PSMA靶向的NIR染料及其用途制造技术

本发明专利技术的公开内容涉及与近红外(NIR)染料缀合的前列腺特异性膜抗原(PSMA)靶向的化合物和用于合成式(I)的化合物的方法的方法。

PSMA Targeted NIR Dyes and Their Applications

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PSMA靶向的NIR染料及其用途相关申请本专利申请要求2016年9月9日提交的第62/385528号美国临时专利申请的优先权权益。前述申请的内容在此通过引用整体并入本专利技术的公开内容。专利
本专利技术的公开内容属于诊断学领域。本专利技术的公开内容提供了合成和利用聚乙二醇连接基团的方法，所述聚乙二醇连接基团与用于肿瘤靶向成像的化合物缀合，所述肿瘤包括前列腺特异性膜抗原(PSMA)相关疾病，例如前列腺癌。氨基酸基团与荧光染料的缀合增加了化合物检测的特异性。考虑了用于其在诊断成像中的应用的化合物的制备和合成方法。专利技术背景前列腺是在膀胱下方的存在于骨盆中的男性生殖器官之一。它的作用是产生和储存精液，精液提供了对生殖过程中进入阴道的精子的存活至关重要的营养和液体。像许多其它组织一样，前列腺也容易发展恶性(癌性)或良性(非癌性)肿瘤。美国癌症协会预测，2005年将有超过230000名男性被诊断患有前列腺癌，超过30000名男性会死于该疾病。事实上，前列腺癌是西方社会最常见的男性癌症之一，并且是美国男性第二大恶性肿瘤形式。目前用于前列腺癌的治疗方法包括激素疗法、放射疗法、外科手术、化学疗法、光动力疗法和组合疗法。治疗的选择通常根据癌症的阶段而变化。然而，许多这些治疗方法影响患者的生活质量，特别是那些被诊断患有前列腺癌的50岁以上的男性。例如，使用激素药物通常伴有副作用，例如骨质疏松症和肝损伤。通过使用对导致疾病状态的组织更具选择性或特异性并且避开诸如骨骼或肝脏的非靶组织的治疗，可以减轻这样的副作用。如本文所述，前列腺特异性膜抗原(PSMA)代表这样的选择性或特异性治疗的靶点。手术切除恶性疾病构成了癌症初级治疗的最常见和有效的治疗方法之一。所有可检测的恶性病变的切除使得所有癌症患者中的约50％没有可检测到的疾病复发，并且可以延长预期寿命或降低看到癌症复发的患者的发病率。毫不奇怪，实现更加定量的细胞减灭的手术方法现在受到更仔细的审查。所有可检测的恶性病变的切除使得所有癌症患者中的约50％没有可检测到的疾病复发，并且可以延长预期寿命或降低看到癌症复发的患者的发病率。鉴于完全切除恶性病变的重要性，确保准确和完全识别恶性病变是有益的。目前通过三种方法完成手术期间恶性组织的识别。首先，许多肿瘤块和结节可以基于异常的颜色、质地和/或形态进行视觉检测。因此，肿瘤块可呈现杂色，看起来不对称且具有不规则的边界，或者从健康器官的轮廓突出。由于与相邻健康组织在可塑性、弹性或坚固性方面的差异，恶性肿块也可以以触觉识别。最后，可以使用荧光染料在术中定位一些癌症病灶，所述荧光染料被动地从原发性肿瘤流入引流淋巴结。在该后者的方法中，可以从视觉上鉴定、切除和检查发荧光的(前哨)淋巴结，以确定癌细胞是否已转移至这些淋巴结。PSMA的命名主要是由于其在前列腺癌细胞上更高水平的表达；然而，其对前列腺癌细胞的特定功能仍不清楚。与人体中的其它器官如肾、近端小肠和唾液腺相比，PSMA在恶性前列腺组织中过表达。PSMA还在大多数实体肿瘤的新血管系统中表达。尽管PSMA在脑中表达，但该表达很少，并且PSMA的大多数配体是极性的并且不能穿透血脑屏障。PSMA是分子量为-110kD的II型细胞表面膜结合糖蛋白，包括细胞内片段(氨基酸1-18)、跨膜结构域(氨基酸19-43)和广泛的细胞外结构域(氨基酸44-750)。虽然目前认为细胞内片段和跨膜结构域的功能是不重要的，但细胞外结构域参与几种不同的活动。PSMA在中枢神经系统中起作用，其中它将N-乙酰基-天冬氨酰谷氨酸(NAAG)代谢为谷氨酸和N-乙酰天冬氨酸。因此，它有时也称为N-乙酰基α连接的酸性二肽酶(NAALADase)。由于其在近端小肠中的作用，PSMA有时也被称为叶酸水解酶I(FOLHI)或谷氨酸羧肽酶(GCPII)，在近端小肠中其从聚-y-谷氨酸叶酸去除γ-连接的谷氨酸，和从肽和小分子去除α-连接的谷氨酸。PSMA还与人转铁蛋白受体(TfR)具有相似性，因为PSMA和TfR都是II型糖蛋白。更具体地，PSMA分别显示与TfR1和TfR254％和60％的同源性。然而，尽管由于链间巯基键的形成，TfR仅以二聚体形式存在，但PSMA可以以二聚体或单体形式存在。与许多其它膜结合蛋白不同，PSMA以与细胞表面结合受体如维生素受体类似的方式快速内化到细胞中。PSMA通过网格蛋白被膜小窝内化，随后可以循环到细胞表面或到达溶酶体。已经提出PSMA的二聚体和单体形式是可相互转化的，尽管相互转化的直接证据正在争论中。即便如此，只有PSMA的二聚体具有酶活性，而单体不具有酶活性。尽管PSMA在前列腺癌细胞的细胞表面上的作用仍然未知，但是已经认识到PSMA代表了用于选择性和/或特异性递送生物活性剂到这样的前列腺癌细胞的可行靶点，所述生物活性剂包括诊断剂、成像剂和治疗剂。抗PSMA单克隆抗体(mAb)7E11的放射免疫缀合物，称为扫描，目前用于诊断前列腺癌转移和复发。然而，这种药剂倾向于产生难以解释的图像(Lange，P.H.PROSTASCINTscanforstagingprostatecancer.Urology2001，57，402-406；Haseman，M.K.等人CancerBiotherRadiopharm2000，15，131-140；Rosenthal，S.A.等人TechUrol2001，7，27-37)。它与坏死的前列腺癌细胞中的PSMA的细胞内表位结合。最近，已经开发了单克隆抗体，其结合PSMA的细胞外结构域，并且已被放射性标记，并显示在动物的PSMA阳性前列腺肿瘤模型中积聚。然而，使用单克隆抗体的诊断和肿瘤检测已受到低渗透性的限制，因为它们的尺寸大[分子量(MW)～150000Da]和从非靶向组织清除缓慢。此外，由于它们的半衰期长(约30天)，用于成像或治疗目的的放射性或光学成像剂的选择性靶向是具有困难的。特别是患者必须在医院待更长的日子，并在医疗费用上花更多的钱。目前两种有希望的荧光引导的手术的方法正在处在为了临床应用的深入研究中。在一种方法中，可激活的NIR荧光探针由于其接近所附着的猝灭剂而在稳态下荧光最小，其在恶性组织中释放猝灭剂时变得发强荧光。最常用的释放机制之一涉及在染料和猝灭剂之间掺入肽序列，该肽序列可以被肿瘤富含的蛋白酶(即组织蛋白酶、半胱天冬酶和基质金属蛋白酶)特异性切割。这种策略的主要优点在于缺乏活化酶的组织中不存在荧光，使得组织沿排泄途径(例如肾、膀胱、肝)保持非荧光，除非它们偶然表达裂解酶。只要恶性病变在裂解蛋白酶中富集并且释放的染料保留在肿瘤中，这样的肿瘤激活的NIR染料也可以在肿瘤块中产生显著的荧光。这种方法的主要缺点源于许多相关水解酶的较差的肿瘤特异性(其中大多数也在经历自然重塑或经历炎症的健康组织中表达)。此外，期望的蛋白酶的丰度在肿瘤块之间可变化，导致一些恶性病变中荧光的激活缓慢或不激活，以及其它恶性病变中荧光的迅速发展。大多数情况下，这些可激活的肽含有超过20个通过肽键连接的氨基酸，这可能导致更高的分子量、更长的提前期(24小时)、在循环中肽酶对肽键的裂解、高假阳性结果和非常高的制造成本。可激活的染料使用的其它释放机制是循环之间和肿瘤内的pH差异或氧化还原电位的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于合成下式的化合物或其外消旋混合物的方法：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.09 US 62/3855281.一种用于合成下式的化合物或其外消旋混合物的方法：其中：R1选自：和其外消旋混合物：和R2由下式表示：所述方法包括如下步骤：(a)使式I的化合物：与下式的化合物：在氩气下，在极性有机溶剂、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐和N,N-二异丙基乙胺的存在下反应，以提供下式的化合物：或者或其外消旋混合物；(b)使下式的化合物或其外消旋混合物，与碳酸钠和下式的染料化合物反应：和(c)分离下式的化合物：其中n为0、1、2、3或4。2.权利要求1所述的方法，其中所述极性有机溶剂选自二甲基亚砜、二甲基甲酰胺和水。3.一种用于合成下式的化合物的方法：所述方法包括如下步骤：(a)使式I的化合物与下式的化合物：在氩气下，在极性有机溶剂、1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓-3-氧化六氟磷酸盐和N,N-二异丙基乙胺的存在下反应，以提供下式的化合物：(b)使下式的化合物：与碳酸钠和下式的染料化合物反应：(c)分离下式的化合物：其中n为0、1、2、3或4，和其中：R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9独立地选...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·A·库拉拉特纳，P·加加拉，
申请(专利权)人：目标实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US