JP7846599B2 - Ac-225溶液の製造方法およびAc-225溶液を用いた医薬の製造方法 - Google Patents
Ac-225溶液の製造方法およびAc-225溶液を用いた医薬の製造方法Info
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Description
上記工程(I)後の226Raターゲットを溶解して、226RaおよびAcを含有するRa-Ac溶液(1)を得る工程(II)と、
上記Ra-Ac溶液(1)に含まれる、226Raターゲット由来の226RaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度(特に純度)が高められたAc溶液(2)を得る工程(III)と、
上記Ac溶液(2)に含まれる225Ac以外のアクチニウムの放射性同位体を壊変させて、壊変により得られたラジウムの同位体(Ra)を含むRa-Ac溶液(3)を得る工程(IV)と、
上記Ra-Ac溶液(3)に含まれるRaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac濃度(特に純度)が高められたAc溶液(4)を得る工程(V)と、
を含み、
上記Ac溶液(4)が、下記(a)または(b)に示す医薬を製造するために用いられる、225Ac溶液の製造方法である。
(a)225Acと錯形成したキレート剤とNd2抗体との複合体を有効成分として含有する医薬
(b)225Acと錯形成したキレート剤とターゲティング剤(ただし、Nd2抗体を除く)との複合体を有効成分として含有する医薬
本発明の一態様に係る225Ac溶液の製造方法(以下「本製造方法」ともいう。)は、226Raターゲットに、陽子、重陽子、中性子および光子から選ばれる少なくとも1種の粒子を照射して、少なくとも225Acを含む2種以上のアクチニウムの放射性同位体(Ac)を生成する工程(I)と、
工程(I)後の226Raターゲットを溶解して、226RaおよびAcを含有するRa-Ac溶液(1)を得る工程(II)と、
Ra-Ac溶液(1)に含まれる、226Raターゲット由来の226RaとAcとを分離して、Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度(特に純度)が高められたAc溶液(2)を得る工程(III)と、
Ac溶液(2)に含まれる225Ac以外のアクチニウムの放射性同位体を壊変させて、壊変により得られたラジウムの同位体(Ra)を含むRa-Ac溶液(3)を得る工程(IV)と、
Ra-Ac溶液(3)に含まれるRaとAcとを分離して、Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac濃度(特に純度)が高められたAc溶液(4)を得る工程(V)と、
を含み、
Ac溶液(4)が、下記(a)または(b)に示す医薬を製造するために用いられる、225Ac溶液の製造方法である。
(a)225Acと錯形成したキレート剤とNd2抗体との複合体を有効成分として含有する医薬
(b)225Acと錯形成したキレート剤とターゲティング剤(ただし、Nd2抗体を除く)との複合体を有効成分として含有する医薬
工程(I)では、226Raターゲットに、陽子、重陽子、中性子および光子から選ばれる少なくとも1種の粒子を照射して、少なくとも225Acを含む2種以上のアクチニウムの放射性同位体(Ac)を生成する。226Raターゲットに粒子を照射することにより、場合により壊変等を経てAcが生成する。
少なくとも225Acを含む2種以上のアクチニウムの放射性同位体(Ac)としては、225Acと、224Acおよび226Acから選ばれる少なくとも1種とが挙げられる。
226Raターゲットの作製方法の一例として、炭化ケイ素(SiC)フィルター上に、226RaCO3を析出・濾別することで、一定の厚みを有するRaターゲットを作製する方法が挙げられるが、遠隔操作においても効率よくRaターゲットを作製できる観点からは、溶液中の遊離Raを電気的に基材に固体化する電着法が好ましい。該電着法として、例えば、特表2007-508531号公報には、アルミニウム基板に、ラジウムイオンを含有する1つの有機水溶液からラジウム含有物質を電着することが記載されているが、高電圧を印加しなくても電着効率を高めるという観点では、pH緩衝剤を含む電着液を用いて基材に電着させる方法がより好ましい。このような技術として、本出願人の一人が出願した国際公開第2020/256066号が挙げられる。
粒子としては、陽子、重陽子または光子が好ましく、陽子がより好ましい。例えば、粒子として陽子を照射した場合は、226Ra(p,2n)225Acの核反応が生じ、224Acおよび/または226Acが不純物として生成する。また、粒子として光子(γ線)を照射した場合は、226Ra(γ,n)225Raの核反応が生じ、225Raが壊変することで225Acが生成する。粒子として、陽子、重陽子または光子を用いると、227Ac(半減期27年)は、理論上は生成しないため、225Ac濃度(特に純度)の高い225Ac溶液を得る観点で、より好ましい。
粒子を照射する際の条件としては、少なくとも225Acを含む2種以上のアクチニウムの放射性同位体(Ac)が生成するように、粒子の種類、エネルギー、照射時間などを適宜調節すれば特に制限されず、種々の条件を採用することができる。
また、226Raターゲットの原料には、226Raの他にBaが含まれていることが通常であり、特許文献1のように226RaとBaとを分離する技術が開発されているが、226RaターゲットからBaを完全に除去することは難しいため、226RaターゲットにBaが含まれていると、上記粒子のうち陽子を使用した場合は、Baと陽子との核反応により132La(半減期4.8時間)や135La(半減期19.5時間)が生成する。
本発明の一態様では、後述する各工程において、これら放射性異核種を順次除去する。
工程(II)では、工程(I)後の226Raターゲットを溶解して、226RaおよびAcを含有するRa-Ac溶液(1)を得る。
工程(I)の終了後、あまり時間を経ずに得られたRa-Ac溶液(1)には、例えば、224Ac、225Ac、226Ac、226Ra、140Ba、132La、135Laが含まれる。
上記酸としては、例えば、無機酸が挙げられ、該無機酸としては、硝酸、塩酸、リン酸、硫酸、ホウ酸またはフッ化水素酸が挙げられる。これらの中でも、226RaおよびAcを十分に溶解させることができ、下記工程(III)を効率よく行うことができる等の点から、硝酸、塩酸が好ましく、硝酸が特に好ましい。
工程(III)では、上記Ra-Ac溶液(1)に含まれる、226Raターゲット由来の226RaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度(特に純度)が高められたAc溶液(2)を得る。
この工程(III)により、例えば、224Ac、225Ac、226Acを含むAc溶液(2)と、226Ra、140Baを含むRa溶液(2)とを得ることができる。工程(III)では、例えば、224Ac、225Ac、226Ac、226Raおよび140Baを含むRa-Ac溶液(1)から、226Ra、140Baを分離除去することができるため、Ac溶液(2)は、Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度(特に純度)が高められた溶液となる。
T1を上記範囲とすることで、Acと140Baとを早期に分離することができるため、140Baの壊変により生じる140Laの少ないAc溶液(2)を容易に得ることができる。
また、T1を上記範囲とすることで、得られるRa溶液(2)を早期に再利用することができる。
このように多くの時間を要すると、時間の経過とともに目的とする225Ac量が減衰するため、従来の方法では、225Acの減衰を抑えつつ、225Ac濃度(特に純度)の高い225Ac溶液を製造すること、また、140La量が少ないことと、225Ac濃度(特に純度)が高いことを両立した225Ac溶液を製造することは容易ではなかった。
また、上記の通り、大部分の226Raは225Acに変換されずに、226Raとして残存するため、残存した226Raを効率的に回収し、225Acの原料として再利用することが行われているが、従来の方法では、226Ac量が十分に減衰するための時間を経るまで226Raを再利用できなかった。
しかしながら、本製造方法では、225Ac濃度(特に純度)の高い225Ac溶液を容易に得ることができ、かつ、工程(III)の実施後に、すぐに226Raを再利用できるので、226Raの利用効率を高めることができる。
上記固相抽出剤としては、好ましくは、陽イオン交換樹脂、下記式(A)で表される化合物を含む固相抽出剤(a)、下記式(B)で表される化合物を含む固相抽出剤(b)、および、下記式(C)で表される化合物を含む固相抽出剤(c)から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
工程(III)は、RaとAcとの分離を2回以上行ってもよい。例えば、陽イオン交換樹脂を用いる場合、同様の陽イオン交換樹脂を用いて2回以上の分離を行ってもよく、異なる陽イオン交換樹脂を用いて2回以上の分離を行ってもよく、陽イオン交換樹脂と、例えば、固相抽出剤(a)とを用いて、2回以上の分離を行ってもよい。この場合、陽イオン交換樹脂と固相抽出剤(a)とを用いる順番は特に制限されない。固相抽出剤(a)、(b)や(c)を用いる場合も陽イオン交換樹脂を用いる場合と同様である。
なお、RaとAcとの分離を行った後は、陽イオン交換樹脂や固相抽出剤を洗浄する洗浄工程を行うことが好ましい。
上記陽イオン交換樹脂としては、例えば、強酸性陽イオン交換樹脂が挙げられ、該陽イオン交換樹脂の市販品としては、例えば、Bio-Rad社製「AG 50W」が挙げられる。
上記陽イオン交換樹脂としては、より効率よくRaとAcとを分離できる等の点から、二価陽イオンを選択的に吸着する機能を有する樹脂(以下「樹脂(i)」ともいう。)が好ましい。
樹脂(i)のより好ましい例として、イミノジ酢酸基を保持するスチレンジビニルベンゼン共重合体が挙げられる。このようなイミノジ酢酸基を有する樹脂の市販品としては、Bio-Rad社製「Chelex」シリーズ、三菱化学(株)製「ダイヤイオン」シリーズ、ダウケミカル社製「アンバーライト」シリーズ等が挙げられ、より具体的にはBio-Rad社製「Chelex100」(粒径:50~100mesh、イオン型:Na型、Fe型)が挙げられる。
このようなチューブを用いることで、一般的なガラス製カラムよりも長さを長くする、すなわち理論段数を高くすることができるため、Raイオンの吸着効率を高めることができる。また、放射性物質を通液した後の樹脂(i)をチューブに充填させたまま、その他の器具や機器等を放射能汚染させることなく、簡便に廃棄することができる。
固相抽出剤(a)は、下記式(A)で表される化合物を含めば特に制限されず、固相抽出剤に含まれる従来公知の成分を含んでいてもよい。
固相抽出剤(a)は、下記式(A)で表される化合物のみからなる固相抽出剤であってもよいし、下記式(A)で表される化合物と他の成分(例:従来公知の添加剤、不活性支持体)を含む固相抽出剤(不活性支持体中に下記式(A)で表される化合物が導入されている固相抽出剤も含む)であってもよい。
固相抽出剤(a)は、下記式(A)で表される化合物を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
このように、固相抽出剤(a)は、RaおよびAcを分離する(Acイオンを該固相抽出剤(a)に保持させ、Raイオンを通過させる)際に用いる酸の濃度が高いため、この工程(III)において、固相抽出剤(a)を用いることで、RaイオンおよびAcイオンを含有する溶液からAcイオンを分離する際に用いる溶媒量が少なくても、RaイオンとAcイオンとを十分に分離することができる。
固相抽出剤(a)に用いる上記高濃度の酸の濃度は、RaおよびAcをより効率よく分離する(Ac通過量およびRa保持量が少なく分離する)ことができる等の点から、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0.3M以上、より好ましくは0.5M以上であり、好ましくは4.0M以下であり、該酸として塩酸を用いる場合、好ましくは1M以上であり、好ましくは8M以下である。
固相抽出剤(a)に用いる上記低濃度の酸の濃度は、保持されたAcイオンを固相抽出剤(a)から十分に溶離させることができれば特に限定されないが、用いる酸として、上記Ra-Ac溶液(1)に用いる酸と同様の酸を用いる場合は、その濃度差が大きい方が好ましい。
固相抽出剤(a)に用いる上記低濃度の酸の濃度は、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0Mより大きく、好ましくは0.2M以下、より好ましくは0.1M以下、さらに好ましくは0.01M以下であり、該酸として塩酸を用いる場合、好ましくは0Mより大きく、0.2M以下である。
式(A)中、R1~R4はそれぞれ独立して、炭素数8~12のアルキル基である。該アルキル基は、直鎖状でもよく、分岐を有していてもよい。R1~R4はそれぞれ独立して、好ましくは、オクチル基または2-エチルへキシル基である。
固相抽出剤(b)は、下記式(B)で表される化合物を含めば特に制限されず、固相抽出剤に含まれる従来公知の成分を含んでいてもよい。
固相抽出剤(b)は、下記式(B)で表される化合物のみからなる固相抽出剤であってもよいし、下記式(B)で表される化合物と他の成分(例:従来公知の添加剤、不活性支持体)を含む固相抽出剤(不活性支持体中に下記式(B)で表される化合物が導入されている固相抽出剤も含む)であってもよい。
固相抽出剤(b)は、下記式(B)で表される化合物を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
固相抽出剤(b)に用いる上記低濃度の酸の濃度は、RaおよびAcをより効率よく分離する(Ac通過量およびRa保持量が少なく分離する)ことができる等の点から、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0Mより大きく、好ましくは0.2M未満、より好ましくは0.1M以下、さらに好ましくは0.01M以下であり、該酸として塩酸を用いる場合、好ましくは0Mより大きく、0.2M以下である。
固相抽出剤(b)に用いる上記高濃度の酸の濃度は、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0.2M以上、より好ましくは0.3M以上、さらに好ましくは0.5M以上であり、好ましくは4M以下、より好ましくは2M以下、さらに好ましくは1M以下であり、該酸として塩酸を用いる場合、好ましくは0.3M以上、好ましくは8M以下である。
固相抽出剤(c)は、下記式(C)で表される化合物を含めば特に制限されず、固相抽出剤に含まれる従来公知の成分を含んでいてもよい。
固相抽出剤(c)は、下記式(C)で表される化合物のみからなる固相抽出剤であってもよいし、下記式(C)で表される化合物と他の成分(例:R10-OH(R10は、炭素数4~12のアルキル基であり、好ましくはオクチル基である)で表される化合物、従来公知の添加剤、不活性支持体)を含む固相抽出剤(不活性支持体中に下記式(C)で表される化合物が導入されている固相抽出剤も含む)であってもよい。
固相抽出剤(c)は、下記式(C)で表される化合物を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
固相抽出剤(c)に用いる上記高濃度の酸の濃度は、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0.1M超えであり、より好ましくは1M以上であり、好ましくは8M以下、より好ましくは4M以下である。
固相抽出剤(c)に用いる上記低濃度の酸の濃度は、該酸として硝酸を用いる場合、好ましくは0Mより大きく、好ましくは0.1M以下、より好ましくは0.05M以下である。
工程(IV)では、上記Ac溶液(2)に含まれる225Ac以外のアクチニウムの放射性同位体を壊変させて、壊変により得られたラジウムの同位体(Ra)を含むRa-Ac溶液(3)を得る。
この工程(IV)により、好ましくは225Ac、224Raおよび226Raを含むRa-Ac溶液(3)が得られる。
T2の下限は、226Acが十分に壊変する時間が好ましい。このようにすることで、224Acおよび226Acからラジウムの同位体を生成することができ、226Thを消滅させることができる。
T2の上限は、225Acの減衰をできるだけ抑制する観点から設定することが好ましい。
例えば、T2を20日とした場合、226Acは1×10-5以下となることが、シミュレーションコードPHITSを用いたシミュレーションで予測される。なお、シミュレーションは工程(I)の照射終了時における225Acの放射能を1とした場合に任意の時間経過後の他の放射性異核種の数値を予測している。
このように、T2を設定することで、工程(I)において生じた、132La(半減期4.8時間)や135La(半減期19.5時間)の異核種を消滅させることができる。従来の方法では、132Laや135Laを低減する一つの方法として、226Raターゲットに含まれるBa量を低減することが考えられるが、T2を上記範囲とすることで、226Raターゲットに含まれるBa量によらず、La量の少ない225Ac溶液(4)を得ることができる。このため、T2が上記範囲にある本製造方法によれば、使用する226Raターゲットが制限されず、226Raターゲットの選択自由度が高い。
工程(V)では、上記Ra-Ac溶液(3)に含まれるRaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac純度が高められたAc溶液(4)を得る。
Ac溶液(4)は、例えば、225Ac、224Raおよび226Raを含むRa-Ac溶液(3)から、224Ra、226Raを分離除去することができるため、Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac濃度(特に純度)が高められた溶液となる。
上記工程(V)で得られたAc溶液(4)は、下記(a)または(b)に示す医薬を製造するために用いられる。
上記医薬とは、(a)225Acと錯形成したキレート剤とNd2抗体との複合体を有効成分として含有する医薬、または、(b)225Acと錯形成したキレート剤とターゲティング剤(ただし、Nd2抗体を除く)との複合体を有効成分として含有する医薬である。
・DOTA(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid)
・DOTMA((1R,4R,7R,10R)-α,α',α'',α'''-tetramethyl-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid)
・DOTAM(1,4,7,10-tetrakis(carbamoylmethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane)
・DOTA-GA(α-(2-Carboxyethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid)
・DOTP(((1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrayl)tetrakis(methylene))tetraphosphonic acid)
・DOTMP(1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrakis(methylenephosphonic acid))
・DOTA-4AMP(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetrakis(acetamidomethylenephosphonic acid)
・DO2P(Tetraazacyclododecane dimethanephosphonic acid)
ターゲティング剤として、好ましくは、鎖状ペプチド、環状ペプチドまたはこれらの組み合わせ、タンパク質、抗体(ただし、Nd2抗体を除く)またはそのフラグメント、成長因子、アフィボディ、ユニボディ、ナノボディ、単糖類、多糖類、ビタミン、アンチセンス核酸、siRNA、miRNA、核酸アプタマー、デコイ核酸、cPGオリゴ核酸、ペプチド核酸、リポソーム、ミセル、ナノ粒子およびカーボンナノチューブからなる群から選ばれる1種または2種以上が挙げられ、より好ましくは、ポリペプチドである。
なお、上記ターゲティング剤としては、アミノ酸から構成されるターゲティング剤が好ましく、該ターゲティング剤を構成するアミノ酸は天然のものであってもよく、合成されたものであってもよく、分子量は特に限定されない。
複合体において、Nd2抗体、および、ターゲティング剤は、キレート剤と直接結合していてもよく、PEGなどの他の公知のリンカー構造を介して間接的に結合していてもよい。
また、複合体において、Nd2抗体、および、ターゲティング剤は、他の構造と結合可能な反応原子団を修飾させたものを用いて、キレート剤と複合化させていてもよい。
Nd2抗体、または、IgG抗体であるターゲティング剤と、キレート剤とを複合化する方法として、例えば、国際公開第2016/186206号に記載の技術を用いることで、抗体のFc領域を部位特異的に修飾することができる。
ここで、本明細書における「反応原子団」とは、一方の化合物と他方の化合物とを結合させる際の反応が直接生じる化学構造のことを指す。
本発明の他の態様として、粒子(例:陽子、重陽子、中性子および光子から選ばれる少なくとも1種)が照射された226Raターゲットを溶解し、得られた溶液を精製した溶解精製液が挙げられる。
粒子の照射から1ヵ月後の該溶解精製液中の、225Ac量に対する140La量の比(140La量/225Ac量)は、1×10-5以下であり、好ましくは1×10-6以下、より好ましくは1×10-7以下である。
このような溶解精製液は、140La量が少なく、225Ac濃度(特に純度)の高い液である。
該溶解精製液は、具体的には、本製造方法により製造されたAc溶液(4)とすることができる。
また、該溶解精製液は、具体的には、上記(a)または(b)に示す医薬を製造するために用いられることが好ましい。
本発明の他の態様である医薬の製造方法は、下記工程(VIa)を含む。
工程(VIa):本製造方法を実行して得られた225Ac溶液を用いて、キレート剤を225Acと錯形成させる工程
該複合体を作製する工程としては、本製造方法の欄に記載の工程と同様の工程等が挙げられる。
該製剤化工程は、適宜、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液等のpH調節剤、ポリソルベート等の可溶化剤、安定剤、酸化防止剤などの各種添加剤を添加したり、水や生理食塩液等の等張液で希釈して放射能濃度を調整してもよい。
また、製剤化工程として、各種添加剤の添加または濃度調整を行った後、メンブレンフィルター等で滅菌ろ過を行って注射剤とする工程を含んでいてもよい。
本発明の他の態様としては、以下の[1]~[7]に関する、225Ac溶液の製造方法および溶解精製液も挙げられる。
上記工程(I)後の226Raターゲットを溶解して、226RaおよびAcを含有するRa-Ac溶液(1)を得る工程(II)と、
上記Ra-Ac溶液(1)に含まれる、226Raターゲット由来の226RaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度(特に純度)が高められたAc溶液(2)を得る工程(III)と、
上記Ac溶液(2)に含まれる225Ac以外のアクチニウムの放射性同位体を壊変させて、壊変により得られたラジウムの同位体(Ra)を含むRa-Ac溶液(3)を得る工程(IV)と、
上記Ra-Ac溶液(3)に含まれるRaとAcとを分離して、上記Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac濃度(特に純度)が高められたAc溶液(4)を得る工程(V)と、
を含む、225Ac溶液の製造方法。
上記工程(III)の終了後、上記工程(V)を開始するまでの時間をT2とした場合、
T2>T1の関係を満たす、[1]に記載の225Ac溶液の製造方法。
粒子の照射から1ヵ月後の該溶解精製液中の、225Ac量に対する140La量の比(140La量/225Ac量)が1×10-5以下である、溶解精製液。
シミュレーションコードPHITS(Particle and Heavy Ion Transport code System)を用い、以下の仮定に基づいて、下記各溶液に含まれる放射性元素の量をシミュレーションにより算出した。
226Raターゲット(φ20mm、226Ra質量:50mg、Ba質量:50mg)に、照射エネルギー16MeVで陽子を1時間照射する工程(I)を行ったと仮定した。
この工程(II)で得られたRa-Ac溶液(1)中の225Acの放射能(225Ac量)を1.00(1.00E+00)と規格化した。この場合、得られたRa-Ac溶液(1)中の、224Ac量は5.05E+01、226Ac量は1.07E+00、226Raターゲット由来の226Raを除く226Ac由来の226Ra量は4.53E-09、140Ba量は3.44E-03、140La量は2.89E-05であると算出された。
この226RaとAcとの分離の際には、周期表第3族元素、ランタノイド元素およびアクチノイド元素は、Acと分離できず、その他の元素は100%分離できると仮定した。
この工程(III)で得られたAc溶液(2)中の、225Ac量は9.83E-01、224Ac量は1.20E+01、226Ac量は9.31E-01、226Ra量は0.00(工程(III)を開始時の226Ra量は5.50E-08)、140Ba量は0.00(工程(III)を開始時の140Ba量は3.45E-03)、140La量は3.67E-04であると算出された。
このRaとAcとの分離の際には、周期表第3族元素、ランタノイド元素およびアクチノイド元素は、Acと分離できず、その他の元素は100%分離できると仮定した。
この工程(V)で得られたAc溶液(4)中の、225Ac量は2.33E-01、224Ac量は0.00、226Ac量は6.30E-06、226Ra量は0.00(工程(V)を開始時の226Ra量は3.28E-07)、140La量は6.96E-08であると算出された。
226Raターゲット(φ20mm、226Ra質量:50mg、Ba質量:50mg)に、照射エネルギー16MeVで陽子を1時間照射する工程(I)を行ったと仮定した。
この工程(II)で得られたRa-Ac溶液(1)中の225Acの放射能(225Ac量)を1.00(1.00E+00)と規格化した。この場合、得られたRa-Ac溶液(1)中の、224Ac量は5.05E+01、226Ac量は1.07E+00、226Raターゲット由来の226Raを除く226Ac由来の226Ra量は4.53E-09、140Ba量は3.44E-03、140La量は2.89E-05であると算出された。
この226RaとAcとの分離の際には、周期表第3族元素、ランタノイド元素およびアクチノイド元素は、Acと分離できず、その他の元素は100%分離できると仮定した。
この工程(III)で得られたAc溶液(2)中の、225Ac量は2.33E-01、224Ac量は0.00、226Ac量は6.30E-06、226Ra量は0.00(工程(III)を開始時の226Ra量は3.82E-07)、140Ba量は0.00(工程(III)を開始時の140Ba量は1.12E-03)、140La量は1.29E-03であると算出された。
次に、下記方法で225Ac溶液を製造した。
・工程(I)
サイクロトロンにて、金板(Φ30)に247μCiの226Raを電着させたターゲットに、18MeV、15μA、0.5hrの条件で陽子を照射した((p、2n)反応)。
照射から3日後に、照射済みのターゲットを0.7M硝酸16mLに溶解した。
得られた溶解液を、DGAレジン(Eichrom Technologies社製)に通液させた(通過液(1))。その後、該DGAレジンを、0.7M硝酸5mLで洗浄した(洗浄液(2))。通過液(1)および洗浄液(2)を、226Ra回収液とし、Raをリサイクルするための電着液とした。
その後、DGAレジンを、更に0.7M硝酸15mLで洗浄した(洗浄液(3))。洗浄液(3)は廃液とした。
上記洗浄後のDGAレジンに、0.005M硝酸20mLを通液し、225Acを溶出した。溶出した225AcをLnレジン(Eichrom Technologies社製)に通液させた(通過液(4))。次いで、Lnレジンを、0.05M硝酸10mLで洗浄した(洗浄液(5))。通過液(4)と洗浄液(5)は廃液とした。
上記洗浄後のLnレジンに、0.7M硝酸10mLを通液し、225Acを溶出した(225Ac溶液(6))。得られた225Ac溶液(6)を、ゲルマニウム半導体検出器で測定した結果、225AcはEOB(照射終了時)換算で0.2μCiであった。
225Ac溶液(6)を得てから17日間経過させた。
上記17日経過後に、225Ac溶液(6)10mLを、DGAレジンに通液させた(通過液(7))。DGAレジンを0.7M硝酸20mLで洗浄した(洗浄液(8))。通過液(7)、洗浄液(8)は廃液とした。
その後、DGAレジンに0.005M硝酸20mLを通液し、225Acを溶出した。溶出した225AcをLnレジンに通液した(通過液(9))。次いで、Lnレジンを、0.05M硝酸10mLで洗浄した(洗浄液(10))。通過液(9)と洗浄液(10)は廃液とした。
上記洗浄後のLnレジンに、0.5M硝酸10mLを通液し、225Acを溶出した(225Ac溶液(11))。得られた225Ac溶液(11)をゲルマニウム半導体検出器で測定した結果、225AcはEOB(照射終了時)換算で0.2μCiであった。
・サイクロトロンのビーム照射によるAc-225製造
NIRS-AVF-930サイクロトロンの34MeV H2 +(イオン化分子状水素)ビームにより、公称強度10μAで3~5時間のビーム照射を行った。真空を隔てるフォイルによりH2 +イオンが分裂し、約20μAで17MeVの陽子ビームを得た。ターゲット材料に入射する陽子エネルギーは、真空フォイル(Al、100μm)、He冷却層(30mm)、および、ターゲットフォイル(Nb、50μm)中をビームが通過することにより、15.6MeVになると計算コードSRIMで推定された。予想される225Ac収率を最大限向上させるため、226Ra(p,2n)225Ac反応断面積が最大となるようにターゲット材料における陽子エネルギー15.6MeVを設定したが、これはALICE計算コードで得られた結果(15MeVで最大700mb)と先行研究であるApostolidis C, Molinet R, McGinley J, Abbas K, Mollenbeck J, Morgenstern A. Cyclotron production of Ac-225 for targeted alpha therapy. Appl Radiat Isot 2005;62:383-387の結果(16.8MeVで最大710mb)の間のエネルギーを採用した。
照射終了時(EOB)から3~4日後に実施した、分離手順を図1に示す。サイクロトロンで照射したターゲットを、3mLの0.7M HNO3に溶解し、得られた溶液を、0.8mL/分以下の速度で、DGAカートリッジ(N,N,N',N'-テトラ-n-オクチルジグリコールアミド、1mL、Eichrom Technologies社製)に通液し、225Acをカートリッジに捕集した。ターゲット容器内に残留するAc/Raの回収を向上させるため、さらに3mLの0.7M HNO3を、ターゲット容器に2回添加し、それぞれの洗浄画分も、上記DGAカートリッジに通液し、225Acをカートリッジに捕集した。
陰極表面に電着により作製した226Raターゲットは1.0~1.5mg/cm2の薄状ターゲットであるとみなすことができる。226Ra(p,2n)225Acの断面積(σ)は、15.6MeVにおいて353mbであると推定された。この核反応に関する従来の研究では、16.8MeVにおいて約710mb(Apostolidis C, Molinet R, McGinley J, Abbas K, Mollenbeck J, Morgenstern A. Cyclotron production of Ac-225 for targeted alpha therapy. Appl Radiat Isot 2005;62:383-387)、または16.0MeVにおいて600+mb(ALICEコードによる計算、Apostolidis C, Molinet R, McGinley J, Abbas K, Mollenbeck J, Morgenstern A. Cyclotron production of Ac-225 for targeted alpha therapy. Appl Radiat Isot 2005;62:383-387)、および、16.0MeVにおいて522mb(TENDL-2019で計算、TALYS-based evaluated nuclear data library (TENDL-2019) website https://tendl.web.psi.ch/tendl_2019/proton_html/Ra/ProtonRa226xs.html Accessed Sep 4, 2020)であり、それぞれはるかに高い値が示されている。しかしながら、上述したように、今回のターゲットは、表面の不均一さにより約2/3の面積が、226Raで覆われており、従って上記σは、例えば、1.56(=1/0.64)倍することができる。結果として、今回の実際条件における226Ra(p,2n)225Acおよび226Ra(p,n)226Acの推定断面積の補正値として得られた値は、それぞれ、552mbおよび14mbであった(参考:16MeVにおける(p,n)チャンネルに対して34mb、TALYS-based evaluated nuclear data library (TENDL-2019) website https://tendl.web.psi.ch/tendl_2019/proton_html/Ra/ProtonRa226xs.html Accessed Sep 4, 2020)。Ac分離効率、ビームプロファイル、Ba/Ra比は、評価に一定の誤差を与えうるが、本実施例においてこれらの可能性因子に対する定量的補正は何ら適用できなかった。したがって、これらの不確実性は上記推定には含まれていないが、上記補正断面積は、ALICEコードおよびTENDLコードによる計算値や先行研究の実測値と十分な合致を示した。
図2(a)に示すように、226Acおよびその他放射性異核種の存在を一次分離後の225Ac試料中に検出した。226Acは、226Raと同様に、冷却期間中に多くの子孫核種を生成する4n+2系列放射性核種である。したがって、226Acが減衰する過程で放出した4n+2系列不純物を、二次精製としての繰り返し分離により、除去することができ、高品質225Acを生成した。上記照射条件において、224Ac(EC:91%、α:9%、T1/2=2.8時間)が、226Ra(p,3n)チャンネル(ETH=13.6MeV)を介して副生されるはずだが、224Acの半減期は非常に短く、EOBから4日経過した分離終了時点で、検出することはできなかった。しかし、4n系列におけるγ放出を伴う2つの224Ac子孫核種、すなわち、212Bi(T1/2=61分、727keV、6.7%)、および、208Tl(T1/2=3.1分、2615keV、99%)が、洗浄画分と各分離物の両方で、顕著な分布が検出され、さらには、精製225Ac試料にも極微量に検出された。これは、224Acの生成の証拠であった。225Ac画分中の212Biと208Tlの存在は、今回の分離条件において、BiがAcと部分的類似性を有しているため、理にかなった結果であった。一方、212Biの親核種である212Pb(T1/2=10.6時間、239keV、44%)は、精製225Ac試料において、検出されなかった。212Pbの親核種となる可能性がある4n系列核種すべて(224Ac~216Po(224Raを除く))は、212Pbよりも半減期が短く、224Raは、226Raとともに除去された。したがって、分離過程で注意すべきである副生放射性核種は、4n+2系列を中心に考えることができる。
(1-1.錯形成工程)
下記式(L1及びL2)で表されるキレート剤を用いた。なお、下記式(L1)で表されるDOTA-DBCOは、Wang H et al. Selective in vivo metabolic cell-labeling-mediated cancer targeting. Nat Chem Biol. 13(4): 415-424. (2017)に記載の方法に従い合成した。また、下記式(L2)で表されるDOTAGA-DBCOは、Bernhard et al. DOTAGA-Anhydride: A Valuable Building Block for the Preparation of DOTA-Like Chelating Agents, Chem. Eur. J. 18(25): 7834-7841. (2012)に記載の方法に従い合成した。
別途、ペプチドを国際公開第2017/217347号に記載の方法で製造して、下記式(P3)で表される17個のアミノ酸残基を含むペプチドを得た。このペプチドのアミノ酸配列は、配列番号(2)のXaa2がリシン残基である配列と同一であり、リシン残基の側鎖末端アミノ基がR1で示される構造で修飾されている。また、2つのシステイン残基で互いにジスルフィド結合しており、ペプチドのN末端はジグリコール酸および8つのPEGを有するリンカー構造を介して、反応原子団であるアジド基を含む原子団として、エチルアジドが結合しているものである。
1-2.抗体修飾工程で得られたペプチド修飾抗体を含む溶液に、1-1.錯形成工程を経て得られた各225Ac錯体液を未精製のまま添加し、37℃で120分間クリック反応させて、複合体を得た。さらに、得られた複合体の溶液を限外ろ過フィルター(Merck社製、型番:UFC505096)を用いて精製した。
薄層クロマトグラフィー(Agilent社製、型番:SGI0001、展開溶媒:アセトニトリルと0.1mmol/LのEDTA溶液(pH5.0)との混液(体積比1:1))をスキャナータイプ画像解析装置(GEヘルスケア社製、MODEL Typhoon FLA 7000)で測定し、検出された全放射能(カウント)に対する、原点付近に検出されたピークの放射能(カウント)の百分率を放射化学的純度(%)とした。また、ガンマ線スペクトルメータ(ORTEC社製、MODEL GMX15P4)で測定し、錯形成工程時に加えた全放射能(カウント)に対して、標識工程の精製後に得られた複合体の放射能(カウント)の百分率を放射化学的収率(%)とした。その測定結果を表4に示す。
市販されているDaptomycin(東京化成工業社製)をジメチルホルムアミドに溶解させ、トリエチルアミンとDOTABnSCNを加え、50℃で120分間反応させた。得られた反応液を逆相シリカゲルクロマトグラフィーにて分離精製し、DOTA-Daptomycin(下記式(L3))を得た。
DOTA-Daptomycinと、実施例1に記載の方法に従って得られた225Ac溶液258kBqとを、0.5mol/Lのテトラメチルアンモニウム酢酸緩衝液(pH7.8)及びエタノール水溶液の混合液中で、70℃、1時間の加熱条件下で反応させて、複合体を得た。
Claims (7)
- 226Raターゲットに、陽子、重陽子、中性子および光子から選ばれる少なくとも1種の粒子を照射して、少なくとも225Acを含む2種以上のアクチニウムの放射性同位体(Ac)を生成する工程(I)と、
前記工程(I)後の226Raターゲットを溶解して、226RaおよびAcを含有するRa-Ac溶液(1)を得る工程(II)と、
前記Ra-Ac溶液(1)に含まれる、226Raターゲット由来の226RaとAcとを分離して、前記Ra-Ac溶液(1)と比べてAc濃度が高められたAc溶液(2)を得る工程(III)と、
前記Ac溶液(2)に含まれる225Ac以外のアクチニウムの放射性同位体を壊変させて、壊変により得られたラジウムの同位体(Ra)を含むRa-Ac溶液(3)を得る工程(IV)と、
前記Ra-Ac溶液(3)に含まれるRaとAcとを分離して、前記Ra-Ac溶液(3)と比べて225Ac濃度が高められたAc溶液(4)を得る工程(V)と、を含み、
前記工程(I)の終了後、前記工程(III)を開始するまでの時間をT1とした場合前記T1が5日間より短い時間である、
225Ac溶液の製造方法。 - 前記工程(III)の終了後、前記工程(V)を開始するまでの時間をT2とした場合、
T2>T1の関係を満たす、請求項1に記載の225Ac溶液の製造方法。 - 前記Ac溶液(4)中の、225Ac量に対する140La量の比(140La量/225Ac量)が、前記工程(V)終了から7日後の時点で1×10-5以下である、請求項1または2に記載の225Ac溶液の製造方法。
- 工程(I)の照射終了時における 225 Acの放射能を1とした場合、前記工程(V)を開始する時のRa-Ac溶液(3)中の 226 Acが1×10 - 5 以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の225Ac溶液の製造方法。
- 前記工程(III)または前記工程(V)において、Raを捕捉する固相抽出剤を用いるか、Acをコロイド化させることを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の225Ac溶液の製造方法。
- 前記固相抽出剤が、陽イオン交換樹脂、下記式(A)で表される化合物を含む固相抽出剤(a)、下記式(B)で表される化合物を含む固相抽出剤(b)、および、下記式(C)で表される化合物を含む固相抽出剤(c)から選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の225Ac溶液の製造方法。
[式(A)中、mおよびnはそれぞれ独立して、0または1であり、R1~R4はそれぞれ独立して、炭素数8~12のアルキル基である。]
[式(B)中、R5およびR6はそれぞれ独立して、炭素数8のアルキル基または炭素数8のアルコキシ基である。]
[式(C)中、R8およびR9はそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1~6のアルキル基である。] - 粒子が照射された 226 Raターゲットの溶解精製液であって、
粒子の照射から1ヵ月後の該溶解精製液中の、 225 Ac量に対する 140 La量の比( 140 La量/ 225 Ac量)が1×10 -7 以下である、溶解精製液。
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