一种肿瘤靶向性MRI造影剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种肿瘤靶向性MRI造影剂及其制备方法，其特征在于：所述造影剂中包括小分子钆螯合物部分和靶向载体部分，小分子钆螯合物部分和靶向载体部分通过共价键偶联；其中，所述小分子钆螯合物部分为Gd‑DO3A；所述靶向载体部分包含EBP分子。本发明专利技术的造影剂弛豫增强能力好，而且可以靶向性结合肿瘤细胞的EGFR，不仅具有很强的靶向造影效果，同时还延长了造影剂在体内的成像时间，从而可以减少造影剂的添加剂量，具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医学影像学领域，具体是指一种肿瘤靶向性MRI造影剂及其制备方法。
技术介绍
基于小分子钆螯合物造影剂的动态磁共振成像(MRI)技术现已成为恶性肿瘤的重要临床检查手段，在肿瘤发现、诊断、临床分期和疗效评估及预后判断上发挥越来越重要的作用。并且，随着科技的发展，构建具有肿瘤组织特异性的新一代高效、低毒MRI造影剂成为材料、医学等领域的研究热点。目前，商业化并应用于临床的小分子钆螯合物造影剂主要有钆-二乙基三胺五乙酸(Gd-DTPA，)及其衍生物(Gd-DTPA-BMA，和Gd-DTPA-BMEA，)；钆-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(Gd-DOTA，)及钆-1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7-三乙酸(Gd-DO3A)衍生物(Gd-DO3A-butrol，和Gd-HP-DO3A，)。但是，以上MRI造影剂均为细胞外试剂，在体内呈非特异性分布，其造影增强作用依赖于肿瘤组织丰富的血供，对肿瘤细胞本身没有特异选择性，所以MRI肿瘤成像仍存在特异性不高(与某些富血供的良性肿瘤鉴别困难)和对部分血供尚不够丰富的早期癌(如原位导管癌)敏感性不高等方面的主要问题。且上述造影剂经静脉注射后，迅速漏到血管外并被肾脏清除，体内停留时间短，有时为了达到诊断目的，不得不加大剂量，从而增加了出现不良反应的风险。为了提高MRI肿瘤成像的特异性、敏感性和减少不良反应，需要利用肿瘤细胞比非肿瘤细胞(如：正常细胞)中有更高表达和/或异常表达的受体作为靶点，借助配体与受体的结合具有高特异性、高选择性和高亲和力等生物学特性，将配体作为载体与钆螯合物结合形成化合物。当这些偶联物进入体内后，识别肿瘤细胞膜上特异性受体并与之结合，到达肿瘤区域，从而，提升组织间的图像对比，对受体过表达肿瘤具有良好的MRI增强效应。利用配体-受体反应靶向输送钆螯合物，需要该受体在靶细胞(肿瘤细胞)中比其他细胞有更高的表达，才能通过配体-受体途径使靶细胞结合高浓度的钆螯合物造影剂，并与非靶细胞形成明显差异，以实现钆螯合物靶向肿瘤的定向输送。比如申请号为201310625257.1的中国专利《一种氧化钆靶向磁共振造影剂》，利用叶酸修饰的聚乙二醇化的Gd2O3作为造影剂，但是该造影剂仅能靶向叶酸受体高表达的肿瘤细胞，只能用于脑胶质瘤的造影的早期诊断。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述不足提供一种肿瘤靶向性MRI造影剂及其制备方法，该MRI造影剂可以识别肿瘤细胞膜上特异性受体并与之结合，到达肿瘤区域，从而提升组织间的图像对比，对受体过表达肿瘤具有良好的MRI增强效应。本专利技术的技术方案如下：一种肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述造影剂中包括小分子钆螯合物部分和靶向载体部分，小分子钆螯合物部分和靶向载体部分通过共价键偶联；其中，所述小分子钆螯合物部分为Gd-DO3A；所述靶向载体部分包含EBP分子。优选的，所述靶向载体部分为R-EBP分子，其中R为二羧酸、聚乙二醇(PEG)、N-(2-羟基丙基)-甲基丙烯酰胺(HPMA)或聚酰胺-胺型(PAMAM)树形大分子聚合物中的一种。更优选的，所述靶向载体部分为辛二酸-EBP分子。优选的，所述共价键为酰胺键或双硫键。一种如上述肿瘤靶向性MRI造影剂的制备方法，其步骤包括：将DO3A-三叔丁基乙二胺与EBP分子进行酰胺缩合得到EBP-DO3A，然后与Gd(OAc)3反应即得到所述MRI造影剂。优选的，所述DO3A-三叔丁基乙二胺是将三叔丁基-DO3A经过氰基取代，氨基化，然后经过还原后得到的。优选的，将R与EBP分子缩合后得到R-EBP，然后再将R-EBP与DO3A-三叔丁基乙二胺进行酰胺缩合得到DO3A-R-EBP，最后将DO3A-R-EBP与Gd(OAc)3反应即得到所述靶向载体部分为R-EBP分子。现已证实，与非肿瘤细胞相比，表皮生长因子受体(epidermalgrowth factor receptor，EGFR)在肺癌、乳腺癌、结肠癌、肝癌、卵巢癌、膀胱癌、脑胶质瘤以及头颈部肿瘤等癌细胞中存在高表达或过表达，并发现EGFR的异常过表达与肿瘤细胞的恶变、粘附、转移以及血管生成等密切相关。多年来，针对EGFR的单克隆抗体和小分子酪氨酸激酶抑制剂已被临床广泛用于肿瘤的治疗，因此，EGFR作为阳性表达肿瘤的重要靶标，已经被深入的研究和临床应用。表皮生长因子(EGF)是EGFR最重要的配体，它与EGFR的结合具有高特异性、高选择性和高亲和力。Komoria等人报道，EGF中CMYIEALDKYAC序列是与EGFR结合的活性区域，故称该活性肽段为EGFR结合肽(EGFR-binding peptide，EBP)。鉴于EGFR在许多恶性肿瘤中都存在着阳性表达，以及EBP与EGFR结合的特异性，本专利技术将EBP引入到Gd-DO3A分子中进行分子修饰和改造，形成具有针对EGFR分子的肿瘤靶向性钆螯合物。它们作为肿瘤靶向性MRI对比剂，进入体内后，准确到达肿瘤组织并与细胞EGFR结合，表现出较高的弛豫效能，不仅能明显提高MRI肿瘤成像的特异性和敏感性，可为解决目前临床MRI在早期原位癌和浸润性癌诊断评估中出现的问题提供重要信息，而且能为肿瘤的分子分型和分子靶向药物疗效的在体评估提供重要信息，对于指导和监测分子靶向药物的应用也有极大的应用前景。附图说明图1为本专利技术的造影剂和造影剂作用于不同EGFR表达水平细胞的富集浓度直方图；图2为预先使用EGFR抑制剂后，本专利技术的造影剂和造影剂作用于不同EGFR表达水平细胞的富集浓度直方图；图3为本专利技术的造影剂和造影剂作用于不同EGFR表达水平细胞的体外核磁共振T1加权成像对比图；图4为预先使用EGFR抑制剂后，本专利技术的造影剂和造影剂作用于不同EGFR表达水平细胞的体外核磁共振T1加权成像对比图；图5为荷瘤裸鼠注射本专利技术的造影剂和造影剂前后MRI扫描对比图。具体实施方式以下结合附图通过具体实施例进一步说明本专利技术：以下未详细说明的部分均为本领域技术人员知晓的现有技术可以实现。实施例1：DO3A-tris(t-Bu)-EN(DO3A-三叔丁基乙二胺)的合成将4.0g DO3A-tris(t-Bu)(DO3A-三叔丁基酯)和4.3g K2CO3溶解于40mL乙腈中，搅拌1h后加入0.65mL溴乙腈，继续搅拌使其反应8h，反应完全后，通过G4烧结漏斗过滤反应物，减压旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱层析得一胶状物。然后，用30mL 7N氨/甲醇溶解上述胶状中间产物，加入1.5g雷尼镍(Ra-Ni)催化剂后，将混合物在室温和50psi H2下搅拌6h，反应完全后通过G4烧结漏斗过滤反应物，减压旋转蒸发除去溶剂，硅胶柱层析得DO3A-tris(t-Bu)-EN。实施例2：Gd-DO3A-EBP的合成将0.88g DO3A-tris(t-Bu)-EN、0.8g EBP和0.33g 1-羟基苯并三氮唑(HOBt)溶于5mL DMF中，加0.35mL N-甲基吗啉(NMM)，0℃搅拌15min后加入0.23mg N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺(EDC)，继续搅拌使其过夜，反应完全后减压旋转蒸发除去溶剂，HPLC纯化，冻干，得白色粉状物DO3A-EBP。将DO3A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述造影剂中包括小分子钆螯合物部分和靶向载体部分，小分子钆螯合物部分和靶向载体部分通过共价键偶联；其中，所述小分子钆螯合物部分为Gd‑DO3A；所述靶向载体部分包含EBP分子。

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述造影剂中包括小分子钆螯合物部分和靶向载体部分，小分子钆螯合物部分和靶向载体部分通过共价键偶联；其中，所述小分子钆螯合物部分为Gd-DO3A；所述靶向载体部分包含EBP分子。2.根据权利要求1所述肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述靶向载体部分为R-EBP分子，其中R为二羧酸、聚乙二醇、N-(2-羟基丙基)-甲基丙烯酰胺或聚酰胺-胺型树形大分子聚合物中的一种。3.根据权利要求2所述肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述靶向载体部分为辛二酸-EBP分子。4.根据权利要求1所述肿瘤靶向性MRI造影剂，其特征在于：所述共价键为酰胺键或双硫键。5.一种如权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，艾时斌，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北;42