WO2004075925A1

WO2004075925A1 - Ｍｒｉ用造影剤

Info

Publication number: WO2004075925A1
Application number: PCT/JP2004/001063
Authority: WO
Inventors: Yoshiki Katayama; Hiroaki Shimokawa; Tatsuhiro Yamamoto
Original assignee: Kyushu Tlo Company Limited
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-03
Publication date: 2004-09-10
Also published as: US7368099B2; JPWO2004075925A1; JP4569875B2; EP1598082A1; EP1598082A4; US20060153773A1

Description

明細書

MR I用造影剤技術分野

本発明は、生体内試験のための製剤の技術分野に属し、特に、 M R Iに用いられる新規な造影剤に関する。

背景技術

MR I (Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴映像法）においては、画像のコントラストを高めるために血管内投与造影剤が用いられる。従来より使用されている M R I用血管内投与造影剤は、専ら、血管の全体的な形態、すなわち、血管内腔の狭窄の度合を観測することにより血管病の診断や治療の判断材料としていたものであり、血管の内皮剥離部位 (病変部位) を直接的に検知するものではなかった。

血管の内皮剥離部位そのものを描出することができれば疾病の早期発見や早期治療に大いに資することができると考えられるが、そのような目的で開発された

M R I用造影剤は殆ど見当らない。血管の傷害部位や炎症部位を検出する M R 1 用造影剤としては、インテグリンゃフイブリンに対する抗体を用いる手法が提案されている (D. A. Sipkins他、 Nature Medicine, 4, 623-626 (1998)、または S.

Flacke他、 Circulation, 104, 1280- 1285 (2001))。しかし、このような抗体に基づく造影剤は、調製に煩雑な工程を要し且つ多量に使用しなければならないため高価になるので実用的ではな、。

本発明の目的は、血管の内皮剥離部位を直接的に検知して造影することができ、調製が容易で使用コストの低廉な新しい M R I用造影剤を提供することにある。発明の開示

本発明者は、検討を重ねた結果、血管の内皮剥離部位を選択的に認識してこれに結合する物質が存在することに注目し、その構造ュニットと造影作用のあるュニットとを組み合わせることにより本発明を導き出したものである。力べして、本発明に従えば、不対電子を有する原子および Zまたは分子を含み

MR I信号を上昇または低下させる造影ユニットに、血管内皮剥離部位を選択的に認識し該部位に結合する検知ユニットが結合されていることを特徴とする M R I用造影剤が提供される。

すなわち、本発明は、従来の M R I用造影剤のように専ら造影のみを目的とするものではなく、血管の内皮剥離部位そのものを直接的に検知し且つこれを造影する点において新規な MR I用造影剤である。

本発明の M R I用造影剤の検知ュニッ卜の好ましい例として下記の一般式 ( I ) で表わされるような化学構造を含むものが挙げられるが、これに限定されるものではない。

式（I ) 中、 R i、 R²、 R ³、 R⁴、 R⁵、 R⁶、 R⁷、 R⁸、 R⁹、 R ¹⁰および R ¹¹の少なくとも 1つは、それぞれ独立して、スルホン酸基、ヒドロキシル基、またはァミノ基であってもよく、 I ¹、 R²、 R 3および R ⁴の少なくとも 1つは、それぞれ独立して、炭素数 1 ~ 3のアルキル基またはアルコキシ基であってもよく、上記官能基のいずれでもない R R², R³、 R⁴、 R ⁵、 R ⁶、 R ⁷、 R⁸、 R⁹、 R i° および R Uは水素原子を表わし、 Xは、存在する場合には、フエニル基、または少なくとも 1個所が炭素数 1〜3のアルキル基もしくはアルコキシ基で置換されたフエュル基を表わす。

なお、本明細書および図面に示す化学構造式においては、慣用的な表示法に従い、炭素原子や水素原子を省略していることもある。

本発明の MR I用造影剤は、血管内皮剥離部位を選択的に検知することができるので、血管病の早期診断や早期治療にきわめて有用である。そして、本発明の MR I用造影剤は、既知の合成反応を利用して簡単に調製することができ、比較的少量で造影剤として使用されるのでそのコストも低廉である。

図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の MR I用造影剤の 1例を合成するための反応スキームを示す。

第 2図は、プタの大静脈血管片を用いて、本発明の MR I用造影剤の造影能を評価する実験結果を示す。

第 3図は、生きたラットを用いて、本発明の MR I用造影剤の造影能を評価する実験結果を示す。

第 4図は、ラットの各臓器について、本発明の MR I用造影剤に由来する G d の残存量の測定結果を示す。

第 5図は、 MR I造影剤の造影能を評価するィンビボ試験に用いたラットの観測部位を示す。

第 6図は、本発明の MR I造影剤および比較の MR I造影剤を用いたラットの MR I撮像結果を示す。

第 7図は、本発明の造影剤および比較の M R I造影剤を用いたラットの MR I 撮像試験における MR Iシグナル強度を数値化して示す。

発明を実施するための最良の形態

本発明の MR I用造影剤の検知ュエツトの好ましい例に含まれる化学構造を表わす式（I ) において、 I ¹、 R²、 R³、 R⁴、 R⁵、 R⁶、 R⁷、 R⁸、 R⁹、 R¹⁰および Rii (以下、 Ri〜RUと記す）の少なくとも 1つは、既述のように、それぞれ独立して、スルホン酸基（_S0₃H)、ヒドロキシル基（一 OH) またはァミノ基（一 NH₂) であってもよい。すなわち、 Ri〜RUは、全てが水素原子である (無置換である）力 \ または、少なくとも 1つは、スルホン酸基、ヒドロキシル基またはアミノ基であり、そして、 Ri〜Rⁿの 2つ以上がスルホン酸基、ヒドロキシル基またはアミノ基である場合、それらの 2つ以上の官能基は互いに同一のものであってもよく別異のものであってもよい。一般的には、本発明の MR I用造影剤の水溶性を高めるために（特に、造影ユニットの親水性が低い場合）、 R¹ 〜RUの少なくとも 1つはスルホン酸基であることが好ましい。

また、式（I ) において、 Ri〜RUのうち、 R R²、 R3および R4の少なくとも 1つは、炭素数 1〜 3のアルキル基またはアルコキシ基であってもよく、特に好ましいのはメチル基である。上述したようないずれの官能基でもない Ri〜R ¹¹は水素原子を表わす。

さらに、式（ I) において Xは存在しない場合もあり、この場合は式（ I ) に示すベンゼン環に直接一 N Hが結合している。 Xは、存在する場合には、フエ二ル基、または少なくとも 1個所が炭素数 1 ~3のアルキル基もしくはアルコキシ基（好ましくはメチル基）で置換されたフエ二ル基を表わす。

かくして、本発明の MR I用造影剤を構成する検知ュニットに含まれる化学構造の好ましい例として、下記の（Π)、 (III)、 (IV)、 (V) または (VI) が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

一方、本発明の MR I用造影剤の造影ユニットは、不対電子を有する原子および/または分子を含み MR I信号を上昇または低下させるものであればよく、特に制限はない。すなわち、 MR Iにおいてプロトンの緩和時間（Τι、 Τ₂) を短縮する等の作用に基づき造影作用のあるものとして知られている各種の物質が、本発明の MR I用造影剤の造影ュニットとして用いることができる。例えば、常磁性を示す金属イオン（G d³⁺、 D y³⁺、 E u3⁺、 F e ³⁺、 Mn2+など）のキレ一ト錯体；ピぺリジン誘導体やピロリジン誘導体などのニトロキシドラジカル分子；マグネタイト（F e ₃0₄) のような強磁性体などが使用可能であるが、特に好ましいのは、 D T P A、 D OTA、 E D TAなどをリガンド（配位子）とするガドリニウム (G d (III)) のキレート錯体である。

かくして、本発明に従う MR I用造影剤の好ましい具体例として、その造影ュニットが G d (III) の D T P A (ジエチレントリアミン五酢酸) 錯体から成り、検知ュニットが上記の式 (II) の化学構造式から成る下記の式 (VII) で表わされるものが挙げられるが、勿論、これに限定されるものではない。

本発明の MR I用造影剤は、既知の反応を工夫することによって容易に合成することができる。例えば、造影ユニットとしてガドリニウムのキレート錯体のような金属錯体を用いる場合には、一般に、式 ( I ) で表わされる検知ユニットの一部分に相当するァミノ化合物を B o c化 ( tーブトキシカルボニル化) して、金属錯体のリガンド部分と反応させた後、 B o c基を除去し、式（ I ) で表わされる検知ュニットの残りの部分をジァゾカップリング反応により結合させ、次いで、金属と錯形成することによって、目的の MR I用造影剤が得られる（後述の実施例 1参照）。以上のようにして得られる本発明の MR I用造影剤は、その検知ュニットが血管の内皮剥離部位（病変部位）を選択的に認識して該部位に結合するとともに、その造影ュ-ットがこれを MR I信号（シグナル）として造影することができる。したがって、本発明の MR I用造影剤は、血管内皮剥離部位特異的な造影剤として、血管病の診断および治療に際して、より確実な情報を与えることができる。例えば、同程度の狭窄度の血管であっても、内皮剥離のある部位は、その剥離がなく安定化した部位に比べて、その後の動脈硬化の進行が急速であり不安定化しやすいことが知られており、本発明の造影剤により血管の内皮剥離部位を検知することができれば、そのような循環器系疾患の早期診断および早期治療を可能にする。

以下に、本発明の特徴をさらに具体的に示すため実施例を記すが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。

実施例

実施例 1 ：造影剤の合成

第 1図に示す反応スキームに従って、既述の式 (VII) で表わされる本発明の

MR I用造影剤を合成した _D

(1) B o c DM Bの合成 (工程 A) ：

ジメチルベンジジン (DMB) 1.0 g (4.'71mmol)、ジブトキシカルボ二ルケトン (B o c₂〇) 1.284 g (5.88mmol)、トリェチルァミン 0.714gをジクロ口メタン 20ml中で混合し、室温で 48時間攪拌した。反応液は濾過後、クロ口ホルムを加え、 L一酒石酸ナトリゥム飽和水溶液で洗浄することで未反応の DM Bを除去した。クロ口ホルム相を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ一による精製後、減圧乾燥し目的物を得た（0.60 g)。

(2) DMB— DTPAの合成（工程 B) ：

B o c DMB0.30g (0.96mmol) を溶解したピリジン 20ml中に無水 DT P A0.343g (0.96mmol) を懸濁し、窒素置換後、容器（ナスフラスコ）を密閉し、 50°Cでー晚攪拌した。未反応の無水 D T P Aを吸引濾別し濾液を減圧乾燥後、 0.1 M Na OHを 6ml (0.6mmol) 加え、 1時間放置後、これを凍結乾燥した。これを水に再溶解し、〇D Sシリカゲルカラムクロマトグラフィ一により目的物中間体を分取した。これに TF Aを 4ml加え溶解後、 30分放置し、その後、エーテル 40mlを加えた後に、析出物を回収することで B o c基の除去を行い目的物を得た。収量 0.85 g。

(3) ジァゾカップリング (工程 C) ：

DMB-DT PA： 65 m g (62·3μιηο1)、 35% HC 1 ： 16.5 1 (187μπιο1) を水 1ml中で混合し、これに N a N0₂： 4.5mg (65.2 μ mol) を加え、 30分攪拌することでジァゾニゥム塩化を行なった。これを 1ーァミノ一 8—ナフトール一 2, 4一ジスルホン酸のモノナトリゥム塩 21.2mg(62.2 μ mol)、 N a ₂CO,₃26.4m g (249 mol) を含む水溶液 1ml に氷浴上で滴下し、ジァゾカップリングを行なった。反応終了後、反応液に 35%HC1を滴下することで析出させ、これを回収することで目的物を得た。収量： 42.5m g。

( 4 ) ガドリニウムとの錯形成：

ジァゾ力ップリング後のサンプル 19.8mgを水 2.2mlに溶解し、等モルの 1M G d C 1₃水溶液を加えた後に、 1M NaOH水溶液にて pHを 7に調製することで目的物 (VI) を lOmMで含む水溶液を得た。

実施例 2 ： MR Iによる造影評価（ 1 )

実施例 1で合成 (調製) した造影剤について、ブタ大動脈血管片を対象サンプルとして MR Iによるインビト口 (in vitro) の造影能評価を行なつた。

豚より大動脈血管片を摘出後、 2cmX 3cm程度の長方形状に開閉した。中心部より左半分をメスにて内皮表面を剥いて調製した血管片を、 lOmMの造影剤水溶液に 10秒間浸漬した。これを生理食塩水で充分洗浄した後、目視観察するとともに MR Iによる評価を行なった。

その結果を第 2図に示す。図中（A) は、目視観察に相応するデジタルカメラによる撮影像であり、内皮剥離部位（図中、左半分）が青色に染色され、内皮剥離部位における造影剤の集積が目視により観察された。第 2図の（B ) は M R I 像（T 1強調 S E (スピン'エコー）法）であり、また、第 2図の（C ) は、（B ) の M R I像の内皮剥離部位と内皮正常部位におけるそれぞれのシグナル（信号）強度をコンピュータ画像解析システム（NIHImage) により数値化したものである。内皮剥離部位におけるシグナル強度は、内皮正常部位におけるシグナル強度に比べて約 10倍大きくなつており、本発明の造影剤は、内皮剥離部位に特異的に結合してこれを M R Iシグナルを介して鮮明に造影できることが分かる。

実施例 3 ： M R Iによる造影評価（ 2 )

本発明の造影剤について、生きたラットを用いる半ビボ (ex vivo) 実験によりその造影能を評価した。

先ず、ラットの左大腿動脈よりカテーテルを通し、その左頸動脈にバルーン障害を施した。さらに、 24mMの造影剤（実施例 1で調製した EBDTPA-Gd) の生理食塩水溶液 2mlをラットの右頸静脈よりインジクト（注射）した。所定の時間（10、 30、 120min (分)）経過後、右頸動脈及び左頸動脈を摘出し展開後、生理食塩水にて洗浄を行ない、 M R Iにより評価を行なった。 M R Iによる評価は、摘出した頸動脈片に生理食塩水 1 ~ 2滴を滴下した状態にて T 1強調 S E法にて撮像することにより行なった。

その結果を第 3図に示す。第 3図中、 rinjuredj と記されているのは、バル一ン障害を起こした内皮剥離部位 (左頸動脈）であり、また、 rintactj と記されているのは内皮正常部位（右頸動脈）である。第 3図の血管展開標本写真に示されるように、後述するシグナル強度の大きさに応じた濃さの紫色の着色が認められる。また、第 3図において、血管展開標本写真の下方に示す（A) は、 M R Iによる観察のために調製したサンプルの状態を概示するものであり、図示のようにガラス板上に頸動脈片を展開配置し、生理食塩水 1〜 2滴に浸した状態で観察した（なお、左端はコントロールとして生理食塩水のみの場合を示す。）第 3図の（A) の下方には、それぞれの場合の MR I画像（B )、および、そのシグナル強度を数値化したもの（ C ) (実施例 2 と同様にコンピュータ画像解析システム (NIHImage) により数値化）を示している。

第 3図に示されるように、 10分後では、損傷部位（内皮剥離部位）は正常部位に比べて 1.74倍のシグナル強度が見られ、本発明の造影剤が生体内においても血管の内皮剥離部位を選択的に検知し造影できることが明らかである。しかも、 30 分後には、シグナル強度が弱くなるとともに、内皮剥離部位と正常部位のシグナル強度の差も小さくなることが示され、さらに、 120分後には、剥離部位と正常部位のシグナル強度の差は実質的に観察されず、本発明の造影剤が迅速に体外に排泄され得ることが理解される。

このことは、以下のようにして行なった各)!蔵器における G d (ガドリニウム）の残存量測定からも明らかである：へパリン 1mlをラットに投与後、血液を採取し、さらに、生理食塩水にて全身還流後、各臓器を摘出した。所定量の各臓器と血液に硝酸 3mlを加え 1時間放置後、 25%過酸化水素水を加え一晚室温にて放置した。その後、加熱して水 6mlを加えた後、不溶分を濾過により除去し、濾液を I C Pにより分析を行なった。

測定結果を第 4図に示す。第 4図に示されるように、 G dは血液と腎臓以外では殆ど滞留がなく、本発明の造影剤には、専ら、腎臓を介して尿代謝されることが理解される。事実、造影剤をラットに注射した後、 10分から直ちに尿が、造影剤に起因する濃い紫色に着色したことからもこのことが確認された。

実施例 4 ： MR Iによる造影評価（ 3 )

この実施例は、生きたラットを用いるインビボ Un vivo) 実験により本発明の造影剤の造影能を評価するためのものである。

ペントバルビタール麻酔を施したラット（約 300 g )の左大腿動脈（第 5図（a )' の 1 ) より、先端にバルーンを装着したカテーテルを挿入し、左総頸動脈（第 5 図の 4 ) をバルーンで擦過することにより、内皮を傷害した。その後、左大腿静脈（第 5図（a ) の 2) より造影剤（実施例 1で調製したもの）の生理食塩水溶液（24ηιΜ) を 2ml (約 160/ M/kg) 注射した。所定の時間間隔で左右総頸動脈付近（第 5図（ a ) の線 N - Nに沿う断面）を MR I (T 1強調 spin-echo法）にて撮像した。ラットは撮像中動かないように、麻酔がきれかけている場合には追麻（ネンブタール）を行なった。比較のために従来から用いられている D T P A— G dから成る造影剤についても同様の評価試験を行なった。

撮像の結果を第 6図および第 7図に示す。第 6図は、第 5図の（b) に相当するラットの総頸動脈断面の映像である。第 6図中、「injured」と記されているのはバルーン障害を起こした左総頸動脈であり、第 5図（b) の 4に相当し、他方「intact」と記されているのは正常な右総頸動脈であり、第 5図（b) の 5に相当する。なお、第 5図（b) の 3は気管支を示す。第 5図 (b) を参照すると理解が容易になるが、本発明の造影剤を用いた場合には、「in;jurecU された左総頸動脈に明瞭な MR Iシグナルが認められる（第 6図に矢印で示されるように明白な白い部分が見られる）力従来からの一般的な造影剤である DT P A_G dではこのようなシグナルは観察されなかつた。

このことは、傷害した総頸動脈と正常な総頸動脈の MR Iシグナル強度を数値化し (その方法は、実施例 2および実施例 3と同じである) その時間変化を示す第 7図によっても裏づけられている。すなわち、本発明の造影剤を用いた場合においては、造影剤投与後、 10分から傷害した左総頸動脈に正常な右総頸動脈よりも強い MR Iシグナルが見られ、時間とともにそのシグナル強度は増大し、投与後 1時間で一定となつた。一方、一般的な MR I造影剤である DT PA— G dでは、傷害した総頸動脈と正常な総頸動脈とのシグナル強度に実質的な差異が認められず、傷害部位を検出することはできない。

産業上の利用可能性

本発明の MR I造影剤は、血管の内皮剥離部位を直接的に検知し、造影する新しいタイプの造影剤として、血管病の早期発見や早期診断に資することができる。

Claims

請求の範囲

1. 不対電子を有する原子および/または分子を含み MR I信号を上昇または低下させる造影ュニットに、血管内皮剥離部位を選択的に認識し該部位に結合する検知ュニットが結合されていることを特徴とする MR I用造影剤。

2. 検知ユニットが下記の一般式（I) で表わされる化学構造を含むことを特徴とする請求項 1に記載の MR I用造影剤。

〔式（I ) 中、 R 、 R²、 R³、 R⁴、 R⁵、 R⁶、 R⁷、 R⁸、 R⁹、 R¹⁰および R¹¹ の少なくとも 1つは、それぞれ独立して、スルホン酸基、ヒドロキシル基、またはアミノ基であってもよく、 R R²、 R3および R⁴の少なくとも 1つは、それぞれ独立して、炭素数 1〜 3のアルキル基またはアルコキシ基であってもよく、上記官能基のいずれでもない R 、 R²、 R³、 R⁴、 R⁵、 R⁶、 R⁷、 R⁸、 R⁹、 R¹⁰ および Riiは水素原子を表わし、 Xは、存在する場合には、フエニル基、または少なくとも 1個所が炭素数 1〜3のアルキル基もしくはアルコキシ基で置換されたフエ二ル基を表わす。〕

3. 検知ユニットが、下記の式（11)、（111)、 (IV), (V) または（VI) で表わされる化学構造を含むものであることを特徴とする請求項 2に記載の MR I用造影剤。

C90T00/l700Zdf/X3d 請 OAV

4. 造影ユニットが、ガドリニウムのキレート錯体から成ることを特徴とする請求項 1 ~ 3のいずれかに記載の MR I用造影剤。

5. 下記の式 (VII) で表わされる化学構造から成ることを特徴とする請求項 4 に記載の MR I用造影剤。

(VII)