[发明专利]使用5-氟-5-脱氧戊糖或3-氟-3-脱氧戊糖标记生物活性分子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物活性化合物的缀合物，例如蛋白质或肽，和氟-标记的糖，特别是5-氟-5-脱氧戊糖或3-氟-3-脱氧戊糖，制备这些缀合物的过程和所述缀合物，特别是包含5-¹⁸F-5-脱氧戊糖或3-¹⁸F-3-脱氧戊糖的缀合物在成像，特别是正电子发射层析成像中的应用。

背景技术

通过正电子发射层析成像(PET)，氟-18同位素广泛用于医疗成像应用。其具有110分钟的半衰期，因此制备和处理含¹⁸F的分子的方法需要快速。用于PET的最常用的碳水化合物为2-¹⁸氟-2-脱氧-葡萄糖(2-[¹⁸F]-FDG，通常称为FDG，即，以使上下文暗指¹⁸F-标记)，在国际临床所有氟-18标记研究中，其占多于90%的比例。FDG最通常被给予癌症患者用于肿瘤检测和监测，出于该原因，在全世界许多PET中心和医院中，由氟化物-18快速制备2-FDG(在回旋加速器上生产)。

对用¹⁸F标记或结合(ligating)生物活性实体，例如肽和蛋白质的需求持续增长。肽和蛋白质可特别设计用于识别疾病组织或疾病细胞类型，并且如果使用氟-18标记并注入患者中，可产生患病的组织/细胞类型的图像。含¹⁸F的蛋白质缀合物可以因此用于成像(例如，通过PET)，从而允许临床医师诊断或监测疾病。

显著的技术挑战在于实现氟-18同位素与蛋白质的有效连接。在这方面，已使用了包括含氟芳香族化合物的小的疏水性含¹⁸F的分子，例如4-[¹⁸F]氟苯甲醛。然而，期望附加水溶性标记以使所得的¹⁸F-标记的蛋白质的总体性质不会太显著偏离其母体蛋白质的性质。

小的碳水化合物提供了机会以解决使用含氟芳香族化合物发现的问题，且关于这点，由于FDG目前的临床使用使其容易得到，FDG已被广泛探究作为标记分子(参见，例如，WO2005/086612A2(Immunomedics，Inc.))。FDG与蛋白质的结合依然为化学挑战，很少的有效缀合方法已被开发。然而，肟形成是用于实现糖结合的最可修正的方法(参见R.Haubner，H.J.Wester，F.Burkhart，R.Senekowitsch-Schmidtke，W.Weber，S.L.Goodman，H.Kessler和M.Schwaiger，J.Nucl.Med.2001，42，326-336；M.Schottelius，F.Rau，J.C.Reubi，M.Schwaiger和H.-J.Wester，Bioconjugate Chem.2005，16，429-437；R.D.Egleton和T.P.Davis，NeuroRx，2005，2，44-53；和D.E.Olberg和O.K.Hjelstuen，Curr.Topics Med.Chem，2010，10，1669-1679)。

迄今为止，实际上FDG是用于与肽形成肟的唯一的氟化的糖。方便地，FDG制备于或者被递送至几乎全世界所有的PET中心。然而，蛋白质-FDG结合的主要问题是形成期望的缀合物(例如，经由肟形成)的效率差。因此，必须使用高反应温度(高达130℃)和非常低的pH值(低至1-2)以允许缀合反应的足够效率。然而，这样的条件是不可取的：高温和低pH值对于大多数蛋白质和肽是不适合的，其在这样的条件下容易降解。

两个近来的出版物(2010年)已描述了开发备选的、更详细的方法来解决FDG与蛋白质结合效率差的问题。

第一种方法涉及通过[¹⁸F]-FDG对酶葡糖脑苷脂酶(GCase)基于机制的抑制，其在活性部位固定[¹⁸F]-FDG分子(C.P.Phenix，B.P.Rempel，K.Colobong，D.J.Doudet，M.J.Adam，L.A.Clarke和S.G.Withers.PNAS，2010，107，10842-10847)。然而，该方法局限于GCase酶和相关的酶，因此不能普遍适用。