[发明专利]多胺类小分子显像剂、其生产方法及其应用

说明书

【技术领域】

本发明涉及正电子发射断层(PET)显像剂(药物)、其生产方法及其应用，尤其涉及细胞凋亡偶合多价多胺类小分子化合物、其生产方法及其在制备PET显像剂中的应用。

【背景技术】

肿瘤治疗机制之一就是干扰DNA的合成及细胞的分裂，诱导肿瘤细胞凋亡，从而达到抑制或清除肿瘤的目的。而恶性肿瘤细胞对化疗、放疗或某些激素治疗会产生耐药性，这与其逃避诱导凋亡的能力有关，肿瘤治疗后最初的肿瘤细胞凋亡程度也可反映治疗的敏感性。因此，检测细胞凋亡在恶性肿瘤治疗评估中具有非常重要的作用。传统观念认为抗肿瘤治疗是引起癌症细胞凋亡，但最近研究表明细胞凋亡并不是固体实瘤治疗引起的主要死亡形式。抗肿瘤治疗主要通过两种途径导致细胞死亡，即细胞凋亡死亡途径和非细胞凋亡死亡途径，非细胞凋亡死亡包括细胞坏死、有丝分裂障碍、自吞噬、衰老等细胞死亡形式^[1-4]。通常抗肿瘤治疗在引起细胞凋亡的同时，也会伴随非细胞凋亡死亡(如细胞坏死、有丝分裂障碍、自吞噬和衰老)发生，两者有时无严格界限。可见，检测细胞凋亡和细胞死亡同样重要，均可能准确评估肿瘤治疗效果。

细胞凋亡(Apoptosis)，又称为程序性细胞死亡(Programmed cell death，PCD)，是一种区别于细胞坏死由多种基因调控的主动性细胞死亡过程，通过死亡受体途径或通过线粒体途径启动之后，凋亡细胞自身均会产生一系列的病理生理改变，在这一过程中凋亡细胞将产生(或暴露、结合)多种可识别的、特异性的化学信号(靶标)。磷脂酰丝氨酸(Phosphatidyl serine，PS)就是研究较为深入的凋亡细胞表面重要信号(靶标)之一^[4，5]。PS是一种带负电荷的磷脂，正常状态下分布于细胞膜脂双层的内层，主要靠翻转酶(floppase)和移位酶(translocase)这两种ATP依赖性酶的作用来维持其内向性。细胞凋亡早期，细胞内Ca²⁺水平增加，这两种ATP酶失活及爬行酶(scramblase)的激活使PS由内膜移向外膜，暴露于细胞表面。AnnexinV是一种人体内源性Ca²⁺依赖性磷脂结合蛋白家族，分子量为36000，在钙离子存在下，Annexin V可与凋亡早期细胞外在表达的PS快速结合，具有高亲和力^[6]。由于PS从细胞膜脂双层内层迁移至外层是细胞凋亡级联反应的初始事件，亦即PS的外翻在细胞凋亡过程中出现的时间要明显早于DNA的降解及可辨认的细胞形态学改变。因此，利用AnnexinV和PS的高度亲和作用可早期检测细胞凋亡的发生，具有较高的时效性。另外，PS外翻不仅发生于凋亡细胞，也会在非凋亡细胞死亡时发生，PS外翻通常也伴随着坏死细胞、有丝分裂障碍、自吞噬、衰老等死亡形式的发生^[5，7]。可见，PS可作为细胞死亡的靶点，靶向PS显像剂(标记AnnexinV)可测定抗肿瘤治疗总的死亡细胞，从而可望准确评估抗肿瘤治疗效果。其中，^99mTc-Annexin V是应用较广的细胞凋亡显像剂，已应用于单光子发射计算机断层成像(SPECT)临床试验，显示很好应用前景^[8]。¹⁸F-Annexin V^[9]也已研制成功并用于临床前动物PET显像实验研究。然而，标记Annexin V也存在以下严重不足：(1)分子量较大(3.6×10⁴)，血液清除较慢，较低的靶/非靶放射性比值，早期显像效果不佳^[1，9]；(2)标记Annexin V成本高，价格昂贵；(3)具有免疫原性^[5]。另外，突触结合蛋白I的C2A片段^[10]及分子量较少的蛋白质AFIM^[11]的标记化合物也有报道，尽管它们与PS具有较强的特异性结合能力，且分子量比Annexin V少，但仍具有与Annexin V相类似的缺陷^[5]。