[发明专利]包含胱天蛋白酶－3底物的成像剂

说明书

发明领域

本发明涉及体内成像用诊断成像剂。该成像剂包含标记有适合于体内诊断成像的成像部分的合成胱天蛋白酶-3(caspase-3)底物。

发明背景

凋亡所致的程序性细胞死亡是一个复杂的过程，涉及许多具有多个调控水平的细胞过程。它由两种途径之一引发。第一种是通过细胞表面死亡受体引发的外源途径，第二种是通过内源起始因素(例如紫外辐射所致的DNA损伤)的内源途径。这两种途径都以细胞的协同死亡(co-ordinated death)而告终，细胞的协同死亡需要能量，且与坏死性细胞死亡不同的是它不涉及炎症反应。将要凋亡的细胞在其细胞表面上发出“吃掉我”的信号，诱使其它细胞通过吞噬作用将它们消灭。

细胞凋亡是体内许多过程中的一个重要事件。例如，胚胎发育完全依赖于细胞凋亡，快速更新的组织要求进行严格调节，以避免严重的病理后果。细胞凋亡调节失败会引起癌症(细胞死亡不足)和神经病症如阿尔茨海默病(细胞死亡过多)。此外，细胞凋亡也可表明存在受损的组织，如心脏中局部缺血/再灌注伤害后的区域。

膜联蛋白-5是一种内源性人蛋白(RMM 36kDa)，它能以10^-9M左右的亲和力结合凋亡细胞外膜上的磷脂酰丝氨酸(PS)。^99mTc-标记的膜联蛋白-5已被用于体内细胞凋亡成像[Blankenberg等，J.Nucl.Med.，40，184-191(1999)]。但是，这种方法有几个问题。首先，膜联蛋白-5也可进入坏死细胞而结合暴露在细胞膜内叶(inner leaflet)上的PS，这可能会导致出现假阳性结果其次是血池活性高，这一活性在注射标记的膜联蛋白-5后维持至少两小时。这意味着最佳成像时间在注射后10-15小时之间[Reutelingsperger等，J.Immunol.Meth.，265(1-2)，123-32(2002)]，使得这种方法不适合用于急性冠状动脉综合征患者的临床判定。此外，膜联蛋白-5的清除由肾和肝进行，故在腹部区域具有极强的本底信号。这使得不可能对腹部的细胞死亡进行成像(例如在肾移植及肿瘤监测中)。

WO 99/67284公开了细胞膜通透性肽连接到“功能接头部分”所成的螯合缀合物(chelator conjugator)，该功能接头部分给诊断性或药物活性物质赋予靶细胞特异性。诊断性物质选自：放射性核素、relaxivity金属、荧光染料、染料或酶底物。公开了多种通透性肽，包括Tat肽。靶细胞特异性优选由肽或蛋白质结合基序赋予，有许多酶靶标得到了描述。胱天蛋白酶，从胱天蛋白酶-1到胱天蛋白酶-13，被提及为优选的蛋白酶反应性序列。

WO 01/89584在实施例16-18和21中公开，胱天蛋白酶-3底物四肽DEVD(即Asp-Glu-Val-Asp)的螯合缀合物可用于使用MRI(核磁共振成像)或闪烁照相术的凋亡组织体内成像。

Haberkorn等[Nucl.Med.Biol.，28，793-798(2001)]研究了将标记有放射性同位素¹³¹I的胰胱天蛋白酶(pan-caspase)抑制剂Z-VAD-fmk即苄氧基羰基-Val-Ala-DL-Asp(O-甲基)-氟甲基酮作为潜在的细胞凋亡成像剂。他们发现细胞对成像剂的绝对摄取量低，并将这归因于每个激活的胱天蛋白酶仅捕获一个抑制剂分子。他们推断，标记的胱天蛋白酶底物应该不会遭遇这个问题，将是成像剂的更好方法。

Bauer等在2005年6月发表的文章[J.Nucl.Med.，46(6)，1066-1074(2005)]中，报告了含有DEVDG肽序列的¹³¹I放射标记胱天蛋白酶底物向凋亡细胞中的摄取。DEVDG肽本身据说显示极少的细胞摄取，而缀合的Tat细胞穿透性肽则给出改进的结果。Bauer等推断，射电金属标记物预期能通过带电金属复合物的释放或通过转络合作用(transcomplexation)进一步改进标记物在凋亡细胞中的胞内保留。

Fischer等[Cell Death Diff，10，76-100(2003)]对胱天蛋白酶底物作了综述。

Lahorte等[Eur.J.Nucl.Med.，31，887-919(2004)]对用于细胞凋亡成像的放射性药物作了综述。

因此，仍需要可快速成像(例如在注射后1小时内)且能很好地从血液和本底器官清除的细胞凋亡成像剂。

发明概述