[发明专利]一种用于脑肿瘤诊断的跨血脑屏障靶向多模态纳米药物

说明书

技术领域

本发明属影像药物领域，涉及诊断药物，具体涉及一种用于脑肿瘤诊断的跨血脑屏障靶向多模态纳米药物，尤其是具有跨BBB受体主动靶向作用的磁性/荧光纳米诊断药物及其中间体的合成，及其在活体无创脑肿瘤多模态显像中的应用。

背景技术

脑肿瘤是发生于神经外胚层的肿瘤，它具有发病率、复发率、死亡率高和治愈率低等特点。脑胶质瘤是最常见的原发性脑肿瘤(占所有颅内肿瘤的69％)，也是脑肿瘤中最致命(平均5年存活率是5％)的一种。目前脑胶质瘤的治疗是世界公认的难题。手术切除是脑胶质瘤治疗中最主要的手段。但是，由于脑胶质瘤的弥漫性浸润生长的特点，很难精确定位，使得在手术中从周围的正常脑组织中精确切除它变得非常困难。因此，业内公认对脑肿瘤边界的高信噪比示踪是指导肿瘤准确切除的关键。

核磁共振成像(MRI)由于组织空间分辨率高、无电离辐射等优点成为手术前脑胶质瘤定位的最主要手段。但是，MRI对肿瘤边界的描绘常受到小分子造影剂循环时间短、血脑屏障穿透能力差和无靶向特异性等缺点限制。研究显示，血脑屏障是保护大脑正常生理机能的生理结构，因其低通透性的影响，大约98％的小分子和绝大多数的大分子不能穿过它进入大脑。研究发现，20-30％的高级别恶性胶质瘤(III-IV级)及绝大多数低级别胶质瘤(I-II级)因血脑屏障完好原因在注射小分子造影剂后没有出现任何信号增强。因此，创建具有跨血脑屏障并具有受体靶向性的探针是实现胶质瘤(特别是血脑屏障尚未破坏的胶质瘤)高信噪比示踪的关键。

研究表明，脑毛细血管内皮细胞上的低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)可以通过转胞吞作用将内源性蛋白和小分子转运入脑。而多肽Angiopep-2作为LRP的配体，表现出比转铁蛋白和抑肽酶等脑靶向配体更强的跨血脑屏障作用[Demeule，M et al，J.Pharmacol.Exp.Ther.2008，324，1064；Demeule，M et al，J.Neurochem.2008，l06，1534；Ke，W et al，Biomaterials 2009，30，6976.]。更重要的是，LRP不仅在脑毛细血管内皮细胞上有表达，它在脑肿瘤中也高度表达[Maletinska，L et al，Cancer Res.2000，60，2300.]。这表明Angiopep-2将有望特异性引导影像药物穿越血脑屏障并靶向脑胶质瘤。

现有技术公开了有关树枝状大分子聚乙二胺(PAMAM)因其内在性质适合生物医学的应用。所述PAMAM具有一系列的大小尺寸，被称为“代(generation)”，可根据应用需要精确细调分子大小作为，新型药物载体可以标记多个顺磁性基团(标记位点取决于PAMAM的代数)，组成具有较小分子磁性基团驰豫率更高的显像剂。以低代数的树枝状高分子为载体的显像剂，包括G2(二代，3nm)、G3(三代，5nm)和G4(四代，6nm)造影剂通过肾脏快速排泄。但由于减少了外渗，它们依然比Gd-DTPA能更好地显示血管结构。中等代数的树枝状高分子为基础的试剂，包括G5(五代，7nm)和G6(六代，9nm)造影剂，由于长循环时间而部分通过肝胆管排泄。而对于G7(七代，11nm)和G8(八代，13nm)而言，几乎完全是通过肝胆系统排泄，更高代数的则被肝脾等的网状内皮系统所捕获。

光学成像作为新兴影像技术具有高灵敏度，无电离辐射，成本低廉等优点。但由于光在组织上的低穿透率，漫反射和自发荧光等原因，光学成像分辨率较低。业界认为，光学成像和磁共振成像相结合优势互补的多模式影像技术能够提供较单一影像技术更加灵敏和高分辨率的示踪效果。近年来，光学成像中近红外荧光(Near-Infrared Fluorescence)探针的研究悄然兴起。近红外荧光材料的最大吸收和发射波长为650～900nm。在此范围内，生物体对近红外荧光的吸收率低、光散射也较弱，使得近红外光能够穿透更深组织。该区域内的低背景荧光亦能增加荧光技术的灵敏度。这些特点也使NIR技术在生物成像领域发挥重要作用，如手术中的实时荧光引导、组织学边界状态分析等。

目前尚未见具有跨BBB二级靶向多模态纳米诊断药物的报道。

发明内容

本发明的目的是提供新的用于脑肿瘤诊断的跨血脑屏障靶向多模态纳米药物，尤其是具有跨BBB受体主动靶向作用的磁性/荧光纳米诊断药物。本纳米药物能克服现阶段小分子造影剂循环时间短，磁豫率低，无靶向性，特别是血脑屏障(BBB)尚未破坏的脑肿瘤难以准确示踪等缺点，实现脑肿瘤，特别是BBB未受破坏脑肿瘤的无创高信噪比示踪。

本发明的进一步目的是提供上述纳米药物在活体无创脑肿瘤多模态显像中的应用。