent of the present invention. This method is performed according to a known method, and parameters such as the excitation wavelength and the fluorescence wavelength to be detected are appropriately determined so as to be optimal depending on the type of the near-infrared fluorescent contrast agent to be administered and the administration target. The The time taken from the administration of the fluorescent contrast agent of the present invention to the measurement object to the start of measurement by the fluorescence imaging method of the present invention varies depending on the type of near-infrared fluorescent contrast agent used and the administration object. For example, for tumor imaging purposes, the disappearance time is considered to be approximately 4-120 hours after administration. If the disappearance time is too short, the fluorescence is too strong to clearly separate the target site from other sites. If the length is too long, the contrast medium may be excreted from the body. When angiography is required, detection is performed immediately after administration or within about 30 minutes.
本方法においては、前記蛍光造影剤を検出標的に投与し、検出標的を励起光源からの励起光に露光する。次いで、近赤外蛍光造影剤から当該励起光により発生された蛍光を蛍光検出器で検出する。励起波長は使用される近赤外蛍光造影剤によって異なるが、当該化合物が近赤外領域に有効に蛍光を放射する範囲でさえあれば制限されない。好ましくは、優れた生物透過能を有する近赤外光が使用される。 In this method, the fluorescent contrast agent is administered to a detection target, and the detection target is exposed to excitation light from an excitation light source. Next, the fluorescence generated by the excitation light from the near-infrared fluorescent contrast agent is detected by a fluorescence detector. The excitation wavelength varies depending on the near-infrared fluorescent contrast agent used, but is not limited as long as the compound emits fluorescence effectively in the near-infrared region. Preferably, near-infrared light having excellent biological permeability is used.
露光する波長は、好ましくは200〜1010nm、より好ましくは600〜1000nm、更に好ましくは700〜850nmの波長の励起光で励起し、蛍光を高感度に検出する。この場合、蛍光励起光源としては、各種レーザー光源、例えば、イオンレーザー、色素レーザー、半導体レーザー等、或いはハロゲン光源、キセノン光源等の通常の励起光源を使用してもよく、更に最適な励起波長を得るために各種光学フィルターを使用することができる。同様に、蛍光の検出に際しても、蛍光造影剤からの蛍光のみを選択する各種光学フィルターを使用して、蛍光の検出感度を高めることができる。 The wavelength for exposure is preferably 200 to 1010 nm, more preferably 600 to 1000 nm, and still more preferably 700 to 850 nm, and fluorescence is detected with high sensitivity. In this case, as the fluorescence excitation light source, various laser light sources such as an ion laser, a dye laser, a semiconductor laser, or a normal excitation light source such as a halogen light source or a xenon light source may be used. Various optical filters can be used to obtain. Similarly, when detecting fluorescence, the fluorescence detection sensitivity can be increased by using various optical filters that select only fluorescence from the fluorescent contrast agent.
検出された蛍光を蛍光情報としてデータ処理し、記録可能な蛍光イメージを生成させるのに用いる。蛍光イメージは標的組織を含む広い領域に照射して、CCDカメラで蛍光を検出し、得られた蛍光情報をイメージ処理することにより生成させる。或いは、光学CT装置を使用したり、内視鏡を使用したり、眼底カメラを使用してもよい。本発明の蛍光イメージング法は全身性の疾患、腫瘍、血管などを生体を傷つけることなく可視化させることができる。 The detected fluorescence is data-processed as fluorescence information and used to generate a recordable fluorescence image. The fluorescence image is generated by irradiating a wide area including the target tissue, detecting fluorescence with a CCD camera, and processing the obtained fluorescence information. Alternatively, an optical CT apparatus, an endoscope, or a fundus camera may be used. The fluorescence imaging method of the present invention can visualize systemic diseases, tumors, blood vessels and the like without damaging the living body.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, the embodiment of this invention is not limited to these.
実施例1
乳癌発癌モデルマウスの作製
乳癌発癌モデルマウスの作出老化促進マウス、所謂SAM系の1系統であるSAMP6/Ta系マウスに乳癌を発症させるために発癌物質7,12−ジメチルベンズ[a]アントラセン(DMBA)を投与して乳癌発癌モデルマウスを作出した。マウスの発癌方法は、特開2003−033125号に準じて行った。SAMP6/Ta系マウスを各20匹に、DMBAを0.5mg/マウス/週で計6回投与した。飼料としては高タンパク質高カロリーのCA−1固形(日本クレア社製)を与えた。発癌物質の第6回目の投与の後、第1回目投与から起算して第20週迄までを休薬期間とした。乳癌および乳癌の肺転移を病理組織学的に検索した。DMBAを1週間隔で6回投与し、その後の投与開始より第20週目まで休薬し、乳癌発生したマウス(乳癌発生率75%)を使用した。
Example 1
Production of Breast Cancer Carcinoma Model Mice Breast Cancer Carcinogenesis Model Mice Production Senescence Accelerated Mouse, a Carcinogenic Substance 7,12-Dimethylbenz [a] anthracene (DMBA) ) Was administered to produce a breast cancer model mouse. The method for carcinogenesis in mice was performed according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-033125. 20 SAMP6 / Ta mice were administered to DMBA at a dose of 0.5 mg / mouse / week for a total of 6 times. As feed, high protein and high calorie CA-1 solid (manufactured by Claire Japan) was given. After the sixth administration of the carcinogen, the period from the first administration up to the 20th week was defined as a drug holiday. Breast cancer and lung metastases of breast cancer were searched histopathologically. DMBA was administered 6 times at 1-week intervals, then the drug was withdrawn from the start of the subsequent administration until the 20th week, and mice with breast cancer (75% breast cancer incidence) were used.
蛍光造影試験
マウス乳癌の腫瘍組織断片(2mm×2mm角辺)をBALB/cヌードマウス(5週齢、クレアジャパン社)の左胸部の乳房部皮下に移植した。10日後、腫瘍が直径約5mmに成長した時点で上記マウスを試験に供した。蛍光励起光源としてチタンサファイアレーザーを使用した。照射の分散が2%以内になるようにリングタイプの光ガイド(住田光学グラス社)を用いて試験用マウスにレーザー光を均一に照射した。照射出力はマウスの皮膚表面付近で約36μW/cm2になるように調整した。蛍光は各化合物の最大励起波長で励起させ、マウスからの蛍光放射をCCDカメラ(C4880,浜松フォトニクス社)を用いて短波長カットフィルターを通して検出及び造影した。カットフィルターは化合物の励起波長(800nm〜900nm)に適合するように選択した。照射時間は各化合物の蛍光強度によって調整した。
Fluorescence Contrast Test Tumor tissue fragment (2 mm × 2 mm square) of mouse breast cancer was transplanted subcutaneously into the breast of the left breast of BALB / c nude mice (5 weeks old, Claire Japan). Ten days later, when the tumor grew to a diameter of about 5 mm, the mouse was subjected to the test. A titanium sapphire laser was used as the fluorescence excitation light source. Using a ring-type light guide (Sumita Optical Glass Co., Ltd.), the test mice were uniformly irradiated with laser light so that the dispersion of irradiation was within 2%. The irradiation output was adjusted to be about 36 μW / cm 2 near the skin surface of the mouse. Fluorescence was excited at the maximum excitation wavelength of each compound, and fluorescence emission from the mouse was detected and imaged through a short wavelength cut filter using a CCD camera (C4880, Hamamatsu Photonics). The cut filter was selected to match the excitation wavelength of the compound (800 nm to 900 nm). The irradiation time was adjusted according to the fluorescence intensity of each compound.
蛍光造影剤として、各試験化合物を蒸留水に溶解し(0.5mg/ml)、マウスに乳管及び線葉から投与した。用量は各1mg/kgであった。化合物投与の12分後にマウスをジエチルエーテルで麻酔し、マウス全身の蛍光イメージを造影した。センサーは蛍光光度計(日本分光FP−6600)のフォトダイオード(波長範囲220〜1010nm)を使用した。 As a fluorescent contrast agent, each test compound was dissolved in distilled water (0.5 mg / ml) and administered to the mice from the milk ducts and the filaments. The dose was 1 mg / kg each. Twelve minutes after compound administration, the mice were anesthetized with diethyl ether, and a fluorescent image of the whole mouse was imaged. As a sensor, a photodiode (wavelength range: 220 to 1010 nm) of a fluorometer (JASCO FP-6600) was used.
条件を下記に、蛍光感度は比較を100とする相対感度で表した。基準に対する発生蛍光量の対数で表示した。造影剤の体外排出量は、造影剤投与後の化合物の体内量を100とし、13週間後の尿道からのカテーテルによる蓄積排出量を合算し、液体クロマトグラフ2010A(島津製作所社製)から体外排出量を算出し、初期濃度に対する排出率を求めた。結果を表1に示す。尚、比較用造影剤として特表2002−526458の50番で示される化合物を使用した。化合物の水溶性試験は、0.9%の生理的食塩水1mlに0.5mgを溶解し、36℃2週間静置放置し、析出、沈殿物を確認した。 The conditions are shown below, and the fluorescence sensitivity is expressed as a relative sensitivity with a comparison of 100. It was displayed as a logarithm of the amount of fluorescence generated relative to the reference. The amount of the contrast medium discharged from the body is defined as 100 after the contrast medium is administered, and the accumulated amount discharged from the urethra by the catheter 13 weeks later is added to the body and discharged from the liquid chromatograph 2010A (Shimadzu Corporation). The amount was calculated and the emission rate relative to the initial concentration was determined. The results are shown in Table 1. In addition, the compound shown by No. 50 of the special table 2002-526458 was used as a contrast medium for comparison. In the water solubility test of the compound, 0.5 mg was dissolved in 1 ml of 0.9% physiological saline and left standing at 36 ° C. for 2 weeks to confirm precipitation and precipitation.
◎:全くないレベルを、
○:わずかヘイズがかかって見られるが、攪拌により消失してしますレベル、
△:ヘイズがかかっているが、攪拌では消失しないレベル、
×:析出してしまうレベル、
として評価した。
◎: No level at all
○: Level that appears to be slightly haze, but disappears by stirring,
Δ: Haze is applied, but the level is not lost by stirring.
×: Level of precipitation,
As evaluated.
本発明の一般式(I)で表されるポリメチン鎖を有するオキソノール染料を含有する診断用蛍光造影剤は、比較蛍光造影剤に比して水溶性、蛍光感度、体外排出率において優れており、腫瘍又は癌の診断のために有効であることが分かる。 The diagnostic fluorescent contrast agent containing an oxonol dye having a polymethine chain represented by the general formula (I) of the present invention is superior in water solubility, fluorescence sensitivity, and extracorporeal excretion rate compared to a comparative fluorescent contrast agent, It turns out to be effective for the diagnosis of tumors or cancers.
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