用于肿瘤检测和外科手术指导的化合物和组合物制造技术

公开了具有以下结构(式(I))的化合物：其中(式(II))或(式(III))，X是阴离子(例如，生物学上合适的阴离子，例如氯离子、碘离子等)。Y是NH、NR

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于肿瘤检测和外科手术指导的化合物和组合物
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年8月14日提交的美国临时申请第63/066,072号的优先权，所述美国临时申请的公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]癌组织的外科手术切除是用于实体瘤治疗的重要手术。外科手术是治疗实体瘤最有效的方式之一。如果所有癌组织都可以在手术期间去除，那么延长无病生存期或者甚至治愈的机会就很高。然而，一些癌组织对于肉眼监测并不明显，因此外科手术结果可能不同。
[0004]即使通过MRI、CT和PET获得的术前成像已经显著提高了癌症诊断和治疗计划的功效，但目前的术中外科手术仍然主要依赖于外科医生的经验、技巧、周全和耐心。外科医生主要使用目视检查和触诊来鉴定可能的癌组织；然而，这两种方法通常是不充分的。在操作期间，外科医生主要在没有辅助的情况下通过白光下的肉眼可视化来鉴定癌组织，因此结果主要依赖于外科医生的经验。容易通过肉眼监测看到的大肿瘤可以被立即去除，但可能无法察觉的较小病灶可能被遗留。不完全切除可能导致疾病复发并且过度切除可能导致外科手术并发症，因此新兴技术荧光引导外科手术(FGS)正在被积极测试以加强术中操作的准确性、功效和效率。FGS需要用于增强癌组织的可见性的荧光探针以及用于实时检测荧光信号的荧光成像系统。尽管非靶向常规荧光染料(如吲哚菁绿、亚甲蓝和荧光素)已被FDA批准用于追踪血液、淋巴和尿液流动，但由于其在肿瘤中累积的被动性质，这些荧光染料在癌症成像中的效用有限。通过利用癌症的独特生理特性(例如，高受体表达和高酶活性)，设计了各种荧光探针来突出癌组织。荧光团已与靶向配体或响应性触发器缀合以构建肿瘤结合或酶可激活的荧光探针。全身施用的荧光探针通过优先结合或酶促激活来特异性地照亮癌组织，而不是正常组织，从而产生肿瘤与正常组织的高对比度。目前若干有前景的荧光探针正在进行FGS临床试验。
[0005]为了获得最大的信号与背景对比度，将大多数探针在成像前若干小时或若干天进行静脉内(IV)注射，以允许未结合探针的背景信号清除或酶可激活探针的信号生成。因此，患者必须在实际外科手术前许多小时或甚至许多天入院以进行造影剂注射，这延长了患者的住院时间。此外，IV施用的探针可能对小肿瘤(<2mm)的敏感性有限，因为由于肿瘤的脉管系统发育不全，探针可能无法到达小肿瘤。由于小肿瘤本就易于在手术期间被肉眼监测所忽略，并且可能是复发的来源，因此全身性药剂可能无济于事。探针的全身性施用还需要可能引起全身性副作用的大剂量。
[0006]对肿瘤具有快速接通速率的典型“常亮”荧光结合探针并不适合于“喷涂和观察”方法，因为给药在正常组织上的任何额外药剂都必须在成像前被洗掉。相反，低背景酶可激活探针避免了洗涤步骤，但缓慢的催化酶反应阻止了即时成像的可能性。肿瘤细胞通常表现出增强的糖酵解以维持其快速生长和增殖，并且实体瘤中的有氧环境改变了其代谢途径，以将葡萄糖转化为乳酸而不是丙酮酸。这些肿瘤细胞主动泵出质子以减少胞内乳酸积
聚，这最终导致肿瘤中的胞外pH从7.4显著降低至6.2
‑
6.9。肿瘤酸度与增强肿瘤生长、侵袭性和转移相关。这种肿瘤相关酸度也被用于通过将pH敏感性染料与肿瘤靶向基团(如抗体或肽)缀合来开发许多IV递送的pH响应性荧光探针。这些荧光探针的肿瘤特异性结合以及内化到酸性核内体和溶酶体中(pH＝4.5
‑
5.0)使肿瘤发出强荧光。然而，这种类型的探针与常见的IV施用探针具有类似的缺点。

技术实现思路

[0007]一方面，本公开提供了化合物。所述化合物可以用于在手术期间可视化(例如，突出显示)癌组织。
[0008]在多个实例中，本公开提供了化合物，其具有以下结构：
[0009][0010]其中
[0011]是或
[0012]X是阴离子(例如，生物学上合适的阴离子，例如氯离子、碘离子等)。Y是NH、NR
10
或CR
11
R
12
。Z是杂原子(例如，O、S或Se)。R和R1独立地选自甲基、乙基、丙基(例如，正丙基、异丙基)、丁基(例如，正丁基、异丁基、叔丁基)等以及其组合。在多个实例中，R和R1不两者都是氧原子(使得形成
‑
NO2)。在多个实例中，R和R1不两者都是氢原子。R2和R3独立地选自甲基、乙基、丙基(例如，正丙基、异丙基)、丁基(例如，正丁基、异丁基、叔丁基)等以及其组合。R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
11
和R
12
独立地选自氢、烷基(例如，甲基、乙基、丙基(例如，正丙基、异丙基)、丁基(例如，正丁基、异丁基、叔丁基))等以及其组合。在多个实例中，R4和R5可以是相同烷基(例如，甲基)。在多个实例中，R6和R7可以是相同烷基(例如，甲基)。
[0013]一方面，本公开提供了组合物，所述组合物包含本公开的一种或多种化合物。所述组合物可以包含一种或多种药学上可接受的载体。
[0014]一方面，本公开提供了使用本公开的一种或多种化合物或组合物的方法。本公开的方法可以用于患有或疑似患有癌症(例如，实体瘤)的个体。所述方法可以用于检测、鉴定、可视化实体瘤或以其它方式对实体瘤进行成像。
附图说明
[0015]为了更全面地理解本公开的性质和目的，应参考以下结合本文中的附图的详细描述。
[0016]图1示出了本公开的化合物。
[0017]图2示出了本公开的化合物。
[0018]图3示出了在pH 5.0和7.5下的发射最大值和强度差异。
[0019]图4示出了本公开的化合物的荧光光谱。
[0020]图5示出了本公开的化合物的细胞毒性数据。使用1μM的具有0.1％ DMSO的每种化合物和RPMI进行CCK8 MMT测定。将细胞温育0.5或1小时，用新鲜培养基洗涤，并且然后温育3天。
[0021]图6示出了CypH
‑
11(2μM于pH 5.0磷酸盐缓冲溶液中)的吸光度和荧光光谱。Ex
max
＝766nm，并且Em
max
＝785nm。
[0022]图7示出了pH响应性CypH
‑
11和pH不敏感性Cy7的比较。
[0023]图8示出了CypH
‑
1和CypH
‑
11的比较。
[0024]图9示出了在不同时间点处CypH
‑
11、CypH
‑
1和Cy7的肿瘤/肌肉对比率。
[0025]图10示出了用于本公开的化合物的通用合成方案。
[0026]图11示出了用于CypH
‑
11的合成方案。
[0027]图12示出了CypH
‑
11和CypH
‑
1的化学结构和表征。(A)CypH
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种化合物，其具有以下结构：其中X是阴离子；Y是NH、NR
10
或CR
11
R
12
；Z是选自O、S或Se的杂原子；R和R1独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基、叔丁基以及其组合；R2和R3独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正丁基、叔丁基以及其组合；R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
11
和R
12
独立地选自氢、烷基以及其组合，条件是所述化合物不具有以下结构：2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构：3.根据权利要求2所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构：
4.根据权利要求3所述的化合物，其中所述化合物具有以下结构：5.一种组合物，其包含根据权利要求1所述的化合物以及药学上可接受的载体。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述化合物的浓度为0.5至10μM。7.根据权利要求5所述的组合物，其中所述组合物是可喷涂组合物或口腔冲洗液。
8.一种确定需要治疗的个体中的实体瘤的存在和/或位置的方法，所述方法包括：向所述个体上/中的所关注的区域施用或给药根据权利要求1所述的化合物或包含所述化合物的组合物；将所述所关注的区域暴露于近红外电磁辐射；以及对所述所关注的区域进行成像和/或可视化，其中所述实体瘤的存在和/或位置被确定。9.根据权利要求8所述的方法，其中从所述暴露生成信号，并且所述信号在少于5分钟内被检测到。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述信号在少于1分钟内被检测到。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述施用/给药是局部施用/给药。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述局部施用/给药是喷涂或口腔冲洗。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：CH，
申请(专利权)人：美泰康公司，
类型：发明
国别省市：