放射性锝－99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物及其制備方法

專利名稱：放射性锝－99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物及其制備方法
技術領域：
放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物及其制備方法，本發明涉及放射性藥物及核醫學領域。
背景技術：
骨骼的主要無機鹽成份是羥基磷灰石晶體，其結構類似離子交換柱，具有很大表面積，通過化學吸附和離子交換從血液中獲取磷酸鹽和其它元素來完成代謝更新。放射性藥物如锝-99m[99mTc]-膦酸鹽靜脈注射后迅速被骨骼中羥基磷灰石晶體表面吸附沉積在骨骼內，特異地顯示骨骼的代謝情況。當局部骨骼有病損時，如炎癥、腫瘤、骨折等引起局部血流量和/或骨骼無機鹽代謝改變，均會在相應部位顯示放射性異常增高，這些異常通常在疾病早期就有明顯表現，采用锝-99m標記的雙膦酸鹽顯像可以對各種骨骼疾病做出早期診斷及明確定位。因此，骨顯像在臨床中得到了大量的應用。同位素骨顯像可用于下列情況(1)原發性骨腫瘤及骨腫瘤的軟組織和肺轉移的早期診斷；(2)檢查原因不明的骨痛；(3)選擇骨骼病理組織學檢查部位；(4)制定放療計劃；(5)淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、前列腺癌等其他系統腫瘤的術前分期及治療后的隨訪；(6)對可疑腫瘤患者進行篩選；(7)骨骼炎性病變的診斷及隨訪；(8)應力性骨折、缺血性骨壞死等骨關節創傷的鑒別診斷；(9)Paget病的定位診斷及治療后的隨訪。
成功地用于骨異常顯像的放射性核素是锝-99m[99mTc]。1971年Subramanian等介紹的99mTc多磷酸鹽標記物使骨影像學示蹤劑的研究有了很大發展。首先是因為99mTc的γ射線能量為140KeV(能量適中)，半衰期較短(半衰期為6.02h)，適合于顯像；其次，該核素由反應堆生產，價格便宜，能夠推廣使用。
第一個成功的99mTc標記多磷酸鹽為99mTc標記焦磷酸(99mTc-PYP)，它是帶P-O-P鍵的無機物，與人體骨中羥基磷灰石有相同的結構，因而與骨結合快，但該結構在活體內易被酶水解而不夠穩定。進一步研究表明，將焦磷酸中的P-O-P鍵用P-C-P鍵替代[即氧原子(O)用碳原子(C)替換]獲得的99mTc標記的雙磷酸鹽，具有在體內與骨結合快的特點，又不易被酶水解而更穩定。比較成功的用于臨床骨顯像的是锝-99m標記的亞甲基雙膦酸(99mTc-MDP)，它能被骨吸收，在骨代謝活躍或反應性骨病變區濃度較高，顯像時間也較長，是目前最常用的骨顯像劑。目前比較成功的锝-99m(99mTc)標記的雙膦酸的化學結構如結構通式1所示。雖然99mTc-MDP是目前臨床上常用的骨顯像劑，且全身骨顯像診斷骨轉移瘤的靈敏度高于CT、MRI及X線檢查，但特異性相對較低，因此，有必要進一步研究新型的雙膦酸鹽骨顯像劑。
R＝CH299mTc-methylene diphosphonate(99mTc-MDP)R＝CH-OH99mTc-hydroxymethylene diphosphonate(99mTc-HMDP)R＝CH3-C-OH99mTc-hydroxyethylene diphosphonate(99mTc-HEDP)結構通式1雙膦酸(鹽)藥物的發展至今已經發展到了三代。第一代在雙膦酸結構P-C-P的C鏈中含有直鏈烷基或有鹵素，以氯屈膦酸鈉(Clodronate)、依替膦酸鈉(Etidronate)為其代表；第二代在雙膦酸結構P-C-P的C鏈中引入末端氨基，以帕米膦酸鈉(Pamidronate)和阿侖膦酸鈉(Alendronate)為代表；第三代雙膦酸(鹽)的特點為在雙膦酸結構P-C-P的C鏈中含有環狀側鏈，以因卡膦酸二鈉(YM175，Incadronate)和唑來膦酸(Zoledronic Acid)為代表。第一和第二代的雙膦酸鹽藥物主要用作為骨質疏松癥的防治藥物，第三代的雙膦酸鹽藥物不僅用作為骨質疏松癥的防治藥物，而且還用于治療惡性腫瘤引起的骨轉移引起的疼痛及高鈣血癥等。
因卡膦酸二鈉是日本山之內公司開發的第三代雙膦酸鹽，于1997年在日本上市，其制劑規格為每安瓿含10mg因卡膦酸二鈉，臨床適應癥為惡性腫瘤骨轉移引起的高鈣血癥。我們也已經研制成功用于治療惡性腫瘤骨轉移引起的疼痛及高鈣血癥的“注射用因卡膦酸二鈉”。國外已有文獻(Makoto S，Susumu S，HiroshiI.New bone-seeking agentAnimal study of Tc-99m-incadronate.Annals ofNuclear Medicine，2002；1655～59)用锝-99m標記因卡膦酸二鈉作為骨顯像劑的報道。
美國專利US4939130(1990)報道了多種咪唑雙膦酸，其中之一、化學名為2-(咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸的化合物，即唑來膦酸(ZoledronicAcid)，目前已經被瑞士諾華(Novartist)公司開發成為用于治療惡性腫瘤骨轉移引起的高鈣血癥及多發性骨髓瘤和實體瘤所致骨轉移引起的疼痛(Corey E，Brown LG，Quinn JE，et al.Zoledronic acid exhibits inhibitory effects onosteoblastic and osteolytic metastases of protate cancer.Clinical CancerResearch，2003；9295～306)。但用锝-99m(99mTc)標記唑來膦酸，目前國內外都未見任何報道。

發明內容
本發明的目的是提出一種新型的锝-99m標記的雙膦酸，即锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物。同時，本發明還提出了锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物的制備方法，以及它們在人或動物的器官或組織中作為顯像劑的用途，特別是用作骨顯像劑。
本發明的技術方案唑來膦酸類的雙膦酸，其化學結構如結構通式2所示 結構通式2結構通式2中的R代表氫或者甲基等。當R為氫時為唑來膦酸，其化學名為2-(咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸(英文名為2-(imidazol-1-yl)-1-hydroxyethane-1，1-diphosphonic acid，簡寫為ZL)；當R為甲基時，其化學名為2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸(英文名為2-(2-methylimidazol-1-yl)-1-hydroxyethane-1，1-diphosphonic acid，簡寫為MZL)。
本發明提供的新的锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，其結構式如結構通式3所示。
結構通式3其中的R為氫或者甲烷基等。
锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物的制備方法是首先將唑來膦酸類的雙膦酸與一定量的還原劑、pH緩沖劑配制成藥盒，再加入適量的高锝酸溶液，將混合物振搖數分鐘，即得到锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物。還原劑是氯化亞錫(SnCl2.2H2O)、維生素C等。
锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，可以用于核醫學的診斷顯像，也可以用于治療類風濕、腫瘤等疾病。
本發明的有益效果本發明提出了一種新的雙膦酸骨顯像劑--锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，對美國專利US4939130報道的唑來膦酸藥物進行改進，用锝-99m來標記。同時，與文獻[劉麗琴等，北京師范大學學報(自然科學版)，2003年4月第39卷第2期230～233頁]報道的锝-99m標記的亞甲基雙膦酸(99mTc-MDP)比較，本發明產品的骨組織攝取量(Am，骨)(％ID/g)和(Am，骨/Am，血)比文獻值高，說明本發明產品作為骨顯像劑的效果會更好。
具體實施方案實施例1锝-99m唑來膦酸配合物(99mTc-ZL)的制備及其性能測定1)锝-99m唑來膦酸配合物的制備在10ml西林瓶中，加入唑來膦酸3～5mg，SnCl2·2H2O的鹽酸溶液0,05～0.2mL(鹽酸濃度為1mol·L-1，內含2.5g·L-1的SnCl2·2H2O)，搖勻后用磷酸鹽緩沖溶液(pH8.0)調節至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸(99mTcO4-)溶液18.5～185兆貝可(MBq)，充分混勻，室溫放置5～10分鐘，標記完畢，即得本發明所述的锝-99m標記的唑來膦酸配合物(99mTc-ZL)。
2)锝-99m唑來膦酸配合物標記率的測定锝-99m唑來膦酸配合物的標記率是指體系中锝-99m唑來膦酸配合物的放射性占總放射性的百分比。采用HPLC法測定采用美國Varian 5000型HPLC儀，色譜柱為C-18反相柱，流動相為水，流速為每分鐘1.0毫升。锝-99m唑來膦酸配合物的保留時間(Rt)為1.49分鐘，未反應的高锝-99m酸的保留時間(Rt)為2.39分鐘。結果表明99mTc-ZL的標記率大于95％。
3)锝-99m唑來膦酸配合物的體外穩定性的測定由于锝-99m的半衰期為6.02小時，因此，將新制備的锝-99m標記的唑來膦酸配合物置于室溫，不同時間(1、2、3、4、5和6小時)取樣分析，考察锝-99m標記的唑來膦酸配合物在室溫下的存放穩定性。實驗結果表明锝-99m唑來膦酸配合物在室溫下存放6小時后，其標記率和外觀均無明顯變化。仍能滿足臨床用藥的要求。
4)锝-99m唑來膦酸配合物在小鼠體內的生物分布按照實施例1中1)、2)制備好標記率大于90％的99mTc-ZL溶液。將24只正常小鼠(雌雄不拘，體重18～20克)隨機分為8組，從尾靜脈注射0.2mL(約0.80～1.10MBq)锝-99m標記的唑來膦酸配合物溶液，然后分別于注射后2、5、10、15、30、60、120和180分鐘將小鼠斷頭處死。取其心、肝、脾、肺、腎、肌肉、骨和血等有關組織和器官，稱重后在阱型γ探頭中測量放射性，計算每克組織的放射性占總注射劑量的百分數(％ID/g)以及骨與各個組織的放射性之比，小鼠全部血液的質量按其體重的6.5％計算。每個時相取3組平行數據，實驗結果以平均值表示。不同時間骨組織中攝取锝-99m唑來膦酸的量(Am，骨)(％ID/g)分別為5.41，5.51，7.08，10.40，13.45，9.78，10.05和8.55；不同時間血液中锝-99m唑來膦酸的量(Am，血)(％ID/g)分別為13.78，4.54，2.13，1.49，0.79，0.42，0.35，0.17；Am，骨/Am，血分別為0.39，1.21，3.33，6.98，17.03，23.29，28.71和50.29。
實施例2锝-99m標記的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物(99mTc-MZL)的制備及其性能測定1)99mTc-MZL的制備在10ml西林瓶中，加入2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸3～5mg，SnCl2·2H2O的鹽酸溶液0.05～0.2mL(鹽酸濃度為1mol·L-1，內含2.5g·L-1的SnCl2·2H2O)，搖勻后用磷酸鹽緩沖溶液(pH8.0)調節至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸(99mTcO4-)溶液18.5～185兆貝可(MBq)，充分混勻，室溫放置5～10分鐘，即得本發明所述的锝-99m標記的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物(99mTc-MZL)。
2)99mTc-MZL標記率的測定采用HPLC法測定采用美國Varian 5000型HPLC儀，色譜柱為C-18反相柱，流動相為V(w＝25％氨水)/V(水)＝1/9，流速為每分鐘1.0毫升。99mTc-MZL的保留時間(Rt)為1.39分鐘，未反應的高锝-99m酸(99mTcO4-)的保留時間(Rt)為2.41分鐘。結果表明99mTc-MZL的標記率大于95％。
3)99mTc-MZL的體外穩定性的測定由于锝-99m的半衰期為6.02小時，因此，將新制備的99mTc-MZL置于室溫，不同時間(1、2、3、4、5和6小時)取樣分析，考察99mTc-MZL在室溫下的存放穩定性。實驗結果表明99mTc-MZL在室溫下存放6小時后，其標記率和外觀均無明顯變化。
4)99mTc-MZL在小鼠體內的生物分布按照實施例2中1)、2)制備好標記率大于90％的99mTc-MZL溶液。將24只正常小鼠(雌雄不拘，體重18～20克)隨機分為8組，從尾靜脈注射0.2mL(約0.80～1.10MBq)99mTc-MZL溶液，然后分別于注射后2、5、10、15、30、60、120和180分鐘將小鼠斷頭處死。取其心、肝、脾、肺、腎、肌肉、骨和血等有關組織和器官，稱重后在阱型γ探頭中測量放射性，計算每克組織的放射性占總注射劑量的百分數(％ID/g)以及骨與各個組織的放射性之比，小鼠全部血液的質量按其體重的6.5％計算。每個時相取3組平行數據，實驗結果以平均值表示。不同時間骨組織中攝取99mTc-MZL的量(Am，骨)(％ID/g)分別為13.28，14.30，13.08，11.78，8.50，7.95，11.29，13.88；不同時間血液中99mTc-MZL的量(Am，血)(％ID/g)分別為15.73，6.18，3.49，2.54，0.69，0.34，0.145，0.099；Am，骨/Am，血分別為0.84，2.31，3.75，4.64，12.32，23.38，77.86，140.20。
而文獻[劉麗琴等，北京師范大學學報(自然科學版)，2003年4月第39卷第2期230～233頁]報道的锝-99m標記的亞甲基雙膦酸(99mTc-MDP)在30分鐘、60分鐘、120分鐘和180分鐘時的骨組織中攝取的量(Am，骨)(％ID/g)分別為3.26，4.79，3.87，7.71；不同時間血液中99mTc-MDP的量(Am，血)(％ID/g)分別為0.47，0.28，0.15，0.12；Am，骨/Am，血分別為6.91，17.31，26.22，67.34。
權利要求
1.一種放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，其結構式為 其中的R為氫或甲烷基。
2.根據權利要求1所述的放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，其中特別當R為氫時，所得的產物為锝-99m唑來膦酸配合物，其化學名為锝-99m標記的2-(咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物，簡寫為99mTc-ZL。
3.根據權利要求1所述的放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物，其中特別當R為甲基時，所得的放射性锝-99m標記的雙膦酸配合物，其化學名為锝-99m標記的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物，簡寫為99mTc-MZL。
4.一種權利要求1所述的放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物的制備方法，其特征在于該方法為在西林瓶中，加唑來膦酸類的雙膦酸3～5mg，再加鹽酸濃度為1mol·L-1，內含2.5gL-1的SnCl2·2H2O的SnCl2·2H2O的鹽酸溶液0.05～0.2mL，搖勻后用pH8.0的磷酸鹽緩沖溶液調節至pH5～7，加入新淋洗的高锝-99m酸溶液18.5～185兆貝可，充分混勻，室溫放置5～10分鐘，即得到所述的锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物。
5.根據權利要求4所述的放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物的制備方法，其特征在于該方法中所用的唑來膦酸類的雙膦酸為唑來膦酸，則制備得到如權利要求2所述的锝-99m標記的2-(咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物。
6.根據權利要求4所述的放射性锝-99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物的制備方法，其特征在于該方法中所用的唑來膦酸類的雙膦酸為2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸，則制備得到如權利要求3所述的锝-99m標記的2-(2-甲基咪唑-1-基)-1-羥基乙烷-1，1-二膦酸配合物。
全文摘要
放射性锝－99m標記的唑來膦酸類的雙膦酸配合物及其制備方法，屬于放射性藥物及核醫學領域。具體的唑來膦酸類的雙膦酸是指2－(咪唑－1－基)－1－羥基乙烷－1，1－二膦酸(唑來膦酸，ZL)、和2－(2－甲基咪唑－1－基)－1－羥基乙烷－1，1－二膦酸(MZL)。該類配合物的制備方法是，將配體唑來膦酸類的雙膦酸(ZL或MZL)、還原劑、pH緩沖劑等組成藥盒，再將高锝酸(
文檔編號A61P35/00GK1680409SQ20051003817
公開日2005年10月12日 申請日期2005年1月18日 優先權日2005年1月18日
發明者羅世能, 王洪勇, 謝敏浩, 何擁軍, 鄒霈, 劉婭靈, 劉曉亞 申請人:江蘇省原子醫學研究所