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摘要
申请专利号:

CN201380007308.2

申请日:

2013.01.31

公开号:

CN104066454A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):A61K 51/04申请日:20130131|||公开

IPC分类号:

A61K51/04; A61K51/08; A61K103/10

主分类号:

A61K51/04

申请人:

通用电气公司

发明人:

B.F.约翰逊; R.L.卡特; M.J.里舍尔; M.C.P.达雷; T.吴; Y.杨; J.F.瓦利安特; K.A.斯蒂芬森

地址:

美国纽约州

优先权:

2012.01.31 US 13/362658

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司 72001

代理人:

周李军;林森

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内容摘要

本发明提供用于体内成像的放射性药物剂,所述放射性药物剂包含与生物学靶向分子缀合的放射性金属的金属络合物。本发明提供可用于制备所述放射性金属络合物和放射性药物的新型四齿二胺二肟螯合剂。本发明还提供所述螯合剂的放射性金属络合物,和它们的制备方法,加上放射性药物组合物、试剂盒和成像方法。

权利要求书

1.   一种式I的螯合剂缀合物:

(I)
其中:
R1、R2和R3独立地为Ra基团,或者两个相邻的R2和R3基团或两个相邻的R1和R2基团可组合,以形成5元或6元芳基、杂芳基、脂环或杂环;
Ra独立地为C1-6烷基、C2-4烷氧基烷基、C1-4羟基烷基或C1-4氟烷基;
X为-CO-或-为-SO2-;
Y为-(CH2)n-、-C6H4-、-(CH2CH2O)n-、-(CH2CH2NH)n-或-(CH2CH2CH2O)n-或它们的组合;
n为值0-10的整数;
Z1为BTM,其中BTM为生物学靶向部分。

2.
   权利要求1的缀合物,其中R1、R2和R3独立地为C1-6烷基。

3.
   权利要求1或权利要求2的缀合物,其中R1、R2和R3为CH3,X为-SO2-,Y为-(CH2)n,和n为1。

4.
   权利要求1-3中任一项的缀合物,其中Z1为单一氨基酸、3-100聚肽、酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体-结合化合物。

5.
   权利要求1-4中任一项的螯合剂缀合物的放射性金属络合物。

6.
   权利要求5的放射性金属络合物,其中所述放射性金属选自99mTc或94mTc。

7.
   权利要求6的放射性金属络合物,其中所述放射性金属为99mTc。

8.
   一种制备权利要求5-7中任一项的放射性金属络合物的方法,所述方法包括使权利要求1-4中任一项的缀合物与放射性金属供应在合适的溶剂中反应。

9.
   一种放射性药物组合物,所述组合物包含权利要求5-7中任一项的放射性金属络合物,连同适用于哺乳动物给药形式的生物相容的载体。

10.
   一种用于制备权利要求9的放射性药物组合物的试剂盒,所述试剂盒包含无菌固体形式的权利要求1-4中任一项的缀合物,使得当与放射性金属的无菌供应在生物相容的载体中重组时,发生溶解,以得到期望的放射性药物组合物。

11.
   权利要求10的试剂盒,其中所述无菌固体形式为冻干的固体。

12.
   一种式II的前体:

(II)
其中:
R1、R2、R3、X和Y如在权利要求1-3中任一项所定义;
Z2为能与Z1缀合的反应性基团,所述Z2包括以下一个或多个:羧酸、活性酯、亚磷酰胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、醛、酰氯、磺酰氯、烷基卤化物、胺、膦、磷酸盐、醇或硫醇;
其中Z1如在权利要求1中所定义。

13.
   一种制备权利要求1-4中任一项的式I的螯合剂缀合物的方法,所述方法包括使权利要求12的式II的前体与Z1反应,其中Z1如在权利要求1中所定义。

14.
   一种使人或动物身体成像的方法,所述方法包括使用PET或SPECT,使已分布权利要求5-7中任一项的放射性金属络合物或权利要求9的组合物的至少一部分所述身体产生图像,其中所述成像剂或组合物已事先给予所述身体。

15.
   权利要求14的方法,所述方法重复进行,以监测使用药物治疗人或动物身体的效果,在用所述药物治疗之前和之后,并且任选还在用所述药物治疗期间,实现所述成像。

16.
   一种诊断人或动物身体的方法,所述方法包括权利要求14或权利要求15的成像方法。

17.
   权利要求5-7中任一项的放射性金属络合物、权利要求9的组合物或权利要求10或权利要求11的试剂盒在诊断人或动物身体的方法中的用途。

说明书

螯合剂
发明领域
本发明涉及用于体内成像的放射性药物剂,所述放射性药物剂包含与生物学靶向分子缀合的放射性金属的金属络合物。本发明提供可用于制备所述放射性金属络合物和放射性药物的新型四齿二胺二肟螯合剂。本发明还提供所述螯合剂的放射性金属络合物,和它们的制备方法,加上放射性药物组合物、试剂盒和成像方法。
发明背景
在核医学中最广泛使用的放射性核素为锝-99m (99mTc;t1/2=6.0 h,140KeV γ发射)。虽然大多数临床上批准的99mTc-放射性药物为灌注型剂(血流的诊断图像),但越来越多地关注开发和商业化靶向特定的生物标记物的单一光子发射计算层析成像(SPECT)成像剂。
该机会的开发需要用作锝螯合剂的配体,以掺入放射性金属并且能与多种载体(包括生物分子)区域选择性缀合。载体指用于将材料体内转移至靶或靶部位的媒介物。理想地,配体应能掺入99mTc,而不会削弱载体的生物学性质。
二胺二肟为一种已知的螯合剂类型,其已显示与放射性金属99mTc形成络合物:

Q=-(CH2)3-,即,丙烯胺肟或PnAO;
Q=-(CH2)4-,即,丁烯胺肟或BnAO;
Q=-(CH2)5-,即,戊烯胺肟或PentAO;
US 4,615,876公开了这些二胺二肟螯合剂,它们与生物学靶向分子的缀合物和它们与99mTc络合用于体内放射性药物成像。
配体PentAO由S. Jurisson等人[Inorg. Chem.,26,3576-82 (1987)]描述,显示其与长效放射性金属99Tc的金属络合物为中性的,具有Tc(V)二氧代核(即,TcO2+)。J-M Lo等人[Appl. Rad. Inst,44,1139-46 (1993)]描述PentAO的合成及其与99mTc的络合。
US 5,688,487公开了具有C2-5亚烷基桥的二胺二肟与硝基咪唑生物学靶向分子的螯合物-缀合物,用于低氧成像。描述了在C1 (肟甲基)位置缀合硝基咪唑。
WO 95/04552公开了BnAO和PentAO的硝基咪唑缀合物。实例显示在C1 (肟甲基)位置缀合。
EP 0738158和美国专利US 7,597,875公开了具有全-碳桥的配体并且示于图1 (结构A)。配体(A)能通过伯氮与多种载体缀合。然而,与二氨基二肟一样,通常其需要约9-10的pH,以最优标记。该pH与许多敏感生物分子不相容。此外,结构A的合成得到单、双和三官能化的产物,期望的双官能化螯合物必须通过制备型HPLC从中分离。US 7,049,289公开了一种配体(图1,结构B),其还可适用于通过伯氮与多种载体缀合;比起全碳骨架(结构A),其还在合成上更容易得到。然而,如在US 7,597,875中教导的,在温和条件下,该配体不与99mTc形成单一放射性标记的物类。
类似地,US 5,688,487和US 5,997,843公开了一种配体(图1,结构C),具有全碳桥和在C1位置连接的硝基咪唑载体(X)。该构造的局限在于,由于在多步合成的早期掺入载体,其不容易与载体便利和广泛地缀合。
EP 0629617 A1公开了式Ia、Ib或Ic的化合物:

其中Q为基团-(C(RR))m1-Y1-(C(RR))m2-(Y2-(C(RR))m3)n-,
Y1和Y2独立地为-NR-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-或-Se-;
n为选自0或1的整数;和
m1、m2和m3为独立地选自0-4的整数,条件是m1和m2的总和大于0;
所有R和R*基团独立地为:
(i) R2
(ii) 卤素;
(iii) -OR2
(iv) -C(O)-OR2
(v) -C(O)-N(R2)2
(vi) -N(R2)2
(vii) -烷基-C(O)-OR2
(viii) -烷基-C(O)-N(R2)2
(ix) -烷基-N(R2)2
(x) -芳基-C(O)-OR2
(xi) -芳基-C(O)-N(R2)2
(xii) -芳基-N(R2)2
(xiii) 酰基;
(xiv) 酰氧基;
(xv) 杂环基;
(xvi) 羟基烷基;
(xvii) -SO2-R2
(xviii) -烷基-SO2-R2
(xix) -(A)p-R3,其中A为连接基,p为0或正整数,R3为生物活性部分;或
(xx) 两个R基团,或者一个R基团和一个R*基团,连同与它们键合的一个或多个原子一起,形成饱和或不饱和的、螺或稠合的碳环或杂环,其可未被取代或被选自以上基团(i)-(xix)的一个或多个基团取代;
条件是携带R基团的碳原子不与多于一个杂原子直接键合;
R1为H、硫醇保护基团或如上定义的基团-(A)p-R3;和
R2独立地为H、烷基、烯基、炔基或芳基。
仍需要新的放射性药物成像剂。在目前存在有限的或没有回旋加速器基础设施用于18F PET成像剂的地区,可能SPECT剂(例如,基于99mTc)为最佳选项。99mTc剂具有显著的优点,在于99mTc放射性同位素通过99Mo/99mTc发生器可方便地得到。虽然能与99mTc螯合的配体为公知的,但是很少配体满足开发有效的剂所需的标准。例如,在某些合成方法中,在碱性条件下实现99mTc掺入,这对于某些肽/蛋白质可能是有害的。
因此,开发备选的方法将提供允许锝放射性标记载体而没有pH限制的技术,该方法涉及在稍微碱性至酸性pH下有效用于锝螯合并且容易合成的螯合剂。此外,期望在单一步骤中掺入99mTc,其方式适用于临床生产具有高度有效的特定活性的剂。因此,需要在较短的时间段内可提供高分辨率、高灵敏度图像并且可在温和的含水条件下生产的成像体系和方法。
本发明
本发明提供新型二胺二肟螯合剂,其具有以下特征:
i) 当金属络合后,它们形成赝大环(pseudo-macrocycle),这将赋予提高的稳定性;
ii) 它们预期产生Tc(V)氧化态的锝络合物,具有对称的或二氧代核。这样的物类在温和的放射性标记条件下最容易由得自99Mo/99mTc放射性药物发生器的99mTc-高锝酸盐得到;
iii) 在一定pH范围条件下,螯合剂与锝强结合,并且在较少碱性条件下,比起现有技术螯合剂,呈现较高的放射性标记效率。这一点对于放射性标记生物学靶向分子的螯合剂缀合物是重要的,其中甚至温和的碱性条件(pH 8-9)可能对于生物分子是有害的。
附图简述
图1为99mTc的现有技术螯合剂的结构。
图2为99mTc-螯合剂金属络合物的示意性表示。
图3为式Ia的“N-X-(Y)n-Z”结构的实例的示意性表示。
图4为代表99mTc-化合物2的HPLC分析的图。
图5为在不同的pH值下,比较现有技术螯合剂化合物C (X=H) (图1)和化合物2的竞争实验的图示表示。
发明详述
在第一方面,本发明提供一种式I的螯合剂缀合物:

(I)
其中:
R1、R2和R3独立地为Ra基团,或者两个相邻的R2和R3基团或两个相邻的R1和R2基团可组合,以形成5元或6元芳基、杂芳基、脂环或杂环;
Ra独立地为C1-6烷基、C2-4烷氧基烷基、C1-4羟基烷基或C1-4氟烷基;
X为-CO-或-SO2-;
Y为-(CH2)n-、-C6H4-、-(CH2CH2O)n-、-(CH2CH2NH)n-或-(CH2CH2CH2O)n-或它们的组合;
n为值0-10的整数。
Z1为BTM,其中BTM为生物学靶向部分。
术语“螯合剂(chelator)”或“螯合剂(chelating agent)”具有其常规的含义,并且指通过非配位骨架连接两个或更多个金属供体原子,且其排列使得当通过至少两个这样的金属供体原子与相同的金属中心金属配位后,得到螯合物环。式(I)的螯合剂设计为具有均与相同金属原子结合的二胺二肟供体组的四齿物。
术语“缀合物”具有其在放射性药物化学领域的常规含义,并且指与BTM共价键合的螯合剂。
术语“生物学靶向部分” (BTM)指在给予后被选择性吸收或体内定位在哺乳动物身体的特定部位的化合物或载体。部位可为细胞、细胞组、器官、肿瘤或相对于附近部位的损害。这样的部位可例如牵涉特定的疾病状态或指示器官或代谢过程如何运行。载体在靶部位中累积可能是由于载体与相对于附近部位在靶部位差别表达的生物标记物结合和/或与之相互作用。生物标记物的代表性实例包括但不限于人表皮生长因子受体2 (HER-2)脑胸苷激酶1 (TK-1)和外周苯二氮杂受体(PBR)。
在整个本申请中,术语“包含(comprising)”或“包含(comprises)”具有它们的常规含义,并且暗示所述剂或组合物必须具有列举的基本特征或组分,但是可另外存在其它特征或组分。术语‘包含’包括“基本上由…组成”作为优选的子集,“基本上由…组成”是指所述组合物具有列举的组分,但是不存在其它特征或组分。
术语“氨基酸”指L-或D-氨基酸、氨基酸类似物(例如,萘基丙氨酸),其可天然存在或为纯合成起源,并且可为光学纯的,即,单一对映异构体并因此具有手性,或多种对映异构体的混合物。本文使用对氨基酸的常规的3-字母或单一字母缩写。优选本发明的氨基酸为光学纯的。
术语“肽”指包含两个或更多个如以下定义的氨基酸的化合物,通过肽键(即,连接一个氨基酸的胺与另一个氨基酸的羧基的酰胺键)连接。
优选实施方案
在式I的螯合剂中,X优选为-SO2-。R1、R2和R3优选独立地为C1-6烷基,更优选C1-3烷基。最优选,每一个R1、R2和R3基团为甲基。
在式I中,n优选为0-5,更优选1-4,最优选为1。
第一方面的螯合剂缀合物优选为式Ia或Ib:

其中Y和Z1如对于式I所描述。
在式I、Ia和Ib中,Y优选为-(CH2)n-、-(CH2CH2O)n-或-(CH2CH2CH2O)n-,更优选-(CH2)n-或-(CH2CH2O)n-,最优选-(CH2)n-。在式Ia中,Y优选为-(CH2)n-,其中n为1。
第一方面的缀合物优选为式(Ia)。
第一方面的BTM优选为单一氨基酸、3-100聚肽(3-100 mer peptide)、酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体-结合化合物。
BTM可为合成的或为天然起源,但优选为合成的。术语“合成的”具有其常规的含义,即,人造的,与从天然来源(例如,从哺乳动物身体)分离的相对。这样的化合物具有它们的制造和杂质特性可完全控制的优点。因此,天然起源的单克隆抗体及其碎片在本文使用的术语‘合成的’范围之外。
BTM的分子量优选最多15,000道尔顿。更优选,分子量在200-12,000道尔顿范围,最优选300-10,000道尔顿,尤其优选400-9,000道尔顿。当BTM为非肽时,BTM的分子量优选最多3,000道尔顿,更优选200-2,500道尔顿,最优选300-2,000道尔顿,尤其优选400-1,500道尔顿。
当BTM为酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体-结合化合物时,其优选为非肽,并且更优选为合成的。术语“非肽”指不包含任何肽键(即,两个氨基酸残基之间的酰胺键)的化合物。合适的酶底物、拮抗剂、激动剂或抑制剂包括葡萄糖和葡萄糖类似物,例如氟脱氧葡萄糖;脂肪酸或弹性蛋白酶、血管紧张素II或金属蛋白酶抑制剂。优选的非肽血管紧张素II拮抗剂为氯沙坦。合适的合成受体-结合化合物包括雌二醇、雌激素、黄体酮、孕酮和其它类固醇激素;多巴胺D-1或D-2受体的配体,或多巴胺转运体,例如托品烷;和5-羟色胺受体的配体。
BTM最优选为3-100聚肽或肽类似物。当BTM为肽时,其优选为4-30聚肽,最优选5-28聚肽。当BTM为肽时,优选的这样的肽包括:
- 生长抑素、奥曲肽和类似物,
- 与ST受体结合的肽,其中ST指由大肠杆菌(E.coli)和其它微生物产生的热稳定的毒素;
- 铃蟾肽;
- 作用于血管的肠肽;
- 神经降压素;
- 层粘连蛋白碎片,例如,YIGSR、PDSGR、IKVAV、LRE和KCQAGTFALRGDPQG,
- N-甲酰基趋化性肽,用于白细胞累积的靶向部位,
- 血小板因子4 (PF4)及其碎片,
- 含RGD (Arg-Gly-Asp)的肽,其可例如靶向血管发生[R.Pasqualini等人,Nat Biotechnol. 1997年6月;15(6):542-6];[E. Ruoslahti,Kidney Int. 1997年5月;51(5):1413-7]。
- α2-抗血纤维蛋白溶酶、纤连蛋白或β-酪蛋白、纤维蛋白原或凝血栓蛋白的肽碎片。可在以下参考文献中找到α2-抗血纤维蛋白溶酶、纤连蛋白、β-酪蛋白、纤维蛋白原和凝血栓蛋白的氨基酸序列:α2-抗血纤维蛋白溶酶前体[M.Tone等人,J.Biochem,102,1033,(1987)];β-酪蛋白[L.Hansson等人,Gene,139,193,(1994)];纤连蛋白[A.Gutman等人,FEBS Lett.,207,145,(1996)];凝血栓蛋白-1前体[V.Dixit等人,Proc. Natl. Acad. Sci.,USA,83,5449,(1986)];R.F.Doolittle,Ann. Rev. Biochem.,53,195,(1984);
- 为血管紧张素的底物或抑制剂的肽,例如:
血管紧张素II Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe (E. C. Jorgensen等人,J. Med. Chem.,1979,第22卷,9,1038-1044)
[Sar,Ile]血管紧张素II:Sar-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Ile (R.K. Turker等人,Science,1972,177,1203)。
- 血管紧张素I:Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu;
- c-Met靶向肽。
当BTM为肽时,肽的一个或两个末端(优选两个末端)与代谢抑制基团(MIG)缀合。具有采用这种方式保护的两个肽末端对于体内成像应用是重要的,因为否则将预期快速代谢,结果是损失对BTM肽的选择性结合亲和力。术语“代谢抑制基团” (MIG)指抑制或遏制酶(尤其是肽酶,例如羧肽酶)、在氨基末端或羧基末端处BTM肽的代谢的生物相容的基团。这样的基团对于体内应用特别重要,并且为本领域技术人员公知的,并且对于肽胺末端,其适宜选自:
N-酰基化基团-NH(C=O)RG,其中酰基基团-(C=O)RG的RG选自:C1-6烷基、C3-10芳基或包含聚乙二醇(PEG)结构单元。合适的PEG基团如以上对于连接基(L1)所描述。优选的这样的PEG基团为式Bio1或Bio2 (以上)的生物改性剂。优选的这样的氨基末端MIG基团为乙酰基、苄氧基羰基或三氟乙酰基,最优选乙酰基。
对于肽羧基末端,合适的代谢抑制基团包括:甲酰胺、叔丁基酯、苄基酯、环己基酯、氨基醇或聚乙二醇(PEG)结构单元。对于BTM肽的羧基末端氨基酸残基,合适的MIG基团为其中氨基酸残基的末端胺被C1-4烷基(优选甲基)N-烷基化。优选的这样的MIG基团为甲酰胺或PEG,最优选的这样的基团为甲酰胺。
优选的BTM肽为RGD肽或c-Met靶向肽。更优选的这样的RGD肽包含以下碎片:

最优选的这样的RGD肽为当BTM为式(BTM1)的肽时:

BTM1
其中X7为-NH2或PEG1,其中PEG1为:

PEG1
其中a为1-10的整数。
在式BTM1中,X7优选为PEG1,‘a’优选等于1。
优选的官能化的生物学靶向分子为式BTM2:

(BTM2)
c-Met靶向肽优选为式BTM3的18-30聚环状肽:
Z1-[cMBP]-Z2     (BTM3)
其中:
cMBP为式(III):
-(A)x-Q-(A′)y      (III)
其中Q为氨基酸序列(SEQ-1):
-Cysa-X1-Cysc-X2-Gly-Pro-Pro-X3-Phe-Glu-Cysd-Trp-Cysb-Tyr-X4-X5-X6-
其中X1为Asn、His或Tyr;
X2为Gly、Ser、Thr或Asn;
X3为Thr或Arg;
X4为Ala、Asp、Glu、Gly或Ser;
X5为Ser或Thr;
X6为Asp或Glu;
并且Cysa-d各自为半胱氨酸残基,使得残基a和b以及c和d环化,以形成两个单独的二硫化物键;
A和A′独立地为Cys以外的任何氨基酸,条件是A和A′中的至少一个存在并且为Lys;
x和y独立地为值0-13的整数,并且选择使得[x+y]=1-13;
Z1与cMBP的N-末端连接,并且为H或MIG
Z2与cMBP的C-末端连接,并且为OH、OBc或MIG
其中Bc为生物相容的阳离子;
每一个MIG独立地为代谢抑制基团,其为抑制或遏制cMBP肽的体内代谢的生物相容基团;
其中cMBP在A或A′基团的Lys残基处被本发明的螯合剂缀合。
更优选,cMBP肽为式IIIA:
-(A)x-Q-(A′)z-Lys-
(IIIA)
其中:
z为0-12的整数值,并且[x+z]=0-12,
并且cMBP包含仅一个Lys残基。
在式III和IIIA中,Q优选包含SEQ-2或SEQ-3的氨基酸序列:
Ser-Cysa-X1-Cysc-X2-Gly-Pro-Pro-X3-Phe-Glu-Cysd-Trp-Cysb-Tyr-X4-X5-X6  (SEQ-2);
Ala-Gly-Ser-Cysa-X1-Cysc-X2-Gly-Pro-Pro-X3-Phe-Glu-Cysd-Trp-Cysb-Tyr-X4-X5-X6-Gly-Thr  (SEQ-3)。
在式II和IIA中,X3优选为Arg。
cMBP肽最优选具有氨基酸序列(SEQ-7):
Ala-Gly-Ser-Cysa-Tyr-Cysc-Ser-Gly-Pro-Pro-Arg-Phe-Glu-Cysd-Trp-Cysb-Tyr-Glu-Thr-Glu-Gly-Thr-Gly-Gly-Gly-Lys。
式I的螯合剂可通过适当的二胺与以下任一个烷基化而制备:
(i) 适当的氯亚硝基衍生物Cl-CR1R2-CH(NO)R3
(ii) 式Cl-CR1R2C-C(=NOH)R3的α-氯肟;
(iii) 式Br-CR1R2-C(=O)R3的α-溴酮,接着用羟胺将二胺二酮产物转化为二胺二肟;
(iv) 式R1R2C=C(R3)NO2的硝基-烯烃,接着还原硝基加合物。
对于相应的二胺二肟螯合剂,路线(i)由S. Jurisson等人[Inorg. Chem.,26,3576-82 (1987)]描述。氯亚硝基化合物可通过用亚硝酰氯(NOCl)处理适当的烯烃而得到,如在实施例1中描述的。氯亚硝基化合物的其它合成细节由以下给出:Ramalingam等人[Synth. Commun.,25(5) 743-52 (1995)];Glaser等人[J. Org. Chem.,61(3),1047- 1048 (1996)];Clapp等人[J. Org Chem.,36(8) 1169-70 (1971)]; Saito等人[Shizen Kagaku,47,41-9 (1995)]和Schulz [Z. Chem.,21(11),404-405 (1981)]。具有羟基烷基或烷氧基烷基取代基的氯亚硝基化合物由Sun等人[Nucl.Med.Biol.,37,117-123 (2010)]教导。
硝基-烯烃化学(制备和还原)由Barrett等人[Chem.Rev.,86,751-762 (1985)]描述。α-氯-肟可通过市售可得的相应的α-氯-酮或醛的肟化而得到。α-溴酮市售可得。
在第二方面,本发明提供第一方面的螯合剂缀合物的放射性金属络合物。在第二方面的螯合剂缀合物的优选方面如在第一方面(以上)中所描述。
第二方面的放射性金属络合物优选可用作体内成像剂。术语“成像剂”指适用于使哺乳动物身体成像的化合物。优选,哺乳动物为体内完整的哺乳动物身体,更优选为人受试者。成像剂通常以非药理学量给予,即,设计对哺乳动物受试者具有最小生物学影响的剂量。优选,成像剂可以最低侵入性的方式给予哺乳动物身体,即,当在专业医疗技术下进行时对哺乳动物受试者没有实质健康风险。这样的最低侵入性给药优选静脉内给药至所述受试者的外周静脉中,而无需局部或全身麻醉。
本文使用的术语“体内成像”指非侵入性地产生哺乳动物受试者内部方面的全部或部分的图像的那些技术。优选的这样的成像技术为SPECT (单一光子发射层析成像)和PET (正电子发射层析成像)。
在第二方面的放射性金属络合物中,放射性金属优选选自99mTc或94mTc,并且最优选99mTc。99mTc用于SPECT成像,而94mTc用于PET成像。预期锝放射性金属络合物形成以下结构的具有二氧代核的中性Tc(V)络合物:

第二方面的放射性金属络合物可如在第三方面(以下)中所描述来制备。
在第三方面,本发明提供一种制备第二方面的放射性金属络合物的方法,所述方法包括使第一方面的螯合剂缀合物与放射性金属供应在合适的溶剂中反应。
在第三方面的螯合剂和金属络合物的优选的方面分别如在第一和第二方面(以上)中所描述。
合适的溶剂通常为含水性质的,并且优选为生物相容的载体溶剂,如在第四方面(以下)中所定义。
第三方面的放射性金属络合物可通过适当氧化态的放射性金属的溶液与螯合剂在适当的pH下反应而制备。溶液可任选含有与放射性金属(对于99mTc,例如葡糖酸盐或柠檬酸盐)弱络合的配体,即,使用配体交换或反螯合。这样的条件通常可用于抑制不期望的副反应,例如放射性金属离子的水解。当放射性同位素为99mTc时,通常的原料为得自99Mo/99mTc发生器的高锝酸钠。锝以Tc(VII)氧化态存在于99mTc-高锝酸盐中,其为相对非反应性。因此,较低氧化态Tc(I)-Tc(V)的锝络合物的制备通常需要加入合适的药学上可接受的还原剂,例如连二亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、甲脒亚磺酸、亚锡离子、Fe(II)或Cu(I),以促进络合。药学上可接受的还原剂优选为亚锡盐,最优选氯化亚锡、氟化亚锡或酒石酸亚锡。
在第四方面,本发明提供一种放射性药物组合物,所述组合物包含第二方面的放射性金属络合物,连同适用于哺乳动物给药形式的生物相容的载体。
在第四方面的螯合剂和金属络合物的优选的方面分别如在第一和第二方面(以上)中所描述。
短语“适用于哺乳动物给药的形式”指无菌、无热原的组合物没有产生毒性或不利效果的化合物,并且在生物相容的pH (约pH 4.0-10.5)下配制。这样的组合物没有可能有引起体内栓塞风险的颗粒,并且配制使得在与生物学流体(例如,血液)接触时不发生沉淀。这样的组合物还仅含有生物学相容的赋形剂,并且优选为等渗的。
“生物相容的载体”为流体,尤其是液体,成像剂可在其中悬浮或优选溶解,使得组合物生理上耐受,即,可给予哺乳动物身体而没有毒性或过度不适。生物相容的载体适宜为可注射载体液体,例如无菌、无热原注射用水;含水溶液,例如盐水(其可有利地经平衡,使得注射用终产物为等渗的);包含生物相容的缓冲剂的含水缓冲溶液(例如,磷酸盐缓冲液);一种或多种调节渗透压的物质的含水溶液(例如,等离子体阳离子与生物相容的反荷离子的盐)、糖(例如,葡萄糖或蔗糖)、糖醇(例如,山梨糖醇或甘露醇)、二醇(例如,甘油)或其它非离子多元醇物质(例如,聚乙二醇、丙二醇等)。优选生物相容的载体为无热原注射用水、等渗的盐水或磷酸盐缓冲液。
放射性药物组合物在合适的小瓶或器皿中供应,所述小瓶或器皿包含密封的容器(其允许保持无菌完全性和/或放射性安全性),加上任选的惰性顶空气体(例如,氮或氩),同时允许通过注射器或套管加入和取出溶液。优选的这样的容器为隔膜-密封的小瓶,其中气密闭合物在顶部密封(通常由铝制成)上卷曲。闭合物适用于使用皮下注射针单次或多次刺穿(例如,卷边(crimped-on)的隔膜密封闭合物),同时保持无菌完全性。这样的容器具有另外的优点:如果期望,闭合物可承受真空(例如,以改变顶空气体或使溶液脱气),并且承受压力变化(例如,压力降低),而不允许外部大气(例如氧或水蒸汽)进入。
优选的多剂量容器包含单一的含有多个患者剂量的大体积瓶,从而,因此可在制备物的可行寿命期间,以各种时间间隔,将单一患者剂量取出至临床级别注射器中,以适应临床情况。预填充的注射器设计为含有单人剂量,或“单位剂量”,因此优选为适用于临床使用的一次性或其它注射器。本发明的药物组合物优选具有适用于单一患者的剂量,并且在合适的注射器或容器中提供,如以上描述的。
药物组合物可含有另外的任选的赋形剂,例如:抗微生物防腐剂、pH-调节剂、填料、放射性保护剂、增溶剂或同渗重摩调节剂。术语“放射性保护剂”指通过捕集高度反应性的自由基,例如由水的辐解作用引起的含氧自由基,抑制降解反应(例如氧化还原过程)的化合物。本发明的放射性保护剂适宜选自:抗坏血酸、对氨基苯甲酸(即,4-氨基苯甲酸)、龙胆酸(即,2,5-二羟基苯甲酸)及其与生物相容阳离子的盐。术语“生物相容的阳离子”(Bc)指与电离的带负电荷的基团形成盐的带正电荷的反荷离子,其中所述带正电荷的反荷离子还非毒性,因此适用于给予哺乳动物身体,尤其是人身体。合适的生物相容阳离子的实例包括:碱金属钠或钾;碱土金属钙和镁;和铵离子。优选的生物相容的阳离子为钠和钾,最优选钠。
术语“增溶剂”指提高在溶剂中的溶解度的在组合物中存在的添加剂。优选的这样的溶剂为含水介质,因此增溶剂优选改进在水中的溶解度。合适的这样的增溶剂包括:C1-4醇;甘油;聚乙二醇(PEG);丙二醇;聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯;脱水山梨糖醇单油酸酯(oloeate);聚山梨醇酯;聚(氧乙烯)聚(氧丙烯)聚(氧乙烯)嵌段共聚物(PluronicsTM);环糊精(例如,α、β或γ环糊精、羟丙基-β-环糊精或羟丙基-γ-环糊精)和卵磷脂。
术语“抗微生物防腐剂”指抑制潜在有害的微生物(例如细菌、酵母或霉菌)的生长的剂。抗微生物防腐剂还可呈现一些杀菌性质,取决于采用的剂量。本发明的抗微生物防腐剂的主要作用是抑制任何这样的微生物在药物组合物中的生长。然而,抗微生物防腐剂还可任选用于抑制在给药前在用于制备所述组合物的试剂盒的一种或多种组分中潜在有害的微生物的生长。合适的抗微生物防腐剂包括:对羟基苯甲酸酯,即,对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯或对羟基苯甲酸丁酯或它们的混合物;苄醇;苯酚;甲酚;西曲溴铵和硫柳汞。优选的抗微生物防腐剂为对羟基苯甲酸酯。
术语“pH-调节剂”指可用于确保组合物的pH对于人或哺乳动物给药在可接受的限度内(约pH 4.0-10.5)的一种化合物或多种化合物的混合物。合适的这样的pH-调节剂包括药学上可接受的缓冲液,例如N-三((羟甲基)甲基)甘氨酸、磷酸盐、柠檬酸盐或TRIS [即,三(羟甲基)氨基甲烷],以及药学上可接受的碱,例如碳酸钠、碳酸氢钠或它们的混合物。当组合物以试剂盒形式使用时,pH调节剂可任选在单独的小瓶或容器中提供,使得试剂盒的使用者可调节pH作为多步程序的一部分。
术语“填料”指在生产和冻干期间可促进材料处理的药学上可接受的填充剂。合适的填料包括无机盐(例如氯化钠)和水溶性糖或糖醇(例如蔗糖、麦芽糖、甘露醇或海藻糖)。
放射性药物组合物可在无菌制造(即,洁净室)条件下制备,以得到期望的无菌、非致热的产品。优选关键组分为无菌的,尤其是相关的试剂加上设备中与成像剂接触的的那些部分(例如,小瓶)。组分和试剂可通过本领域已知的方法灭菌,包括:无菌过滤、使用例如γ-辐射的末端灭菌、高压灭菌、干热或化学处理(例如,使用环氧乙烷)。优选事先对一些组分灭菌,使得需要进行最少数量的处理。然而,作为预防,优选在制备药物组合物中包括至少一个无菌过滤步骤作为最终步骤。
在第五方面,本发明提供一种用于制备第四方面的放射性药物组合物的试剂盒,所述试剂盒包含无菌固体形式的第一方面的螯合剂缀合物,使得当与放射性金属的无菌供应在生物相容的载体中重组时,发生溶解,以得到期望的放射性药物组合物。
在第五方面的螯合剂和金属络合物的优选方面分别如在第一和第二方面(以上)中所描述。
无菌固体形式优选为冻干的固体。
在第六方面,本发明提供一种式II的前体:

(II)
其中:
R1、R2、R3、X和Y如在第一方面中对式I所定义;
Z为能与Z1缀合的反应性基团,其包括以下的一个或多个:羧酸、活性酯、亚磷酰胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、醛、酰氯、磺酰氯、烷基卤化物、胺、膦、磷酸盐、醇或硫醇;
其中Z1为BTM,如在第一方面中所定义。
在第六方面,R1、R2、R3、X、Y和Z1的优选的方面如在第一方面(以上)中所描述。
术语“活性酯”指相关的羧酸的酯衍生物,其设计为更好的离去基团,因此允许更加容易与亲核剂(例如胺)反应。合适的活性酯的实例为:N-羟基琥珀酰亚胺(NHS);磺基-琥珀酰亚胺基酯;五氟苯酚;五氟硫代苯酚;对硝基苯酚;羟基苯并三唑和PyBOP (即,苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷磷鎓六氟磷酸盐)。优选的活性酯为N-羟基琥珀酰亚胺或五氟苯酚酯,尤其是N-羟基琥珀酰亚胺酯。
优选的前体为式IIa或IIb:

IIa            IIb
在式II、IIa和IIb中,Z优选为活性酯、异氰酸酯、异硫氰酸酯、醛、胺或硫醇,更优选为活性酯、醛或胺。
式IIa和IIb的优选前体为:

本发明的双官能螯合物前体的合成可如本文描述的进行,并且进一步描述于:M. Zheng的Synthesis and Medical Application of Bifunctional Metal Chelates(双官能金属螯合物的合成和医疗应用),BiblioBazaar LLC (2011);Ruzza等人[Anti-Cancer Agents Med.Chem.,12(5),416-427 (2012);和Lattuada等人,Chem.Soc.Rev.,40(5),3019-3049 (2011)。
在第七方面,本发明提供一种制备第一方面的式I的螯合剂缀合物的方法,所述方法包括使第六方面的式II的前体与生物学靶向部分(Z1或BTM)反应。
在第七方面的螯合剂缀合物和前体的优选方面分别如在第一和第六方面中所描述。第七方面的方法可如本文描述的和在第六方面(以上)引用的参考文献以及G.T.Hermanson的Bioconjugate Techniques(生物缀合物技术),Academic Press (2008)中描述的进行。
在第八方面,本发明提供一种使人或动物身体成像的方法,所述方法包括使用PET或SPECT使已分布第二方面的放射性金属络合物或第四方面的组合物的至少一部分所述身体产生图像,其中所述成像剂或组合物已事先给予所述身体。
在第八方面的螯合剂缀合物、金属络合物和放射性药物组合物的优选方面分别如在第一、第二和第四方面(以上)中所描述。
第八方面的方法优选重复进行,以监测使用药物治疗人或动物身体的效果,在用所述药物治疗之前和之后,并且任选还在用所述药物治疗期间,实现所述成像,
在第九方面,本发明提供一种诊断人或动物身体的方法,所述方法包括第七方面的成像方法。
在第九方面的螯合剂、金属络合物、放射性药物组合物和试剂盒的优选方面分别如在第一、第二、第四和第五方面(以上)中所描述。
在另一方面,本发明提供第二方面的放射性金属络合物、第四方面的组合物或第五方面的试剂盒在诊断人或动物身体的方法中的用途。
在该方面的螯合剂、金属络合物、放射性药物组合物和试剂盒的优选方面分别如在第一、第二、第四和第五方面(以上)中所描述。
实验
通过以下实施例来说明本发明。反应量在表中给出。通常试剂会列举体积和重量;这意味着试剂通过体积分配但是通过重量来确定量。所有计算基于重量。
实施例1提供可用于本发明螯合剂的合成的氯亚硝基烷烃的合成,而实施例2提供氯-肟。实施例3提供现有技术螯合剂化合物C (也称为PentAO)的合成。实施例4提供本发明的螯合剂(化合物2)的合成。实施例5提供化合物2的99mTc放射性标记。在每一种情况下,使用或不使用用于99mTc放射性标记的常用辅助配体,获得良好的放射性化学纯度(RCP),并且胶体形成最小化(表7)。值得注意的是,在pH 7-7.5下发生的高RCP解决对温和pH条件的需要。所用的辅助配体为亚甲基二膦酸(MDP)。实验结果示于图4。
实施例6显示在不同的pH值下化合物2和化合物C (现有技术)的竞争放射性标记。可完成化合物C 99mTc的络合,同时保持溶液pH为约6-约10,更优选pH为约7-约9。在pH 9和7~7.5下,在15分钟内,在1/1(v/v) DMSO/H2O中实现化合物2的放射性标记,通过保留时间(分钟)相对于响应(mV)的HPLC分析证明。结果证明,当pH降低时,相对于化合物C (现有技术),化合物2的改进的性能。
实施例1:制备3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷。
在干冰(cardice)和甲醇的浴中,将2-甲基丁-2-烯(147 ml,1.4 mol)和亚硝酸异戊酯(156 ml,1.16 mol)的混合物冷却至-30℃,并且使用顶部空气搅拌器剧烈搅拌,用浓盐酸(140 ml,1.68 mol)逐滴处理,其速率使得温度保持低于-20℃。这需要约1小时,由于存在显著的放热,必须小心以防止过热。加入乙醇(100 ml),以降低在加入结束时已形成的浆料的粘度,将反应物在-20至-10℃下再搅拌2小时,以完成反应。通过真空过滤,收集沉淀物,用4×30 ml冷(-20℃)乙醇和100 ml冰冷却水洗涤,真空干燥,以得到白色固体状的3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷。将乙醇滤液和洗涤液合并,用水(200 ml)稀释,冷却,在-10℃下静置1小时,这时结晶出另外一批3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷。过滤收集沉淀物,用最少量的水洗涤,真空干燥,以得到总产量3-氯-3-甲基-2-亚硝基丁烷(115g,0.85mol,73%),通过NMR测定>98%纯。
NMR 1H(CDCl3),作为异构体的混合物(异构体1,90%) 1.5 d,(2H,CH3),1.65 d,(4H,2×CH3),5.85,q,和5.95,q,以及1H。(异构体2,10%),1.76 s,(6H,2×CH3),2.07 (3H,CH3)。
采用类似的方式由乙叉基环戊烷制备1-氯-1-(1-亚硝基乙基)环戊烷(收率55%) [J.Org.Chem.,36(8),第1169-1170页(1971)]。
采用类似的方式由乙叉基环戊烷制备1-氯-1-(1-亚硝基乙基)环己烷(收率63 %) [J.Org.Chem.,36(8),第1169-1170页(1971)]。
1H (CDCl3;270 MHz),1.52 (3H,d JHH 7 Hz,CH3),1.48-2.20 (10H,m,CH2×5),5.96 (1H,q,JHH 7 Hz,CH)。
采用类似的方式由1-甲基-1-环己烯制备1-氯-1-甲基-2-亚硝基-环己烷(收率57%) [Ind J. Chem Sect B (1978) 16B(10) 917-20,Z. Chem. (1981),21(11) 404-5,J. Pract. Chem. (1978) 320(3) 433-51]。
δH (CDCl3;270 MHz),1.41-2.28 (11H,m,CH3,CH2×4),5.72-5.79 (1H,m,CH)。
实施例2:制备3-氯-3-甲基-2-丁酮肟20。

表1:

将2-甲基-2-丁烯21与亚硝酸异戊酯混合,并且在MeOH/干冰浴中冷却至-70℃。经50分钟加入浓盐酸(HClconc),保持温度在-30和-20℃之间。接近加入结束时,加入EtOH (34 mL),但是在加入完成后混合物仍固化为凝胶。将批料在-20至-10℃下再搅拌2小时,随后过滤(过滤和洗涤耗时约40分钟)。滤饼用冷冻的EtOH (40 mL)洗涤,接着用冰冷却的水(50 mL)洗涤,静置干燥90分钟。湿重为66.4 g。真空干燥后,重量降至33.4 g (0.246 mol,62%理论值)。质子NMR指示产物(现在为粘性液体和固体的混合物)为反式-肟20 (49%)、亚硝基-互变异构体22 (40%)和3-亚硝基-2-氯丁烷23 (11%)的混合物。在冰箱中储存后,材料固化,得到反式-肟20
实施例3:制备3,3'-(1,5-戊烷二基二亚氨基)双[3-甲基-2-丁酮]二肟C (X=H) [现有技术]。

表2:

将氯肟20 (实施例2)溶解于MeOH (40 mL)中,以得到浅绿色溶液。在冰/丙酮浴中将溶液冷却至低于0℃,白色固体沉淀。经约30分钟加入1,5-二氨基戊烷24,保持温度低于0℃(初始放热至10℃)。开始加入时,混合物变为橙褐色,到加入结束时,变为淡黑紫色浆料。将混合物在室温下搅拌过夜。在CH2Cl2/MeOH/NH3中的TLC和用水合茚三酮着色剂的目测,显示混合物由两种主要组分组成:一种非常极性(假定单烷基化),一种较低极性(假定二烷基化)。加热回流2小时,看起来混合物的组成不变。将水(100 mL)加入到经冷却的混合物中,过滤收集0.9 g黄色固体。将滤液的pH调节至pH 12,在其上由水层分配出粘稠的油。油萃取到CH2Cl2中,将有机层浓缩,以得到8 g紫色胶。将胶在室温下进一步真空干燥过夜,以得到6 g粘性固体。将固体带水(75 mL)研磨,过滤,以得到4 g脏的白色固体,其仍稍微发粘。将固体溶解于回流的MeOH (20 mL)中,经90分钟,在冰/水浴中冷却。过滤收集白色固体,真空干燥,以得到638 mg (2.1 mmol,7%理论值)白色固体状的期望配体。MS、1H和13C NMR证实结构。在该程序中不使用Hunig碱,但是可以加入该碱。
实施例4:化合物2的合成。

化合物2
步骤(a):N,N-双[2-[(苯基磺酰基)氧基]乙基]-苯磺酰胺18。

表3:

在500 mL烧瓶中,将Et3N在20 mL Et2O中加入到甲苯磺酰氯在100 mL Et2O中。将其搅拌,并且在冰浴中冷却。在烘箱中将二乙醇胺熔化,并且转移至100 ml烧瓶中,将80 mL CH3CN加入到胺中以溶解,通过套管将混合物加入到甲苯磺酰氯和Et3N的混合物中,以形成形成白色悬浮液。通过HPLC监测反应的进程。5天后,通过在活性流下,在氮气上蒸发溶剂,将反应物后处理。将二乙醚加入到残余物中,以产生悬浮液,过滤收集沉淀物。沉淀物在重力硅胶柱上纯化,开始时使用60/40己烷/CH2Cl2,发展到100% CH2Cl2
步骤(b):N,N-双(2-氨基乙基)-4-甲基-苯磺酰胺19。

表4:

将化合物18 (6.25 g)和NaN3 (2.115 g)在102 mL DMF中在100℃下加热2小时。之后,HPLC指示反应完成。让反应混合物冷却,加入10% K2CO3水溶液(100mL)。混合物用己烷(60mL)萃取3次,但是大多数叠氮化物作为中间相固体分离出来,将其溶解于CH2Cl2中。加入EtOH (100mL),将溶液浓缩至100 mL。加入Pd/C催化剂(0.36 g),用N2冲洗烧瓶,随后抽空,用H2 (来自气球)冲洗。将反应物在H2下搅拌3小时,随后HPLC指示不剩余原料。将反应混合物过滤,浓缩,以得到1.7 g浅黄色油(60%理论值)。将油溶解于水中,随后通过层析法在C-18上(10g,60mL)纯化。柱首先用CH3CN冲洗,随后用水/0.05% TFA冲洗。可将粗品溶液负载于柱上,用水(35 mL)洗脱,接着用水/CH3CN 98:2 (20 mL)洗脱,随后20 mL馏分中每一次CH3CN的百分数提高2%,达到16%。通过HPLC,馏分2-11含有纯二胺,浓缩,以得到1.3g粘性白色固体。真空干燥后,重量降至0.87g (31%理论值)。
步骤(c):N,N-双(2-((E)-3-(羟基亚氨基)-2-甲基丁-2-基氨基)乙基)-4-甲基苯磺酰胺2。

表5:

甲苯磺酰基二胺19 (850 mg)用EtOH成浆,并且在冰水浴中冷却至0-5℃。经约3小时,分3批,加入共3.4 g DIPEA (二异丙基乙基胺)和3.6 g的20,之后HPLC显示没有剩余游离的二胺。将反应混合物浓缩,加入水(40 mL),溶液用1.5 mL浓盐酸酸化。水层用2×50 mL CH2Cl2萃取。随后用K2CO3 (形成的沉淀物)将水层的pH调节至10。水层用CH2Cl2萃取,将其浓缩,用MeOH成浆。过滤收集白色固体状的二烷基化产物。干重为535 mg (36%理论值)。
实施例5:化合物2的放射性标记
(i) 配体稳定性研究:最高在室温下,将储液(通过在4 mL水中溶解约300 μg配体而制备;在化合物2的情况下,使用4 mL DMSO/H2O[1:1 v/v])在工作台上储存,没有额外的预防。每24小时进行LC-MS,3天后没有观察到分解。
(ii) 通用标记程序(pH 9):向含有0.21 mL cpn配体(3)储液(16 μg,75 μg/mL,含水)、200 μL NaOAc (4 mg,20 mg/mL,含水)、0.5 mL pH 9碳酸氢盐缓冲液和13.2 μL MDP (13.2 μg,1.0 mg/mL,含水)的10 mL小瓶中顺序加入1 mL Na99mTcO4-溶液和14.3 μL SnCl2·2H2O (36 μg,2.51 mg/mL,含水)。通过pH条测量反应溶液的pH值,证实为pH 9。让反应混合物在室温下静置15分钟。实验结束时,用pH条再次测量pH值,在5 mL注射器的尖端上,将反应溶液通过过滤器(具有0.2 μm尼龙膜的Acrodisc? 13 mm注射器过滤器,HPLC验证的过滤器,Pall corporation,NY)过滤。通过过滤器推压2 mL水,接着测量合并的滤液、过滤器、初始小瓶、注射器和针的放射性。使滤液的等分试样经历HPLC分析。
(iii) 通用标记程序(pH 7~7.5,NaHCO3缓冲液):向含有0.21 mL cpn配体(3)储液(16 μg,75 μg/mL,含水)、0.15 mL 100 mM NaHCO3溶液(pH 8.0-8.5)和13.2 μL MDP (13.2 μg,1.0 mg/mL,含水)的10 mL小瓶中顺序加入1 mL Na99mTcO4-溶液和14.3 μL SnCl2·2H2O (36 μg,2.51 mg/mL,含水)。测量反应溶液的pH值为7~7.5 (通过pH条),让反应混合物在室温下静置15分钟。实验结束时,用pH条再次测量pH值,在5 mL注射器的尖端上,将反应溶液通过过滤器(具有0.2 μm尼龙膜的Acrodisc? 13 mm注射器过滤器,HPLC验证的过滤器)过滤。通过过滤器推压2 mL水,接着测量合并的滤液、过滤器、初始小瓶、注射器和针的放射性。使滤液的等分试样经历HPLC分析。
(iv) 通用标记程序(pH 7-7.5):采用以上通用程序,具有以下变化:在加入SnCl2后,通过加入0.1 N NaOH溶液,将溶液的pH值调节至7-7.5。
(v) 通用标记程序(pH 6):向含有0.42 mL cpn配体(3)储液(32 μg,75 μg/mL,含水)、0.025 mL 100 mM NaHCO3溶液(pH 8.0-8.5)和13.2 μL MDP (13.2 μg,1.0 mg/mL,含水)的10 mL小瓶中顺序加入1.21 mL Na99mTcO4-溶液和14.3 μL SnCl2·2H2O (36 μg,2.51 mg/mL,含水)。测量反应溶液的pH值为约6 (通过pH条),让反应混合物在室温下静置15分钟。实验结束时,用pH条再次测量pH值,在5 mL注射器的尖端上,将反应溶液通过过滤器(具有0.2 μm尼龙膜的Acrodisc? 13 mm注射器过滤器,HPLC验证的过滤器)过滤。通过过滤器推压2 mL水,接着测量合并的滤液、过滤器、初始小瓶、注射器和针的放射性。使滤液的等分试样经历HPLC分析。
(vi) 分析方法HPLC条件:在Waters Acquity UPLC系统上实施所有分析研究。柱:Waters Acquity Analytical UPLC柱(100 ×2.1 mm,C18,1.7 μm BEH。流动相:溶剂A为0.4%甲酸铵的H2O溶液,溶剂B为乙腈。
表6:流速:0.3 ml/分钟

放射性标记结果示于图4和表7:
表7:在pH 9和7-7.5下99mTc (V)标记化合物2

实施例6:记化合物2和化合物C (现有技术)的对比放射性标。
在pH 9、7~7.5和6下,进行化合物C (X=H) (图1)和化合物2之间的竞争实验,结果呈现于图5,其显示对于一定的pH值范围,按百分数的放射化学纯度(RCP)相对于时间(分钟)。在pH 9下,C的络合仍占优势,无论是否存在MDP (C/2产物比为约3:1)。然而,在较低pH (7~7.5)下,化合物2的络合物变为主要产物(产物比为约1:1.5)。在甚至更低pH (6)下,化合物2显示比C更高的络合量(产物比为约1:3)。

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1、10申请公布号CN104066454A43申请公布日20140924CN104066454A21申请号201380007308222申请日2013013113/36265820120131USA61K51/04200601A61K51/08200601A61K103/1020060171申请人通用电气公司地址美国纽约州72发明人BF约翰逊RL卡特MJ里舍尔MCP达雷T吴Y杨JF瓦利安特KA斯蒂芬森74专利代理机构中国专利代理香港有限公司72001代理人周李军林森54发明名称螯合剂57摘要本发明提供用于体内成像的放射性药物剂,所述放射性药物剂包含与生物学靶向分子缀合的放射性金属的金属络合物。本发。

2、明提供可用于制备所述放射性金属络合物和放射性药物的新型四齿二胺二肟螯合剂。本发明还提供所述螯合剂的放射性金属络合物,和它们的制备方法,加上放射性药物组合物、试剂盒和成像方法。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014073086PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0518742013013187PCT国际申请的公布数据WO2013/113801EN2013080851INTCL权利要求书2页说明书19页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书19页附图5页10申请公布号CN104066454ACN104066454A1/2页21一种式I。

3、的螯合剂缀合物I其中R1、R2和R3独立地为RA基团,或者两个相邻的R2和R3基团或两个相邻的R1和R2基团可组合,以形成5元或6元芳基、杂芳基、脂环或杂环;RA独立地为C16烷基、C24烷氧基烷基、C14羟基烷基或C14氟烷基;X为CO或为SO2;Y为CH2N、C6H4、CH2CH2ON、CH2CH2NHN或CH2CH2CH2ON或它们的组合;N为值010的整数;Z1为BTM,其中BTM为生物学靶向部分。2权利要求1的缀合物,其中R1、R2和R3独立地为C16烷基。3权利要求1或权利要求2的缀合物,其中R1、R2和R3为CH3,X为SO2,Y为CH2N,和N为1。4权利要求13中任一项的缀合。

4、物,其中Z1为单一氨基酸、3100聚肽、酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体结合化合物。5权利要求14中任一项的螯合剂缀合物的放射性金属络合物。6权利要求5的放射性金属络合物,其中所述放射性金属选自99MTC或94MTC。7权利要求6的放射性金属络合物,其中所述放射性金属为99MTC。8一种制备权利要求57中任一项的放射性金属络合物的方法,所述方法包括使权利要求14中任一项的缀合物与放射性金属供应在合适的溶剂中反应。9一种放射性药物组合物,所述组合物包含权利要求57中任一项的放射性金属络合物,连同适用于哺乳动物给药形式的生物相容的载体。10一种用于制备权利要求9的放射性药物组合物的试剂盒。

5、,所述试剂盒包含无菌固体形式的权利要求14中任一项的缀合物,使得当与放射性金属的无菌供应在生物相容的载体中重组时,发生溶解,以得到期望的放射性药物组合物。11权利要求10的试剂盒,其中所述无菌固体形式为冻干的固体。12一种式II的前体权利要求书CN104066454A2/2页3II其中R1、R2、R3、X和Y如在权利要求13中任一项所定义;Z2为能与Z1缀合的反应性基团,所述Z2包括以下一个或多个羧酸、活性酯、亚磷酰胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、醛、酰氯、磺酰氯、烷基卤化物、胺、膦、磷酸盐、醇或硫醇;其中Z1如在权利要求1中所定义。13一种制备权利要求14中任一项的式I的螯合剂缀合物的方法,所述方。

6、法包括使权利要求12的式II的前体与Z1反应,其中Z1如在权利要求1中所定义。14一种使人或动物身体成像的方法,所述方法包括使用PET或SPECT,使已分布权利要求57中任一项的放射性金属络合物或权利要求9的组合物的至少一部分所述身体产生图像,其中所述成像剂或组合物已事先给予所述身体。15权利要求14的方法,所述方法重复进行,以监测使用药物治疗人或动物身体的效果,在用所述药物治疗之前和之后,并且任选还在用所述药物治疗期间,实现所述成像。16一种诊断人或动物身体的方法,所述方法包括权利要求14或权利要求15的成像方法。17权利要求57中任一项的放射性金属络合物、权利要求9的组合物或权利要求10或。

7、权利要求11的试剂盒在诊断人或动物身体的方法中的用途。权利要求书CN104066454A1/19页4螯合剂发明领域0001本发明涉及用于体内成像的放射性药物剂,所述放射性药物剂包含与生物学靶向分子缀合的放射性金属的金属络合物。本发明提供可用于制备所述放射性金属络合物和放射性药物的新型四齿二胺二肟螯合剂。本发明还提供所述螯合剂的放射性金属络合物,和它们的制备方法,加上放射性药物组合物、试剂盒和成像方法。0002发明背景在核医学中最广泛使用的放射性核素为锝99M99MTC;T1/260H,140KEV发射。虽然大多数临床上批准的99MTC放射性药物为灌注型剂血流的诊断图像,但越来越多地关注开发和商。

8、业化靶向特定的生物标记物的单一光子发射计算层析成像SPECT成像剂。0003该机会的开发需要用作锝螯合剂的配体,以掺入放射性金属并且能与多种载体包括生物分子区域选择性缀合。载体指用于将材料体内转移至靶或靶部位的媒介物。理想地,配体应能掺入99MTC,而不会削弱载体的生物学性质。0004二胺二肟为一种已知的螯合剂类型,其已显示与放射性金属99MTC形成络合物QCH23,即,丙烯胺肟或PNAO;QCH24,即,丁烯胺肟或BNAO;QCH25,即,戊烯胺肟或PENTAO;US4,615,876公开了这些二胺二肟螯合剂,它们与生物学靶向分子的缀合物和它们与99MTC络合用于体内放射性药物成像。0005。

9、配体PENTAO由SJURISSON等人INORGCHEM,26,3576821987描述,显示其与长效放射性金属99TC的金属络合物为中性的,具有TCV二氧代核即,TCO2。JMLO等人APPLRADINST,44,1139461993描述PENTAO的合成及其与99MTC的络合。0006US5,688,487公开了具有C25亚烷基桥的二胺二肟与硝基咪唑生物学靶向分子的螯合物缀合物,用于低氧成像。描述了在C1肟甲基位置缀合硝基咪唑。0007WO95/04552公开了BNAO和PENTAO的硝基咪唑缀合物。实例显示在C1肟甲基位置缀合。0008EP0738158和美国专利US7,597,875。

10、公开了具有全碳桥的配体并且示于图1结构A。配体A能通过伯氮与多种载体缀合。然而,与二氨基二肟一样,通常其需要约910的PH,以最优标记。该PH与许多敏感生物分子不相容。此外,结构A的合成得到单、双和三官能化的产物,期望的双官能化螯合物必须通过制备型HPLC从中分离。US7,049,289公开了一种配体图1,结构B,其还可适用于通过伯氮与多种载体缀合;比起全碳骨架说明书CN104066454A2/19页5结构A,其还在合成上更容易得到。然而,如在US7,597,875中教导的,在温和条件下,该配体不与99MTC形成单一放射性标记的物类。0009类似地,US5,688,487和US5,997,84。

11、3公开了一种配体图1,结构C,具有全碳桥和在C1位置连接的硝基咪唑载体X。该构造的局限在于,由于在多步合成的早期掺入载体,其不容易与载体便利和广泛地缀合。0010EP0629617A1公开了式IA、IB或IC的化合物其中Q为基团CRRM1Y1CRRM2Y2CRRM3N,Y1和Y2独立地为NR、O、S、SO、SO2或SE;N为选自0或1的整数;和M1、M2和M3为独立地选自04的整数,条件是M1和M2的总和大于0;所有R和R基团独立地为IR2;II卤素;IIIOR2;IVCOOR2;VCONR22;VINR22;VII烷基COOR2;VIII烷基CONR22;IX烷基NR22;X芳基COOR2;。

12、XI芳基CONR22;XII芳基NR22;XIII酰基;XIV酰氧基;XV杂环基;XVI羟基烷基;XVIISO2R2;XVIII烷基SO2R2;XIXAPR3,其中A为连接基,P为0或正整数,R3为生物活性部分;或XX两个R基团,或者一个R基团和一个R基团,连同与它们键合的一个或多个原子一起,形成饱和或不饱和的、螺或稠合的碳环或杂环,其可未被取代或被选自以上基团说明书CN104066454A3/19页6IXIX的一个或多个基团取代;条件是携带R基团的碳原子不与多于一个杂原子直接键合;R1为H、硫醇保护基团或如上定义的基团APR3;和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基或芳基。0011仍需要新的放射。

13、性药物成像剂。在目前存在有限的或没有回旋加速器基础设施用于18FPET成像剂的地区,可能SPECT剂例如,基于99MTC为最佳选项。99MTC剂具有显著的优点,在于99MTC放射性同位素通过99MO/99MTC发生器可方便地得到。虽然能与99MTC螯合的配体为公知的,但是很少配体满足开发有效的剂所需的标准。例如,在某些合成方法中,在碱性条件下实现99MTC掺入,这对于某些肽/蛋白质可能是有害的。0012因此,开发备选的方法将提供允许锝放射性标记载体而没有PH限制的技术,该方法涉及在稍微碱性至酸性PH下有效用于锝螯合并且容易合成的螯合剂。此外,期望在单一步骤中掺入99MTC,其方式适用于临床生产。

14、具有高度有效的特定活性的剂。因此,需要在较短的时间段内可提供高分辨率、高灵敏度图像并且可在温和的含水条件下生产的成像体系和方法。0013本发明本发明提供新型二胺二肟螯合剂,其具有以下特征I当金属络合后,它们形成赝大环PSEUDOMACROCYCLE,这将赋予提高的稳定性;II它们预期产生TCV氧化态的锝络合物,具有对称的或二氧代核。这样的物类在温和的放射性标记条件下最容易由得自99MO/99MTC放射性药物发生器的99MTC高锝酸盐得到;III在一定PH范围条件下,螯合剂与锝强结合,并且在较少碱性条件下,比起现有技术螯合剂,呈现较高的放射性标记效率。这一点对于放射性标记生物学靶向分子的螯合剂缀。

15、合物是重要的,其中甚至温和的碱性条件PH89可能对于生物分子是有害的。0014附图简述图1为99MTC的现有技术螯合剂的结构。0015图2为99MTC螯合剂金属络合物的示意性表示。0016图3为式IA的“NXYNZ”结构的实例的示意性表示。0017图4为代表99MTC化合物2的HPLC分析的图。0018图5为在不同的PH值下,比较现有技术螯合剂化合物CXH图1和化合物2的竞争实验的图示表示。0019发明详述在第一方面,本发明提供一种式I的螯合剂缀合物说明书CN104066454A4/19页7I其中R1、R2和R3独立地为RA基团,或者两个相邻的R2和R3基团或两个相邻的R1和R2基团可组合,以。

16、形成5元或6元芳基、杂芳基、脂环或杂环;RA独立地为C16烷基、C24烷氧基烷基、C14羟基烷基或C14氟烷基;X为CO或SO2;Y为CH2N、C6H4、CH2CH2ON、CH2CH2NHN或CH2CH2CH2ON或它们的组合;N为值010的整数。0020Z1为BTM,其中BTM为生物学靶向部分。0021术语“螯合剂CHELATOR”或“螯合剂CHELATINGAGENT”具有其常规的含义,并且指通过非配位骨架连接两个或更多个金属供体原子,且其排列使得当通过至少两个这样的金属供体原子与相同的金属中心金属配位后,得到螯合物环。式I的螯合剂设计为具有均与相同金属原子结合的二胺二肟供体组的四齿物。0。

17、022术语“缀合物”具有其在放射性药物化学领域的常规含义,并且指与BTM共价键合的螯合剂。0023术语“生物学靶向部分”BTM指在给予后被选择性吸收或体内定位在哺乳动物身体的特定部位的化合物或载体。部位可为细胞、细胞组、器官、肿瘤或相对于附近部位的损害。这样的部位可例如牵涉特定的疾病状态或指示器官或代谢过程如何运行。载体在靶部位中累积可能是由于载体与相对于附近部位在靶部位差别表达的生物标记物结合和/或与之相互作用。生物标记物的代表性实例包括但不限于人表皮生长因子受体2HER2脑胸苷激酶1TK1和外周苯二氮杂受体PBR。0024在整个本申请中,术语“包含COMPRISING”或“包含COMPRI。

18、SES”具有它们的常规含义,并且暗示所述剂或组合物必须具有列举的基本特征或组分,但是可另外存在其它特征或组分。术语包含包括“基本上由组成”作为优选的子集,“基本上由组成”是指所述组合物具有列举的组分,但是不存在其它特征或组分。0025术语“氨基酸”指L或D氨基酸、氨基酸类似物例如,萘基丙氨酸,其可天然存在或为纯合成起源,并且可为光学纯的,即,单一对映异构体并因此具有手性,或多种对映异构体的混合物。本文使用对氨基酸的常规的3字母或单一字母缩写。优选本发明的氨基酸为光学纯的。0026术语“肽”指包含两个或更多个如以下定义的氨基酸的化合物,通过肽键即,连说明书CN104066454A5/19页8接一。

19、个氨基酸的胺与另一个氨基酸的羧基的酰胺键连接。0027优选实施方案在式I的螯合剂中,X优选为SO2。R1、R2和R3优选独立地为C16烷基,更优选C13烷基。最优选,每一个R1、R2和R3基团为甲基。0028在式I中,N优选为05,更优选14,最优选为1。0029第一方面的螯合剂缀合物优选为式IA或IB其中Y和Z1如对于式I所描述。0030在式I、IA和IB中,Y优选为CH2N、CH2CH2ON或CH2CH2CH2ON,更优选CH2N或CH2CH2ON,最优选CH2N。在式IA中,Y优选为CH2N,其中N为1。0031第一方面的缀合物优选为式IA。0032第一方面的BTM优选为单一氨基酸、31。

20、00聚肽3100MERPEPTIDE、酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体结合化合物。0033BTM可为合成的或为天然起源,但优选为合成的。术语“合成的”具有其常规的含义,即,人造的,与从天然来源例如,从哺乳动物身体分离的相对。这样的化合物具有它们的制造和杂质特性可完全控制的优点。因此,天然起源的单克隆抗体及其碎片在本文使用的术语合成的范围之外。0034BTM的分子量优选最多15,000道尔顿。更优选,分子量在20012,000道尔顿范围,最优选30010,000道尔顿,尤其优选4009,000道尔顿。当BTM为非肽时,BTM的分子量优选最多3,000道尔顿,更优选2002,500道尔顿。

21、,最优选3002,000道尔顿,尤其优选4001,500道尔顿。0035当BTM为酶底物、酶拮抗剂、酶激动剂、酶抑制剂或受体结合化合物时,其优选为非肽,并且更优选为合成的。术语“非肽”指不包含任何肽键即,两个氨基酸残基之间的酰胺键的化合物。合适的酶底物、拮抗剂、激动剂或抑制剂包括葡萄糖和葡萄糖类似物,例如氟脱氧葡萄糖;脂肪酸或弹性蛋白酶、血管紧张素II或金属蛋白酶抑制剂。优选的非肽血管紧张素II拮抗剂为氯沙坦。合适的合成受体结合化合物包括雌二醇、雌激素、黄体酮、孕酮和其它类固醇激素;多巴胺D1或D2受体的配体,或多巴胺转运体,例如托品烷;和5羟色胺受体的配体。0036BTM最优选为3100聚肽。

22、或肽类似物。当BTM为肽时,其优选为430聚肽,最优选说明书CN104066454A6/19页9528聚肽。当BTM为肽时,优选的这样的肽包括生长抑素、奥曲肽和类似物,与ST受体结合的肽,其中ST指由大肠杆菌ECOLI和其它微生物产生的热稳定的毒素;铃蟾肽;作用于血管的肠肽;神经降压素;层粘连蛋白碎片,例如,YIGSR、PDSGR、IKVAV、LRE和KCQAGTFALRGDPQG,N甲酰基趋化性肽,用于白细胞累积的靶向部位,血小板因子4PF4及其碎片,含RGDARGGLYASP的肽,其可例如靶向血管发生RPASQUALINI等人,NATBIOTECHNOL1997年6月;1565426;ER。

23、UOSLAHTI,KIDNEYINT1997年5月;51514137。00372抗血纤维蛋白溶酶、纤连蛋白或酪蛋白、纤维蛋白原或凝血栓蛋白的肽碎片。可在以下参考文献中找到2抗血纤维蛋白溶酶、纤连蛋白、酪蛋白、纤维蛋白原和凝血栓蛋白的氨基酸序列2抗血纤维蛋白溶酶前体MTONE等人,JBIOCHEM,102,1033,1987;酪蛋白LHANSSON等人,GENE,139,193,1994;纤连蛋白AGUTMAN等人,FEBSLETT,207,145,1996;凝血栓蛋白1前体VDIXIT等人,PROCNATLACADSCI,USA,83,5449,1986;RFDOOLITTLE,ANNREVB。

24、IOCHEM,53,195,1984;为血管紧张素的底物或抑制剂的肽,例如血管紧张素IIASPARGVALTYRILEHISPROPHEECJORGENSEN等人,JMEDCHEM,1979,第22卷,9,10381044SAR,ILE血管紧张素IISARARGVALTYRILEHISPROILERKTURKER等人,SCIENCE,1972,177,1203。0038血管紧张素IASPARGVALTYRILEHISPROPHEHISLEU;CMET靶向肽。0039当BTM为肽时,肽的一个或两个末端优选两个末端与代谢抑制基团MIG缀合。具有采用这种方式保护的两个肽末端对于体内成像应用是重要的,。

25、因为否则将预期快速代谢,结果是损失对BTM肽的选择性结合亲和力。术语“代谢抑制基团”MIG指抑制或遏制酶尤其是肽酶,例如羧肽酶、在氨基末端或羧基末端处BTM肽的代谢的生物相容的基团。这样的基团对于体内应用特别重要,并且为本领域技术人员公知的,并且对于肽胺末端,其适宜选自N酰基化基团NHCORG,其中酰基基团CORG的RG选自C16烷基、C310芳基或包含聚乙二醇PEG结构单元。合适的PEG基团如以上对于连接基L1所描述。优选的这样的PEG基团为式BIO1或BIO2以上的生物改性剂。优选的这样的氨基末端MIG基团为乙酰基、苄氧基羰基或三氟乙酰基,最优选乙酰基。0040对于肽羧基末端,合适的代谢抑。

26、制基团包括甲酰胺、叔丁基酯、苄基酯、环己基酯、氨基醇或聚乙二醇PEG结构单元。对于BTM肽的羧基末端氨基酸残基,合适的MIG基说明书CN104066454A7/19页10团为其中氨基酸残基的末端胺被C14烷基优选甲基N烷基化。优选的这样的MIG基团为甲酰胺或PEG,最优选的这样的基团为甲酰胺。0041优选的BTM肽为RGD肽或CMET靶向肽。更优选的这样的RGD肽包含以下碎片最优选的这样的RGD肽为当BTM为式BTM1的肽时BTM1其中X7为NH2或PEG1,其中PEG1为PEG1其中A为110的整数。0042在式BTM1中,X7优选为PEG1,A优选等于1。0043优选的官能化的生物学靶向分。

27、子为式BTM2BTM2说明书CN104066454A108/19页11CMET靶向肽优选为式BTM3的1830聚环状肽Z1CMBPZ2BTM3其中CMBP为式IIIAXQAYIII其中Q为氨基酸序列SEQ1CYSAX1CYSCX2GLYPROPROX3PHEGLUCYSDTRPCYSBTYRX4X5X6其中X1为ASN、HIS或TYR;X2为GLY、SER、THR或ASN;X3为THR或ARG;X4为ALA、ASP、GLU、GLY或SER;X5为SER或THR;X6为ASP或GLU;并且CYSAD各自为半胱氨酸残基,使得残基A和B以及C和D环化,以形成两个单独的二硫化物键;A和A独立地为CYS。

28、以外的任何氨基酸,条件是A和A中的至少一个存在并且为LYS;X和Y独立地为值013的整数,并且选择使得XY113;Z1与CMBP的N末端连接,并且为H或MIG;Z2与CMBP的C末端连接,并且为OH、OBC或MIG,其中BC为生物相容的阳离子;每一个MIG独立地为代谢抑制基团,其为抑制或遏制CMBP肽的体内代谢的生物相容基团;其中CMBP在A或A基团的LYS残基处被本发明的螯合剂缀合。0044更优选,CMBP肽为式IIIAAXQAZLYSIIIA其中Z为012的整数值,并且XZ012,并且CMBP包含仅一个LYS残基。0045在式III和IIIA中,Q优选包含SEQ2或SEQ3的氨基酸序列SE。

29、RCYSAX1CYSCX2GLYPROPROX3PHEGLUCYSDTRPCYSBTYRX4X5X6SEQ2;ALAGLYSERCYSAX1CYSCX2GLYPROPROX3PHEGLUCYSDTRPCYSBTYRX4X5X6GLYTHRSEQ3。0046在式II和IIA中,X3优选为ARG。0047CMBP肽最优选具有氨基酸序列SEQ7ALAGLYSERCYSATYRCYSCSERGLYPROPROARGPHEGLUCYSDTRPCYSBTYRGLUTHRGLUGLYTHRGLYGLYGLYLYS。0048式I的螯合剂可通过适当的二胺与以下任一个烷基化而制备说明书CN104066454A11。

30、9/19页12I适当的氯亚硝基衍生物CLCR1R2CHNOR3;II式CLCR1R2CCNOHR3的氯肟;III式BRCR1R2COR3的溴酮,接着用羟胺将二胺二酮产物转化为二胺二肟;IV式R1R2CCR3NO2的硝基烯烃,接着还原硝基加合物。0049对于相应的二胺二肟螯合剂,路线I由SJURISSON等人INORGCHEM,26,3576821987描述。氯亚硝基化合物可通过用亚硝酰氯NOCL处理适当的烯烃而得到,如在实施例1中描述的。氯亚硝基化合物的其它合成细节由以下给出RAMALINGAM等人SYNTHCOMMUN,255743521995;GLASER等人JORGCHEM,613,10。

31、4710481996;CLAPP等人JORGCHEM,3681169701971;SAITO等人SHIZENKAGAKU,47,4191995和SCHULZZCHEM,2111,4044051981。具有羟基烷基或烷氧基烷基取代基的氯亚硝基化合物由SUN等人NUCLMEDBIOL,37,1171232010教导。0050硝基烯烃化学制备和还原由BARRETT等人CHEMREV,86,7517621985描述。氯肟可通过市售可得的相应的氯酮或醛的肟化而得到。溴酮市售可得。0051在第二方面,本发明提供第一方面的螯合剂缀合物的放射性金属络合物。在第二方面的螯合剂缀合物的优选方面如在第一方面以上中所。

32、描述。0052第二方面的放射性金属络合物优选可用作体内成像剂。术语“成像剂”指适用于使哺乳动物身体成像的化合物。优选,哺乳动物为体内完整的哺乳动物身体,更优选为人受试者。成像剂通常以非药理学量给予,即,设计对哺乳动物受试者具有最小生物学影响的剂量。优选,成像剂可以最低侵入性的方式给予哺乳动物身体,即,当在专业医疗技术下进行时对哺乳动物受试者没有实质健康风险。这样的最低侵入性给药优选静脉内给药至所述受试者的外周静脉中,而无需局部或全身麻醉。0053本文使用的术语“体内成像”指非侵入性地产生哺乳动物受试者内部方面的全部或部分的图像的那些技术。优选的这样的成像技术为SPECT单一光子发射层析成像和P。

33、ET正电子发射层析成像。0054在第二方面的放射性金属络合物中,放射性金属优选选自99MTC或94MTC,并且最优选99MTC。99MTC用于SPECT成像,而94MTC用于PET成像。预期锝放射性金属络合物形成以下结构的具有二氧代核的中性TCV络合物第二方面的放射性金属络合物可如在第三方面以下中所描述来制备。0055在第三方面,本发明提供一种制备第二方面的放射性金属络合物的方法,所述方说明书CN104066454A1210/19页13法包括使第一方面的螯合剂缀合物与放射性金属供应在合适的溶剂中反应。0056在第三方面的螯合剂和金属络合物的优选的方面分别如在第一和第二方面以上中所描述。0057。

34、合适的溶剂通常为含水性质的,并且优选为生物相容的载体溶剂,如在第四方面以下中所定义。0058第三方面的放射性金属络合物可通过适当氧化态的放射性金属的溶液与螯合剂在适当的PH下反应而制备。溶液可任选含有与放射性金属对于99MTC,例如葡糖酸盐或柠檬酸盐弱络合的配体,即,使用配体交换或反螯合。这样的条件通常可用于抑制不期望的副反应,例如放射性金属离子的水解。当放射性同位素为99MTC时,通常的原料为得自99MO/99MTC发生器的高锝酸钠。锝以TCVII氧化态存在于99MTC高锝酸盐中,其为相对非反应性。因此,较低氧化态TCITCV的锝络合物的制备通常需要加入合适的药学上可接受的还原剂,例如连二亚。

35、硫酸钠、亚硫酸氢钠、抗坏血酸、甲脒亚磺酸、亚锡离子、FEII或CUI,以促进络合。药学上可接受的还原剂优选为亚锡盐,最优选氯化亚锡、氟化亚锡或酒石酸亚锡。0059在第四方面,本发明提供一种放射性药物组合物,所述组合物包含第二方面的放射性金属络合物,连同适用于哺乳动物给药形式的生物相容的载体。0060在第四方面的螯合剂和金属络合物的优选的方面分别如在第一和第二方面以上中所描述。0061短语“适用于哺乳动物给药的形式”指无菌、无热原的组合物没有产生毒性或不利效果的化合物,并且在生物相容的PH约PH40105下配制。这样的组合物没有可能有引起体内栓塞风险的颗粒,并且配制使得在与生物学流体例如,血液接。

36、触时不发生沉淀。这样的组合物还仅含有生物学相容的赋形剂,并且优选为等渗的。0062“生物相容的载体”为流体,尤其是液体,成像剂可在其中悬浮或优选溶解,使得组合物生理上耐受,即,可给予哺乳动物身体而没有毒性或过度不适。生物相容的载体适宜为可注射载体液体,例如无菌、无热原注射用水;含水溶液,例如盐水其可有利地经平衡,使得注射用终产物为等渗的;包含生物相容的缓冲剂的含水缓冲溶液例如,磷酸盐缓冲液;一种或多种调节渗透压的物质的含水溶液例如,等离子体阳离子与生物相容的反荷离子的盐、糖例如,葡萄糖或蔗糖、糖醇例如,山梨糖醇或甘露醇、二醇例如,甘油或其它非离子多元醇物质例如,聚乙二醇、丙二醇等。优选生物相容。

37、的载体为无热原注射用水、等渗的盐水或磷酸盐缓冲液。0063放射性药物组合物在合适的小瓶或器皿中供应,所述小瓶或器皿包含密封的容器其允许保持无菌完全性和/或放射性安全性,加上任选的惰性顶空气体例如,氮或氩,同时允许通过注射器或套管加入和取出溶液。优选的这样的容器为隔膜密封的小瓶,其中气密闭合物在顶部密封通常由铝制成上卷曲。闭合物适用于使用皮下注射针单次或多次刺穿例如,卷边CRIMPEDON的隔膜密封闭合物,同时保持无菌完全性。这样的容器具有另外的优点如果期望,闭合物可承受真空例如,以改变顶空气体或使溶液脱气,并且承受压力变化例如,压力降低,而不允许外部大气例如氧或水蒸汽进入。0064优选的多剂量。

38、容器包含单一的含有多个患者剂量的大体积瓶,从而,因此可在制备物的可行寿命期间,以各种时间间隔,将单一患者剂量取出至临床级别注射器中,以适应说明书CN104066454A1311/19页14临床情况。预填充的注射器设计为含有单人剂量,或“单位剂量”,因此优选为适用于临床使用的一次性或其它注射器。本发明的药物组合物优选具有适用于单一患者的剂量,并且在合适的注射器或容器中提供,如以上描述的。0065药物组合物可含有另外的任选的赋形剂,例如抗微生物防腐剂、PH调节剂、填料、放射性保护剂、增溶剂或同渗重摩调节剂。术语“放射性保护剂”指通过捕集高度反应性的自由基,例如由水的辐解作用引起的含氧自由基,抑制降。

39、解反应例如氧化还原过程的化合物。本发明的放射性保护剂适宜选自抗坏血酸、对氨基苯甲酸即,4氨基苯甲酸、龙胆酸即,2,5二羟基苯甲酸及其与生物相容阳离子的盐。术语“生物相容的阳离子”BC指与电离的带负电荷的基团形成盐的带正电荷的反荷离子,其中所述带正电荷的反荷离子还非毒性,因此适用于给予哺乳动物身体,尤其是人身体。合适的生物相容阳离子的实例包括碱金属钠或钾;碱土金属钙和镁;和铵离子。优选的生物相容的阳离子为钠和钾,最优选钠。0066术语“增溶剂”指提高在溶剂中的溶解度的在组合物中存在的添加剂。优选的这样的溶剂为含水介质,因此增溶剂优选改进在水中的溶解度。合适的这样的增溶剂包括C14醇;甘油;聚乙二。

40、醇PEG;丙二醇;聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯;脱水山梨糖醇单油酸酯OLOEATE;聚山梨醇酯;聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物PLURONICSTM;环糊精例如,、或环糊精、羟丙基环糊精或羟丙基环糊精和卵磷脂。0067术语“抗微生物防腐剂”指抑制潜在有害的微生物例如细菌、酵母或霉菌的生长的剂。抗微生物防腐剂还可呈现一些杀菌性质,取决于采用的剂量。本发明的抗微生物防腐剂的主要作用是抑制任何这样的微生物在药物组合物中的生长。然而,抗微生物防腐剂还可任选用于抑制在给药前在用于制备所述组合物的试剂盒的一种或多种组分中潜在有害的微生物的生长。合适的抗微生物防腐剂包括对羟基苯甲酸酯,即,对羟基苯甲酸甲。

41、酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯或对羟基苯甲酸丁酯或它们的混合物;苄醇;苯酚;甲酚;西曲溴铵和硫柳汞。优选的抗微生物防腐剂为对羟基苯甲酸酯。0068术语“PH调节剂”指可用于确保组合物的PH对于人或哺乳动物给药在可接受的限度内约PH40105的一种化合物或多种化合物的混合物。合适的这样的PH调节剂包括药学上可接受的缓冲液,例如N三羟甲基甲基甘氨酸、磷酸盐、柠檬酸盐或TRIS即,三羟甲基氨基甲烷,以及药学上可接受的碱,例如碳酸钠、碳酸氢钠或它们的混合物。当组合物以试剂盒形式使用时,PH调节剂可任选在单独的小瓶或容器中提供,使得试剂盒的使用者可调节PH作为多步程序的一部分。0069术语“填料。

42、”指在生产和冻干期间可促进材料处理的药学上可接受的填充剂。合适的填料包括无机盐例如氯化钠和水溶性糖或糖醇例如蔗糖、麦芽糖、甘露醇或海藻糖。0070放射性药物组合物可在无菌制造即,洁净室条件下制备,以得到期望的无菌、非致热的产品。优选关键组分为无菌的,尤其是相关的试剂加上设备中与成像剂接触的的那些部分例如,小瓶。组分和试剂可通过本领域已知的方法灭菌,包括无菌过滤、使用例如辐射的末端灭菌、高压灭菌、干热或化学处理例如,使用环氧乙烷。优选事先对一些组分灭菌,使得需要进行最少数量的处理。然而,作为预防,优选在制备药物组合物中说明书CN104066454A1412/19页15包括至少一个无菌过滤步骤作为。

43、最终步骤。0071在第五方面,本发明提供一种用于制备第四方面的放射性药物组合物的试剂盒,所述试剂盒包含无菌固体形式的第一方面的螯合剂缀合物,使得当与放射性金属的无菌供应在生物相容的载体中重组时,发生溶解,以得到期望的放射性药物组合物。0072在第五方面的螯合剂和金属络合物的优选方面分别如在第一和第二方面以上中所描述。0073无菌固体形式优选为冻干的固体。0074在第六方面,本发明提供一种式II的前体II其中R1、R2、R3、X和Y如在第一方面中对式I所定义;Z为能与Z1缀合的反应性基团,其包括以下的一个或多个羧酸、活性酯、亚磷酰胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、醛、酰氯、磺酰氯、烷基卤化物、胺、膦、磷。

44、酸盐、醇或硫醇;其中Z1为BTM,如在第一方面中所定义。0075在第六方面,R1、R2、R3、X、Y和Z1的优选的方面如在第一方面以上中所描述。0076术语“活性酯”指相关的羧酸的酯衍生物,其设计为更好的离去基团,因此允许更加容易与亲核剂例如胺反应。合适的活性酯的实例为N羟基琥珀酰亚胺NHS;磺基琥珀酰亚胺基酯;五氟苯酚;五氟硫代苯酚;对硝基苯酚;羟基苯并三唑和PYBOP即,苯并三唑1基氧基三吡咯烷磷鎓六氟磷酸盐。优选的活性酯为N羟基琥珀酰亚胺或五氟苯酚酯,尤其是N羟基琥珀酰亚胺酯。0077优选的前体为式IIA或IIBIIAIIB在式II、IIA和IIB中,Z优选为活性酯、异氰酸酯、异硫氰酸酯。

45、、醛、胺或硫醇,更优选说明书CN104066454A1513/19页16为活性酯、醛或胺。0078式IIA和IIB的优选前体为本发明的双官能螯合物前体的合成可如本文描述的进行,并且进一步描述于MZHENG的SYNTHESISANDMEDICALAPPLICATIONOFBIFUNCTIONALMETALCHELATES双官能金属螯合物的合成和医疗应用,BIBLIOBAZAARLLC2011;RUZZA等人ANTICANCERAGENTSMEDCHEM,125,4164272012;和LATTUADA等人,CHEMSOCREV,405,301930492011。0079在第七方面,本发明提供一种。

46、制备第一方面的式I的螯合剂缀合物的方法,所述方法包括使第六方面的式II的前体与生物学靶向部分Z1或BTM反应。0080在第七方面的螯合剂缀合物和前体的优选方面分别如在第一和第六方面中所描述。第七方面的方法可如本文描述的和在第六方面以上引用的参考文献以及GTHERMANSON的BIOCONJUGATETECHNIQUES生物缀合物技术,ACADEMICPRESS2008中描述的进行。0081在第八方面,本发明提供一种使人或动物身体成像的方法,所述方法包括使用PET或SPECT使已分布第二方面的放射性金属络合物或第四方面的组合物的至少一部分所述身体产生图像,其中所述成像剂或组合物已事先给予所述身体。

47、。0082在第八方面的螯合剂缀合物、金属络合物和放射性药物组合物的优选方面分别如在第一、第二和第四方面以上中所描述。0083第八方面的方法优选重复进行,以监测使用药物治疗人或动物身体的效果,在用所述药物治疗之前和之后,并且任选还在用所述药物治疗期间,实现所述成像,在第九方面,本发明提供一种诊断人或动物身体的方法,所述方法包括第七方面的成像方法。0084在第九方面的螯合剂、金属络合物、放射性药物组合物和试剂盒的优选方面分别如在第一、第二、第四和第五方面以上中所描述。0085在另一方面,本发明提供第二方面的放射性金属络合物、第四方面的组合物或第说明书CN104066454A1614/19页17五方。

48、面的试剂盒在诊断人或动物身体的方法中的用途。0086在该方面的螯合剂、金属络合物、放射性药物组合物和试剂盒的优选方面分别如在第一、第二、第四和第五方面以上中所描述。0087实验通过以下实施例来说明本发明。反应量在表中给出。通常试剂会列举体积和重量;这意味着试剂通过体积分配但是通过重量来确定量。所有计算基于重量。0088实施例1提供可用于本发明螯合剂的合成的氯亚硝基烷烃的合成,而实施例2提供氯肟。实施例3提供现有技术螯合剂化合物C也称为PENTAO的合成。实施例4提供本发明的螯合剂化合物2的合成。实施例5提供化合物2的99MTC放射性标记。在每一种情况下,使用或不使用用于99MTC放射性标记的常。

49、用辅助配体,获得良好的放射性化学纯度RCP,并且胶体形成最小化表7。值得注意的是,在PH775下发生的高RCP解决对温和PH条件的需要。所用的辅助配体为亚甲基二膦酸MDP。实验结果示于图4。0089实施例6显示在不同的PH值下化合物2和化合物C现有技术的竞争放射性标记。可完成化合物C99MTC的络合,同时保持溶液PH为约6约10,更优选PH为约7约9。在PH9和775下,在15分钟内,在1/1V/VDMSO/H2O中实现化合物2的放射性标记,通过保留时间分钟相对于响应MV的HPLC分析证明。结果证明,当PH降低时,相对于化合物C现有技术,化合物2的改进的性能。0090实施例1制备3氯3甲基2亚硝基丁烷。0091在干冰CARDICE和甲醇的浴中,将2甲基丁2烯147ML,14MOL和亚硝酸异戊酯156ML,116MOL的混合物冷却至30,并且使用顶部空气搅拌器剧烈搅拌,用浓盐酸140ML,168MOL逐滴处理,其速率使得温度保持低于20。这需要约1小时,由于存在显著的放热,必须小心以防止过热。加入乙醇100ML,以降低在加入结束时已形成的浆料的粘度,将反应物在20至10下再搅拌2小时,以完成反应。通过真空过滤,收集沉淀物,用430ML冷20乙醇和100ML冰冷却水洗涤,真空干燥,以得到白色固体状的3氯3甲基2亚硝基丁烷。

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