KR100464917B1 - 간 기능 영상화를 위한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 - Google Patents

간 기능 영상화를 위한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간 기능 영상화를 위한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이의 제조 방법, 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 및 방사성 라벨링 시키기 위한 키트에 관한 것으로, 종래 간 기능 영상화를 위한 방사성 동위원소 표지 화합물 보다 방사성 동위원소의 표지가 용이하며, 방사성 동위원소 표지 화합물의 안정성이 우수하며, 또한 간 축적율이 높아 간 기능 영상화에 우수한 특성을 가지고 있다.
화학식 1
(Gal-L)n-A-(SH)m
(상기 식에서, Gal, L, A, SH, n 및 m 은 명세서에 기재된 바와 같다.)

Description

간 기능 영상화를 위한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 {Disulfide reduced galactosylated serum albumins and their radioisotope labeled compounds for hepatic function image thereof}
본 발명은 간 기능 영상화를 위한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이의 제조 방법, 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 및 방사성 라벨링 시키기 위한 키트에 관한 것이다.
(Gal-L)n-A-(SH)m
상기 화학식 1에서,
Gal은 갈락토실기이며,
L은 링커 또는 직접 결합이며,
A는 디설파이드 환원형 혈청알부민이며,
SH는 티올기이며,
n은 1∼42의 정수이며,
m은 2∼34 의 정수이다.
간 질환은 한국인을 비롯한 동양인에게 특히 많이 발생하는 질환으로, 이에 간 기능의 진단은 매우 중요한 분야이다. 간 기능 진단법 중 방사성 동위원소를이용한 간 기능 영상은 국소병변(local lesion) 뿐 아니라 간의 크기, 모양 및 전체적인 간 기능을 파악할 수 있다.
구체적으로, 간에는 각종 미만성 질환(diffuse disease) 또는 국소성 질환(local disease)이 발생한다. 상기 미만성 질환은 급성 감염, 만성 감염, 간경화증, 알코올(alcohol) 등 약물에 의한 손상 및 결체조직 손상 등이 있는데, 특히 국내에서는 급성 감염, 만성 감염 및 간경화증이 많이 발생하며, 상기 미만성 질환에 걸릴 경우 간의 기능이 저하로 인해 간 기능 영상화가 유용하게 쓰인다. 또한, 국소성 질환으로는 간암이 있는데, 이에 간 기능 영상화를 할 경우 간 기능뿐만 아니라 간암 종괴의 위치 및 크기도 알 수 있는 특성을 가지고 있다.
간암은 원발성 간암(primary hepatoma)뿐 아니라 각종 암의 전이에 의하여 나타날 수도 있으며, 상기 암의 치료 성패는 전이의 조절에 의해 좌우된다. 암의 전이는 간 기능 영상화의 국소결손(local defection)으로 나타나지만 그외에도 여러 가지 양성병변(benign lesion), 정상 간 구조 또는 인공물(artifact)에 의해서도 비슷한 결손이 나타난다. 그러므로 이런 요소에 대한 이해가 간 기능 영상의 판독에 전제 조건이 된다.
종래 사용되는 방사성 동위원소 표지 화합물을 이용한 간 기능 영상화는 대부분 병변에 그 농도가 감소되어서 주위의 정상 조직보다 냉소(cold lesion)로 나타난다. 그러나, 상기 냉소의 발견은 옅은 배후방사능에서 열소(hot lesion)의 발견보다 어려우며, 특히 간과 같이 큰 구조물에서 냉소를 발견하는 경우에는 더욱 세심한 주의가 요구된다.
현재 간 기능 영상화는 방사성 동위원소 표지 화합물 및 단일광자방출 전산화단층촬영(single photon emission computed tomography) 등의 발달로 영상의 질을 높여 검사의 예민도(sensitivity) 및 특이도(specificity)를 증가시키고 있다.
한편, 포유 동물의 간에는 말단이 갈락토즈인 당이 포함된 당단백질과 결합하여 이를 혈중에서 제거하는 역할을 하는 간 결합 단백질(hepatic binding protein, HBP)이 존재한다. 이에, 간 기능을 영상화하기 위하여, 상기 갈락토즈를 결합한 혈청알부민에 테크네슘을 표지하여 체내에 투여하고, 이어서 간의 갈락토즈 수용체에 결합하여 이를 통해 영상화가 가능해진다.
간 기능 영상화용 갈락토즈 결합 혈청알부민을 테크네슘으로 표지하는 방법에 있어서, 초기에는 전기분해법(electrolysis method)을 이용하였는데, 상기 방법을 수행하기 위한 특수한 장치가 필요하였으며, 장치를 이용한 표지 작업이 복잡하여 널리 사용하기가 어려웠다.
근래에는, 상기 테크네슘을 표지하기 위하여 단백질을 연결시키기 위한 두 개의 관능기를 갖는 킬레이트를 이용한 방법이 제시되었다. 상기 표지 방법은 킬레이트를 항체와 같은 거대 분자에 결합시키며, 킬레이트는 바람직하게 여러 가지 형태의 디에틸렌아민 펜타아세트산(diethylenetriamine pentaacetic acid, 이하 "DTPA"라 칭한다.)을 사용한다. 일 예로, 킬레이트를 이용한 표지 방법을 하기 반응식 1에 나타내었다.
(Gal)n-protein-(NH2)m+ 무수 싸이클릭 DTPA →(Gal)n-protein-(DTPA)m
(상기 식에서,
Gal은 갈락토실기이며,
NH2는 아미노기이며,
n 및 m은 각각 1∼40의 정수이다.)
상기 반응식에 따르면, 당단백질인 오로소뮤코이드(o-mucoid)에 뉴라미니데이즈(neuraminidase)를 처리하여 시알릭산(sialic acid)을 제거하고, 이에 따라 갈락토즈가 당단백질의 말단에 노출되도록 한 당단백질에 DTPA를 결합시켜 방사성 동위원소인 테크네슘 또는 레늄 표지를 쉽게 이룰 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 상기 DTPA가 방사성 동위원소인 테크네슘 또는 레늄과 강력한 결합을 이루지 못하기 때문에, DTPA를 방사성 동위원소에 표지하기 위하여 비교적 고온에서 장시간 가열하여 제조하여야 하므로, 이에 따라 단백질의 변성이 일어날 문제점과 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다. 또한, 산성을 띄는 DTPA를 다량 결합시킴으로써 갈락토즈가 결합된 혈청알부민의 성질이 많이 변화되는 문제점이 있으며, 갈락토즈와 DTPA 모두 알부민의 라이신 잔기나 아미노 말단에 결합하므로, 이로 인해 한 종류의 물질이 과량 결합하면 다른 물질이 충분히 결합할 수 없다는 단점이 있다[G. Ashwell, C. J. Steer.,J. Am. Med. Assoc. 246, 2358-2364, 1981; R. J. Stockert, A. G. Morell.,Hepatology, 3, 750-757, 1983; D. R. Vera, R. C.Stadalnik, K. A. Krohn.,J. Nucl. Med., 26, 1157-1167, 1985; G. Galli, C. L. Maini, P. Orlando, G. Deleide, G. Valle.,J. Nucl. Med. Allied Sci., 32, 110-116, 1988].
최근 일본특허 제 05087190호 및 제 61312434호는 테크네슘 표지를 용이하게 하기 위하여 갈락토즈 결합 혈청알부민에 DTPA를 결합한 물질을 제시하고 있다. 상기 특허에서는 혈청알부민에 적절한 양의 DTPA를 결합시키기 위하여, 50 ℃에서 30 분 동안 가열을 하여 DTPA가 결합된 갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조하였다. 그러나, 상기 제조된 DTPA가 결합된 갈락토즈 결합 혈청알부민은 테크네슘 또는 레늄과의 결합이 강력하지 못하기 때문에, 비교적 고온에서 장시간 가열하여 제조하여 표지하였으며, 또한 산성을 띄는 DTPA를 다량 결합시키므로써 갈락토즈가 결합된 혈청알부민의 성질이 많이 변화된다는 문제점이 있으며, 갈락토즈와 DTPA가 혈청알부민에 경쟁적으로 결합하므로, DTPA와 갈락토즈의 결합이 제한 받게 된다.
한편, 단일클론항체(monoclonal antibody)가 개발됨으로써, 테크네슘 표지법에 대한 연구가 가속되었다. 그 결과, 상기 단일클론항체를 환원하여 티올기와 테크네슘이 결합하는 부위에 선택적으로 안정하게 표지됨을 알 수 있었다. 이러한 단일클론항체를 이용한 방법으로, 국내특허 등록 제 0178961호는 항체 및/또는 항체 단편에서 공간적으로 인접한 복수개의 유리 티올기를 이용하여 테크네슘 및 레늄을 표지하는 방법 및 키트를 제시하고 있다. 그러나, 본 발명의 간 기능 영상화를 위한 특이적인 물질 및 이에 대한 실험 결과가 아직까지는 보고된 바 없다.
이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 간 기능 영상을 효과적으로 수행하기 위하여 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조하였고, 이를 이용하여 방사성 동위원소 표지 화합물 및 방사성 라벨링 시키기 위한 키트를 제조한 결과, 종래 간 기능 영상화를 위한 방사성 동위원소 표지 화합물 보다 방사성 동위원소의 표지가 용이하며, 제조된 방사성 표지 화합물의 안정성이 우수하며, 또한 간 축적율이 높아 간 기능 영상화에 우수한 특성을 가지고 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 간 기능 영상화를 위하여 방사성 동위원소와 표지가 용이한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 혈청알부민 말단에 갈락토실기 및 티올기를 포함한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 방사성 표지 후 안정성 및 간 축적율이 우수한 방사성 동위원소 표지 화합물을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 상기 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은 방사성 동위원소와 표지가 용이한 간 기능영상화에 사용되는 키트를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민, 약킬레이트제 및 염화 제 1주석염, 추가로 산화방지제를 포함하는 간 기능 영상화에 사용되는 키트를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 도식화한 것으로,
(a)는 갈락토실기와 직접 결합된 혈청알부민이며,
(b)는 갈락토실기가 링커를 통해 결합된 혈정알부민이다.
이 때, Gal은 갈락토실기, L은 링커 또한 SH는 티올기를 나타낸다.
도 2는 본 발명의99mTc-디설파이드 환원형 락토실혈청알부민의 안정성 시험을 나타낸 그래프이며,
도 3은 본 발명의99mTc-디설파이드 환원형 락토실혈청알부민의 마우스 체내 분포 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 간 기능 영상화를 위하여 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상기 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민, 약킬레이트제 및 염화 제 1주석염, 추가로 산화방지제를 포함하는 간 기능 영상화에 사용되는 키트를 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 간 기능 영상화를 위한 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 포함한다.
화학식 1
(Gal-L)n-A-(SH)m
(상기 식에서,
Gal은 갈락토실기이며,
L은 링커 또는 직접 결합이며,
A는 디설파이드 환원형 혈청알부민이며,
SH는 티올기이며,
n은 1∼42의 정수이며,
m은 2∼34의 정수이다.)
도 1은 상기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민의 일 예를 도식화한 도면이다.
상기 화학식 1 및도 1에서 보는 바와 같이, 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민은 혈청알부민의 말단에 갈락토실기가 직접적으로 결합(도 1(a))되거나 링커를 이용하여 결합(도 1(b))되어 있으며, 혈청알부민 내의 디설파이드를 환원하여 티올기를 포함하고 있다.
사람의 혈청알부민은 분자량이 66,462이고, 분자의 장축이 8 ㎚ 단축이 6 nm이며, 등전점(isoelectric point, IEP)이 4.8인 단백질이며, 혈장단백질의 50 %(4g/㎗)을 구성하고 있으며, 단일 폴리펩타이드 체인으로 구성되어 있다.
상기 혈청알부민은 17 개의 디설파이드 결합을 가지고 있어서 특정한 티올기가 포함된 환원제를 이용하여 환원시 2∼34 개의 티올기가 혈청알부민에 결합된다. 상기 티올기는 방사성 동위원소와 결합하는 부분으로, 방사성 동위원소에 대한 킬레이트로서 작용하기 위하여 2 개 이상의 인접하는 티올기를 가지게 된다.
상기 혈청알부민에 결합된 티올기는 무-산소 조건하에서 안정하며, pH 6 미만의 낮은 pH 에서 안정성은 증가한다. 또한, 액체 질소 온도로 급속히 냉각시키면 티올기의 오염 또는 손실없이 장시간 동안 보관이 가능하다.
본 발명의 갈락토즈 결합 혈청알부민은 갈락토즈 및 혈청알부민(human serum albumin, HSA) 결합시 직접 또는 링커를 이용하여 결합된다. 상기 링커는 C1∼C10의 알킬기, C4∼C10의 아릴기, 모노펩타이드, 다이펩타이드, 올리고펩타이드, C4∼C10의 사이클로알킬기, 벤질기, 티오에테르, 에테르, 아민, 하이드라지드, 오탄당, 육탄당 및 알코올이 이루는 그룹 중 하나 또는 그 이상의 복합체를 포함한다.
상기 갈락토실 및 링커를 포함한 갈락토실기는 혈청알부민(human serum albumin, HSA)의 아미노기(-NH2)와 결합하게 된다. 일 예로, 갈락토즈가 직접 또는 링커를 이용하여 결합된 혈청알부민은 하기 화학식 2∼4와 같다. 하기 화학식 2는 갈락토즈와 혈청알부민이 직접 결합한 갈락토실혈청알부민을 나타낸 것이고, 하기 화학식 3은 포도당을 링커로 이용하여 갈락토즈를 결합한 락토실혈청알부민이며, 또한 하기 화학식 4은 페닐기를 링커로 이용한 페닐갈락토실혈청알부민이다. 필요에 따라 상기 갈락토즈 결합 혈청알부민에 1∼42개의 갈락토실 또는 링커를 포함한 갈락토실기를 포함시킬 수 있다.
상기 화학식으로 나타낸 갈락토즈 결합 혈청알부민은 혈청알부민 내 디설파이드 결합을 티올기가 포함된 환원제를 이용하여 티올기로 환원한 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 형성한다.
본 발명은 간 기능 영상화에 사용되는 상기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민의 제조 방법을 포함한다.
구체적으로, 갈락토즈를 직접 또는 링커를 이용하여 혈청알부민과 결합하여갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조하는 단계(단계 1); 및,
상기 갈락토즈 결합 혈청알부민의 디설파이드 결합을 티올기가 포함된 환원제를 이용하여 환원하는 단계(단계 2)로 이루어진다.
단계 1은 갈락토즈 또는 링커의 말단 부분을 혈청알부민과 결합하기 위하여 통상적인 화학 반응을 이용하여 티오시아네이트, 에스테르, 알데히드, 이미노메톡시알킬 등과 같은 결합가능한 관능기를 갖도록 변형을 시키거나, 직접 반응을 통하여 갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조한다.
구체적으로, 하기 반응식 2는 상기 화학식 2로 표시되는 2-이미노-2-메톡시에틸-1-티오-β-D-갈락토즈(2-imino-2-methoxyethyl-1-thio-β-D-galactose, 이하 "IME-티오갈락토즈"라 칭한다.)를 사용하여 갈락토실 혈청알부민을 제조하는 것을 나타낸 것이다.
상기 반응식 2와 같이, D-갈락토즈를 아세틸화 및 브롬화를 시키고 티오유레아를 결합시킨 다음 클로로아세토니트릴을 반응시켜 시아노메틸 2,3,4,6-테트라-O-아세틸-1-티오-β-D-갈락토피라소사이드를 합성한다. 이를 메탄올 용액 중에서 소디움메톡사이드와 반응시켜 IME-티오갈락토즈를 합성하고, 이를 pH 8∼9의 조건 하에서 혈청알부민(human serum albumin, HSA)의 아미노기(NH2-)와 티오카바밀(thiocarbamyl) 형태로 결합하여 상기 화학식 2로 표시되는 갈락토실혈청알부민을 제조한다.
하기 반응식 3은 혈청알부민과 직접 락토즈를 결합하여 상기 화학식 3으로 표시되는 락토실 혈청알부민을 제조하는 과정을 나타낸 것이다.
락토즈는 갈락토즈와 포도당이 결합한 이당체이므로, 상기 반응식 3에서 보는 바와 같이, 포도당 부분의 알데히드와 알부민의 아미노기와 쉬프 염기(Schiff'sbase)를 형성하여 결합한 후 NaCNBH3, NaBH4등으로 환원하여 안정한 결합을 형성하여 상기 화학식 3으로 표시되는 락토실혈청알부민을 제조한다. 락토실혈청알부민의 경우, 링커를 포함한 갈락토즈의 결합으로, 상기 링커는 포도당을 사용하여 혈청단백질과 갈락토즈를 연결하였다.
또한, 하기 반응식 4는 직접적으로 페닐갈락토즈와 혈청알부민과의 결합하여 상기 화학식 4로 표시되는 페닐갈락토실 혈청알부민의 제조 과정을 나타낸 것이다.
상기 반응식 4에서 보는 바와 같이, 페닐갈락토즈는 페닐기 말단의 SCN 부분과 혈청알부민의 아미노기가 결합하여 안정한 상기 화학식 4로 표시되는 페닐갈락토실 혈청알부민을 제조한다.
단계 2는 상기 갈락토즈 결합 혈청알부민 내의 디설파이드 결합을 환원제를 이용하여 티올기가 결합되어 화학식 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조한다. 상기 환원제는 구조식 내에 티올기가 포함된 환원제로서, 일 예로, 2-머캅토에탄올, 디티오쓰레이톨, 티오글리콜레이트, 시스테인 및 클루타티온이 사용되며, 이 외에 이 분야에서 사용되는 티올기가 함유된 환원제가 사용될 수 있다.
단계 2의 환원 반응에서 추가로 킬레이트제를 첨가하여 잔류하는 금속 이온을 제거함으로써 생성된 화합물의 안정성을 높이고 이 후의 방사성 동위원소의 표지 효율을 증가시킬 수 있다. 상기 킬레이트제는 통상적인 킬레이트를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 EDTA를 사용한다.
본 발명은 화학식 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민이 함유된 방사성 동위원소 표지 화합물을 포함한다.
상기 방사성 동위원소는99mTc,188Re,186Re,67Cu,64Cu,212Pb,212Bi 또는109Pd이 바람직하며, 더욱 바람직하게는99mTc 또는188Re을 사용한다.
상기 방사성 동위원소는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민의 티올기와 결합하여 안정하게 표지할 수 있다.
상기 방사성 동위원소 표지 화합물은 화학식 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민과 방사성 동위원소를 첨가하여 반응하여 제조한다. 이러한 표지 반응은 인체에 투여할 수 있도록 무균이고 발열성물질이 없는 수용액중에서 하여 표지 후에는 바로 인체에 주사할 수 있게 한다.
상기 표지된 방사성 동위원소 표지 화합물은 비경구적으로 몸에 투입하여, 간에 축적되어 통상적인 핵의학 장비를 통하여 간 기능 영상화에 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 0.1∼100 ㎎/단위투여량, 약킬레이트제 0.1∼500 ㎎/단위투여량 및 염화 제 1주석염 0.01 ㎍/단위투여량∼100 ㎎/단위투여량, 추가로 산화방지제 0∼500 mg/단위투여량을 포함하는 약제학적으로 허용되는 비발열성 멸균 형태의 간 기능 영상화용 키트를 포함한다.
약킬레이트제는 상기 간 기능 영상화용 키트를 이용한 방사성 동위원소 표지 화합물의 제조시, 상기 키트내 갈락토즈 결합 알부민의 약한 결합 부위에 표지가 되는 현상 및 콜로이드가 생성되는 현상을 방지하는 역할을 하는 것으로, 포스포네이트, 글루코헵토네이트, 글루코네이트, 글루카레이트, 타타레이트, 석시네이트 및 구연산으로 이루어진 그룹 중 하나 또는 둘 이상으로 이루어지며, 본 발명의 키트에는 단위투여량당 0.1∼500 ㎎ 이 바람직하다.
염화 제 1주석염은 0.01 ㎍∼100 ㎎이 바람직하다.
또한, 본 발명의 간 기능 영상화용 키트는 추가로 산화방지제를 포함한다. 상기 산화방지제는 상기 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민의 티올기가 산화되어 서로 결합함으로써 생길 수 있는 중합체 생성을 방지하는 것으로, 비타민 C 또는 겐티식산 등이 바람직하며, 본 발명의 키트에는 단위투여량당 0∼500 ㎎ 이 바람직하다.
상기 간 기능 영상화용 키트는 멸균 용기내 및 불활성 가스 분위기하에서 동결되거나 동결 건조되며, 바람직하게는 액체 질소 속에서 냉각 보관되며 또 사용하기 바로 전에 서서히 용해된다. 상기 키트는 임상 병리사 또는 기술자가 사용하기 위한 주사 조제를 제조하기 위해 완충액 멸균 바이얼, 식염수, 주사기, 필터, 칼럼 및 기타 보조 장치를 보충할 수 있다. 상기 키트가 환자 개인적인 필요 또는 식이요법에 따라 변화 및 변형될 뿐 아니라 방사성 동위원소가 제공되거나 얻어질 수 있는 형태에서의 변화도 가능하다는 것은 본 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 사람에게 잘 공지되어 있다.
상기 간 기능 영상화용 키트는 사용하기 바로 전에 실온에서 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 ㎎ 당 0.1∼500 mCi의 방사성 동위원소를 첨가하여 0.1∼30 분 동안 반응을 시켜 방사성 동위원소 표지 화합물을 제조한다.
일 예로, 발생기로 제조된 과테크네슘산염(99mTcO4 -)을 간 기능 영상화용 키트에 첨가하여 실온에서 1∼30 분 동안 반응시켜 98∼100 %의 효율로 테크네슘 표지 화합물을 제조하였다.
본 발명의 실시예에 따르면, 방사성 동위원소 표지 화합물의 표지 효율을 측정한 경우,99mTc-락토실 혈청알부민이 98 % 이상의 표지 효율을 얻을 수 있었으며, 방사성 동위원소 표지 화합물의 안정성을 측정한 결과, 하기도 2에서 보는 바와같이 방사선 화학적 순도가 24 시간 동안 안정함을 알 수 있었으며, 또한, 방사성 동위원소 표지 화합물의 간의 축적율을 측정한 결과,도 3에서 보는 바와 같이 다른 조직은 아주 적은 양이 축적되었으며, 간에는 77.4% ID/g의 축적율을 관찰하여 표지 효율, 표지 후 안정성 및 간 축적율이 우수함을 알 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 다음에 의하여 설명한다.
그러나 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 디설파이드 환원형 갈락토실 혈청알부민의 제조
단계 1 : 갈락토실 혈청알부민의 제조
상기 반응식 1과 같이, 100 g의 D-갈락토즈를 400 ㎖의 무수아세트산(acetic anhydride)과 3 ㎖의 과염소산 혼합액에 온도가 30∼40 ℃를 유지시키며 30분에 걸쳐 서서히 저으면서 가하였다. 상기 D-갈락토즈를 포함한 혼합액에 30 g의 무정형 인을 가한 후 반응 용기를 얼음으로 식혔다. 상기 혼합액 온도를 20 ℃ 이하로 유지시키면서 180 g의 브롬을 서서히 가하고 36 ㎖(0.9 당량)의 증류수를 온도 상승을 방지하면서 30분에 걸쳐 서서히 가하였다. 반응 용기를 막은 다음 2 시간 더 실온에서 반응시킨 후 300 ㎖의 클로로포름을 가하고 그 혼합물을 800 ㎖의 얼음 물을 넣어 놓은 분액여두에 부었다. 클로로포름 층을 모아 여과하여 인을 제거한 다음 동량의 얼음물로 두 번 세척하였다. 중조 수용액으로 한번 더 세척하여 잔류하고 있는 산을 제거한 다음 염화칼슘으로 탈수하고 감압 건조하고, 디에틸에테르에 녹여 재결정하여 융점 87°C의 결정을 얻었다. 2-S-(2,3,4,6-테트라-O-아세틸-β-D-갈락토피라노실)-2-티오슈도유레아 하이드로브로마이드 9.74 g (20 mmol)을 40 ml의 물과 아세톤 1:1 혼합용액에 녹이고 클로로아세토니트릴 5 ml (79 mmol)을 가하여 완전히 녹인다. 탄산칼륨 3.2 g (23.2 mmol)과 소디움 바이설파이트 4.0 g (40.4 mmol)을 가하고 실온에서 30 분간 잘 저어 준다음 반응 혼합물을 160 ml의 얼음물에 가하고 2 시간 동안 더 저어준다. 생성된 침전을 여과하여 모으고 찬 물로 세척한다. 공기중에 건조시킨 침전을 끓는 메탄올에 녹이고 여과하여 불순물을 없앤 다음 냉장고에 보관하여 결정을 얻는다: 회수율 72 %, 융점 95∼97 ℃. 회수한 결정 40 mg을 1.5 ml의 무수 메탄올에 녹인다. 이 때 40 ℃ 정도로 가열하여 잘 녹게 한다.여기에 소디움메톡사이드를 0.8 mg 넣고 잘 섞은 다음 48 시간 동안 실온에서 반응시켜 IME-티오갈락토즈를 합성한다: 22 mg, 수득율 55 %. 다음에 0.2 M 붕산완충액 (pH = 8.5) 1 ㎖에 혈청알부민 100 ㎎을 녹인 후 22 ㎎ IME-티오갈락토즈와 격렬히 섞어주었다. 37 ℃에서 1.5 시간 반응시켜 -70 ℃에 냉동 보관하였다.
단계 2 : 디설파이드 환원형 갈락토실 혈청알부민의 제조
상기 단계 1에서 제조한 1 ㎖ 갈락토실 혈청알부민(13.6 ㎎/㎖)에 0.3 M EDTA(pH 8.0) 40 ㎕, 1 M 중탄산나트륨 40 ㎕ 및 1.5 M β-머캅토에탄올 50 ㎕를 넣은 후 37 ℃에서 1 시간 동안 반응시켰다. 반응 후 세파덱스 G-25 칼럼을 이용하여 디설파이드 환원형 갈락토실 혈청알부민을 제조하였다.
<실시예 2> 디설파이드 환원형 락토실 혈청알부민의 제조.
단계 1 : 락토실 혈청알부민 제조
상기 반응식 2와 같이, 0.2 M 인산칼륨 완충액(pH = 8.0) 50 ㎖에 680 ㎎의 혈청알부민을 완전히 녹인 후 1 g α-락토즈를 더 넣어 녹였다. 모두 녹인 후 1 g 나트륨시아노보로하이드라이드(NaCNBH3)를 넣어 녹인 후 0.22 ㎛의 여과기를 사용하여 여과하였다. 여과 후 37 ℃에서 서서히 저으면서 11일간 반응시켰다. 반응액을 3,000 rpm으로 5 분간 원심분리하여 침전을 제거하고, 상층액을 취해 -70 ℃에 냉동 보관하였다.
단계 2 : 디설파이드 환원형 락토실 혈청알부민의 제조
상기 단계 1에서 제조한 1 ㎖ 락토실 혈청알부민(13.6 ㎎/㎖)에 0.3 M EDTA(pH 8.0) 40 ㎕, 1 M 중탄산나트륨 40 ㎕ 및 1.5 M β-머캅토에탄올 50 ㎕를 넣고 37 ℃에서 1 시간 반응시켰다. 세파덱스 G-25 칼럼을 이용하여 디설파이드 환원형 락토실 혈청알부민을 분리한 후 0.3 ㎖ 글루카레이트 용액(2 ㎎/㎖, pH 7.0, 6 ㎍ SnCl2·H2O 포함)을 첨가하였고, 단백질 3 ㎎에 해당하는 양씩 바이알에 분주한 다음 -70 ℃에서 냉동 또는 냉동건조하여 보관하였다.
<실시예 3> 디설파이드 환원형 페닐갈락토실 혈청알부민
단계 1 : 페닐갈락토실 혈청알부민의 제조
상기 반응식 3과 같이, 0.1 M 탄산완충액(pH 9.5) 25 ㎖에 268 ㎎ 혈청알부민을 녹인 후 25 ㎎ α-L-갈락토피라노실페닐이소티오시아네이트(α-L-galactopyranosylphenylisothiocyanate)를 가한 다음 잘 저으면서 20 시간동안 반응시켰다. 반응액을 -70 ℃에 냉동 보관하였다.
단계 2 : 디설파이드 환원형 페닐갈락토실 혈청알부민의 제조
상기 단계 1에서 제조한 1 ㎖ 페닐갈락토실 혈청알부민(13.6 ㎎/㎖)에 0.3 M EDTA(pH 8.0) 40 ㎕, 1 M 중탄산나트륨 40 ㎕ 및 1.5 M β-머캅토에탄올 50 ㎕를 넣고 37 ℃에서 1 시간 반응시켰다. 반응 후 세파덱스 G-25 칼럼을 이용하여 디설파이드 환원형 페닐갈락토실 혈청알부민을 분리한 다음 0.3 ㎖ 글루카레이트 용액(2 ㎎/㎖, pH 7.0, 6 ㎍ SnCl2·H2O 포함)을 첨가하였고, 단백질 3 ㎎에 해당하는 양씩 바이알에 분주한 다음 -70 ℃에서 냉동 또는 냉동건조하여 보관하였다.
<실시예 4> 간 기능 영상화용 키트의 제조
1 ㎖ 디설파이드 환원형 락토실 혈청알부민(13.6 ㎎/㎖), 0.3 ㎖ 글루카레이트 용액(2 ㎎/㎖, pH 7.0, 6 ㎍ SnCl2·H2O 포함)을 첨가한 후 단백질 3 ㎎에 해당하는 양씩 바이알에 분주한 다음 -70 ℃에서 냉동 또는 냉동건조하여 보관하였다.
<실시예 5> 간 기능 영상화용 키트를 이용한 테크네슘 표지 화합물의 제조
상기 실시예 4의 키트에99Mo/99mTc-발생기(Du Pont)로 제조된과테크네슘산염(99mTcO4 -)의 생리식염수 용액 2 ㎖ 또는 5 ㎖를 각각 첨가하여 실온에서 1~30 분 동안 반응하였다.
<비교예 1> DTPA를 포함한 갈락토즈 결합 혈청알부민( 99m Tc-DTPA-GSA-Gal)
3 mg의 DTPA가 결합된 갈락토실레이티드 혈청알부민(Galactosylated serum albumin, GSA, Nihon Medi-Physics, Japan)을 1.2 ㎖의 생리식염수로 녹이고,99mTcO4 -를 혼합하여 50 ℃에서 30 분간 배양하여 표지(99mTc-DTPA-GSA-Gal)하였다.
<실험예 1> 방사성 동위원소 표지 효율 측정
비교예 1(99mTc-DTPA-GSA-Gal) 및 락토실 혈청알부민에 결합한 테크네슘의 방사성 동위원소 표지 효율은 ITLC(instant thin layer chromatography)에 소량의 반응물을 찍은 후 생리식염수로 전개한 다음 TLC-스캐너로 방사능 분포를 측정함으로써 결정하였다. 락토실 혈청알부민에 결합한 테크네슘은 원점에 남아 있었고, 다른 테크네슘은 모두 용매 전단을 따라 이동하였다. 상기 결과는 하기표 1에 나타내었다.
락토실 혈청알부민의 표지 효율
반응 시간(분) 테크네슘 양 (ml)
2 5
1 98.45 98.86
3 98.16 99.04
7 98.87 100
15 98.88 99.26
30 100 100
표 1에 나타난 바와 같이, 반응 시간과 첨가한 테크네슘 부피에 따른 표지 효율을 측정한 결과, 실온에서 반응 시간 1 분만에 98% 이상의 효율로 표지 됨을 확인하였으며, 또한, 비교예 1(99mTc-DTPA-GSA-Gal)의 혈청알부민의 방사성 동위원소 표지 효율은 95 % 이상으로, 본 발명의 혈청알부민에 대한 방사성 동위원소 표지 효율이 3 % 이상 증가함을 알 수 있다.
<실험예 2> 방사성 동위원소 표지 화합물의 안정성 실험
상기 실시예에서 표지한 테크네슘 표지 물질을 실온에 그대로 두었을 때와 인혈청과 37 ℃에서 배양하였을 때의 방사적 화학적 순도를 통하여 안정성을 측정하였다. 상기 결과는 하기표 2에 나타내었다.
시간에 따른 방사화학적 순도(%)
시간 0.125 0.25 0.5 1 2 3 5 20 24
25 ℃(실온) 100 100 99.5 99.5 99.1 98.3 98.0 98.1 99.0
37 ℃(혈청내) 100 99.9 99.5 97.6 99.1 97.0 88.1 92.3 88.5
상기표 2도 2에서 보는 바와 같이, 실온에 방치하였을 경우 초기 제조된 순도와 동일하게 24 시간 동안 100 %의 순도를 나타냈으며, 혈청과 37 ℃에서 배양하였을 경우 4 시간 이후 순도가 약간 떨어졌으나, 24 시간 동안 88% 이상의순도를 유지하여 안정함을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 생체내 분포 실험에 의한 간 섭취 확인
마우스 (체중 평균 20 g, 수컷, ICR)를 사용하여 생체내 분포 실험에 의한 간 축적율을 측정하였다.
상기 마우스의 꼬리정맥으로 상기의 실시예 4 및 비교예 1에서 제조한 테크네슘 표지 물질 10 μCi씩을 투여하였다. 생쥐를 희생시켜 해부한 다음 각 장기를 적출하여 각 조직에 분포한 방사능을 감마선계수기 (CobraIII, Packard, USA)로 측정하였고, 저울을 이용하여 무게를 측정하였고, 단위 g당 주사량에 대한 백분율을 구하는 표준적인 방법에 의하여 생체내분포를 측정하였다. 상기 결과는 하기표 3표 4에 나타내었다.
실시예 4를 투여한 후 생체조직에 따른 방사능 백분율(%ID/g)
혈액 근육 지방 심장 비장 위장 소장 신장
10 분 0.99 0.27 0.15 0.62 0.81 77.42 7.69 0.60 0.20 2.66 2.88
60 분 0.68 0.10 0.29 0.38 0.68 60.97 7.10 5.72 12.04 4.49 2.88
상기표 3도 3은 10 분 및 60 분 경과시 각 조직에 분포한 방사능의 백분율을 나타낸 그래프로서, 10 분 경과시 간의 방사능 백분율이 77.4% ID/g이 되었으며, 다른 조직의 경우는 그 양이 아주 적은 양임을 알 수 있다. 이를 통하여 본 발명의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 포함한 테크네슘 표지 화합물이 간 기능 영상화에 충분히 사용할 수 있음을 알 수 있다.
비교예 1(99mTc-DTPA-GSA-Gal)을 투여한 후 생체 조직에 따른 방사능 백분율(% ID/g, ±는 표준편차)
시간 10분 30분 2시간 6시간
혈액 0.47 ±0.10 0.35 ±0.60 0.25 ±0.05 0.18 ±0.20
73.7 ±1.31 54.7 ±2.82 38.8 ±5.21 24.7 ±1.85
소장 0.40 ±0.10 4.6 ±1.50 9.2 ±2.2 17.4 ±5.01
상기표 4에서 보는 바와 같이, 비교예 1(99mTc-DTPA-GSA-Gal)에 대한 간의 방사능 백분율이 10 분 경과후 약 74 %로 본 발명의 실시예 4와 유사하였으나, 30분 경과후 약 55 %로 감소하여 본 발명의 방사성 동위원소 표지 화합물에 비해 빨리 간에서 배출됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민 및 이를 포함한 방사성 동위원소 표지 화합물 및 방사성 라벨링 시키기 위한 키트는 종래 간기능 영상화를 위한 방사성 동위원소 표지 화합물보다 혈청알부민 내 디설파이드를 환원하여 생성된 티올기를 이용하여 방사성 동위원소의 표지가 용이하며, 안정성이 우수하며, 또한 간 축적율이 높아 간 기능 영상화에 우수한 특성을 가지고 있다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민.
    화학식 1
    (Gal-L)n-A-(SH)m
    (상기 식에서,
    Gal은 갈락토실기이며,
    L은 페닐기 또는 포도당 중에서 선택된 링커 또는 직접 결합이며,
    A는 디설파이드 환원형 혈청알부민이며,
    SH는 티올기이며,
    n은 1∼42의 정수이며,
    m은 2∼34 의 정수이다.)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 갈락토즈를 직접 또는 페닐기 또는 포도당 중에서 선택된 링커를 이용하여 혈청알부민에 결합하여 갈락토즈 결합 혈청알부민을 제조하는 단계(단계 1); 및,
    상기 갈락토즈 결합 혈청알부민의 디설파이드 결합을 티올기가 포함된 환원제를 이용하여 환원하는 단계(단계 2)로 이루어진 것을 특징으로 하는 청구항 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 티올기가 포함된 환원제가 2-머캅토에탄올, 1,4-디티오드레이톨, 2-아미노에탄티올, 티오글리콜레이트, 시스테인 및 글루타티온인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 환원시 추가로 킬레이트제를 포함하는 것을 특징으로하는 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 킬레이트제가 EDTA 인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  8. 청구항 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민을 포함한 간 기능 영상화용 방사성 동위원소 표지 화합물.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 금속성 방사성 동위원소가99mTc,188Re,186Re,67Cu,64Cu,212Pb,212Bi 또는109Pd인 것을 특징으로 하는 간 기능 영상화용 방사성 동위원소 표지 화합물.
  10. 청구항 1의 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민, 약킬레이트제 및 염화 제 1주석염을 포함하는 약제학적으로 허용되는 비발열성 멸균 형태의 간 기능 영상화용 키트.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 디설파이드 환원형 갈락토즈 결합 혈청알부민이 0.1∼100 ㎎/단위투여량이며, 상기 약킬레이트제가 0.1∼500 ㎎/단위투여량이며, 상기 염화 제 1주석염이 0.1 ㎍/단위투여량∼100 ㎎/단위투여량인 것을 특징으로 하는 간 기능 영상화용 키트.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 약킬레이트제가 포스포네이트, 글루코헵토네이트, 글루코네이트, 글루카레이트, 타타레이트, 석시네이트 및 구연산으로 이루어진 그룹 중 하나 또는 둘 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 간 기능 영상화용 키트.
  13. 제 10항에 있어서, 추가로 산화방지제를 0∼500 ㎎/단위투여량 포함하는 것을 특징으로 하는 간 기능 영상화용 키트.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 산화방지제가 비타민 C 또는 겐티식산인 것을 특징으로 하는 간기능 영상화용 키트.
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