KR102518385B1 - 영상화제 및 그의 사용 - Google Patents

Abstract

개체의 조직에서 괴사를 영상화하기 위한 영상화제 및 이의 사용 방법. 상기 영상화 방법은 양전자 방출 단층촬영(PET: positron emission tomography) 일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 영상화제는 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F-FGA), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함한다. 상기 영상화제는 약학적으로 허용 가능한 부형제, 담체, 희석제, 또는 비히클(vehicle)에 배치될 수 있다. 영상화제는 키트 내에 포함될 수 있다. 본 개시는 영상화에 사용하기 위한 ¹⁸F-FGA와 같은 방사성 약물을 제조하는 방법을 적어도 하나의 구체예에 포함한다.

Description

영상화제 및 그의 사용

본 출원은 35 U.S.C. §　119(e) 하에 2016년12월2일자로 출원된 미국 특허출원 제62/429,169에 우선권을 주장하고, 그 출원의 전체 내용은 본원에 참고로 명시적으로 인용된다. 정부지원은 해당사항 없다.

심근경색 (MI: Myocardial infarction)은 미국 및 세계 선진국에서 주요 사망 원인이다. MI는 심장 조직에 산소 수요 및 공급의 불일치, 또는 대부분 좌심실 기능 장애로 기인한 만성 심부전으로 인한 급성 징후일 수 있다. 급성 MI는 효과적이고 적시의 혈전용해요법(thrombolytic therapy)을 위한 신속한 진단을 요구하는 반면에, 만성 심부전은 혈관재형성(revascularization) 전에 심근 생존능력(myocardial viability) 및 기능 장애 부위의 국재화에 대한 정확한 평가를 요구한다. 비-침습성 핵 영상화 과정은 MI 환자의 평가에서 엄청난 진단적 가치를 나타낸다. 평가된 파라미터에 따라 이러한 방법들은 관상 혈류 평가를 위한 관류 영상화(perfusion imaging) (예를 들어,　^99mTc-세스타-메톡시 아이소부틸아이소니트릴 (^99mTc-세스타미비) 및 ²⁰¹Tl-TlCl₂) 또는 심장 대사를 정량화하기 위한 대사 영상화(예를 들어, ¹⁸F-FDG (2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스) 및 ¹¹C-아세테이트)로 분류된다. 세번째 핵 기술은 경색-아비드 신티그래피(infarct-avid scintigraphy)이다. 경색-아비드 신티그래피는 효과적인 방사성 약물이 현재 이용 가능하지 않기 때문에 비교적 덜 활용되고 있는 방법이다. 관류 영상화 시험은 살아있는 조직에 의해 흡수되는 영상화제에 의존하므로 경색 또는 괴사의 부분은 간접적으로만 표시된다. 관류 영상화는 낮은 흐름량, 심실 세공(ventricular thinning) 및 감쇠(attenuation) 영역들을 구분할 수 없다. 또한, 높은 간 섭취(liver uptake)는 영상 해석을 어렵게 하는 인공 음영(imaging artifacts)을 생성한다. 마지막으로, 관류 스캔은 허혈 및 괴사 영역 모두 관류 감소를 나타내므로 이 둘 사이를 구별할 수 없다.

관류 영상화제와 대조적으로 경색-아비드 제제는 손상 부위에 축적된다. 경색-아비드 신티그래피는 정상 심근에 의해 섭취되지 않기 때문에 적은 백그라운드 및 증가된 신호-대비-노이즈 비율을 나타낸다. 현재 사용할 수 있는 두 가지 경색-아비드제는 ^99mTc-피로포스페이트(PyP)와 ¹¹¹In-안티미오신이다. 그것들은 심근경색 부위에 축적되는 경향이 있기 때문에 '핫스팟' 마커라고 불린다. 그러나 이들 제제는 단점이 있다. 예를 들어 ¹¹¹In-안티미오신과 관련하여 결함은 ¹¹¹In의 상대적으로 빈약한 방사성 핵종 특성, 지연된 혈액 제거(blood clearance), 그리고 확연한 간 섭취(uptake)를 포함한다. 반면에 PyP는 특이성이 부족(64%)하고, 심내막하 경색 검출에 대해 빈약한 감수성(40%)을 나타낸다. 더욱이 PyP는 그것이 수용되어도 경색 24-48시간 후 양성으로 나타나므로 급성 MI의 초기 진단에 매우 유용하지는 않다. PyP와 안티미오신 외에도 ^99mTc-표지된 글루카르산의 유사체를 MI의 급성 위치확인 여부에 대해 조사되었다. 경색에 대한 접착력(avidity)은 손상된 조직에 노출되는 매우 염기성인 히스톤에 대한 결합에 기초한다. ^99mTc-글루카레이트로 하는 단일 광자 방출 컴퓨터 단층촬영(SPECT)은 심근 괴사의 존재에 대해 특이적인 것으로 나타났으며, PyP와 ¹¹¹In-안티미오신의 대부분의 단점을 해결할 수 있었다. 단, SPECT에 사용되는 ^99mTc-글루카레이트의 단점은 ^99mTc가 글루카레이트 분자와 공유결합하지 않고 복합체만을 이룬다는 것이다. 결과적으로 시간이 경과함에 따라 ^99mTc는 글루카레이트에서 분리되고 다른 순환 리간드에 트랜스킬레이트되어 덜 정확한 진단을 내리게 된다.

양전자 방출단층 촬영(Positron Exception Tomography, PET)은 SPECT에 비해 향상된 분해능과 검출 감도를 제공한다. 또한 PET는 영상 음영과 감쇠에 덜 취약하다. 플루프리다츠(Flurpiridaz)와 같은 ¹⁸F-표지된 관류제가 최근 도입됨에 따라 PET를 이용한 심근관류영상(MPI)은 MI 환자의 관리에 있어 객관적인 의사결정을 위해 기존의 SPECT/PET 프로토콜을 보완하거나 대체할 가능성이 있다. 그러나, 현재 특별히 심근경색 영상화를 위한 PET제는 없다.

급성 MI와 마찬가지로 뇌졸중의 병리학은 또한 발작 후 매우 이른 괴사의 발달을 수반한다. 뇌졸중은 세계에서 두 번째로 흔한 사망원인으로 생존자들 사이에는 상당한 장애를 갖게 한다. 뇌졸중 생존자들은 2013년에 총 약 1억 1천 3백만 년의 장애 조정 수명 기간에 이르는 장기간 동안 상당한 장애를 보인다. 뇌졸중의 약 80%는 혈전 혹은 색전성 뇌혈관 폐색에 의한 허혈성 경색에서 유래되며, 나머지는 출혈성 뇌졸중으로 분류된다. 일시적인 허혈성 공격(TIA) 또는 경미한 뇌졸중 이후 일부 서브그룹에서는 첫 달 내에 추가 뇌졸중의 위험이 최대 30%에 이른다. 뇌졸중은 전 세계적으로 총 의료비의 2-4%를 소비하지만 선진국에서는 4%를 넘는다. 현재 뇌졸중 환자의 관리는 허혈성이지만 생존가능 조직(a.k.a.penumbra)에 혈액 공급을 복원하여 위험 뇌 조직의 경색으로의 진행을 예방하는 것을 목적으로 한다. 뇌졸중의 진행의 종류 및 단계에 연관된 치료의 타이밍이 치료의 성공을 결정짓는다. 자기 공명(MR) 또는 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상의 확산-관류(diffusion-perfusion) 불일치에 기초한 신경 영상화는 뇌졸중 환자에서 생존 불가와 생존 가능한 조직을 식별하고 치료를 최적화하기 위해 일상적으로 사용된다. 그러나 일부 병변은 급성 반전을 보이는 반면 다른 병변은 경색으로 전이되지 않기 때문에 확산-관류 불일치가 항상 구조 가능한 조직의 신뢰할 수 있는 지표는 아니다. 또한 MR 또는 CT 영상에서 확산 및 관류 결손을 설명하기 위해 사용되는 임계값에 대한 합의도 부족하다. 따라서, 경색 영상은 뇌졸중의 진단 및 치료 계획에 상당한 도움을 줄 수 있을 것이다.

본 개시는 괴사 조직(예를 들어, 심근 및 뇌 또는 괴사 조직을 가진 다른 장기 시스템)에서 국재화하는 영상화제에 관한 것이다. 따라서 상기 영상화제는 PET와 같은 경색-아비드 영상법을 통해 경색이나 괴사의 급성 부위를 진단하는 데 사용될 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서 영상화제는 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F표지된 글루카르산, 여기에서는 [¹⁸F]불화글루카르산, ¹⁸F-FGA, FGA 및 F-18-FGA라고도 함)이다. PET는 심근경색과 뇌졸중에서 혈류, 포도당 대사, 및 산소 추출 등의 고해상도 기능 영상화에 매우 감도높은 기술로 알려져 있다. 그러나, 경색 조직이나 괴사 조직을 직접 시각화하는 것은 가능하지 않았다. 본 개시의 신규 화합물 이전에는 경색 부분의 성장을 평가하기 위하여 종적(longitudinal) PET 영상화에 사용할 수 있는 경색-아비드 영상화제가 없었다. 아래에 설명된 바와 같이, ¹⁸F-FGA는 MI 및 뇌졸중을 묘사하는 것으로 나타난 경색 영상화에 대한 효과가 입증된 최초의 경색-아비드 PET 제제이다. ¹⁸F-FGA는 신체로부터 급속히 사라져서 정상조직에는 축적되지 않게 되며, 그렇지 않으면 영상 인공음영 및/또는 높은 배경 신호를 생성하게 될 것이다. ¹⁸F-FGA는 전기 신호 또는 혈청 단백질 수준과는 독립적으로 경색에서 발생하는 초기 세포 변화를 표적으로 한다. 따라서, MI후 또는 발작 후(post-ictus) (예를 들어, 뇌졸중) 조기에, 또는 예를 들어 외상성 뇌 손상에 기인한 경색 조직을 진단하는데에 사용될 수 있다. ¹⁸F-FGA는 또한 암을 포함하여 유방, 전립선, 결장, 신장, 비장, 이자, 사지, 및 폐 뿐만 아니라 경색 및/또는 괴사를 발달시킬 수 있는 다른 조직 및 기관에서 괴사 조직을 검출하는 영상화제로 사용될 수 있다.

첨부된 도면에 본 개시의 몇 가지 구체예가 도시된다. 그러나 첨부된 도면은 몇 가지 전형적인 구체예만 도시하므로 여기에서 개시된 발명적 개념의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 특허 또는 출원 파일에는 컬러로 실행된 도면이 하나 이상 포함되어 있다. 컬러 도면이 있는 이 특허 또는 특허 출원 공보의 사본은 사무국에 요청하고 필요한 수수료를 지불하면 제공될 것이다.
도 1은 TEMPO / NaBr / NaOCl 시스템을사용하여 글루코오스에서 글루카르산으로의 산화 반응(반응도 1)을 나타낸다.
도 2는 (a)　d-글루코오스, (b) d-글루카르산, 및 (c) d-글루코오스 와 d-글루카르산의 혼합물 분리의 고압 액체 크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 보여주고, (d) d-글루코오스와 d-글루카르산의 혼합물 분리를 보여주는 박막 크로마토그램 (TLC)이다.
도 3은 TEMPO/NaBr/NaOCl 시스템을 사용하여 상업적으로 입수가능한 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스 (¹⁸F-FDG)로부터 [¹⁸F]불화글루카르산 (¹⁸F-FGA)을 생산하기 위한 산화반응을 보여준다.
도 4는 (a) ¹⁸F-FDG (F-18-FDG), 및 (b) ¹⁸F-FGA (F-18-FGA)의 라디오-TLC 크로마토그램을 보여준다.
도 5는 반응 개시제(표백제 - NaOCl)를 첨가한 후 산화제에 의해 ¹⁸F-FDG(F-18-FDG)를 18F-FGA(F-18-FGA)로 산화시킨 라디오-HPLC 시간 의존성 결과를 보여준다. (a) 개시 전, (b)개시후 5초, (c)개시후 1분, 및 (d)개시후 3분. 최종 정제된 ¹⁸F-FGA의 라디오-HPLC는 (e)에 나타낸다. 표백제를 첨가한 후 3분 이내에 ¹⁸F-FDG는 완전히 소비되었다.
도 6은 ¹⁸F-FGA의 순환 동역학을 보여준다. 데이터는 수단과 SEM(n=4)으로 표시된다. 약동학 파라미터는 30-180분 시점으로부터 도출되었다.
도 7은 ISO를 주입한 래트의 심장에 대한 거시적인 조직학적 영상을 보여준다. (a)의 왼쪽 패널은 ISO 처리된 래트에서 절제한 심장 전체를 보여준다. 안락사시키기 약 30분 전, 래트에게 1%의 에반 블루 염료(2ml/kg)를 주사했다. TTC로 염색된 슬라이스((a)의 오른쪽 패널)들은 포르말린으로 고정되었다. 손상된 조직은 비염색(옅은 색) 부위로 표시되며, 정상 조직은 더 어둡게 염색된 부위로 표시된다. 이들 동물에서 리드 I ECG 기록은 ISO 처리의 함수로서 도 5(b-c)에 나타낸다.
도 8은 이소프로테레놀(ISO)-유도된 근치병의 결과를 보여준다: ISO로 처리 전후의 (a) 심장 트로포닌 수치 및 (b) 코르티코스테론 수치. 두 개의 테일드 스튜던트 T-검사(tailed students T-test)로 비교가 수행되었다. (c) ECG 판독 결과 ISO 처리 후 정상으로 복귀하는 ISO 처리일에서의 RR 간격이 감소함을 보여준다. (d) ST 연장이 ISO투여의 결과로서 지연된 심실 재분극(ventricular repolarization)을 가르킨다. (c)와 (d)의 비교는 단방향 분산 분석(one way ANOVA)으로 수행되었다. * p < 0.05, ** p < 0.01.
도 9는 ¹⁸F-FGA의 약 1mCi를 주입한 ISO 처리 래트의 대표적인 PET 영상을 나타낸다. 래트는 주사 후 1시간과 4시간에 사진을 찍었다. 전면과 좌측 측면의 퓨즈된 PET/CT 영상이 보는 이의 방향을 위해 표시된다. 심장은 화살표로 표시된다.
도 10은 대조군 및 ¹⁸F-FDG의 약 0.1mCi를 주입한 ISO-처리된 래트의 대표적인 PET 영상을 보여준다. 그 래트는 주사 후 1시간에 사진을 찍었다. 전면과 좌측 측면의 퓨즈된 PET/CT 영상이 보는 이의 방향을 위해 표시된다. 심장은 화살표로 보여지는 반면, 갈색 지방은 화살촉으로 표시된다.
도 11은 ^99mTc-세스타미비(a.k.a., Tc-99m-MIBI)를 이용한 관류영상화의 대표 스캔을 보여준다. 대조군 및 ISO-처리 래트에 Tc-99m-MIBI 약 2.5mCi를 주사하고 1시간 후에 영상을 촬영했다.
도 12는 마우스 MCAO 모델에서 ¹⁸F-FGA의 동측성(ipsilateral)(l) 대 대측성(contralateral) (C) 축적을 보여주는 PET 영상을 보여준다. 상단 영상은 MCAO 2시간 후, 하단 영상은 MCAO 24시간 후이다.
도 13은 ¹⁸F-FGA가 뇌졸중으로 인한 괴사 내에 위치하는데 이 ¹⁸F-FGA가 중뇌동맥 폐색(왼쪽 칼럼) 마우스 모델에서 동측성 대뇌반구의 뇌졸중 부위에 축적된다는 증거를 보여준다. HMPAO/SPECT의 해당 관류 영상에 따르면 뇌졸중 부위에서는 흡수가 부족하지만, 대측성 대뇌반구(중앙 열)에서는 정상 흡수가 나타난다. 검시상 TTC-염색된 의 뇌 슬라이스(오른쪽 컬럼)는 화살표로 표시된 뇌졸중 부위를 보여준다.
도 14는 ¹⁸F-FDG로부터 ¹⁸F-FGA 생산방법에서 품질 관리를 위한 박막 크로마토그래피(TLC) 프로토콜의 비제한적 예를 보여준다.

예시적인 설명, 실시예, 결과 등을 통해 본 개시의 조성물과 방법의 다양한 구체예를 보다 상세하게 설명하기 전에 본 개시의 구체예는 하기 기재한 바에서 개시된 조성물 및 방법의 상세에 적용된 것에 국한되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 여기에 제공된 설명은 예시 목적만을 의도한 것이며 제한적인 의미로 해석되는 것을 의도한 것은 아니다. 본 개시의 발명적 개념은 다른 구체예 또는 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 그와 같이, 여기에 사용된 언어는 가능한 가장 넓은 범위와 의미를 부여하기 위한 것이며, 구체예는 완결된(exhaustive) 것이 아니라 예시적인 것을 의미하며, 본 개시가 이러한 특정 구체예에만 국한되는 것은 아니다. 또한 여기에서 사용하는 어법과 용어는 설명의 목적이며 달리 명시되지 않는 한 제한적인 것으로 간주해서는 안 된다는 점을 이해해야 한다. 더욱이 하기 상세한 설명에서는 본 개시에 대한 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 수많은 구체적인 세부사항을 개시하고 있다. 그러나, 본 개시의 구체예가 이러한 구체적인 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것은 관련 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게는 분명하다 할 것이다. 다른 예에서, 관련분야에서 통상의 기술을 가진 자들에게 잘 알려진 특징들은 설명의 불필요한 복잡성을 피하기 위해 자세히 설명되지 않았다. 기술에서 통상적인 기술을 가진 사람들에게 명백한 모든 대안, 대체, 변형 및 균등물이 본 개시의 범위에 포함되도록 의도된 것이다. 여기에 개시된 제조 및 적용의 모든 조성과 방법 및 그들의 사용은 본 개시를 고려하여 과도한 실험 없이 만들어지고 실행될 수 있다. 따라서, 본 개시의 조성과 방법은 특정한 구쳬에 측면에서 설명되었지만, 관련 분야의 통상의 기술자들에게는 본 개시의 발명적 개념의 정신과 범위를 벗어나지 않고 변형이 제제, 화합물, 조성물 및/또는 방법 그리고 여기에 기재된 방법의 단계들이나 단계들의 순서 내에 적용될 수 있음은 명백하다.

본 명세서에 언급된 모든 특허, 발행된 특허출원, 및 발행된 비특허 문헌은 본 개시가 관련된 분야에서 통상의 기술을 가진 자의 기술 수준을 나타내는 것이다.

나아가 본 출원서의 어떠한 부분에서 인용된 모든 특허, 발행된 특허출원, 및 발행된 비특허 문헌은 미국 가출원 제62/429,169호(2016.12.02.)를 비제한적으로 포함하여 여기에 명시적으로 그 전체가 참조로서 각 개별 특허 또는 간행물이 구체적이고 개별적으로 참조로 통합되는 것처럼 여기에 통합된다.

여기에서 달리 정의되지 않는 한, 본 개시와 관련하여 사용되는 과학 및 기술 용어는 관련분야에서 통상적 기술을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가져야 한다. 또한 문맥에서 달리 요구되지 않는 한 단수 용어는 복수, 복수 용어는 단수를 포함해야 한다.

본 개시의 방법과 조성에 따라 활용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한 다음 용어는 다음과 같은 의미를 갖는 것으로 이해하여야 한다:

청구범위 및/또는 명세서에서 "포함하는"이라는 용어와 함께 사용할 때 "a" 또는 "an"이라는 단어를 사용하는 것은 "하나"를 의미할 수 있으나, 그것은 또한 "하나 이상", "적어도 하나" 및 “하나 또는 하나 이상”의 의미와도 일치한다. 청구범위에서 "또는"이라는 용어의 사용은 대안에 대해서만 언급하거나 대안에 대해 상호 배타적인 경우를 제외하고 비록 본 개시가 대안만을 언급하고 "및/또는"을 지지할지라도 "및/또는"을 의미하는 것으로 사용된다. "적어도 하나"라는 용어의 사용은 하나와 하나 초과의 어떠한 양이든 포함하며, 여기에는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 100 또는 여기에 포함되는 여하한 정수를 비제한적으로 포함한다고 이해될 것이다. "적어도 하나"라는 용어는 부착된 용어에 따라 최대 100개 또는 1000개 이상으로 확장될 수 있다. 또한, 100/1000개의 수량은 더 높은 한도가 만족스러운 결과를 마찬가지로 가져올 수 있으므로 제한적인 것으로 간주되지 않는다. 또한, "X, Y, 및 Z 중 적어도 하나"라는 용어의 사용은 X 단독, Y 단독, 및 Z 단독 뿐만 아니라 X, Y, 및 Z의 어떤 조합도 포함하는 것으로 이해될 것이다.

여기에서 사용한 바와 같이, 모든 수치 또는 범위는 문맥상 분명히 다른 것을 나타내지 않는 한 해당 범위 내의 값과 정수의 분율 및 그러한 범위 내의 정수의 분율을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 1-10과 같은 숫자 범위에 대한 참조는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 뿐만 아니라 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 등을 포함한다. 따라서 1-50의 범위에 대한 참조는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 등등을 포함하되 최대 50을 포함할 뿐만 아니라, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 등, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 등등을 포함한다. 일련의 범위에 대한 참조는 시리즈 내에서 서로 다른 범위의 경계 값을 결합하는 범위를 포함한다. 따라서 예를 들어, 1-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 60-75, 75-100, 100-150, 150-200, 200-250, 250-300, 300-400, 400-500, 500-750, 750-1,000의 일련의 범위에 대한 참조를 예시하자면 예컨대 1-20, 10-50, 50-100, 100-500, 및 500-1,000의 범위를 포함하는 것이다. 추가 예를 통해, 1 wt% 내지 99 wt% 의 범위는 여기에 명시적으로 하위 범위가 지정되지 않았다 하더라도 임의의 하위 범위를 그 안에 포함하는 것을 의도하는 것이다. 예를 들어, 1 wt% 내지 99 wt%의 범위에는 1 내지 99의 모든 정수가 포함되기 때문에 거기의 하위 범위에는 1 wt% 내지 98 wt%의 최소값을 갖는 범위와 2 wt% 내지 99 wt%의 임의의 최대값이 포함되며, 여기에는 5 wt% 내지 75 wt%, 10 wt% 내지 50%, 또는 15 wt% 내지 40 wt%이 비제한적으로 포함된다.

본 명세서와 청구범위에서 사용된 바와 같이, "포함하는"(및 포함의 임의의 형태, 예컨대 “포함하다” 및 “포함함”), “갖는”(및 가짐의 임의의 형태, 예컨대 “갖는다” 및 “가짐”), “내포하는”(및 내포의 임의의 형태, 예컨대 “내포하다” 및 “내포함”), 또는 “함유하는”(및 함유의 임의의 형태, 예컨대 “함유하다” 및 “함유함”)은 포괄적이거나 개방된 것으로, 추가적이고 미나열된 구성요소나 방법 단계를 배제하는 것이 아니다.

여기에서 사용된 "또는 그 조합"이라는 용어는 그 용어 앞에 나열된 모든 순열과 조합을 의미한다. 예를 들어, "A, B, C 또는 그 조합"은 적어도 A, B, C, AB, AC, BC 또는 ABC 중 하나를 포함하도록 의도되었으며, 특정 맥락에서 순서가 중요한 경우, BA, CA, CB, CBA, BCA, ACB, BAC 또는 CAB도 포함된다. 계속적으로 BB, AAA, AAB, AAB, BBC, AAABCCCC, CBBAAAA, CABABB 등과 같은 하나 이상의 항목 또는 용어의 반복을 포함하는 조합은 이 예에 명시적으로 포함된다. 숙련된 기술자는 문맥에서 달리 명시되지 않는 한 일반적으로 어떠한 조합에서든 항목이나 용어의 수에 제한이 없다는 것을 이해할 것이다.

이 출원 전체에 걸쳐 "약"이라는 용어는 조성물에 대한 오차의 고유 변수, 조성물을 투여하는데에 사용되는 방법 또는 연구 주제 사이에 존재하는 변수를 값이 포함한다는 것을 나타내기 위해 사용된다. 여기서 사용되는 "약" 또는 "대략"은 정확한 값, 양, 정도, 방향 또는 기타 검증된 특성 또는 값을 포함하기 위한 것일 뿐만 아니라 예컨대 측정 오류, 제조 공차, 다양한 부품 또는 구성분에 가해지는 응력, 관찰자 오류, 마모 및 인열, 및 이들의 조합 등으로 인한 약간의 변화로 포함하도록 의도된 것이다. 양, 일시적 지속시간 등과 같은 측정 가능한 값을 나타낼 때 여기서 사용된 "약" 또는 "대략"이라는 용어는, 예를 들어, 구체적인 값에서 ± 20% 또는 ± 10%, 또는 ± 5%, 또는 ± 1% 또는 ± 0.1%의 변량을 포함하는 것을 의미하며, 이러한 변량은 개시된 방법을 수행하는 데 적절하며, 통상적인 기술을 가진 사람에 의해 이해되는 바와 같다. 여기에서 사용된 바와 같이, "실질적으로"라는 용어는 후속적으로 기술된 사건이나 상황이 완전히 발생하거나 후속적으로 기술된 사건이나 상황이 상당 부분 또는 정도 발생한다는 것을 의미한다. 예를 들어 "실질적으로"라는 용어는 후속적으로 설명되는 사건이나 상황(예를 들어, 반응)이 그 시간의 적어도 90%, 또는 그 시간의 적어도 95%, 또는 그 시간의 적어도 99%, 또는 적어도 90%의 완료, 또는 적어도 95%의 완료, 또는 적어도 99%의 완료까지 발생하는 것을 의미한다.

여기에서 사용된 "하나의 구체예" 또는 "한 구체예"에 관한 언급은 그 구체예와 관련하여 설명된 특정 요소, 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나 이상의 구체예에 포함됨을 의미한다. 명세서의 여러 곳에 "하나의 구체예에서"라는 문구가 나타나는 것이 반드시 같은 구체예를 가리키는 것은 아니다.

"약학적으로 허용가능한"이라는 용어는 타당한 유익성/위해성 비율에 비례하는 독성, 자극 및/또는 알레르기 반응과 같은 과도한 부작용 없이 인간 및/또는 동물에 대한 투여에 적합한 화합물과 조성물을 의미한다. 본 개시의 화합물은 그것의 용해성, 전달성, 분산성, 안정성 및/또는 형태적 온전성 (conformational integrity)을 개선할 수 있는 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제, 담체, 비히클 및/또는 희석제와 결합될 수 있다.

"생물학적으로 활성"이란 활성 제제제가 생리적 영향을 미치는 방식에 대한 언급 없이 유기체의 생리적 체계를 수정하거나 그것에 영향을 주는 능력을 의미한다.

여기에서 사용된 바와 같이, "순수한" 또는 "실질적으로 순수한"은 존재하는 개체종(예를 들어, 영상화제)이 지배적인 종이라는 것을 의미하며(즉, 몰 기반으로 그 조성물 내의 다른 어떤 개체종보다 풍부하다), 특히 실질적으로 정제된 분획은 개체종이 존재하는 모든 거대분자종의 적어도 약 50%(몰 기반)를 포함하는 조성물이다. 일반적으로 실질적으로 순수한 조성물은 그 조성물 내에 존재하는 모든 거대분자종의 약 80% 초과를, 더욱 특별하게는 약 85% 초과를, 약 90% 초과를, 약 95% 초과를, 또는 약 99% 초과를 포함할 것이다. "순수한" 또는 "실질적으로 순수한"이라는 용어는 또한 개체종(예를 들어, 영상화제)이 적어도 60%(w/w) 순수, 또는 적어도 70%(w/w) 순수, 또는 적어도 75%(w/w) 순수 또는 적어도 80%(w/w) 순수, 또는 또는 적어도 85%(w/w) 순수, 또는 적어도 90%(w/w) 순수, 또는 적어도 92%(w/w) 순수, 또는 적어도 95%(w/w) 순수, 또는 적어도 96%(w/w) 순수, 또는 적어도 97%(w/w) 순수, 또는 적어도 98%(w/w) 순수, 또는 적어도 99%(w/w) 순수, 또는 적어도 100%(w/w) 순수한 제조물을 말한다.

여기에서 "개체"와 "환자"라는 용어는 서로 대체가능하게 사용되며, 온혈 동물, 특히 포유류, 더 특히 인간을 가리키는 것으로 이해될 것이다. 여기에서 사용하는 "개체"라는 용어의 범위에 속하는 동물로는 비제한적으로 개, 고양이, 래트, 마우스, 기니아피그, 친칠라, 말, 염소, 소, 양, 돼지와 같은 반추류, 닭, 거위, 오리, 및 칠면조와 같은 가금류, 동물원 동물, 구세계 및 신세계 원숭이, 및 비인간 영장류를 포함한다.

"치료(Treatment)"는 치료적 또는 진단적 조치를 말한다. "예방"은 예방적 또는 예방적 치료 조치를 말한다. “치료(treating)”라는 용어는 치료 또는 진단 목적으로 환자에게 조성물을 투여하는 것을 말한다.

"치료적 조성물", "약학적 조성물" 및 "진단적 조성물"이라는 용어는 여기서 고려된 관련분야 등에서 알려진 임의의 방법으로 개체에 투여될 수 있는 활성 제제-함유 조성물 (예를 들어, 영상화제, ¹⁸F-FGA를 포함하는 조성물)을 말하며, 그 조성물의 투여는 여기서 어디에든 기재된 바와 같은 효과를 가져온다. 또한 본 개시의 조성물은 관련분야에서 잘 알려진 제제 기술을 사용하여 지연된, 제어된, 확장된 및/또는 지속적인 방출을 제공하도록 설계될 수 있다.

"유효량"이라는 용어는 여기에서 정의한(예컨대, ¹⁸F-FGA) 활성 제제(예컨대, 영상화제)의 양으로, 발명적인 개념으로 사용시에 합리적인 유익성/위해성 비율에 비례하는, 과도한 부작용(독성, 자극, 알레르기 반응 등) 없이 검출 가능한 효과나 결과를 나타내기에 충분한 양을 말한다. 환자에 대한 유효량은 환자의 유형, 환자의 크기와 건강, 치료 또는 진단할 상태의 성격과 심각성, 투여 방법, 치료 기간, 동시 치료의 특성(있는 경우), 채택된 구체적 제제 등에 따라 달라진다. 따라서 정확한 유효량을 사전에 특정하는 것은 불가능하다. 그렇지만 주어진 상황에 대한 유효량은 여기에서 제공하는 정보에 기초한 일상적인 실험을 사용하여 관련 분야에서 통상의 기술자에 의해 결정될 수 있다.

여기에서 사용하는 경우, 적어도 어떤 구체예에서 "완충 제제"라는 용어는 반응동안 원하는 pH 범위(예를 들어, pH 9-12)를 유지할 수 있는 충분한 강도(예를 들어, 0.1M 내지 2M)의 알칼리 완충제(비제한적으로 탄산나트륨, 암모니아-염화암모늄, 또는 N-시클로헥실-3-아미노프로판술폰산 등)를 의미한다.

여기에서 사용하는 경우, 적어도 일부 구체예에 대해 "산화제"라는 용어는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실 라디칼(TEMPO) 또는 그의 유도체를 가리킨다. TEMPO의 유도체는 4-히드록시-TEMPO, TEMPO 메타크릴레이트, 4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 4-아세트아미도-TEMPO, 4-카르복시-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO 벤조에이트, 4-(요도아세트아미도)-TEMPO, 4-말레이미도-TEMPO, 4-이소티오시아네이토-TEMPO, 4-(2-브로모아세트아미도)-TEMPO, 4-메톡시-TEMPO, 4-시아노-TEMPO, 4-아미노-4-카르복시-TEMPO, 4-포스포노옥시-TEMPO 수화물, 및 2,2,6,6-테트라메틸-4-(메틸술포닐옥시)-1-피페리디노옥시를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. TEMPO 또는 TEMPO 유도체는 유리 화합물이거나 비드, 수지 또는 폴리머와 연계될 수 있다. 사용될 수 있는 다른 산화제로는 과산화수소, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼슘, 오존, 질산, 과망간산염 화합물, 할로겐 및 금속 촉매 산화제를 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 산화는 화학적 촉매의 존재 또는 부재하에서 전기화학적 산화를 통해, 퍼옥시다아제 활성을 모방하는 금 또는 기타 나노입자를 통해, 효소적 산화 또는 글루코오스 옥시다아제와 같은 효소를 통해, 또는 글루코오스가 전자 공여를 강제로 겪을 수 있는 다른 물리적 화학적 수단이나 조건을 통해 발생할 수도 있다. 사실, 본 개시의 산화 조건은 글루코오스를 산화시킬 수 있는 어떠한 조건도 포함하는 것을 의도하는 것이다.

여기에서 "반응 가속제"라는 용어는 NaBr과 KBr을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다. 여기서 사용되는 "반응 개시제"라는 용어는 하이포아염소산나트륨(NaOCl) 또는 하이포아염소산칼슘(Ca(ClO)2)와 같이 ¹⁸F-FDG가 ¹⁸F-FGA로 전환되는 반응을 시작하는데 효과적인 화합물이다. 여기서 "반응 저해제"라는 용어는 에탄올과 같이 ¹⁸F-FDG가 ¹⁸F-FGA로 전환되는 반응을 저해하는데에 효과적인 화합물이다. 여기에서 사용하는 "반응 온도"라는 용어는 예를 들어 약 1℃ 내지 10℃ 및 약 2℃ 내지 약 5℃의 온도를 포함하여 약 0℃ 내지 약 25℃의 범위의 온도를 포함한다.

어떠한 비제한적 구체예에서, 예를 들어 PET 영상화를 위해 대상에 투여되는 활성 제제(예를 들어, ¹⁸F-FGA)의 투여량은 약 5 mCi 내지 약 30 mCi과 같이 약 1 mCi 내지 약 50 mCi(또는 그 범위에 포함되는 임의의 양)의 범위에서 방사성핵종 활성 제제의 양을 함유한다. 그러나 이 양은 주치의나 진단사에 의해 결정되며 이 범위보다 높거나 낮을 수 있다. 활성 제제는 일반적으로 방사성의 붕괴로 인한 효과 손실을 방지하기 위해 활성 제제(예를 들어, ¹⁸F-FGA)를 생산한 후 약 3시간 이내에 시험할 개체에 도입된다. PET 영상화는 일반적으로 수행하고자 하는 임상 평가에 따라 주사 직후(0시간)에서 주사 후 약 4시간까지 수행된다. 표준 영상화는 일반적으로 주사 후 약 2시간 이내에 수행된다.

투여량은 예를 들어 치료 개체의 바람직한 효과, 결과 또는 상태에 따라 일회성으로 투여하거나, 필요에 따라 여러 번 투여하거나, 정맥 드립을 통해 연속적으로 비제한적으로 투여할 수 있다. 하나의 비제한적 사례에서 조성물은 IV 주입(infusion)으로 제공된다. 약학 조성물에 사용되는 화합물의 투여나 본 개시의 방법을 실시하는 것은 이에 제한적이지는 않지만 경구, 흡입에 의해, 직장으로, 또는 피하, 서브피하, 복강 내, 질 내 또는 정맥주사에 의해 다양한 종래의 방법으로 수행할 수 있다. 경구 제형은 화합물이 방출되기 전에 소화기 계통의 일부를 통과하도록 제제화 될 수 있다. 예를 들어, 경구 제형은 소장, 또는 결장에 도달할 때까지 방출되지 않을 수 있다.

활성 제제를 포함하는 용량이 구강으로 투여될 때 캡슐, 정제(pill), 테블렛, 함당정제(lozenges), 용해물, 분말, 현탁액, 용액, 엘릭시르(elixirs), 또는 유화액 등의 고체 또는 액체 제조의 형태일 수 있다. 고체 단위 용량의 형태는 예를 들어 계면활성 제제, 윤활제, 및 젖당, 수크로스, 및 콘스타치 등의 불활성 충진제를 함유한 일반 젤라틴 유형의 캡슐이거나, 용량 형태가 지속적인 방출 제조형태일 수 있다. 조성물은 젤라틴이나 보조제(adjuvant)와 같은 고체 담체를 함유할 수 있다. 태블릿, 캡슐, 및 분말은 건조 중량으로 활성 물질 화합물의 약 0.5 내지 약 95%를 함유할 수 있다. 액체 형태로 투여할 때, 땅콩 오일, 미네랄 오일, 콩 오일 또는 참기름, 합성 오일과 같은 동물 원천 또는 식물 원천의 오일, 물, 석유(페트롤륨) 과 같은 액체 담체를 첨가할 수 있다. 상기 조성물의 액체 형태는 생리 식염수, 덱스트로스 또는 기타 당류 용액, 또는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 글리콜과 같은 글리콜을 추가로 함유할 수 있다. 액체 형태로 투여할 때 조성물은 활성 제제의 중량으로 약 0.005 내지 약 95%를 특별히 함유한다. 예를 들어, 하루에 한 번 또는 두 번 약 10mg 내지 약 1000mg의 용량을 경구 투여할 수 있었다.

또 다른 구체예에서, 본 개시의 활성 제제는 아카시아, 콘스타치 또는 젤라틴과 같은 바인더, 감자 전분이나 알긴산 같은 분해제, 및 스테아르산이나 마그네슘 스테아르와 같은 윤활제와 결합하여 젖당, 수크로스, 및 콘스타치 등의 종래의 테블렛 베이스로부터 테블렛화할 수 있다. 액체 제제는 관련 분야에서 알려진 바와 같이 현탁제, 감미료, 향미료 및 방부제를 또한 함유할 수 있는 약학적으로 허용가능한 수용성 또는 비수용성 용매에 조성물을 용해시켜 제조한다.

비경구적 투여의 경우 예를 들어 활성 제제는 생리적으로 허용가능한 약학적 담체, 희석제, 또는 비히클에 용해되어 용액이나 헌탁액으로서 투여될 수 있다. 적절한 약학적 담체, 희석제, 또는 비히클의 실례는 물, 식염수, 덱스트로스 용액, 과당 용액, 에탄올 또는 동물, 식물 또는 합성 유래의 기름이다. 약학적 담체, 희석제 또는 비히클에는 또한 관련 분야에서 알려진 방부제와 완충제가 함유될 수 있다.

활성 제제(영상화제)의 유효량을 정맥주사, 피부(cutaneous)주사, 또는 피하(subcutaneous)주사에 의해 투여하는 경우, 이 화합물은 특히 발열원(pyrogen)이 없고, 비경구적으로 허용가능한 수용액 또는 현탁액의 형태를 띤다. pH, 등장도, 안정성 등을 충분히 고려하여, 이러한 비경구적으로 수용 가능한 용액의 제조는 관련 분야의 기술 범위 내에 있다. 정맥주사, 피부주사, 또는 피하주사를 위한 특정 조성물은 활성 제제에 더하여 염화 나트륨 주사, 링거주사, 덱스트로스 주사, 덱스트로스 및 염화 나트륨 주사, 젖산 링거주사, 또는 관련분야에서 공지된 기타 비히클을 포함할 수 있다. 본 개시의 조성물은 또한 안정화제, 방부제, 완충제, 항산화제 또는 관련분야 기술자에게 공지된 기타 첨가제를 함유할 수 있다.

알려진 바와 같이, 관련 분야 숙련자에 의해 특정된 투여량과 투여방식을 결정할 수 있다. 제제를 제조하는 기술 분야에서 숙련된 사람은 예컨대, Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 21 ^st ed. 에 기재된 바와 같이 관련분야의 공지된 제제 기술을 사용하여 선택한 조성물의 특정 특성, 평가 조건 및 기타 관련 상황에 따라 적절한 투여의 형태와 방법을 쉽게 선택할 수 있다.

조성분의 작용 기간을 제어하기 위해 추가적인 약제학적 방법을 사용할 수 있다. 증가된 반감기 및/또는 제어된 방출 제조물은 폴리머가 여기에 설명된 활성 물질과 결합, 복합 및/또는 흡수하도록 사용되는 것을 통하여 달성될 수 있다. 제어된 전달 및/또는 증가된 반감기는 방출을 제어하기 위해 적절한 거대분자 (예를 들어, 비제한적으로 다당류, 폴리에스테르, 폴리아미노산, 호모폴리머 폴리비닐 피롤리돈, 에틸렌비닐아세테이트, 메틸셀룰로오스, 또는 카르복시메틸셀룰로오스 및 N-(2-히드록시프로필)메타크릴아미드와 같은 아크릴아미드를 선택하고, 거대분자의 적절한 농도뿐만 아니라 통합 방법에 의해 달성할 수 있다. 상기 화합물은 위에서 설명한 거대분자에 이온적으로 또는 공유적으로 결합될 수도 있다.

제어된 방출 제조물과 반감기에 의해 화합물이나 조성물의 작용 지속시간을 조절하는 데 유용한 또 다른 가능한 방법은 화합물을 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아미노산, 하이드로겔, 폴리(젖산), 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 폴리(l-아스파르타미드)의 공중합체 마이셀과 같은 폴리머 물질의 입자로 통합하는 것이다.

실시예

본 개시는 이제 몇 가지 구체적인 비제한적 실시예 및 구체예의 측면에서 논의될 것이다. 아래에 기술된 실시예들은 특정한 구체예를 포함하는데 본 개시의 실시를 예시하는 데 도움이 될 것이며, 보여지는 세부사항은 실시예를 통해 그리고 특정 구체예에 관한 예시적 논의의 목적으로 이해되며, 유용한 것으로 여겨지는 것을 제공한다는 명분으로 제시되며 본 개시의 원리 및 개념적 측면뿐만 아니라 절차에 관한 설명이 쉽게 이해될 것이다.

재료 및 방법

더 이상의 정제 없이 다음의 원천으로부터 화합물이 사용되었다: D-글루코오스(99.5%, 시그마-알드리치, 세인트루이스, 미국 미주리주), 2-데옥시-D-글루코오스(98%, 알파애사르, 워드 힐, 매사추세츠), 2-데옥시-2-불화-D-글루코오스(99%, 신퀘스트 래보라토리, 미국 플로리다주), 4-아세트아미도-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실 (TEMPO; 98%, 시그마-알드리치), 브롬화 나트륨(분석급, 파리, 말리크로드, 미국 켄터키 주), 수산화나트륨(식품 등급, 말린크로드), 중탄산나트륨(실험실급, 시그마-알드리치), 이소프로테레놀(ISO; 시그마 알드리치) 및 하이포아염소산나트륨 용액(14% 사용 가능한 염소, 알파 아사르). ¹⁸F-FDG는 오클라호마-핵약학 대학(the University of Oklahoma-Nuclear Pharmacy) 에서 구입했다.

고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)

HPLC는 190 nm로 설정된 레이닌 다이나믹스 UV-1 흡광 검출기(메틀러 톨레도, 콜럼버스, 미국 오하이오주)와 바이오스캔 B-FC-3300(바이오스캔, 미국 워싱턴 DC) 방사능 검출기와 인터페이스한 배크만 시스템 골드 128 용매 모듈 (배크만 쿨터, 브리, 캘리포니아, 미국)을 사용하여 수행되었다. 반응 산물은 70℃로 예열된 페노메넥스 레즈넥스 ROA-유기산 H+(8%) 컬럼(300 x 7.8 mm)에서 분리되었다. 이동상은 분당 0.5ml의 유속으로 0.025mM H₂SO₄로 구성되었다.

박막 크로마토그래피(TLC)

해당될 때마다 TLC에 의해 60 옹스트롬 기공 크기의 200μm 알루미늄 뒷판을 댄 Si 60 실리카 판상에서 반응이 모니터링되었다(EMD 밀리포어, 독일 다름슈타트). 전개 용매는 n-부탄올 7부, 빙초산 2부, 물 3부로 구성되었다. 분리된 성분은 요오드로 염색을 하거나 1ml 37% HCl, 2ml 아닐린, 10ml 85% H₃PO₃, 2g 디페닐아민, 및 100ml 에틸 아세테이트 혼합물을 이용하여 시각화하고 핫 플레이트상에서 200℃에서 전개하였다. 이러한 조건에서 4-아세트아미도-TEMPO, 2-데옥시-D-글루코오스, 및 2-데옥시-D-글루카르산의 Rf 값은 각각 0.62, 0.4, 및 0.28이었다. 바이오스캔 미니 스캔 1000(바이오스캔, 미국 워싱턴 DC)상에서 방사성 반응이 분석되었다.

핵자기공명(NMR)

¹H NMR 스펙트럼 및 ¹³C NMR 스펙트럼은 Mercury-VX 300 및 Variant VNMRS-400 NMR 분광기상에 300 및 75 MHz에서 기록되었으며, Mnova(산티아고 데 콤포스텔라, 스페인)를 사용하여 처리되었다. 스펙트럼은 잔류 양성자 용매에 대해 참고되었다. 화학적 이동과 연결 상수는 각각 δ 백만불율(ppm)와 헤르츠 (Hz)로 보고되었다.

글루코오스의 산화

나노 스케일에서의 ¹⁸F-FGA 합성을 용이하게 하기 위해 이전에 보고된 TEMPO 기반 방법을 변형했다. 약 30 mg의 D-글루코오스(0.166 mmol), 2 디옥시-D-글루코오스(0.187 mmol), 또는2-데옥시-2-불화-D-글루코오스(0.182 mmol)을 4-아세트아미도-TEMPO(8 mg, 0.038 mmol, 0.2 등가)와 NaBr(80, 0.77 mmole, 5 등가)이 함유된 5ml둥근 바닥 플라스크에 첨가하였다. 약 3ml의 1M NaHCO₃ 완충액(pH 11.6)가 추가되었고, 그 혼합물은 실온에서 5분간 휘저었다. 반응 혼합물은 얼음 위에서 3분간 더 인큐베이트하여 0-2℃로 냉각하였다. NaOCl (14% 용액, 0.75ml, 1.69mmol, 10 등가)은 2분간 코스로 얼음-냉각 혼합물에 일부 첨가되었다. 잔류 산화제가 있는지 KI 스트립으로 반응을 모니터링했다. 산화제를 완전히 소비하자 반응 혼합물에 신속히 40ml의 얼음-냉각 에탄올을 혼합한 다음, 침전물을 수거하기 위해 원심분리(5분 동안 5,000rpm)를 했다. 침전물은 얼음-냉각 에탄올로 세척하고 100°C에서 밤새 건조시켰다. 생산물은 NMR 및 HPLC 분석에 회부하였다. ¹H NMR (D₂O, 300 MHz): 4.38 (br s, 2H, H₁, H₄), 4.26 (br s, 1H, H₃), 4.17 (br s, 1H, H₂). ¹³C NMR (D₂O, 75 MHz): 178.65, 178.60 (C₆, C₁), 73.85, 73.67, 73.57, 71.61 (C₂, C₃, C₄, C₅) . ¹H-NMR 및 ¹³C-NMRs 은 문헌에 인용된 것과 매치되었다.

¹⁸ F-FGA의 합성

산화된 글루코오스의 거시적 합성을 위해 표준화된 절차를 적용했다. 간단히 말해서 4-아세트아미도-TEMPO(0.8mg), NaHCO₃ 버퍼(pH 11.6, 1ml), NaBr(8mg), 및 ¹⁸F-FDG(0.25-0.5ml, ~20mCi)의 혼합물을 5ml 반응 병에서 0-2℃로 냉각했다. 약 20 μl의 14% NaOCl을 그 혼합물에 첨가하여 반응을 시작했다. 반응 진행은 라디오-TLC에 대한 반응 혼합물 5 μl를 샘플링하여 모니터링했다. 반응이 완료되면 그 혼합물을 10ml의 얼음-냉각 에탄올에 전달하고, 이어서 원심분리(5000rpm x 5분)를 진행하였다. 침전물은 얼음-냉각 에탄올로 한 번 세척하고, 중화시키기 위해 2 M HCl 200 μl를 첨가하고, 혼합물은 주사를 위해 3 ml의 물에 용해되었다. 깨끗한 용액은 0.2 μm 주사기 필터를 통해 살균된 상태로 여과되었다. 최종 산물은 위에서 설명한 대로 라디오-TLC에 의해 분석되었다(¹⁸F-FDG의 Rf = 0.65, ¹⁸F-FGA의 Rf = 0.2).

적어도 하나의 구체예에서 본 개시는 예컨대 PET 영상화제로서의 사용을 위한 ¹⁸F-FGA를 생산하기 위한 방법 및 키트를 위한 것이다. 하나의 비제한적 하나의 구체예에서 시약 키트에는 TEMPO 또는 4-아세트아미도-TEMPO와 같은 TEMPO 유도체와 같은 산화제, NaBr과 같은 반응 가속제, 그리고 감압동결건조되고(lyophilized), 셉타-밀봉되고(septa-sealed), 질소 정화(purged)된 NaHCO₃와 같은 완충제를 함유하는 하나 이상의 시약병(예를 들어, 5-10ml 부피)이 포함된다. 합성 시 방사성 전구체 ¹⁸F-FDG(이에 한정적인 것은 아니지만 예컨대 약 0.5ml에서 5-30mCi)와 하이포아염소산나트륨(NaOCl) 또는 하이포아염소산칼슘(Ca(ClO)₂)와 같은 반응 개시제의 양이 4-아세트아미도-TEMPO, NaBr, 및 NaHCO₃을 함유하는 시약 병의 내용과 결합되어 2-4℃ (예컨대 빙욕 내)에서 반응이 진행된다. NaOCl은 용액 (예를 들어, 14% 용액) 으로 제공된다. Ca(ClO)₂를 NaOCl 대신 반응 개시제로 사용할 경우, 예를 들어 고체상 대안물로서 제공될 수 있으며, 선택적으로 시약 병내에 함유될 수 있다. 냉온은 예를 들어 빙욕, 알루미늄 블록, ¹⁸F-FDG 사전 냉각 또는 이러한 단계의 조합을 사용하여 유지할 수 있다. 잠시(예를 들어, 3-6 분) 후, 반응은 0.1 ml의 에탄올을 가하여 정지된다. 대안적으로는, 예를 들어 반응 개시제(NaOCl 또는 Ca(ClO)₂)의 농도를 최적화하여 표준화 조건에 따라 ¹⁸F-FDG의 과산화가 발생하지 않는 경우 에탄올 첨가 단계를 제거할 수 있다. 일반적으로 ¹⁸F-FDG는 100%가 부반응 없이 ¹⁸F-FGA로 전환되어 정화의 필요성이 없다. 그러나, 원하거나 필요한 경우 음이온 교환 카트리지 또는 HPLC를 사용하여 전구체 ¹⁸F-FDG로부터 ¹⁸F-FGA 반응 산물을 분리할 수 있다. 산물의 방사성화학적(radiochemical) 순도는 방사성-TLC로 평가된다. 예를 들어, 비제한적 구체예에서 95% 아세토니트릴/5% 아세트산 시스템에서 ¹⁸F-FGA의 흐름은 ¹⁸F-FDG의 흐름에 비해 느리다. 또 다른 비제한적 구체예의 경우 90% 아세토니트릴/ 10%의 물을 사용할 수 있다. 최종 ¹⁸F-FGA 산물은 pH(예를 들어, 6.5-7.5 pH) 및 삼투압(예를 들어, 300±15 mOsmol)로 조정되며, 멸균상태로 여과되고(0.2 ㎛), 라디오-HPLC에 의해 규명될 수 있다. 시약 키트에는 일반적으로 키트의 내용물을 ¹⁸F-FDG와 결합하여 ¹⁸F-FGA를 생산하기 위한 지시사항이 내포된다. 하나의 비제한적 구체예에서 시약 키트에는 (1) TEMPO 또는 TEMPO 유도체와 같은 산화제, (2) NaBr 또는 KBr과 같은 반응 가속제, (3) NaHCO₃와 같은 완충제를 함유하는 병과 같은 제1 반응물 용기, 및 반응 개시제 NaOCl을 함유하는, 병과 같은 제2 용기가 포함되어 있다. 선택적으로 키트에는 에탄올과 같은 반응 억제제의 용기가 내포된다. 또 다른 제한되지 않는 구체예에서 시약 키트는 (1) TEMPO 또는 TEMPO 유도체와 같은 산화제, (2) NaBr 또는 KBr과 같은 반응 가속제, (3) NaHCO3과 같은 완충 제제, 및 (4) 반응 개시제 Ca(ClO)2를 함유하는 병과 같은 제1 반응물 용기를 포함한다. 선택적으로 키트에는 에탄올과 같은 반응 억제제의 용기가 포함된다. 키트에는 선택적으로 박막 크로마토그래피 스트립 및/또는 용매와 같은 품질 관리 구성원이 포함될 수 있다.

¹⁸F-FGA 생산시 키트를 사용하고 ¹⁸F-FGA 제품을 사용하는 방법, 예컨대 PET 영상화 절차에서 사용하는 방법으로서 다음과 같은 비제한적 시나리오를 구상할 수 있다. 하나의 구체예에서, 내과의사 고객은 MI 또는 뇌졸중에서 괴사가 검출을 위해 (또는 유방, 전립선, 폐, 또는 결장 조직에서와 같이 괴사가 검출되기를 원하는 다른 조건), ¹⁸F-FGA 영상화를 수행하기를 원한다. 의사(또는 기술자와 같은 기타 사용자)는 핵 약국과 통신하여 임의의 양의 ¹⁸F-FGA을 요청한다. 핵 약국은 4-아세트아미도-TEMPO, NaBr 및 NaHCO3(및 선택적으로 Ca(ClO)2)을 함유한 시약 키트를 사용하거나, 예를 들어, 여기에 기재된 대로 별도의 반응물을 수동으로 결합하여 여기에 기재된 방법에 따라 ¹⁸F-FGA를 생산한다. ¹⁸F-FGA의 산물은 임상 연구를 위해 의사의 사무실 또는 영상 시설로 전달된다.

마우스에서 생체분포 연구

본 문서에 기술된 모든 동물 작업은 NIH 동물 사용 및 관리 지시사항에 따라 수행되었으며 기관 IACUC의 승인을 받았다. 수컷 9마리 및 암컷 3마리의 CD1 마우스 (20-36g)를 할란 연구소(인도네시아폴리스, 이디아나주)에서 입수하여 주간/야간 주기가 12시간인 통제된 환경에 수용하였다. 이 마우스들은 연구에 포함되기 전에 적어도 1주 동안 적응할 수 있도록 허용되었다. 영상화 날에 동물들은 산소기류 하에 2-3% 이소플루란으로 마취되었다. ¹⁸F-FGA의 약 100μCi가 꼬리 정맥에 정맥내 주사를 놓았다. 그 동물들은 생체 분포가 될 때까지 흡수제 패딩이 있는 우리에 넣어졌다. 간단히 말해서, 마우스들은 주사 후 1 또는 3시간 후에 과량의 이소플루란(4%)에 의해 안락사되었다(cervical dislocation). 다양한 장기를 절제하고 식염수로 세척하고 무게를 달아 적절한 조직 샘플을 자동 감마 계수기로 카운트했다(패카드 코브라 II 오토 감마, 페르킨 앨머, 매사추세츠주 보스톤). 총 혈액량, 뼈, 근육량은 각각 체중의 5.7%, 10%, 및 40%로 추정되었다. 주사된 ¹⁸F-FGA의 희석 샘플이 대비를 위한 표준으로 사용되었다.

순환역학

다섯 마리의 수컷 CD-1 마우스에게 꼬리 정맥을 통해 ¹⁸F-FGA 100 μCi를 주사했다. 주사 후 0, 30, 60, 90, 120, 및 180분에 25-50 μl의 혈액이 안구뒤두통(retro orbital sinus) 에서 샘플링되었다. 혈액은 자동 감마 계수기에서 측정되고 카운트되었다(패카드 코브라 II 오토 감마, 페르킨 앨머, 매사추세츠주 보스톤). 검시상 비정상적인 신장 형태에 대한 거시적인 관찰을 바탕으로 한 연구에서 하나의 마우스가 제외되었다.

ISO-유도된 심근 손상의 래트 모델

수컷 스프래그 도울리 래트(250~300g)는 할란(인디아나폴리스, 미국 인디애나주)에서 구입하여 정기적인 명/암 주기로 수용하고 실험 전 최소 5일 동안 적응할 수 있도록 하였다. 150mg/kg 체중의 투여율로 ISO의 멸균 수용액을 투여하여 심근 손상이 유발되었다. 그 약은 이틀 연속 복강 내 주사되었다.

심전도 기록 (Electrocardiography, ECG)

이소플루란-마취된 래트의 리드 1 심전도는 오른쪽 앞발에 음극을, 왼쪽 앞발에 양극을, 왼쪽 뒷발로 접지 리드를 배치하여 기록하였다. 전극은 리드(CB Sciences C-ISO-255), 바이오앰플리파이어(ETH-225), 및 아날로그-디지털 컨버터(iWorx 118)에 고정되었고, 신호는 Labscribe 2.0 소프트웨어(iWorx, Dover, NH)를 사용하여 기록되었다. 원시 데이터를 분석하기 전에 신호를 필터링하여 60Hz 주 주파수를 제거했다.

영상화

래트는 3일째에 ¹⁸F-FGA 영상화, 4일째에는 ^99mTc-세스타미비 영상화, 및 ¹⁸F-FDG 영상화 등 세 가지 영상화 세션에 회부되었다. 손상 후 영상(post-injury imaging)에 더하여 ISO-손상을 유도하기 전에 기저 영상도 획득했다. ¹⁸F-FGA, ^99mTc-세스타미비, 및 ¹⁸F-FDG의 투여량은 각각 1mCi(0.5-1ml), 2.5mCi(0.5-1ml), 및 0.1mCi(0.2-0.4ml)이었다. 모든 주사는 마취(2% 이소플루란-산소 혼합물)된 래트의 꼬리 정맥에 정맥주사를 했고, 주사 후 지시된 시간에 영상화를 실시했다. 영상화 기간 동안 마취는 2% 이소플루란-산소 혼합물로 유지되었다. PET의 경우, 래트는 PET-CT 이중 모듈리티 기계(Gamma Medica Ideas, 캘리포니아주 노스리지)의 갠트리(Gantry)에 반듯이 위치했다. 흉부 부위의 플라이 모드 CT는 20분 목록 모드 PET 데이터 수집 전에 획득되었다. SPECT 영상화는 NanoSPECT 기계(Trifoil Imaging, 캘리포니아주 채스워드)에서 각각 60초의 24 프레임에 걸쳐 흉부 부위의 나선형 SPECT 획득에 의해 수행되었다. 영상화 후, 래트들은 깨어나는 것이 허용되었고 안락사할 때까지 우리에 보관되었다.

획득한 PET 영상은 필터링된 후면 투영 알고리즘에 의해 재구성되고 CT와 융합되어 합성 PET-CT 영상을 생성했다. SPECT 획득은 시스템에서 제공된 HiSPECT 재구성 알고리즘으로 재구성되었다.

표준 흡수 값(SUV)은 CT 영상을 사용하여 심장 주위에 3차원 관심 영역(ROI)을 정의하여 계산했다. 배경은 왼쪽 폐의 후측 정중영역에 있는 XY 평면에 4번째 스테네브래와 동일한 수준으로 구형 ROI를 배치하여 결정되었다. 심장에 대한 복셀당 평균 카운트가 복셀당 배경 카운트로 표준화되었다.

심장 트로포닌 I 어세이

안락사에 앞서 혈액 샘플을 채취하였고 혈장은 원심분리(5분 동안 5,000 rpm)로 분리하였다. Life Diagnostics(West Chester, PA)에서 얻은 래트-특이 효소- 연계 면역측정 키트를 사용하여 혈장 내 심장 TnI(cTnI) 수준을 결정했다. 혈장 샘플은 평가 전에 PBS로 1:2로 희석되었다.

코르티코스테론 효소-연계 면역흡수 어세이(ELISA)

케이맨 화학사(미시간주 앤아버)의 ELISA 키트를 사용하여 비희석 혈장 내 스트레스 호르몬 코르티코스테론의 농도를 측정하였다. 코티코스테론은 래트에 존재하는 유일한 글루코코르티코이드다.

2,3,5-트리페닐테트라졸리움 클로라이드 (TTC) 염색

영상화 및 혈액샘플 채취의 마지막 세션이 끝난 후 래트를 안락사시키고 즉시 심장을 채취하여 -20℃에서 2시간 동안 냉동시켰다. 심장을 2mm 슬라이스로 자르고 37℃에서 PBS 내 TTC 1% 용액에 넣고 간헐적으로 흔들었다. 30분 동안 염색 후 TTC를 제거하고 하루 밤 동안 10% 완충된 포르말린으로 교체하였다.

데이터 분석

통계적 비교를 위해 GraphPad Prism 6 소프트웨어(그래프패드, 캘리포니아주 라홀라)를 사용했다. 스튜던트 T 테스트를 사용하여 두 개의 그룹 비교를 수행하였으며, 3개 이상의 그룹 간의 비교는 단방향 분산 분석(one way ANOVA) 를 사용하여 수행하였다. 약동학 파라미터는 잔여의 방법을 사용하여 시간-활성 곡선의 반 로그 플롯으로부터 계산되었다.

중뇌동맥 폐색 (MCAO) 마우스 모델

굶긴 마우스를 O2:N2 혼합물 흐름(30:70,1 L/min) 내에서 1.5% 이소플루란으로 마취하고 37℃에서 자동온도조절 담요로 덮는다. 왼쪽 후두와 위갑상선동맥, 외부 경동맥(ECA)의 가지, 페테리고팔라틴 동맥(the pterygopalatine artery), 내부 경동맥(ICA)의 가지는 전기 응집을 하여 절단한다. 총경동맥은 마이크로클립에 의해 폐색한다. 왼쪽 ECA는 라이게이션하고, 응집시키며 늑골 갑상선동맥에 대해 원위부 절개한다. 15mm 모노필라멘트 나일론 봉합(6-0, 열원형 팁 다이아 = 0.2-0.3 mm)을 ECA에 삽입하고 끝이 MCA의 기원을 폐색할 때까지 ICA를 통해 부드럽게 진행시킨다. 봉합의 정확한 위치는 왼쪽 MCA 영역에서의 국소 피질 혈류량이 갑자기 기저유량의 10-20%까지 떨어지는 것으로 표시된다. CBF는 비침습 레이저 도플러 플로우메트리(Moor Instruments)에 의해 모니터링된다. 80% 초과의 지속적인 감소는 성공적인 MCAO를 나타낸다. 모노필라멘트는 인대로 제자리에 고정되어 있고 피부 절개는 닫혀 있다. 모노필라멘트 봉합은 영구 MCAO를 위해 그대로 두지만, 일시적 MCAO를 위해서는 마우스를 마취하고 상처를 다시 열어 1시간 후에 폐색 봉합을 제거한다.

결과

글루코오스로부터 글루카르산의 합성

TEMPO/NaBr/NaOCl 시스템을 사용하여 글루코오스를 산화시켜 글루카르산으로 하였다(도 1의 반응도 1 참조). 반응 진행은 KI 스트립으로 읽은 산화제의 소비에 의해 모니터링되었다. 산화 반응은 일반적으로 반응 혼합물에 NaOCl을 첨가한 후 20분 이내에 완료되었다. 산화제 농도가 높아지면서 반응률이 높아졌지만, 또한 글루코오스를 원치 않는 절단 산물로 과다 산화시키는 경향도 증가하였다. 글루코오스와 글루카르산은 각각 16분, 12분의 보유시간으로 ROA 컬럼(도 2a-c)상에서 HPLC에 의해 효과적으로 분리되었다. 부탄올:물:아세트산(7:3:2 v/v) TLC 시스템에서 글루코오스와 글루카르산은 각각 0.62와 0.28의 Rf 값을 보였다(도 2d). 최적의 조건에서 수행된 반응의 에탄올-침전된 산물은 글루카르산만을 나타내는 1H NMR로 규명되었다. 임의의 부생성물, TEMPO 또는 잔류 글루코오스는 상청액에 남아 있었다. 침전물에 대한 중량 분석 결과, 과잉의 중탄산나트륨도 글루카르산과 함께 침전되었는데 이는 HCl의 등가 농도의 첨가에 의해 중화될 수 있었다.

¹⁸ F-FDG 로부터 ¹⁸ F-FGA의 합성

반응도 1의 합성 과정을 적용하여 상업적으로 입수 가능한 ¹⁸F-FDG로부터 ¹⁸F-FGA를 생산했다(반응도 2, 도 3 참조). 강한 중탄산염 완충제를 사용하면 pH를 모니터하고 조정할 필요 없이 반응이 진행될 수 있었다. 산화 시약은 비례적으로 감소되었고, 반응은 납 차폐 상자 안에서 행해졌다. 반응은 라디오-TLC(도 4a-b)에 의해 완결성을 모니터링했다. 라디오-HPLC에 의해 모니터링되는 반응의 시간 경과에서 보듯이(도 5a-d), 반응이 상당히 빠르게 진행되었으며, 표백제(NaOCl)를 추가한 후 약 3분 이내에 ¹⁸F-FDG가 완전히 소비되었다. 반응 시간을 6분까지 연장하는 것은 바람직하지 않은 부 생성물을 초래하는 것으로 보이지 않았다. 이 시리즈의 마지막 크로마토그램은 펠릿의 에탄올 침전, 원심분리, 세척 및 주사용 물에서 재용해 후 ¹⁸F-FGA의 프로파일을 보여준다(도 5e). 비감소-교정된 50% 수율보다 많이 통상적으로 얻었고, 합성, 정제 및 TLC 품질 관리는 1시간 이내에 일상적으로 수행되었다.

마우스에서 ¹⁸ F-FGA의 생체 분포

주사 후 1시간 및 3시간에 정상 마우스의 다양한 장기에 대한 ¹⁸F-FGA 전신 분포 분석 결과는 표 1과 같다. 정상의 건강한 마우스에 꼬리 정맥을 통해 ¹⁸F-FGA(0.1mCi)를 주사하고 주사 후 1시간, 3시간에 마우스를 안락사시켰다. 주사된 방사성의 대부분은 신장계를 통해 배설되는 것으로 밝혀졌다. 다른 모든 장기는 주사된 투여량/g 조직의 0.5% 미만을 축적했다. 순환 중인 ¹⁸F-FGA의 농도도 무시할 수 있었다. 이러한 결과는 ¹⁸F-FGA가 체내에서 빠르게 제거되고 심근 영상화를 애매하게 하는 잠재성이 있는 조직인 간, 폐, 또는 뼈에 축적되지 않는다는 것을 암시했다.

표 1: 마우스에서 ¹⁸F-FGA의 생체 분포

조직	1 시간 (n=8)	3 시간 (n=4)
뇌	0.039 ± 0.027	0.014 ± 0.007
근육	0.049 ± 0.025	0.03 ± 0.018
심장	0.056 ± 0.027	0.018 ± 0.01*
비장	0.074 ± 0.036	0.033 ± 0.015
혈액	0.145 ± 0.095	0.051 ± 0.025
폐	0.192 ± 0.087	0.104 ± 0.073
간	0.417 ± 0.128	0.087 ± 0.027***
뼈	0.321 ± 0.128	0.727 ± 0.773
신장	4.226 ± 3.281	0.698 ± 0.378

값은 평균 ± SD로 표시되는 감소-보정된 % ID/g 조직이다. 1시간과 3시간 시점 사이의 비교는 스튜던트의 T 검정을 통해 이루어졌다. * P < 0.05, *** P < 0.001

마우스에서 ¹⁸ F-FGA의 순환 역학

¹⁸F-FGA의 순환 동역학을 3시간 동안 연구하였다. 도 6(왼쪽 패널)에서 보듯이 주입된 투여량의 99% 이상이 30분 동안 순환계에서 제거되었다. 시간-활성 관계의 제거 상으로부터 반감기를 약 35분, 제거율 상수를 0.83 h^-1로 계산했다. 약동학 파라미터는 30-180분 시점으로부터 계산되었으며 표 형태로 제시된다(도 6, 오른쪽 패널).

래트에서 ISO-유도된 심근 손상

도 7a에서 보는 바와 같이 이틀 연속 ISO 주사를 맞은 후, 에반스 블루로 관류된 대표적인 전체 심장과 TTC로 염색된 심장 슬라이스의 부분이 일반화되고 광범위한 괴사(흰색 부위) 영역을 보여주었다. ISO 처리의 함수로서 이들 동물에서의 리드 I 심전도(ECG) 기록을 도 7b-c에 나타내었다. 모든 ISO 처리 동물에서 심전도 변화가 발생했지만 ISO 처리로 인해 비특이적 괴사 부위가 생성되기 때문에 그 변화는 래트 전체에서 심각도 또는 결함에 일관되지 않았다. 그러나 ISO 처리 당일 R-R 간격이 크게 감소하여 심박수가 증가했음을 가르켰다(도 8c). ISO 처리 과정에서 ST 지속시간도 증가했다(도 8d). 이는 심실 재분극이 지연되었음을 나타내었는데, 이는 심장독성 제제 투여의 결과로 발생하는 것으로 알려진 퍼킨제 섬유 내에서 연장된 작용 잠재력에 의해 발생할 수 있는 것이다.

심장 트로포닌은 대조군/기저 혈장(n=6)에서 검출되지 않았으나 ISO-처리된 래트 혈장에서는 63 pg/ml(n=4)로 확인되었다(도 8a). 트로포닌 수치가 현저히 증가했지만, ISO 투여 후 24-48시간에 ISO 후 혈장 샘플을 얻었기 때문에 예상한 만큼 높지 않다. 이때까지 순환하는 트로포닌의 상당량이 혈액에서 제거될 것으로 예상된다. 코르티코스테론의 혈장 농도는 도 8b에서 보여진다. ISO-처리된 래트에서 코르티코스테론의 혈장 농도(34.1ng/ml, n=6)는 ISO 투여 시 예상한 기저 수준(113.5ng/ml, n=5)에 비해 크게 낮았다.

ISO-유도된 심근 손상에서 ¹⁸ F-FGA, ^99m Tc-세스타미비, 및 ¹⁸ F-FDG의 축적

ISO로 처리하기 전과 이틀 연속 ISO 처리 후 ¹⁸F-FGA로 래트를 영상화했다. 결과는 도 9에 나타나 있다. 정상(기저) 심근 조직에서는 무시할 수 있는 흡수를 발견했지만 ISO 처리된 래트의 1시간 영상은 심장 조직이 주사된 임의의 양의 ¹⁸F-FGA를 축적하였다. 심근 조직과 비표적 조직 사이의 ¹⁸F-FGA 축적의 대조는 주사 후 4시간에 영상화를 반복했을 때 매우 뚜렷해졌다. 또한 대조군과 ISO 처리된 래트의 ¹⁸F-FGA 영상화 바로 다음날 임상적으로 활용되는 두 개의 영상화제, 즉 ^99mTc-세스타미비 및 ¹⁸F-FDG로 래트를 촬영하였다. 도 10은 ¹⁸F-FDG 주사 후 1시간에서의 PET 영상을 나타내고, 도 11은 ^99mTc-세스타미비 투여 후 1시간에서의 SPECT 영상을 보여준다. ^99mTc-세스타미비 -SPECT는 ISO-유도된 심근병리를 묘사할 수 없었다(도 11). 반면 ¹⁸F-FDG-PET는 ISO-유도된 래트에서 ¹⁸F-FDG 의 심근축적을 감소시켰다. ROI 기반 영상 분석을 기초로 하여 ¹⁸F-FDG의 흡수 감소는 대조군 및 ISO 처리된 래트 간에 약 48%였다.

¹⁸ F-FGA는 정상 뇌에 축적되지 않고 정상 마우스의 몸에서 빠르게 제거된다.

정상인 건강한 마우스(n=8)에 ¹⁸F-FGA 0.1mCi(50μl)를 주사하고 주사 후 1시간에 카운트를 위해 장기를 채취했다. 뇌에서의 축적은 약 0.1% 미만이며 모든 주요 장기에서는 주입된 투여량의 0.5% 미만이며 신장계를 통해 제거되었다. 임상적으로 사용되는 뇌관류제 ^99mTc-HMPAO(Ceretec)와 ¹⁸F-FDG가 뇌에 현저하게 축적되어 영상 해석에 중대한 문제가 발생한다는 점은 주목할 만하다. 건강한 뇌조직에서의 빠른 제거와 축적이 없다는 것은 선명한 경색 영상화를 위한 ¹⁸F-FGA의 유효성을 나타냈다.

¹⁸ F-FGA는 항구적 MCAO를 갖는 마우스에서 경색 영역에 국재한다.

¹⁸F-FGA는 본 실시에서 중뇌동맥폐색(MCAO)에 의해 생긴 뇌졸중의 마우스 모델의 뇌에 축적되는 것이 발견되었다. 뇌 경색 영상화를 위한 18F-FGA를 시험하기 위하여 영구 MCAO 마우스 모델을 사용하였다. MCAO 수술 후 2시간에 PET를 수행하였다. ¹⁸F-FGA의 약 1mCi가 주사되었으며(i.v.) 주사후 1시간에 20분짜리 영상이 획득되었다. 동측 면은 ¹⁸F-FGA 축적의 중심 영역을 보였지만, 이 코어 영역 주변의 관류량이 현저히 감소하였고 대측 면은 정반대의 시나리오를 보였다(도12, 위). 또한 ¹⁸F-FGA 주사 후 2시간에 절제된 뇌에 대한 MCAO후 1일에 영상화를 수행하였다. 이 절제된 뇌의 영상은 분명히 대측 면보다 동측 면에 더 높은 축적을 보였다(도 12, 아래).

뇌졸중으로 인한 괴사에서 ¹⁸F-FGA가 국재화한다는 추가 증거를 도 13에 보여준다. ¹⁸F-FGA는 중뇌동맥 폐색(왼쪽 컬럼)의 마우스 모델에서 동측 면 대뇌반구의 뇌졸중 부위에 축적된다. HMPAO/SPECT의 해당 관류 영상에 따르면 뇌졸중 부위에서는 흡수가 부족하지만, 대뇌반구(중앙 컬럼)에서는 정상 흡수가 나타난다. 검시 (오른쪽 컬럼)에서 뇌의 TTC-염색된 슬라이스는 화살표로 표시된 뇌졸중 부위를 보여준다.

¹⁸F-FDG로부터 ¹⁸F-FGA를 만들고 제품 품질을 평가하기 위한 방법 및 키트 지시사항 세트의 예는 하기하는 바와 같다. ¹⁸F-FGA 제품의 제작, 사용 및 분석에 대한 본 개시의 구체예를 아래 실시예에서 보여지는 방법과 지시사항에 한정하는 것을 의도하는 바는 아니다.

I. F-18-FDG ( ¹⁸ F-FDG)로부터 F-18-FGA ( ¹⁸ F-FGA)를 합성하기 위한 키트 지시사항

II. 글루카르산은 양쪽 말단이 카르복시산으로 산화된 글루코오스의 유도체이다. 그것은 또한 글루코오스 대사의 자연적인 과정에서 신체에 의해 생산되며 미국 FDA에 의해 GRAS(일반적으로 안전한 것으로 인정됨)로 간주된다. 글루카르산은 죽어가는 조직에서 양전하를 띤 히스톤 단백질에 대한 친화력 때문에 급성 괴사 부위에 축적되는 경향이 있는 것으로 알려져 있다. 이 키트를 사용하면 상업적으로 입수가능한 F-18-FDG(¹⁸F-FDG)를 무균 용량의 F-18-FGA(¹⁸F-FGA)로 전환할 수 있다. F-18-FDG는 암, 뇌, 심장 질환의 영상화를 위해 양전자 방출 단층촬영(PET) 센터에서 널리 사용되고 있다.

III. 키트에서 제공되는 재료

1.구성요소 A: 4-아세트아미도-TEMPO (0.8 mg), NaBr (8　mg), 및 NaHCO₃ (24 mg)을 함유하는 동결건조된 병

2.구성요소 B: 즉시사용가능한 주사기 내의 멸균 NaOCl (14% 수내 가용(available) 염소)

3.구성요소 C: 즉시사용가능한 주사기 내의 멸균 HCl (0.2 N, 1.5 mL)

4.TLC 용매 (90% 아세토니트릴 /10% 물)를 함유하는 유리병

5.TLC 스트립 (알루미늄 뒷판을 댄 실리카 겔 60)

6.pH 종이 스트립

7.주사기 충전제 (0.2 μM MCE)

IV. 사용자가 제공하는 재료:

주사용 F-18-FDG (약 0.2-2 mL 내에서 1-50 mCi)

V.보관:

키트는 사용할 때까지 4 ℃에서 보관하여야 한다.

VI.F-18-FGA 제품을 만드는 방법:

F-18-FDG를 구성요소 A 병에 주사한 직후 구성요소 B 를 구성요소 A 병에 주사한다. 천천히 혼합하고 5분간 기다린 후 구성요소 C 의 내용물을 구성요소 A 병에 주사한다. 흔들어서 혼합하고 구성요소 A 병 내의 내용물을 멸균 주사기 내로 인출한다. 선택적으로 그 내용물은 제공되는 0.2 μM 주사기 충전제를 통하여 채워질 수 있다.

VII.F-18-FGA 제품의 품질 평가:

방사화학적 순도: 두 개의 별도의 TLC 스트립위에 전구체 F-18-FDG와 제품 F-18-FGA를 점적한다(“F-18-FGA 제조의 품질 제어를 위한 TLC 프로토콜“이라는 제목의 그림 참조, [도 14]). 뭍힌 흔적이 1-2분간 건조되도록 둔다. 제공된 TLC 스트립을 최대 40mm까지 전개시킨다. 용매 선단을 연필로 표시한다. TLC 스트립을 원점으로부터 20mm에서 절단하고 웰 카운터 내에서 상단과 하단 조각의 방사성 카운트를 측정하여 % 전환을 계산한다. % 전환값은 95%를 초과해야 한다. 대안적으로는, 라디오-TLC 판독기를 사용하여 스트립을 절단하지 않고 판독할 수 있다.

% 전환 = 100 x 하단 조각 내의 카운트수/(하단 조각 내의 카운트수 + 상단 조각 내의 카운트수).

주사의 pH (6.5-7.5): 제조물의 작은 물방울 (25-50 μL)을 pH 종이 스트립 상에 점적하여 pH를 확인한다.

지시사항은 키트와 함께 제공되는 패키지 삽입물이거나, 키트와 함께 제공된 URL(Uniform Resource Locator) 또는 웹 주소를 통해 키트의 사용자가 실질적으로 접근할 수 있다.

고 찰

급성 심근경색 (MI)은 전 세계적으로 수백만 명의 사망 원인이 되는 가장 심각한 심장기능장애의 일종이다. 2010년 110만 명 이상의 미국 병원 입원이 MI 때문이었다. 신속한 진단이 이러한 환자들의 좋은 예후에 중요하다. MI의 일차적 진단은 고전적인 심전도 검사(electrocardiography, ECG)의 변화에 기초할 수 있지만, ECG는 많은 경우에 결정적이지 않을 수 있다. 근세포 괴사증은 모든 허혈성 사안의 최종 결과이기 때문에 말초혈액에서 심장 트로포닌의 상승이 괴사에 관해 흔히 사용되는 바이오마커로 등장했다. 그러나 트로포닌 수준이 정확하게 심장 상태를 반영하지 못하는 경우가 많다. 고감도의 심장 트로포닌은 비ST-세그먼트 상승 MI의 임상적 진단이 있는 환자에게서 안정적이라고 보고되었다. 둘째, 트로포닌 수준은 심근염과 신부전과 같이 MI 이외의 조건 때문에 높아질 수도 있다. 게다가 심장 트로포닌 어세이의 민감도가 증가함에 따라 특이성이 감소할 수밖에 없었다.

MI의 급성 단계의 진단 및 임상 치료의 진전으로, MI 환자의 70% 이상이 급성 병원 단계에서 살아남는다. 심장 영상화는 심장 리모델링, 좌심실 기능, 유도가능성 허혈증, 기능장애가 있는 생존심근의 존재, 심실 부정맥과 심장 부전을 포함한 부작용의 장래적 위험, 및 항응고에 대한 요구와 관련된 질문에 대한 해답을 제공함으로써 이러한 환자들의 최적의 임상 관리에 결정적인 가치를 더한다. 괴사성 심근 조직의 고해상도 영상은 이러한 상황에서 매우 중요하다. 앞에서 언급한 바와 같이 본 개시 전에는 MI의 PET 영상화에 사용할 수 있는 제제가 없었다. 본 연구에서는 ¹⁸F-표지된 불화글루카르산을 합성하는 방법을 개발했다. 주된 증거로서, ¹⁸F-FDG를 출발 재료로 삼아 ¹⁸F-FGA의 효능을 테스트하여 래트 모델에서 이소프로테로놀(ISO)에 의해 유발되는 심근 손상을 묘사하였다. 혈장 내 심장 트로포닌 증가와 변환된 심전도 프로필에서 보듯이 ISO 처리는 상당한 심근증을 유발한다. 또한 ISO-처리 래트에서 혈장 코르티코스테론의 상당한 감소를 발견했는데, 이는 ISO-유도된 MI에서 혈청 단백질-결합이 감소되는 것과 동반하여 코티코스테론이 제거되는 것이 상승되었다는 발견을 확증하는 것이다.

질산에 의한 산화는 글루코오스로부터 글루카르산을 대규모로 생산하는 데 가장 널리 사용되는 방법이다. 그러나 이 방법은 수율이 50% 미만이고 완료하는 데 몇 시간이 걸리고 유독가스를 발생시킨다. 전기화학적 산화는 비교적 깨끗하지만 화학 촉매제가 없을 경우 그 반응은 생산량과 선택성을 감소시켰다. 따라서 이 방법 중 어느 것도 PET에 대한 방사성표지된 글루르카산의 정량적이고 신속한 합성에 적용될 수 없었다. 따라서 본 개시는 제한되지 않는 모범적 구체예에서 TEMPO와 하이포아염소산나트륨(또는 하이포아염소산칼슘)를 사용하는 것으로서 방사성 표지된 글루카르산을 생산하기 위한 새로운 방법을 설명한다. TEMPO 또는 4-아세트아미도-TEMPO와 같은 TEMPO 유도체는 1차 알코올을 알데히드로, 알데히드를 카르복시산까지 선택적으로 산화시키는 안정적인 자유 라디칼이다. 이 방법은 pH와 온도의 제어된 조건을 요구하는 반응으로 글루코오스로부터 글루카르산을 효과적으로 생산하는 방법으로서 이전에 보고되었다. 그것은 질산 기반의 산화보다 더 높은 수율(85%)을 제공하지만, 추가적인 어려움이 따른다. 이러한 반응의 어려움 중 하나는 염기성 pH(예를 들어, 약 11-11.6 사이)를 지속적으로 모니터하고 유지해야 할 필요성이다. 또한, 글루코오스의 과산화작용에 의한 과도한 부반응의 발생을 막는 온도(예를 들어, < 5°C)에서 반응해야 한다. 이러한 단점과 산화를 위한 비교적 비싼 산화제 TEMPO의 필요성은 글루카르산의 대규모 생산을 위한 방법의 제한된 효용성을 의미했다. 그러나, 여기에서 발견한 바와 같이, 이 방법은 상업적으로 입수 가능한 ¹⁸F-FDG로부터 ¹⁸F-FGA 생산에 적합했다.

본 연구의 결과가 최소한 하나 이상의 비제한적 구체예에서 나타내는 바와 같이, 나노 규모의 단기간 반응에서 ¹⁸F-FDG의 TEMPO-매개 산화는 얼음이나 냉장과 같은 다른 냉각 수단에 의해 반응 블록의 온도를 유지하고 중탄산염 완충제로 반응 혼합물을 완충함으로써 효과적으로 제어할 수 있다. 이러한 변형으로 반응 혼합물의 지속적인 pH 모니터링의 필요성이 없어졌으며 ¹⁸F-FDG의 과산화도 예방되었다. 적어도 하나의 구쳬예에서 최적화후(Post-optimization)는 현재 방법의 경우 전구체 ¹⁸F-FDG를 ¹⁸F-FGA로 실질적으로 100% 전환하는 데 약 5분이 걸린다는 점이다(도 5). ¹⁸F-FDG를 ¹⁸F-FGA 생산의 전구체로 사용하는 것은 특화된 제품을 만들기 위해 사이클로트론에서 상업적인 생산 주기를 벗어날 필요가 없으므로 혁신적이다.

정상 마우스의 생체 분포 결과는 ¹⁸F-FGA는 거의 신장 계통만을 통해 체내에서 제거되었고, 다른 어떤 장기에는 무시할 수 있는 정도의 축적이 있었다는 것을 가르켰다. 반면 ¹⁸F-FDG는 건강한 심장, 뇌, 대사적으로 활성인 조직에 축적되는 것으로 알려져 있다. 주사된 투여량의 99% 이상이 주사 후 첫 30분 이내에 혈액을 떠났기 때문에 혈액으로부터의 ¹⁸F-FGA 제거의 2상 역학의 제1상은 매우 빨랐다. 이 연구결과는 MI 영상화에 대한 ¹⁸F-FGA의 유리한 특성을 나타낸다. ¹⁸F-FGA는 정상 심장과 주변 조직과 기관, 특히 간에는 현저하게 축적되지 않으며 혈액으로부터의 빠른 제거는 MI에서 높은 표적/비표적 비율을 예측하였다.

ISO-유도된 MI의 래트 모델에서 ISO-처리된 심장에 ¹⁸F-FGA 축적 속도가 상당히 빨라서, 1시간 이내임을 알았다. 주사 후 4시간에 래트를 영상화했을 때 콘트라스트가 증가했다. 또한, 초기 또는 지연된 영상화 동안 정상 심장에는 감지할 수 있는 신호가 없었다. 정상 심장에 ¹⁸F-FDG가 ¹⁸F-FGA에 비해 상당히 축적되었다. ¹⁸F-FDG 축적은 ISO-처리된 심장에서 감소하였지만, 갈색 지방을 포함한 주변 조직에서도 검출이 가능하였다. 이러한 결과는 심근증에서 ¹⁸F-FDG가 축적된 것으로 보고된 임상 및 전임상 결과와 일치한다. ISO-처리된 래트에서 심장 ¹⁸F-FDG 축적이 감소하는 것은 괴사 부위가 ¹⁸F-FDG를 축적할 수 없었기 때문이라고 추정한다. 그러나 ISO의 낮은 투여량은 갈색 지방과 일부 종양에서 ¹⁸F-FDG 흡수를 증가시키는 것으로 나타났다.

또한, ^99mTc-MIBI 영상은 심근병리학을 명확하게 묘사할 수 없었다(도 11). ^99mTc-MIBI는 생존가능한 심근조직에 의해 차지되지만 괴사조직에 의해 차지되지 않기 때문에 ISO-처리된 심장에서는 흡수가 감소될 것으로 기대했다. 그러나 손상된 심근과 정상 심근 사이에서 흡수가 차이나는 것은 이 제제에서는 그다지 두드러지지 않았다. 다른 그룹은 MIBI 흡수에서 변화의 정도를 심장독성 약물과 근질환의 결과로서 보고하였다. MIBI 흡수는 독소루비신 유도된 심장독성을 가진 환자들에서 증가되는 것으로 보고되었다. 대조군과 스타틴 유도된 근질환을 가진 환자 사이에 MIBI 흡수에 뚜렷한 변화가 보고되지 않았다. 한 연구에서, 건강한 환자와 울혈성 심부전 환자 사이에 심장 흡수 비율의 차이는 발견되지 않았다. MIBI 흡수는 세포의 완전성과 미토콘드리아의 생존능력에 의존하기 때문에 심근증 조건에서의 흡수는 손상이 미토콘드리아의 기능을 어떻게 변화시키느냐에 따라 좌우될 가능성이 있다. ISO 처리로 인해 생긴 손상은 분산되어 심장에 널리 퍼진다. 괴사 초점 영역이 없는 경우 MIBI는 ISO-유도 조직 손상의 차등 진단을 제공할 수 없음은 명백하다.

¹⁸F-FDG 및 ^99mTc-MIBI 영상과 대조적으로, ¹⁸F-FGA의 PET 영상은 래트에서 ISO-유도된 심근증을 명확히 진단했다. 손상된 심장 조직에서 ¹⁸F-FGA의 정확한 분자 표적은 알려져 있지 않지만, 이론에 얽매이기를 바라지 않으면서, 이전의 ^99mTc-글루카레이트로 한 연구는 그것이 괴사시 노출된 핵 히스톤 단백질과 결합하는 것을 시사한다. 음전하를 띤 글루카레이트는 온전한 세포막을 통과하여 양전하를 띤 히스톤에 결합할 수 없지만, 괴사조직에서 막의 완전성이 상실되면 글루카레이트가 세포내의 것으로 될 수 있다.

전술한 바와 같이, 그 결과 ¹⁸F-FGA는 뇌졸중으로 인한 괴사 부위에 국부적으로 분포한다(도 13). ¹⁸F-FGA는 중뇌동맥 폐색 마우스 모델에서 동측성 대뇌반구(ipsilateral cerebral hemisphere)의 뇌졸중 부위에 축적된다. HMPAO/SPECT의 해당 관류 영상에 따르면 뇌졸중 부위는 흡수가 부족하지만 대측 대뇌반구(contralateral cerebral hemisphere)는 정상 흡수이다.

따라서 본 연구는 완충된 산화 조건을 이용하여 상업적으로 입수가능한 ¹⁸F-FDG를 전환하여 ¹⁸F-FGA를 합성할 수 있음을 보여준다. 이러한 조건은 ¹⁸F-FGA의 전용 전구체의 필요없이도 임상적으로 유용한 제품을 생산하기 위한 신속한 정제와 공정에 도움이 된다. 또한 ISO-유도된 손상의 래트 모델에서 심근 손상을 영상화하는 데 ¹⁸F-FGA의 효용성을 제시했다. ¹⁸F-FGA 흡수는 건강한 래트의 심장에서는 감지할 수 없었지만 ISO-처리된 래트에서는 축적이 명확하였다. FDG와 MIBI에 비해 FGA는 래트에서 대조군과 이소프로테레놀-유도된 심근손상 사이를 보다 명확하게 설명할 수 있다. MI를 정확하고 조기에 발견하는 것이 환자 치료에 미치는 영향이 심대하기 때문에 명확한 진단이 지극히 중요하다. ¹⁸F-FDG 및 ^99mTc-세스타미비와 같은 임상적으로 사용되는 진단 약물에 비해 ¹⁸F-FGA는 손상된 심근으로부터 건강한 상태를 묘사하는 데 더 나은 성과를 보였다. 통제된 실험은 관류 영상화를 위한 새로운 PET 약물(Flurpiridaz 및 BFPET)의 역할을 더욱 밝혀낼 것이지만, 온전한 관류에서 알 수 있는 바와 같이 심근 생존성의 영상화가 MI에서 재혈관신행 또는 치료의 임상 결과를 항상 예측할 수 있었던 것은 아니다. 여기 개시된 경색-아비드 제제 ¹⁸F-FGA는 PET에 의한 관류 영상화에서 보완하거나 대체할 진보된 것이다. 우리가 아는 한 ¹⁸F-FGA는 관류제(Perfusion Agent)를 이용한 간접 영상화에 대해 PET에 의한 괴사를 직접 영상화하는 용도의 최초의 제제이다.

전술한 바에 따라, 본 발명은 적어도 하기의 비-제한적인 구체예들에 관한 것이다:

1 절. 적어도 하나의 구체예에서 본 발명은 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F-FGA), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 영상화제를 포함한다.

2 절. 약학적으로-허용가능한 담체, 희석제, 비히클(vehicle) 또는 부형제에 배치된 청구항 1의 영상화제를 포함하는 조성물.

3 절. 개체의 양전자 방출단층 촬영(PET: positron emission tomography) 방법으로서: 2-데옥시-2-[¹⁸F] 불화글루카르산 (¹⁸F-FGA), 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 영상화제를 개체에 투여하는 단계; 영상화제를 개체의 괴사를 포함하는 것으로 의심되는 조직 내로 침투되도록 허용하는 단계; 및 괴사를 포함하는 것으로 의심되는 조직의 PET 영상을 수집하는 단계를 포함하는 방법.

4 절. 3절에 있어서, 임의의 양의 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스(¹⁸F-FDG)로부터, ¹⁸F-FGA, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 투여 단계는 ¹⁸F-FGA 제조 후 약 3시간 이내에 발생하는 것인 방법.

5 절. 3절 또는 4절에 있어서, 상기 개체는 암, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상, 또는 심근경색으로 인한 조직 손상을 갖는 것으로 의심되는 것인 방법.

6 절. 3-5절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 조직은 심근, 뇌, 유방, 전립선, 결장, 신장, 비장, 사지, 및 폐로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

7 절. 3-6절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 영상화제는 바람직하게는 괴사에서 축적되는 것인 방법.

8 절. PET 영상화에 사용하기 위한 방사성약물을 제조하는 방법으로서 임의의 양의 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스 (¹⁸F-FDG)를 산화제 및 알칼리 완충제와 조합하여 반응 혼합물을 형성시키는 단계; 및 상기 반응 혼합물을 약 10분 미만의 기간동안 반응시켜 실질적으로 모든 ¹⁸F-FDG를 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F-FGA)으로 전환시키는 단계를 포함하는방법.

9 절. 8절에 있어서, 상기 산화제는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실(TEMPO: 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl), 4-히드록시-TEMPO, TEMPO 메타크릴레이트4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 4-아세트아미도-TEMPO, 4-카르복시-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO 벤조에이트4-(2-요오도아세트아미도)-TEMPO, 4-말레이미도-TEMPO, 4-이소티오시아네이토-TEMPO, 4-(2-브로모아세트이미도)-TEMPO, 4-메톡시4-시아노-TEMPO, 4-포스포노옥시-TEMPO 하이드레이트, 2,2,6,6-테트라메틸-4-(메틸설포닐옥시)-1-피페리디노옥시, 과산화수소, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼슘, 오존, 질산, 과망간산염 화합물, 할로겐, 금속-촉매 산화제, 금 나노입자, 퍼옥시다아제 활성을 모방한 나노입자를 모방한 나노입자, 글루코오스 옥시다아제, 및 글루코오스-산화 효소 또는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

10 절. 8 또는 9절에 있어서, 상기 알칼리 완충제는 완충제는 약 9 내지 약12의 pH 범위에서 완충능력을 가지는 것인 방법.

11 절. 8-10절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 반응단계는 약 0 ℃ 내지 약 25 ℃ 범위의 반응온도에서 일어나는 것인 방법.

12 절. 8-11절 중 어느 하나의 절에 있어서, ¹⁸F-FDG를 ¹⁸F-FGA로 전환시킨 후에 반응혼합물에 산을 첨가여 반응 혼합물의 pH를 약 6.5 내지 약 7.5의 pH 범위로 변화시키는 단계를 포함하는 것인 방법.

13 절. 8-12절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 산화제는 유리 화합물이거나, 또는 비드, 수지, 또는 폴리머에 연결된 것인 방법.

14 절. 8-13절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 반응 혼합물은 반응 개시제를 더 포함하는 것인 방법.

15 절. 14절에 있어서, 상기 반응 개시제는 하이포아염소산나트륨 (NaOCl) 및 하이포아염소산칼슘 (Ca(ClO)₂으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

16 절. 8-15절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 반응 혼합물은 반응 촉진제를 더 포함하는 것인 방법.

17 절. 16절에 있어서, 상기 반응 촉진제는 브롬화나트륨(NaBr) 및 브롬화칼륨(KBr)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.

18 절. 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F-FGA)를 제조하기 위한 키트로서, (1) 산화제, (2) 반응 개시제, (3) 반응 촉진제, 및 (4) 알칼리 완충제; 및 임의의 양의 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스(¹⁸F-FDG) 를 산화제, 반응개시제, 반응촉진제, 및 완충제와 조합하여 ¹⁸F-FGA를 제조하기 위한 지시사항을 포함하는 키트.

19 절. 18절에 있어서, ¹⁸F-FDG를 함유하는 용기를 더 포함하는 것인 키트.

20 절. 18 또는 19절에 있어서, 상기 산화제, 반응 촉진제, 및 완충제는 제1 용기에 배치되고, 반응 개시제는 제2 용기에 배치되는 것인 키트.

21 절. 18-20절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 산화제, 반응 촉진제, 완충제, 및 반응 개시제는 분리된 용기들에 배치되는 것인 키트.

22 절. 18-21절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 알칼리 완충제는 약 pH 9 내지 약 pH 12의 범위에서 완충능력을 가지는 것인 키트.

23 절. 18-22절 중 어느 하나의 절에 있어서, 반응 혼합물을 약 6.5 내지 7.5 범위의 pH로 중화시킬 수 있는 산을 더 포함하는 것인 키트.

24 절. 18절-23절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 산화제는 4-히드록시-TEMPO, TEMPO 메타크릴레이트, 4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 4-아세트아미도-TEMPO, 4-카르복시-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO 벤조에이트, 4-(2-요도아세트아미도)-TEMPO, 4-말레이미도-TEMPO, 4-이소티오시아네이토-TEMPO, 4-(2-브로모아세트아미도)-TEMPO, 4-메톡시-TEMPO, 4-시아노-TEMPO, 4-아미노-4-카르복시-TEMPO, 4-포스포노옥시-TEMPO 수화물, 및 2,2,6,6-테트라메틸-4-(메틸술포닐옥시)-1-피페리디노옥시, 과산화수소, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼슘, 오존, 질산, 과망간산염 화합물, 할로겐, 금속 촉매 산화제, 금 나노입자 퍼옥시다아제 활성을 모방한 나노입자를 모방한 나노입자, 글루코오스 옥시다아제, 및 글루코오스-산화효소 또는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 키트.

25 절. 18-24절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 반응 개시제는 하이포아염소산나트륨 (NaOCl) 및 하이포아염소산칼슘 (Ca(ClO)₂으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 키트.

26 절. 18-25절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 반응 촉진제는 브롬화나트륨(NaBr) 및 브롬화칼륨(KBr)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 키트.

27 절. 18-26절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 산화제는 유리 화합물이거나, 또는 비드, 수지, 또는 폴리머에 연결된 것인 키트.

28 절. 18-27절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 지시사항은 패키지 삽입물로서 제공되는 것인 키트.

29 절. 18-28절 중 어느 하나의 절에 있어서, 상기 지시사항은 인터넷 주소uniform resource locator) 또는 웹주소를 통해 키트의 사용자에 의해 가상으로 접근가능한 것인 키트.

30절. 18-29절 중 어느 하나의 절에 있어서 상기 지시사항은 개체에 ¹⁸F-FGA를 투여하기 위한 지시사항을 포함하는 것인 키트.

31 절. 18-30절 중 어느 하나의 절에 있어서적어도 하나의 박막 크로마토그래피(thin layer chromatography) 스트립을 포함하는 것인 키트.

32 절. 18-31절 중 어느 하나의 절에 있어서, TLC 용매를 포함하는 것인 키트.

본 발명은 특정 구체예들의 양상을 보다 완전히 이해되고 인식할 수 있도록 이들과 관련하여 본원에서 설명되었으나, 본 발명이 이러한 특정 구체예들에 제한되도록 의도한 것이 아니다. 반대로, 모든 대안, 변형, 및 동등한 것들이 본원에 개시된 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서, 특정 구체예들을 포함하는 상술한 실시예는 본 발명의 발명적 개념의 실시를 설명하는 역할을 할 것이고, 이는 도시된 세부사항들은 단지 예로서, 특정 구체예에 대한 설명을 목적으로 한 것이고, 본 발명의 원리 및 개념적 측면뿐만 아니라, 절차를 가장 유용하고 쉽게 이해할 수 있는 것으로 여겨지는 것을 제공하는 명분으로 제시된다. 본원에 개시된 다양한 조성물의 제제, 본원에 개시된 방법 또는 본원에 개시된 방법의 단계 또는 단계의 순서에 있어 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변화가 만들어 질 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 구체예들은 하기 본원 청구범위에 개시되지만, 본 발명이 이들 특정 청구항들에 제한되도록 의도된 것이 아니다.

Claims (31)

1. 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 영상화제(imaging agent).
2. 청구항 1에 있어서, 괴사 조직에 국부적으로 존재할 수 있는 것으로 추가적으로 규정되는 영상화제.
3. 청구항 1 또는 청구항 2의 영상화제를 포함하는 조성물로서, 상기 영상화제는 약학적으로 허용 가능한 담체, 희석제, 비히클, 또는 부형제에 배치된 양전자 방출단층 촬영(PET) 영상화용 조성물.
4. PET 영상화에 사용하기 위한 방사성 약물을 제조하는 방법으로서:
   임의의 양의 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스 (¹⁸F-FDG)를 산화제, 반응 개시제, 반응 촉진제, 및 알칼리 완충제와 조합하여 반응 혼합물을 형성시키는 단계로서, 상기 반응 개시제는 하이포아염소산나트륨 (NaOCl) 및 하이포아염소산칼슘 (Ca(ClO)₂)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 반응 촉진제는 브롬화나트륨(NaBr) 및 브롬화칼륨(KBr)으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 산화제는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실(TEMPO), TEMPO 유도체로서 4-히드록시-TEMPO, TEMPO 메타크릴레이트, 4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 4-아세트아미도-TEMPO, 4-카르복시-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO 벤조에이트, 4-(2-요오도아세트아미도)-TEMPO, 4-말레이미도-TEMPO, 4-이소티오시아네이토-TEMPO, 4-(2-브로모아세트아미도)-TEMPO, 4-메톡시-TEMPO, 4-시아노-TEMPO, 4-아미노-4-카르복시-TEMPO 및 4-포스포노옥시-TEMPO 하이드레이트로 이루어진 군에서 선택되거나, 2,2,6,6-테트라메틸-4-(메틸설포닐옥시)-1-피페리디노옥시, 과산화수소, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼슘, 오존, 질산, 과망간산염 화합물, 할로겐, 금속-촉매 산화제, 금 나노입자, 글루코오스 옥시다아제, 및 글루코오스-산화 효소 또는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, 상기 완충제는 9 내지 12의 pH 범위에서 완충 능력을 가지는 것인 단계; 및
   상기 반응 혼합물을 10분 미만의 기간 동안 pH를 모니터하고 조정할 필요 없이 반응시켜 이에 의해 ¹⁸F-FDG를 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화글루카르산(¹⁸F-FGA)로 전환시키는 단계를 포함하는 방법.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 반응 단계는 0 ℃ 내지 25 ℃ 범위의 반응 온도에서 일어나는 것인 방법.
6. 청구항 4에 있어서, ¹⁸F-FDG를 ¹⁸F-FGA로 전환시킨 후에 반응 혼합물에 산을 첨가하여 반응 혼합물의 pH를 6.5 내지 7.5의 pH 범위로 변화시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
7. 청구항 4에 있어서, 상기 산화제는 유리 화합물(free compound)이거나, 또는 비드, 수지, 또는 폴리머에 연결된 것인 방법.
8. 청구항 1 또는 청구항 2의 영상화제를 제조하기 위한 키트로서, (1) 산화제, (2) 반응 개시제, (3) 반응 촉진제, 및 (4) 알칼리 완충제; 및 임의의 양의 2-데옥시-2-[¹⁸F]불화-D-글루코오스(¹⁸F-FDG)를 상기 산화제, 상기 반응 개시제, 상기 반응 촉진제, 및 상기 완충제와 10분 미만의 기간 동안 pH를 모니터하고 조정할 필요 없이 조합하여 영상화제를 제조하기 위한 지시사항(instructions)을 포함하는 키트로서, 상기 반응 개시제는 하이포아염소산나트륨 (NaOCl) 및 하이포아염소산칼슘 (Ca(ClO)₂)으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 반응 촉진제는 브롬화나트륨(NaBr) 및 브롬화칼륨(KBr)으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 산화제는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실(TEMPO), TEMPO 유도체로서 4-히드록시-TEMPO, TEMPO 메타크릴레이트, 4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 4-아세트아미도-TEMPO, 4-카르복시-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO 벤조에이트, 4-(2-요오도아세트아미도)-TEMPO, 4-말레이미도-TEMPO, 4-이소티오시아네이토-TEMPO, 4-(2-브로모아세트아미도)-TEMPO, 4-메톡시-TEMPO, 4-시아노-TEMPO, 4-아미노-4-카르복시-TEMPO 및 4-포스포노옥시-TEMPO 하이드레이트로 이루어진 군에서 선택되거나, 2,2,6,6-테트라메틸-4-(메틸설포닐옥시)-1-피페리디노옥시, 과산화수소, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼슘, 오존, 질산, 과망간산염 화합물, 할로겐, 금속-촉매 산화제, 금 나노입자, 글루코오스 옥시다아제, 및 글루코오스-산화 효소 또는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고, 상기 완충제는 9 내지 12의 pH 범위에서 완충 능력을 가지는 것인 키트.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 반응 혼합물을 6.5 내지 7.5 범위의 pH로 중화시킬 수 있는 산을 더 포함하는 키트.
10. 양전자 방출 단층촬영(PET: positron emission tomography) 영상화 방법에 사용하기 위한 영상화제로서, 상기 영상화제는 청구항 1 또는 청구항 2의 영상화제를 포함하는 것이며, 상기 방법은 다음을 포함하는 영상화제:
    상기 영상화제를 개체에 투여하는 단계;
    상기 영상화제를 개체의 괴사를 포함하는 것으로 의심되는 조직 내로 침투되도록 허용하는 단계; 및
    괴사를 포함하는 것으로 의심되는 조직의 PET 영상을 수집하는 단계.
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