靶向磷脂酰乙醇胺的放射性标记三聚乙二醇修饰耐久霉素多肽药物制造技术

本发明专利技术涉及靶向磷脂酰乙醇胺的放射性标记三聚乙二醇修饰耐久霉素多肽药物，由药效基团(‑Dur)、药代动力学基(PEG3)和结合放射性螯合基(R)构成，其结构式如下式。本发明专利技术的多肽药物，具有优良体内药代动力学特性；通过一步反应和小柱分离纯化制得。本发明专利技术还涉及多肽药物在制备PET显像药物中应用。

Radiolabelling of phosphatidylethanolamine targeting three polyethylene glycol modified durable mycin peptide drugs

The invention relates to a radioactive tagged three polyethylene glycol modified endomycin polypeptide drug targeting phosphatidyl ethanolamine, which is composed of a pharmacodynamic group (Dur), a pharmacokinetic group (PEG3) and a combined radioactive chelate (R), with a structural formula as follows. The polypeptide medicine of the invention has excellent pharmacokinetic characteristics in vivo, and is prepared by one-step reaction and separation and purification by small columns. The invention also relates to the application of polypeptide drugs in the preparation of PET imaging drugs.

【技术实现步骤摘要】
靶向磷脂酰乙醇胺的放射性标记三聚乙二醇修饰耐久霉素多肽药物
本专利技术涉及靶向磷脂酰乙醇胺(PE)的放射性标记三聚乙二醇(PEG3)修饰耐久霉素(Duramycin，Dur)多肽药物(R-PEG3-Dur，其中R＝-[Mm+]NOTA，或者R＝-[Nn+]DOTA)，其制备方法及其在制备正电子发射断层(PET)显像剂中的应用。
技术介绍
细胞凋亡是机体通过特定机制密切调控的细胞自发的、有序的死亡现象，它发生于胚胎发育、免疫防御及细胞稳态等阶段，具有广泛的生物学意义。细胞凋亡同样也参与了多种正常生理、病理过程以及许多疾病发病机制。凋亡异常可引起多种疾病，例如自身免疫性疾病、神经退行性病变、心肌梗塞等。许多抗肿瘤治疗手段(如化疗、放疗)均通过促进肿瘤细胞凋亡来达到治疗肿瘤的目的[1,2]。因此，人们需要找到一种无创伤性、功能性的分子成像技术来检测细胞凋亡的发生和评估凋亡的程度。细胞膜的内膜外翻是细胞凋亡的分子水平的重要特征之一，磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰乙醇胺(PE)位于哺乳动物细胞膜内膜上，在细胞膜内膜上磷脂类中占很大一部分比例。当今活体内检测细胞凋亡的研究主要集中于靶向PS显像剂。目前已发现膜联蛋白V(AnnexinV)和二(2,2’-二吡啶甲基胺-Zn2+类配合物(DPAZn2)等可与细胞外膜表面PS特异性结合，标记特异性AnnexinV和小分子化合物DPAZn2可应用在凋亡成像研究。其中，[99mTc]AnnexinV已广泛应用于临床研究[1,2]。PE是哺乳动物细胞膜中第二种最丰富的磷脂，约占总磷脂的20％。与PS一样，在正常状态下PE分布于细胞膜脂双层的内层，很少出现在正常活细胞表面。在细胞凋亡时，PE通过脂双层由内膜移向外膜，暴露于凋亡细胞膜表面；为保持膜完整性，PE也能够进入到坏死细胞中。因而，PE也是一种不能区分凋亡细胞和坏死细胞的新分子靶标[3,4]。耐久霉素(Duramycin，Dur)是具有确切三维结合位点的分子量最少已知多肽，与PE具有高亲和力和特异性。目前，国外已研制成功单光子发射计算机断层(SPECT)显像药物[99mTc]Duramycin，用于抗肿瘤治疗疗效评估、心脏缺血再灌注损伤、动脉粥样斑块评估、急慢性肺部损伤以及辐射损伤等[4,5]。最近，国内也有[68Ga]三氮杂环九烷基二乙酸基(NOTA)-Duramycin正电子发射断层(PET)显像的研究报道[3]。与标记AnnexinV相比，标记Duramycin具有以下明显优势：1)Duramycin分子量仅为2000，远小于AnnexinV，体内血液清除较快，放射性本底较低，有利于提高早期显像质量；2)PE在细胞膜磷脂中含量丰富(约20％)，其含量是PS的2倍；3)肝脏放射性摄取较低，肝和肾放射性清除较快，腹部放射性分布较低，有利于下腹部显像；4)Duramycin为小分子肽，不具有免疫源性[3,4]。[68Ga]NOTA-Duramycin与标记小分子DPAZn2类配合物相比，肝脏放射性摄取较低，肝和肾放射性清除较快。但是，68Ga半衰期较短(67.71min)，且肺部和骨摄取放射性较高[3]；另外，[68Ga]NOTA-Duramycin未经纯化，通常含有一定量的68GaCl3，影响PET显像质量。研制高纯度和半衰期较长18F(109.8min)标记Duramycin非常必要。这样，我们用[18F]-4-硝基苯基-2-氟代丙酸酯([18F]NFP)合成了[18F]FPDuramycin[6]。然而，[18F]FPDuramycin在肝和肾中放射性摄取较高，且合成过程复杂，不便于自动化合成。参考文献：1.黄婷婷，王红亮，唐刚华.细胞凋亡小分子PET显像剂的研究进展.2011,24(4):240-245.2.元龚骏,聂大红,唐刚华.临床用肿瘤细胞凋亡核医学显像剂研究进展.国际放射医学核医学杂志,2017,41(4):271-277.3.黄斌,方纬,田伟,王峰,李少华,付彤,孟庆乐,王自正.68Ga-NOTA-Duramycin实验研究的标记与生物分布.中华核医学与分子影像杂志,2012,32(4):286-290.4.ZhaoM,LiZ,BugenhagenS.99mTc-Labeledduramycinasanovelphosphatidylethanolamine-bindingmolecularprobe.JNuclMed,2008,49:1345–1352.5.ElvasF,·StroobantsS,·WyffelsL.Phosphatidylethanolaminetargetingforcelldeathimaginginearlytreatmentresponseevaluationanddiseasediagnosis.Apoptosis,2017,22:971–987.6.YaoS,HuK,TangG,LiangX,DuK,NieD,JiangS,ZangL.Positronemissiontomographyimagingofcelldeathwith[18F]FPDuramycin.Apoptosis,2014,19:841-850.
技术实现思路
本专利技术就是为了提供一种优良药代动力学特性，制备简单、放化产率高，可实现自动化生产的靶向磷脂酰乙醇胺(PE)的多种正电子放射性核素标记三聚乙二醇(PEG3)修饰耐久霉素(Duramycin)多肽药物：R-PEG3-Dur，其中R＝[Mm+]NOTA-，即多肽药物为[Mm+]NOTA-PEG3-Dur；或者R＝[Nn+]DOTA-，即多肽药物为[Nn+]DOTA-PEG3-Dur。引入三聚乙二醇(PEG3)为药代动力学基，可赋予R-PEG3-Dur具有更优药代动力学特性。本专利技术还涉及靶向磷脂酰乙醇胺(PE)的多种正电子放射性核素标记三聚乙二醇(PEG3)修饰耐久霉素(Duramycin)多肽药物的制备方法。68Ga半衰期较短(67.71min)，不适于长距离运输；而18F、64Cu和89Zr半衰期较长，分别为:109.8min、12.7h和78.4h，有利于延迟显像。放射合成多肽药物R-PEG3-Dur的关键是其前体NOTA-PEG3-Dur或DOTA-PEG3-Dur的制备。前体原料NOTA-PEG3-Dur或DOTA-PEG3-Dur的制备难度大、相当复杂且较繁琐，价格也相当昂贵。因而，本专利技术也涉及放射合成多肽药物的前体药物NOTA-PEG3-Dur或DOTA-PEG3-Dur的制备方法。本专利技术还涉及靶向磷脂酰乙醇胺(PE)的放射性标记三聚乙二醇(PEG3)修饰耐久霉素(Duramycin)多肽药物在制备正电子发射断层(PET)显像剂中的应用。本专利技术是这样实现的。-NOTA和-DOTA是结构相似的同系物，通过调节溶液pH，达到标记不同放射性离子目的，但其螯合放射性离子有所不同。-NOTA和-DOTA都可结合68Ga3+和64Cu2+，但-NOTA还可螯合Al3+，用于18F-标记，形成[Al18F]2+；而-DOTA不能稳定结合[Al18F]2+，但它可稳定结合89Zr4+和177Lu离子。本专利技术使用已获国家专利技术专利授权(专利号为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类靶向磷脂酰乙醇胺的放射性标记三聚乙二醇修饰耐久霉素多肽药物，由药效基团‑Dur、药代动力学基‑PEG3和结合放射性螯合基‑R构成多肽PET药物R‑PEG3‑Dur，其中R＝[M

【技术特征摘要】
1.一类靶向磷脂酰乙醇胺的放射性标记三聚乙二醇修饰耐久霉素多肽药物，由药效基团-Dur、药代动力学基-PEG3和结合放射性螯合基-R构成多肽PET药物R-PEG3-Dur，其中R＝[Mm+]NOTA-或[Nn+]DOTA-，其结构式为：其中，R＝[Mm+]NOTA-，标记放射性离子Mm+＝68Ga3+,[Al18F]2+或64Cu2+；或R＝-[Nn+]DOTA-，标记放射性离子Nn+＝68Ga3+,64Cu2+或89Zr4+。2.根据权利要求1所述的多肽药物，其特征在于：R＝[Mm+]NOTA-，即多肽药物为[Mm+]NOTA-PEG3-Dur，标记放射性核素离子Mm+为：68Ga3+,[Al18F]2+，或64Cu2+；或R＝[Nn+]DOTA-，即多肽药物为[Nn+]DOTA-PEG3-Dur，标记放射性核素离子Mn+为：68Ga3+,64Cu2+，或89Zr4+。3.权利要求1或2所述的多肽药物的制备方法，其特征在于用以下方法制成：以NOTA-PEG3-Du为前体原料，分别与68Ga3+、[Al18F]2+、64Cu2+发生螯合反应并经小柱分离纯化，制成多肽PET药物[Mm+]NOTA-PEG3-Dur，Mm+＝68Ga3+,[Al18F]2+，64Cu2+；或以DOTA-PEG3-Dur为前体原料，分别与68Ga3+、64Cu2+和89Zr4+发生螯合反应并经小柱分离纯化，可制成多肽PET药物[Nn+]DOTA-PEG3-Dur，Nn+＝68Ga3+,64Cu2+，89Zr4+。4.根据权利要求3所述多肽药物制备方法，其特征在于所说的前体原料NOTA-PEG3-Dur或DOTA-PEG3-Dur用以下方法制成：Dur修饰PEG3后形成Dur-PEG3-NH2，分别与溶于二甲亚砜的1,4,7-三氮杂环九烷基-N’,N’-二乙酸基-N-乙酰基丁二酰亚胺酯NOTA-NHS或1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N’,N”N”’-三乙酸基-N-乙酰基丁二酰亚胺酯DOTA-NHS，加入少量二异丙基乙胺至溶液呈微碱性，室温下反应1-2小时，用制备型HPLC分离纯化收集产品峰，经冷冻干燥后，即可分别获得前体多肽NOTA-PEG3-Dur或DOTA-PEG3-Dur。5.权利要求1或2所述的多肽药物的制备方法，其特征在于所说的[68Ga]NOTA-PEG3-Dur用以下方法制成：所说的前体原料NOTA-PEG3-Dur与用0.05M盐酸洗脱的68GaCl3溶液在弱酸条件下、100-110℃加热下反应约10min，用HLB小柱或SEP-PAKC18小柱分离纯化，得到符合要求的[68Ga]NOTA-PEG3-Dur注射液；所说的[68Ga]DOTA-PEG3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐刚华，聂大红，
申请(专利权)人：中山大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：广东,44