KR920005495B1 - 다중치환된 골격을 갖는 금속 킬레이트-단백질 결합체 - Google Patents

Abstract

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Description

다중치환된 골격을 갖는, 금속 킬레이트-단백질 결합체

본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징 및 여러가지 부수적인 잇점들은 일반식(1)로 표시되는 화합물의 제조를 위한 첨부 도면 및 이하 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

제1도는 R₁이 파라-니트로벤질이고, R_3,4가 본 명세서에 기재된 것과 같은 아릴/알킬기인 다중치환된 디에틸렌트리아민 제조를 위한 반응식을 나타낸 것이다. R_3,4가 메틸기인 경우, 반응식 중의 디에틸렌트리아민 생성물은 표 1의 화합물(d)이다.

제2도는 PG가 보호기(하기 참조)를 나타내고, R 및 R'가 파라-니트로벤질 또는 각각 본 명세서에 기재된 것과 같은 아릴/알킬기인 다중치환된 디에틸렌트리아민 제조를 위한 반응식을 나타낸 것이다. R이 파라-니트로벤질이고, R'가 메틸인 경우, 생성물 디에틸렌트리아민은 표 1의 화합물(a)이다. R이 메틸이고, R'가 파라-니트로벤질인 경우, 생성물 디에틸렌트리아민은 표 1의 화합물(c)이다.

제3도는 PG가 보호기(이하 참조)이고, R이 파라-니트로벤질이고, R', R"가 본 명세서에 기재된 것과 같은 알킬/아릴기 또는 수소인 다중치환된 디에틸렌트리아민 제조를 위한 반응식을 나타낸 것이다. R'가 수소이고, R"가 메틸인 경우, 생성물 디에틸렌트리아민은 표 1의 화합물(b)이다.

본 발명은 금속 킬레이트 및 금속 킬레이트-단백질 결합체(conjugate) 형성에 관한 것이다.

당 업계에 있어서, 진단 및 치료 목적을 위한 금속 킬레이트 및 금속 킬레이트-단백질 결합체 형성 방법에 대한 관심은 계속되어 왔다. 그 중에서 대표적인 킬레이트 결합체 형태 및 결합체 형성 방법이 미합중국 특허 제4,454,106호, 동 제4,472,509호, 동 제4,339,426호에 기재되어 있다. 이러한 결합체 중의 일례는 금속 킬레이트-모노클로날(monoclonal) 항체 결합체이다. 항체 단편, 폴리클로날(polyclonal)항체, 항원, 혈액 단백질, 또는 혈액 임파구 또는 다른 세포에 결합된 단백질을 포함하는 기타 단백질도 또한 결합체 형성에 사용될 수 있다.

단백질과 결합시키기 위한 이관능성 금속 킬레이트의 합성법에서는 아미노산 아미드를 에틸렌디아민으로 환원시킴으로써 할로아세트산과의 알킬화에 의해 이관능성 에틸렌디아민테트라 아세트산(EDTA) 킬레이트로 전환되는 일치환된 유도체를 형성한다 [예(Yeh) 등, Anal.Biochem., 100 : 152(1979년) 참조]. 마찬가지로, 일치환된 디에틸렌트리아민은 에틸렌디아민을 아미노산 에스테르와 반응시키고, 생성된 아미드 카르보닐을 환원시킴으로써 합성된다[브레츠빌(Brechbiel)등, Inorg.Chem., 25 : 2772-2781(1986년) 참조]. 디에틸렌트리아민을 할로아세트산으로 알킬화시키면 일치환된 이관능성 디에틸렌트리아민 펜타아세트산(DTPA) 킬레이트가 생성된다.

다른 이관능성 DTPA 합성법에서는 DTPA 또는 EDTA 카르복실레이트를 클로로포르메이트 에스테르와 반응시켜 반응성 무수물을 형성한다[크레즈카렉(Krejcarek) 등, Biochem.Biophys. Res. Commun., 77 : 581(1977년) 참조]. 이관능성 킬레이트로서 사용된 DTPA의 이무수물은 모(母) DTPA를 탈수시킴으로써 제조된다[나토비치(Hnatowich)등, Int.J.Appl.Rad.Isot., 33 : 327(1982년)참조]. 또한 1번 탄소가 일치환된 EDTA 킬레이트를 사용함으로써, 시험관내에서 킬레이트로부터의 금속 방출을 비치환 EDTA 킬레이트에서 보다 더 양호하게 지연시키는 방법이 보고되어 있다[미어레스(Meares) 등, Anal.Biochem., 142 : 68(1984년) 참조].

일반적으로, 선행 기술에서는 일치환된 이관능성 EDTA 또는 DTPA 킬레이트 또는 DTPA 무수물을 단백질과 혼합하고, 이어서 킬레이트될 금속과 반응시킴으로써 금속-단백질 킬레이트 결합체를 형성하였다[크레즈카렉 등, Biochem.Biophys.Res. Commun., 77 : 581(1977년), 브레츠빌 등, Inorg.Chem., 25 : 5783(1986년) 참조]. 생체내의 종양 표적 부위를 이러한 방법들에 의해 제조된 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체로 이미지화하는 방법이 보고되어 있다[카우(Khaw)등, Science, 209 : 295(1980년), 쉐인버그(Sheinberg)등, Science, 215 : 1511(1982년)참조]. 또한, 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체를 사용하여 인체의 암을 생체내 진단하는 방법이 보고되어 있다[레인스버리(Rainsbury)등, Lancet., 2 : 694(1983년) 참조]. 그러나, 치료 목적을 위해 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체의 특성을 종양 국재화에 이용하려고 시도하였으나 일반적인 용도를 발견하지 못하였다. 그 이유는 부분적으로 금속, 특히 방사성 금속염인 경우, 생체내에서 금속이 금속 킬레이트 결합체로부터 방출될 수 있고(또한 자주 방출되고), 결합체가 우발적으로 결합된 금속을 엄격하게 정화한 것일지라도, 골수 등에 바람직하지 못한 독성 방사성 핵종의 농축물이 형성될 수 있기 때문이다.

우발적으로 결합된 금속의 금속 킬레이트-단백질 결합체를 정제하는 방법이 미합중국 특허 제4,472,509호에 기재되어 있다. 브레츠빌 등은 Inorg.Chem., 25(1986년)에서, 방사성 금속을 모노클로날 항체에 강하게 결합시키기 위한 매우 강한 금속 킬레이트의 사용 및 종양 국재화를 극대화하고, 비표적 조직으로의 도출을 최소화하기 위한 결합체의 엄격한 정제에 대한 중요성을 논하였다. 금속 킬레이트 결합 폴리클로날 항체로부터 쥐의 생체내에 방출된 잠재적인 치료 효과가 있는 방사성 핵종의 부적합한 국재화는 인체에서의 치료 연구를 배제해왔다[본(Vaughn)등, EIR-Bericht., 78(1986년)참조]. 또한, 치료하기 위해 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체로 주사된 방사성 금속의 뼈 흡수는 생체내에서 증가되는 것으로 보고되어 있다[나토비치 등, J. Nucl.Med., 26 : 503(1985년)참조]. 인체에 있어서 방사성 금속과 킬레이트된 폴리클로날 항체의 치료 가능 투여량은 골수 독성에 의해 제한되어 왔다[오더(Order)등, Int.J.Rad.Oncol., 12 : 277(1986년) 참조].

이상의 사실로부터, 금속을 단백질에 강하게 결합시켜 금속 방출을 최소화하고, 금속을 생체내의 표적 부위로 고도의 선택성을 갖고 도출시킬 수 있는 보다 효과적인 금속 킬레이트 단백질 결합체에 대한 요구가 계속되어 왔음을 명백히 알 수 있다.

발명의 요약

따라서, 본 발명의 목적은 신규한 다중치환된 디에틸렌트리아민을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신규한 다중치환된 이관능성 디에틸렌트리아민펜타아세트산 킬레이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 신규한 킬레이트-단백질 결합체를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 신규한 금속 킬레이트 단백질 결합체를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적 및 잇점은 본 발명의 상세한 설명이 진행되면서 명백해질 것이다.

특별히 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용된 모든 기술 용어 또는 과학 용어는 본 발명이 속하는 당업계에서 통상의 기술을 가진자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 갖는다. 본 명세서에 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법과 재료를 본 발명을 실시하거나 시험하는데 사용할 수 있지만, 본 명세서에는 보다 적합한 방법 및 재료를 기재하였다. 이하의 모든 문헌은 참고로 본 명세서에 기재하였다.

본 발명의 일면은 탄소 골격이 다중치환되고, 적어도 2개의 치환체를 갖는 디에틸렌트리아민의 합성에 관한 것이다. 이 합성은 적당히 치환된 알파 아미노산 아미드를 치환 아미노산과 카르보디이미드 커플링시키고, 이어서 생성된 아미드를 트리아민으로 환원시킴으로써 행해진다.

본 발명의 다른 면에 의하면, 적당히 치환된 알파 아미노산과 치환 알파 아미노 옥심을 축합시키고, 이어서 환원시킴으로써 목적하는 트리아민이 얻어진다.

본 발명의 또다른 면은 탄소 골격상에 적어도 2개의(다중치환된) 측쇄(이들 중 1개는 니트로 치환체를 함유함)로 치환된 디에틸렌트리아민펜타아세트산으로 되는 특히 유용한 이관능성 킬레이트류에 관한 것이다. 이러한 킬레이트는 적당히 다중치환된 디에틸렌트리아민의 할로산 알킬화에 의해 제조할 수도 있다.

다른 면에 있어서, 본 발명은 탄소 골격상에 니트로, 아미노 또는 이소티오시아네이트 또는 N-히드록시숙신이미드 에스테르 치환체를 함유하는 1개의 측쇄를 갖는 적어도 2개의 치환체에 의해 치환된 일련의 디에틸렌트리아민펜타아세트산 킬레이트에 관한 것이다.

또다른 면에 있어서, 본 발명은 탄소 골격상에 적어도 2개의 치환체로 일련의 디에틸렌트리아민펜타아세트산 킬레이트의 단백질 결합체에 관한 것이다.

본 발명의 또다른 면에 의하면, 탄소 골격상에 수소가 아닌 적어도 2개의 치환체로 치환된 일련의 디에틸렌트리아민펜타아세트산 킬레이트 또는 금속 킬레이트를 단백질에 결합시킴으로써 형성된 금속 킬레이트 결합 단백질이 기대된다.

더욱 구체적으로, 본 발명은 생물학적 활성 및 특이성을 보유하고, 우발적으로 결합된 금속이 실질적으로 없고, 생체내에서 선행 기술에 의한 결합체보다 더 양호하게 단백질에 결합된 금속을 보유하는 금속 킬레이트 결합 단백질, 특히 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체 또는 항체 단편을 제공한다. 생체내에서 방출되는 금속은 혈액중에 존재하는 트란스페린, 메탈로티오넨 또는 기타 금속 결합 단백질(예, 페리틴)에 의해 결합될 수 있다. 이와 같은 금속들은 종종 순환계 중에 장시간 동안 보유되며, 세망내피조직(RES)의 여러 가지 기관, 뼈, 골수 또는 신장으로 전달된다. 이와 같이 전달된 금속은, 간, 지라, 신장, 뼈 또는 골수에 농축된다. 방사성 금속이 랜덤하게 장시간 순환되거나, 간, 신장, 뼈, 골수 또는 지라와 같은 비표적 기관중에 농축되는 것은 명백히 매우 부적합하다. 본 발명의 목적은 이와 같은 심각한 문제점을 경감시키는 것이다.

금속, 특히 방사성 금속을 단백질에 결합시키는데 유용한 것으로 알려진 다수의 이관능성 킬레이트는 진단에 사용하기 위해 금속을 생체내에 적당히 유지시킬수 있을 만큼 충분히 강하지 못하다. 따라서, 인듐의 이관능성 EDTA 착물은 인듐의 무수물 결합 DTPA 착물에서와 같이 생쥐 모델에서 탈금속된다(브레츠빌 등, Inorg. Chem, 25(1986년) 참조].

선행 기술의 DTPA 함유 단백질 결합체에서는 DTPA를 DTPA의 카르복실레이트기를 통하거나 또는 DTPA의 질소에 결합된 측쇄상의 관능기를 통해 커플링시켜 왔다. 이러한 킬레이트는 본 발명의 골격이 다중치환된 킬레이트 만큼 안정하지 못하다. 골격이 다중 치환된 DTPA를 또한 단백질과도 커플링시켰으나, 이 킬레이트의 이트륨 및 비스무트 착물은 본 발명의 킬레이트들의 착물 만큼 안정하지 못하였다.

본 발명의 적합한 실시 태양 및 상세한 설명은 하기 설명에서 제공되고, 추가적인 용도는 첨부 실시예에서 서술한다.

본 발명의 적합한 실시 태양

본 발명에 의하면, 이관능성 킬레이트는 구조의 일부분으로서 킬레이트 골격의 탄소 원자에 결합되어 킬레이트로부터 금속이 방출되는데 필요한 킬레이트 구조의 형태상의 열림을 입체구조적으로 방해하는데 기여하는 측쇄를 갖는다. 여러가지 측쇄 중 임의의 것을 사용할 수 있으며, 그 선택은 당업계에서 통상의 기술을 가진 자에 달렸다. 측쇄는 탄소-탄소 연쇄 또는 탄소-에테르 연쇄 등을 포함할 수 있다. 탄화수소 측쇄가 적합하다. 예를 들면 에테르 연쇄 중에 헤테로 원자가 존재할 경우, 이들은 사슬 길이 결정을 위해 탄소 원자로서 계산된다. 이러한 구조에는 제한없이 1 내지 약 15의 탄소원자수를 갖는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소프로필렌 등과 같은 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 1 내지 약 15의 탄소 원자수를 갖는 에텐, 프로펜, 부텐 등과 이들의 이성질체를 포함하는 직쇄 또는 분지쇄 알켄기, 페닐, 디페닐, 나프틸 등을 포함하는 아릴기 및 1개 이상의 분지쇄 또는 직쇄 알킬기 중에 1 내지 약 15의 탄소 원자수를 갖는 벤질, 페닐에틸렌, 페닐프로필렌 등과 같은 알킬아릴기가 포함된다. 측쇄에는 반드시 반응성기, 특히 수소 및 수소화물 시약에 의해 용이하게 환원되는 기가 없어야 한다. 적합한 측쇄로서는 5이하의 탄소 원자수를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알칸, 벤질 및 페닐 에틸렌을 들 수 있다. 가장 적합한 측쇄는 표 2 및 일반식(2), (3)에 나타낸 바와같이 메틸기이다.

본 발명의 이관능성 킬레이트는 이들의 분자 구조의 다른 부분에 킬레이트 골격의 탄소 원자에 결합된 반응성 관능기를 갖고, 단백질의 아미노산 잔기와 직접 반응하여 공유 결합을 형성하는 치환체를 갖는다. 이와 같은 반응성 관능기로서는 이소티오시아네이트, N-히드록시숙신이미드 에스테르 및 할로아세트아미드를 들수 있다. 본 발명을 실시함에 있어서, 반응성 관능기는 킬레이트 골격에 직접 결합되거나 또는 광범위한 여러가지 측쇄를 통해 결합되어도 좋다. 광범위한 여러가지 측쇄 중의 어느것을 사용해도 좋으며, 그 선택은 당업계의 숙련자에 달렸다. 탄화수소 측쇄가 적합하다. 예를 들면, 에테르 연쇄중에 탄소 골격을 단속하는 헤테로 원자가 존재할 경우, 이들은 사슬 길이 결정상 탄소 원자로서 계산될 수 있다. 이와같은 구조에는 제한없이 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소프로필렌 등과 같은 1 내지 약 15의 탄소 원자수를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기, 에텐, 프로펜, 부텐 등과 이들의 이성질체를 포함하는 1 내지 약 15의 탄소 원자수를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알켄기, 페닐, 디페닐, 나프틸 등을 포함하는 아릴기 및 벤질, 페닐에틸렌, 페닐프로필렌 등과 같은 1개 이상의 분지쇄 또는 직쇄 알킬기 중에 1 내지 약 15의 탄소 원자수를 갖는 알킬아릴기 등이 포함된다. 이 측쇄의 본질적인 목적은 단지 킬레이트와 관능기 사이의 안정한 고리로서 작용한다. 측쇄는 본질적으로 상기한 것과 같은 소정의 관능기 이외의 반응성기가 없어야 한다. 적합한 측쇄로서는 치환된 직쇄 알칸, 벤질 및 페닐에틸렌을 들 수 있다. 본 발명의 적합한 면에 있어서, 일반식(2), (3)으로 표시되는 다중치환된 DTPA 유도체의 제조시 중간체로서는 표 1의 치환체들을 갖는 일반식(1)로 표시되는 구조의 디에틸렌트리아민이 바람직하다.

적합한 킬레이트는 일반식(2)로 표시된다.

일반식(2)에서, X는 적합하기로는 할로아세트아미드, 이소티오시아네이트 또는 N-히드록시숙신이미드이고, R₁-R₄, R₁'-R₄'는 이성질체 구조 또는 교환에 관계없이 H 또는 5 이하의 탄소 원자수를 갖는 알킬기이고, n은 n≤5이다.

본 발명의 다른 적합한 면으로서, X, R₁-R₄, R₁'-R₄' 및 n이 일반식(2)에서와 같은 의미를 갖는 일반식(3)으로 표시되는 구조의 킬레이트가 바람직하다.

본 발명의 가장 적합한 실시 형태는 치환체들이 표 2에 나타낸 것과 같은 일반식(2) 및 (3)의 화합물이며, 화합물 2(a), 2(b), 3(c) 및 (2d)라고 칭한다.

[표 1]

[표 2]

킬레이트의 탄소 골격 구조에 반응성 측쇄의 도입에 관해서는 선행기술에 기재되어 있다[미어레스 등, Anal.Biochem., 142 : 68(1984년) 참조].

본질적으로 모든 DTPA 합성에서는 끝에서 2번째의 반응 단계로서 모 디에틸렌트리아민의 알킬화 단계를 갖는다. 따라서, 탄소 골격이 다중치환된 DTPA의 제조 방법은 모 디에틸렌트리아민의 제조로 압축된다.

종래의 치환 디에틸렌트리아민 제조 방법을 제1도에 예시한다. 이 방법은 아미노산 에스테르를 에틸렌디아민과 반응시키고, 이어서 디에틸렌트리아민으로 환원시키는 것으로 된다.

제1도의 반응은 R이 파라-니트로벤질이고, R₃, R₄가 메틸인 표 1의 신규 화합물 1(d)를 제공하는데 사용할 수 있다. 이 반응식에 따르면, 2, 3-디아미노부탄을 p-니트로벤질알라닌 메틸 에스테르와 반응시키고, 생성물을 디보란으로 환원시킴으로써 2(d)의 모 디에틸렌트리아민을 얻을 수 있다. 2(d)를 제조하기 위해 모 디에틸렌트리아민중의 질소를 브로모아세트산으로 알킬화하고, 이어서 수소를 사용하여 니트로기를 접촉 환원시키고, 생성된 아민을 티오포스겐과 반응시킨다.

그러나, 제1도의 방법을 사용하여 표 2의 화합물 2(a) 및(또는) 2(b)를 제조하는 경우, 1, 2-디아미노프로판과 p-니트로페닐알라닌 메틸 에스테르를 반응시키고, 이어서 상기 패러그래프의 환원, 알킬화, 환원 및 티오카르보닐화 단계를 거치면, 기하 이성질체로서 화합물 2(a)와 2(b)의 혼합물이 얻어진다. 이성질체의 분리는 현재 이용할 수 있는 방법에 의해서는 실행할 수 없다. 제1도의 방법을 변형하지 않고는 단리된 순수한 2(a)와 2(b) 샘플을 제조할 수 없다.

2(a)와 2(b)를 제약적으로 사용하기 위해서는 순수한 샘플이 필요하기 때문에, 다중 치환된 DTPA의 모디에틸렌트리아민을 제조하기 위해 제2, 3도에 나타낸 신규 방법이 발명되었다.

제2도의 방법에 의하면, 화합물(a)를 제조하기 위해서는 아미노 보호 알파 아미노산(이 경우, t-부틸옥시카르보닐-p-니트로페닐알라닌)은 적당한 시약을 사용하여 카르복실레이트를 활성화시킴으로써 아미노산 아미드(이 경우, 알라닌아미드)에 커플링시킨다. 이러한 시약은 당업계에 공지되어 있으며, 특히 1, 3-디시클로헥실 카르보디이미드 또는 다른 카르보디이미드류, 카르복시카르본산 에스테르, 혼합 무수물 등이 적합하다. 커플링 생성물은 이어서 트리플루오로아세트산 또는 다른 탈보호용 시약을 사용하여 탈보호시키고, 이어서 디보란으로 환원시켜서 2(a)의 모 디에틸렌트리아민을 얻는다. 표준 알킬화, 환원 및 티오카르보닐화 단계는 기하학적으로 순수한 2(a)를 제공한다. 화합물3(c)는 유사한 경로를 통해 제조할 수 있다.

2(b)의 모 디에틸렌트리아민을 제조하기 위해서 제3도의 신규합성법을 발명하였다. 제3도에 나타낸 방법에 의하면, 아미노 보호알파 아미노산, 즉 t-부틸옥시카르보닐-p-니트로페닐알라닌은 적당한 시약으로 카르복실레이트를 활성화시킴으로써 알파 아미노 케톤(이 경우, 아미노아세톤)에 커플링된다. 유용한 커플링제는 당 업계에 공지되어 있으며, 특히 1, 3-디시클로카르복실-카르보디이미드 또는 다른 카르보디이미드류, 카르복시카르본산 에스테르, 혼합 무수물 등이 적합하다. 이어서, 케톤 생성물을 메톡실아민과 반응시킴으로써 대응하는 메틸옥심 에테르로 전환시킨다. 생성된 옥심을 탈보호 및 환원시켜서 2(b)의 모 디에틸렌트리아민을 얻는다. 알킬화, 환원 및 티오카르보닐화의 일련의 표준 반응 결과, 기하학적으로 순수한 2(b)가 생성된다. 물론, 제3도에 나타낸 반응 및 후속 단계들도 또한 아미노아세톤을 3-아미노-2-부타논으로 대체할 경우 화합물 2(d)의 제조에 사용할 수 있다. 편의상, 알파 아미노케톤류는 제3도의 커플링 단계에 앞서 메톡실아민 등으로 처리함으로써 그들의 알킬 옥심에테르, 적합하기로는 메틸에테르로 전환될 수 있다.

식(2) 및 (3)의 티오시아네이트 킬레이트와 표 2의 킬레이트들을 결합시키는 방법은 당 업계에 공지 및 기재되어 있다(브레츠빌 등의 상기 문헌 참조).

금속 킬레이트 단백질 결합체에 사용하기 위한 단백질의 선택은 결정적인 것은 아니다. 임의의 바람직한 단백질을 사용하여 결합체를 형성할 수 있다. 물론, 모노클로날 항체는 종종 진단 및 치료 목적모두를 위한 금속 킬레이트 단백질 결합체를 형성하는데 적합한 단백질로서 선택된다. 다른 적합한 단백질로서는 폴리클로날 항체, 항원, 혈액 단백질 등이 있다. 일반적으로, 킬레이트와 단백질은 단백질 농도에 의존해서 1 : 1 이상 약 100 : 1 미만의 몰비로 혼합된다. 약 2 : 1 내지 약 4 : 1의 비율이 적합하지만, 반응 조건의 선택은 당업계의 숙련자에게 달려 있다.

본 발명을 실시함에 있어서, 단백질에 결합시키기에 적합한 금속은 단백질에 킬레이트를 결합시키기 전 또는 후에 킬레이팅될 수 있다. 방법의 선택은 사용되는 특정 금속의 가수분해 경향에 의존하며, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 달려 있다. 본 발명을 실시하는데, 즉 단백질 결합체를 형성하기 위해 할로아세트아미드, N-히드록시숙신이미드 에스테르 또는 이소티오시아네이트를 사용할 경우, 결합체를 형성하는데 촉매는 필요없으며, 반응 pH는 약 6 내지 9.5가 바람직하다. 촉매는 반듯이 필요하지는 않지만, 존재할 경우 결합 반응 속도를 3 내지 4배 이상 증가시킨다. 촉매는 일반적인 염기 촉매가 적합하며, 트리에틸아민, N, N-디메틸아미노피리딘 등을 들 수 있다.

상자성을 나타내는 금속, 형광성인 금속 및 방사성 금속을 포함하는 임의의 적합한 금속을 킬레이트에 사용할 수 있다. 대표적인 상자성 금속으로서는 가돌리늄 및 철을, 형광성 금속으로서는 테르븀및 유로퓸과 같은 란타니드 계열의 다수의 금속을, 방사성 금속으로서는 비스무트, 인듐, 이트륨 및 스칸듐의 방사선 핵종을 들 수 있다.

금속 킬레이트화는 수용액 중에서, 적합하기로는 pH 약 1 내지 7의 묽은 산 매질중에서, 가장 적합하기로는 pH 약 4 내지 6의 묽은 산 매질 중에서 행한다. 약 20℃ 내지 27℃이하의 실온 또는 그 이하(내지 빙점 바로 위까지)를 금속 킬레이트화를 위해 용이하게 사용할 수 있다. 킬레이트된 금속을 형성하기 위해 임의의 적당한 금속염을 고체 형태나 용액 상태로 용액 중에서 유리 킬레이트 또는 단백질이 결합된 킬레이트와 접촉시킨다. 금속의 사용량은 흔적량 내지 킬레이트와 등몰량이 될 수 있다. 예를 들면, 질산염, 요오드화물, 염화물, 시트르산염, 아세트산염 등과 같은 매우 다양한 금속염을 사용할 수 있다. 어떤 주어진 금속에 대한 적당한 금속염의 선택 및 주어진 금속에 대한 특히 적당한 킬레이트의 선택은 당업계의 기술 범위에 속한다. 본 발명의 방법은 명백히 보다 소량의 금속 및 단백질을 처리함으로써 금속 킬레이트 및 금속 킬레이트 단백질 결합체의 형성을 가능하게 할 것이다.

미리 형성된 금속 킬레이트를 단백질과 결합시키는 경우, 킬레이팅된 금속을 이어서 약 6 내지 11의 pH, 더욱 적합하기로는 약 7 내지 약 9.5의 pH를 갖는 용액 중에서 목적하는 단백질과 혼합시킨다. 바람직하기로는, pH를 중탄산염 완충 용액과 같은 완충 용액으로 조절한다. 적당한 완충 용액의 선택 역시 당업계의 기술 범위에 속한다. 용액의 온도는 빙점 바로 위로부터 킬레이트가 불안정하게 되거나, 단백질이 변성되는 온도까지 될 수 있다. 종종 37℃이상의 온도에서 단백질은 변성되는 경향이 있다.

본 발명의 금속 킬레이트 단백질 결합체는 필요에 따라 그 자체로서 적당히 pH를 조절하면서 사용해도 좋다. 별법으로서, 결합체를 비결합 킬레이트 또는 임의의 부반응에 의한 생성물로부터 정제하는 것이 바람직한 경우, 생성물을 정제해도 좋다. 컬럼 크로마토그라피 및 고성능 액체 크로마토그라피(HPLC)를 포함하는 당업계에 공지된 여러가지 표준 정제 기술을 사용할 수 있다.

본 발명은 방사성 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체를 신체중에 도입시키고, 표적 부위에 집중시킬 수 있는 생체내의 치료방법을 기대한다. 안정한 DTPA착물을 형성하고, 세포 독성 베타 입자, 양전자, 어거(Auger)전자 및 알파 입자를 방출하는 매우 다양한 방사성 동위 원소 금속들이 존재한다. 베타 입자를 방출하는 유용한 동위 원소로는 Sc-46, Sc-47, Sc-48, Ga-72, Ga-73 및 Y-90을 들 수 있다. Bi-212는 유용한 알파 입자 방출 원소이다. 치료효과는 결합체가 표적 세포 근처에서 또는 접촉해서 표적 세포와 결합할 때 나타난다. 세포사(cell death)는 세포에 아주 근접해서 위치하는 방사성 금속의 방사선에 의한 직접 또는 간접 결과일 수 있다.

본 발명은 이런 면에서 여러가지 잇점이 있다. 첫째, 결합 모노클로날 항체의 높은 선택성은 총 방사선 투여량을 최소화한다. 오직 표적 세포에 대해서만 필요한 방사선이 충분히 사용된다. 또한, 방사성 금속 킬레이트는 일반적으로 결합 항체가 분리되어야만 하는 신체로부터 신속하게 제거된다. 동위 원소는 수명이 짧아도 되며, 동위 원소를 킬레이트 중에 보유시키는 친화력 상수가 매우 크기 때문에 안정하게 결합된 금속이 생성된다. 또한, 사용된 방사성 금속의 양이 최소화되기 때문에, 방사성 금속 킬레이트 결합 항체를 제조하고, 투여하는 사람에 대한 방사선 위험도 대폭 감소된다.

본 발명에 의해 사용되는 방사성 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체의 특성 때문에, 치료하는 동안의 조직 손상 또는 신체에 투여되는 총 투여량이 동위 원소 이식, 외부 방사선 요법 및 요오드-131 표지화 폴리클로날 또는 오토로거스(autologus)항체를 사용하는 방사 면역 요법과 같은 현재 사용되고 있는 방사선 요법에 비해서 현저하게 감소된다. 또한, 표적화 방사생물학적 제제의 생물학적 및 물리적 반감기를 조절할 수 있고, 신체의 총 방사선 영향을 최소화시킬 수 있다. 방사선이 특정 세포 형태(예, 신생물 세포)에 집중되기 때문에, 치료 투여량은 국재화 또는 전이된 악성 세포에 특이적으로 도출된다. 또한, 방사성 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체가 전이 세포에 치료 방사선 유효 투여량을 특이적으로 제공하는 능력은 유일하며, 암 치료에 특히 유용하다.

본 발명은 다른 실시 태양으로서, 금속 킬레이트 결합 모노클로날 항체를 신체에 도입하고, 결합체가 국재화하는데 충분한 시간을 제공하고, 필요에 따라서 국재화도 및 국재화 부위를 도정한는 것으로 되는 생체내 진단 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 킬레이트 결합 모노클로날 항체를 사용하는 생체내 분석 방법을 제공한다. 본 발명의 결합 항체에는 실질적으로 우발적이거나 약하게 킬레이트된 금속이 없다. 본 발명에서 항체에 결합되는 킬레이트는 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA) 유도체이다.

기타 진단 기술 및 치료 기술이 미합중국 특허 제4,454,106에 기재되어 있으며, 본 명세서에 참고로 기재하였다.

하기 실시예는 단지 예시 목적상 사용한 것으로서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

1, (2)-메틸-4-(p-이소티오시아네이토벤질)디에틸렌트리아민펜타아세트산(표1의 화합물 2(a), (b)의 기하 이성질체의 혼합물)의 제조.

메틸 p-니트로페닐알라닌 염산염

건조 메탄올 200ml를 -10℃로 냉각시킨 이구(二口) 둥근 바닥 플라스크 중에서 HCl(g)로 포화시켰다. p-니트로페닐알라닌 10.0g(47.6mmol)을 한 번에 첨가하고, 18시간 동안 교반시키고, 용액이 거의 건조될 때까지 회전 증발기에서 증발시키고, 침전된 생성물을 부흐너 깔대기에 모았다. 약 50℃, 진공하에 건조시킨 후, 10.97g(88.3%)을 얻었다. CHCl₃: MeOH(4 : 1)중에서 행한 유리 아미노 에스테르의 TLC(박층 크로마토그라피) 결과, Rf=0.85-0.88이었다.

¹H NMR(220MHz, D₂O, pH1.5) 8.20(d, 2, J=10.0), 7.53(d, 2, J=10.0), 4.55(t, 1, J=5.00), 3.84(s, 3), 3.43(m, 2) ; CI-MS 225((M+1)/z).

원소분석(%) : C₁₀H₁₃N₂O₄Cl

계산치 : C ; 46.07, H ; 5.03, N ; 10.74, Cl ; 13.60

실측치 : C ; 45.87, H ; 5.08, N ; 10.48, Cl ; 13.58

N-(2-아미노-[1(2)-메틸]에틸)-p-니트로페닐알라닌 아미드

메틸 p-니트로페닐알라닌 염산염 9.80g(37.63mmol)을 트리에틸아민 6.78ml(45.2mmol)로 처리하여 아미노 에스테르를 유리시켰다. 용매를 제거한후, 잔류 유상물을 실온(20°-24℃)에서 격렬하게 교반시키면서 메탄올 5ml 중의 1,2-다아미노프로판 50ml에 적가하였다. 18시간 동안 교반시킨후, 항량(10.01g, 96%)이 될 때까지 50℃, 0.01mm의 진공하에 회전 증발시켜 과량의 용매를 제거하였다. CHCl₃: MeOH(4 : 1)중의 생성물을 실리카 상에서 TLC한 결과, Rf=0.10-0.12였다.

¹H NMR(220MHz, D₂O, pH10.0) ; 8.06(d, 2, J=7.5), 7.41(d, 2, J=7.5), 3.72(t, 1, J=8.0), 3.18-2.73(m, 5), 0.918(m, 3) ; CI-MS 267((M+1)/z).

원소분석(%) : C₁₂H₁₈N₄O₃

계산치 : C ; 54.53, H ; 6.77, N ; 21.05

실측치 : C ; 54.33, H ; 6.76, N ; 20.92

1(2)-메틸-4-(p-니트로벤질)디에틸렌트리아민 3염산염

N-(2-아미노-[1(2)-메틸]에틸-p-니트로페닐알라닌 아미드 9.90g(37.2mmol)을 1M(보론히드리드테트라히드로푸란) BH₃THF 200ml로 환원시켰다. 내용적 1리터의 삼구 둥근 바닥 플라스크에 환류 냉각기, 격벽, 아르곤 주입구 및 기포 배출구를 장치하고, 불꽃 건조시켰다. 아미드 8.12g(38.9mmol)을 반응 플라스크 중에서 건조 테트라히드로 푸란(THF) 150ml로 세척하고, -10℃로 냉각시켰다. 이어서, 주사기로 1M BH₃THF 용액 200ml를 첨가하였다. 반응 용액을 -10℃에서 1시간 동안 교반시키고, 이어서 18시간 동안 온화하게 환류시키고, -10℃로 냉각시킨 후, 건조 메탄올 25ml를 주입하였다. 용액을 실온으로 승온시키고, 거의 건조될 때까지 스트립핑시켰다. 다시 메탄올 25ml를 첨가하고, 용액을 거의 건조될 때까지 증발시켰다. HCl로 포화시킨 에탄올 용액과 진한 HCl 수용액 5ml를 첨가한 다음, 격렬하게 환류시켜서 보란 응집체를 분열시켰다. 깨끗하게 침전된 생성물을 0℃로 6시간 동안 냉각시킨 후, 모아 진공하게 건조시켰다(11.60g, 86.3%)

CI-MS 362((M+1)/z).

원소분석(%) : C₁₂H₂₃N₄O₂Cl₃

계산치 : C ; 39.85, H ; 6.65, N ; 15.49

실측치 : C ; 39.39, H ; 6.64, N ; 15.14

1(2)-메틸-4-(p-니트로벤질)디에틸렌트리아민펜타아세트산

모 디에틸렌트리아민 1.0g(2.77mmol)을 브로모아세트산 5.767g(41.5mmol) 및 7N KOH 13.04ml로 처리하였다. 반응 용액을 실온에서 72시간 동안 교반시켰다. 이 용액을 진한 HBr을 사용하여 pH1.5로 산성화하고, 에테르(100ml×3회)로 추출하였다. 수용액을 증발시켜 얻은 고상물을 2.6×30cm 이온 교환 컬럼 AG50W×8, 200-400메쉬, H형[미합중국 케리포니아주 리치몬드 소재의 바이오라드 인크.(BioRad Inc.)제품]상에 적재하고, H₂O로 세척하여 미반응 물질, 가수분해 산물 및 염을 제거하였다. 조 생성물을 2N 암모니아수로 용출시켰다. 조 생성물을 10×250mm, C₁₈역상 컬럼을 사용하고, 0.05M 트리에틸암모늄 아세테이트 수용액에서 100% 메탄올까지 25분 구배로 유속 3ml/분으로 HPLC하여 더욱 정제하였다. 생성물의 체류 시간은 9.1분이었다. 합친 HPLC 분획물을 상기한 바와같이 AG50W×8 컬럼상에서 재크로마토그라피하여 트리에틸암모늄 아세테이트 완충제를 제거하였다. 생성물을 모아 용매를 증발시켜서 고상물을 얻었다(0.648g, 43.2%)

1(2)-메틸-4(p-아미노벤질)디에틸렌트리아민펜타아세트산

모 니트로벤질 DTPA 100.0mg(0.1845mmol)을 Pd/C로 수소 첨가 반응시켰다. 물 자켓이 구비된 삼구 플라스크(50ml)에 10% Pd/C 43mg, H₂O 5ml 및 교반용 바아를 넣었다. 플라스크의 중심구(center neck)는 대기 수소 첨가 반응 장치에 결합시키고, 하나의 측구는 주입 밸브에 고정하고, 나머지 측구는 단단히 막았다. 조립된 수소 첨가 반응 장치를 배기하고, 반응 플라스크를 4℃로 냉각시키면서 수소로 채웠다. 질소 화합물을 H₂O 10ml중에 용해시키고, 5M NaOH를 첨가하여 pH 10으로 만들었다. 용액을 반응 플라스크 중에 주입하고, 수소 소비를 모니터하였다. 반응 후, 혼합물을 미세 프릿(frit)를 통해 Celite 535[스위스의 플루카 에이지(Fluka AG) 제품]로 여과하였다. 용매를 제거하고, 잔류물을 진공하에 18시간 동안 건조 시켜서 본질적으로 정량적인 수율로 얻었다.

1(2)-메틸-4(p-이소티오시아네이토벤질)디에틸렌트리아민펜타아세트산(표2의 화합물(a), (b)의 혼합물)

상기 화합물 2(a), (b)의 알라닌 전구체의 모 혼합물 0.095g(0.1845mmol)을 pH 8.5의 물 5ml 중에 용해시키고, CHCl₃10ml중의 티오포스겐 0.212g(1.845mmol)으로 처리하여 조 생성물로 전환시켰다. 조 생성물을 용출제로서 CH₃CN : H₂O(30 : 8)을 사용하고, 1×30cm Florisil(미합중국 미주리주 세인트루이스 소재의 시그마(Sigma)사 제품) 컬럼상에서 컬럼 크로마토그라피로 정제한 결과, 생성물이 가장 먼저 용출하였다. 용매를 최소 가열함으로써 제거하고, 잔류 수용액을 철야 동결건조시켰다. 실리카상에서 CH₃CN ; H₂O(30 : 8)을 사용했을 때 생성물의 Rf는 0.20이었다. IR스펙트럼은 2100cm^-1에서 이소티오시아네이트기에 대한 특징적인 흡수를 나타냈다.

[실시예 2]

표2의 화합물 2(d)는 실시예 1의 제2합성 단계에서 1, 2-디아미노프로판 대신 2, 3-디아미노부탄으로 간단히 대체함으로써 제조하였다.

[실시예 3]

1-(p-이소티오시아네이토벤질)-3-메틸 DTPA의 제조(표1의 화합물 2(a)를 단일 기하 이성질체로서 합성).

t-부톡시카르보닐-(d, l)-p-니트로페닐알라닌

p-니트로페닐알라닌 7.94g(37.8mmol)을 50% 디옥산 수용액 60ml중에 용해시키고, 트리에틸아민 7.9ml(56.7mmol)를 첨가하였다. 2-(t-부톡시카르보닐옥시아미노)-2-페닐아세토니트릴 10.24g[41.6mmol, 알드리히 케미칼 코.(Aldrich Chemical Co.)제품]을 첨가하고, 용액을 2시간 동안 교반시켰다. 에틸 아세테이트 100ml 및 물 50ml를 첨가하고, 내용물을 분액 깔때기에 부었다. 수용액 층을 보유하고, 에틸 아세테이트 100ml로 2회 추출하였다. 수용액 층을 0℃로 냉각시키고, pH를 3N HCl을 사용하여 2.0으로 조절하고, 이어서 형성된 침전물을 모아 진공하게 건조시켰다. 여액을 에틸 아세테이트(100ml)로 2회 추출하고, MgSO₄로 건조시키고, 스트립핑하여 건조시켰다. 2가지 분획물은 동일한 것으로 나타났으며, 두 분획물을 합쳤다(11.0g, 94.0%). 화합물의 융점은 165℃였다.

¹H NMR(220MHz, DMSO-d₆) ; 8.036(d, 2, J=8.00), 7.29(d, 2, J=8.00), 5.38(d, 1, J=8.00), 4.44(m, 1), 3.25(dd, 1, J=13.0, 6.00), 3.05(dd, 1, J=13.0, 6.00), 1.39(s, 9) ; CI-MS 311((M+1)/z).

t-부톡시카르보닐-(d1)-p-니트로페닐알라니닐-(1)-알라닌 아미드

BOC-(dl)-p-니트로페닐알라닌 10.0g(32.26mmol), 1-알라닌아미드 브롬산염 5.45g(32.26mmol), 트리에틸아민 4.487ml(32.36mmol) 및 1-히드록시벤조트리아졸 3.84g(28.4mmol)을 에틸 아세테이트 400ml중에 용해시켰다. 에틸 아세테이트 25ml 중의 디시클로헥실카르보디이미드 7.30g(35.44mmol)을 첨가하고, 반응 혼합물을 18시간 동안 교반시킨 후, 진한 아세트산 3방울(약 0.15ml)를 첨가하였다. 디스클로헥실우레아를 여과하고, 여액을 염화나트륨염 포화 용액 100ml, 1N HCl(100ml×3회), 포화 염용액 100ml, 5% NaHCO₃(100ml×3회) 및 포화 염용액 100ml순으로 추출하였다. 유기 용액을 MgSO₄로 건조시키고, 여과하고, 50ml로 줄였다. 석유 에테르 50ml를 첨가하고, 플라스크 내용물을 0℃로 12시간 동안 냉각시켰다. 침전물을 부흐너 깔대기에 모아 진공하에서 건조시켰다(10.55g, 86.1%).

¹H NMR(220MHz, CDCl₃/d₆-DMSO) ; 8.08(d, 2, J=9.0), 7.91(m, 1), 7.45(d, 2, J=9.0), 7.14(d, 1, J=12.0), 6.68(m, 2), 4.35(m, 2), 3.17(dd, 1, J=15.0, 6.0), 2.98(dd, 1, J=15.0, 8.0), 1.38(s, 9) ; CI-MS381((M+1)/z).

원소분석(%) : C₁₇H₂₄N₄O₆

계산치 : C ; 53.68, H ; 6.31, N ; 14.73

실측치 : C ; 53.92, H ; 6.59, N ; 14.84

2-메틸-4-(p-니트로벤질)디에틸렌트리아민 3염산염

상기 디펩티드 아미드 5.10g(13.42mmol)을 트리플루오로아세트산 50ml로 1시간 동안 처리하여 탈보호시킨 후, 용액이 거의 건조될 때까지 회전 증발시켰다. 메탄올 50ml를 첨가하고, 용액을 건조시켰다. 생성된 고상물을 0.01mm, 50℃에서 8시간 동안 보존하여 잔류산을 제거하였다.

THF 50ml중의 생성된 암모늄염 5.10g(13.42mmol)을 아르곤 분위기하에서 냉각기가 장치된 불꽃 건조시킨 내용적 250ml의 삼구 플라스크에 첨가하였다. 플라스크를 0℃로 냉각시키고, 주입기를 통해 1M BH₃THF 30.8ml를 첨가하였다. 반응 용액을 가열하여 2시간 동안 격렬하게 환류시키고, 이어서 실온에서 추가로 2시간 동안 교반시켰다. 반응 플라스크를 0℃로 냉각시키고, 메탄올 25ml를 서서히 주입하여 과량의 수소화물을 분해시켰다. 용액을 건조시키고, 무수 에탄올 50ml중에 용해시키고, 진한 HCl 50ml를 첨가하였다. 용액을 2시간 동안 격렬하게 환류시키고, 이어서 스트립핑하여 건조시켰다. 잔류물을 H₂O중에 용해시키고, 1.5×20cm AG50W X8, H⁺형 이온 교환컬럼상에 적재하고, 용출제가 중성이 될때까지 H₂O로 세척하였다. 생성물을 컬럼으로부터 진한 염산 125ml를 사용하여 용출시키고, 10ml로 농축시켜 철야 동결건조시켰다. 잔류 고상물은 실질적으로 순수한 것이었다(1.823g, 66.2%).

¹H NMR(500MHz, D₂O, pH1.0) ; 8.268(d, 2, J=8.0), 7.614(d, 2, J=8.0), 4.106(m, 1), 3.773(m, 1), 3.680-3.450(m, 3), 3.393(m, 1), 3.312(m, 1), 3.212(m, 1), 1.493(br, t, 3) ; (500MHz, D₂O, pH11.0) ; 8.091(d, 2, J=8.0), 7.438(d, 2, J=8.0), 3.167(m, 1), 2.910(m, 1), 2.75-2.45(매우 복잡한 다중선, 6), 1.031(br, s, 3) ; CI-MS 253((M+1)/z)

원소분석(%) : C₁₂H₂₃N₄O₂Cl₃

계산치 : C ; 39.85, H ; 6.36, N ; 15.49

실측치 : C ; 39.88, H ; 6.36, N ; 15.28

이 디에틸렌트리아민을 실시예 1에 기재된 방법에 의해 화합물 2(a)로 전환시켰다.

[실시예 4]

1-p-이소티오시아네이토벤질-4-메틸 DTPA(제3도에 나타낸 반응식에 따라 순수한 기하 이성질체로서 제조된 화합물 2(b))의 제조

BOC-p-니트로페닐알라닌 2-옥소프로필 아미드

t-부틸옥시카르보닐-p-니트로페닐알라닌 4.42g(14.26mmol), 아미노아세톤 염산염 1.56g(14.26mmol), 트리에틸아민 1.44g(14.26mmol), 1-히드록시벤조트리아졸 1.69g(12.55mmol)을 에틸아세테이트 400ml중에 용해시켰다. 에틸 아세테이트 25ml중의 1, 3-디시클로헥실카르보디이미드 3.23g(15.68mmol)을 첨가하고, 용액을 18시간 동안 교반시켰다. 빙초산 0.2ml를 첨가하고, 용액을 여과하였다. 여액을 포화 염용액 100ml, 1N HCl 용액(100ml×3회), 포화 염용액 100ml, 5% 중탄산염 용액(100ml×3회) 및 포화 염용액 100ml로 추출하였다. 유기상을 MgSO₄로 건조시키고, 여과하여 50ml로 농축시켰다. 석유 에테르 50ml를 첨가하고, 용액을 0℃로 12시간 동안 냉각시켰다. 석출된 생성물을 모아 진공하에 건조시켰다.

BOC-p-니트로페닐알라닌-2(옥심메틸 에테르)프로필아미드

케톤 2.00g(5.47mmol)을 피리딘 10ml중에 용해시키고, 메톡실아민 염산염 0.914g(10.95mmol)을 첨가하였다. 용액을 12시간 동안 교반시킨 후, 용매를 제거하였다. 잔류물을 최소량의 에틸 아세테이트 중에 용해시키고, 석유 에테르를 첨가함으로써 결정화시켜 옥심 에테르 아미드를 얻었다.

1-메틸-4-(p-니트로벤질)디에틸렌트리아민 3염산염

옥심 에테르 3.00g(7.61mmol)을 순수한 트리플루오로아세트산 10ml와 함께 교반시킴으로써 탈보호시켰다. 용매를 고진공 회전증발시킴으로써 제거하였다.

잔류물을 테트라히드로푸란 50ml중에 용해시키고, 환류 냉각기, 아르곤 주입구 및 기포 배출구, 및 주입포트가 구비된 불꽃 건조시킨 플라스크에 첨가하였다. 용액을 0℃로 냉각시키고, 주입기를 통해 1M BH₃THF 200ml를 첨가하였다. 반응물을 6시간 동안 환류시키고, 0℃로 냉각시키고, 메탄올 25ml를 첨가하여 과량의 수소화물을 분해시켰다. 용액이 거의 건조될때까지 회전증발시키고, 잔류물을 에탄올 100ml중에 용해시켰다. 에탄올 용액을 HCl(g)로 포화시키고, 4시간 동안 환류시킨 다음, 용액을 0℃로 18시간 동안 냉각시켰다. 침전물을 모아 디에틸에테르로 세척하고, 진공하에 건조시켰다. 이 디에틸렌트리아민을 실시예 1에 기재된 방법에 의해 화합물 2(b)로 전환시켰다.

[실시예 5]

러숴(Rauscher)백혈병 비루스에 대해 특이적인 모노클로날 항체를 다음과 같이 표 2의 킬레이트(a) 및 (b)의 혼합물을 사용하여 표지화하였다. 항체를 pH 약 8.5의 완충 표준 식염수 용액중에 현탁시켰다. 킬레이트를 수용액중에 첨가하였다. 이 단백질 용액을 철야 반응시킨 후, 금속이 없는 0.05M 시트르산염, 0.15M NaCl 완충액, pH 5.5에 대해 투석시킴으로써 정제하였다. 금속으로 표지화하기 전에, 단백질을 0.02M N-모르폴리노에탄술폰산 및 0.08M 아세트산염, pH 5.9로 되는 용액에 대해 투석시켰다. 이트륨-90으로 표지화하기 위해, 단백질 용액을 약 4 내지 5.5의 pH 범위를 갖는 동위 원소의 아세테이트 용액과 반응시키고, TSK 3000 크기 배제 컬럼(size exclusion columm)[미합중국 켈리포니아주 버클리 소재의 벡크만 인크(Beckman Inc.)제품]을 통과시키고, 투석시킴으로써 정제하였다. 이와 같이 제조한 표지화 항체를 러숴 백혈병 비루스가 침입한 생쥐의 비장에 주입했을때, 항체는 종양성 비장에 주입된 투여량의 약 30%가 비장내에 국재하는 것으로 나타났으며, 방사성 투여량의 단지 1-2%만이 뼈에서 발견되었고, 이것이 골수를 파괴할 것이다. 한편, 선행 기술의 DTPA의 혼합 무수물을 사용함으로써 표지화한 항체는 상기 Y-90으로 표지화하고, 동일한 생쥐 종양 모델에 주입했을때, 거의 같은 정도로 비장 중에 국재하였으나, 주입된 방사성 투여량의 8-12%가 골수중에서 부적합하게 발견되었다(데이타 나타내지 않음).

별도의 연구에서, 동위 원소의 요오드 용액을 상기한 바와 같이 표 2의 킬레이트 2a, 2b를 사용하여 제조한 항체와 반응시킴으로써 항체를 비스무트-212 또는 Bi-206으로 표지화하였다. 이들 제제를 또한 생쥐에 주입시킨 결과, 조직 분포 데이타는 투여량의 5-10%가 킬레이팅되지 않은 비스무트의 본래의 저장소인 신장에서 발견되었다. 그러나, 선행 기술의 혼합 무수물 킬레이트를 사용함으로써 표지화한 항체는 신장 손상을 야기시키는 동일 시간 동안 투여량의 50% 정도를 신장에서 유실하였다. 다른 방사성 동위 원소를 사용하여 표지화하고, 표적 조직 또는 기관에 대한 시험을 유사한 방법으로 행하였다.

이러한 연구 결과, 신장이나 뼈와 같은 비표적 기관에의 화합물의 분포를 최소화하면서 치료 동위 원소를 종양에 특이적으로 전달하는데 있어서, 본 발명에 의한 킬레이트의 현저한 용도가 증명되었다. 물론, 표적조직이나 기관의 이미지화는 당업계에서 공지된 표준 방사선 투과 사진 기술에 의해 행할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예 및 실시 태양은 단지 예시적인 목적을 위한 것으로서, 그 내용을 감안하여 여러가지 수정 및 변경이 당업계의 숙련자들에게 제안될 수 있으며, 본 특허 출원의 정신과 범위 및 첨부한 특허청구의 범위내에 포함될 것이다.

Claims (2)

1. 디에틸렌트리아민펜타아세트산(DTPA)의 탄소 골격에 결합된 1개의 측쇄를 갖고, 약 1-7의 pH 범위를 갖는 수용액 중에서 안정하고 단백질의 아미노산 잔기와 직접 반응하여 pH 약 6-11의 결합 pH에서 안정한 공유 결합을 형성하는 관능기를 함유하고, DTPA의 탄소 골격에 결합된 1-15의 탄소 원자수를 갖는 1개 이상의 부가적인 측쇄를 갖는, 단백질과 결합된 하기 일반식(2) 또는 (3)으로 표시되는 다중치환된 DTPA.

   상기 식중, X는 할로아세트아미드, 이소티오시아네이트, 또는 N-히드록시숙신이미드이고, R₁-R₄및 R₁'-R₄'는 이성질체 구조 또는 교환에 관계없이 H 또는 5이하의 탄소 원자수를 갖는 알킬기이고, n은 n≤5이다.
2. 제1항에 있어서, 상기 단백질이 모노-또는 폴리클로날 항체 또는 이들의 단편인 DTPA.