CN116554146A - 一种FAP-α特异性放射性药物及其应用 - Google Patents
一种FAP-α特异性放射性药物及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于形成放射性核素配合物的前体化合物,其具有如下结构:其中,L选自:‑(CH2)m‑,m为2‑6的整数,优选2或6;‑CH2‑PEG4‑CH2‑;n选自0或1;BFC为双功能螯合剂,选自HYNIC、MAG2、MAG3、DTPA、DOTA、NOTA、TETA。由放射性核素标记上述前体化合物形成放射性药物,所述药物可以作为对FAP阳性肿瘤或者FAP阳性纤维化疾病(如肺纤维化、肝纤维化等)的显像诊断剂或放射性靶向性治疗剂。
Description
技术领域
本发明涉及一类新型的基于oncoFAP分子的放射性药物及其制备方法。
背景技术
癌症是世界上第二大死亡原因,尽管目前在诊断和治疗方面取得了重大进展,但是多数已开发的疗法是针对肿瘤细胞,而忽略了肿瘤微环境。
肿瘤实体不仅包含肿瘤细胞,还包含血管细胞、炎症细胞和成纤维细胞等基质细胞。肿瘤中的基质通常占恶性肿瘤实体的很大一部分,甚至可以占肿瘤肿块的90%以上。基质和肿瘤细胞之间存在复杂的相互作用网络,特别是被称为肿瘤相关成纤维细胞(cancerassociated fibroblasts,CAFs)的细胞亚群几乎参与了肿瘤发生的所有阶段,其在肿瘤起始、进展、转移发挥作用。因此CAF成为肿瘤研究领域的热点之一。
CAFs有多种起源,它们可能来源于肿瘤局部成纤维细胞、循环成纤维细胞、血管内皮细胞、脂肪细胞、骨髓来源干细胞甚至是癌细胞,组织类型的不同是造成CAFs异质性的原因之一。由于CAFs来源以及表达模式的异质性,因此很难使用一个统一的标志物来鉴定所有亚群的CAFs。然而,在许多肿瘤的基质CAFs中都发现成纤维细胞激活蛋白(fibroblastactivation protein,FAP)高表达。FAP是一种II型膜结合糖蛋白,属于II型丝氨酸蛋白酶家族,具有二肽基肽酶和内肽酶活性。这种酶在胚胎发育期间短暂表达,在正常成年组织中不表达或极低表达,而在超过90%的上皮癌中高表达,比如头颈癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、食管癌、结直肠癌、卵巢癌、胃癌、肝癌等。FAP在CAFs中的高表达已被证明是肿瘤侵袭行为和预后不良的标志。且与肿瘤相比,FAP在正常组织中的差异化低表达为放射性核素标记的FAP靶向核医学成像提供了绝佳的条件,同时其高表达也为后续放射靶向治疗或靶向药物递送带来便利。
最新研究进展显示,广泛研究的FAPI小分子主要是基于喹啉基-甘氨酸-(2S)-氰基脯氨酸骨架的F AP-α抑制剂,均是基于奎宁6位修饰获得的FAPI小分子。代表性的有以下几个FAPI-02、FAPI-04、FAPI-34、FAPI-46、FAPI-74(J Nucl Med 2021;62:160–167):
其中,上述大部分FAPI小分子都是用正电子核素68Ga、18F等标记,应用于PET(正电子发射计算机断层成像)显像。这其中只有FAPI-34是由单光子核素99mTc标记,进行SPECT显像应用。此外,CN 111991570B公布了基于FAPI-04的99mTc标记HFAPi和HpFAPi标记药物,优化了99mTc标记FAPI分子的体内药代动力学特征,具体结构如下:
由于在人类肿瘤中,表达FAP的CAFs在来源、数量和分布以及每个细胞中FAP分子的数量可能有所不同,因此在临床中为了更好地对FAP表达水平相对较低的肿瘤进行核医学探针成像,需要对现有的FAP小分子核医学探针进行优化,以提高其肿瘤靶向性,改善体内稳定性、使其有更高的肿瘤摄取和更快的全身本底清除速率,进而获得显著的肿瘤/正常组织对比度,以提高病灶检出率。
最近报道了基于喹啉8位化学修饰获得oncoFAP(PNAS2021Vol.118No.16e2101852118),它是结合解离常数在亚纳摩尔浓度范围内的新型FAP配体,oncoFAP结构式为
目前对于oncoFAPI的研究还仅限于基于oncoFAP单体的68Ga和177Lu的标记,进行了初步的PET显像研究和小鼠体内评价,但还没有开发适合单光子核素99mTc标记的分子结构,进行SPECT显像的研究。相比PET而言,SPECT(正电子发射计算机断层成像)诊断使用到的药物制备相对简便且成本低、临床检查费用适中,普及率高,易于推广和接受,因此基于oncoFAP开发新型的核医学显像探针可能具有更好的应用前景。然而,目前研究的FAPI类分子体内清除快,还需要研究者继续开发新的分子结构来调节药代动力学特征,增加其体内循环时间,以提高肿瘤摄取和滞留,并且进一步提高与FAP的结合亲和力,以获得更高的肿瘤摄取和更佳的肿瘤与非靶组织的对比值。这些性能的提高,将有助于提高FAP阳性肿瘤的检出率和准确率,尤其是对于FAP表达相对较低的肿瘤和病灶组织,如肺纤维化等,具有显著增强的检测效能。
发明内容
本发明的目的在于提供一类新型的基于oncoFAP分子增强的放射性药物。本发明设计的新型增强型oncoFAP分子,利用核医学的SPECT显像技术,对FAP阳性肿瘤或者纤维化疾病进行显像诊断。此类增强的oncoFAP化合物结构也可螯合DOTA、NOTA类螯合剂,用于68Ga,64Cu,177Lu等金属核素的标记,实现PET显像和核素治疗。
本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种用于形成放射性核素配合物的前体化合物,其具有如下结构:
其中,
L选自:
-(CH2)m-,m为2-6的整数,优选2或6;
-CH2-PEG4-CH2-,其中PEG4结构式为:两端/>代表与亚甲基键链的键;
L1为-C(O)-L-NH-,其中L如上定义;
n选自0或1;
BFC选自BFC为双功能螯合剂,选自HYNIC、MAG2、MAG3、DTPA、DOTA、NOTA、TETA。
本领域技术人员熟知,此类化合物各片段的键链均是通过氨基与羧基反应生成肽键的方式,例如其中的BFC通过其羧基与主结构中的氨基形成肽键键链。
本发明还提供一种放射性核素标记上述前体化合物后形成的配合物。
根据本发明的实施方案,所述放射性核素选自111In、64Cu、99mTc、68Ga、123I、18F、90Y、177Lu、131I、125I、89Sr、153Sm。
根据本发明的实施方案,所述放射性核素选自99mTc,68Ga,64Cu,177Lu。
根据本发明的实施方案,当放射性核素选自99mTc时,BFC选自HYNIC;当放射性核素选自68Ga,64Cu,177Lu时,BFC选自DOTA,NOTA。
本领域技术人员可以理解,如上定义的配合物,当双功能螯合剂作为配体不能占据放射性核素所有位置时,还需要协同配体。本发明中需要协同配体的放射性核素和双功能螯合剂是本领域技术人员所熟知的。例如99mTc以HTNIC作为双功能螯合剂时,作为协同配体,其可以相同或不同,均是现有技术中已知的那些,其中常见的协同配体包括水溶性膦(例如三苯基膦三间磺酸钠盐TPPTS),N-三(羟甲基)甲基甘氨酸(Tricine)、N-二(羟乙基)甘氨酸、葡庚糖酸盐、乙二胺-N,N’-二乙酸酯(EDDA)、3-苯甲酰基吡啶(BP)、吡啶-2-偶氮-p-二甲苯胺(PADA)等。
作为实例,本发明的前体化合物如下所述:
HYNIC-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图2的化合物6所示。
HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图3的化合物7所示。
HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图4的化合物10所示。
HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图5的化合物11所示。
HYNIC-[C6-oncoFAP]2,其结构式如下图的化合物13所示。
HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2,其结构式如下图的化合物15所示。
DOTA-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图7的化合物A所示。
NOTA-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图7的化合物B所示。
DOTA-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图7的化合物C所示。
NOTA-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图7的化合物D所示。
作为实例,本发明的配合物如下所述:
99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图6的化合物C所示。
99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图6的化合物D所示。
99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图6的化合物E所示。
99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,其结构式如说明书附图6的化合物F所示。
99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2,结构参考99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2。
本发明还提供一种含有上述配合物的药物。所述药物可以作为对FAP阳性肿瘤或者FAP阳性纤维化疾病(如肺纤维化、肝纤维化等)的显像诊断剂或放射性靶向性治疗剂。本领域技术人员熟知上述放射性核素作为癌症或肿瘤的诊断或治疗剂的功能,主要是由核素的放射性射线类型决定的。本发明研究得到的放射性药物可靶向肿瘤中高表达的FAP分子,是由前体化合物的结构所带来的功能,因此当本发明的前体化合物配合不同的核素时,可分别作为肿瘤的诊断或治疗剂。例如当放射性核素为用于68Ga,64Cu时,所述药物作为PET显像剂;当放射性核素为177Lu时,所述药物作为PET治疗剂;当放射性核素为99mTc时,所述药物作为SPECT显像剂。通常情况下,治疗剂需要药物在肿瘤中具有更高摄取和更长滞留时间,从本发明实施例可知,本发明的放射性药物具有符合这一要求的性能,因此本领域技术人员完全可以预见由本发明的前体化合物形成的治疗剂可满足治疗用途。
根据本发明的实施方案,所述药物是一种可注射制剂,其包含上述标记配合物和可注射的载体。优选的,所述药物是一种无色透明可注射制剂。
本发明还提供上述前体化合物或者配合物在制备诊断或治疗FAP阳性肿瘤或者纤维化疾病的药物中的应用。
有益效果:
本发明的放射性药物,是一种全新的FAP靶向的分子影像探针,可以应用于多种FAP表达肿瘤或者FAP阳性的纤维化疾病(如肺纤维化、肝纤维化等)的核医学分子成像,从而实现对疾病的早期诊断与筛查。本发明在小分子oncoFAP的基础上,结构修饰得到了分子量和体积更大的配体化合物,制得的放射性药物具有显著优异的体内稳定性,更强的肿瘤靶向性,更高的肿瘤与非靶组织的对比度。同时还改善了探针的生物相容性,优化了药代动力学性质。此外,本发明的配体化合物具有更广泛的应用性,除了与HYNIC螯合的SPECT显像剂,还可以与DOTA等螯合,可用于68Ga、64Cu和177Lu标记,应用于更多种FAP表达肿瘤的PET显像和核素靶向放射治疗。
本发明在oncoFAP基础上,还研究了相对于本发明,较为简单的结构修饰,得到如下两个具体前体化合物,以及相应的与放射性核素螯合的配合物:HYNIC-C2-oncoFAP、HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP,其结构式如说明书附图1的化合物3和4所示。相应的配合物为99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-PEG4-oncoFAP,其结构是如说明书附图6的化合物A和B所示。该两种探针相比于现有技术已知的oncoFAP,肿瘤摄取、显像对比度都较高,说明该种基于oncoFAP的放射性探针有很好的肿瘤特异性靶向能力。而本发明的分子探针相对于这两种探针,肿瘤摄取更高,且探针从血液中清除较快,使得其它脏器背景更低,从而在核医学显像呈现出更好的对比度。本发明还研究了不同长短同类型修饰链的结构修饰带来的影响,得到如下两个具体前体化合物,HYNIC-[C2-oncoFAP]2、HYNIC-[C6-oncoFAP]2,其结构式分别如说明书附图2的化合物6和说明书中的化合物13所示。相应的配合物为99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2。小鼠肿瘤模型的体内生物分布数据结果显示(分别如附图14C和附图14G所示),99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2的血液摄取更高,而肿瘤摄取在0.5h比99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2稍低,但在注射后4h时99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2肿瘤摄取有明显上升,而99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2的肿瘤摄取随时间降低,因此二者在较晚时间点的肿瘤摄取变得相当。可以看到,本领域的构效关系严密,链中不同C数目只是细微的差别也明显影响其肿瘤摄取,并且其趋势难以预期。即使是同一种化合物,肿瘤摄取量随着时间递增或者递减或者突变,都无法预料。
另外,本发明还研究了连接臂为8-辛烷氨基的脂肪链(Aoc)的情形,前体化合物为HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2,如上文化合物15所示,相应的配合物为99mTc-HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2,其体内生物分布数据如附图14H所示。可以看到,当换成Aoc链时,整个探针的体内生物分布主要在肾(kideny)和胆囊(Gallbla)有较高摄取,肿瘤并无明显摄取,阻断组的结果与非阻断组肿瘤摄取无显著差异。因此不同类型的连接臂链对该oncoFAP分子带来的影响明显不一样,其严重影响着化合物的靶向作用。
依据以上对比,本领域技术人员可以理解,本发明在oncoFAP基础上所做的结构修饰和改进,尤其是C2和PEG4链修饰的,具有更优的肿瘤靶向性质和体内代谢性质,因此具有优异的应用性能和价值。
此外,本发明还对比了CN 111991570 B的典型分子探针99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi与本发明的分子探针,与CN 111991570 B相比,本发明的分子探针具有更优的在体代谢稳定性,对重组人FAP蛋白的结合能力更强,肿瘤摄取绝对值更高,正常器官清除代谢更快,使得探针的肿瘤/正常器官摄取比值更高,更有利于肿瘤的核医学成像。更为突出的是,本发明的分子探针可以特异性地对肺纤维化病灶区域进行显像,效果更优。
附图说明
图1.(A)化合物3:HYNIC-C2-oncoFAP的合成路线,(B)化合物4:HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP的合成路线。
图2.化合物6:HYNIC-[C2-oncoFAP]2的合成路线
图3.化合物7:HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2的合成路线
图4.化合物10:HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2的合成路线
图5.化合物11:HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2的合成路线
图6.(A)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP,(B)99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP,(C)99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2,(D)99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,(E)99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,(F)99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2的结构示意图。
图7.(A)DOTA-[C2-oncoFAP]2,(B)NOTA-[C2-oncoFAP]2的结构示意图,(C)DOTA-[PEG4-oncoFAP]2,(D)NOTA-[PEG4-oncoFAP]2。
图8.探针在BALB/c小鼠注射后不同时间尿液样本中探针的放射性HPLC图谱。(A)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP,(B)99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP,(C)99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2,(D)99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,(E)99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,(F)99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2。
图9.(A)99mTc-HFAPi在BALB/c小鼠注射后不同时间尿液样本中探针的放射性HPLC图谱。(B)99mTc-HpFAPi在BALB/c小鼠注射后不同时间尿液样本中探针的放射性HPLC图谱。
图10.(A)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP(99mTc-HC-oFP),99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP(99mTc-HP-oFP),99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2(99mTc-H-CoFP2),99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2(99mTc-HP-CoFP2),99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2(99mTc-H-PoFP2),99mTc-HYNIC-PEG4-(PEG4-oncoFAP)2(99mTc-HP-PoFP2)与重组人FAP-α蛋白(rhFAP-α)的结合实验。(B)99mTc-HYNIC-FAPI-04(99mTc-HFAPi),99mTc-HYNIC-PEG4-FAPI-04(99mTc-HpFAPi)与重组人FAP-α蛋白(rhFAP-α)的结合实验。(C)蛋白结合实验中各探针的结合百分比。
图11.(A)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(B)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图;(C)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(D)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图。
图12.(A)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(B)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图;(C)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(D)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图。
图13.(A)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(B)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图;(C)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型中注射99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2后0.5、1、2和4h后的SPECT/CT显像图;(D)0.5h未标记oncoFAP阻断组的SPECT/CT显像图。
图14.放射性探针在U87MG神经胶质母细胞瘤模型的在体生物分布图。(A)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP,(B)99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP,(C)99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2,(D)99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAPI]2,(E)99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,(F)99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,(G)99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2,(H)99mTc-HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2。
图15.(A)99mTc-HYNIC-FAPI-04(99mTc-HFAPi)在U87MG神经胶质母细胞瘤模型的在体生物分布图。(B)放射性探针在U87MG神经胶质母细胞瘤中的定量摄取值比较。*表示有显著性差异(p<0.05),ns表示没有显著性差异。
图16.(A)M1-M2所示为99mTc-HFAPI-04在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M3-M4所示为99mTc-HFAPI-04在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。(B)M5-M7所示为99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M8-M9所示为99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。
图17.(A)M1-M2所示为99mTc-HYNIC-PEG4-FAPI-04在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M3所示为99mTc-HYNIC-PEG4-FAPI-04在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。(B)M4-M5所示为99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M6所示为99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。
图18.(A)M1-M2所示为99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M3所示为99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。(B)M4-M5所示为99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中的SPECT/CT显像结果,M6所示为99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2在正常对照小鼠中的SPECT/CT显像结果。
图19.图示为正常小鼠肺组织、肺纤维化模型小鼠肺组织的HE染色、Masson染色和FAP蛋白的免疫组化染色。
具体实施方式
本发明实施例中所采用的材料:
HYNIC-NHS(联肼尼克酰胺)购自美国Noca-biochem公司。1-amino-3,6,9,12-tetraoxapentadecan-15-oic acid(NH2-PEG4-COOH)购自西安瑞禧生物科技有限公司。二氯甲烷(DCM)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、四氢呋喃(THF)均购自北京市通广精细化工公司。succinic acid(琥珀酸),disodium succinate hexahydrate(琥珀酸二钠),trisodiumtriphenylphosphine-3,3',3″-trisulfonate(TPPTS,三苯基膦三磺酸钠),N,N-Dimethylform amide(DMF,N,N-二甲基甲酰胺),tricine(三羟甲基甘氨酸),trifluoroacetic acid(TFA,三氟乙酸),N-Ethyldiisopropylamine(DIPEA,N,N-二异丙基乙胺)均购自美国Sigma-Aldrich公司。Na99mTcO4洗脱液购自北京原子高科股份有限公司。
制备例
1、HYNIC-C2-oncoFAP和HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP的制备(附图1)
a、HYNIC-PEG4-COOH的制备
称取NH2-PEG4-COOH(1.2eq)加入EP管,溶于50μL DMF,加入DIEA调节pH值至7.8-8.0;另称取HYNIC-NHS(1eq)于EP管中,溶于50μL DMF中。将HYNIC-NHS加入NH2-PEG4-COOH溶液中,充分混匀,再加入DIEA调节pH值至7.8-8.0,室温反应过夜。使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法一)。收集18.2分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。取少量产物溶解后,HPLC鉴定纯度>98%。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=569.6([M+H]+),确认为预期产物HYNIC-PEG4-COOH。
b、oncoFAP的制备
将8-氨基喹啉-4-羧酸(1eq)、(S)-1-(2-氨基乙酰基)-4.4-二氟吡咯烷-2-甲腈盐酸(1eq)和HATU(1eq)加入25mL圆底烧瓶中,并用900μL DMF和4mL DCM溶解,随后滴加加DIEA(4eq)并搅拌。粗产物用DCM稀释,水洗,Na2SO4干燥,过滤,最后用旋转蒸发仪除去溶剂,得到粗产物(S)-8-氨基-N-(2-(2-氰基-4,4-二氟吡咯烷-1-基)-2-羰基乙基)喹啉-4-甲酰胺。将上述粗产物(1eq)、丁二酸酐(50eq)和DAMP(0.5eq)加入25mL圆底烧瓶中,并用3mLTHF溶解,60℃反应6小时。反应液经过旋转蒸发仪除去溶剂后,加水稀释,用DCM萃取、Na2SO4干燥后过滤、干燥,经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=460.1([M+H]+),确认为预期产物oncoFAP。
c、C2-oncoFAP的制备
称取oncoFAP(1eq)、HATU(1.5eq)于EP管,溶于200μL DMF,加入DIEA(2eq),室温反应约30分钟。之后称取N-叔丁氧羰基乙二胺(N-Boc-乙二胺,CAS:57260-73-8)(1.5eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集19.8分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,获得预期产物Boc-C2-oncoFAP。将冻干产物溶于1mL TFA,室温反应10min,反应液用氮气吹干,获得产物经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=502.2([M+H]+),确认为预期产物C2-oncoFAP。
d、HYNIC-C2-oncoFAP的制备
将C2-oncoFAP(1eq)和HYNIC-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集14.0分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经MALDI-TOF质谱分析,m/z=805.2([M+H]+),确认为预期产物HYNIC-C2-oncoFAP。
e、HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP的制备
称取HYNIC-PEG4-COOH(1eq)、HATU(1.5eq)于EP管,溶于200μL DMF,加入DIEA(2eq),室温反应约30分钟。称取NH2-oncoFAP(1eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集15.1分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经MALDI-TOF质谱分析,m/z=1052.3([M+H]+),确认为预期产物HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP。
2、HYNIC-[C2-oncoFAP]2和HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2的制备(图2和3)
a、Glu-(C2-oncoFAP)2的制备
将C2-oncoFAP(1eq)和Boc-Glu-OSu2(0.5eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温搅拌过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集19.9分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,获得化合物Boc-Glu-(C2-oncoFAP)2;将冻干产物溶于1mL TFA,室温反应10min,反应液用氮气吹干,获得产物经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=557.7([M+H]2+),确认为预期产物Glu-(C2-oncoFAP)2。
b、HYNIC-oncoFAP2的制备
将Glu-(oncoFAP)2(1eq)和HYNIC-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集16.9分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=709.2([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-C2-oncoFAP2。
c、HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2的制备
称取HYNIC-PEG4-COOH(1eq)、HATU(1.5eq)于EP管,溶于200μL DMF,加入DIEA(2eq),室温反应约30分钟。称取Glu-(C2-oncoFAP)2(1eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集17.5分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=832.8([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2。
3、HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2的制备(图4和图5)
a、Boc-PEG4-oncoFAP的制备
称取oncoFAP(1eq)、HATU(1.5eq)于EP管,溶于200μL DMF,加入DIEA(2eq),室温反应约30分钟。之后称取(14-氨基-3,6,9,12-四氧杂十四烷基)氨基甲酸叔丁酯(Boc-NH-PEG4-NH2,CAS:811442-84-9)(1.5eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集20.4分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=339.6([M+2H]2+),确认为预期产物Boc-PEG4-oncoFAP。
b、Glu-[PEG4-oncoFAP]2的制备
将Boc-PEG4-oncoFAP(1eq)溶于1mL TFA,室温反应10分钟,反应液用氮气吹干后溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0;称取Boc-Glu-OSu2(0.5eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温搅拌过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集19.9分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,获得预期产物Boc-Glu-[PEG4-oncoFAP]2;将冻干产物溶于1mL TFA,室温反应10min,反应液用氮气吹干,获得产物经MALDI-TOF-MS质谱分析,m/z=1466.5([M+H]+),确认为预期产物Glu-[PEG4-oncoFAP]2。
c、HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2的制备
将Glu-[PEG4-oncoFAP]2(1eq)和HYNIC-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集17.6分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=885.3([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2。
d、HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2的制备
称取HYNIC-PEG4-COOH(1eq)、HATU(1.5eq)于EP管,溶于200μL DMF,加入DIEA(2eq),室温反应约30分钟。称取Glu-[PEG4-oncoFAP]2(1eq)加入上述反应液中,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集17.5分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=1009.4([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2。
4、HYNIC-[C6-oncoFAP]2和HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2的制备
a、HYNIC-[C6-oncoFAP]2的制备
将Glu-[C6-oncoFAP]2(1eq)和HYNIC-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集20.8分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=765.3([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-[C6-oncoFAP]2。
b、HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2的制备
将Glu-[Aoc-oncoFAP]2(1eq)和HYNIC-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集23.8分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=708.3([M+2H]2+),确认为预期产物HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2。
5、DOTA-[PEG4-oncoFAP]2的制备(图7)
以DOTA-[PEG4-oncoFAP]2的制备为例,将Glu-[PEG4-oncoFAP]2(1eq)和DOTA-NHS(1eq)溶于DMF,加入DIEA调节pH值至8.5-9.0,室温反应过夜,使用高效液相色谱法对反映进行监测、目标产物进行分离与纯化(方法二)。收集18.3分钟的洗脱峰,洗脱液使用真空冷冻干燥方法冻干,得到固体产物。经TOF MS(ES+)质谱分析,m/z=926.9([M+2H]2+),确认为预期产物DOTA-[PEG4-oncoFAP]2。
6、99mTc-HYNIC-PKM-L-oncoFAP和99mTc-HYNIC-PKM-[L-oncoFAP]2的制备
配制含20μg的HYNIC-PKM-L-oncoFAP或HYNIC-PKM-[L-oncoFAP]2,三苯基膦三磺酸钠(TPPTS)5.0mg、三羟甲基甘氨酸(Tricine)6.5mg溶于1mL 0.5M琥珀酸缓冲溶液(pH4.8),混合溶液置于10mL西林瓶中,将混合液冻干获得标记药盒。在标记药盒的冻干粉末中加入1.0-1.5mL Na99mTcO4溶液,放置于75-110℃的水浴、空气浴或金属浴等加热反应器中,加热反应20-30分钟,待反应结束后室温冷却5分钟,制成99mTc-HYNIC-PKM-L-oncoFAP和HYNIC-PKM-[L-oncoFAP]2。经放射性HPLC分析备用。所述HPLC方法如下:
高效液相色谱法对目标产物进行分离与纯化的方法一:Agilent 1260HPLC***配备YMC-Pack ODS-A C18半制备柱(250×10mml.D.S-5μm,12nm)。梯度淋洗25min,流速2.0mL/min,其中流动A相为去离子水(含0.05%TFA),流动B相为乙腈(含0.05%TFA),淋洗梯度设定为起始时80%A和20%B,5min时为80%A和20%B,25min时40%A和60%B。
高效液相色谱法对目标产物进行分离与纯化的方法二:Agilent 1260HPLC***配备Venusil MP C18半制备柱(250×10mml.D.S-5μm)。梯度淋洗25min,流速3.2mL/min,其中流动A相为去离子水(含0.05%TFA),流动B相为乙腈(含0.05%TFA),淋洗梯度设定为起始时90%A和10%B,20min时为40%A和60%B,25min时90%A和10%B。
实施例1基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针在正常BALB/c小鼠中的体内稳定性
(1)基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针在小鼠体内稳定性的验证
将BALB/c正常小鼠分为6组,每组2只。每组经尾静脉分别注射100μL(37MBq)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-conFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,并于注射后30和120分钟取小鼠尿液,加入50%乙腈/水混合后,用放射性高效液相色谱分析样品,结果如图8所示。99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP和99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP在小鼠体内经代谢后,存在一定的分解现象,但仍能保留有大部分的原型药物;99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-conFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2这几种二聚体分子则有较强的稳定性,不会随着代谢时间的延长而出现分解。
(2)99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi在小鼠体内稳定性的验证
实验方法同(1),结果如图9所示。99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi在小鼠体内经代谢后,尿液中的药物大部分被分解,仅有小量的原型药物。
体内稳定性结果分析比较:
先前研究中的99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi在小鼠体内很快被分解,仅有极小部分仍为完整药物;而本发明放射性探针在体内非常稳定,经过2小时后,大部分放射性药物仍能保持完整,仅有少量被代谢分解,说明其具有更优的在体代谢稳定性,新的偶连方式和药代动力学连接分子的引入对探针的稳定性提高有所帮助。
实施例2体外rhFAP-α蛋白结合实验
(1)基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针与重组人FAP-α蛋白(rhFAP-α)的结合实验
将rhFAP-α蛋白溶解于ELISA包被缓冲液(1×)中(浓度为2μg/mL),每孔0.2μg/100μL包被于96孔板中,4℃过夜。包被结束后弃去包被液,使用PBS重复洗涤96孔板3~5次。加封闭液(5%小牛血清/PBS缓冲液,pH 7.4)于96孔板中,放置于37℃孵育2小时。封闭结束后使用PBS重复洗涤96孔板3~5次。将制备好的99mTc标记探针分别加入包被有rhFAP-α的样品孔之中,每孔加入0.3μCi/100μL的放射性标记物,设置4个平行孔。另备4个样品孔加入等量的99mTc标记探针,然后再加入1000倍摩尔量的oncoFAP,混匀。将96孔板在37℃条件下孵育1小时。另准备四个放免管,加入等量的放射性标记物99mTc标记探针,留作标样。孵育完成后,倒掉孵育液,然后用PBS洗五遍,之后将液体弃去,用剪刀剪下每个样品孔,置于放免管中,用放射性γ-全自动计数仪测量每个孔中的放射性计数。之后通过公式计算出99mTc标记探针与rhFAP-α的结合百分率。实验结果如图10(A)和(C),99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP(99mTc-HC-oFP)、99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP(99mTc-HP-oFP)、99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2(99mTc-H-CoFP2)、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2(99mTc-HP-CoFP2)、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2(99mTc-H-PoFP2)和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2(99mTc-HP-PoFP2)与rhFAP-α结合的%AD值分别为15.47%(±1.53%),22.36%(±2.65%),27.59%(±3.49%),20.53%(±0.82%),25.65%(±1.88%),36.87%(±1.90%);而在同等条件下的oncoFAP block实验组,其%AD值分别为0.098%(±0.096%),0.025%(±0.002%),0.033%(±0.003%),0.027%(±0.004%),0.029%(±0.004%),0.056%(±0.041%),与binding组有显著性差异(p<0.0001)。实验结果说明基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针可以特异性结合rhFAP-α蛋白。
(2)99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi与重组人FAP-α蛋白(rhFAP-α)的结合实验
步骤同(1),结果如图10(B)和(C),99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi与rhFAP-α结合的%AD值分别为4.4%(±0.2%),4.3%(±0.2%),而在同等条件下的FAPI block实验组,其%AD值分别为0.95%(±0.02%),1.1%(±0.02%)。
体外rhFAP-α蛋白结合实验结果比较分析:
在同等实验条件下,与99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi比较,本发明的放射性探针在蛋白结合实验中,表现出对重组人FAP蛋白更强的结合能力,其性质更优。
实施例3基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针在荷瘤小鼠中的SPECT/CT显像
(1)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP和99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP,在U87MG荷瘤小鼠模型中的显像将制备的99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP和99mTc-HYNIC-PEG4-oncoFAP分别用生理盐水配制成37MBq/100μL后,每只小鼠经尾静脉注射100μL(37MBq),在注射后0.5、1、2和4小时进行SPECT/CT显像。封闭组小鼠在注射显像药物的同时注射100μL(500μg)的oncoFAP,并于给药后0.5小时进行显像。小鼠在显像过程中使用1.5%异氟烷-氧气进行麻醉。显像后对SPECT图像进行重建并与CT图像进行融合得到3D显像图,后位像(Posterior view)用于展示并且肿瘤位置用箭头标注。显像结果如图11所示。
(2)99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,在U87MG荷瘤小鼠模型中的显像将制备的99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2分别用生理盐水配制成37MBq/100μL后,每只小鼠经尾静脉注射100μL(37MBq),在注射后0.5、1、2和4小时进行SPECT/CT显像。封闭组小鼠在注射显像药物的同时注射100μL(500μg)的oncoFAP,并于给药后0.5小时进行显像。小鼠在显像过程中使用1.5%异氟烷-氧气进行麻醉。显像后对SPECT图像进行重建并与CT图像进行融合得到3D显像图,后位像(Posteriorview)用于展示并且肿瘤位置用箭头标注。显像结果如图12所示。
(3)99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2在U87MG荷瘤小鼠模型中的显像
将制备的99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2分别用生理盐水配制成37MBq/100μL后,每只小鼠经尾静脉注射100μL(37MBq),在注射后0.5、1、2和4小时进行SPECT/CT显像。封闭组小鼠在注射显像药物的同时注射100μL(500μg)的oncoFAP,并于给药后0.5小时进行显像。小鼠在显像过程中使用1.5%异氟烷-氧气进行麻醉。显像后对SPECT图像进行重建并与CT图像进行融合得到3D显像图,后位像(Posteriorview)用于展示并且肿瘤位置用箭头标注。显像结果如图13所示。
显像结果分析:
在U87MG荷瘤小鼠模型中,99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2均可见明显的肿瘤摄取,显像对比度都较高,说明该本发明的放射性探针有很好的肿瘤特异性靶向能力。在阻断组实验中,肿瘤摄取明显降低,说明探针与肿瘤部位FAP位点的特异性结合。进一步分析,与99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP相比,探针99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2肿瘤摄取更高,且探针从血液中清除较快,使得其它脏器背景更低,从而在核医学显像呈现出更好的对比度,有利于肿瘤的诊断,能够对一些FAP低表达肿瘤和纤维化病灶(如肺纤维化和肝纤维化)提供更加清晰的显像诊断。
实施例4基于oncoFAP的99mTc标记放射性探针在荷瘤小鼠中的生物分布
将BALB/c Nude鼠荷U87MG肿瘤分为6组,每组6只。每组小鼠经尾静脉分别注射100μL(~74kBq)99mTc-HYNIC-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-PEG4-C2-oncoFAP、99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2,和99mTc-HYNIC-[Aoc-oncoFAP]2,并于注射后0.5和4小时处死;取血及主要脏器,称重并测量放射性计数,经衰变校正后计算每克组织百分注射剂量率(%ID/g)。生物分布结果表示为平均值±标准偏差(means±SD,n=3),生物分布的实验结果如图14所示。
生物分布结果分析比较:
CN 111991570 B中涉及了99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi,两者在U87MG肿瘤模型中的生物分布类似,其中99mTc-HFAPi的生物分布结果如图15(A)所示,本发明中部分探针与99mTc-HFAPi的肿瘤摄取值对比如图15(B)所示。与99mTc-HFAPi相比,本发明的探针肿瘤摄取绝对值更高,正常器官清除代谢更快,使得探针的肿瘤/正常器官摄取比值更高,更有利于肿瘤的核医学成像,尤其是SPECT显像诊断对背景信号噪音非常敏感,本底低更有利于准确地检出微小病灶。
实施例5基于oncoFAP2的99mTc标记放射性探针在博来霉素(Bleomycin)诱导的C57BL/6小鼠模型中的SPECT/CT显像
肺纤维化小鼠模型是由气管内灌注博莱霉素生理盐水溶液(7mg/kg,100μL)缓慢滴入,然后常规饲养2周形成。对肺纤维化模型和正常对照小鼠进行显像时,每只小鼠经尾静脉注射100μL(~18MBq)的99mTc-HFAPI、99mTc-HpFAPI、99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2或99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,并在注射后1小时进行SPECT/CT显像。小鼠在显像过程中使用0.5~1.5%异氟烷-氧气进行麻醉。显像结果如图16-18所示。
肺纤维化显像结果分析:
如图16(A),在99mTc-HFAPi显像组中,M1-M3为博来霉素诱导的肺纤维化模型鼠,经CT确认小鼠肺部出现明显的纤维化病灶,而相应的SPECT图像中在纤维化区域并未出现明显的探针摄取信号;在正常对照组小鼠中,CT和SPECT均未见肺纤维化信号。如图16(B),在99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2显像组中,M1-M3为博来霉素诱导的肺纤维化模型鼠,由CT信号可见在肺部有明显的实质化区域,是为纤维化病灶,与这些区域相对应的SPECT/CT图像中,也可见有放射性信号的聚集,由此可以分析探针所浓聚的区域为肺纤维化区域;而在正常对照小鼠中,CT和SPECT图像中,均未见明显的纤维化信号。由此可以认为,99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2可以特异性对肺纤维化区域病灶进行显像,且其在病灶的探针浓聚强度以及与周围器官的对比度要明显优于99mTc-HFAPi。图中白色虚线框选出的均为肺组织轮廓。
如图17(A),在99mTc-HpFAPI显像组中,M1-M2为博来霉素诱导组的肺纤维化小鼠,经CT确认,小鼠肺部出现明显的纤维化病灶,而相应的SPECT图像中在纤维化区域并未出现明显的探针摄取信号;需要注意的是,在相邻的部位如脊柱、胸骨部位能看到明显的放射性信号摄取,这些部位的高强度信号影响了探针在肺部的摄取以及SPECT信号的重建;在正常对照组小鼠(M3)中,CT和SPECT均未见肺纤维化信号。如图17(B),在99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2显像组中,M4-M5为博来霉素诱导的肺纤维化模型鼠,由CT信号确认在肺部有明显的实质化区域,是为纤维化病灶,与这些区域相对应的SPECT/CT图像中,也可见有放射性信号的聚集,由此可以分析探针所浓聚的区域为肺纤维化区域;而在正常对照小鼠(M6)中,CT和SPECT图像中均未见明显的实质化纤维化信号和探针的摄取信号。由此可以认为,99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2可以特异性对肺纤维化区域病灶进行显像,且其在病灶的探针浓聚强度以及与周围器官的对比度要明显优于99mTc-HpFAPi。图中白色虚线框选出的均为肺,红色虚线框选出的均为关节。
图18中,与99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2类似,99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2均能对肺纤维化病灶区域进行特异性显像。
综上,99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi在肺纤维化的显像中效果不佳,不能很好地对纤维化的区域进行显像;而本发明中涉及的基于oncoFAP2的放射性探针99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2、99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2和99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2均可以特异性地对肺纤维化病灶区域进行显像,效果要明显优于99mTc-HFAPi和99mTc-HpFAPi,使其有更加广泛的临床应用价值。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内,任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于形成放射性核素配合物的前体化合物,其具有如下结构:
其中,
L选自:-(CH2)m-,m为2-6的整数,优选2或6;-CH2-PEG4-CH2-;
其中PEG4结构式为:两端/>代表与亚甲基键链的键;
L1为-C(O)-L-NH-,其中L如上定义;
n选自0或1;
BFC为双功能螯合剂,选自HYNIC、MAG2、MAG3、DTPA、DOTA、NOTA、TETA。
2.根据权利要求1所述的前体化合物,HYNIC-[C2-oncoFAP]2,其选自如下的具体化合物:
HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,
HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,
HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,
HYNIC-[C6-oncoFAP]2,
DOTA-[C2-oncoFAP]2,
NOTA-[C2-oncoFAP]2,
DOTA-[PEG4-oncoFAP]2,
NOTA-[PEG4-oncoFAP]2。
3.一种放射性核素标记权利要求1所述的前体化合物形成的配合物。
4.根据权利要求2所述的配合物,所述放射性核素选自111In、64Cu、99mTc、68Ga、123I、18F、90Y、177Lu、131I、125I、89Sr、153Sm。
5.根据权利要求2所述的配合物,所述放射性核素选自99mTc,68Ga,64Cu,177Lu。
6.根据权利要求2所述的配合物,当放射性核素选自99mTc时,BFC选自HYNIC;当放射性核素选自68Ga,64Cu,177Lu时,BFC选自DOTA,NOTA。
7.根据权利要求3所述的配合物,其选自如下的具体配合物:
99mTc-HYNIC-[C2-oncoFAP]2,
99mTc-HYNIC-PEG4-[C2-oncoFAP]2,
99mTc-HYNIC-[PEG4-oncoFAP]2,
99mTc-HYNIC-PEG4-[PEG4-oncoFAP]2,
99mTc-HYNIC-[C6-oncoFAP]2。
8.一种药物组合物,其含有权利要求3-7任一项所述的配合物。优选的,所述药物可以作为对FAP阳性肿瘤或者FAP阳性纤维化疾病(如肺纤维化、肝纤维化等)的显像诊断剂或放射性靶向性治疗剂。例如当放射性核素为用于68Ga,64Cu时,所述药物作为PET显像剂;当放射性核素为177Lu时,所述药物作为PET治疗剂;当放射性核素为99mTc时,所述药物作为SPECT显像剂。
9.根据权利要求8所述的药物组合物,其是一种可注射制剂,包含上述标记配合物和可注射的载体。优选的,所述药物是一种无色透明可注射制剂。
10.权利要求1-2任一项所述的前体化合物或者权利要求3-7任一项所述的配合物在制备诊断或治疗FAP阳性肿瘤或者纤维化疾病的药物中的应用。
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