TWI704922B - 具有開關核磁共振造影增強之膀胱癌光動力治療劑 - Google Patents

具有開關核磁共振造影增強之膀胱癌光動力治療劑 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種作為有效治療診斷劑的卟啉-鑭系元素複合物；以及其製備與使用方法。前述卟啉-鑭系元素複合物在癌症的治療及成像上為有效。

Description

具有開關核磁共振造影增強之膀胱癌光動力治療劑
本發明提供一種作為有效治療診斷劑的卟啉-鑭系元素複合物；以及其製備與使用方法。
儘管光動力療法(photodynamic therapy，PDT)提供一種有效的醫學治療策略，科學家仍熱衷於從單一功能之PDT藥劑發展更精細的藥物。近期所採用之詞彙「治療診斷法」描述一新類型的同時具有治療及診斷功能的多功能化合物。當中以PDT與核磁共振造影(magnetic resonance imaging,MRI)的組合為最具有發展潛力的候選者，特別是能夠進行雙光子激發的藥劑。
以卟啉為基礎的複合物常用於PDT之光敏劑。當激發時，以卟啉為基礎的複合物會經歷電子躍遷，藉由系間跨越從單重基態躍遷到三重激發態。當三重激發態的光敏劑與存在於腫瘤位置的分子氧反應時會產生殺死癌細胞之單態氧(1O2)。雖然現時市面上已有不少以卟啉為基礎的光敏劑。然而，光敏劑在空間與時間上的控制仍限制以卟啉為基礎之複合物用於PDT的用途。再者，一種具降低暗細胞毒性、但具高度光細胞毒性且對癌細胞有高選擇性之光敏劑的選擇寥寥可數。
核磁共振造影(MRI)是早期疾病診斷最有效的成像技術之一。其於檢測腫瘤具有諸多優勢，例如提供高空間解析度成像及清楚的組織對比度。其另一重要優勢為相較於其他成像方法，例如：正子斷層造影(positron emission tomography,PET)、單光子發射電腦斷層掃描(single-photon emission computed tomography,SPECT)、X射線電腦斷層掃描(X-ray computer tomography)，MRI不須使用有害的高能量輻射。使用顯影劑可以提升MRI的訊號雜訊比。臨床上已使用含釓的顯影劑數十年。然而，臨床上合格且表現高度縱向弛緩時間(T1訊號)的含釓顯影劑非常有限。再者，對於含釓顯影劑的安全性之顧慮日益增加。因此，有必要研發更安全且更有效率的可低劑量施給之含釓顯影劑。
含釓的雙功能治療診斷劑得到許多關注。然而，含釓的雙功能治療診斷劑在成像及治療功能之間所需劑量上需要取得一個平衡，因含Gd(III)的治療診斷劑在成像上需要的劑量，通常比治療診斷劑在治療用途上需要的劑量更高。
縮小治療劑量的目標可以藉由提升藥物選擇性來達成。整合素是由二聚體非共價結合的跨膜α-v及β-3(αVβ3)次單位所組成的細胞黏著分子。其作為各種細胞外基質蛋白的受體。由於αVβ3-整合素會在膀胱癌的新生血管而不是在正常組織的血管過度表現，αVβ3-整合素成為膀胱癌的分子成像及PDT治療的理想標的。
膀胱癌的診斷及局部分期為抗癌治療期間另一個重要課題。MRI在提供高解析度影像以準確地診斷膀胱癌上具有許多優勢。除了多面成像，MRI亦可以對比軟組織，使其成為監控膀胱癌的一個實用技術，例 如藉由清楚分辨膀胱組織之璧層。該技術亦被用於揭示腫瘤的壁內侵入及腫瘤的膀胱外擴張。除此之外，傳統MRI顯影劑的主要缺點為缺乏標靶性，且證據顯示部分先前市售的線性含釓顯影劑會在成像過程時對於腎功能不全患者產生副作用。
本發明提供一種卟啉-鑭系元素金屬複合物，其可以選擇性地與αVβ3整合素標靶胜肽共軛鍵結，並作為癌症之有效成像及/或治療劑。本發明所提供的金屬複合物可表現對T1弛緩率的高度T1訊號增強、低暗細胞毒性、高光毒性以及高光動力治療指數。
第一態樣中提供一種金屬複合物，其特徵係其包含化學式I之化合物：
Figure 108112006-A0202-12-0003-1
或其藥學上可接受的鹽，其中，M為2H或Zn2+；或M具有結構：
Figure 108112006-A0202-12-0004-2
 A為可選擇性地被取代的苯基； X為不存在或
Figure 108112006-A0202-12-0004-4
或
Figure 108112006-A0202-12-0004-5
； Y為-(CH2)n-、-(CH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)nCH2CH2-、-(OCH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)nCH2CH2-、-(CH2CH2O)n-、-(OCH2CH2)n-或
Figure 108112006-A0202-12-0004-6
 Z為-(C=O)NHR3或
Figure 108112006-A0202-12-0004-8
； n選自1-10其一之整數；Ln各自獨立地為一順磁性的金屬離子；R1各自獨立地為可選擇性地被取代的芳香基；R2各自獨立地為烷基R3為SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3；R4各自獨立地為O-、N(R5)2或NHR3；以及R5各自獨立地為H或烷基，前提為至少M或Z至少其一包含Ln。
在第一態樣之第一實施實施型態中，提供一種第一態樣之金屬複合物，其中，Ln選自Gd(III)。
在第一態樣之第二實施型態中，提供一種第一態樣之金屬複合物，其中，M具有結構：
Figure 108112006-A0202-12-0005-9
 X為
Figure 108112006-A0202-12-0005-11
或
Figure 108112006-A0202-12-0005-10
； Y為-(CH2)n-、-(CH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)n-、-(OCH2CH2)n-；且Z為-(C=O)NHR3；或 M為2H或Zn2+；X為不存在或
Figure 108112006-A0202-12-0005-12
；Y為 -(OCH2CH2)n-或
Figure 108112006-A0202-12-0005-14
；且Z為
Figure 108112006-A0202-12-0005-13
。
在第一態樣之第三實施型態中，提供一種第一態樣之金屬複合物，其中，M具有結構：
Figure 108112006-A0202-12-0006-17
 X為
Figure 108112006-A0202-12-0006-15
或
Figure 108112006-A0202-12-0006-16
； Y為-(CH2)n-、-(CH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)n-、-(OCH2CH2)n-；且Z為-(C=O)NHR3。
在第一態樣之第四實施型態中，提供一種第一態樣之第三實 施型態之金屬複合物，其中，X為
Figure 108112006-A0202-12-0006-18
；Y為-(CH2CH2O)nCH2-；且 R2為C1-C4之烷基。
在第一態樣之第五實施型態中，提供一種第一態樣之第三實 施型態之金屬複合物，其中，X為
Figure 108112006-A0202-12-0006-19
；Y為-(CH2CH2O)n-；且 R2為C1-C4之烷基。
在第一態樣之第六實施型態中，提供一種第一態樣之金屬複合物，其中，化學式I之化合物選自
Figure 108112006-A0202-12-0007-20
Figure 108112006-A0202-12-0007-21
所組成的群組， 且Ln為Gd(III)。
在第一態樣之第七實施型態中，提供一種第一態樣之第六實 施型態之金屬複合物，其中，M為2H或Zn2+；X為不存在或
Figure 108112006-A0202-12-0007-23
； Y為-(OCH2CH2)n-或
Figure 108112006-A0202-12-0007-22
；且Z為
Figure 108112006-A0202-12-0007-24
在第一態樣之第八實施型態中，提供一種第一態樣之第六實 施型態之金屬複合物，其中，X不存在；Y為
Figure 108112006-A0202-12-0007-25
；且R4為O- 或NHR5。
在第一態樣之第九實施型態中，提供一種第一態樣之第六實施型態之金屬複合物，其中，X不存在；Y為-(OCH2CH2)n-；R4的其中兩個各自為N(R5)2；且R4的其中一個為NHR3。
在第一態樣之第十實施型態中，提供一種第一態樣之金屬複合物，其中，化學式I之化合物選自
Figure 108112006-A0202-12-0008-26
Figure 108112006-A0202-12-0008-27
所組 成的群組，Ln為Gd(III)且R4為O-或NH(tBu)。
第二態樣中，提供一種藥學組成物，其包含第一態樣之金屬複合體，及至少一種藥學上可接受的賦形劑。
第三態樣中，提供一種使用核磁共振造影(MRI)成像一受試者之方法，前述方法包含：對受試者投予治療有效量的第一態樣之金屬複合體；以及以MRI成像受試者的至少一部分。
在第三態樣之第一實施型態中，提供一種第三態樣之方法，其中，前述金屬複合物選自
Figure 108112006-A0202-12-0009-29
Figure 108112006-A0202-12-0010-30
所組 成的群組，Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
在第三態樣之第二實施型態中，提供一種第三態樣之方法，其中進一步包含對受試者投予治療有效量之癌症治療劑之步驟。
第四態樣中，提供一種治療有需求之受試者之癌症之方法，前述方法包含：投予治療有效量的第一態樣之金屬複合物；以及以電磁輻射照射一含有癌的目標組織，前述電磁輻射具有位於金屬複合物之活化波長的波長。
在第四態樣之第一實施型態中，提供一種第三態樣之方法，其中，前述癌症是膀胱癌。
在第四態樣之第二實施型態中，提供一種第三態樣之方法，其中，前述金屬複合物選自由
Figure 108112006-A0202-12-0011-31
Figure 108112006-A0202-12-0011-32
所組成的 群組， Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
第五態樣中，提供一種使用核磁共振造影(MRI)成像一受試者及治療受試者之癌症之方法，前述方法包含：對受試者投予治療有效量的第一態樣之金屬複合物；以電磁輻射照射一含有癌的目標組織，前述電磁輻射具有位於金屬複合物之活化波長的波長；並以MRI成像受試者的至少一部分。
在第五態樣之第一實施型態中，提供一種第五態樣之方法，其中，前述金屬複合物選自由
Figure 108112006-A0202-12-0012-33
Figure 108112006-A0202-12-0013-35
Figure 108112006-A0202-12-0013-36
所組成的群組， Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
本發明提供一種卟啉-鑭系元素金屬複合物，其可以選擇性地與αVβ3整合素-標靶胜肽共軛鍵結並作為癌症之有效成像及/或治療劑。本發明所提供的金屬複合物可表現對T1弛緩率的高度T1訊號增強、低暗細胞毒性、高光毒性以及高光動力治療指數。
結合圖式，並藉由下述之描述對本發明進行說明，從而使上述及其他發明目的與技術特徵可更顯見。
【圖1】表示11個用於膀胱癌標靶核磁共振造影(MRI)及光動力療 法(PDT)的合成的含釓複合物。
【圖2】表示玻連蛋白-αvβ3整合素的淨結合率與NLPor-Gd-L1R3的濃度間之關係。
【圖3】表示NLPor-Gd-L1R3(n=1-3)在人類膀胱癌細胞(T24)、正常細胞(MRC-5)及子宮頸癌細胞(HeLa)的體外(in vitro)成像。(藥劑濃度：5μM、培養時間：24小時、λex=561nm)。
【圖4】藉由在T24細胞內利用綠色溶酶體探針共同染色以表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的細胞內定位。(藥劑濃度：5μM、培養時間：24小時、λex=561nm)。
【圖5】(a)表示用550nm長通濾波器照射10J cm-2下T24細胞中NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的體外光細胞毒性；(b)表示用550nm長通濾波器照射10J cm-2下HeLa細胞中NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的體外光細胞毒性；(c)表示用550nm長通濾波器照射10J cm-2下MRC-5細胞中NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的體外光細胞毒性；及(d)以NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在T24、HeLa、MRC-5細胞中的暗及光半抑制濃度(IC50)值表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的體外光細胞毒性。
【圖6】表示弛緩率(1/T1)與Gd(III)(3% DMSO的H2O)在GdDOTA(對照組)、NLPor-Gd-L1R3及鍵結有αvß3整合素的NLPor-Gd-L1R3中的濃度之間的關係。
【圖7】(a)表示Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在HeLa及MRC5細胞中的共聚焦成像。在正常MRC5細胞中，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的發射係發現於細胞外，然而在HeLa癌症細胞中，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的發射 係發現於細胞膜及細胞質內；及(b)表示HeLa細胞中的Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2發射的共同定位已藉由綠色溶酶體及粒線體探針起作用。(λ ex =488nm、Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2濃度為10μM、溶酶體或粒線體探針濃度為50nM，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在細胞中反應24小時並成像。加入溶酶體或粒線體探針後再多反應30分鐘。)
【圖8】以Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(n=1或2)在HeLa、HK1及MRC-5細胞中的暗及光半抑制濃度(IC50)值表示其體外光細胞毒性。
【圖9】表示弛緩率(1/T1)與Gd(III)(含有3% DMSO的H2O)在GdDOTA(對照組)、Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A1及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2中的濃度之間的關係。
【圖10】表示藉由尾靜脈注射NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)及Zn-NLPorB2-Cyc-L2An(n=1或2)所誘發之1O2所促成之體內腫瘤抑制作用。
【圖11】藉由膀胱癌腫瘤及非膀胱癌腫瘤的ICP-MS研究表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(n=1或2)的離體(ex vivo)生物分布(ppm/g，組織內)。
【圖12】表示(a)在不同時間點對小鼠腫瘤模型注射GdDOTA前及注射後的體內T1加權MR(核磁共振)成像；(b)在不同時間點對小鼠腫瘤模型注射NLPor-Gd-L1前及注射後的體內T1加權MR成像；及(c)在不同時間點對小鼠腫瘤模型注射NLPor-Gd-L1R3前及注射後的體內T1加權MR成像。
【圖13】表示隨著時間經過，NLPor-Gd-L1R3在pH7緩衝液(圓形圖標)及pH5緩衝液(方形圖標)的峰面積積分的變化。
【圖14】(A~B)表示NLPor-Gd-L1R3在pH7緩衝液中隨時間經過之RP-HPLC色譜；及(C~D)表示NLPor-Gd-L1R3在pH5緩衝液中隨時間經過之RP-HPLC色譜。
【圖15】表示NLPor-Gd-L1Rn的結構，n=3：AhxRRrKcGRLKEKKC(SEQ ID NO：3)。
【圖16】表示(a)NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的分子結構；(b)玻連蛋白-αvβ3整合素的淨結合率在不同NLPor-Gd-L1Rn濃度的置換百分比；(c)200μM之NLPor-Gd-L1R3在pH 7及pH 5的PBS緩衝液中之穩定性的RP-HPLC分析結果。
【圖17】表示下述所列者之體外成像：(a)在人類膀胱癌細胞(T24)、正常細胞(MRC-5)及子宮頸癌細胞(HeLa)中的NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)及(b)在T24細胞內藉由綠色溶酶體探針共同染色所進行之NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的細胞內定位。藥劑濃度：5μM、培養時間：24小時、λex=561nm。
【圖18】表示(a)T1弛緩率與Gd(III)(含有3% DMSO的H2O)在Gd-DOTA(對照組)或αvß3整合素鍵結/未鍵結的NLPor-Gd-L1R3中的濃度之間的關係；(b)在體內光動力療法時的T24腫瘤之體積變化，數據以mean±SEM表示。*指P<0.005，與PBS雷射對照組相比，統計上具顯著性差異；(c)體內光動力療法後所切除的腫瘤代表圖；(d)膀胱癌異體移植──T24；及(e)非膀胱癌異體移植──HeLa小鼠(□：無光、+：有光；λex=808nm、劑量=50J/cm2)。
【圖19】描述(a)表示NLPor-Gd-L1R1、NLPor-Gd-L1R2、NLPor-Gd-L1R3對T24、HeLa、MRC-5細胞株之光IC50、暗IC50及光動力 治療指數之圖表；及(b)描述表示Er-R1、Yb-R1、Er-R2、Yb-R2、Er-R3、Yb-R3(揭露於PCT申請案No.PCT/CN2017/104492，其藉由引用併入本說明書)、ALA對T24、HeLa、MRC-5細胞株之光IC50、暗IC50及光動力治療指數之圖表。
【圖20】表示對小鼠T24腫瘤模型注射後之在不同時間點的體內T1加權MR成像。注射(a)GdDOTA；(b)NLPor-Gd-L1；(c)NLPor-Gd-L1R3；(d)藉由膀胱癌腫瘤及非膀胱癌腫瘤之ICP-MS研究表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之離體生物分布。
【圖21】描述卟啉鑭系元素複合物NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之合成路徑之示例性示意圖。
【圖22】表示化合物2之400MHz-1H-NMR(CDCl3)光譜。
【圖23】表示化合物2之400MHz-13C-NMR(CDCl3)光譜。
【圖24】表示化合物3之400MHz-13C-NMR(CDCl3)光譜。
【圖25】表示化合物4之400MHz-1H-NMR(CDCl3)光譜。
【圖26】表示化合物4之400MHz-13C-NMR(CDCl3)光譜。
【圖27】表示Gd-1之MS光譜(MALDI-TOF)。
【圖28】表示Gd-2之MS光譜(MALDI-TOF)。
【圖29】表示在298K時NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在水溶液(濃度：1μM)中之吸收光譜。
【圖30】表示在298K時NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在水溶液(濃度：1μM，λex=430nm)中之發射光譜。
【圖31】表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)及標準品四苯基卟啉(H2TPP) 在CHCl3(Abs=0.05,λex=425nm)中的近紅外1O2磷光光譜。
【圖32】表示能量從卟啉轉移到Yb3+及Gd3+離子之簡易圖。
【圖33】表示在不同光敏素(10μM)的存在下，9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸(9,10-anthracenediylbis(methylene)dimalonic acid；ABDA，200μM)在PBS緩衝液中於不同照射時間下的吸收光譜：(a)對照組、(b)RB、(c)NLPor-Gd-L1R1、(d)NLPor-Gd-L1R2及(e)NLPor-Gd-L1R3(功率密度為6mW．cm-2的LED燈，其配備有550nm長通濾波器)。
【圖34】表示在RB及NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的存在下，於402nm之ABDA在LED燈光(功率密度為6mWcm-2)照射下的吸光度變化與照射時間關係圖。
【圖35】描述NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的光物理測量之總結表格。(a)在298K時於水溶液中評估的吸收及發射光譜。(b)藉由在無水DCM(Φem=0.120)中與四苯基卟啉(H2TPP)進行比較來測量發射量子產率。(c)藉由評估ABDA在402nm處的吸光度變化在PBS緩衝液中測量單態氧量子產率。(d)藉由在無水CHCl3(Φ△=0.55)中與四苯基卟啉(H2TPP)的發射進行比較來測量單態氧量子產率。
【圖36】描述NLPor-Gd-L1R3及Gd-DOTA之T1弛緩率之圖表。(a)以ICP-MS校正Gd(III)之濃度。(b)對每個樣品測量縱向弛緩時間兩次，並在0.17T時取平均值。(c)為縱向弛緩率，R1=(1/T1-1/T0)。
【圖37】表示未加入αvβ3之NLPor-Gd-L1R3之T2弛緩率。
【圖38】表示加入αvβ3之NLPor-Gd-L1R3之T2弛緩率。
【圖39】表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在T24中反應3小時及24小時 的流式細胞術結果。
【圖40】(a)、(b)及(c)表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在T24中反應3小時及24小時的流式細胞術結果。
【圖41】表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的分析型HPLC光譜。
【圖42】表示NLPor-Gd-L1R1之LC-MS光譜。
【圖43】表示NLPor-Gd-L1R2之LC-MS光譜。
【圖44】表示NLPor-Gd-L1R3之LC-MS光譜。NLPor-Gd-L1R1：LC-MS：計算C112H124CoF15N22O27P3S3Gd[M+H]+ 2901.5212得到：2901.5530。[M+3H]3+ 967.1950，得到：967.5291。HPLC特性分析：滯留時間=20.777分鐘。NLPor-Gd-L1R2：LC-MS：計算C116H143CoF15N23O27P3S2Gd[M+2H]2+ 1474.3525得到：1474.3752。[M+3H]3+ 983.9225得到：983.9171。HPLC特性分析：滯留時間=21.401分鐘。NLPor-Gd-L1R3：LC-MS：計算C146H202CoF15N38O32P3S2Gd[M+2H]2+ 1829.1728得到：1829.1979。[M+3H]3+ 1219.3333得到：1219.4145。HPLC特性分析：滯留時間=20.751分鐘。
【圖45】表示評估不同pH值下穩定性的分析型HPLC之溶劑梯度。
【圖46】表示NLPor-Gd-L1R3在pH 5及pH 7水溶液中之分析型HPLC光譜(圖46A~46D)。
【圖47】表示小鼠在體內光動力療法投予NLPor-Gd-L1R3時之體重變化。
【圖48】表示在使用550nm長通濾波器以10J cm-2照射下的T24、HeLa及MRC-5細胞中NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之體外光細胞毒性。
【圖49】表示(a)Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2之結構；(b) Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Gd-DOTA在1.4T、37℃時之T1弛緩率。
【圖50】描述表示在1J/cm-2光照射下(λex=430nm)，光物理特性、Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2之單態氧量子產率、對癌症細胞株HeLa、T24及正常細胞株MRC-5的Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2、Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及ALA之光與暗細胞毒性之總結表格，MTT試驗係在37℃、24小時的培養後進行。
【圖51】表示在480nm雷射激發下之HeLa及MRC5細胞在綠色溶酶體探針(LysoTracker Green)及不同濃度之Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2下的共同染色共聚焦成像。(Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在個別細胞株中反應24小時；50nM之綠色溶酶體探針(LysoTracker Green)在個別細胞株中反應30分鐘)。
【圖52】表示(a)腫瘤經過PDT後之代表圖。(b)腫瘤在PDT治療中的體積變化。(c)Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在不同時間點之體內生物分布。
【圖53】表示(a)S18異體移植小鼠在尾靜脈注射Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Gd-DOTA後隨時間經過之橫切面核磁共振代表圖。(b)Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Gd-DOTA隨時間經過所造成之T1訊號增強。(c)S18異體移植小鼠及正常小鼠隨時間經過之體內螢光代表圖。
【圖54】表示(a)Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2之分子結構，(b)Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的吸收光譜，(c)Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在430nm激發下之發射光譜，(d)Gd-DOTA及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2之T1弛緩率圖(1.4T、37℃)。
本說明書所使用用語之定義應結合該用語在生物科技領域中所被認可之現有最新技術之定義。本說明書亦適當地提供實施例。除非另限定於特定實例，前述用語之定義通用於整份說明書，不論是單獨適用或作為較大群組之部分而適用。
當本說明書使用商品名時，申請人意欲獨立地包含商品名產品之成分、學名藥、商品名產品之活性藥物成分。
用語「雜原子」為先前技術所習知並指除了碳或氫以外之任一元素之原子。示例性的雜原子包含硼、氮、氧、磷、硫及硒。
用語「烷基」為先前技術所習知，並包含：飽和脂肪族基團，其包含直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基(脂環族基)，烷基取代的環烷基及環烷基取代的烷基。在特定實施例中，一直鏈烷基或支鏈烷基在其主鏈中具有約30個或更少的碳原子(例如：直鏈為C1-C30，支鏈為C3-C30)，或者20個或以下。同樣地，環烷基在其環結構中具有約3至10個碳原子，或者在環結構中具有約5、6或7個碳原子。
除非對碳數另有說明，「低級烷」係指如前述之烷基，但在其主鏈結構中有1至約10個碳原子，或有1至約6個碳原子。同樣地，「低級烯」及「低級炔」有相似的鏈長。
用語「芳烷基」為先前技術所習知並係指一被芳香基(例如：芳香族或雜芳香族基團)所取代之烷基團。
用語「烯」及「炔」為先前技術所習知並係指長度相似之不 飽和脂肪族基團以及前述烷基可能之替代物，但至少分別包含一個雙鍵或三鍵。
用語「芳香基」為先前技術所習知並係指5、6及7元單環芳香族基團，其可包含0至4個雜原子。例如：苯、萘、蒽、芘、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、吡唑、吡啶、吡嗪、噠嗪及嘧啶等。此等在環結構中具有雜原子之芳香基團亦可稱為「芳基雜環」或「雜芳族」。芳香環可以在一個或多個環的位置被上述取代基取代，例如：鹵素、疊氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、烷氧基、胺基、硝基、巰基、亞胺基、醯胺基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、矽基、醚、烷硫基、磺醯基、磺醯胺基、酮、醛、酯、雜環基、芳香族或雜芳族部分、-CF3、-CN等。用語「芳香基」亦包含具有兩個或多個環的多環系統，其中兩個或多個碳原子為兩個相鄰的環所共用(前述環為「稠環」)，其中至少一個環為芳香族，例如：其他環可以為環烷基、環烯基、環炔基、芳香基及/或雜環基。
用語「鄰位」、「間位」、「對位」為先前技術所習知並分別係指1,2-、1,3-及1,4-二取代的苯。例如：名稱1,2-二甲苯與鄰二甲苯為同義詞。
用語「雜環基」、「雜芳基」或「雜環基團」為先前技術所習知並係指3至約10元環結構，或可以為3至約7元環，其中環結構包含1至4個雜原子。雜環亦可以為多環。雜環基包含，例如：噻吩、噻嗯、呋喃、吡喃、異苯並呋喃、口克唏(chromene)、二苯并吡喃、苯並咕吨(phenoxanthene)、吡咯、咪唑、吡唑、異噻唑、異噁唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、 噠嗪、吲口巾(indolizine)、異吲哚、吲哚、吲唑、嘌呤、喹口巾(quinolizine)、異喹啉、喹啉、呔口井(phthalazine)、萘啶、喹喔啉、喹唑啉、噌啉、喋啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、啡口井(phenazine)、啡砷口井(phenarsazine)、吩噻嗪、呋咱、啡口咢口井(phenoxazine)、吡咯烷、氧雜環戊烷、硫雜環戊烷、噁唑、哌啶、哌嗪、嗎啉、內酯、內醯胺如氮雜環丁酮及吡咯烷酮、磺內醯胺、磺內酯等。雜環可以在一個或多個位置被前述的取代基取代，例如：鹵素、烷基、芳香烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、胺基、硝基、巰基、亞胺基、醯胺基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、矽基、醚、烷硫基、磺醯基、酮、醛、酯、雜環基、芳香族或雜芳族部分、-CF3、-CN等。
用語「選擇性取代」係指一化學基團，例如：烷基、環烷芳香基等，其中一個或多個氫可以被取代為下述取代基，例如：鹵素、疊氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、烷氧基、胺基、硝基、巰基、亞胺基、醯胺基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、矽基、醚、烷硫基、磺醯基、磺醯胺基、酮、醛、酯、雜環基、芳香族或雜芳族部分、-CF3、-CN等。
用語「多環」或「多環組」為先前技術所習知並指二或更多環(例如：環烷基、環烯基、環炔基、芳香基及/或雜環基)，其中二或更多碳原子為兩個相鄰的環所共用，例如：環為「稠環」。藉由非相鄰原子所連接的環稱為「橋接」環。多環之其中一環均可被上述取代基所取代，例如：鹵素、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、胺基、硝基、巰基、亞胺基、醯胺基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、矽基、醚、烷硫基、 磺醯基，酮、醛、酯、雜環基、芳香族或雜芳族部分、-CF3、-CN等。
用語「碳環」為先前技術所習知並指一芳香環或非芳香環，其中環之每一原子皆為碳原子。
用語「硝基」為先前技術所習知並指-NO2；用語「鹵素」為先前技術所習知並指-F、-Cl、-Br或-I；用語「巰基」為先前技術所習知並指-SH；用語「羥基」意指-OH；以及用語「磺醯基」及「碸基」為先前技術所習知並指-SO2-。「鹵化物」表示鹵素相對應的陰離子。
用語「藥學上可接受的鹽」或「鹽」是指一個或多個化合物之鹽。適合的化合物之藥學上可接受的鹽包含酸加成鹽，例如藉由將化合物之溶液與藥學上可接受的酸之溶液混合製作而成。前述藥學上可接受的酸例如：鹽酸、氫溴酸、硫酸、富馬酸、草酸、馬來酸、琥珀酸、苯甲酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸、磷酸、碳酸等。當化合物攜帶一個或多個酸性部分時，藥學上可接受的鹽可以藉由對化合物之溶液與藥學上可接受的鹼之溶液的處理而製成。前述藥學上可接受的鹼包含氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四烷基銨、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、氨、烷基胺等。
本說明書中所使用之用語「受試者」是指動物，通常是即將成為或已經成為治療、觀察及/或實驗對象的哺乳動物或人類。當該用語與本說明書所述之金屬複合物及/或其他藥物的給藥一起使用時，該受試者即為治療、觀察及/或本說明書之金屬複合物或藥物的給藥的對象。
用語「共同給藥(名詞)」及「共同給藥(動詞)」是指同時給藥(同時間點給兩種或更多治療藥物)及不同時間點給藥(在不同於另一或多種治療藥物的給藥時間給予一或多種治療藥物)，只要前述治療藥物在一定 程度上同時存在於病患體內。
本說明書中所使用之「治療有效量」之用語是指於細胞培養、組織系統、受試者、動物或人類中可以引出研究人員、獸醫、臨床人員或醫生所欲得之生物學、藥物學或成像反應之活性化合物或藥的劑量。前述治療有效量包含減輕治療中疾病、病症或失調的症狀及/或達成所期望之核磁共振成像對比度增強程度。
用語「組成物」旨在涵蓋包含特定量的特定成分的產物，亦可以為特定量的特定成分之組合直接或間接產生的任何產物。
用語「藥學上可接受的載體」是指用於製備所期望之化合物劑型的基質。藥學上可接受的載體可包含一種或多種溶劑、稀釋劑或其他液體載體；分散或懸浮助劑；表面活性劑；等滲劑；增稠劑或乳化劑；防腐劑；固體黏合劑；潤滑油等。Remington's Pharmaceutical Sciences,Fifteenth Edition,E.W.Martin(Mack Publishing Co.,Easton,Pa.,1975)及Handbook of Pharmaceutical Excipients,Third Edition,A.H.Kibbe ed.(American Pharmaceutical Assoc.2000)揭露用於配製藥物組成物的各種載體及用於其製備的習知技術。
本發明提供一種金屬複合物，其特徵包含化學式I之化合物：
Figure 108112006-A0202-12-0025-37
或其藥學上可接受的鹽，其中，M為2H或Zn2+；或M具有結構：
Figure 108112006-A0202-12-0026-38
 A為可選擇性地被取代的苯基； X為不存在、
Figure 108112006-A0202-12-0026-40
、
Figure 108112006-A0202-12-0026-41
或
Figure 108112006-A0202-12-0026-42
； Y為-(CH2)n-、-(CH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)nCH2CH2-、-(OCH2CH2O)nCH2-、-(CH2CH2O)nCH2CH2-、-(CH2CH2O)n-、-(OCH2CH2)n-或
Figure 108112006-A0202-12-0026-45
 Z為-(C=O)NHR3或
Figure 108112006-A0202-12-0026-44
； n選自1-10其一之整數；Ln各自獨立地為一順磁性的金屬離子；R1各自獨立地為可選擇性地被取代的芳香基；R2各自獨立地為烷基；R3為SEQ ID NO：1(Ahx D-Cys Gln Asp Gly Arg Met Gly Phe D-Cys，其中Ahx為胺基己酸，D-Cys為半胱胺酸之D-異構物)、SEQ ID NO：2(Ahx D-Cys Gly Arg Leu Lys Glu Lys Lys D-Cys)或SEQ ID NO：3(Ahx Arg Arg D-Arg Lys Xaa D-Cys Gly Arg Leu Lys Glu Lys Lys D-Cys)；R4各自獨立地為O-、N(R5)2或NHR3；以及R5各自獨立地為H或烷基，前提為至少M或Z一包含Ln。
在部分實施例中，化學式I之化合物可具有整體電荷，例如：+1、+2、+3或+4。在此等例子中，可以存在一種或多種反荷陰離子，從而產生電中性金屬複合鹽。任何實質上無毒的陰離子均可被用於電中性金屬複合鹽。合適的反荷離子之選擇為所屬領域中具有通常知識者所熟知。示例性陰離子包含但不限於：氯化物、溴化物、碘化物、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、酒石酸鹽、馬來酸鹽、乳酸鹽、草酸鹽、甲酸鹽、乙酸鹽、富馬酸鹽、馬來酸鹽、甲磺酸鹽、甲苯磺酸鹽、己二酸鹽、癸酸鹽、己酸鹽、辛酸鹽、十二烷基硫酸鹽、戊二酸鹽、月桂酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽、檸檬酸鹽、己酸鹽、乙醇酸鹽、琥珀酸鹽等。在部分實施例中，金屬複合物為草酸鹽。
在部分實施例中，Ln的每個實例皆為順磁性金屬離子，其獨立地選自鑭系元素所組成之群組，例如具有原子序為57-70及一個原子序為21-29、42或44的過渡金屬。
在部分實施例中，Ln的每個實例均獨立地選自鉻(III)、錳(II)、鐵(III)、鐵(II)、鈷(II)、鎳(II)、銅(II)、鐠(III)、釹(III)、釤(III)、鐿(III)、釓(III)、鋱(III)、鏑(III)、鈥(III)、鉺(III)、鑭(III)、金(III)、鉛(II)、鉍(III)、及銪(III)所組成的群組。在部分實施例中，Ln為釓(III)。
在部分實施例中，n為一選自1-9、1-8、1-7、1-6、2-6、3-6或3-5之整數。
A可以為一個二價的可選擇性地被取代的苯基，其與卟啉部分及X在苯基的1及2(鄰)、1及3(間)或1及4(對)位置共價鍵合。在部分實施例中，A為一個可選擇性地被1、2、3、4或5個取代基取代的苯基，前述取代基選自氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝基、氰基、羥基、烷基、烯基、炔基、環烷基、雜環基、芳香基、雜芳基、-N(R)2、-OR、-SR、-(S=O)R、-SO2R、SO2N(R)2、-(C=O)R、-O(C=O)R、-(C=O)OR、-O(C=O)OR、-(C=O)N(R)2及-N(R)(C=O)(R)所組成的群組，其中R為氫、 烷基或芳香基。在部分實施例中，A選自
Figure 108112006-A0202-12-0028-47
、
Figure 108112006-A0202-12-0028-48
及
Figure 108112006-A0202-12-0028-49
。
當X不存在時，化學式I之金屬複合物可以由下述所示之結構表示：
Figure 108112006-A0202-12-0028-46
在部分實施例中，R1各自獨立地選自可選擇性地被取代的苯基、可選擇性地被取代的萘基、可選擇性地被取代的呋喃、可選擇性地被取代的吡咯、可選擇性地被取代的咪唑、可選擇性地被取代的噻唑、可選擇性地被取代的吡啶、可選擇性地被取代的吡嗪等。在部分實施例中，R1為一個可選擇性地被1、2、3、4或5個取代基取代的苯基，前述取代基 選自氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硝基、氰基、羥基、烷基、烯基、炔基、環烷基、雜環基、芳香基、雜芳基、-N(R)2、-OR、-SR、-(S=O)R、-SO2R、-(C=O)R、-O(C=O)R、-(C=O)OR、-O(C=O)OR、-(C=O)N(R)2及-N(R)(C=O)(R)，其中R為氫、烷基或芳香基。在部分實施例中，R1為可選擇性地被1、2、3、4或5個取代基取代的苯基，前述取代基選自氟化物及-OR所組成之群組，其中R為C1-C6烷基或C1-C3烷基。
在部分實施例中，R2獨立地為C1-C6烷基、C1-C5烷基、C1-C4烷基或C1-C3烷基。
R3可為一多肽序列，其選自SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2及SEQ ID NO：3所組成的群組。前述多肽藉由末端胺基共價鍵結。
在部分實施例中，R5各自獨立地為氫、C1-C6烷基、C1-C5烷基、C1-C4烷基或C1-C3烷基。
在部分實施例中，M具有結構：
Figure 108112006-A0202-12-0029-53
 A為可選擇性地被取代的對苯基；R2為C1-C3烷基； X為
Figure 108112006-A0202-12-0029-50
或
Figure 108112006-A0202-12-0029-52
； Y為-(CH2)n-；-(CH2CH2O)nCH2-；-(CH2CH2O)n-； -(OCH2CH2)n-，其中n選自3-5其一之整數；及Z為-(C=O)NHR3。
在部分實施例中，M為2H或Zn2+；A為可選擇性地被取代的對苯基； X為不存在或
Figure 108112006-A0202-12-0030-54
；Y為-(OCH2CH2)n-或
Figure 108112006-A0202-12-0030-56
；及Z為
Figure 108112006-A0202-12-0030-55
，其中R4為O-、N(R5)2或NHR3； 及R5各自獨立地為氫或C1-C3烷基。
在部分實施例中，化學式I之化合物選自
Figure 108112006-A0202-12-0030-57
Figure 108112006-A0202-12-0031-58
Figure 108112006-A0202-12-0031-59
所組成的群組。
本發明亦提供一藥物組成物，其包含一本說明書所記載之金屬複合物以及至少一藥學上可接受的賦形劑。
本說明書所記載之金屬複合物及其藥學上可接受的鹽可以單獨施用在哺乳動物受試者，或根據標準藥學方法與藥學上可接受的載體或稀釋劑結合為藥學組成物而給藥。該金屬複合物可以由口服給藥或消化道外給藥。非消化道給藥包含靜脈、肌肉內、腹膜內、皮下及局部給藥，理想方式為靜脈給藥。
因此，本發明提供一藥學上可接受的組成物，其包含治療有效量的本說明書所記載之一種或多種金屬複合物，其與一種或多種藥學上可接受的載體(添加劑)及/或稀釋劑一起配製。本發明之藥物組成物可以特別配製以用於固體或液體形態之給藥，包含適用於下述者：(1)非消化道給藥，例如藉由皮下、肌肉內、靜脈或硬脊膜外注射例如無菌溶液或懸浮液、或緩釋製劑；及(2)口服給藥，例如灌藥(水溶液或非水溶液或懸浮液)、 錠劑、大丸劑、粉末、顆粒劑、用於舌頭之糊劑，前述錠劑係例如針對口腔、舌下及全身性吸收者。在部分實施例中，本發明之金屬複合物之給藥方法為非消化道給藥(靜脈給藥)。
如本說明書所述，本說明書所記載之金屬複合物之部分實施例可包含一陽離子複合物，且因此可與藥學上可接受的陰離子形成藥學上可接受的鹽。此情況下的用語「藥學上可接受的鹽」是指本發明之化合物之相對無毒性、無機及有機的鹽。此等鹽可在給藥載體或劑型製造過程中原位製備，或另外製備。代表性的鹽包含：溴化物、氯化物、硫酸鹽、硫酸氫鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、戊酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽、硬脂酸鹽、月桂酸鹽、苯甲酸鹽、乳酸鹽、磷酸鹽、甲苯磺酸鹽、檸檬酸鹽、草酸鹽、馬來酸鹽、富馬酸鹽、琥珀酸鹽、酒石酸鹽、萘磺酸鹽、甲磺酸鹽、葡庚糖酸鹽、乳糖酸鹽及月桂基磺酸鹽等。
本發明之金屬複合物的藥學上可接受的鹽包含金屬複合物的常用無毒鹽或季銨鹽，例如源自無毒有機酸或無機酸。舉例而言，此常用無毒鹽包含從無機酸所衍生者，前述無機酸例如：鹽酸、氫溴酸、硫酸、胺基磺酸、磷酸、硝酸等；及由有機酸所製備的鹽，前述有機酸例如：乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、抗壞血酸、棕櫚酸、馬來酸、羥基馬來酸、苯乙酸、麩胺酸、苯甲酸、水楊酸、磺胺酸、2-乙醯氧苯甲酸、富馬酸、甲苯磺酸、甲磺酸、乙烷二磺酸、草酸、2-羥乙磺酸等。
在其他情形下，本說明書所記載之金屬複合物可包含一個或數個酸性官能基，因此可與藥學上可接受的鹼形成藥學上可接受的鹽。在 此等情形下，「藥學上可接受的鹽」之用語是指本發明之化合物之相對無毒性、無機及有機鹼加成的鹽。此等鹽可同樣地在給藥載體或劑型製造過程中原位製備，或另外藉由使經純化之金屬複合物以游離酸形態與合適的鹼、氨或藥學上可接受的有機一級、二級或三級胺反應而製備，前述合適的鹼例如：藥學上可接受的金屬陽離子之氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽。代表性的鹼金屬鹽或鹼土金屬鹽包含：鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽及鋁鹽等。可用於形成鹼加成鹽的代表性的有機胺包含：乙胺、二乙胺、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪等。
潤濕劑、乳化劑及潤滑劑，如十二烷基硫酸鈉及硬脂酸鎂，以及著色劑、脫模劑、被膜劑、甜味劑、調味劑及芳香劑、防腐劑、助溶劑、緩衝劑及抗氧化劑亦可存在於組成物中。
製備此等製劑或組成物的方法包含使本說明書所記載之金屬複合物與載體及──選擇性地──一種或多種副成分結合的步驟。一般而言，藉由使一本發明之化合物與液體載體(液體製劑)、或細分化之固體載體、或上述兩者均勻且緊密地結合以製備前述製劑，前述液體載體可進行冷凍乾燥(供無菌水等回溶用之粉末製劑)。接著，因應需要，將產物塑形或包裝。
適用於非消化道給藥。本發明之藥物組成物包含一種或多種本發明之金屬複合物與一種或多種藥學上可接受的無菌等滲水溶液或非水溶液、分散液、懸浮液或乳化液、或無菌粉末之組合，前述無菌粉末可在使用前回溶為無菌注射溶液或分散液；其可含有醣類、醇類、抗氧化劑、緩衝液、抑菌劑、螯合劑、使製劑與預期接受者的血液等滲透壓的溶質、 懸浮劑或增稠劑。例如，將活性成分與藥學上可接受的載體一起置於溶液中，接著進行冷凍乾燥以生產乾燥粉末。將乾燥粉末包裝為單位劑型，接著藉由在粉末中加入無菌溶液如水或生理食鹽水而回溶以用於非消化道給藥。
可用於本發明之藥物組成物之合適的水溶液或非水溶液載體可列舉例如：水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇、聚乙二醇等)及其合適的混合物、植物油如橄欖油、及可注射的有機酯如油酸乙酯。適當的流動性，可藉由使用如卵磷脂之包材來保持、若為分散劑時則藉由保持所需的粒度來保持、以及藉由使用界面活性劑來保持。
此等組成物亦可含有佐劑，如防腐劑、潤濕劑、乳化劑及分散劑。藉由包含各種抗細菌劑及抗真菌劑，如對羥基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚山梨酸等，可確保防止微生物對本發明之化合物的作用。理想為組成物亦包含等滲劑，如醣類、氯化鈉等。藉由包含延遲吸收的試劑如單硬脂酸鋁及明膠，可延長可注射藥物形式的吸收。
本說明書中所使用之「非消化道給藥(parenteral administration)」及「消化道外給藥(administered parenterally)」之用語是指除了消化道及局部給藥之外的給藥方式，通常為注射，其包含但不限於靜脈(intravenous)、肌肉內(intramuscular)、動脈(intraarterial)、鞘內(intrathecal)、囊內(intracapsular)、眶內(intraorbital)、心內(intracardiac)、皮內(intradermal)、腹膜內(intraperitoneal)、經氣管(transtracheal)、皮下(subcutaneous)、表皮下(subcuticular)、關節內(intraarticulare)、囊下(subcapsular)、蛛網膜下(subarachnoid)、脊椎內(intraspinal)及胸骨內(intrasternal)注射以及輸注。
本說明書中所使用之「全身給藥(systemic administration)」、「全身性給藥(administered systemically)」、「周邊給藥(peripheral administration)」及「周邊給藥(administered peripherally)」之用語係指非直接進入中樞神經系統的化合物、藥物或其他物質之給藥，使其進入病患的系統，並因此受新陳代謝及其他過程之影響，例如皮下給藥。
本發明亦提供一種使用核磁共振造影(MRI)對一受試者進行成像之方法，該方法包含：施用治療有效量之本說明書所記載之金屬複合物；並藉由MRI對受試者的至少一部分進行成像。在部分實施例中，前述受試者的至少一部分可能有癌症。在部分實施例中，前述受試者的至少一部分為受試者的膀胱。
在部分實施例中，受試者為犬科、貓科、牛科、馬科、非人類之靈長類動物或人類。在部分實施例中，受試者為人類。
根據所蒐集的MRI資料，臨床醫生可以診斷受試者是否患有癌症，例如：膀胱癌。若受試者根據MRI資料被診斷為患有癌症，該受試者可以接受治療，或由臨床醫生監控該癌症進展。癌症可以藉由任何所屬技術領域中所習知的方法治療，包含但不限於：放射治療、化學治療、手術及其組合。
因此，在部分實施例中，對一受試者進行成像的方法更進一步包含施用治療有效量的癌症治療藥物之步驟。在部分實施例中，該癌症治療藥物為可有效治療膀胱癌之癌症治療藥物。可有效治療膀胱癌的示例性癌症治療藥物包含但不限於絲裂黴素、沙奧特帕(thiotepa)、順鉑、卡鉑、阿黴素(doxorubicin)、吉西他濱(gemcitabine)、戊柔比星(valrubicin)、胺甲葉 酸(methotrexate)、長春花鹼(vinblastine)、阿黴素及其組合。
在部分實施例中，對一受試者進行成像的方法進一步包含以手術方式移除膀胱癌之步驟。
本發明所提供的金屬複合物亦可被用於癌症的PDT相關用途。因此，本發明亦提供一種治療有需求之受試者的癌症之方法，該方法包含施用治療有效量的本說明書所記載之金屬複合物；並以電磁輻射照射一含有癌的目標組織，前述電磁輻射具有位於前述金屬複合物之活化波長的波長。
可以從受試者體外鄰近目標組織的位置照射目標組織。
活化波長位於該波長時，金屬複合物吸收電磁輻射且能將至少部分所吸收之能量轉移至金屬複合物周圍的氧分子，並將氧分子轉換成活性單態氧之波長。在部分實施例中，活化波長為800至1,000nm。
本說明書所記載之金屬複合物可根據所屬技術領域中所習知的治療及/或成像方法施用。所屬技術領域中具有通常知識者應能知悉本說明書所記載之化合物的施用可根據所治療的疾病而改變。根據所屬技術領域的臨床醫師的通常知識，治療方法(例如：劑量及施用次數)可以因金屬複合物施用於受試者所觀察到的效果而不同，亦可因所觀察到之疾病對所施用治療藥物之反應而不同。
本發明亦提供一種本說明書所記載之金屬複合物之用途，其用於製備用於增強受試者的核磁共振成像對比度的藥物。
本發明亦提供一種本說明書所記載之金屬複合物之用途，其用於製備用於治療癌症的藥物。
本發明亦提供一種本說明書所記載之金屬複合物之用途，其用於製備用於治療癌症的藥物，及用於製備增強受試者的磁共振成像對比度的藥物。
在部分實施例中，受試者為犬科、貓科、牛科、馬科、非人類之靈長類動物或人類。在部分實施例中，受試者為人類。
製備11個示例性的含釓複合物並對其於膀胱癌標靶性核磁共振成像及PDT之使用進行檢測(圖1)。其光物理特性及對膀胱癌受體──αvβ3整合素/陰離子膜一磷脂醯膽鹼(二油醯基磷脂醯膽鹼(DOPC))的結合親和力示於表1。
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Figure 108112006-A0202-12-0038-61
將0.4μg/mL的純化重組人類αvβ3整合素(源自CHO細胞，R&D Systems公司)吸附到96孔ELISA盤。加入NLPor-Gd-L1R1──一候選的ITG結合化合物以取代重組αvβ3整合素中0.25μg/mL的生物素化玻連蛋白(一個習知的ITG αvβ3配體，英國、劍橋、Abcam公司)。NLPor-Gd-L1Rn與NLPor-Gd-L2Rn(n=1-3)(圖1及15)對玻連蛋白與αvβ3整合素的淨結合率之影響，藉由評估其混合物在不同Rn濃度下的吸光度來進行研究。一般而言，吸光度越低表示Rn在阻礙玻連蛋白與αvβ3整合素之間的結合上效果越大。因淨結合率隨著NLPor-Gd-L1R3的濃度增加而減少(圖2)，此表示NLPor-Gd-L1R3可能會與αvβ3整合素產生交互作用，並從而抑制αvβ3整合素與生物素化玻連蛋白之間的結合。
選擇5種示例性含釓複合物以測驗2種標準。(1)水溶性；(2)根據與αvβ3整合素(藉由西方墨點法及NLPor-Gd-L1Rn與NLPor-Gd-L2Rn的整合素(ITG)結合活性分析來評估)及陰離子膜(藉由與DOPC-M-NLPorBx-Cyc-Gd-Ly的響應訊號)之結合衡量的高度癌症選擇性。
藉由下述方法在體外測試所選的5種示例性含釓複合物之膀胱癌細胞選擇性：(1)共聚焦成像；(2)光動力指數(膀胱癌細胞與正常細胞相比)及t1弛緩率響應訊號對於癌症細胞受體/標的物(例如：αvβ3整合素或 DOPC)的選擇性。在三種不同的細胞株上進行體外成像的綜合研究(T24：人類膀胱癌細胞株；HeLa：子宮頸癌細胞株；MRC-5：正常肺臟細胞株)。根據圖3，在膀胱癌細胞T24觀察到紅色發射，其發射可能係由卟啉的發色團部分所產生。相反地，從HeLa細胞及MRC-5細胞並未得到任何光訊號。此狀況更進一步確認NLPor-Gd-LxRn(n=1-3)在膀胱癌細胞中的專一性定位。NLPor-Gd-L1Rn對T24膀胱癌細胞的選擇性可能係源於前述化合物與T24膀胱癌細胞上αvβ3整合素的過度表達之結合。
膀胱癌胜肽R3比R1及R2更具親水性。因此，NLPor-Gd-L1R3的紅光發射比NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R1強度更高，其趨勢為：NLPor-Gd-L1R3>NLPor-Gd-L1R2>NLPor-Gd-L1R1。
在完成研究NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在膀胱癌細胞中的專一性定位後，藉由共同染色實驗進一步辨識NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在膀胱癌細胞中的細胞內定位。如圖4所示(已由彩圖轉換為黑白圖)，紅色發射(現為白色)係源自NLPor-Gd-L1Rn複合物，而綠色發射(現為白色)係源自溶酶體探針。值得注意的為，顯示於重疊區域的合併之黃色(紅加綠)(現為白色)共同染色發射僅出現在與NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R3反應的膀胱細胞中。此觀察證實NLPor-Gd-L1R2/NLPor-Gd-L1R3與溶酶體探針的染色位置一致，表示前述兩個複合物定位在膀胱癌細胞T24的溶酶體中。相對地，於NLPor-Gd-L1R1沒有觀察到明顯的重疊，此進一步表示NLPor-Gd-L1R1定位在膀胱癌細胞T24的細胞膜上。
在有光照或無光照下分別評估NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)複合物在T24、HeLa及MRC-5細胞內的細胞毒性(圖5)。NLPor-Gd-L1Rn(n=1- 3)在T24中的光細胞毒性比在HeLa及MRC-5細胞中效用上更強大10倍(於NLPor-Gd-L1R3為更強大50倍)。隨著NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)複合物濃度的提升，光細胞毒性亦隨之增加。因NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)複合物在T24細胞中的IC50值比在HeLa及MRC-5細胞中的低，其細胞毒性的差異即顯示出複合物對膀胱癌細胞的選擇性。在光照射後，前述複合物可以選擇性地殺死膀胱癌細胞而不破壞正常細胞。NLPor-Gd-L1R3的光細胞毒性比NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R1高。此觀察結果可以歸因於NLPor-Gd-L1R3在水溶液中具備更佳的溶解度，此可增強其細胞滲透性。如圖5所示，NLPor-Gd-L1R3在所有最終產物中表現最高的PTI值，其後接著為NLPor-Gd-L1R2>NLPor-Gd-L1R1。
有鑑於NLPor-Gd-L1R3具有最有效的光細胞毒性(IC50=8.2μM)，並具有最高的光動力療法指數(PTI，光IC50/暗IC50)值(199)，其在所有測試樣品中，可被認為是最具前瞻性之膀胱癌專一性PDT劑。
測量所提出MR可用之PDT劑──NLPor-Gd-L1Rn(n=1至3)之t1弛緩率。NLPor-Gd-L1Rn(n=1至3)在1.5T、水(3%DMSO)中的弛緩率為0.2847mM-1s-1，其比Gd-DOTA的更低。此等弛緩率的差異可能歸因於其等不同的配位數：對於NLPor-Gd-L1Rn(n=1至3)，中心Gd3+離子的配位保護優於Gd-DOTA的，因此NLPor-Gd-L1Rn(n=1至3)的Gd3+離子相較於Gd-DOTA具有較少與水質子交換的機會。在加入不同濃度的αvβ3整合素的情況下評估NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的響應性t1。因NLPor-Gd-L1R3在水溶液中的溶解度比NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R1高，響應性t1弛緩率僅能從NLPor-Gd-L1R3與αvβ3整合素的共存觀察到(圖6)。當αvβ3整合素(標 靶)結合可能容易與兩個分子相互作用並影響來自第二或外部配位圈的t1弛緩率時。NLPor-Gd-L1R3的t1弛緩率在αvβ3整合素的加入後，由0.2847mM-1s-1提高到3.225mM-1s-1。
在三種不同細胞株(HK1：人類鼻咽癌細胞株；HeLa：子宮頸癌細胞株；MRC-5：正常肺細胞株)進行體外成像綜合研究。根據圖7a，在癌細胞陰離子膜及細胞質觀察到紅色發射，其中發射可能產生自卟啉的發色團部分。相反地，光訊號僅在MRC-5正常細胞外得到。此情況進一步證實因電荷及立體阻礙所導致的Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在癌細胞的專一性定位。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A1在癌細胞及正常細胞表現相同的細胞內定位。又，如圖7b所示(已從彩圖轉換成黑白圖)，在第一排共聚焦影像的紅色螢光(現為白色)是源自HeLa細胞裡的化合物Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2。第二排共聚焦影像的綠色螢光(現為白色)是源自溶酶體探針(LysoTracker)或粒線體探針(MitoTracker)，其表示HeLa細胞中溶酶體及粒線體的位置。重疊圖像顯示出部分黃色區域(現為白色)。黃色區域表示紅色螢光及綠色螢光之重疊。黃色區域表示前述化合物定位在HeLa細胞的溶酶體及粒線體。
在有光照或無光照下分別評估M-NLPor-Cyc-L2An(n=1或2)複合物在HK1、HeLa及MRC-5細胞中的細胞毒性(圖8)。NL-ZnPor-Cyc-Gd-A3的光細胞毒性為1000倍優於美國食品藥品監督管理局認證之PDT劑──ALA(圖8)。
測量所提出MR可用之PDT劑──M-NLPor-Cyc-L2An(n=1或2)之t1弛緩率。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A1及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2 在1.5T、水(3%DMSO)中的弛緩率分別為15.267及19.278mM-1s-1，其比Gd-DOTA的更高。此等弛緩率的差異可能歸因於水溶液中卟啉環的堆積，其導致表觀分子量的增加及整個複合物的旋轉運動減慢，同時提高t1弛緩率。(Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An之q值(n=1或2))(圖9)。然而，當Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(n=1或2)與DOPC結合時並無響應性t1弛緩率。
藉由下述方法在體外測試所選的5種示例性含釓複合物之膀胱癌細胞選擇性：(1)共聚焦成像；(2)光動力指數(膀胱癌細胞與正常細胞相比)及t1弛緩率響應訊號對於癌症細胞受體/標的物如αvβ3整合素或DOPC的選擇性。選擇一個對膀胱癌具高度選擇性的含釓複合物進行MRI。在100隻小鼠身上進行NLPor-Gd-L1Rn及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An的藥物動力學及生物分布研究(每個含釓複合物各20隻)。
在具異體移植腫瘤的小鼠尾靜脈注射NLPor-Gd-L1Rn及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(2.0mg/kg體重)，並使之整體循環6小時。接著使用如前述之860nm光照射腫瘤。將另一面腫瘤作為對照組(未經光照)。在接續幾天以每天一次之頻率對各處理重複3次。同樣地，結果發現相較於腫瘤之相反側對照組或NLPor-Gd-L1Rn(n=1或2)及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(n=1或2)組，NLPor-Gd-L1R3加光照處理的腫瘤在膀胱癌細胞受到抑制。藥物動力學分析亦顯示NLPor-Gd-L1R3具有更大的MRT(平均滯留時間)值並在動物體內停留更長時間，而NLPor-Gd-L1Rn(n=1、2)及Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2An(n=1或2)則快速消除(MRT為3.49小時)(圖10)。
經過前段所記載之所有研究可得知，NLPor-Gd-L1R3為一具 潛力之用於膀胱癌專一性MRI劑及PDT劑的雙重生物探針。核磁共振造影(MRI)為一個先進的成像技術，其可提供深層組織的高解析度圖像。又，MRI可以提供3D時空解析圖像。因釓的順磁特性，含釓物質常被用作MRI的顯影劑。為了研究NLPor-Gd-L1R3在活體內的作用機制，在受有T24膀胱癌異體移植的BALB/c裸鼠上進行實驗，並選擇受到普遍使用的MRI顯影劑Gd-DOTA作為對照組。分別在有T24腫瘤的小鼠尾靜脈注射NLPor-Gd-L1R3及Gd-DOTA。藉由在3隻受有T24膀胱癌異體移植的BALB/c裸小鼠身上進行體內MRI測量，評估MRI訊號的增強。藉由在皮下注射T24膀胱癌細胞來形成3個腫瘤模型。NLPor-Gd-L1R3、NLPor-Gd-L1(無R3，僅有COOH基團作為對照組)及GdDOTA的注射劑量為100μmol/kg(2μmol/小鼠)。在尾靜脈注射200μl之各樣品之前及之後的不同時間點獲得MR圖像。在注射NLPor-Gd-L1R3後0.5小時觀察到強烈的MRI訊號增強並維持至注射後1小時，直到訊號降至注射前的水準(圖12c)。與NLPor-Gd-L1R3相比，NLPor-Gd-L1顯示為在注射2小時後，幾乎無訊號增強的情形(圖12b)，其證實R3的αvβ3整合素標靶功能對於提供MRI訊號增強為必須的。在Gd-DOTA注射的MR圖像(圖12a)所觀察到的微弱之注射後訊號增強可能與小鼠腫瘤模型中Gd-DOTA的快速消除特性有關。注射NLPor-Gd-L1R3的MRI訊號增強比Gd-DOTA強烈。此同時證實NLPor-Gd-L1R3可能有比Gd-DOTA更長的消除時間，其可能歸因於R3與αvβ3整合素在膀胱癌細胞中的交互作用。結果顯示NLPor-Gd-L 1 R 3 可作為一具前瞻性之T24膀胱癌細胞的MRI顯影劑。
含釓的MRI顯影劑的穩定性始終是一個重要參數，因自由 Gd3+離子有毒，其具有與Ca2+相似的離子半徑。因此，自由Gd3+離子可能會影響體內各種電壓閘控型鈣離子通道。因癌細胞的微環境為酸性，使用RP-HPLC分析NLPor-Gd-L1R3在pH7及pH5的緩衝水溶液中的動力穩定度。準備200μM的NLPor-Gd-L1R3並分別溶解在pH7及pH5的緩衝水溶液中。前述兩個樣本的RP-HPLC分析以每24小時為間隔進行5天。藉由獲得在不同時間間隔之tr=23分鐘的峰值的積分面積，以確定NLPor-Gd-L1R3的穩定性。結果顯示在pH7及pH5緩衝溶液中24小時後的峰值面積積分皆略有下降。(圖13及14)。因此，可以推知NLPor-Gd-L1R3在pH7及pH5緩衝溶液中的穩定性可以維持24小時。
合成11個卟啉含釓複合物且NLPor-Gd-L1R3顯示為以癌細胞內的αvβ3整合素為標靶。NLPor-Gd-L1R3可應用於膀胱癌治療及MR成像。3個αvβ3同型異構物標靶胜肽與卟啉鑭系複合物共軛，NLPor-Gd-L1展現強大的單態氧量子產率──43%。藉由共聚焦成像發現NLPor-Gd-L1R3可以穿透整合素αvβ3(+)表現型T24細胞，而不能穿透αvβ3(-)表現型HeLa及MRC-5細胞。NLPor-Gd-L1R3對T24細胞表現極端的抑制作用(IC50=8.2μM)，其所具最高PTI值(199)比市面可獲得的PDT劑ALA高20倍以上。NLPor-Gd-L1R3被視為所有測試樣品中最具前瞻性的膀胱癌專一性PDT劑。NLPor-Gd-L1R3為一個新穎的膀胱癌細胞高度專一性治療劑，其藉由卟啉部分產生1O2以殺死腫瘤細胞，並提供強大的雙模組成像(螢光及MRI對比成像)。藉由一系列體外及體內研究對NLPor-Gd-L1R3的成像效果進行評估。結果顯示NLPor-Gd-L1R3的高度專一性使其在MRI導引膀胱癌PDT上為優異的候選者。
在水溶液中測量Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及其無釓的前驅物Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2之吸收及發射光譜(圖54b及54c)。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2在420nm表現出一索瑞特(Soret)光譜帶，其對應到從基態到第二激發態的躍遷(S0→S2)；及在554nm表現出一Q帶，其關乎從基態到第一激發態的微弱躍遷(S0→S1)。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在430nm的激發下於水溶液中表現從600nm到750nm的強烈發射(圖54c)。位於650nm及750nm左右的發射峰分別源自卟啉第二激發態到基態的躍遷(S2→S0)及第一激發態到基態的躍遷(S1→S0)。在CHCl3中測量Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2的單態氧量子產率(Φ△)，並藉由與參考化合物四苯基卟啉H2TPP(於CHCl3中Φ△=0.55)進行比較來計算前述單態氧量子產率。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及Zn-NLPorB2-Cyc-L2A2的單態氧量子產率分別為0.21及0.27(圖50)。在Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的T1弛緩率之研究中，使用臨床的MRI顯影劑Gd-DOTA作為對照組以用於比較。在1.4T、含3% DMSO的水中，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2具有15.06mM-1s-1的較高之T1弛緩率，而Gd-DOTA僅顯示為2.92mM-1s-1(圖49)。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的高T1弛緩率可能歸因於Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2裡卟啉部分的堆積(圖54a)。其導致複合物的旋轉運動減慢，並因而提高Zn-NLPorB 2 -Cyc-Gd-L 2 A 2 的T1弛緩率。
在三種不同的細胞株HeLa(人類子宮頸癌細胞)、T24(人類膀胱癌細胞)及MRC5(人類正常肺細胞)上進行Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的細胞毒性分析。如圖50所示，在無光的情況下，3個細胞株中 Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的細胞毒性皆非常低(暗IC50>200μM)。然而，3個細胞株在光照射下，前述複合物的細胞毒性皆大幅提升。例如：HeLa細胞中Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的IC50值在黑暗中與光照下分別為337及0.25μM。此證實該複合物在無光照下為高度安全，而其在光照下為一個有效的PDT劑，特別是在癌細胞株中。此促成HeLa及T24細胞的高光動力治療指數(PDI)(前述PDI分別為1348及324)。此結果亦表示Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2與市售PDT前驅藥物5-胺基酮戊酸(ALA)相比，為更有效的PDT劑。細胞毒性分析顯示Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2除可作為MRI顯影劑外，亦可以成為一具潛力之PDT前驅藥物。
為了瞭解Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在癌細胞及正常細胞中的細胞定位及選擇性，在癌細胞(HeLa)及正常細胞(MRC5)進行共聚焦成像及共同染色實驗。如圖51所示(已由彩圖轉換成黑白圖)，即使在低濃度下，複合物Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在HeLa細胞中與MRC5細胞相比仍展現更強烈的紅色發射(現為白色)。第一行的共聚焦圖像中的紅色螢光係源自HeLa細胞中的化合物Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2。第二行的共聚焦圖像中的綠色螢光(現為白色)係來自溶酶體探針(LysoTrackeror)及粒線體探針(MitoTracker)，其表示HeLa細胞中的溶酶體及粒線體的位置。重疊圖像顯示出部分黃色區域(現為白色)。黃色區域表示紅色及綠色螢光的重疊。黃色區域表示化合物在進入細胞後定位在HeLa細胞中的溶酶體及粒線體。HeLa癌細胞圖像中另一重要訊息為：當Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的濃度從1.25μM增加到2.5μM時，會出現更多且強度更強的黃色區域。而在MRC5正常細胞中，在1.25μM的低濃度下有明顯較少的黃色區域。此結果顯示在 HeLa癌細胞中化合物Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的攝取遠大於MRC5正常細胞。其表示Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2對癌細胞的選擇性。
前述結果表示癌細胞對Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的細胞攝取比正常細胞株更快且更強烈。進行共同染色實驗以進一步評估Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的定位。出現在與Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2及綠色溶酶體探針(LysoTracker Green)二者反應的HeLa細胞中的合併之黃色發射表示該複合物係定位於HeLa細胞的溶酶體。然而，當MRC5細胞中僅加入2.5及1.25μM的Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2時，前述細胞中極少或沒有紅色發射出現。在MRC5細胞中僅出現綠色發射，其代表溶酶體探針(LysoTracker)之發射。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的濃度依賴性細胞攝取表示本發明之複合物可以在低濃度下選擇性地滲透進癌細胞而非正常細胞。因低濃度(<2.5μM)之複合物足以使其定位在癌細胞中，此可對其他正常細胞造成較少傷害，並因而於施用上更為安全。
完成Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在癌細胞及正常細胞之體外研究後，即進行查明Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2之腫瘤抑制效果之體內實驗。將HeLa異體移植小鼠模型分為6組進行腫瘤抑制研究(圖52a)。以腫瘤內注射將Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2(3.46mg/kg)及5-胺基酮戊酸(ALA)(60mg/kg)注射進不同組別之Hela腫瘤，其大小為200-350mm3，並藉由注射PBS緩衝液作為對照組。PDT治療組的腫瘤在注射後對其照射808nm之雷射光2小時，而另一側腫瘤作為無光照之對照組。連續20天每天進行一次PDT治療。總體光劑量為50J/cm2。在20天治療後，與ALA之PDT治療相比，與體內MRI相同劑量之3.46mg/kg體重的Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2 展現顯著的體內腫瘤抑制效果(圖52b)。使用Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2對HeLa腫瘤進行PDT治療，經過20天治療後顯示體積62%縮減。在整個治療過程中所有組別的小鼠體重的維持證實該化合物在體內的安全性。使用ICP-MS研究Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在不同時間點的體內生物分布。Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在尾靜脈注射後，在3小時於HeLa腫瘤處展現快速的堆積並維持12小時(圖11及52c)。在注射後的48小時後觀察到Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2從小鼠體內徹底消除。
除了Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的腫瘤抑制功效，亦藉由在S18異體移植小鼠模型中進行體內MRI來評估Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2的MRI性能。藉由尾靜脈注射將Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2(0.025mmol/kg，Gd-DOTA的1/4劑量)注射進S18異體移植小鼠。T1圖像顯示Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在體內表現強大的對比效果，使腫瘤處在注射後第1小時轉亮(圖53a)。最強的訊號增強記錄於注射Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2後2小時。與劑量為0.1mmol/kg體重之Gd-DOTA相比，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2於注射後48小時在腫瘤處仍有顯著的訊號增強(圖53b)。與Gd-DOTA相比，Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2可以在更低的劑量下產生更強的訊號。因此，可以獲得由強烈訊號增強所產生之更清晰的MR圖像，以協助監測抗癌治療。進行體內螢光成像以進一步驗證Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2在腫瘤處的累積現象。結果與體內生物分布結果一致(圖53d)，即在注射後2至3小時於腫瘤處觀察到最高程度的Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2累積，而在正常小鼠中則未偵測到明顯的訊號(圖53c)。此結果解釋了T1圖像在相同時間內的最強訊號增強。
綜上所述，本發明提供一新穎之卟啉-四氮雜環十二烷(cyclen)含釓雙功能生物探針Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2。與臨床上認證的MRI顯影劑Gd-DOTA(T1弛緩率2.92mM-1s-1，1.4T)相比之下具有出色的T1訊號增強及更高的T1弛緩率(15.06mM-1s-1，1.4T)，使Zn-NLPorB2-Cyc-Gd-L2A2被認為可在MRI顯影劑中作為Gd-DOTA良好的替代品。其在低濃度下對癌細胞的選擇性使其成為一使用上更加安全的藥劑。其高PDT指數亦使其能夠成為一可進行光動力治療之良好的光敏劑。此新開發的雙功能生物探針被認為可以幫助我們進入癌症治療的新時代。
首先，進行整合素結合活性分析以評估NLPor-Gd-L1Rn(圖16a)對αVβ3整合素的結合親和力。該結合物作為競爭配體，從重組αVβ3整合素中置換生物素化玻連蛋白。藉由評估在不同濃度的NLPor-Gd-L1Rn下混合物在405nm處的吸光度，得到NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)對玻連蛋白及αVβ3整合素的淨結合率之影響效果。降低的吸光度表示NLPor-Gd-L1Rn從αvβ3整合素對玻連蛋白的競爭作用。玻連蛋白被任一化合物置換的百分比(圖16b)明顯指出隨著NLPor-Gd-L1Rn濃度增加，淨結合率降低，R3的效果明顯更大。此結果與NLPor-Gd-L1Rn與αVβ3整合素交互作用並抑制αVβ3整合素與生物素化玻連蛋白之間的結合一致。自由Gd3+離子與生物學上普遍存在的Ca2+離子具有相似的離子半徑，因此自由Gd3+離子可能會影響體內各種電壓閘控型鈣離子通道而可能具有毒性。因此含釓的MRI顯影劑之穩定性始終為一重要參數。因癌細胞的微環境屬弱酸性(pH 5-7)，使用反相高效液相層析法分析NLPor-Gd-L1R3在pH 7及pH 5緩衝水溶液中的動力穩定度；準備200μM的NLPor-Gd-L1R3並將其溶解在pH 7及pH 5磷酸鹽 緩衝生理鹽水溶液，連續4天每24小時進行一次分析。測定不同時間間隔的峰值面積(滯留時間tr=23分鐘)以評估NLPor-Gd-L1R3的穩定性。結果顯示pH 7及pH 5溶液在24小時後，峰值面積皆沒有明顯的減少(圖16c)。因此，可以推知NLPor-Gd-L1R3在pH 7及pH 5緩衝溶液中的穩定性皆可以維持超過24小時。
接著，在人類膀胱癌(T24)、子宮頸癌(HeLa)及正常肺(MRC-5)細胞株進行體外NLPor-Gd-L1Rn成像之研究。根據圖17(a)(已由彩圖轉為黑白圖)，在T24膀胱癌細胞中觀察到由卟啉發色團所產生的紅色發射(現為白色)，而在HeLa及MRC-5細胞中則未獲得任何訊號。此與NLPor-Gd-L1Rn在膀胱癌細胞中的專一性定位一致。因胜肽R3比R1及R2更具親水性，R3共軛化合物具有更佳的溶解性及生物相容性。因此，從NLPor-Gd-L1R3觀察到更強的紅色發射。用綠色發射溶酶體探針染劑進行共同染色實驗，以進一步研究NLPor-Gd-L1Rn之細胞內定位。如圖17所示(重疊區域)，同時觀察到紅色及綠色發射(現為白色)，且值得注意的是合併的圖像顯示R2及R3情形下有部分重疊(重疊區域中之黃點(現為白色))：(皮爾森係數(Pearson’s coefficients)(從-1到1)：NLPor-Gd-L1R2=0.394；NLPor-Gd-L1R3=0.279)。
NLPor-Gd-L1Rn(n=2、3)增強MR成像的能力藉由測定其在1.5T、水中(3% DMSO)的T1及T2弛緩率來評估，此等數據亦藉由Gd-DOTA(Dotarem®)的弛緩率來確認。觀察到NLPor-Gd-L1R3的T1及T2弛緩率為r1=0.182mM-1s-1(圖18a)及r2=0.6289mM-1s-1(圖37)。NLPor-Gd-L1R3的T1弛緩率比Gd-DOTA的明顯更低，其為2.92mM-1s-1(圖 18a)。因NLPor-Gd-L1Rn複合物可能缺乏配位水，因此水合數的差異可能導致此等弛緩率的變異。然而，發現NLPor-Gd-L1R3在與αvβ3整合素結合後表現出響應性T1弛緩率，其r1弛緩率增加到3.225mM-1s-1(圖18a，三角形數據點)。響應性T1弛緩率僅能在該複合物檢測到，因其具有比NLPor-Gd-L1R1及NLPor-Gd-L1R2更高的水溶性。αVβ3整合素可能同時輕易地與Gd複合物的兩個分子相互作用，並因此藉由第二或外部配位圈相互作用正向地影響T1弛緩率。T1弛緩率增強亦可能是因NLPor-Gd-L1R3的表觀分子量增加所致，前述增加是藉由其與αVβ3整合素相互作用而使NLPor-Gd-L1R3的分子旋轉減慢所致。
在光照射後，NLPor-Gd-L1Rn複合物選擇性地殺死膀胱癌細胞，且更重要地，藉由使用及不使用光照射(λex=430nm，劑量=10J/cm2)所進行之T24、HeLa及MRC-5細胞的細胞毒性研究所證明，前述複合物不影響正常細胞。結果如圖19所示。對T24的暗IC50值僅比HeLa或MRC-5細胞小1.1-3.0，但在照射下，對T24的IC50值變得明顯更小：R1為10-13倍、R2為9-20倍、R3為突出的55倍。此結果再次與複合物對膀胱癌細胞的高度選擇性相一致。與NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R1相比，NLPor-Gd-L1R3對T24細胞的光細胞毒性明顯較高(IC50=8.2μM)，此可能歸因於其較佳的溶解度。NLPor-Gd-L1R3同時亦在3種複合物中展現最高的光動力治療指數(PTI，暗IC50/光IC50)。例如：一驚人的數值199，其比習知且市面可取得的PDT劑5-胺基酮戊酸(ALA)高20倍。因此，此R3共軛複合物為所測試樣本中最具前瞻性之膀胱癌專一性PDT劑。
在注射複合物後，藉由照射808nm之雷射(雙光子激發)3 小時以進行體內PDT研究；光總劑量為50J/cm2，對每組3隻受有T24膀胱癌異體移植的裸鼠每週三次進行治療。結果顯示，與相反側黑暗對照組及PBS注射的T24腫瘤對照組相比，與用於體內MRI(100μmol/kg體重)相同濃度的NLPor-Gd-L1R3對經光照的T24腫瘤具有顯著的抑制作用(圖18b及18c)。在另一個體內PDT實驗中，NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3；100μmol/kg體重)顯示明顯的T24腫瘤抑制作用，但在HeLa腫瘤中幾乎未觀察到抑制效果(圖18d及18e)。如對照組Yb-PEG-R3所證實，NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)所吸收大部分的光能係用於產生細胞毒性1O2(1-光子量子產率：0.39-0.40，λex=425nm，PBS緩衝液)。前述對照組Yb-PEG-R3僅具有可忽視的細胞毒性作用，因其激發能量主要轉移到Yb(III)中心以誘發NIR發射，因此不會產生1O2(圖18e)。在所有樣本中，NLPor-Gd-L1R3對膀胱T24腫瘤展現最高的抑制效果。此現象可以藉由NLPor-Gd-L1R3的大1O2量子產率及強αVβ3整合素結合親和性等特性來解釋。
上述深入研究顯示NLPor-Gd-L1R3可被視為一具潛力之用於膀胱癌PDT治療的治療診斷劑。為了研究NLPor-Gd-L1R3作為體內MRI顯影劑的可能性，在具有T24膀胱癌異體移植的BALB/c裸鼠身上進行實驗，而受到普遍使用的MRI顯影劑Gd-DOTA作為對照組。NLPor-Gd-L1R3、Gd-PEG-COOH(羧酸基團代替R3作為對照組)及Gd-DOTA的注射劑量為0.1mmol/kg釓(約2μmol/小鼠)。在各個受試者的200μL尾靜脈注射前及後的不同時間點獲取MR圖像。在注射後0.5小時觀察到強烈的MRI訊號增強並維持到1小時(圖20c)。根據圖20，與Gd-PEG-COOH及Gd-DOTA對照組相比，用NLPor-Gd-L1R3處理過的腫瘤的邊緣在0.5小時及1小時後可 相對清楚觀測；Gd-PEG-COOH在2小時內顯示幾乎無注射後訊號增強(圖20b及圖20c)，其證實R3的αvβ3整合素標靶功能對於提供MRI訊號增強為必須的。在注射有Gd-DOTA的小鼠的MR圖像中所觀察到的微弱之注射後訊號增強可能歸因於Gd-DOTA在此腫瘤模型的快速消除。NLPor-Gd-L1R3與Gd-DOTA相比有較長的消除時間，可能為R3胜肽與αVβ3整合素在膀胱癌細胞中的相互作用所致，而此特性可以促成長時間的MRI研究。
在具有T24膀胱癌的BALB/c裸鼠中進行NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的生物分布研究。當腫瘤異體移植大小到達約0.1cm3時，將複合物(100μmol/kg)注射進尾靜脈。在注射後2天收集不同的組織，並用ICP-MS將NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的濃度進行定量。結果顯示在腫瘤中NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)有最大的聚集。須注意，NLPor-Gd-L1R2及NLPor-Gd-L1R3均不存在於大腦中(圖11及20d)。此與部分習知的含有Gd(III)的治療診斷劑如Gd-N相比具明顯優勢，前述習知的含有Gd(III)的治療診斷劑雖然表現出具前瞻性的抗癌作用及成像能力，但其顯示為會穿透血腦屏障(腦中濃度~1ppm)，可能導致嚴重的副作用。
綜上所述，在三種合成的卟啉-釓複合物中，廣泛研究顯示NLPor-Gd-L1R3為一具潛力之用於治療膀胱癌的αVβ3整合素專一性治療診斷劑。此化合物在用於PDT膀胱癌治療並作為一恰當有效的開關型MRI顯影劑上確實為有效。NLPor-Gd-L1R3的PDT能力來自(i)其因包含所謹慎篩選的標靶胜肽而具有很大的專一性；特別是新藥劑不會穿透腦部，為一大優勢；(ii)其水溶性(R3取代基)；(iii)其具有高度光細胞毒性，而在黑暗(PTI=199)及正常細胞中則保持無細胞毒性。該化合物亦表現出「開關」響應 性弛緩率，其初始T1弛緩率低，在與αVβ3結合後增加10倍以上。增加的弛緩率雖略低於在市售之MRI顯影劑所觀察到的值，但在相同的實驗條件下，NLPor-Gd-L1R3表現出比Gd-DOTA更佳的膀胱癌成像。近期內，我們預計將前述治療診斷劑納入各種載體中，以測試其在臨床上的應用。
詳細實驗步驟
I NLPor-Gd-L1R3的合成
圖21表示NLPor-Gd-L1R3的合成路徑，圖22-28為中間化合物與最終產物的NMR光譜。該光譜證明化合物的純度且光譜中所顯示的特徵峰提供證據顯示所欲得到之化合物已成功合成。
II NLPor-Gd-L1R3之光物理特性
a)NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之電子吸收及發射光譜
圖29及30分別表示NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在水溶液中的吸收光譜及發射光譜。三個Gd複合物在425nm表現出一強烈的索瑞特光譜帶，其歸因於S0→S2並允許卟啉的躍遷，及在554nm表現出一Q帶，其歸因於S0→S1並禁止卟啉的躍遷。在水溶液中以430nm激發之下測量NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的發射光譜，在660nm及720nm所觀察到的強烈發射帶代表卟啉之S(0,0)及S(1,0)發射。
b)單態氧量子產率
單態氧為評估PDT藥劑有效性的主要因素之一。考量文獻中關於單線態氧量子產率的許多研究，有兩種手段可用以測定單態氧量子產率：與標準品比較下的：(1)所產生的單態氧之發射；(2)光敏劑之吸光度。然而，很少有把前述兩種手段結合以測定單態氧的例子，特別是在水溶液 中。在此，本發明分別在CHCl3及水溶液中，用兩種方法檢測單態氧量子產率。
(1)藉由比較CHCl3中之NLPor-Gd-LxRn(n=1-3)及標準品H2TPP的1O2發射來測量單態氧量子產率。
在CHCl3中測量NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的單態氧量子產率(Φ△)，並藉由與參考化合物H2TPP(在CHCl3中Φ△=0.55)比較來計算。
NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之單態氧量子產率分別為0.47、0.47、0.48(圖31)。與Yb-Rn(n=1-3)相比，NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)之單態氧量子產率明顯較高，因Gd(III)之第一激發態遠比卟啉之三重態高(圖32)，且卟啉所吸收的能量僅有較低的機會轉移到Gd(III)離子上。因此，在卟啉中，大部分所吸收的能量皆用以協助將3O2轉換到1O2。
(2)藉由評估水溶液中ABDA分別與NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)及標準品孟加拉玫紅(Rose Bengal，RB)混合時之吸光度變化來測量單態氧量子產率。
9,10-蒽基-雙(亞甲基)二丙二酸 (9,10-Anthracenediyl-bis(methylene)dimalonic acid；ABDA)──一活性氧類的化學敏感探針，其常用於監控單態氧的生成。在光照射後，ABDA的吸光度降低，其歸因於在1O2存在下其內過氧化物之形成所致。可以藉由ABDA吸光度在402nm處所減少的量來估計由光敏劑所產生的單態氧量子產率。
在本發明中，分別使用ABDA及RB(在PBS緩衝溶液中ΦRB=0.75)作為1O2清除劑及參考品以獲得NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在PBS 緩衝溶液中的單態氧量子產率(Φ△)。將NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)與ABDA反應，藉由功率密度為6mWcm-2的LED燈對混合物進行光活化。藉由記錄402nm處之ABDA吸光度的變化來評估單態氧的生成。藉由下述公式計算NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)(ΦPS)的單態氧量子產率：
Figure 108112006-A0202-12-0056-62
其中，KPS為ABDA與NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)混合時ABDA的分解率。KRB為ABDA與RB混合並經光照射後ABDA的分解率。藉由計算NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的吸收積分得到APS，而藉由測定在400-700nm處RB的吸收積分得到ARB。
如圖33a所示，作為對照組的ABDA在光照射(550nm長通濾波器，6mW．cm-2)下顯示無吸收量變化。ABDA的吸光度持續降低，因為在分別由孟加拉玫紅及NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)所產生的單態氧(圖33b、33c、33d及33e)之存在下，其內過氧化物於不同光照量下形成所致。圖34總結在LED燈照射下ABDA在402nm處的吸光度變化。如圖35所示，NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)在PBS緩衝液中的Φ△值分別為0.39、0.39及0.40。又，光敏劑在水溶液中的單態氧量子產率的評估至關重要，因生物系統主要由水組成。因光敏劑在水溶液中容易聚集，水溶液中的單態氧量子產率比有機溶劑中的低。又，水分子亦會在某些方面淬滅單態氧。
III MR弛緩特性測量
在3.0特斯拉MRI儀器(MAGNETOM Verio；德國，埃朗根，西門子醫療)上用頭部線圈進行體外T1加權MR弛緩率測量。使用T1圖譜序列測量不同Gd(III)濃度(0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8mM)的T1弛緩時 間。T1測量參數如下：TR=2250ms、TE=13ms及TI=948.6ms。藉由弛緩率1/T1(S-1)與Gd3+(mM)濃度的曲線擬合得到r1弛緩率值，擬合線的斜率提供r1值。圖36為結果之總結。
使用Mini Bruker Mq60 NMR分析儀在37℃、1.4T下進行體外T2加權MR弛緩率測量。將NLPor-Gd-L1R3的儲存液溶解於含有2% DMSO的水中使濃度為1.23mM，將αvβ3溶解於PBS緩衝液(pH7.4)中使濃度為100μg/mL(圖37及38)。
IV 細胞攝取之流式細胞術測量
將T24膀胱癌細胞接種到35mm培養皿上。接著將卟啉複合物分別在細胞中反應3及24小時。用胰蛋白酶收集前述細胞並用PBS緩衝液將細胞沖洗兩次。使用流式細胞術評估於T24細胞內前述復合物的攝取。選擇488nm作為細胞的激發波長，並使用FL-3通道進行發射(圖40)。
V NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的表徵分析
a)NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)的HPLC表徵分析
洗滌條件：管柱Agilent ZORBAXSB-C18(4.6×150mm，顆粒大小5；流速：1.0mL/分鐘；梯度沖提；檢測波長：430nm。滯留時間：NLPor-Gd-L1R1 20.777分鐘、NLPor-Gd-L1R2 21.401分鐘、NLPor-Gd-L1R3 20.751分鐘)(圖41)。圖39總結運行HPLC的方法。
b)NLPor-Gd-LxRn(n=1-3)之LC-MS分析
NLPor-Gd-L1R1：LC-MS：計算C112H124CoF15N22O27P3S3Gd[M+H]+ 2901.5212得到：2901.5530。[M+3H]3+ 967.1950得到：967.5291。HPLC表徵分析：滯留時間=20.777分鐘。(圖42)
NLPor-Gd-L1R2：LC-MS：計算C116H143CoF15N23O27P3S2Gd[M+2H]2+ 1474.3525得到：1474.3752。[M+3H]3+ 983.9225得到：983.9171。HPLC表徵分析：滯留時間=21.401分鐘。(圖43)
NLPor-Gd-L1R3：LC-MS：計算C146H202CoF15N38O32P3S2Gd[M+2H]2+ 1829.1728得到：1829.1979。[M+3H]3+ 1219.3333得到：1219.4145。HPLC表徵分析：滯留時間=20.751分鐘。(圖44)
c)使用HPLC所進行之在不同pH下NLPor-Gd-L1R3穩定性測驗
圖45表示運行穩定性測驗的方法，而圖46表示NLPor-Gd-L1R3在pH 5及pH 7下的HPLC結果。結果顯示NLPor-Gd-L1R3在不同pH下非常穩定且使用上非常安全，因其對不同pH值呈現惰性且金屬Gd並不會從複合物中解離。
VI 光動力療法(PDT)分析
將3種細胞株(HeLa、T24及MRC-5)(1 x 104cells/mL)接種在96孔盤上隔夜放置，並在隔天加入不同濃度的NLPor-Gd-L1Rn(n=1-3)。培養24小時後，使細胞曝露於功率密度為6mWcm-2的LED燈所產生之藍光(1、5、10J/cm2)下。接著，在PDT後24小時加入MTT並在37℃培養3小時。將其所形成的甲
Figure 108112006-A0202-12-0058-197
溶解在二甲亞碸(DMSO)中，並在微量盤式分析儀中、540nm波長下測量溶液的吸光度(參考波長=690nm)(圖48)。
本申請要求主張2018年4月3日提交之美國臨時專利申請第62/652,302號及2019年4月2日提交之美國專利申請第16/372,492號之優先權，其內容藉由引用整體併入本發明中。
<110> 香港浸會大學
<120> 具有開關核磁共振造影增強之膀胱癌光動力治療劑
<130> H00016-P02
<140> 108112006
<141> 2019-04-03
<150> 62/652,302
<151> 2018-04-03
<160> 3
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 胜肽序列包含實驗室合成非自然存在胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (1)..(1)
<223> 位置1之Xaa為6-胺基己酸
<220>
<221> DISULFID
<222> (2)..(10)
<223> 位置2之C之側鏈與位置10之C之側鏈形成雙硫鍵
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (2)..(2)
<223> 位置2之C為D型胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (10)..(10)
<223> 位置10之C為D型胺基酸
<400> 1
Figure 108112006-A0202-12-0061-63
<210> 2
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 胜肽序列包含實驗室合成非自然存在胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (1)..(1)
<223> 位置1之Xaa為6-胺基己酸
<220>
<221> DISULFID
<222> (2)..(10)
<223> 位置2之C之側鏈與位置10之C之側鏈形成雙硫鍵
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (2)..(2)
<223> 位置2之C為D型胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (10)..(10)
<223> 位置10之C為D型胺基酸
<400> 2
Figure 108112006-A0202-12-0061-64
<210> 3
<211> 15
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 胜肽序列包含實驗室合成非自然存在胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (1)..(1)
<223> 位置1之Xaa為6-胺基己酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (4)..(4)
<223> 位置4之Xaa為D型胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (6)..(6)
<223> 位置6之Xaa為6-胺基己酸
<220>
<221> DISULFID
<222> (7)..(15)
<223> 位置7之C之側鏈與位置15之C之側鏈形成雙硫鍵
CGR
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (7)..(7)
<223> 位置7之C為D型胺基酸
<220>
<221> MISC_FEATURE
<222> (15)..(15)
<223> 位置15之C為D型胺基酸
<400> 3
Figure 108112006-A0202-12-0062-65

Claims (17)

  1. 一種金屬複合物，其特徵包含化學式I之化合物：
    Figure 108112006-A0305-02-0064-3
     或其藥學上可接受的鹽，其中，M為2H或Zn2+；或M具有結構：
    Figure 108112006-A0305-02-0064-4
     A為可選擇性地被取代的苯基；X為不存在或
    Figure 108112006-A0305-02-0064-7
    Y為-(CH2CH2O)nCH2-或
    Figure 108112006-A0305-02-0064-8
    Z為-(C=O)NHR3或
    Figure 108112006-A0305-02-0064-10
    n選自1-10其一之整數； Ln各自獨立地為一順磁性的金屬離子；R1各自獨立地為可選擇性地被取代的芳香基；R2各自獨立地為烷基R3為SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3；R4各自獨立地為O-、N(R5)2或NHR3；以及R5各自獨立地為H或烷基，前提為M或Z至少其一包含Ln。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物，其中，Ln選自Gd(III)。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物，其中，M具有結構：
    Figure 108112006-A0305-02-0065-11
     X為
    Figure 108112006-A0305-02-0065-12
    Y為-(CH2CH2O)nCH2-；且Z為-(C=O)NHR3；或M為2H或Zn2+；X為不存在；Y為
    Figure 108112006-A0305-02-0065-15
    ；且Z為
    Figure 108112006-A0305-02-0065-16
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物，其中，M具有結構：
    Figure 108112006-A0305-02-0066-17
     X為
    Figure 108112006-A0305-02-0066-19
    Y為-(CH2CH2O)nCH2-；且Z為-(C=O)NHR3。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之金屬複合物，其中，R2為C1-C4之烷基。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物，其中，化學式I之化合物為
    Figure 108112006-A0305-02-0066-20
    且Ln為Gd(III)。
  7. 如申請專利範圍第3項所記載之金屬複合物，其中，R4的其中兩個各自為N(R5)2；且R4的其中一個為NHR3。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物，其中，化學式I之化合物 為
    Figure 108112006-A0305-02-0067-22
    ，Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
  9. 一種藥學組成物，其特徵包含申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物及至少一種藥學上可接受的賦形劑。
  10. 一種申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物用於製備藥物的用途，其特徵係前述藥物用於核磁共振造影(MRI)成像一受試者，且前述成像包含：對受試者投予治療有效量的前述金屬複合物；以及以MRI成像至少一部份的受試者。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之用途，其中，前述金屬複合物選自
    Figure 108112006-A0305-02-0067-23
    及、
    Figure 108112006-A0305-02-0068-24
     所組成的群組，Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
  12. 如申請專利範圍第10項所記載之用途，其中進一步包含對受試者投予治療有效量之癌症治療藥物之步驟。
  13. 一種申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物用於製備藥物的用途，其特徵係前述藥物用於治療有需求之受試者之癌症，且前述治療包含：投予治療有效量的申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物；以及以電磁輻射照射一含有癌的目標組織，前述電磁輻射具有位於前述金屬複合物之活化波長的波長。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之用途，其中，前述癌是膀胱癌。
  15. 如申請專利範圍第13項所記載之用途，其中，前述金屬複合物選自由
    Figure 108112006-A0305-02-0068-25
    及
    Figure 108112006-A0305-02-0069-26
     所組成的群組，Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
  16. 一種申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物用於製備藥物的用途，其特徵係前述藥物用於核磁共振造影(MRI)成像一受試者及治療受試者之癌症，且前述核磁共振造影(MRI)成像及前述治療包含：對受試者投予治療有效量的申請專利範圍第1項所記載之金屬複合物；以電磁輻射照射一含有癌的目標組織，前述電磁輻射具有位於前述金屬複合物之活化波長的波長；並以MRI成像至少一部份的受試者。
  17. 如申請專利範圍第16項所記載之用途，其中，前述金屬複合物選自由
    Figure 108112006-A0305-02-0069-27
    及
    Figure 108112006-A0305-02-0070-28
     所組成的群組，Ln為Gd(III)；且R4為O-或NH(tBu)。
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Yan Zhou et al., "avb3-Isoform specific erbium complexes highly specific for bladder cancer imaging and photodynamic therapy", Chem. Commun., 2017, 53, 557.

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