專利名稱：免疫激活和選定癌癥成像所用的正電子發(fā)射斷層照相術(shù)探針的制作方法
免疫激活和選定癌癥成像所用的正電子發(fā)射斷層照相術(shù)探
針本申請(qǐng)所描述的研究 由DOE補(bǔ)助項(xiàng)目DE-FG02-06ER64249支持。政府在該申請(qǐng)中 可擁有一定權(quán)利。
背景技術(shù)：
分子成像方法，例如正電子發(fā)射斷層照相術(shù)(PET)的進(jìn)步使在臨床前與臨床條件 下對(duì)全身進(jìn)行分子與細(xì)胞機(jī)理的測(cè)定成為可能。上述測(cè)定具有廣泛的診斷實(shí)用性，且其評(píng) 價(jià)治療反應(yīng)以及協(xié)助藥物開發(fā)的用途正在快速擴(kuò)展。最近在小鼠中的研究證明了使用PET 觀察免疫應(yīng)答的可行性。我們以及其他人表明了抗腫瘤T細(xì)胞免疫可使用PET報(bào)道基因成 像加以監(jiān)視。類似的方法可使評(píng)價(jià)T細(xì)胞運(yùn)輸成為可能，從而擴(kuò)展到用于進(jìn)行癌癥免疫療 法的患者。雖然如此，開發(fā)允許直接測(cè)定免疫功能的新型探針應(yīng)能顯著拓寬PET成像的用 途。多種細(xì)胞表面受體與胞內(nèi)酶都有可能通過PET使用專門的探針進(jìn)行成像。近來，在自 免疫脫髓鞘作用的小鼠模型中，我們顯示了稱為[18F]氟脫氧葡萄糖([18F]FDG)的針對(duì)糖酵 解的探針可使得基于PET，通過該探針在器官中的分布來監(jiān)視疾病發(fā)生，以及監(jiān)視免疫抑制 治療成為可能。然而，[18F]FDG在非淋巴組織，包括心，腦與肝中積聚。本發(fā)明涉及開發(fā)用 于監(jiān)視與基礎(chǔ)細(xì)胞事件，例如增殖，細(xì)胞凋亡，惡性轉(zhuǎn)化或淋巴細(xì)胞激活等有關(guān)的生物化學(xué) 級(jí)聯(lián)作用的分析法與新型探針。概述在本發(fā)明所述實(shí)施方案中，PET探針包括具有式IA和/或式IB結(jié)構(gòu)的化合物
AA
RiR2R2Ri
式IA式1B.Rl可為H，0H,或F，R2可為H，0H,或F，R3可為H或F，而R6可為H或F。A可選
自下組 R4可為H，鹵素，或1到6個(gè)碳的烷基。R5可為H，鹵素，或1到6個(gè)碳的烷基。Rl， R2，R3，R4，R5與R6中一個(gè)或更多可為放射性同位素，例如，18F, 76Br與124I0例如，A可為 和Rl可為OH或氟，R2可為氫或氟，R3可為氟，R4可為H，F(xiàn)，Cl，Br, I，CH3，或 C2H5，而Rl，R2，R3與R4中一個(gè)或更多可為18F。例如，A可為 和Rl可為OH或氟，R2可為氫，R3可為氟，R5可為Cl，F(xiàn)，Br, I，CH3，或C2H5，而 Rl, R2，R3與R5中一個(gè)或更多可為18F。例如，R4可為H，F(xiàn)，Cl，Br，或CH3，R5可為Cl, Rl, R3，R4，和/或R6可為放射性同位素18F。R2與R5可為非按天然比例出現(xiàn)的非放射性同位 素。本發(fā)明PET探針的一些例子包括下述 [18F] D-FXAC[18F] L-FXAC,(D-18F-FXAC ；(L-18F-FXAC ；
2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-鹵代2'-脫氧 _2' -[18F]氟 代-5-鹵代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧 [18F] D-FRAC[18F] L-FRAC(D-18F-FRAC ；(L-18F-FRAC ；2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-烷基2'-脫氧 _2' -[18F]氟 代-5-烷基- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧 [18F] D-FAC[18F] L-FAC(D-18F-FAC ；2'-脫氧_2' -[18F]氟代IL-18F-FAC ;2'-脫氧_2' -[18F] 氟代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧
啶} D-2-18F-CAL-2-18F-CA{2-氯代-9- (2-脫氧-2- [18F]氟代{2_ 氯代 _9_ (2_ 脫氧 _2_ [18F] 氟代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌 呤} D-3-18F-CAL-3-18F-CA{2-氯代-9- (3-脫氧-3- [18F]氟代{2_ 氯代 _9_ (3_ 脫氧 _3_ [18F] 氟代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌 呤} D-化合物#5L-化合物#5
{2'，2'-脫氧-2'，2' - 二氟代{2'，2'-脫氧 _2'，2' -二 氟代β -D-阿拉伯呋喃糖苷β -L-阿拉伯呋喃糖苷-5-[18F]氟代胞嘧啶；-5-[18F]氟代胞嘧啶；5-[18F]氟代5-[18F]氟代-2'，2' -二氟代脫氧胞嘧啶-2'，2' - 二氟代脫氧胞嘧啶核 苷核苷的異構(gòu)體}的異構(gòu)體} D-化合物#6L-化合物#6{2'，3' _ 二脫氧-2' -[18F]氟代{2'，3' _ 二脫氧 _2' -[18F] 氟代-3'-氟代-β-D-阿拉伯呋喃-3'-氟代-β-L-阿拉伯呋 喃糖苷胞嘧啶}糖苷胞嘧啶} D-化合物#7L-化合物#7{2'，3' - 二脫氧-2'-氟代-3'-[18F]氟代{2'，3' - 二脫氧 _2'-氟 代-3'-[18F]氟代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶 D-18F-FMACL-18F-FMAC{2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-甲基{2'-脫氧-2' -[18F]氟 代-5-甲基- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧
啶} D-18F-FBACL-18F-FBAC{2 ‘-脫氧-2 ‘ - [18F]氟代-5-溴代{2 ‘-脫氧 _2 ‘ - [18F]氟 代-5-溴代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧
啶} D」8F_FCACL」8F-FCAC{2 ‘-脫氧-2 ‘ - [18F]氟代-5-氯代{2 ‘-脫氧 _2 ‘ - [18F]氟 代-5-氯代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧
啶} D-18F-FFACL-18F-FFAC{2 ‘-脫氧-2 ‘ - [18F]氟代-5-氟代{2 ‘-脫氧 _2 ‘ - [18F]氟 代-5-氟代- β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧
啶}對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言顯而易見，除所述化合物外，所述PET探針可包括 一個(gè)或更多可藥用載體和/或賦形劑。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可根據(jù)擬實(shí)施的應(yīng)用選擇合適 的可藥用載體和/或賦形劑。舉例而言，所述PET探針可為dCK底物。舉例而言，所述PET探針可對(duì)脫氨作用具 有抗性，例如，對(duì)胞嘧啶核苷脫氨基酶(CDA)或腺嘌呤核苷脫氨基酶具有抗性。舉例而言， 對(duì)脫氨作用具有抗性的 PET 探針可為[18F]L-FAC，[18FlL-FXAC, [18F]L_FBAC，[18F]L_FCAC， [18F] L-FFAC, [18F] L-FRAC, [18F] L-FMAC, [18FjF-CA, D_2-18F_CA，L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 與 L-3-18F-C。舉例而言，所述PET探針可用于選自下組病狀的診斷與治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，炎 性腸病，I型糖尿病，EAE (實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎)，多發(fā)性硬化癥，動(dòng)脈粥樣硬化，自 身免疫性疾病與癌癥。舉例而言，所述PET探針可用于在用抗癌劑治療癌癥中評(píng)價(jià)其功效， 其中所述抗癌劑通過核苷運(yùn)載蛋白并通過脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)介導(dǎo)的磷酸化攝入 細(xì)胞內(nèi)。本發(fā)明所述合成PET探針的方法可包括下述。2-0-[(三氟甲基)磺酰]_1，3， 5-三-0-苯甲?；?α -D-呋喃核糖(5-苯甲酰羥甲基-4，2_苯甲酰氧_3_三氟甲基磺 化呋喃的異構(gòu)體)可與[18F]氟離子反應(yīng)。2-脫氧-2-[18F]氟代-1，3，5-三-0-苯甲酰 基-α-D-阿拉伯呋喃糖(5-苯甲酰羥甲基-4，2_苯甲酰氧-3-18氟代呋喃的異構(gòu)體)可與 溴化氫反應(yīng)。2-脫氧-2_[18F]氟代_3，5-二-0-苯甲?；?α-D-阿拉伯呋喃糖苷溴化物 (5-苯甲酰羥甲基-4-苯甲酰氧-3-18氟代-2-溴代呋喃的異構(gòu)體)可與4-Ν-(三甲基甲硅 烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺(意即，N-(三甲基甲硅烷基)-2-((三甲基甲 硅烷基)氧)嘧啶-4-胺)反應(yīng)。而且，1-(2’-脫氧-2’-[18捫氟代_3，5-二-0-苯甲酰 基-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(1-(4-苯甲酰羥甲基-3-苯甲酰氧-2-脫氧-2-18氟 代阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶的異構(gòu)體)可與醇鹽反應(yīng)生成所述PET探針。所述醇鹽可為， 例如，堿金屬甲醇鹽，例如，甲醇鈉。合成本發(fā)明所述PET探針的方法可包括下述。2-0-[(三氟甲基)磺酰]_1，3， 5-三-0-苯甲酰基-a-L-呋喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟代_1， 3,5-三-0-苯甲?；? a -L-阿拉伯呋喃糖作為第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟代-3，5- 二 -O-苯甲酰 基-a-L-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第二個(gè)放射性標(biāo)記 的中間產(chǎn)物可與4-Ν-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺反應(yīng)以生成 1-(2’_脫氧-2’-[18F]氟代_3，5-二-O-苯甲?；?β-L-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶作為 第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與醇鹽反應(yīng)以生成所述 [18F] L-FACPET 探針。
合成本發(fā)明所述[18F]-CA PET探針的方法可包括下述。2_氯代腺嘌呤核苷可與 單甲氧三苯甲基氯化物以生成第一個(gè)中間產(chǎn)物。第一個(gè)中間產(chǎn)物可與三氟甲磺酰氯反應(yīng)以 生成第二個(gè)中間產(chǎn)物。而第二個(gè)中間產(chǎn)物可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成所述[18F]-CA PET 探針。例如，[18F]D-CA PET探針可通過下述方法合成即將D-2-氯代腺嘌呤核苷與單甲氧 三苯甲基氯化物反應(yīng)生成第一個(gè)中間產(chǎn)物，其可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成所述[18F]D-CA PET探針。例如，[18FJL-CA PET探針可通過下述方法合成即將L-2-氯代腺嘌呤核苷與單甲 氧三苯甲基氯化物反應(yīng)以生成第一個(gè)中間產(chǎn)物，其可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成所述[18F] L-CA PET 探針。合成本發(fā)明所述[18F]D-FXAC PET探針的方法可包括下述。2_0_[(三氟甲基)磺 酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?α -D-呋喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2_脫氧_2_ [18F] 氟代-1，3，5-三-0-苯甲酰基-α -D-阿拉伯呋喃糖作為第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第 一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2- [18F]氟代-3，5- 二 -0-苯甲 ?；?a -D-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第二個(gè)放射性標(biāo) 記的中間產(chǎn)物可與5-鹵代-4-Ν-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺 反應(yīng)以生成5-鹵代-1-(2’ -脫氧-2’ -[18F]氟代-3，5- 二 -0-苯甲酰基-β -D-阿拉伯呋 喃糖苷)胞嘧啶作為第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。而第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與 醇鹽反應(yīng)以生成所述[18F] D-FXAC PET探針5-鹵代-1_(2’_脫氧-2’-[18F]氟代-β -D-阿 拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶。例如，鹵代可為氟代，氯代或溴代。合成本發(fā)明所述[18F]L-FXAC PET探針的方法可包括下述。2_0_[(三氟甲基)磺 酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?α -L-呋喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2_脫氧_2_ [18F] 氟代-1，3，5-三-0-苯甲酰基-α -L-阿拉伯呋喃糖作為第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第 一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2- [18F]氟代-3，5- 二 -0-苯甲 酰基-a -L-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第二個(gè)放射性標(biāo) 記的中間產(chǎn)物可與5-鹵代-4-Ν-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺 反應(yīng)以生成5-鹵代-1-(2’ -脫氧-2’ -[18F]氟代-3，5- 二 -0-苯甲酰基-β -L-阿拉伯呋 喃糖苷)胞嘧啶作為第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。而第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與 醇鹽反應(yīng)以生成所述[18F] L-FXAC PET探針5-鹵代-1- (2 ’ -脫氧-2，- [18F]氟代-β -L-阿 拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶。例如，鹵代可為氟代，氯代或溴代。合成本發(fā)明所述[18F]D-FRAC PET探針的方法可包括下述。2_0_[(三氟甲基)磺 酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?α -D-呋喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2_脫氧_2_ [18F] 氟代-1，3，5-三-0-苯甲?；?α -D-阿拉伯呋喃糖作為第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第 一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟代-3，5- 二 -0-苯 甲酰基-α -D-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與5-(低級(jí)烷基)-4-N-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基) 嘧啶-4-胺反應(yīng)以生成5-(低級(jí)烷基)-1-(2’ -脫氧-2’ -[18F]氟代_3，5-5-0-苯甲酰 基-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶作為第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。而第三個(gè)放射性 標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與醇鹽反應(yīng)以生成所述[18F]D-FRAC PET探針5-(低級(jí)烷基)-1-(2’_脫 氧_2’ -[18F]氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶。例如，低級(jí)烷基可為具有1到6個(gè)碳 的烷基。例如，所述低級(jí)烷基可為甲基，從而所述合成的PET探針為[18F]D-FMAC。
合成本發(fā)明所述的[18F]L_FRAC PET探針可包括下述。2_0_[(三氟甲基) 磺酰]_1，3，5-三-0-苯甲?；?a-L-呋喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2_脫 氧_2-[18F]氟代-1，3，5-三-0-苯甲?；? a -L-阿拉伯呋喃糖作為第一個(gè)放射性標(biāo)記 的中間產(chǎn)物。第一個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟 代-3，5- 二 -0-苯甲酰基-α -L-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn) 物。第二個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與5-(低級(jí)烷基)-4-Ν-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三 甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺反應(yīng)以生成5-(低級(jí)烷基)-1-(2’ -脫氧-2’ -[18F]氟代_3， 5-二-0-苯甲?；?β -L-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶作為第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物。而 第三個(gè)放射性標(biāo)記的中間產(chǎn)物可與醇鹽反應(yīng)以生成所述[18F]L-FRAC PET探針5_(低級(jí)烷 基)-1-(2’_脫氧-2’-[18F]氟代-β-L-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶。例如，低級(jí)烷基可為 具有1到6個(gè)碳的烷基。例如，所述低級(jí)烷基可為甲基，從而所述合成的PET探針為[18F] L-FMAC。本發(fā)明所述的成像方法可包括下述?？蓪ET探針與生物材料接觸。PET成像可 用于確定所述PET探針在所述生物材料中的局部濃度。而所述PET探針的局部濃度可與局 部免疫應(yīng)答相關(guān)聯(lián)。所述局部免疫應(yīng)答可為激活T淋巴細(xì)胞的聚集，而所述激活的T淋巴 細(xì)胞可較之非激活T淋巴細(xì)胞每細(xì)胞攝取更多量的PET探針。許多PET探針，例如，[18F] D-FAC，可施用于動(dòng)物或人類。舉例而言，所述PET探針可為dCK底物和/或?qū)γ该摪弊饔?具有抗性，例如，胞嘧啶核苷脫氨基酶(CDA)或腺嘌呤核苷脫氨基酶。PET成像可用于在動(dòng)物或人類中確定PET探針的局部濃度，而所述PET探針的局 部濃度可與局部免疫應(yīng)答或瘤形成組織相關(guān)聯(lián)。舉例而言，所述PET探針的局部濃度可與 器官中或淋巴系統(tǒng)一部分中異?；钚杂嘘P(guān)，所述淋巴系統(tǒng)一部分可以舉出淋巴結(jié)或脾臟為 例。舉例而言，所述PET探針的局部濃度可與淋巴瘤損害或惡性淋巴疾病相關(guān)聯(lián)。所述動(dòng) 物或人類可具有下述病狀例如癌癥，淋巴結(jié)病，黑色素瘤，白血病，神經(jīng)膠質(zhì)瘤，自身免疫 性疾病，發(fā)育異常，病毒感染，細(xì)菌感染，寄生蟲感染，感染，代謝疾病，炎癥，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié) 炎，炎性腸病，I型糖尿病，實(shí)驗(yàn)性自體免疫性腦脊髓炎(EAE)，多發(fā)性硬化，和/或動(dòng)脈粥 樣硬化。所述PET探針可用于診斷和/或治療上述病狀。所述動(dòng)物或人類可接受下述的治 療例如癌癥免疫療法，免疫療法，干擾素療法，接種疫苗，放射性療法，化學(xué)療法，和/或抗 生素療法。舉例而言，所述PET探針的局部濃度可用于診斷癌癥和/或監(jiān)視癌癥治療。本發(fā)明所述的成像方法可包括下述?？蓪⒆鳛閐CK底物對(duì)脫氨作用具有抗性的 PET探針與生物材料接觸。舉例而言，所述PET探針可為胞嘧啶或腺嘌呤核苷類似物。PET 成像可用于在生物材料中確定所述PET探針的局部濃度。所述PET探針的局部濃度可與局 部免疫應(yīng)答或瘤形成組織相關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明所述方法中，所述PET探針可用于診斷，治療和/或監(jiān)視下述病狀的治療例如癌癥，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，炎性腸病，I型糖尿病，EAE，多發(fā)性硬化，以及動(dòng)脈粥樣硬化。所述PET探針可用于在使用抗癌劑，例如阿糖胞苷或2’ - 二氟脫氧胞嘧啶核苷治療癌 癥中評(píng)價(jià)其功效，其中所述抗癌劑通過核苷運(yùn)載蛋白與脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)介導(dǎo)磷 酸化攝入細(xì)胞內(nèi)。本發(fā)明所述預(yù)測(cè)對(duì)溶癌性前藥耐藥性的方法包括下述?？蓪⑾率鯬ET探針與贅 ^^lffiftm [18fjd-fac, [18f] l-fac, [18f]d-fxac, [18f] l-fxac, [18f]d-ffac, [18f] l-ffac,d-fcac, [18f]l-fcac, [18f]d-fbac, [18f]l-fbac, [18f]d-frac, [18f]l-frac, [18f]
D-FMAC, [18F] L-FMAC, 18F-CA, D_2-18F_CA，L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 或 L_3-18F_CA。舉例而言， 所述贅生物中的細(xì)胞可為白血病，急性非淋巴細(xì)胞性白血病，急性淋巴細(xì)胞性白血病，慢性 髓細(xì)胞性白血病的急性轉(zhuǎn)化期，腦膜白血病，胰臟癌，卵巢癌，乳房癌，非小細(xì)胞肺癌，B細(xì)胞 慢性淋巴細(xì)胞性白血病，毛細(xì)胞性白血病，復(fù)發(fā)的急性淋巴母細(xì)胞性白血病或頑固性急性 淋巴母細(xì)胞性白血病細(xì)胞。舉例而言，代表性的表達(dá)dCK的贅生物細(xì)胞可為L(zhǎng)1210小鼠白 血病細(xì)胞，而代表性的不表達(dá)dCK的贅生物細(xì)胞可為L(zhǎng)1210-10K小鼠白血病細(xì)胞。PET成像 可用于確定在贅生物中所述PET探針的局部濃度。所述PET探針的局部濃度可與基線水平 相比較。顯著低于基線水平的PET探針局部濃度可與贅生物中低dCK表達(dá)相關(guān)聯(lián)。贅生物 的低dCK表達(dá)可與對(duì)溶癌性核苷類似物耐藥性相關(guān)聯(lián)。所述基線水平可對(duì)應(yīng)于，例如，在表 達(dá)與不表達(dá)dCK的代表性贅生物細(xì)胞中所述PET探針的平均濃度。舉例而言，所述溶癌性 前藥可為胞嘧啶阿拉伯糖苷(Ara-C)，氟達(dá)拉濱(fludarabine)，克拉屈濱(cladribine)， 克羅拉濱(clofarabine)或吉西他濱(gemcitabine)。在本發(fā)明所述的實(shí)施方案中，PET探針為對(duì)酶脫氨作用由抗性的dCK底物，所述酶 可舉出胞嘧啶核苷脫氨基酶(CDA)或腺嘌呤核苷脫氨基酶為例。舉例而言，所述PET探針 可為[18F] L-FAC, [18F] L-FXAC, [18F] L-FBAC, [18F] L-FCAC, [18F] L-FFAC, [18F] L-FRAC, [18F] L-FMAC, [18FjF-CA, D_2-18F_CA，L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 與 L_3-18F_CA。附圖的簡(jiǎn)單描述

圖1是對(duì)滯留于激活型與未刺激型T淋巴細(xì)胞中并摻入DNA中的氟化脫氧胞嘧啶 核苷類似物的鑒定。圖IA顯示數(shù)種脫氧胞嘧啶核苷類似物的相對(duì)胞內(nèi)滯留水平；圖IB顯 示dFdC與D-FAC化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)；圖IC顯示[3H]dFdC和[3H]D_FAC滯留于激活的小鼠 ⑶8+T細(xì)胞中；圖ID顯示細(xì)胞攝取[3H]D-FAC ；而圖IE顯示[3H]D-FAC摻入正在增殖的T細(xì) 胞的DNA中。圖2A展示本發(fā)明實(shí)施方案所述的15種化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。圖2B，2C與2D顯示使用[18F]D_FAC進(jìn)行的microPET掃描。圖3A展示1-(2’_脫氧-2’-[18F]氟代阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(本文中稱[18F] D-FAC)的放射化學(xué)合成。圖3B展示2-氯代-9-(2-脫氧_2_[18F]氟代-β _D_阿拉伯呋 喃糖苷)腺嘌呤(本文中稱2-18F-CA)的放射化學(xué)合成。圖4A到圖4J展示2-氯代_9-(2’ -脫氧_2’ -[18F]氟代-β _D_阿拉伯呋喃糖 苷)腺嘌呤(本文中稱 2-[18F]-CA)，3-[18F]-CA，[18FjL-FAC, [18F]D_FMAC，[18F]L_FMAC，[18F] D-FBAC, [18F] L-FBAC, [18F]D_FCAC，[18F] L-FCAC, [18F]D_FFAC 禾口 [18F] L—FFAC 的放射化學(xué)合 成。圖5顯示[18F]D-FAC對(duì)淋巴器官的選擇性。圖5A顯示數(shù)字化全身放射性自顯影(DffBA)；圖5B與5C顯示microPET/CT掃描；圖5D顯示在胸腺細(xì)胞與脾細(xì)胞中的[18F] D-FAC 滯留；圖5E顯示每個(gè)細(xì)胞譜系中[18F]D-FAC滯留的比例。圖6顯示在原發(fā)抗腫瘤免疫應(yīng)答高峰期在脾臟與淋巴結(jié)中[18F] D-FAC的增加的滯 留。圖6A顯示microPET/CT圖像；圖6B顯示[18F] D-FAC在脾臟與淋巴結(jié)中的積聚；圖6C 顯示[18F] D-FAC在⑶8+T細(xì)胞和未刺激型細(xì)胞毒T細(xì)胞中[18F] D-FAC的相對(duì)滯留；圖6D與 6E顯示說明[18F]FDG與[18F]FLT探針積聚的microPET/CT圖像。
圖7顯示[18F]D-FAC microPET/CT允許觀察與系統(tǒng)性自身免疫相聯(lián)系的增長(zhǎng)的淋 巴，并可用于監(jiān)視免疫阻抑性治療性干予。圖8為顯示針對(duì)BDC-2. 5T細(xì)胞受體轉(zhuǎn)基因小鼠實(shí)施的micro-PET掃描的簡(jiǎn)圖，其 中對(duì)所述小鼠施用了 [18F]D-FAC。圖8A顯示microPET/CT圖像；圖8B展示在尸體解剖組 織試樣中測(cè)得的[18F]D-FAC積聚。圖9顯示本公開中討論的一些氟化尿嘧啶，胸腺嘧啶與胞嘧啶類似物的化學(xué)結(jié) 構(gòu)。圖10為顯示[18F]D-FAC生物分布的簡(jiǎn)圖。圖10A顯示注射了 [18F]D-FAC的正常小 鼠的多種器官中經(jīng)校正衰變的平均時(shí)間-活性曲線，由尸體解剖組織試樣確定并表明[18F] D-FAC的積聚。圖10B顯示在注射60分鐘后自尸體解剖組織試樣測(cè)得的[18F]D_FAC的生 物分布。圖11為顯示[laF]D-FAC潛在代謝途徑的草圖。圖12顯示人類與鼠類惡性腫瘤的[18F]D-FAC microPET/CT成像。圖12A顯示對(duì) SCID小鼠注射Ba/F3細(xì)胞的結(jié)果；圖12B顯示對(duì)NOD SCID小鼠注射逆轉(zhuǎn)錄病毒貯存物的 結(jié)果；圖12C顯示對(duì)C57BL/6小鼠注射B16黑色素瘤細(xì)胞的結(jié)果；圖12D顯示對(duì)SCID小鼠 注射U87神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的結(jié)果。圖13為說明脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)在L1210細(xì)胞系中表達(dá)的Western印跡。 所述L1210細(xì)胞系由抗總dCK抗體探查。圖14顯示脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)表達(dá)造成D-FAC的滯留。圖14A顯示在 L1210, L1210-10K 和重新導(dǎo)入了 dCK 的 L1210-10K 細(xì)胞系中[3H]D_FAC 和[3H]FLT 探針的 的滯留。圖15顯示體內(nèi)研究的結(jié)果，所述結(jié)果說明D-FAC可用于預(yù)測(cè)針對(duì)廣泛使用的溶癌 性前藥，例如吉西他濱與Ara-C的耐藥性。圖15A顯示[18FjFDG的積累；圖15B顯示[18F] D-FAC的積累。圖16通過在注射所述[18F]D-FAC 48分鐘后進(jìn)行冠狀microPET掃描顯示的在健 康人類志愿者中[18F]D-FAC的生物分布。圖17說明[18F]-CA與[18F]L-FAC的胞內(nèi)積聚(滯留與磷酸化)需要脫氧胞嘧啶 核苷激酶(dCK)的表達(dá)。圖 17A 顯示[18F]D-FAC，[18F]L_FAC 和[18F]-CA 探針在 L1210-WT 與L1210-10K細(xì)胞系中的積聚；圖17B顯示在L1210-WT和L1210-10K細(xì)胞裂解液中探針磷 酸化的程度。圖18顯示在C57/BL6小鼠中[18F]L-FAC與[18F]-CA的生物分布研究結(jié)果。圖18A 顯示用[18FJL-FAC獲取的圖像；圖18B顯示[14ClF-CADffBA ；圖18C顯示用[18FjL-FAC與 microPET/CT所得的圖像；圖18D顯示用[18F]F_CA與microPET/CT所得的圖像。
圖19說明，根據(jù)小鼠體內(nèi)研究以及用人血漿獲得的數(shù)據(jù)，[18F]L-FAC較之[18F] D-FAC對(duì)脫氨作用具有更強(qiáng)的抗性。圖19A與19B顯示在注射入小鼠10分鐘和45分鐘后 在血漿中[18F] D-FAC與[18F] L-FAC的色譜圖；圖19C與19D顯示在探針與人類血漿溫育10 分鐘與45分鐘后在血漿中[18F]D-FAC與[18F]L-FAC的色譜圖。
圖20顯示在系統(tǒng)性自身免疫動(dòng)物模型中淋巴結(jié)病的[18F]L-FACmicroPET圖像。圖21顯示在T細(xì)胞介導(dǎo)的初級(jí)抗腫瘤免疫應(yīng)答期間免疫激活的[18F]L-FAC microPET 圖像。圖22說明了 [18F]L-FAC可用于在體內(nèi)預(yù)測(cè)對(duì)吉西他濱的耐藥性。圖22A顯示[18F] L-FAC microPET/CT 掃描；圖 22B 顯示[18F]FDG microPET/CT 掃描。圖23說明了 [18F]L-FMAC的胞內(nèi)積聚需要脫氧胞嘧啶核苷激酶的表達(dá)。圖24A顯示L-FAC，D-FAC與L-FMAC生物分布研究的結(jié)果。圖24B顯示在尸體解 剖試樣中[18F]L-FMAC的生物分布。圖25說明[18F]L-FMAC對(duì)脫氨作用有抗性。圖25A顯示用[18F]L_FMAC標(biāo)準(zhǔn)所得 的結(jié)果；圖25B顯示在注射45分鐘后采集的血漿中[18F]L-FMAC的結(jié)果。圖26顯示在系統(tǒng)性自身免疫的動(dòng)物模型中淋巴結(jié)病的[18F]L-FMACmicroPET圖 像。圖26A顯示用野生型BL/6小鼠所獲取的結(jié)果。圖26B顯示用B6. MRL-FaslpVJ自身免 疫小鼠獲得的結(jié)果。圖27顯示在T細(xì)胞介導(dǎo)的初級(jí)抗腫瘤免疫應(yīng)答期間免疫激活的[18F]L-FMAC microPET 圖像。圖28顯示小鼠中黑色素瘤腫瘤的[18F] L-FMAC microPET圖像。圖29A與29B展示人類淋巴瘤損傷的[18F]D_FAC PET圖像。圖30展示罹患慢性胰腺炎的56歲男性的PET/CT掃描。圖30A顯示用L-FAC探 針獲取的圖像；圖30B顯示用FDG探針?biāo)玫膱D像。詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案在下面詳細(xì)描述。在描述實(shí)施方案時(shí)，為清楚期間使用特定的 命名法。然而，本方面并不意欲限定于所選擇的特定命名法。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將識(shí)別 其它可使用的等價(jià)要素以及開發(fā)的其它方法，而不悖于本發(fā)明的精神與范圍。所有參考文 獻(xiàn)均以引用方式包含于本文中，正如其每個(gè)都單獨(dú)包含在內(nèi)一般。導(dǎo)致現(xiàn)行發(fā)明的研究的若干實(shí)施方案展示于本文中，所述研究的目的是開發(fā)除 2-[18F]氟代-2-脫氧-D-葡萄糖(本文中稱FDG)外的小分子PET探針，例如1_(2’ -脫 氧-2’_[18F]氟代-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(本文中稱[18F]D-FAC)，[18F]-CA，[18F] l-fac, [18f]d-fmac, [18f] l-fmac, [18f]d-fbac, [18f] l-fbac, [18f]d-fcac, [18f] l-fcac, [18f]
D-FFAC，[18F]L-FFAC，這些探針特異性的以在T淋巴細(xì)胞激活或惡性轉(zhuǎn)化中表達(dá)的基因?yàn)?靶。我們識(shí)別了數(shù)種具有下述性質(zhì)的化學(xué)化合物，即其在激活T淋巴細(xì)胞中特異性積聚，可 使用發(fā)射正電子的放射性同位素[18F]氟標(biāo)記以產(chǎn)生針對(duì)體外與體內(nèi)淋巴細(xì)胞激活成像的 PET探針。這些探針亦使得對(duì)所選癌癥成像成為可能，且可用于預(yù)測(cè)對(duì)特定溶癌性核苷類似 物耐藥性。在本文中，當(dāng)化合物顯示其取代基認(rèn)定為特別或特定的放射性同位素時(shí)，需理解 其包括了多于一種該化合物的分子的集合，其中所述化合物具有一種或更多分子，其取代基為不同的放射性同位素或穩(wěn)定同位素。當(dāng)化合物顯示其取代基認(rèn)定為非放射性同位素 時(shí)，需理解其包括了多于一種該化合物的分子的集合，其中所述化合物具有一種或更多分 子，其取代基為放射性同位素，例如，在所述集合中以天然比例存在的天然放射性同位素。在本文中，當(dāng)討論對(duì)映異構(gòu)體時(shí)，亦意味其異手性的對(duì)映異構(gòu)體，除非上下文表明 相反含義。術(shù)語[18F]-CA意指異構(gòu)體2-18F-CA與3-18F-CA兩者或任一。在另一方面，現(xiàn)行發(fā)明亦與新型合成本文所披露的PET探針的方法相關(guān)。在仍舊 另一方面，本發(fā)明涉及使用PET探針診斷與治療涉及炎癥的疾病與病狀的方法，例如，類風(fēng) 濕性關(guān)節(jié)炎，炎性腸病，I型糖尿病，實(shí)驗(yàn)性自體免疫性腦脊髓炎(EAE)，多發(fā)性硬化，動(dòng)脈 粥樣硬化與癌癥。如本文所使用的“治療”包括預(yù)防，部分緩解以及治愈所述病狀或疾病。在另一方面，本發(fā)明涉及評(píng)價(jià)特定類型的抗癌劑治療癌癥的使用功效，所述抗癌 劑可舉出那些通過核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體以及脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)介導(dǎo)磷酸化攝入細(xì)胞的為 例。在另一附加方面，現(xiàn)行發(fā)明涉及診斷與治療下述病狀的方法即暗示細(xì)胞具有高脫氧核 糖核苷補(bǔ)救途徑活性，例如，淋巴細(xì)胞，骨髓細(xì)胞與腸上皮細(xì)胞。在另一方面，現(xiàn)行發(fā)明涉及 包含本文所披露的化合物的組合物。在仍舊另一方面，現(xiàn)行發(fā)明涉及包含現(xiàn)行發(fā)明任何實(shí) 施方案的試劑盒。使用分子成像在全身中監(jiān)視免疫功能可對(duì)評(píng)價(jià)免疫疾病的診斷與治療具有顯著 性的影響。正電子發(fā)射斷層照相術(shù)(PET)為在癌癥與其它疾病中具有許多用途的分子成 像治療方法。然而，對(duì)免疫功能的PET研究可受缺乏專門探針的限制。使用不同的篩選策 略，我們識(shí)別了針對(duì)脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑的PET探針。作為提醒，除2-[18F]氟代-2-脫 氧-D-葡萄糖(本文中稱FDG)外尚有其它探針。所用探針的示例包括2’-脫氧-2’-[18F] 氟代-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(本文中稱[18FlD-FAC), [18FJ-CA, [18FjL-FAC, [18F] D-FMAC, [18F] L-FMAC, [18F]D-FBAC, [18F] L-FBAC, [18F]D-FCAC, [18F] L-FCAC, [18F] D-FFAC % [18F] L-FFAC。本文所披露的PET探針使得通過microPET顯影淋巴器官成為可能，microPET對(duì) 在抗腫瘤免疫的小鼠模型中局部化的免疫激活為敏感的。本文所披露的PET探針亦在系統(tǒng) 性自身免疫中檢測(cè)淋巴量的早期變化，且允許評(píng)價(jià)免疫阻抑療法。這些數(shù)據(jù)支持使用本文 所披露的PET探針進(jìn)行免疫監(jiān)視，并提示了廣泛的臨床應(yīng)用，包括對(duì)特定類型癌癥的治療 性顯影。為識(shí)別可分辨激活與非激活未刺激型T細(xì)胞的PET探針候選，我們進(jìn)行了放射性 攝入分析，其結(jié)果示于圖1。圖IA顯示所測(cè)試的核苷類似物在激活與靜止(未刺激型)T細(xì) 胞中的滯留概略。這些測(cè)量在將細(xì)胞與放射性化合物溫育1小時(shí)并進(jìn)行連續(xù)的洗滌以移除 未滲入的探針。測(cè)試化合物的結(jié)構(gòu)與化學(xué)式示于圖9。所述化合物的縮寫對(duì)應(yīng)的全名提供 于表1。增殖T細(xì)胞與未刺激型T細(xì)胞間探針滯留最大的差別見于2' ,2' -二氟代脫氧 胞嘧啶核苷(dFdC)，其差異大于20倍(圖1B)。示于圖1的結(jié)果引導(dǎo)我們涉及與2'-脫 氧胞嘧啶核苷類似的[18F]氟-放射性標(biāo)記的PET探針。舉例而言，我們識(shí)別化合物#1到 #15 (化學(xué)結(jié)構(gòu)參見圖2A)作為有用于檢測(cè)激活T細(xì)胞的PET探針候選。圖2A 展示了用18F 正電子發(fā)射放射性同位素標(biāo)記的dCK底物。 表11-(2’_脫氧-2’_[18F]氟代-β _D_阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(本文中稱[18F] D-FAC)的合成說明于圖3A。2-0-[(三氟甲基)磺酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?a-D-呋 喃核糖⑴可與[18F]氟離子反應(yīng)以產(chǎn)生2-脫氧-2-[18F]氟代-1，3，5-三-0-苯甲 酰基-α-D-阿拉伯呋喃糖(2)，其可與溴化氫反應(yīng)以產(chǎn)生2-脫氧-2-[18F]氟代_3， 5-二-0-苯甲?；?a-D-阿拉伯呋喃糖苷溴化物(3)。該溴代化合物3可與4-Ν_(三甲基 甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷基)嘧啶-4-胺(4)反應(yīng)以產(chǎn)生1_(2，-脫氧-2，-[18F] 氟代-3，5-二-0-苯甲?；?β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(5)。所述苯甲?；鶊F(tuán)可通 過將5與甲醇鈉反應(yīng)移除以產(chǎn)生所述PET探針，1_(2’ -脫氧-2’ -[18F]氟代-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(6)。2-氯代-9-(2_脫氧-2_[18F]氟代-β _D_阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤(本文中稱 2-18F-CA)的合成說明于圖3B。2-0-[(三氟甲基)磺酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?α -D-呋 喃核糖可與[18F]氟離子反應(yīng)以產(chǎn)生2-脫氧-2-[18F]氟代_1，3，5-三-0-苯甲酰 基-α -D-阿拉伯呋喃糖，其可與溴化氫反應(yīng)一生成2-脫氧-2-[18F]氟代_3，5_ 二 -0-苯 甲酰基-α -D-阿拉伯呋喃糖苷溴化物。所述溴代化合物可與2-氯代腺嘌呤反應(yīng)以產(chǎn)生 2-氯代-9-(4-苯甲酰羥甲基-3-苯甲酰氧-2-脫氧-2-[18F]氟代-β -Q-阿拉伯呋喃糖 苷)腺嘌呤。所述苯甲酰基基團(tuán)可通過將2-氯代-9- (4-苯甲酰羥甲基-3-苯甲酰氧-2-脫 氧-2_[18F]氟代-β-Q-阿拉伯呋喃糖苷)腺 嘌呤與甲醇鈉反應(yīng)移除以產(chǎn)生所述PET探針， 2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18F]氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤。2-氯代-9-(2’-脫氧-2’-[18F]氟代-β _D_阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤(herein， [18FJ-CA)的合成說明于圖4A。2-氯代腺嘌呤核苷(1)與三苯甲基氯化物反應(yīng)產(chǎn)生醇與的 混合物，其由硅膠柱層析完全分離。分離的醇2與3經(jīng)三氟甲磺酰氯化物處理以產(chǎn)生相應(yīng)的 三氟甲磺酸酯4與5。三氟甲磺酸酯4與[18F]氟離子反應(yīng)繼以用稀礦物酸，如HCl或H2SO4 對(duì)三氟甲基基團(tuán)脫保護(hù)得到2-氯代-9- (2 ’ -脫氧-2 ’ - [18F]氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷) 腺嘌呤(6)(本文中稱[18F] CA或18F-CA)。類似的，三氟甲磺酸酯5與[18F]氟離子反應(yīng)繼 以用酸脫保護(hù)得到異構(gòu)體的3’ -脫氧-3’ -[18F]氟代衍生物。[18F]L-FMAC，[18FlD-FBAC, [18F] L-FBAC, [18F]D-FCAC, [18F] L-FCAC, [18F]D-FFAC, [18F] L-FFAC 的合成示于圖 4B-J0圖2B-2D顯示正常小鼠與進(jìn)行系統(tǒng)性免疫失活小鼠的[18F]D-FACmicroPET圖像。 圖2B顯示在成像前一小時(shí)注射[18F]D-FAC的未刺激型BL6小鼠；PET成像顯示在脾臟與 胸腺中積聚，其中后者事先基于在該組織中dCK表達(dá)提升預(yù)計(jì)如此。在圖2C中，在成像前 24小時(shí)對(duì)BL6小鼠注射100毫克抗⑶3抗體，從而可產(chǎn)生系統(tǒng)性的免疫應(yīng)答。在攝入[18F] D-FAC 1小時(shí)后，所述探針積聚于脾臟中，但由于抗體處理，在胸腺中積聚較少。在圖2D中， 經(jīng)抗CD3激發(fā)的小鼠在[18F]D-FAC注射2小時(shí)后成像并顯示所述探針從腎臟中清除，從而 可以更加清晰的對(duì)脾臟顯影。除[18F]D-FAC(化合物#1)，[18FJL-FAC, (Compound #2)，2-氯代 _9_(2，-脫 氧_2，-[18F]氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤(本文中稱[18F]CA，化合物#3)，[18F] D-FMAC (化合物#8)與[18F]L-FMAC，(化合物#9)外，若干其它化合物可有用于通過用PET 成像檢測(cè)脫氧胞嘧啶核苷激酶攝入來識(shí)別激活T細(xì)胞；這些其它化合物的示例示于圖2A與 圖4.化合物[18F] D-FRAC與[18F] L-FRAC可有用于識(shí)通過用PET成像檢測(cè)脫氧胞嘧啶核苷激 酶攝入來識(shí)別激活 T 細(xì)胞。[18F]D-FRAC 與[18F]D-FMAC 類似，而[18F] L-FRAC 與[18F] L-FMAC 類似，但一個(gè)具有1到6個(gè)碳原子的烷基，而非甲基基團(tuán)取代嘧啶環(huán)的5-位?；衔颷18F] D-FXAC與[18F] L-FXAC可有用于通過用PET成像檢測(cè)脫氧胞嘧啶核苷激酶攝入來識(shí)別激活 T 細(xì)胞。[18F]D-FXAC 與[18F]D-FAC 類似，而[18F]L_FXAC 與[18F]L-FAC 類似，但鹵素，例如， 氟，氯，溴，或碘，而非氫取代嘧啶環(huán)的5-位。因此，可通過向受試動(dòng)物或人類注射痕量[18F]氟標(biāo)記PET探針(例如，如在圖2-4 中)來非侵襲性的監(jiān)視淋巴細(xì)胞激活，由此，期待所述探針積聚于局部免疫激活的位點(diǎn)，且 可在全身水平用PET掃描器監(jiān)視。在使用[18F]氟標(biāo)記PET探針監(jiān)視免疫激活的方法中，該 探針應(yīng)比在使用FDG的方法中具有更高的特異性與敏感度。[18F]氟標(biāo)記PET探針(如在圖2-4中)可以診斷為目的施用于動(dòng)物或人類，例如以確定疾病或異常(例如，癌癥，自身免疫疾病，發(fā)育異常，病毒感染，細(xì)菌感染，寄生蟲感染，其它感染，代謝疾病或炎癥)的存 在或其程度。舉例而言，可施用所述[18F]氟標(biāo)記PET探針以監(jiān)視癌癥的進(jìn)行或其它基于疾 病類型的免疫療法，干擾素療法，接種疫苗，放射性療法與抗生素療法。(注意如本文所使用 的“發(fā)育異常”包括免疫缺陷。亦如本文所使用的“代謝疾病”包括由于酶儲(chǔ)藏問題導(dǎo)致的 巨噬細(xì)胞功能缺陷。)在研究背景下，展示于圖2，3與4的[18F]氟標(biāo)記PET探針可以開發(fā)診斷技術(shù)，療 法或開拓對(duì)疾病或異常機(jī)理根本性了解為目的而施用于動(dòng)物。我們描述了針對(duì)脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑的新型PET探針的識(shí)別與驗(yàn)證。使用如 [18F]D-FAC的探針(除FDG外)的PET成像允許在小鼠中對(duì)胸腺與脾臟進(jìn)行顯影。另外， 該技術(shù)能夠在多種實(shí)驗(yàn)條件下監(jiān)視淋巴量與免疫狀態(tài)的變化。對(duì)EAE現(xiàn)行的PET成像工作 顯示了使用[18F]D-FAC測(cè)量免疫細(xì)胞中關(guān)鍵代謝途徑的實(shí)用性。雖然這些探針并非排他性 的滯留于免疫細(xì)胞譜系中，全身探針積聚的變化可指示“疾病狀態(tài)”并為治療效果提供早期 的生物標(biāo)記。進(jìn)一步，[18F]D-FAC在胸腺與脾臟中的積聚以及在免疫應(yīng)答中[18F]D-FAC在 淋巴器官中滯留的不同可反應(yīng)脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑(如所述探針?biāo)鶞y(cè)量的)在T細(xì)胞發(fā) 育與功能中的至關(guān)重要地位。雖然dCK的生物功能現(xiàn)今尚不得而知，具有dCK相關(guān)基因胸 腺嘧啶核苷激酶1 (TKl)缺陷的小鼠在組織學(xué)和功能上顯示免疫異常。新型dCK缺陷的小 鼠遺傳模型與通過[18F]D-FACPET的成像可為仔細(xì)剖析所述脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑的免疫 性功能提供了獨(dú)特的工具。[18FJD-FAC與其它FAC類似物的獨(dú)特分布表明這些探針的用途不僅限于Fasllff模 型，還可延伸到若干其它免疫異常。[18F]D-FAC探針在關(guān)節(jié)與小腸中的滯留提升，超過了生 理學(xué)攝入量，這可能反映了有效炎癥途徑的存在，其分別為類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎與炎性腸病的 特征。[18F]D-FAC microPET亦可用于在易患I型糖尿病的BDC-2. 5小鼠模型中檢測(cè)明顯 的自體反應(yīng)性激活(圖8)。在圖8A中，Imm的冠狀切面顯示了 [18F]D_FAC探針在BDC-2. 5 小鼠中積聚的模式。(縮寫=CV,頸LN ；AX,腋LN ；BR,臂LN ；IN,鼠蹊LN ；THY,胸腺；GI,胃腸 道；H，心臟)在圖8B中，在來自BL/6, BALB/c, NOD LTJ，與BDC-2. 5尸檢組織試樣中測(cè)定 [18F]D-FAC積聚。該數(shù)據(jù)表明在這些種系中，BDC2. 5小鼠的脾臟與淋巴結(jié)積聚了最高水平 的[18F] D-FAC。[18FJD-FAC在腦中的低滯留(圖5)表明該探針對(duì)檢測(cè)在EAE與多發(fā)性硬化(MS) 中影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎性滲透較之FDG為佳。雖[18F]D-FAC是否可穿越血腦屏障不得而 知，該結(jié)構(gòu)的完整性在EAE與MS中常受破壞。對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化，已顯示FDG使頸動(dòng)脈斑 塊顯影成為可能，但其在心肌中的高積聚限制了對(duì)冠狀動(dòng)脈損害的成像。然而，這正式[18F] D-FAC的特點(diǎn)，與FDG相比，在心臟中缺乏[18F]D-FAC積聚提供了在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化損害 中增強(qiáng)激活巨噬細(xì)胞與其它免疫細(xì)胞的PET成像為必要的低背景(圖5)。除免疫疾病外，[18F]D-FAC亦可用于測(cè)量癌癥中不良調(diào)控的核苷代謝。為達(dá)此目 的，我們檢查了在代表白血病或淋巴瘤，黑色素瘤與神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤動(dòng)物模型中[18F] D-FAC microPET的用途(圖12，其中圖像為在注射探針1小時(shí)后來自[18F]D-FAC microPET/CT的 Imm冠狀切面)。在圖12A中，用表達(dá)p210BCR_ABL的Ba/F3細(xì)胞對(duì)SCID小鼠進(jìn)行靜脈注 射，小鼠隨即罹患具有大量脾滲透的攻擊性疾病，并通常在15天內(nèi)導(dǎo)致死亡(所示小鼠在12日成像)。在圖12B中，NOD SCID小鼠經(jīng)移植以由MSCV-GFP-IRES-P185BCR-ABL逆轉(zhuǎn)錄 病毒儲(chǔ)備感染的野生型全骨髓細(xì)胞，并于移植28日后對(duì)該白血病小鼠進(jìn)行成像。在圖12C 中，C57BL/6經(jīng)IxlO5Bie黑色素瘤細(xì)胞皮下注射，并對(duì)其在7日后成像。在圖12D中，SCID 小鼠經(jīng)1x106U87神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞皮下注射，并與10日后成像。(縮寫L，肝臟；SP，脾臟； GI，胃腸道；BL，膀胱；Tu，腫瘤。)在脾臟中增加的[18F]D-FAC滯留見于使用表達(dá)Bcr-Abl 的Ba/F3細(xì)胞與Bcr-Abl轉(zhuǎn)化骨髓的癌基因誘導(dǎo)白血病小鼠模型中。用[18F]D_FAC PET亦 檢測(cè)出移植鼠B16細(xì)胞(代表惡性黑色素瘤)與人類U87細(xì)胞(代表神經(jīng)膠質(zhì)瘤腫瘤)。 [18FJD-FAC還可用于預(yù)測(cè)針對(duì)特定類型的抗癌劑的腫瘤反應(yīng)，所述抗癌劑包括廣泛使用的 前藥阿糖胞苷(Ara-C)與2’，2' -二氟代脫氧胞嘧啶核苷(dFdC，吉西他濱)。結(jié)構(gòu)上，這 些前藥與FAC密切相關(guān)，并需要通過核苷運(yùn)載體的細(xì)胞攝取與dCK介導(dǎo)磷酸化以轉(zhuǎn)化為其 活性藥物代謝物。我們認(rèn)為PET生物標(biāo)記可用于測(cè)量Ara-C與dFdC的細(xì)胞藥理學(xué)，其可協(xié) 助用于仔細(xì)區(qū)分具有敏感性與耐藥性的腫瘤，從而得以更理性的在臨床上使用這些重要的 抗癌藥物。在此展示的結(jié)果表明用[18F]D-FAC與其它發(fā)明的化合物進(jìn)行PET成像為診斷與治 療監(jiān)視廣泛的疾病提供了新的益處。實(shí)施例 我們考慮了 DNA合成的補(bǔ)救途徑，其中脫氧核糖核苷通過特化的核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白攝 入細(xì)胞內(nèi)，通過脫氧核糖核苷激酶催化的連續(xù)磷酸化步驟轉(zhuǎn)化為其三磷酸形式。雖然大多 數(shù)正常組織使用從頭合成途徑合成脫氧核糖核苷，有一些組織——包括胸腺與脾臟——基 本依賴所述補(bǔ)救途徑。因此，我們進(jìn)行了下列研究(i)在體外篩選滯留于增殖期和靜止期 T細(xì)胞的核苷類似物，并鑒別出D-FAC，一種新的PET探針候選無；(ii)進(jìn)行基因表達(dá)與生 物化學(xué)分析以調(diào)查在激活T細(xì)胞中D-FAC滯留增加的機(jī)理；(iii) [18FJD-FAC的放射化學(xué)合 成與體內(nèi)生物分布研究；(iv)將[18F]D-FAC與其它現(xiàn)在用于測(cè)量核苷代謝與糖酵解的PET 探針進(jìn)行比較；以及(ν)在小鼠免疫激活模型中評(píng)價(jià)[18F]D-FAC。來自這些研究的發(fā)現(xiàn)提 供了在患者的廣泛多種免疫異常中進(jìn)行翻譯性[18F]D-FAC PET成像的動(dòng)力。根據(jù)本發(fā)明， 用于鑒別與衡量[18F]D-FAC及其類似物的策略可廣泛用于開發(fā)對(duì)多種生物化學(xué)途徑和/或 免疫細(xì)胞譜系具有限定特異性的新型PET探針。下列核苷購自Moravek Biochemicals (Brea，CA) :3'-氟代_3'-脫氧胸腺嘧啶 (3' -FLT) ；2'-氟代-2'-脫氧胸腺嘧啶(2’呼口)；1-(2’-脫氧-2’-氟代-3-0-阿 拉伯呋喃糖苷)-5_甲基尿嘧啶(D-FMAU) ；1-(2’ -脫氧-2’ -氟代-β -L-阿拉伯呋喃糖 苷)-5_甲基尿嘧啶(L-FMAU) ；2’，3’_ 二脫氧-3’-氟代胞嘧啶核苷(3’-FddC) ；(-)-β_2’， 3，- 二脫氧-5-氟代-3，-thia胞嘧啶核苷(FTC) ；5-氟代-2，，3，- 二脫氧胞嘧啶核 苷(5FddC) ;2'，2' -二氟代脫氧胞嘧啶核苷(dFdC) ;5_氟代-2'-脫氧胞嘧啶核苷 (5FdC) ；5-氟代-2’-脫氧尿嘧啶核苷(5FdURD) ；2’-氟代-2’-脫氧尿嘧啶核苷(2FdUrd)； 1-(2’-脫氧-2’-氟代-3-0-阿拉伯呋喃糖苷)-尿嘧啶_扔；2'-氟代-2'-脫 氧-5-氟代尿嘧啶_ β -D-阿拉伯呋喃糖苷(FFAU)。來自pmel-1 T細(xì)胞受體(TCR)轉(zhuǎn)基因小鼠的T淋巴細(xì)胞在體外(ex vivo)用黑 色素瘤抗原(1微摩爾hgpl0025_33)進(jìn)行刺激。隨即培養(yǎng)這些細(xì)胞以便在刺激72小時(shí)后進(jìn)行 放射性攝入與激酶分析。具體而言，將ImicroCi [3H]D-FAC或[3H] dFdC添加入96孔組織培養(yǎng)板上含有5xl04細(xì)胞的孔中，并在37°C與5% CO2下溫育1小時(shí)。所述板隨即用含有5% 胎牛血清(FCS)的培養(yǎng)基使用 Millipore Vacuum Manifold(Billerica, ΜΑ)洗滌 5 次；摻 入的探針量通過閃爍計(jì)數(shù)使用PerkinElmer Microbeta(Waltham，MA)測(cè)定。 將小鼠保持溫暖，置于氣體麻醉下(2%異氟醚(isoflurane))并靜脈注射 200microCi各種PET探針；允許1小時(shí)的攝入時(shí)間。隨即將小鼠置于成像室內(nèi)，且使用 Siemens Preclinical Solutions(Knoxville,TN)microPET Focus 220 與MicroCAT II CT 系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)。獲取10分鐘的MicroPET數(shù)據(jù)，然后通過將后期概率算法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)最大 化(MAP)，使其成為多幀(multiple frames)，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。PET的空間分辨率是約 1.5mm，立體像素尺寸(voxelsize)是0. 4mm。CT圖像的分辨率較低(400微米)，立體像素 尺寸為200微米。將microPET與CT圖像使用之前所述的方法一同記錄，并使用AMIDE軟 件(Andreas Loening,http //amide, sourceforge. net/,νθ. 8. 16)4'5 對(duì)這些區(qū)域作圖。通 過對(duì)感興趣的區(qū)域(ROI)進(jìn)行3D作圖來量化。所有用于這些研究的小鼠均根據(jù)D印artment of Laboratory AnimalMedicine (DLAM) at the University of California, Los Angeles 的指導(dǎo)方針詞 養(yǎng)并維持。對(duì)致癌逆轉(zhuǎn)錄病毒誘導(dǎo)的肉瘤模型，用Moloney鼠肉瘤與白血病病毒的復(fù)合物 (MoMSV)以lOOuLPBS的體積如前所述6在右側(cè)三角肌肌肉內(nèi)對(duì)C57/BL6小鼠進(jìn)行攻擊。用 于系統(tǒng)性自身免疫研究的B6-MRL-Faslp7j小鼠購自Laboratory (stock number 000482)。 為監(jiān)視所述免疫抑制處理，給予這些小鼠腹膜內(nèi)以24小時(shí)間隔注射地塞米松(DEX，10mg/ kg)，并在最后一次注射24小時(shí)后通過microPET/CT進(jìn)行掃描。用2%異氟醚麻醉動(dòng)物，對(duì) 其進(jìn)行200microCi [18F]D-FAC的靜脈注射，并隨即用microPET/CT掃描；在成像后立刻處死 小鼠。將器官迅速切出，稱重，并在孔道式計(jì)數(shù)器中測(cè)量其放射性強(qiáng)度。經(jīng)衰變校正后，將 結(jié)果以注射活性劑量對(duì)每克組織的百分比(％ ID/g)表示。其它小鼠用2%異氟醚麻醉，并 用ImCi [18F]D-FAC進(jìn)行靜脈注射。1小時(shí)后，處死小鼠，將其包埋于3%羧甲基纖維素(CMC， Sigma)中，并用干冰在100%乙醇中冷凍45分鐘。使用全身恒冷切片機(jī)(PMV，Stockholm， Sweden)切出 50 微米的切片；在 BAS-TR2025 板(Fujifilm Life Science, Stamford, CT) 上將試樣暴露過夜。使用Fujibas-5000磷光成像儀(16bit，25微米分辨率；Fujfilm Life Science)讀成像板。Wpmel-I TCR轉(zhuǎn)基因小鼠的提純的未刺激型⑶8 T細(xì)胞與激活后72小時(shí)的 增殖型⑶8 T細(xì)胞中抽提總RNA。從4組獨(dú)立實(shí)驗(yàn)中收集RNA，并與Affymetrix Mouse Genome 430 2.0點(diǎn)陣雜交。定義探針組是否存在(P)，勉強(qiáng)存在(M)或不存在(A)的絕 對(duì)判斷使用 Affymetrix GeneChip OperatingSoftware vl. 3 (GCOS)產(chǎn)生，而表達(dá)值使用 DNA-Chip (dChip)的PM/MM差異化模型7計(jì)算。所有試樣的表達(dá)值使用dChip’ s invariant set方法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。作為準(zhǔn)入條件，當(dāng)其對(duì)應(yīng)探針組符合下列條件時(shí)，該基因視為差異性 表達(dá)絕對(duì)判斷(absolute call)在至少一半試樣中為P，用dChip中定義的倍數(shù)變化的較 低90%置信區(qū)間判定基線(未刺激型CD8+ T細(xì)胞)與實(shí)驗(yàn)試樣(激活CD8+T細(xì)胞)間的 倍數(shù)的變化超過1. 4倍，且基線與實(shí)驗(yàn)試樣間表達(dá)差異超過100。參與核苷從頭生物合成與 補(bǔ)救途徑的基因取自KEGG數(shù)據(jù)庫(途徑ID分別為00230與00240)，對(duì)應(yīng)的探針組手動(dòng)提 取自Affymetrix，s NetAffx以保證全面覆蓋所有的核苷途徑基因(239個(gè)探針組)加上 SLC28與SLC29轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(10個(gè)探針組)8’9。
使用Qiagen RNeasy Mini kit從組織中提純總RNA，并隨即使用1. 5 μ g的該RNA 用 TaqMan Reverse Transcription Reagents (Applied Biosystems)合成 cDNA。預(yù)設(shè)計(jì) 的 TaqMan assays 購自 Applied Biosystems，它們是用于 dCK 的(Assay ID Mm00432794_ ml)，用于 Slc29al 的(Assay ID Mm00452176_ml)以及用于 Slc28a3 的(Assay ID Mm00627874_ml)TaqMan assays。i^M TaqManbetii—月Jl云力胃白(Applied Biosystems,Part 4352341E)試劑作為定量測(cè)定中的內(nèi)源對(duì)照。所述試樣在48孔St印One Real-Time PCR System(AppliedBiosystems)上運(yùn)行，用 StepOne Software v2. O (Applied Biosystems)以 對(duì)比性Ct方法(Δ Δ Ct)進(jìn)行分析。qPCR混合物(20 μ L)包含15ng cDNA, TaqMan緩沖液， 5. 5mM MgCl2, 200 μ M dATP,200y M dCTP,200yM dGTP,400yM dUTP，合適的 TaqMan 試劑， 0. 5U AmpliTaq Gold與0. 2U尿嘧啶糖基酶(UNG)。每個(gè)分析包括三份重復(fù)的cDNA模 板。將6到8周齡重癥聯(lián)合免疫缺陷小鼠(NOD SCID)在重建的一天前進(jìn)行亞 致命的輻射(275拉德)。從4-8周齡野生型小鼠的脛骨與股骨分離全骨髓，并使用 MSCV-GFP-IRES-P185 BCR-ABL逆轉(zhuǎn)錄病毒感染。感染3小時(shí)后，將骨髓細(xì)胞自尾靜脈注射 于受體NOD SCID小鼠中。如前所述，在兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)每日監(jiān)視動(dòng)物患病跡象1(1。之前描述了 p210 BCR-ABL轉(zhuǎn)染的Ba/F3細(xì)胞系“。將Ba/F3細(xì)胞系在37°C與5% CO2下維持于含10% FCS的RPMI中(對(duì)其親本細(xì)胞系添加10% WEHI條件培養(yǎng)基作為IL-3 源)。自發(fā)性gplOO+鼠黑色素瘤B16(H-2b)細(xì)胞系與U87神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系自美國典型培 養(yǎng)物保藏中心(ATCC，Rockville, MD)獲取。使用GraphPad Prism軟件，版本4. 02構(gòu)建圖表。使用Student，s t_檢驗(yàn)計(jì)算 P值，且僅僅P-值< 0. 05視為具有顯著性。數(shù)據(jù)展示為平均值士該平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 (SEM)。在本文(包括附圖和任何其它展示的信息)中，除非另行特別指出，對(duì)手性化合物 的展示，提及或討論亦意指對(duì)該化合物的每種對(duì)映異構(gòu)體及它們的外消旋混合物的展示， 提及或討論。在本文(包括附圖和任何其它展示的信息)中，除非另行特別指出，對(duì)具有特 殊手性的化合物的展示，提及或討論亦意指對(duì)該具有特殊手性的化合物的每種對(duì)映異構(gòu)體 及它們的外消旋混合物的展示，提及或討論。實(shí)施例1 差異篩選以識(shí)別在T細(xì)胞激活與增殖期間對(duì)核苷流動(dòng)中的變化敏感的 潛在PET探針使用體外分析法(圖1)以測(cè)定3H標(biāo)記的核苷類似物(NA)在未刺激型與增殖型 初級(jí)T細(xì)胞中的滯留。所測(cè)NA的選擇標(biāo)準(zhǔn)是用于計(jì)算氟取代顯著改變核苷的立體電子與 生物化學(xué)特性的已知傾向。因此，僅僅測(cè)試了含有‘冷’氟(19F)原子取代的脫氧核糖核苷 (圖9)。隨后用18F取代19F以放射化學(xué)合成PET探針將使核質(zhì)量降低一個(gè)原子質(zhì)量單位， 該改變即使有生物化學(xué)后果，也是有限的。另外，僅僅篩選了在糖半基C-2’或3’位，或核 堿基5位修飾的NA，這是因?yàn)镃-4’位的氟化與放射化學(xué)合成不相容，而C-5’位的氟化將阻 止核苷激酶的磷酸化。圖1鑒別了滯留于激活型與未 刺激型T淋巴細(xì)胞并摻入DNA中的氟化脫氧胞嘧啶 核苷類似物。在圖IA中，來自pmel-1 T細(xì)胞受體(TCR)轉(zhuǎn)基因小鼠的T淋巴細(xì)胞在體外 用黑色素細(xì)胞/黑色素瘤抗原(hgpl0 025_33)刺激；72小時(shí)后，將增殖的T細(xì)胞與3H標(biāo)記(1microCi)脫氧核糖核苷類似物溫育一小時(shí)(參見圖9)。在連續(xù)洗滌后，胞內(nèi)放射性強(qiáng)度通 過閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定。該部分圖顯示測(cè)試的NA在激活與未刺激型T細(xì)胞中的滯留概略，而其驚 人的差異很可能反映了敏感于核堿基結(jié)構(gòu)并敏感于氟對(duì)天然氫原子與羥基基團(tuán)的取代的 核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與激酶的差異表達(dá)。在圖IB中，1_(2’ -脫氧-2’ -氟代-阿拉伯呋喃糖苷) 胞嘧啶(D-FAC)為dFdC類似物，適用于18F標(biāo)記。在此，當(dāng)將增殖T細(xì)胞與未刺激型T細(xì)胞 比較時(shí)，最大滯留差異(>20倍)見于2'，2' -二氟代脫氧胞嘧啶核苷(dFdC)。圖IC顯 示了激活的小鼠⑶8+ T細(xì)胞對(duì)[3H]dFdC與[3H]D-FAC的滯留；注意F-ara類似物1-(2’_脫 氧-2’ -D-氟代阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(D-FAC)在生物化學(xué)特性上近似dFdC，如其在增 殖型⑶8+ T細(xì)胞中類似的滯留所示。在圖ID中，[3H]D-FAC的攝取增加見于NIH3T3成纖 維細(xì)胞，該細(xì)胞經(jīng)工程改變以過表達(dá)核苷激酶(dCK)與核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體SLC29A1。注意[3H]FLT 用作TKl表達(dá)細(xì)胞的陽性對(duì)照。最后，在圖IE中，[3H]D-FAC摻入增殖型T細(xì)胞的DNA中。實(shí)施例2 =D-FAC在增殖T細(xì)胞中滯留的?；瘷C(jī)理D-FAC在增殖型T細(xì)胞中較之未刺激型T細(xì)胞增加的滯留可能反映了以下任一種 或多種生物化學(xué)事件(i)核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體的上調(diào)；(ii)脫氧核糖核苷激酶磷酸化的提高，導(dǎo)致 帶電荷的產(chǎn)物陷于胞內(nèi)；以及(iii)DNA摻入增加。在T細(xì)胞中激活前與激活后(72小時(shí) 后)通過微點(diǎn)陣與qPCR進(jìn)行了基因表達(dá)分析以確定特定核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體與激酶的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)。 在D-FAC轉(zhuǎn)運(yùn)的背景下，在 先使用2’-脫氧胞嘧啶核苷(dCyd)類似物的研究表明溶質(zhì)載體 (SLC)家族成員SLC28與SLC29涉及其中。在增殖T細(xì)胞中相對(duì)未刺激型T細(xì)胞，SLC29A1 的表達(dá)上調(diào)了約4倍，而兩個(gè)其它潛在D-FAC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SLC28A1與SLC28A3)并不表達(dá)于這 些細(xì)胞中(數(shù)據(jù)未顯示)。D-FAC磷酸化可通過脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK，對(duì)dCyd的Kcat/ Km為2xl05)與胸腺嘧啶核苷激酶2 (TK2，對(duì)dCyd的Kcat/Km為3xl04)進(jìn)行。在T細(xì)胞激 活后，dCK mRNA水平增加了約2倍，而TK2表達(dá)降低了約5倍(數(shù)據(jù)未顯示)。總體而言， 這些數(shù)據(jù)顯示在增殖T細(xì)胞中[3H]D-FAC滯留反映了 SLC29A1的上調(diào)，且其允許可供使用的 胞內(nèi)底物和/或dCK增加，從而導(dǎo)致磷酸化能力增加。(值得注意的是，SLC29A1與dCK均 于之前被描述涉及FAC相關(guān)核苷dFdC的代謝12’13。)實(shí)施例3 = PsFlD-FAC較之現(xiàn)今用于測(cè)定核苷代謝與糖酵解的PET探針對(duì)淋巴器官 具有更高的特異件在C57/BL6小鼠中研究[18F]D_FAC的生物分布，代謝與清除。自動(dòng)態(tài)[18F]D_FAC microPET/CT掃描獲取的經(jīng)衰變校正的組織平均時(shí)間-活性曲線表明[18F]D_FAC大部分通 過腎臟清除(圖10)。在圖IOA中橫軸的時(shí)間以秒為單位。成像數(shù)據(jù)經(jīng)在尸體解剖組織試 樣中測(cè)量滯留放射性強(qiáng)度(圖10B)與數(shù)字全身放射性自顯影(DWBA，圖5)確證。在靜脈注 射[18F]D-FAC —小時(shí)后，積聚的放射性在胸腺，脾臟，小腸，骨/骨髓中，以及以較小程度，在 肝中檢出。生物化學(xué)研究可確定，[18F]D-FAC的生物分布是否反映了通過dCK介導(dǎo)的磷酸 化進(jìn)行的組織捕獲，還是反映了通過脫氨基作用轉(zhuǎn)化為尿嘧啶代謝物(圖11)，或兩者皆反 映。無論其特定的滯留生物化學(xué)機(jī)理為何者，[18F]D-FAC microPET與DWBA數(shù)據(jù)皆表明該 探針使具有高脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑活性的細(xì)胞，例如淋巴細(xì)胞，骨髓細(xì)胞與腸上皮細(xì)胞15 能夠顯影。圖11顯示由[18F]D-FAC測(cè)量的潛在生物化學(xué)途徑。D-FAC的推定轉(zhuǎn)運(yùn)體包括 SLC28A1，SLC28A3與SLC29A1 ；然而，僅僅SLC29A1表達(dá)于未刺激型與增殖型細(xì)胞中。在胞內(nèi)，D-FAC由脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)磷酸化，且亦可由胞嘧啶核苷脫氨基酶(CDA) 轉(zhuǎn)化為其尿嘧啶代謝物D-FAU(l-(2'-脫氧-2'-氟代-3-D-阿拉伯呋喃糖苷)尿嘧 啶)，CDA可由3，4，5，6_四氫尿嘧啶核苷(THU)抑制。單磷酸化的D_FAC(D_FAC_MP)為 胞嘧啶核苷酸激酶(CMPK)與脫氧胞嘧啶核苷酸脫氨基酶(DCTD)的潛在底物。二磷酸 化的 D-FAC(D-FAC-DP)，其為核苷二磷酸激酶(NME1，NME2, NME4, NME6, NME7)的潛在底 物，可抑制核糖核苷酸還原酶(RRM)，三磷酸化D-FAC(D-FAC-TP)，DCTD與胞嘧啶核苷三 磷酸合酶(CTPS)。D-FAC-TP可通過DNA聚合酶摻入DNA。涉及核苷補(bǔ)救途徑的關(guān)鍵酶 的 EnzymeCommission(EC)號(hào)如下所述:CDA(3. 5. 4. 5) ；CMPK(2. 7. 4. 14) ；CTPS(6. 3. 4. 2)； dCK(2. 7. 1. 74) ；DCTD (3. 5. 4. 12) ；NME1, NME2, NME4, NME6 與 NME7 (2. 7. 4. 6)； NT5 (3. 1. 3. 5) ；POL(2. 7. 7. 7) ；RRM(1. 17. 4. 1)；以及 TK1 (2. 7. 1. 21)。
在圖5A中，[18F]D-FAC數(shù)字全身放射性自顯影(DWBA)與其相應(yīng)的組織切片一同 顯示。在圖5B的3D microCT圖像中描述了矢狀，冠狀與橫截切片的取向，每個(gè)1mm厚。在 圖5B和5C中，具有免疫能力的小鼠用針對(duì)dCK以及脫氧核糖核苷補(bǔ)救途徑之TK1依賴性節(jié) 段的探針(即，[18F]D-FAC，[18F]FLT，[18F]D-FMAU)、和針對(duì)糖酵解的探針(即，[18F]FDG)進(jìn) 行microPET/CT掃描。在靜脈注射所述探針60分鐘后對(duì)小鼠進(jìn)行成像。將[18F]FAC與核 苷代謝探針-[18F] FLT和[18F] D-FMAU-以及糖酵解探針_ [18F] FDG-進(jìn)行直接比較，進(jìn)一步確 證[18F]FAC能提供現(xiàn)存探針無法提供16的功能性成像數(shù)據(jù)(圖5C與表1)。事實(shí)上，[18F] FLT或[18F]D-FMAU均未在胸腺與脾臟中顯示可檢出的積聚，而[18F]FDG在心肌中的高滯留 限制了其在胸腺顯影方面的應(yīng)用。為進(jìn)一步詳細(xì)了解胸腺與脾臟中[18F]D-FAC滯留的細(xì)胞 特異性，從經(jīng)[18F]D-FAC注射的小鼠中分離出這些位置的主要免疫細(xì)胞類型，對(duì)其用流式 細(xì)胞術(shù)分揀，并在孔道式計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)。在圖5D中，顯示了在胸腺細(xì)胞與脾臟細(xì)胞中每細(xì) 胞數(shù)的[18F]D-FAC滯留；在此，每細(xì)胞數(shù)的放射性探針最高滯留可見于雙陰性胸腺細(xì)胞中， 據(jù)推測(cè)其反映了在T細(xì)胞發(fā)育此階段強(qiáng)烈的細(xì)胞增殖。在圖5E中，顯示了每淋巴器官每細(xì) 胞譜系[18F]D-FAC滯留的比例，換言之，其為各種免疫群體對(duì)胸腺與脾臟中[18F]D-FAC滯留 的貢獻(xiàn)比例。這些數(shù)據(jù)顯示，除T與B細(xì)胞外，[18F]D-FAC亦標(biāo)記⑶llb+髓細(xì)胞。(縮寫 B，骨；BL,膀胱；BR,腦；GB,膽囊；GI，胃腸道；H,心臟；K,腎臟；L,肝臟；LU,肺臟；SP,脾臟； Thy，胸腺；SC，脊柱；組織％ ID/g，每克注射劑量百分比)。表2顯示在針對(duì)核苷代謝途徑與 糖酵解的多種PET探針中，[18F]FAC較之常規(guī)探針對(duì)胸腺與脾臟顯示較佳的選擇性(數(shù)據(jù) 為每器官％ ID/g，統(tǒng)一表示為％ ID/g肌肉)。在胸腺中[18F]FDG的滯留因?yàn)閬碜孕呐K的信 號(hào)交蓋而無法測(cè)定。小鼠的數(shù)量為3。 表2實(shí)施例4 :PF1D_FAC PET成像在初級(jí)抗腫瘤免疫應(yīng)答期間檢測(cè)免疫狀態(tài)的局部 變化
已確認(rèn)[18F]D-FAC容許在免疫上未刺激型小鼠中對(duì)淋巴器官顯影，我們調(diào)查了該 探針是否亦可在體內(nèi)使用經(jīng)充分研究的癌逆轉(zhuǎn)錄病毒腫瘤模型用于監(jiān)視免疫應(yīng)答，在所述 模型中，用Moloney鼠肉瘤與白血病表達(dá)復(fù)合物(MoMSV)攻擊小鼠產(chǎn)生非轉(zhuǎn)移性的肉瘤。在 此模型中，已接觸由病毒gag與erw基因編碼的免疫顯性表位的抗原特異性T細(xì)胞在脾臟 與腫瘤引流淋巴結(jié)(DLN)中迅速擴(kuò)增，并隨即運(yùn)輸?shù)侥[瘤損害位置，該腫瘤在2-5周期間內(nèi) 遭排斥17’18。事實(shí)上，已使用常規(guī)體外方法詳細(xì)研究了針對(duì)MoMSV誘導(dǎo)肉瘤的T細(xì)胞應(yīng)答 的動(dòng)力學(xué)，且我們團(tuán)隊(duì)已使用PET報(bào)道基因成像在該模型中顯影腫瘤排斥17。為分析[18F] D-FAC microPET/CT是否可檢測(cè)局域化的免疫激活位點(diǎn)，在病毒攻擊之前與之后掃描小鼠。 相對(duì)基線掃描(日1)，在抗腫瘤免疫應(yīng)答高潮時(shí)(日15)獲取的掃描顯示在脾臟與腫瘤DLN 中[18F]D-FAC積聚的顯著增加(圖6A與6B)。為進(jìn)一步調(diào)查[18F]D-FAC滯留提高的細(xì)胞 基礎(chǔ)，將來自用[18F]FAC注射的小鼠的脾臟CD8+ T細(xì)胞通過流式細(xì)胞術(shù)分級(jí)分離為未刺 激型(CD62LHIGH/CD44L0W)與效應(yīng)種群(CD62LL0W/CD44HIGH)。放射性強(qiáng)度測(cè)定顯示效應(yīng) ⑶8+T細(xì)胞較之未刺激型細(xì)胞毒T細(xì)胞保留約4倍的[18F]D-FAC(圖6C)。這些數(shù)據(jù)確證了 我們起初使用培養(yǎng)未刺激型與激活T細(xì)胞所獲取的觀察結(jié)果(圖1)。為確定[18F]D-FAC是否可通過前述模型提供關(guān)于局域化免疫激活的獨(dú)特信息，用 [18F]D-FAC成像的小鼠亦使用[18F]FDG與[18F]FLT在連續(xù)日進(jìn)行掃描。如前所示，[18F] FDG積聚的提高在病毒攻擊后日13不僅在腫瘤，還在腫瘤DLN與脾臟中檢測(cè)出(圖6D)。 具體而言，，腫瘤損害積聚高量的[18F]FDG，即較之背景超過百分之8. 2士4. 2每克腫瘤組織 的注射活性劑量(％ ID/g)。與之相反，在腫瘤中[18F]D-FAC的保留顯著較低(較之背景， 1. 9 士0. 3% ID/g 腫瘤)。在腫瘤 DLN 中[18F]D-FAC 較之腫瘤(為 6. 7 士0. 3% ID/g)的優(yōu) 選積聚(為13士2. 7% ID/g)表明[18F]D-FAC較之[18F]FDG對(duì)在癌逆轉(zhuǎn)錄病毒模型中針對(duì) 抗腫瘤免疫性進(jìn)行成像為更加特異性的探針(圖6A與6D)。另外，在日14在免疫激活位 點(diǎn)未能觀察到可檢測(cè)出的[18F]FLT積聚，而該位點(diǎn)可清楚的由[18F]D-FAC與[18F]FDG顯影 (圖6D)。這些核苷PET探針的顯著差異可能反映了在嚙齒類血清中存在的與[18F]FLT競(jìng) 爭(zhēng)的高濃度胸腺嘧啶核苷，和/或可能反映了 [18F]D-FAC對(duì)測(cè)量在免疫細(xì)胞中脫氧核糖核 苷補(bǔ)救途徑的速率具有較佳的敏感度。實(shí)施例5:使用PF1D-FAC PET在自身免疫的動(dòng)物模型中評(píng)價(jià)疾病與治療我們亦探究了 [18F]D-FAC是否使監(jiān)視系統(tǒng)性自身免疫異常，例如Fas11"綜合癥成 為可能，該綜合癥為類似人類系統(tǒng)性紅斑狼瘡充分研究的動(dòng)物模型。在此綜合癥中，攜帶 Faslpr突變的淋巴細(xì)胞的細(xì)胞凋亡缺陷導(dǎo)致淋巴結(jié)病，關(guān)節(jié)炎，與免疫復(fù)合物介導(dǎo)腎小球腎 病。我們使用B6-MRL-Faslp7j小鼠，這是因?yàn)樗鼈冚^之原初的MRL/Mp-lpr/lpr種系顯示 顯著較慢的疾病進(jìn)行。2-3月齡B6-MRL-Faslp7j小鼠的microPET/CT掃描揭示了相對(duì)于年 齡匹配的野生型C57BL/6J對(duì)照[18F]D-FAC陽性腋與臂LN數(shù)量顯著增加(圖7)。這些圖像 取自靜脈注射[18F]D-FAC 60分鐘后，并且顯示來自野生型(C57BL/6J)與B6-MRL-Faslp7j 在DEX處理之前與之后的三個(gè)1mm厚冠狀切片。(縮寫Thy，胸腺；LN，淋巴結(jié)；B，骨)?？?之，[18F]D-FAC陽性LN僅于19個(gè)野生型小鼠中2個(gè)檢出，而Faslpr/J小鼠的microPET掃 描在13個(gè)小鼠中的9個(gè)顯示存在增大的LN。為確定[18F]D-FAC microPET/CT是否使治療 性介入的評(píng)價(jià)成為可能，用地塞米松(DEX)，一種合成的具有多種，有效的免疫抑制效果的 糖皮質(zhì)激素處理B6-MRL-Faslp7j小鼠。如圖7所示，DEX處理(2_7日)將胸腺與外周LN中[18F]D-FAC的滯留降低到無法檢出的水平。這些發(fā)現(xiàn)表明[18F]D-FAC microPET成像允許在自身免疫早期檢測(cè)出淋巴結(jié)病，并表明[18F]D-FAC作為監(jiān)視免疫抑制療法效果的生物 標(biāo)記為有用的。圖8展示對(duì)用所述[18F]D-FAC探針注射的BDC-2. 5 T細(xì)胞受體轉(zhuǎn)基因小鼠實(shí)施 的microPET/CT成像結(jié)果。所述BDC-2. 5種系為經(jīng)充分研究的I型糖尿病(基于自身免 疫的)動(dòng)物模型。在圖8A中，Imm的冠狀切片說明了早BDC-2.5小鼠中[18F]D_FAC探針積 聚的模式。(縮寫=CV,頸LN ；AX,腋LN ；BR,臂LN ；IN,鼠蹊LN ；THY,胸腺；GI,胃腸道；H,心 臟。)在圖8B中，在來自BL/6，BALB/c，N0D Ltj與BDC-2. 5小鼠的尸體解剖組織試樣中測(cè) 定的[18F]D-FAC積聚。該數(shù)據(jù)說明在這些種系中，BDC-2.5小鼠在脾臟與淋巴結(jié)中積聚最 高水平的[18F]D-FAC。在淋巴細(xì)胞中[18F]D-FAC探針的積聚可能表明該小鼠中自體反應(yīng)性 T淋巴細(xì)胞的激活狀態(tài)?；衔锏暮铣蓪?shí)施例6 :1_(2’ -脫氧-2’ -FFl氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(PFl D-FAC)的放射化學(xué)合成2-0-[(三氟甲基)磺酰]-1，3，5-三-0-苯甲?；?<-D_呋喃核糖(1)(圖3)的 制備如文獻(xiàn)所報(bào)道27。18F-氟代類似物2的合成通過Mangner et al報(bào)道的方法2經(jīng)修飾后 實(shí)施。未添加載體的[18F]氟離子通過使用RDS-112回旋加速器用IlMeV質(zhì)子轟擊在銀制靶 體中的98%濃縮[18O]水來產(chǎn)生。水相[18F]氟離子用K2CO3(Img)溶液與溶于水(0. 04mL) 與乙腈(0. 75mL)混合物的Kryptofix 2. 2. 2 (IOmg)處理。將溶液在115oooC用氮?dú)饬髡?發(fā)。殘留物用與乙腈(3x0. 5mL)的共沸蒸餾干燥；具體而言，將溶于0. 7mL乙腈中的三氟甲 磺酸酯I(IOmg)溶液添加到干殘留物中，然后將反應(yīng)混合物在165oooC下在密封容器中加 熱15分鐘。隨即將溶液冷卻至室溫，并將其通過一小管硅膠，在此用5mL乙酸乙酯洗脫產(chǎn) 物。接下來，將所得乙酸乙酯溶液蒸發(fā)至干，然后添加0. ImL在乙酸溶液中的30% HBr，并隨 即繼續(xù)添加0. 4mL 二氯乙烷。將該新的反應(yīng)混合物在SO000C下在密封容器中加熱10分鐘， 并將該溶液濃縮到其起初體積的約50%。在隨后的步驟中，添加0. 7mL甲苯，并在llOoooC 下蒸發(fā)該溶液以獲得溴代物(化合物3)。新鮮制備的胞嘧啶二甲硅烷基衍生物(4，35mg) 溶解于ImL 二氯乙烷中，并添加于溴代化合物3。在160oooC在密封容器中進(jìn)行30分鐘的 縮合反應(yīng)，然后將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，并隨即將其通過以小柱硅膠。用5mL10%甲醇與 90%二氯乙烷的溶液混合物將產(chǎn)物從柱上洗脫。在lOOoooC下將該溶液蒸發(fā)至干，并隨即 用0. 5mL的0. 5M甲醇鈉的甲醇溶液處理。將所得反應(yīng)混合物在lOOoooC下在密封容器中 加熱5分鐘，之后，用0. 25mL IM HCl水溶液中和該堿性混合物。用1 %乙醇與99 % IOmM 磷酸二氫銨水溶液的混合物將反應(yīng)混合物稀釋至總體積為3mL，并注射入半預(yù)備性的HPLC 柱(Phenomenex Gemini C-18柱；25cmXlcm)。用％乙醇與99% IOmM磷酸二氫銨水溶液的 溶劑混合物以5. OmL/min的流速洗脫該HPLC柱。來自HPLC柱的流出液用254nm UV檢測(cè) 器繼以gamma放射性檢測(cè)器監(jiān)視。化學(xué)與放射化學(xué)純的[18F]D_FAC以約15分鐘的保留時(shí) 間從柱上洗脫，且放射化學(xué)產(chǎn)量范圍為20-30%。使用Phenomenex Luna column (25cmX0. 46cm，5 μ 顆粒大小)通過分析性 HPLC 方法確定[18F]D-FAC的化學(xué)與放射化學(xué)純度。所述柱用10%乙醇與90% 50mM乙酸銨以 1. OmL/min的流速洗脫。將所述HPLC柱的流出液通過UV檢測(cè)器(λ = 254nm)繼以gamma放射性檢測(cè)器。如上所述制備的[18F]D-FAC的化學(xué)與放射化學(xué)純度超過99%。分析性HPLC亦用于確定[18F]D-FAC的特定活性。對(duì)非放射性標(biāo)記D-FAC的質(zhì)量 針對(duì)254nm波長(zhǎng)處UV吸收的范圍使用上述分析性HPLC方法確定，且該數(shù)據(jù)組用于構(gòu)建校 準(zhǔn)圖。使用該校準(zhǔn)圖，發(fā)現(xiàn)[18F]D-FAC的比活性> lOOOCi/mmol。實(shí)施例7 :1_(2’ -脫氧-2’ -FFl氟代-β -L-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶(PFl L-FAC)的放射化學(xué)合成標(biāo)題化合物通過上面所示的反應(yīng)方案使用2-0-[(三氟甲基)磺酰]_1，3， 5-三-0-苯甲?；?a-L-呋喃核糖替代D-異構(gòu)體⑴合成。
實(shí)施例8:2-氯代-9-(2‘-脫氧-PFl氟代-β-D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌 呤(PFl CA)(或D-2jF-CA)與2-氯代-9- (3 ‘-脫氧-3 ‘ - PsFl氟代-β -D-阿拉伯呋 喃糖苷)腺嘌呤(3-MF-CA)(或DI-isF-CA)的放射化學(xué)合成三苯甲基保護(hù)的氯代腺嘌呤核苷衍生物混合物2與3(圖4A)通過之前開發(fā)的通 常過程制備28。將2-氯代腺嘌呤核苷(1)(其為，D-2-氯代腺嘌呤核苷)(9. 2mmol),4- 二 甲基氨基吡啶(9. 2mmol)，以及單甲氧基三苯甲基氯化物(32. 4mmol)在氬氣氣氛下置于干 燥的250mL圓底燒瓶中，并與SOmL干吡啶混合。在90oooC下攪拌該混合物18小時(shí)，在此期 間吡啶于旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器中蒸發(fā)；最后痕量的混合物用甲苯共沸移除。殘留物溶解于二氯甲 烷中并用水洗滌。用Na2SO4干燥有機(jī)層，并將其過濾，蒸發(fā)，將所得粗產(chǎn)物置于硅膠柱層析 中，以25%乙酸乙酯己烷溶液為洗脫液以分離并提純純羥基產(chǎn)物2與3。三氟甲磺酸酯4與 5從相應(yīng)的羥基產(chǎn)物2與3如下所述制備將羥基化合物2與同樣的化合物3 (0. Immol)在 氬氣氣氛下溶解于3mL 二氯甲烷中，然后添加4-二甲基氨基吡啶(0. 18mmol)，并將溶液于 冰浴中在OoooC下冷卻10分鐘。添加三氟甲磺酰氯(0.02mL)并逐漸將反應(yīng)混合物加溫到 室溫并攪拌3小時(shí)；隨即用IOmL 二氯甲烷稀釋該混合物并用水洗滌，且將有機(jī)層用Na2SO4 干燥。二氯甲烷蒸發(fā)得到油狀殘留物，將其通過硅膠柱層析使用30%乙酸乙酯己烷溶液作 為洗脫液；從而得到了純?nèi)谆撬嵫苌?與5。未添加載體的[18F]氟離子通過使用RDS-112回旋加速器用IlMeV質(zhì)子轟擊在 銀制靶體中的98%濃縮[18O]水來產(chǎn)生。水相[18F]氟離子用K2CO3(Img)溶液與溶于水 (0. 04mL)與乙腈(0. 75mL)混合物的Kryptof ix 2. 2. 2 (IOmg)處理。將溶液在115oooC用氮 氣流蒸發(fā)。殘留物用與乙腈(3x0. 5mL)的共沸蒸餾干燥。將三氟甲磺酸酯前體4與5 (IOmg) 溶于ImL乙腈，將其添加至干燥的K18F/Kryptof ix復(fù)合物，并在1 IOoooC下將該混合物反應(yīng) 25分鐘。將溶液冷卻至室溫，并將其通過一小管硅膠，用4x2mL乙酸乙酯洗脫。將乙酸乙酯 蒸發(fā)至干燥，并將殘留物溶于0. 5mL乙腈。將ImL IM HCl添加至該乙腈溶液，并在lOOoooC 下加熱5分鐘。用15%乙醇與85% 25mM磷酸二氫銨水溶液的混合物將反應(yīng)混合物稀釋至 總體積為3mL，并注射入半預(yù)備性的HPLC柱(Phenomenex Gemini C-18柱；25cmXlcm)。將 所得的混合物用15%乙醇與85% 25mM磷酸二氫銨水溶液的流動(dòng)相以5. OmL/min的流速 洗脫。來自HPLC柱的流出液用254nm UV檢測(cè)器繼以gamma放射性檢測(cè)器監(jiān)視。從而以 11-13分鐘的保留時(shí)間分離得化學(xué)與放射化學(xué)純的18F標(biāo)記產(chǎn)物6與7，獲得放射化學(xué)產(chǎn)量 為 10-15%。實(shí)施例8B:2-氯代-9-(2_脫氧-2-PF1氟代-β 阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌 呤(Lj-lgF-CA)與2-氯代-9-(3-脫氧_3_pFl氟代-β -L-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤(L-S-isF-CA)的放射化學(xué)合成標(biāo)題化合物可通過上述反應(yīng)方案使用L-2-氯代腺嘌呤核苷(D-2-氯代腺嘌呤核 苷的對(duì)映異構(gòu)體)。實(shí)施例9 [18F]D-FRAC, [18F] L-FRAC, [18F]D-FMAC, [18F] L-FMAC, [18F]D-FXAC, [18F] L-FXAC,d-fbac, [18f] l-fbac, [18f]d-fcac, [18f] l-fcac, [18f]d-ffac, [18F] l-ffac ^ΧΜ ^Ψ 合成遵循上述[18F]D-FAC與[18F]L-FAC的反應(yīng)條件，根據(jù)圖4C-J所示使用合適的取代甲硅 烷化胞嘧啶核苷衍生物進(jìn)行。
[18FlD-FAC PET可用于確定腫瘤針對(duì)溶癌性核苷類似物(NA)藥物耐藥性的原因。 溶癌性藥物，例如吉西他濱(Gemzar)與Ara-C廣泛用于治療多種血液系統(tǒng)惡性腫瘤與實(shí) 體瘤。然而，對(duì)這些NA與其它相關(guān)前藥的先天或獲得性耐藥性對(duì)癌癥治療提出了重要的 問題(表3)。表3展示了其激活與藥效需要dCK(脫氧胞嘧啶核苷激酶)的核苷類似物前 藥。在先研究已顯示dCK缺陷為針對(duì)吉西他濱與Ara-C耐藥性的關(guān)鍵決定因素19’2°。進(jìn)一 步，臨床研究亦報(bào)道了在胰腺癌患者中dCK表達(dá)與其針對(duì)吉西他濱治療的反應(yīng)有顯著的關(guān) 聯(lián)性；具體而言，具有表達(dá)低水平dCK腫瘤的患者較之那些具有表達(dá)高水平dCK腫瘤的，其 存活時(shí)間減少21’22。盡管針對(duì)吉西他濱與Ara-C的耐藥性通常是在治療過程中通過對(duì)藥物 耐藥性克隆的選擇而獲得的，但有報(bào)道稱dCK基因的多樣性引起針對(duì)吉西他濱的固有(先 天)耐藥性25’26。對(duì)腫瘤的藥物耐藥性亦與核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體(例如，SLC29A1/ENT1)與脫氧胞嘧 啶核苷激酶(dCK)的表達(dá)減少相聯(lián)系；此外，胞嘧啶核苷酸脫氨基酶(CDA)，胞苷酸脫氨基 酶(DCTD)，5’核苷酸酶與核糖核苷酸還原酶的上調(diào)引起藥物耐藥性(參見綜述23)。通過 這些機(jī)理，[18F]D-FAC及其類似物可用于通過核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體和/或dCK的降低表達(dá)預(yù)計(jì)吉西 他濱與Ara-C耐藥性 表3實(shí)施例10 使用PFlD-FAC PET確定針對(duì)溶癌性核苷類似物的耐藥性為評(píng)價(jià)[18F]D-FAC PET是否能確定針對(duì)吉西他濱與Ara-C的耐藥性，我們使用了 之前所述基于L1210鼠類白血病細(xì)胞與其吉西他濱/Ara-C耐藥性IOK衍生物的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?20O在L1210 IOK細(xì)胞中導(dǎo)致耐藥性的分子缺陷為因在染色體5的dCK基因3’區(qū)域遺傳 修飾所致的dCK表達(dá)喪失。所述IOK細(xì)胞系從親本L1210細(xì)胞通過將其暴露于增加濃度的 吉西他濱衍生所得2° ；在實(shí)驗(yàn)前，我們確證了 L1210 IOK細(xì)胞在蛋白水平缺乏dCK表達(dá)(圖 13)。因此，為確定在這些細(xì)胞中D-FAC滯留是否與吉西他濱耐藥性相關(guān)聯(lián)，我們用[3H]-FLT 作為陰性對(duì)照使用[3H]D-FAC進(jìn)行放射性示蹤分析。我們發(fā)現(xiàn)吉西他濱耐藥性L1210-10K 細(xì)胞系與吉西他濱敏感性L1210親本細(xì)胞系相比，保留非常低量的[3H]D-FAC(圖14A)。 事實(shí)上，較之缺乏dCK活性的細(xì)胞，在dCK+細(xì)胞中[3H]D-FAC攝入高達(dá)40倍。(dCK+= 1288fmols/lxl05 細(xì)胞；dCr = 34fmols/lxl05 細(xì)胞；ρ < 0.001)。相反，在這些細(xì)胞系間 無法辨別[3H]-FLT攝入的差異。圖14B展示使用[3H]D-FAC作為底物在L1210細(xì)胞系中的 [3HJD-FAC激酶分析(1微克蛋白/反應(yīng))。在圖14B所示的dCK陽性細(xì)胞中，D-FAC磷酸化 較之在 dCK 缺陷細(xì)胞中為高達(dá) 52 倍(dCK+ = 62fmols ；dCr = 1. 2fmols ；ρ = 0. 028)。將 dCK重新導(dǎo)入L1210-10K細(xì)胞恢復(fù)了 [18F] D-FAC攝入與磷酸化(圖14)，從而進(jìn)一步確證了 該核苷激酶對(duì)于調(diào)節(jié)D-FAC代謝的至關(guān)重要作用。為調(diào)查[18F]D-FAC PET能否分辨在體內(nèi)吉西他濱敏感性癌細(xì)胞與耐藥性癌細(xì)胞， 對(duì)小鼠注射L1210野生型或IOK細(xì)胞以建立皮下腫瘤；用[18F] FDGPET掃描小鼠以確證移植 細(xì)胞在體內(nèi)存活并生長(zhǎng)，進(jìn)行[18F]D-FAC PET掃描以比較吉西他濱敏感性與耐藥性細(xì)胞間 D-FAC積聚的差異。吉西他濱敏感性與耐藥性細(xì)胞兩者均顯示相同的FDG積聚(圖15A)。與之相反，[18FJD-FAC的滯留在dCK陽性腫瘤中明顯可檢測(cè)出，而該探針不積聚于dCK缺陷腫瘤中(圖15B)。這些數(shù)據(jù)表明用[18F]D-FAC PET測(cè)量腫瘤中dCK活性可用于預(yù)測(cè)針對(duì)吉 西他濱與相關(guān)前藥的耐藥性；意即，[18F]D-FAC PET/CT掃描可在體內(nèi)分辨吉西他濱敏感性 與耐藥性腫瘤。在圖15小圖A與小圖B中，左邊的圖像均顯示皮下注射L1210 WT的SCID 小鼠，而右邊的圖像均顯示皮下注射L1210-10K的小鼠。這些小鼠在成像前四天接受注射。實(shí)施例11 在人類中「MF1D-FAC的初步評(píng)價(jià)對(duì)[18F]D-FAC在人類中初步程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，由此我們調(diào)查了在人類受試者中[18F] D-FAC的通常生物分布與輻射劑量測(cè)量(圖16)。生物分布數(shù)據(jù)得自對(duì)三個(gè)健康男性受試 者在推注[18F]D-FAC(8. 6士2. 3mCi)后校正衰減的全身PET掃描。發(fā)射掃描在注射20，48 與76分鐘后獲取，并使用Olinda 軟件計(jì)算輻射劑量測(cè)量預(yù)估值。具有最高程度[18F] D-FAC積聚的器官為膀胱，腎臟，脾臟，唾液腺與心臟。接受最高吸收劑量的器官為膀胱壁 (2. 06E-01rem/mCi)，繼以腎臟(1. 06E-01rem/mCi)，脾臟(7. 36E-02rem/mCi)，成骨細(xì)胞 (6. 69E-02rem/mCi)，心壁(5. 92E_02rem/mCi)與小腸(5. 80E_02rem/mCi)，而總有效劑量 為5. 08E-02rem/mCio該輻射劑量測(cè)量預(yù)估值顯示與在小鼠中研究所得放射性劑量測(cè)定結(jié) 果高度一致。劑量限制性器官為膀胱壁與腎臟。在圖16中顯示的人類[18F]D-FAC掃描與 在小鼠中獲取的[18F]D-FAC圖像有些特征相似，即所述探針在脾臟中積聚，并以較小程度 積聚于脊柱骨髓。然而，與小鼠相比，在人類GI道中[18F]D-FAC的滯留遠(yuǎn)較之為低。實(shí)施例12-具有改善的體內(nèi)穩(wěn)定件與特異件的新型dCK lgF標(biāo)記底物的開發(fā)與評(píng) 價(jià)進(jìn)行了對(duì)具有改善的體內(nèi)穩(wěn)定性與特異性的新型dCK 18F標(biāo)記底物的開發(fā)與評(píng)價(jià)。脫氨基作用抗性脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)底物作為潛在的PET成像探針示于圖2A 與4.盡管在小鼠中，D-FAC對(duì)脫氨作用的感受性并不影響其對(duì)免疫激活與癌癥成像的 效用，仍需要脫氨基作用抗性D-FAC類似物。脫氨基作用抗性dCK底物可較之D-FAC具有若 干有利之處，包括改善特異性，敏感度與體內(nèi)穩(wěn)定性。我們從而合成并評(píng)價(jià)了潛在的探針以 通過PET測(cè)定dCK活性(圖2A與4)。舉例而言，[18F] L-FAC為基于dCK與CDA針對(duì)D-與 L-核苷相異的對(duì)映選擇性(注意雖然dCK可磷酸化天然的D-對(duì)映異構(gòu)體與非天然的L-對(duì) 映異構(gòu)體兩者，CDA嚴(yán)格的需要D-脫氧胞嘧啶核苷類似物)而開發(fā)的新型非天然D-FAC類 似物。[18F]-CA(圖2A與4)為對(duì)腺嘌呤核苷脫氨基酶具有抗性的嘌呤dCK底物。在圖17中使用L1210野生型細(xì)胞與所述IOK dCK缺陷細(xì)胞說明了下述發(fā)現(xiàn)即 [18FJ-CA與[18F]L-FAC的胞內(nèi)積聚需要dCK表達(dá)。每種細(xì)胞類型分別與下列每一個(gè)溫育 [18FJL-FAC, [18F]-CA 與陽性對(duì)照[18F]D-FAC。將細(xì)胞與[18F]L_FAC，[18F]_CA 及[18F]D_FAC 溫育1小時(shí)。在連續(xù)洗滌后，通過閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定胞內(nèi)放射性強(qiáng)度以獲取示于圖17A的結(jié)果。 通過測(cè)定胞內(nèi)放射性強(qiáng)度，確定[18F]L-FAC與[18F]-CA的滯留與磷酸化需要dCK表達(dá)。圖 17B顯示得自用[18FJL-FAC, [18F]_CA與[18F] D-FAC溫育L1210 WT與IOK細(xì)胞裂解液的結(jié) 果；通過閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定磷酸化產(chǎn)物。PET圖像顯示在小鼠中[18F] L-FAC與[18F]-CA的生物分布研究(圖18)。圖18A 展示得自使用[18F]L-FAC的圖像。圖18B展示使用對(duì)應(yīng)組織切片的[14C]F_CA DWBA。C57/ BL6小鼠通過microPET/CT使用[18F]L-FAC(圖18C)與[18F]-CA(圖18D)掃描。小鼠在靜脈注射探針60分鐘后成像。圖像為Imm厚的矢狀，冠狀與橫截切片。ID/g百分比為每克 組織注射劑量的百分比。標(biāo)記為如下所示B，骨髓/骨；BL，膀胱；BR，腦；GB，膽囊；GI，胃 腸道；H，心臟；K,腎臟；L，肝臟；LU，肺臟；SP，脾臟；Thy，胸腺；ST,胃臟。圖18的結(jié)果說明 [18F]L-FAC的生物分布與[18F]D-FAC的相似。與之相反，[18F]_CA不于胸腺與脾臟中積聚。 因此在注射以探針的C57/BL6小鼠中進(jìn)一步評(píng)價(jià)所述[18F]L-FAC化合物。
圖19的色譜表明[18F]L-FAC較之[18F]D_FAC對(duì)脫氨作用具有更強(qiáng)的抗性。圖19 展示用人類血漿溫育探針10分與45分后在血漿中[18F]D-FAC(圖19A)與[18F]L_FAC(圖 19B)的色譜。小鼠中的體內(nèi)研究與使用人類血漿的數(shù)據(jù)顯示[18F]L-FAC相對(duì)于[18F]D-FAC 具有改善的穩(wěn)定性。在圖20中，使用[18F]L-FAC&micr0PET/CT圖像在具有系統(tǒng)性自身免 疫的動(dòng)物模型中顯示淋巴結(jié)病。顯示了在系統(tǒng)性自身免疫中淋巴量的增加。所述圖像為靜 脈注射[18F]L-FAC后60分鐘，并顯示了來自小鼠的三個(gè)Imm厚冠狀切片。標(biāo)記為如下所 示Thy，胸腺；LN，淋巴結(jié)；BM，骨髓/骨。攜帶Faslpi突變的小鼠由于T與B淋巴細(xì)胞細(xì)胞 凋亡的缺陷形成淋巴結(jié)病，關(guān)節(jié)炎與免疫復(fù)合物介導(dǎo)腎小球腎病。為評(píng)價(jià)[18F]L-FAC PET 監(jiān)視自身免疫表型的能力，我們?cè)贑57BL/6J遺傳背景下使用Faslltt小鼠。在T細(xì)胞介導(dǎo)的 初級(jí)抗腫瘤免疫應(yīng)答期間的免疫激活的[18F]L-FAC PET示于圖21 (使用了抗腫瘤T細(xì)胞介 導(dǎo)免疫的癌逆轉(zhuǎn)錄病毒模型3°)。圖21顯示了在MSV抗腫瘤免疫模型中局域化免疫激活的 PET/CT圖像。用MoMSV癌逆轉(zhuǎn)錄病毒攻擊小鼠。圖像為在靜脈注射[18F]L-FAC60分鐘后 的，并顯示了在免疫應(yīng)答高潮期小鼠的三個(gè)Imm厚冠狀切片。標(biāo)記為如下所述B，骨髓/骨； BLJ^ ；GI,胃腸道；H，心臟；SP，脾臟；TU，腫瘤；LN，淋巴結(jié)。圖22顯示[18FjL-FAC PET/ CT可用于顯影dCK陽性的白血病細(xì)胞，從而可在SCID小鼠模型中用于預(yù)測(cè)體內(nèi)吉西他濱抗 藥性。意即，[18F]L-FAC microPET/CT允許顯影dCK陽性，吉西他濱敏感性L1210白血病細(xì) 胞，但不顯影dCK陰性，吉西他濱負(fù)性L121010K亞系。在成像4日前用L1210 WT(左邊) 與L1210-10K(右邊)皮下注射SCID小鼠。圖22A顯示了 [18FjL-FAC microPET/CT掃描； 而圖 22B 顯示了 [18F]FDG microPET/CT 掃描。圖23-28說明了對(duì)[18F]L-FMAC與上述相似的發(fā)現(xiàn)。圖23顯示[18F]L-FMAC的滯留 與磷酸化需要dCK表達(dá)。來自L1210野生型(WT)與dCK缺陷(IOK)細(xì)胞的裂解液與[18F] L-FMAC溫育20分鐘；用閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定磷酸化產(chǎn)物。圖24A顯示通過PET測(cè)定的[18F]L_FMAC 生物分布；圖24B顯示來自尸體解剖數(shù)據(jù)的[18F]L-FMAC生物分布。圖25顯示[18F]L_FMAC 在小鼠中對(duì)脫氨基作用具有抗性。圖25A顯示用[18F]L-FMAC標(biāo)準(zhǔn)獲得的結(jié)果；而圖25B顯 示在將[18F] L-FMAC探針注射入小鼠45分后收集的血漿中[18F] L-FMAC的結(jié)果。圖26顯示[18F]L-FMAC microPET/CT允許在系統(tǒng)性自身免疫中顯影增加的淋巴 量。圖26A顯示使用野生型BL/6小鼠獲取的結(jié)果。圖26B顯示使用B6. MRL-FaslpVJ自身 免疫小鼠獲得的結(jié)果。圖像為靜脈注射[18F]L-FMAC60分鐘后的，并顯示了來自小鼠的三個(gè) Imm厚冠狀切片。標(biāo)簽為如下所述Thy，胸腺；LN，淋巴結(jié)；BM，骨髓/骨；Bi，膀胱；GI，胃腸 道；GB，膽囊；Sp，脾臟；K,腎臟；SC，脊柱。圖27顯示在癌癥免疫療法模型中局域化免疫激活的PET/CT成像。圖28顯示B16 黑色素瘤腫瘤中[18F]L-FMAC microPET/CT成像的結(jié)果。顯示的圖像為來自探針注射1小時(shí) 后[18F] L-FMAC microPET/CT掃描的2mm冠狀切片。用1χ105Β16黑色素瘤細(xì)胞對(duì)C57B1/6 小鼠進(jìn)行皮下注射，并在7日后進(jìn)行成像。標(biāo)記為如下所示L，肝臟；SP，脾臟；GI，胃腸道；BL，膀胱；Tu，腫瘤；SC，脊柱；K,腎臟。圖29展示在注射[18F]D-FAC后人類受試者的PET掃描圖像。冠狀圖像(圖29B) 在淋巴結(jié)294中顯示高濃度的[18F]D-FAC。高濃度的PET探針，例如[18F]D_FAC，在淋巴系統(tǒng) 的器官或部分中可與在該器官或部分中異常活性相關(guān)聯(lián)。舉例而言，在圖29B中淋巴結(jié)294 中高濃度的[18F]D-FAC可與淋巴瘤損害相關(guān)聯(lián)。舉例而言，高濃度的PET探針，例如[18F] D-FAC，可與惡性淋巴疾病相關(guān)聯(lián)。異種脾292為可見。圖30展示了具有慢性胰腺炎的56歲人類男性的PET/CT掃描。胰頭301為可見。 用顯微鏡檢查活組織檢查試樣顯示大部分是淋巴細(xì)胞的炎性滲透以及與之相關(guān)的退化小 導(dǎo)管。L-FAC在胰臟炎性損害中明顯的積聚(圖30A)表明該新型PET探針可為FDG較佳的 替代品(圖30B)用于在人類中診斷與處理上述異常。本文所討論的PET探針化合物中為dCK(脫氧胞嘧啶核苷激酶)底物的可用于預(yù) 測(cè)癌細(xì)胞針對(duì)一些溶癌性前藥的耐藥性。如上所述，具有耐藥性的細(xì)胞展示低于正常水平 的dCK表達(dá)(參見圖14與15)。由于低于正常dCK水平的表 達(dá)，這些耐藥細(xì)胞展示對(duì)為 dCK(脫氧胞嘧啶核苷激酶)底物的PET探針化合物的低攝入。與之相反，不具有耐藥性的 癌細(xì)胞表達(dá)dCK，且，因此，展示對(duì)dCK (脫氧胞嘧啶核苷激酶)底物的PET探針化合物的高 攝入。因此，將PET探針化合物施用于受試者或患者并輔以PET成像可識(shí)別并定位溶癌性 前藥耐藥性癌細(xì)胞，幫助設(shè)計(jì)合適的療程。本文中討論的PET探針化合物[18F]D-FAC展示在腦與心肌中的低滯留。這與常規(guī) PET探針FDG不同，后者大量積聚于腦與心肌中。因此，[18F]D-FAC對(duì)在腦與心臟中，或靠近 腦與心臟的目的生物過程與狀態(tài)進(jìn)行成像較之FDG為佳。在腦與心臟中低得多的背景[18F] D-FAC容許對(duì)目的生物過程與狀態(tài)進(jìn)行成像。舉例而言，可使用[18F]D-FAC對(duì)自身免疫和/ 或炎性病變，例如多發(fā)性硬化與動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)行成像。在本說明書中說明并討論的實(shí)施方案僅意為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員發(fā)明人所知制 造并使用本發(fā)明的最佳方法。本說明書中并無可視為限定現(xiàn)行發(fā)明范圍之物。展示的所有 實(shí)施例均為代表性的且為非限定的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)上述教導(dǎo)所理解，本發(fā)明的上 述實(shí)施方案可經(jīng)修改或改變，而不乖于本發(fā)明。因此需理解在權(quán)利要求及其等價(jià)的范圍內(nèi)， 本方面可使用除專門描述于此外的方法實(shí)施。美國臨時(shí)專利申請(qǐng)Serial Nos. 60/960, 183，提交于2007年9月19日，與 61/064，963，提交于2008年4月4日，以引用方式包含于本發(fā)明中，且要求其全部權(quán)利，包 括優(yōu)先權(quán)。參考文獻(xiàn)1. Hamacher, K.，Coenen, H. H.，& Stocklin，G. (1986) J Nucl Med 27，235-238.2. Mangner, Τ. J.，Klecker, R. W.，Anderson, L.，& Shields，Α. F. (2003) NuclearMedicine and Biology 30，215-224.3. Qi, J. , Leahy, R. M. ,Cherry, S. R. , Chatziioannou, A. ,& Farquhar, T. H. (1998) PhysMed Biol 43，1001-1013.4. Chow, P. L. , Stout, D. B. , Komisopoulou, E. ,& Chatziioannou, A. F. (2006) Phys MedBiol 51，379-390.5. Loening, A. M. & Gambhir, S. S. (2003)Mol Imaging 2，131-137.
6. Dubey, P. , Su, H. , Adonai, N. , Du, S. , Rosato, Α. , Braun, J. , Gambhir, S. S. , & Witte, 0. N. (2003)Proc Natl Acad Sci USA 100，1232-1237.7.Li，C.& Wong，W. H. (2001) Proc Natl Acad Sci USA 98，31—36.8. Kanehisa，Μ· & Goto，S. (2000)Nucleic Acids Research 28,27-30.9. Liu, G. , Loraine, Α. Ε. , Shigeta, R. , Cline, Μ. , Cheng, J. , Valmeekam, V. , Sun, S.，Kulp，D.，& Siani-Rose，M.A. (2003) Nucleic Acids Research 31，82—86.10. Afar, D. Ε. , Han, L. , McLaughlin, J. , Wong, S. , Dhaka, A. , Parmar, K., Rosenberg，N.，Witte，0. N.，& Colicelli，J. (1997)Immunity 6，773—782.11. Ahmed, Μ. , Dusanter-Fourt, I. , Bernard, Μ. , Mayeux, P. , Hawley, R. G., Bennardo, Τ. , Novault, S. , Bonnet, M. L. , Gisselbrecht, S. , Varet, B. , et al. (1998) Oncogene 16，489-496.12. Nakano, Y. , Tanno, S. ,Koizumi,K. ,Nishikawa,Τ. , Nakamura,K. , Minoguchi, Μ. , Izawa, Τ. , Mizukami, Y. , Okumura, Τ. , & Kohgo, Y. (2007)British Journal of Cancer96,457-463.13. van der Wilt, C. L. , Kroep, J. R. , Bergman, Α. Μ. , Loves, W. J. , Alvarez, Ε., Talianidis, I. , Eriksson, S. , van Groeningen, C. J. , Pinedo, H. M. ,& Peters, G. J. (2000) Advancesin experimental medicine and biology 486,287-290.14. Eriksson, S.，Munch-Petersen，B.，Johansson, K.，& Eklund，H. (2002)Cell Mol Life Sci59，1327-1346.15. Griffiths. A. & Jarvis, S. M. (1996) Biochimica et Biophysica Acta 1286， 153-181.16. Shields, A. F. ， Grierson, J. R. ， Dohmen, B. Μ. ，Machulla, H. J. ， Stayanoff, J. C. , Lawhorn-Crews, J. Μ. , Obradovich, J. Ε. , Muzik, 0. , & Mangner, Τ. J. (1998) Naturemedicine 4,1334-1336.17. Schepers, K. , Toebes, Μ. , Sotthewes, G. , Vyth-Dreese, F. Α. , Dellemi jn, Τ. Α. ,Melief,C. J. , Ossendorp, F. ,& Schumacher, Τ. N. (2002) J Immunol 169,3191-3199.18. Becker， S. & Haskill， S. (1981) InternationEil Journal of Cancer 27, 229-234.19. Kroep, J. R. , et al. (2002)Mol Cancer Ther 1,371—376·20. Jordheim, L. P. , et al. (2004)Cl in Cancer Res 10，5614-5621.21. Sebasriani, V. , et al. (2006)Cl in Cancer Res 12,2492-2497.22. Ueno, H. ，Kiyosawa, K. & Kaniwii，N. (2007)Br J Cancer 97,145-151.23. Jordheim,L. P. & Dumontet,C. (2007)Biochimica et Biophysica Acra 1776, 138-159.24. Giovannetti, Ε. , et al. (2007)Pharmacol Res 55,343-349.25. Shi，J. Y.，et al. (2004) Pharmacogenetics 14，759-768.26. Lamba, J. K. , et al. (2007) J Pharmacol Exp Ther 323，935-945.27. Tann, C. H. , Brodfuehrer, P. R. , Brundidge, S. P. , Sapino, C. J. & Howell, H. G. (1985)Journal of Organic Chemistry 50，3644—3647.
28. Pankiewicz, K. W. , Krzeminski, J. , Olszewski, L. Α. , Ren, W. Y. & Watanabe, K.Α. (1992)Journal of Organic Chemistry 57,553-559.29. Morse, H. C. ,3rd, et al. (1982) J Immunol 129，2612—2615.
30. Fefer, A.，McCoy, J. L.，Perk, K. & Glynn，J. P. (1968) Cancer Research 28， 1577-1585.31. Radu, C. G. et al. (2007) Proc Natl Acad Sci 104:6,1937—1942。
權(quán)利要求
一種PET探針，包括式1A和/或式1B所述的化合物其中R1為H，OH或F，R2為H，OH或FR3為H或F，R6為H或F，且A為選自下組的核酸堿基其中R4為H，鹵素或自1到6個(gè)碳的烷基；R5為H，鹵素或自1到6個(gè)碳的烷基；且R1，R2，R3，R4，R5和R6至少一個(gè)為選自下組的放射性同位素18F，76Br和124I。FPA00001139280800011.tif,FPA00001139280800012.tif
2.權(quán)利要求1所述的PET探針， NH2其中當(dāng)A為 禮為OH或F， R2為H或F，r3*F，禮為扎卩，(1，81~，013或(2115， R6為H，且R” R3與R4中至少之一為18F，以及其中當(dāng)B為 >時(shí)，則 nr5 n禮為H或OH,R2為H或OH,R3為H或F，R5為 Cl，R6為H或F，而民與&中至少之一為18F。
3.權(quán)利要求1所述的PET探針，其中A為.
4.權(quán)利要求3所述的PET探針，其中 Ri為0H或氟，R2為氫或氟， R3為氟，R4 為 H，F(xiàn)，Cl，Br，I，CH3，C2H5， 且禮，R2，R3與R4中至少之一為18F。
5.權(quán)利要求1所述的PET探針，所述化合物具有式II {D-18F-FAC ；2'-脫氧-2' _[18F]氟代-0-D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}
6.權(quán)利要求3所述的PET探針，所述化合物具有式IV，V或V’ {2'，2'-脫氧-2'，2' _ 二氟代-3-D-阿拉伯呋喃糖苷-5-[18F]氟代胞嘧啶； 5_[18F]氟代-2'，2' _ 二氟代脫氧胞嘧啶核苷} {2' ,3' - 二脫氧-2' _[18F]氟代-3'-氟代-b-D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} {2'，3' - 二脫氧-2'-氟代-3' -[18F]氟代-b-D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}。
7.權(quán)利要求1所述的PET探針，其中A為
8.權(quán)利要求7所述的PET探針，其中 Ri為0H或氟，r2為氫， R3為氟，R5*Cl，F(xiàn)，Br，I，CH3 或 C2H5，且禮，R2，R3與R5中至少之一為18F。
9.權(quán)利要求1所述的PET探針，所述化合物具有式VI D-2-18F-CA{2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18F]氟代_D_阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}。
10.權(quán)利要求1所述的PET探針， 其中 R4 為 H，F(xiàn)，Cl，Br, CH3 或 C2H5， 其中&為(1，且其中R” R3，R4與R6之一為放射性同位素18F，以及 其中R2與R5不為非以天然比例出現(xiàn)的放射性同位素。
11.權(quán)利要求1所述的PET探針，所述化合物具有式2'-脫氧-2' _[18F]氟代-5-鹵代 2'-脫氧-2' _[18F]氟代-5-鹵代 -3 -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} _ 0 -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}， 其中X為鹵素。
12.權(quán)利要求1所述的PET探針，所述化合物具有式 2'-脫氧-2' _[18f]氟代-5-烷基 2'-脫氧-2' _[18f]氟代-5-烷基-3-d-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}-l-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}其中r為具有1到6個(gè)碳的烷基。
13.權(quán)利要求1所述的pet探針，所述化合物選自下組 [18f] l-fac{l-18f-fac ；2'-脫氧-2' _[18f]氟代 -l-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} {2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18f]氟代 -3 -d-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}l-2-18f-ca{2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18f]氟代 -3 -l-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤} {2-氯代-9-(3-脫氧-3-[18F]氟代 -3 -D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤} D-化合物#5{2'，2'-脫氧-2'，2' - 二氟代 3 -D-阿拉伯呋喃糖苷 -5-[18F]氟代胞嘧啶； 5_[18F]氟代-2'，2' - 二氟代 脫氧胞嘧啶核苷的異構(gòu)體} L-3-18F-CA{2-氯代-9-(3-脫氧-3-[18F]氟代 -3 -L-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}nh2OHL-化合物#5{2'，2'-脫氧-2'，2' - 二氟代 3 -L-阿拉伯呋喃糖苷 -5-[18F]氟代胞嘧啶； 5_[18F]氟代-2'，2' - 二氟代 脫氧胞嘧啶核苷的異構(gòu)體}NH,OHL-化合物#6{2'，3' - 二脫氧-2' _[18F]氟代-3'-氟代{2'，3' - 二脫氧-2' _[18F]氟代-3'-氟代-3-D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}-L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}7 D-化合物#7L-化合物#7 12'，3' - 二脫氧-2'-氟代-3' -[18F]氟代{2'，3' - 二脫氧 _2'-氟 代-3' -[18F]氟代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}_ β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶 {2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-甲基 {2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-甲基-β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}_ β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} {2 ‘-脫氧-2 ‘ - [18F]氟代-5-溴代 {2 ‘-脫氧-2 ‘ - [18F]氟代-5-溴代-β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}_ β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} D-18F-FCACL-18F-FCAC{2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-氯代 {2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-氯代 -β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}_ β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} {2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-氟代 {2'-脫氧-2' -[18F]氟代-5-氟代 -β -D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}_ β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}。
14.權(quán)利要求1所述的PET探針，選自下組 [18FJD-FACiD-18F-FAC ；2'-脫氧_2' -[18F]氟代-β-D-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} [18F]L-FACIL-18F-FAC ;2'-脫氧_2' -[18F]氟代-β-L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶} {2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18F]氟代-D-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤}，以及 [18F]L-FMAC{2‘-脫氧-2' -[18F]氟代-5-甲基- β -L-阿拉伯呋喃糖苷胞嘧啶}。
15.權(quán)利要求1所述的PET探針，其中所述化合物為dCK(脫氧胞嘧啶核苷激酶)底物。
16.權(quán)利要求15所述的PET探針，其中所述化合物對(duì)脫氨基作用有抗性。
17.權(quán)利要求15所述的PET探針，其中所述化合物對(duì)選自下組的酶的脫氨基作用有抗 性胞嘧啶核苷脫氨基酶(CDA)與腺嘌呤核苷脫氨基酶。
18.權(quán)利要求15所述的PET探針，其中所述化合物選自下組[18F]L-FAC，[18F]L_FXAC， [18F] L-FRAC, D-2-18F-CA, L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 和 L_3-18F_CA。
19.權(quán)利要求15所述的PET探針，其中所述化合物選自下組[18F]L-FAC，[18F]L_FBAC， [18F] L-FCAC, [18F] L-FFAC, [18F] L-FMAC, D_2-18F_CA，L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 和 L_3-18F_CA。
20.權(quán)利要求15所述的PET探針，其中所述化合物選自下組[18F]L-FAC和[18F]F_CA。
21.權(quán)利要求1所述的PET探針，其中所述化合物當(dāng)施用于受試者時(shí)，不以高濃度積聚 于腦或心肌。
22.—種預(yù)測(cè)對(duì)溶癌性前藥抗藥性的方法，包括以下步驟 將權(quán)利要求1的PET探針與贅生物接觸；使用PET成像以確定在贅生物中PET探針化合物的局部濃度； 將所述PET探針化合物的局部濃度與基線水平相比較；將所述PET探針化合物的局部濃度遠(yuǎn)低于所述基線水平與所述贅生物中低dCK表達(dá)水 平相關(guān)聯(lián)；將所述贅生物中低dCK表達(dá)與對(duì)溶癌性核苷類似物的耐藥性相關(guān)聯(lián)；其中所述基線水平對(duì)應(yīng)所述PET探針化合物在表達(dá)dCK的代表性贅生物細(xì)胞中測(cè)定的PET探針化合物濃度，在不表達(dá)dCK的代表性贅生物細(xì)胞中的PET探針化合物濃度，或加權(quán) 平均值。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述PET探針化合物選自下組[18F]D-FAC，[18F] L-FAC, [18F]D-FXAC, [18F]L-FXAC, [18F]D_FRAC，[18F] L-FRAC，D-2-18F_CA，L-2-18F_CA， D-3-18F-CA 和 L-3-18F-CA。
24.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述PET探針化合物選自下組[18F]D-FAC，[18F]l-fac, [18f]d-ffac, [18f] l-ffac, [18f]d-fcac, [18f] l-fcac, [18f]d-fbac, [18f] l-fbac, [18f]D-FMAC, [18F] L-FMAC, D_2-18F_CA，L_2-18F_CA，D_3-18F_CA 和 L_3-18F_CA。
25.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述PET探針化合物選自下組[18F]D-FAC，[18F] L-FAC, D-2-18F-CA, D-3-18F-CA 和[18F]L_FMAC。
26.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述代表性贅生物細(xì)胞選自下組白血病，急性非 淋巴細(xì)胞性白血病，急性淋巴細(xì)胞性白血病，慢性髓細(xì)胞性白血病的急性轉(zhuǎn)化期，腦膜白血 病，胰腺癌，卵巢癌，乳癌，非小細(xì)胞肺癌，B-細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞性白血病，多毛細(xì)胞白血病， 復(fù)發(fā)的急性淋巴母細(xì)胞性白血病和頑固急性淋巴母細(xì)胞性白血病。
27.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述溶癌性前藥選自下組阿糖胞苷(Ara-C)，氟拉 達(dá)濱(fludarabine),克拉屈濱(cladribine)禾口克羅拉濱(clofarabine)。
28.權(quán)利要求22所述的方法，其中所述溶癌性前藥為吉西他濱(gemcitabine)。
29.一種方法，包括使用權(quán)利要求1所述的PET探針診斷與治療選自下組的病狀類風(fēng) 濕性關(guān)節(jié)炎，炎性腸病，I型糖尿病，EAE (實(shí)驗(yàn)性自身免疫腦脊髓炎)，多發(fā)性硬化，動(dòng)脈粥 樣硬化，自身免疫病和癌癥。
30.一種方法，包括使用權(quán)利要求1所述的PET探針評(píng)價(jià)抗癌劑在治療癌癥中的療效， 所述抗癌劑通過核苷轉(zhuǎn)運(yùn)體與脫氧胞嘧啶核苷激酶(dCK)介導(dǎo)的磷酸化被攝入細(xì)胞內(nèi)。
31.權(quán)利要求30所述的方法，其中所述抗癌劑選自下組阿糖胞苷(cytarabine)和 2’ _ 二氟代脫氧胞嘧啶核苷。
32.—種成像方法，包括下列步驟將為胞嘧啶或腺嘌呤核苷類似物且為dCK底物的PET探針與生物材料相接觸； 用PET成像確定所述生物材料中該P(yáng)ET探針化合物的局部濃度；以及 將該P(yáng)ET探針化合物的局部濃度與局部免疫應(yīng)答或贅生物組織的存在相關(guān)聯(lián)。
33.權(quán)利要求32所述的方法，其中將所述PET探針與生物材料相接觸包括對(duì)動(dòng)物或人類施與一定量的所述PET探 針；以及將所述PET探針在所述動(dòng)物或人類中的局部濃度與在該動(dòng)物或人類中的局部免疫應(yīng) 答或贅生物組織相關(guān)聯(lián)。
34.權(quán)利要求33所述的方法，進(jìn)一步包括用所述PET探針的局部濃度診斷癌癥和/或 監(jiān)視癌癥治療。
35.權(quán)利要求33所述的方法，其中所述動(dòng)物或人類具有選自下組的病狀癌癥，自身免 疫病，發(fā)育異常，病毒感染，細(xì)菌感染，寄生蟲感染，感染，代謝性疾病和炎癥。
36.權(quán)利要求33所述的方法，其中所述動(dòng)物或人類具有選自下組的病狀淋巴結(jié)病，黑 色素瘤，白血病和神經(jīng)膠質(zhì)瘤。
37.權(quán)利要求33所述的方法，其中所述動(dòng)物或人類具有選自下組的病狀類風(fēng)濕性關(guān) 節(jié)炎，炎性腸病，實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)，多發(fā)性硬化，I型糖尿病和動(dòng)脈粥樣硬 化。
38.權(quán)利要求33所述的方法，其中所述動(dòng)物或人類正在進(jìn)行選自下組的治療癌癥免 疫療法，免疫療法，干擾素療法，接種疫苗，放療，化療和抗生素療法。
39.權(quán)利要求32所述的方法，其中將所述PET探針與生物材料相接觸包括對(duì)動(dòng)物或人類施與一定量的所述PET探 針；以及將在該動(dòng)物或人類中所述PET探針的局部濃度與淋巴系統(tǒng)的器官或該系統(tǒng)的一部分， 例如淋巴結(jié)或脾臟中的異?；钚韵嚓P(guān)聯(lián)。
40.權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括將所述PET探針的局部濃度與淋巴瘤損害或 惡性淋巴疾病相關(guān)聯(lián)。
41.權(quán)利要求32所述的方法，其中所述局部免疫應(yīng)答為激活型T淋巴細(xì)胞的積聚。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中所述激活型T淋巴細(xì)胞較之非激活T淋巴細(xì)胞每細(xì) 胞攝入更多PET探針。
43.一種成像方法，包括將權(quán)利要求1所述的PET探針施用于受試者，并用PET成像提 供所述探針化合物局部濃度的圖像。
44.一種合成PET探針化合物的方法，包括下述步驟將2-0-[(三氟甲基)磺酰]-1，3，5_三-0-苯甲?；?a-Q-呋喃核糖與[18F]氟離子 反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟代-1，3，5-三-0-苯甲?；鵢 a -Q-阿拉伯呋喃糖作為第一 個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn)物；將第一個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn)物與溴化氫反應(yīng)以生成2-脫氧-2-[18F]氟代-3， 5- 二 -0-苯甲酰基-a -Q-阿拉伯呋喃糖苷溴化物作為第二個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn)物；將第二個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn)物與5-Z-4-N-(三甲基甲硅烷基)-2-0-(三甲基甲硅烷 基)嘧啶-4-胺或2-氯代腺嘌呤反應(yīng)以生成5-Z-l-(2-脫氧-2-[18F]氟代-3，5-二-0-苯 甲?；?0-Q-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶或2-氯代-9-(4-苯甲酰氧甲基-3-苯甲酰 氧-2-脫氧-2-[18F]氟代-Q-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤作為第三個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn) 物；將第三個(gè)放射性標(biāo)記中間產(chǎn)物與醇鹽反應(yīng)以生成所述PET探針化合物5-Z-l-(2-脫 氧-2_[18F]氟代-Q-阿拉伯呋喃糖苷)胞嘧啶或2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18F]氟 代-0 -Q-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤，其中Z為氫，鹵素或低級(jí)烷基，其中低級(jí)烷基為具有1到6個(gè)碳的烷基，以及其中Q為命名對(duì)映異構(gòu)體的D，L系統(tǒng)中的D或L。
45.權(quán)利要求44所述的方法，其中所述醇鹽選自下組堿金屬甲醇鹽或甲醇鈉。
46.權(quán)利要求44所述的方法，其中Z選自下組氫，氟，氯，溴和甲基。
47.一種合成[18F]-CAPET探針化合物的方法，包括下列步驟將Q-2-氯代腺嘌呤核苷與單甲氧三苯甲基氯化物反應(yīng)以生成第一個(gè)中間產(chǎn)物；將第一個(gè)中間產(chǎn)物與三氟甲磺酰氯反應(yīng)以生成第二個(gè)中間產(chǎn)物；將第二個(gè)中間產(chǎn)物與[18F]氟離子反應(yīng)以生成2-氯代-9-(2-脫氧-2-[18F]氟 代-0-Q-阿拉伯呋喃糖苷)腺嘌呤與2-氯代-9-(3-脫氧-3-[18F]氟代-0-Q-阿拉伯呋 喃糖苷)腺嘌呤作為所述[18F]-CA PET探針化合物， 其中Q為命名對(duì)映異構(gòu)體的D，L系統(tǒng)中的D或L。
全文摘要
作為PET探針使用的化合物以及合成與使用該化合物的方法，該化合物包括[18F]D-FAC與其它胞嘧啶與腺苷類似物。
文檔編號(hào)A61K51/04GK101868254SQ200880116766
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者凱厄斯·G·拉杜, 埃文·D·奈爾-吉爾, 歐文·N·威特, 約翰尼斯·切爾寧, 納吉切蒂亞·薩特亞默西, 蘇靜宜 申請(qǐng)人:加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)