JP2680861B2

JP2680861B2 - 診断剤

Info

Publication number: JP2680861B2
Application number: JP63269055A
Authority: JP
Inventors: 裕子百瀬; 淳子西垣; 昭世重松; 孝司坂本
Original assignee: 株式会社生体科学研究所
Priority date: 1988-10-24
Filing date: 1988-10-24
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH02115132A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、肝臓機能の診断を目的とする診断剤に関
するものである。

［要約］この発明は、胃および腸管で吸収され、肝臓で主とし
て代謝を受ける化合物を含有する、診断剤を提供する。

［従来の技術および発明の課題］肝臓の機能診断を目的として諸種の有用試薬が既に開
発され、実用化されている。これらを分類すれば、肝
臓の疾患によって生じる肝細胞壊死に伴う血流への諸酵
素の流出検査を目的とするもの、および同様の理由に
よる血流への諸化学物質の流出検査を高感度、微量領域
で行うことを主眼とするものが包含される。また近年、
がん化の早期発見を目的として、がん化に伴って特異
的に血液中に増加する諸成分の高感度、微量定量化を主
眼とするものも実用化されている。

しかし、肝臓細胞の壊死などの状況にない初期疾患状
態での肝臓各種細胞群の活性を鋭敏に検知できる診断薬
については、全く未開発のまま取り残されているのが現
状である。

［発明の目的および構成］この発明は、正常肝機能との僅少の差に基づいて、疾
患肝機能を、肝細胞の壊死以前に鋭敏に検知し、肝疾患
の診断に役立てることを目的とした診断剤に関わるもの
である。

この発明は、放射性同位体または安定同位体で標識さ
れた下記に示す化合物Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも一つを含有してなる、肝臓機能の診断を目
的とした診断剤を提供するものである。

上記診断剤には、化合物の一種または複数を経口投与
した後の肝臓の核医学的画像化もしくはCT的画像化の結
果から、肝機能の活性度および病態局在性を診断するこ
とを目的とする診断剤、化合物の一種または複数を経口
投与した後の血液の一部を採取し、その血液中の上記化
合物に該当する代謝物を放射性トレーサ技術を含む一般
的分析化学的技法によって分析定量することにより、肝
臓の機能の活性度を測定し診断することを目的とする診
断剤、および化合物の一種または複数を経口投与した後
呼気の一部を採取するかまたは連続的に一定流量を検出
部に通過させる方法により、上記化合物に関わる最終代
謝産物としてのCO₂を放射性呼気流量自動検出法または
赤外吸収もしくはGC（ガスクロマトグラフィー）／マス
（質量分析）検出法によって検出し、肝臓の機能の活性
度を測定し診断することを目的とする診断剤が含まれ
る。

この発明で用いる化合物は、経口的投与によって哺
乳類の胃から吸収され、短時間で肝門脈を経て肝臓に到
達することを第１の特徴としている。つぎに、投与量
の一定量が確実に肝臓を通過してから循環器系へと供給
されることを特徴としている。また、肝臓において初
回通過中に、相当量（健康もしくは病態の程度によって
定まる）が肝臓に特有の酵素によって代謝を受け、その
代謝産物は循環器系を経て、呼気もしくは尿として排泄
されることを特徴としている。

これらの３つの条件に該当する化合物のうち、血液
中に当該代謝産物が肝機能の活性度と密接に関係して検
出されること、または呼気中に炭酸ガスとなって排泄
され、その排泄率と肝機能の活性度とが密接に関係して
いること、または肝臓内に上記化合物が代謝を受ける
ため捕捉されている留置の局在性分布と、その留置の動
態が肝機能の活性度および活性部位と密接に関係してい
ることの何れか一つまたはその複合条件を提供すること
を特徴としている。

上記化合物は、天然には存在しない安定同位元素で標
識されたものであってもよく、あるいは１種以上の放射
性同位元素で標識されたものであってもよい。安定同位
元素としては例えば、²H、¹³C、¹⁵N、¹⁸O、放射性同位
元素としては例えば、³H、¹¹C、¹⁴C、³⁵Sが含まれる。

この発明の診断剤を生体に投与するに際しては、上記
標識化合物の少なくとも１種を、例えば経口投与または
非経口投与に適する固体または液体の無機または有機製
薬用担体を混合して、製剤の形にするのが便利である。

このような製剤には、錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル
等の固体、および溶液剤、懸濁剤、乳剤等の液体が含ま
れる。上記担体としては、でんぷん、乳糖、ぶどう糖、
しょ糖、デキストリン、セルロース、パラフィン、脂肪
酸グリセリド、水、アルコール等が用いられる。また、
必要に応じて、補佐薬、安定剤、湿潤剤、乳化剤、滑沢
剤、結合剤および他の常用添加剤を加えることができ
る。

投与量は、対象の体重、年令、性別、症状、診断の目
的等により異なるが、一般に１−100mg/kg体重または個
体当り0.1〜50μCiである。

この発明で使用する化合物またはその塩の毒性は、公
知であり、極めて少ない。

化合物の体内分布の測定は、任意の繁用される核医学
的または核生化学的方法によることができる。このよう
な方法には、例えば液体シンチレーションカウンター
法、ラジオガスクロマトグラフィー法、フルオログラフ
ィー法、オートラジオグラフィー法、核磁気共鳴法等が
含まれる。

この発明で用いる測定の原理を例を挙げて説明すると
次の通りである。

Ｌ−メチオニンの消化管内吸収部位が主として胃腔内
粘膜および十二指腸内粘膜であり、極短時間内で吸収反
応が終了することの発見。

実施例……１（２）（オートラジオグラフ）実施例……１（３）（ラジオレスピロメトリー波形）被吸収Ｌ−メチオニンは、最初の器官として肝臓に供
給され、肝臓で潤された後残余が循環血によって運ばれ
他器官および組織に供給されることの発見。

実施例……１（２）（オートラジオグラフ）静脈内からのＬ−メチオニンの供給は、心臓および肺
に供与された後、その他の器官および組織に供与される
ことの発見。

実施例……１（４）（オートラジオグラフ）経口投与後10分のマクロオートラジオグラフ像から、
肝臓内濃度分布は、肝葉別、各部別に極端な濃度差を示
した。

実施例１（２）……（オートラジオグラフ）肝炎および肝がんラットは、iv投与ではオートラジオ
グラフ像およびラジオレスピロメトリー波形ともに正常
ラットとの差が認められなかったが経口投与では両者間
に大きな差を生じ、肝臓の機能低下を記録した。

実施例１（５）オートラジオグラフ像とシンチカメラ像は、完全な一
致性を示す。（多くの文献あり）以上の原理に基づき、放射性もしくは安定同体標識の
Ｌ−メチオニンを指標として、静脈内（iv）投与および
経口（po）投与後に経時的に記録される両シンチカメラ
のRI画像が、その時におけるメチオニン代謝活性の肝臓
内局在分布を示すと共に、両投与法によるRI画像の差引
結果から、極微少の肝葉局所内メチオニン代謝活性の特
異性を増感して示すことが可能となった。また、この特
異性は標識の位置によってそれぞれ特徴のある分布を示
した。

つぎにラットを例にとって血中同位体濃度を指標とし
た。iv投与法の場合は、投与後数分間の極めて速い減少
とその後10分間程の幾分緩徐な減少に続いて、幾分の上
昇期間が30分間程度示され、１時間以後は極めて緩徐な
下降曲線を示した。これに対し、経口投与の場合は、投
与後30分の上昇の後、jv投与における上昇曲線に一致し
てさらに30分の上昇を続け、その後も全くiv投与の血中
濃度曲線に一致した動態を示した。非疾患状態のラット
に対して、肝疾患を有する場合は、上記の肝臓内標識同
位体の局在と肝臓を通過した後の血中の同位体濃度が、
著しく異なっていた。この差はiv投与では僅少であった
が、po投与では顕著な差となって現れた。これらは実施
例１および２に示されている。

［実施例］以下、この発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。

実施例1: （１）投与薬物の調剤Ｌ−［カルボキシル−¹⁴C］メチオニン［Lot No.CFA
−433］の57.0mCi/mmolをアマシャムジャパンから購入
し、これを無菌精製水で希釈して、注射液もしくは注入
液を調製した。ラット静脈内投与の場合にはこの注射液
の0.1mlを尾静脈内に注射し、経口投与の場合には、こ
の注射液の0.1mlをラット胃腔内に金属性ゾンデを用い
て強制注入した。

（２）［カルボキシル−¹⁴C］メチオニンを正常ラット
に経口投与後10分および60分後のマクロオートラジオグ
ラフ所見 10μCi/0.1mlの濃度に調整した該標識注射液をウイス
ター（Wistar）系雄性ラットの５週令（150g）に経口投
与した。ラットは、予め24時間の絶食処置を施した。投
与後10分および60分に各ラットをエーテル麻酔死させ、
直ちに液体窒素によって凍結し、左側面を頭部から尾部
に切削して縦断面を得た。この面のうち、左腎臓を有す
る薄切切片（15〜20μｍ）と正中面の同切片を作成し、
凍結乾燥後、Ｘ線フィルムと密着させることによりオー
トラジオグラフを作製した。この方法はウルバーグ法原
法に近い方法である。その写真は一定期間の露出の後、
写真処理したもので、第１図Ａ、Ｂ（10分後）および第
２図Ａ、Ｂ（１時間後）のとおりである（各図Ａは腎
面、Ｂは正中面）。第１図および第２図から、主な写真
像（黒化像）は、胃腔内容物、小腸内容物、肝臓、腎
臓、骨髄、脾臓および鼻腔と腔粘膜に認められた。

とくに注目すべきは肝臓であって、各肝葉別に、また
肝小葉別に、放射能の特色ある局在分布が記録されてい
た。この写真（経口的投与法であるにも拘わらず肝内局
在分布を示す）から、肝小葉は、それぞれ独立してメチ
オニンの摂取能を有していることが強調された。

（３）カルボキシル−¹⁴C］メチオニンを正常ラットに
経口とiv投与後のラジオレスピロメトリー波形ウイスター系雄性ラット５週令を用いて、１匹あたり
2.68μCiの［カルボキシル−¹⁴C］メチオニンを絶食状
態で経口投与した。絶食は24時間とした。第３図（a:経
口、b:静注）から経口投与により得られた呼気¹⁴CO₂波
形は、極めて高くかつ高濃度の持続時間も長時間に亘っ
ていた。呼気中に放射性CO₂が検出され始める時期は投
与後30秒未満（測定器の直線型レートメータの時定数が
30秒）で、その後急速に放射能濃度が上昇し、投与後10
分頃に、ほぼ定常的高濃度となった。その後43分間程度
定常状態が持続した。その後は10分程のやや急速な減少
がありさらに最終減少曲線へと移行した。投与後90分間
の投与量に対する呼気¹⁴CO₂放射能回収率は、85％であ
った。そしてivの場合（第３図ｂ）は25.33％であっ
た。経口投与で得られた呼気¹⁴CO₂の排泄パターンはiv
ルートからの［カルボキシル−¹⁴C］メチオニンの排泄
パターンと比べて、極めて長いことが特徴的であった。
また投与直前から10分程度のところに定常波高に達する
時点（P:タイム）があり、これはiv投与の場合と比べ
て、ほぼ近似していた。しかし定常状態の期間がiv投与
の場合より長いため必然的にP₂のタイムは、延長してい
た。これらの結果からは、メチオニンが胃腔から主とし
て吸収を受けること、またその主な供給器官は肝臓であ
るため、ivの場合より高い燃焼を示すこと、またその燃
焼の持続期間もivの場合より延長されることなど、ivの
全器官・組織供給型とは違った形態を顕著に示すことが
示唆された。なおラジオレスピロメトリー波形の比較に
用いられる用語は、別添の文献のとおりである。

（４）［カルボキシル−¹⁴C］メチオニンを正常ラット
静脈内（iv）投与後10分および60分のマクロオートラジ
オグラフ投与後10分（第４図Ａ、Ｂ）の放射能分布：下大静
脈、心室内、肝臓内などに観察される血液と比べて他の
多くの部分が高黒化濃度を示した。膵臓は小臓器ながら
最も高く、次いで腎臓がやや顕著に高かった。心筋、肝
臓、骨格筋、鼻腔、口腔粘膜、消化管粘膜、ハーダー氏
腺、漿腺、各種唾腺、骨髄、毛根などほぼ近似の高い濃
度を示した。脳、脊髄などは、上記の多くの部分より低
かったが精巣、脂肪体、精巣上体、褐色脂肪体よりは幾
分高い濃度を示した。投与後60分（第５図Ａ、Ｂ）では
各器官および組織の黒化濃度は全体として低下していた
が、肝臓でやや低下が速い傾向を示したほかは相互の濃
度がほぼ同じ割合を保っていた。上記２時点のオートラ
ジオグラフ所見から、血管系にトレーサの標識メチオニ
ンを与えた後の各器官・組織の摂取は速いこと、一たび
摂取されたメチオニンの放射能は、１時間の間で、容易
に大きく体内組織間で相互交換されないこと、それぞれ
の場所で徐々に代謝消費されていること等が示唆され
た。このようなiv投与後のメチオニン由来の放射能の体
内分布に対して、先の（２）で得られた経口投与の場合
は、被吸収部分の100％が肝臓を通過してから全身へ配
分されることによって、肝臓機能が強調されて画像化さ
れたことが明らかとなった。とくにトレーサー量の投与
の場合、肝臓で摂取時飽和することはないから、肝臓で
の十分な選択的摂取が行われたためにivとは異なった全
身分布になったと思われる。

（５）［カルボキシル−¹⁴C］メチオニンを経口もしく
はiv投与後の肝炎ラットの全身マクロオートラジオグラ
フとラジオレスピロメトリー波形ヒト肝炎のモデルとしてラットに四塩化炭素を投与し
て、急性肝炎症状を起こさせた。この肝炎ラットを用い
て、標識メチオニンを（４）と同様にiv投与した全身マ
クロオートラジオグラフ像は、先の（４）に記載した正
常ラットの黒化像と極めて近似し、ほとんど差がなかっ
た。すなわち、肝炎ラットにおいても、正常ラットと同
様、膵臓が最も高い黒化像を示し、腎臓がそれに次ぎ、
肝臓、心筋、骨格筋、鼻腔、口腔粘膜、唾腺、消化管粘
膜、ハーダー氏腺などに高い濃度を記録した。肝臓内の
黒化濃度の分布が特に病態を示したことはなかった。ま
た呼気¹⁴CO₂波形についても全く正常ラットのそれと差
が認められず、90分間の放射能回収率は15.2％であっ
た。これに対して、経口投与後の肝炎ラットの場合オー
トラジオグラフ像の肝臓は、黒化度は、他の器官・組織
に比べて高かったが、局在分布は、病態の状態を明確に
写し出し、特に炎症部の黒化度はきわめて希薄であっ
た。また経口投与後の呼気¹⁴CO₂波形は、回収率でも正
常ラットの3/5に減少した（第６図参照）。P₁タイム、P
₁−P₂期間などは、正常ラットと近似していたが、波高
については、きわめて低下していた。呼気波形の減少曲
線α相は、正常ラットのα相と比べて緩徐であったが、
β相は正常ラットのそれとよく一致していた。経口投与
の場合正常ラットの排出率は、iv投与の場合と比べて、
ほぼ160％に上昇していたが、これは投与量に対する排
泄率のみでなく、波高にも及んでいた。しかし、肝炎ラ
ットの場合には、その病態の軽度（第７図ｂ参照）、中
等度（第６図参照）および重度（第７図ａ参照）の順に
正常ラットよりも低波高のP₁の高さが病態の鋭敏な指針
となっていた。丘陵形の台形上辺は僅かな病態でも急激
に低下する傾向を示した。軽度で正常の3/11、中等等で
1.1/11、重度でも1.1/11であったのに対し、P₁の高さは
正常の7/8.5、中等度で2.5/8.5、重度で0.8/8.5であっ
た。

実施例2:¹⁴C−アラニンおよび¹⁴C−グルタミン酸を正常
ラットおよび糖尿病ラットに経口もしくは静脈内投与し
た後の呼気 ¹⁴C−アラニンおよび¹⁴C−グルタミン酸をそれぞれ正
常および糖尿病ラットに投与した結果は第８図ａおよび
ｂ並びに第８図ｃおよびｄに示されている。それぞれの
投与液は、体重200gのラットに対して、５μCi/0.2mlの
水溶液として調製されていた。また、それぞれの薬剤
は、アマーシャム・カンパニーから購入された。

¹⁴C−アラニンの合〔第８図ａ（経口）およびｂ（静
脈注射）〕は、¹⁴C−グルタミン酸〔第８図ｃ（経口）
およびｄ（静脈注射）〕に比べて正常と糖尿病の差が顕
著であった。正常ラットでは、¹⁴C−アラニンの第１ピ
ーク（P₁）の時間は７分であって、最高濃度を10分間保
ったが、その後は緩徐な減少波形曲線を示した。¹⁴C−
グルタミン酸は、波形が投与後急速な上昇曲線を示し、
７分頃でP₁となった後、極端に速い減少曲線を示した。
一方糖尿病ラットでは、¹⁴C−アラニンの波高は、正常
と比べて極めて低く、静脈内注射および経口内投与法を
比較すると、経口投与法では最大の波高を示して後の減
少が極めて緩慢となっていたが、静脈注射では、単に波
高が著しく低かったのみで、減少曲線は大きな半減期の
差を示さなかった。

上記各実施例に記載したように、静脈内および経口の
両投与ルートから与えた標識メチオニン等の肝臓内局在
分布の差と、血中および呼気中同位体濃度の差を指標と
することによって、健康と病態の肝機能の活性度を正確
に定量性、連続性、再現性を小肝葉別に自動記録し、か
つ画像化できることが明らかとなった。

本実施例中放射性もしくは安定同位体として¹⁴Cを標
識のために用いたが、この核種を半減期の短い¹¹Cとし
てひと臨床例を得れば、¹⁴Cの場合の全身オートラジオ
グラフに換えて、シンチカメラ画像に表現できる。この
場合、肝臓の機能診断に全く新しい分野を拓くことは、
容易に推察される。従来の診断は、単に肝臓の組織の異
変に基づく循環血中へのGOTまたはGPTなど酵素の流入や
ビリルビンなどの赤血球の異常崩壊に基因する特殊成分
の流入を検出する方法に依っていた。これに対して本発
明に関る標識メチオニンの経口投与後の肝臓RIシンチ画
像は、小肝葉の局所のメチオニン代謝機能の活性を詳細
に描画することが可能なことが先の全身マクロオートラ
ジオグラフから容易に類推できるのである。この場合の
メチオニン代謝が、投与メチオニンの標識位置によっ
て、主としてどの酵素に依存しているかを示唆している
ことは言うまでもない。すなわち、¹¹Cもしくは¹³Cの標
識位置がメチル位であれば、メチル転移酵素の活性度に
応じて、メチオニンから離脱してC₁単位として転移し、
最終的には、CO₂となった呼気中に排泄されるから、呼
気中もしくは血中の¹¹Cもしくは¹³Cを常時計測すること
によってその酵素の肝内における活性度を検出できる。
さらにシンチカメラを用いた画像化法を利用すれば、小
肝葉ごとの酵素活性度地図を得ることが可能となる。ま
た¹¹Cもしくは¹³Cで標識したメチオニンを診断薬として
用いる場合には、肝臓内において、トランスメチレーシ
ョン、トランス・スルフヒドリレーション、トランスア
ミネーションの諸反応の後、はじめてメチオニン代謝物
が、TCA回路に編入されることから、これら諸酵素の活
性度のうち、どれか一つの酵素活性度について異状に低
下していれば、メチオニン代謝はその酵素反応の段階で
律速を受けることは明らかである。そこで肝臓での代謝
を受けた成分は標識核を含み検出器によって検出可能で
あるから血中濃度もしくは、呼気中炭酸ガス濃度を連続
または定期的に検出することによって、肝臓内の諸酵素
の活性度を計測できる。一方肝臓のシンチグラフ画像は
¹¹C標識メチオニンを用いた場合に得ることが可能で、
さきの［メチル−¹¹C］の場合と異なり、トランスメチ
ラーゼ、トランスフィドラーゼおよびトランスアミナー
ゼの場合の活性度について、小肝葉の活性度を検知する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、および第２図は、いずれも、実施例１における
ラット切片のＸ線写真であり、生物の形態を示す写真で
ある。第３図は、実施例１（３）における呼気¹⁴CO₂波形図で
ある。第４図および第５図は、いずれも、実施例１（４）にお
けるラットマクロオートラジオグラフであり、生物の形
態を示す写真である。第６図は、実施例１（５）における呼気¹⁴CO₂波形図で
ある。第７図は、実施例１（５）における呼気¹⁴CO₂波形図で
ある。第８図は、実施例２における呼気¹⁴CO₂波形図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献日本臨牀46巻・1988年増刊号「肝胆疾患（上）−新しい診断・治療体系−」（昭63−２−28）日本臨牀社ｐ．1108 −1114

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性同位体または安定同位体で標識され
た下記化合物：Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも１種からなる肝臓機能診断剤。
【請求項２】放射性同位体で標識された下記化合物：Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも１種を含み、経口投与された後呼気の一部
を採取するかまたは連続的に一定流量を検出部に通過さ
せる方法により、上記化合物に関わる最終代謝産物とし
てのCO₂を放射性呼気流量自動検出法によって検出し、
肝臓機能の活性度の測定に用いられる診断剤。
【請求項３】安定同位体で標識された下記化合物：Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも１種を含み、経口投与された後呼気の一部
を採取するかまたは連続的に一定流量を検出部に通過さ
せる方法により、上記化合物に関わる最終代謝産物とし
てのCO₂を赤外線吸収もしくはガスクロマトグラフィ／
質量分析検出法によって検出し、肝臓機能の活性度の測
定に用いられる診断剤。
【請求項４】放射性同位体で標識された下記化合物：Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも１種を含み、経口投与された後の血液の一
部を採取し、その血液中の前記化合物に該当する代謝物
を放射性トレーサ技術を含む分析法によって分析定量
し、肝臓機能の活性度の測定に用いられる診断剤。
【請求項５】放射性同位体で標識された下記化合物：Ｌ−メチオニンＬ−アラニンの少なくとも１種を含み、経口投与された後の肝臓の核
医学的画像化またはCT画像化の結果による肝臓機能の活
性度の測定に用いられる診断剤。