專利名稱：用于mri的錳組合物及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于增強(qiáng)組織、系統(tǒng)和器官的磁共振成像的組合物及方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像能夠?qū)θ梭w的組織和器官進(jìn)行非侵入性的造影。所產(chǎn)生的影像對(duì)比可通過使用能夠相對(duì)于大體積的水改變目標(biāo)組織中的水的弛豫的藥劑來增強(qiáng)。為此目的可以使用具有未成對(duì)電子的物質(zhì)如順磁性過渡金屬和鑭系金屬離子。Lauterbur和Wolf已在動(dòng)物模型中研究了氯化錳作為造影劑。這兩位研究人員都證實(shí)通過使用氯化錳顯著增強(qiáng)肝和其他器官(但不是血液)的影像，但確定該藥劑的潛在臨床實(shí)用性受到急性心臟毒性的限制。基于其他順磁性金屬離子的造影劑的研制類似地受限于毒性和溶解度。例如，氯化釓、乙酸釓和硫酸釓證實(shí)有較差的耐受性，包括重金屬中毒的癥狀以及釓在肝、脾和骨中的累積。
順磁性過渡金屬和鑭系金屬的螯合物已被用于診斷顯影中，在某些程度上成功地克服了毒性和溶解度的問題(見第4,647,447號(hào)美國專利)。該技術(shù)的應(yīng)用使得研制出幾種基于釓的MR造影劑，包括Gd-DTPA(MagnevistTM,Schering)、Gd-DTPA-BMA(OmniscanTM,NycomedAmersham PL)、Gd-HP-DO3A(ProhanceTM,Bracco Diagnostics)和Gd-DOTA(DotaremTM,Guerbet)，以及基于錳的造影劑MnDPDP(TeslascanTM,Nycomed Amersham PL)。但是，在此有與使用螯合劑來解決毒性問題有關(guān)的缺陷。金屬離子并不是不可逆地保留在螯合絡(luò)合物中，而是在結(jié)合態(tài)和游離態(tài)之間進(jìn)行平衡。在體內(nèi)，該平衡進(jìn)一步由于螯合劑與內(nèi)源性金屬離子之間的平衡以及順磁性金屬離子和內(nèi)源性配位體之間的平衡而變得更為復(fù)雜。Greis在第5,098,692號(hào)美國專利中以及Bosworth在第5,078,986號(hào)美國專利中都披露了過量螯合劑的使用，以使螯合物基診斷組合物中的游離金屬離子的量最低。然而，仍存在金屬離子從絡(luò)合物中解離的趨勢(shì)。游離螯合劑無論過量或者被釋放的，都可由于其本身或者通過螯合那些對(duì)于基礎(chǔ)酶或者其他生物功能必需作為輔助因子的內(nèi)源性金屬離子而誘發(fā)其他毒性。令人遺憾的是，螯合物也證實(shí)相對(duì)于游離金屬離子降低了溶液馳豫性(solution relaxivity)。順磁性金屬離子與水分子的相互作用縮短了相對(duì)于大體積水的質(zhì)子弛豫時(shí)間，并產(chǎn)生信號(hào)增強(qiáng)。該相互作用卻被螯合作用抵消，這是因?yàn)榻饘?水相互作用的相同位置用于形成金屬和螯合劑之間的非共價(jià)締合。此因此，螯合作用提供了安全性，但其代價(jià)是降低了成像效力(與游離金屬離子相比)。在實(shí)際中，該效力丟失可高達(dá)60-80％。
錳螯合物影像增強(qiáng)劑是已知的，例如MnDPDP、MnDTPA、MnEDTA以及衍生物、Mn卟啉如MnTPPS4、以及脂肪?；鵇TPA衍生物。這些錳螯合物對(duì)于與內(nèi)源性大分子結(jié)合并不是已知的，例如錳離子。其結(jié)果是，在大分子締合后對(duì)于錳離子所見到的效力增強(qiáng)針對(duì)錳螯合物，其僅隨錳離子由絡(luò)合物中解離的速率和程度而變化。這導(dǎo)致相對(duì)于游離錳離子需要更多劑量的錳螯合物。該劑量必須額外增加，以補(bǔ)償診斷檢查期間由于螯合物的腎排泄所造成的丟失。在螯合作用的實(shí)施例中，Quay(歐洲專利申請(qǐng)308983)描述了使用錳氨基酸配位絡(luò)合物溶液。該申請(qǐng)也討論了在錳氨基酸溶液中添加鈣離子，其濃度相對(duì)于錳最高至0.75摩爾當(dāng)量。
約10年前，Shaefer等人研究了葡糖酸錳和葡糖酸鈣形式的Mn++和Ca++鹽混合物，它們的比例為1∶1摩爾比，將該混合物通過靜脈內(nèi)給藥于狗用于心臟灌注造影。雖然該藥劑區(qū)別了正常灌注組織和缺血組織，但Schaefer等人還注意到與單獨(dú)氯化錳時(shí)類似的急性心臟毒性。作者建議繞開所觀察到的心臟副作用的可能性方法是使用螯合物而不是錳鹽。之后沒有出現(xiàn)使用葡糖酸錳和葡糖酸鈣或其他鹽或絡(luò)合物以使Mn++和Ca++的比例超過1∶1的研究。
第5,525,326和5,716,598號(hào)美國專利描述了用于對(duì)胃腸道造影和肝造影的口服錳制劑，后者利用了以下事實(shí)來自胃腸道的血液由肝臟通過，而肝臟在血流返回心臟之前已從血液中除去了錳。已調(diào)查了其他口服藥劑，包括錳聚合物、浸漬錳的分子篩、錳粘土和高錳含量的食品如草莓汁。通常情況下，這些藥劑可實(shí)現(xiàn)心血管的安全性，其代價(jià)是限制了這些藥劑在胃腸道以及有時(shí)肝的MR檢查中的診斷應(yīng)用性。在第5,401,492號(hào)美國專利中描述了給藥毫微顆粒形式的錳。其他顆粒性的方法包括在脂質(zhì)體和金屬簇中螯合錳化合物，如草酸錳和羥基磷灰石錳。顆粒性藥劑可用于有限的診斷應(yīng)用中，即、胃腸道以及參與血生顆粒的吸收及螯合作用的器官如肝和脾。
因此，得到用于特別是人的組織、系統(tǒng)和器官造影的藥劑將是有用的，該藥劑增加MR影像中的對(duì)比，但不產(chǎn)生毒性問題。還有用的是，該藥劑可用于各種在生理上遠(yuǎn)離胃腸道的組織、系統(tǒng)和器官中。
發(fā)明簡(jiǎn)述根據(jù)本發(fā)明的原理滿足了以上需要，克服了現(xiàn)有技術(shù)的限制，而且實(shí)現(xiàn)了其他益處。在本發(fā)明中，其一方面涉及一種診斷組合物，其包括診斷有效量的Mn++離子源、Ca++離子源以及對(duì)于非胃腸道給藥合適的藥物載體。Ca++離子與Mn++離子的摩爾比為2∶1-40∶1。優(yōu)選的Mn++源是錳鹽，如乙酸錳、氯化錳、葡糖酸錳、葡庚糖酸(gluceptate)錳、乳酸錳和硫酸錳或它們的混合物。最優(yōu)選的Mn++源是葡糖酸錳或葡庚糖酸錳。優(yōu)選的Ca++源是鈣鹽，例如乙酸鈣、氯化鈣、葡糖酸鈣、葡庚糖酸鈣、乳酸鈣或它們的混合物。最優(yōu)選的Ca++源是葡糖酸鈣和葡庚糖酸鈣。鈣與錳的摩爾比優(yōu)選為4∶1-20∶1，最優(yōu)選為8∶1-10∶1。本發(fā)明組合物方面的一個(gè)實(shí)施方案是單元?jiǎng)┝縿┬?，其包括錳鹽、鈣鹽、以及適合于非胃腸道注射的載體，所述錳鹽含有5-200mg的錳，而所述鈣鹽含有20mg-3g的鈣。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)哺乳動(dòng)物組織、器官或系統(tǒng)的磁共振成像的方法。該方法包括向哺乳動(dòng)物給藥診斷有效量的Mn++離子源以及2-200摩爾當(dāng)量的Ca++離子源。優(yōu)選的Mn++和Ca++源如前所述。錳和鈣源分別以1-100μmol Mn++/kg體重和2-1400μmolCa++/kg體重的劑量靜脈內(nèi)給藥。該方法可用于對(duì)肝、腎、胰腺、腎上腺、心臟、腦、唾液腺、胃腸道粘膜、子宮、腫瘤、膽管系統(tǒng)以及循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行造影。Mn++源與Ca++源可同時(shí)或者分開給藥，其中給藥鈣在給藥錳前最多30分鐘。該方法使得可以評(píng)估組織的代謝活性，由正常情況中區(qū)分過度活性或過低活性狀態(tài)。該方法還使得可以評(píng)估組織的血管分布、血流和組織灌注。
附圖簡(jiǎn)述根據(jù)以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的眾多優(yōu)點(diǎn)和特征將更為顯而易見，在附圖中

圖1是歸一化的收縮期血壓圖，其中由基線的變化(％)對(duì)時(shí)間(分鐘)作圖；圖2還是歸一化的收縮期血壓圖，其中由基線的變化(％)對(duì)時(shí)間(分鐘)作圖；以及圖3是MRI信噪比對(duì)給藥本發(fā)明組合物后的時(shí)間(分鐘)的圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述雖然以下將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)理解的是，本公開內(nèi)容僅是用于說明本發(fā)明的原理，而不是將本發(fā)明限于所述實(shí)施方案中。
我們發(fā)現(xiàn)，如果是錳鹽，含有鈣(Ⅱ)源的配方和/或制劑使造影劑具有顯著更高的安全性，只要鈣與錳的比例至少為2∶1。雖然原則上可以使用任何高于2∶1的比例，但實(shí)際上對(duì)于任何給定劑量的錳離子時(shí)所使用的鈣離子與錳離子的比例將受到鈣毒性的限制。例如，假設(shè)Ⅳ快速給藥后錳離子和鈣離子的LD50值分別為138μmol/kg和1819μmol/kg，對(duì)于劑量的Mn，則可以想象到在見到毒性前使用相當(dāng)大摩爾過量的Ca。因此在錳離子的劑量為1μmol/kg時(shí)，可認(rèn)為鈣離子與錳離子的比例高至1800∶1仍沒有超過鈣離子的LD50；更保守地，180∶1的比例接近鈣離子LD50的十分之一。但是如果錳離子的劑量增加至10μmol/kg，如果仍保守地低于鈣離子LD50的十分之一，則鈣與錳的比例將不超過18∶1。實(shí)際上，沒有必要使鈣的添加量接近于最大量以達(dá)到顯著的安全性。鈣離子與錳離子的具體比例取決于癥狀、實(shí)現(xiàn)效力所需要的劑量、以及對(duì)于Mn/Ca組合物所希望的安全性(治療指數(shù))。用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，在不降低藥劑通過腎排泄與螯合作用有關(guān)的弛豫性或丟失的情況下，更好地利用錳的順磁性。錳螯合物證明錳金屬與螯合劑組分具有不同的藥效學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)，表明脫螯合作用。在此情況下，可發(fā)現(xiàn)通過金屬和螯合劑介導(dǎo)的毒性。相反地，在本發(fā)明中可安全地使用的錳離子濃度在其他情況下被認(rèn)為是非生理可耐受性的。
本發(fā)明的組合物和方法可用于顯影各種代謝活性器官，特別是肝臟、腎臟、胰腺、心臟、和腎上腺。錳造影增強(qiáng)作用還可用于顯影胃腸道粘膜、子宮、唾液腺、腦、膽管系統(tǒng)和腫瘤。雖然本發(fā)明的申請(qǐng)人不希望將本發(fā)明囿于任何具體的理論，但認(rèn)為錳離子與一種或更多種天然體內(nèi)蛋白/組份之間的大分子締合作用應(yīng)對(duì)所觀察到的超弛豫性負(fù)責(zé)。已知的是，錳離子結(jié)合人血清白蛋白、α2-巨球蛋白、運(yùn)鐵蛋白和其他血蛋白，其中由于大分子的締合作用而使Mn弛豫性同時(shí)增加。該弛豫性增加，并結(jié)合使用本發(fā)明的組合物時(shí)對(duì)于大分子締合有效的游離錳血液濃度增加，使得信號(hào)強(qiáng)度增加至足以使在生理可耐受劑量的Mn++時(shí)對(duì)血管進(jìn)行顯影。事實(shí)上，在等摩爾時(shí)，本發(fā)明的Mn++/Ca++組合物比目前金標(biāo)準(zhǔn)釓螯合物在增強(qiáng)血液中MR信號(hào)強(qiáng)度方面更為有效，而且沒有造影劑過度顯影以及對(duì)于細(xì)胞外液藥劑典型的快速信噪比下降。
本發(fā)明的組合物可用于替換錳螯合物通過使用WO99/01162中描述的螯合物技術(shù)來檢測(cè)和評(píng)估心肌缺血和再灌注。給藥后，線粒體吸收Mn，而且Mn吸收與臨床有關(guān)的給藥劑量范圍交叉的劑量相關(guān)。錳吸收還與向相關(guān)組織的血液流動(dòng)以及該有關(guān)組織的代謝活性相關(guān)。其結(jié)果是，Mn的組織吸收使得本發(fā)明的組合物可用作生存力標(biāo)記物(區(qū)別活組織和非活組織)。由于Mn結(jié)合血漿蛋白而產(chǎn)生的血管增強(qiáng)作用也有助于確定血流和組織灌注(每克組織的ml血流)?？傊?，用本發(fā)明的Mn/Ca組合物對(duì)血管和組織期進(jìn)行MR顯影，使得可以評(píng)估各種組織、器官和器官系統(tǒng)的狀態(tài)。
在本發(fā)明組合物的多種其他診斷應(yīng)用中，評(píng)估心肌缺血是特別有價(jià)值的。本發(fā)明的組合物在以下方面提供了診斷應(yīng)用(1)表征存活和非活組織，包括心肌和腫瘤；(2)對(duì)梗塞進(jìn)行大小分類；(3)表征缺血組織和處于危險(xiǎn)中的組織，包括心肌(可逆和不可逆性損傷)；(4)評(píng)估組織灌注；以及(5)表征缺血/梗塞區(qū)域附近的血管損傷。應(yīng)用該知識(shí)，人們可確定對(duì)于介入性血管再造術(shù)(PTCA、支架(stenting)、分流)的需要和計(jì)劃；可預(yù)測(cè)介入性方法(危險(xiǎn)組織的挽救)的成功可能性；評(píng)估以及跟蹤已治療的患者(包括再灌注)；以及評(píng)估治療的效果，包括新的藥物治療。
本發(fā)明的組合物還可用于評(píng)估器官移植前和移植后的器官功能，例如心臟、腎臟、和肝臟；表征腫瘤(多血管狀態(tài)、代謝活性、增強(qiáng)模式)；評(píng)估肝疾病和肝異常，如腫瘤(特別是區(qū)別肝細(xì)胞和非肝細(xì)胞性腫瘤以及良性損傷)、肝硬變和血管瘤；以及表征組織的多血管性(如血管生成、腫瘤)和血管損傷。人們因此可以確定對(duì)于治療(包括但不限于藥物、遺傳、手術(shù)、血管再造術(shù))的需要以及評(píng)估缺血組織、血管損傷或腫瘤對(duì)治療(包括但不限于手術(shù)、血管再造術(shù)、移植、藥物治療、遺傳治療、新藥評(píng)估、放射治療、化療、組織沖洗治療)的反應(yīng)。
在給藥10∶1的Ca++/Mn++組合物時(shí)，錳離子的LD50由138μmol/kg增加至220μmol/kg，證明治療比增加。雖然不是必要的，但可以與本發(fā)明的組合物一起使用毒性改進(jìn)劑。因此，可以想到脂質(zhì)體螯合等，其中在體內(nèi)的結(jié)合與游離金屬之間存在平衡電勢(shì)。另外，各種給藥率可產(chǎn)生不同的優(yōu)點(diǎn)。例如，有效降低瞬時(shí)Mn濃度，緩慢給藥本發(fā)明中描述的藥劑可進(jìn)一步增強(qiáng)藥劑的治療(診斷)指數(shù)或者使更大劑量時(shí)具有安全性。因此，本發(fā)明的組合物可以濃縮藥團(tuán)或者灌輸液的形式在一段時(shí)間中通過靜脈內(nèi)給藥。通常情況下，雖然不是必須的，灌輸液在1-30分鐘內(nèi)給藥。更大的劑量提高了比肝臟吸收錳的效力更低的器官如心臟的顯影。類似地，因?yàn)楦闻K可更有效地將錳從血液中清除，所以可減慢給藥速率，以增加血液中信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)的持續(xù)時(shí)間，而無需增加總劑量。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在10秒-20分鐘的時(shí)間內(nèi)非胃腸道給藥葡糖酸錳/葡糖酸鈣(1∶8)。給藥涉及目標(biāo)器官，范圍是1-100μmol/kg體重的M++離子源和2-1400μmol/kg體重的Ca++離子源。優(yōu)選的是，以2-30μmol/kg體重的劑量給藥錳源，并以4-400μmol/kg體重的劑量給藥鈣源。最優(yōu)選的是，以3-15μmol/kg體重的劑量給藥錳源，并以6-200μmol/kg體重的劑量給藥鈣源。根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法，在給藥期間或者給藥后立即一給藥后24小時(shí)(血管并發(fā)癥除外)進(jìn)行MRI。給藥率是變化的，以進(jìn)一步改善造影劑的心血管耐受性，同時(shí)不會(huì)對(duì)影像質(zhì)量產(chǎn)生副作用，增加藥劑在血管中的存留時(shí)間，或者增加劑量，但不會(huì)降低藥劑的治療指數(shù)，以使比肝臟累積錳效力更低的目標(biāo)器官進(jìn)行顯影。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括(1)給藥劑量經(jīng)腎排泄更少(基本上沒有或者15％左右的MnDPDP)；這有效地降低了最佳影像增強(qiáng)效果所需要的Mn劑量；(2)保持了錳鹽的溶液弛豫；(3)避免了與螯合劑存在有關(guān)的毒性危險(xiǎn)。例如，避免了由于螯合作用和腎排泄導(dǎo)致的生物活性金屬如血漿鋅的丟失；(4)相對(duì)于錳螯合物實(shí)現(xiàn)了快速組織增強(qiáng)，使得可以更早顯影；(5)對(duì)于其他并發(fā)癥也是可能的，例如腫瘤顯影、以及血管和心臟顯影；以及(6)組合物的費(fèi)用低于大多數(shù)螯合物組合物，而且大多數(shù)螯合物組合物使用稀土元素如釓。
本發(fā)明涉及診斷組合物，其包括診斷有效量的Mn++離子源、Ca++離子源和藥物學(xué)上對(duì)于非胃腸道給藥可接受的載體。術(shù)語“診斷有效量的”是指錳離子的量足以增加問題組織的MRI的信噪比。用現(xiàn)在的儀器，增加至少5％對(duì)于診斷有效是必須的。術(shù)語“Mn++或Ca++離子源”是指可在正常的鹽水或血液中提供可測(cè)量濃度的Mn++或Ca++離子的任何化學(xué)物質(zhì)。因此，當(dāng)所述源是簡(jiǎn)單的鹽時(shí)，其在使用濃度時(shí)是可溶性的，如氯化錳、葡糖酸錳、或葡糖酸鈣，則鹽的摩爾濃度就是Mn++或Ca++離子的摩爾濃度。當(dāng)所述源是在使用濃度下不完全解離的鹽或絡(luò)合物時(shí)，Mn++或Ca++離子的摩爾濃度將低于鹽或絡(luò)合物的摩爾濃度，但其有效摩爾濃度可用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法由該組分的溶解度來計(jì)算，而且金屬離子的有效摩爾濃度可用離子特異性電極以及本領(lǐng)域已知的類似方法通過實(shí)驗(yàn)來確定。應(yīng)注意的是，本發(fā)明中感興趣的濃度是離子的濃度，而不是源物質(zhì)的濃度，雖然對(duì)于簡(jiǎn)單可溶性的鹽來說它們是相同的。對(duì)于本發(fā)明，可溶性鹽是指在使用濃度下基本上完全解離的鹽。
可在本發(fā)明的組合物中添加抗氧劑如抗壞血酸和穩(wěn)定劑如糖二酸鈣和硼酸絡(luò)合物、以及在制藥領(lǐng)域中已知的其他在非胃腸道制劑中使用的物質(zhì)。非胃腸道給藥的制劑包括含水和非水無菌注射液，其可包括抗氧劑、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑、抑菌劑以及使制劑與受體的血液等滲的溶質(zhì)。非胃腸道給藥的制劑還包括含水和非水無菌混懸液，其可包括懸浮劑和增稠劑。制劑可存在于單元?jiǎng)┝炕蚨鄤┝咳萜髦?，例如密封的安瓿和小管中，并可?chǔ)存在凍干條件下，其在使用前僅需要添加無菌液體載體例如注射用水(WFI)等?？捎蔁o菌粉末和顆粒根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法制備臨時(shí)使用的注射溶液和混懸液。單元?jiǎng)┝康臒o菌注射液是優(yōu)選的。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的組合物是以下的無菌溶液25mM錳鹽和200mM鈣鹽，在WFI中，pH用氫氧化鈉和/或鹽酸調(diào)節(jié)為6.0-8.2。用糖二酸鈣使鈣的濃度為4-8重量％、優(yōu)選6重量％，其余的是葡糖酸或葡庚糖酸鈣。
優(yōu)選通過靜脈內(nèi)以1-100μmol/kg體重、更優(yōu)選2-30μmol/kg體重的劑量給藥錳源。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過靜脈內(nèi)以3-15μmol/kg體重的劑量給藥錳源。類似地，優(yōu)選通過靜脈內(nèi)以2-1400μmol/kg體重、更優(yōu)選4-400μmol/kg體重的劑量給藥鈣源。在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，通過靜脈內(nèi)以6-200μmol/kg體重的劑量給藥鈣源。
術(shù)語“組織”、“器官”和“系統(tǒng)”為常規(guī)意義。因此，“組織”是指諸如胃腸道粘膜、腫瘤等的生理物質(zhì)?！捌鞴佟笔侵钢T如肝臟、腎臟、胰腺、腎上腺、心臟、腦、唾液腺和子宮的生理器官?！跋到y(tǒng)”是指諸如膽管系統(tǒng)、胃腸道系統(tǒng)和心血管或循環(huán)系統(tǒng)的生理系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，Mn++源和Ca++源可單獨(dú)或者在同一個(gè)組合物中給藥。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，給藥單個(gè)非胃腸道劑型是最簡(jiǎn)單的，但臨床醫(yī)師可使用本領(lǐng)域已知的任何方式以在待治療的個(gè)體中產(chǎn)生所希望的Mn++與Ca++比例以及在目標(biāo)組織、器官或系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)所希望的Mn++濃度。如以下所示，相互分開30分鐘給藥兩種離子通常是成功的，但是當(dāng)使用順序給藥時(shí)，必須先給藥鈣。實(shí)施例1制備葡糖酸錳/葡糖酸鈣1∶X如下制備27.9 mM的葡糖酸錳原料液。所用的葡糖酸錳通過分析包含5.5％的水。葡糖酸鈣和注射用水添加在原料液中，以制備固定摩爾比的葡糖酸錳和葡糖酸鈣溶液。不添加溶解度增強(qiáng)劑，所制備溶液的濃度限定在約3重量％葡糖酸鈣。將6.56g的葡糖酸錳添加在500ml的注射用水中，由此制備27.9mM的錳原料液。因?yàn)樵弦菏?7.9mM，而不是30.0mM，以下實(shí)施例、表和附圖中顯示的比例不精確地為1∶1，但在10％的標(biāo)稱比例范圍內(nèi)。該誤差不會(huì)實(shí)質(zhì)性地影響所得出的結(jié)論，而且如果需要的話，絕對(duì)值可由讀者重新計(jì)算。
Mn/Ca1∶1-在50ml的原料液中添加0.646g的葡糖酸鈣。
Mn/Ca1∶2-在50ml的原料液中添加1.292g的葡糖酸鈣。
Mn/Ca1∶4-在50ml的原料液中添加50ml的注射用水和2.582g的葡糖酸鈣。
Mn/Ca1∶6-在16.6ml的原料液中添加33.3ml的注射用水和1.29g的葡糖酸鈣。
Mn/Ca1∶8-在12.5ml的原料液中添加38.5ml的注射用水和1.29g的葡糖酸鈣。
或者，將葡糖酸錳添加在市售的葡糖酸鈣注射液中，其為10％(232mM)，包含糖二酸鈣作為溶解度增強(qiáng)劑。例如，將Mn/Ca為1∶8[29mM的Mn,232mM的Ca(Ⅱ)]的10毫升葡糖酸鈣注射液10％添加在136mg的葡糖酸錳中。實(shí)施例2兔子中的葡糖酸鈣劑量范圍本發(fā)明的造影劑是根據(jù)實(shí)施例1所述制備的，其中Ca與Mn的摩爾比為1∶1-8∶1，研究它們?cè)谛挛魈m白兔中靜脈內(nèi)給藥后對(duì)于收縮期血壓的影響。所有組合物的Mn++劑量都恒定地保持為約30μmol/kg，該劑量事前已表明誘發(fā)最小20％的收縮期血壓下降。血壓的變化通過股動(dòng)脈內(nèi)插管來監(jiān)測(cè)。血壓基線在劑量之間重新確定。表1總結(jié)了該研究中的發(fā)現(xiàn)，其中Ca/Mn比例在各連續(xù)的劑量中加倍。表2總結(jié)了第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)集中于擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)中研究的更有效的比例范圍。表1和2中的數(shù)據(jù)都證實(shí)以2∶1或更高的比例組合鈣和錳比靜脈內(nèi)給藥錳顯示出更弱的心血管副作用。如用峰值作用和曲線下面積所測(cè)量的，該作用是劑量相關(guān)的，上述兩個(gè)參數(shù)反映了錳應(yīng)答的程度和持續(xù)時(shí)間。在這些數(shù)據(jù)中應(yīng)特別注意的是1∶1Mn/Ca組合物的結(jié)果，其基本上類似于單獨(dú)Mn的結(jié)果。該結(jié)果與Schaefer等人的發(fā)現(xiàn)是一致的，而且與更高Ca/Mn比例時(shí)得到的結(jié)果令人驚奇地相反。
表1
*平均歸一化數(shù)據(jù)(n=4)
表2
圖1顯示了Mn以及幾個(gè)不同摩爾比的Mn/Ca組合物時(shí)歸一化的收縮期血壓隨時(shí)間的變化，Mn和所有組合物都是通過靜脈內(nèi)給藥于兔子，Mn++離子的恒定劑量為30μmol/kg。葡糖酸鈣和葡糖酸錳的4∶1混合物抑制收縮期血壓僅約為純葡糖酸錳時(shí)的一半；8∶1的混合物產(chǎn)生非常少和非常短的收縮期血壓活體抑制作用；6∶1好于4∶1，而且比純葡糖酸錳好得多，但在該實(shí)驗(yàn)中沒有8∶1時(shí)的好。實(shí)施例3兔子的證實(shí)性研究表3顯示了在按照與實(shí)施例2相同的方案單獨(dú)或者混合給藥Mn30μmol/kg和Ca240μmol/kg的兔子中收集的數(shù)據(jù)。
表3
這些數(shù)據(jù)表明Mn/Ca組合時(shí)的心血管作用相對(duì)于各藥劑單獨(dú)時(shí)的作用是不可預(yù)測(cè)的。例如，在使用曲線下面積(AUC)作為收縮期血壓變化程度和持續(xù)時(shí)間的量度時(shí)，人們可預(yù)測(cè)1∶8的Mn/Ca組合物的AUC為-0.47(0.43加-0.90)；實(shí)際上實(shí)驗(yàn)中僅得到-0.135更小的AUC。檢查圖2可明顯看出這一點(diǎn)。圖2比較了葡糖酸錳和葡糖酸鈣1∶8摩爾比混合物的歸一化收縮期血壓與單獨(dú)靜脈內(nèi)給藥錳或鈣時(shí)觀察到的效果，而前者是本發(fā)明的一個(gè)代表性實(shí)施方案。在AUC比較時(shí)，Mn/Ca組合物的結(jié)果與通過簡(jiǎn)單疊加單獨(dú)的Mn和Ca曲線而預(yù)測(cè)的結(jié)果是不同的。實(shí)施例4鼠中的Mn/Ca組合物根據(jù)實(shí)施例1所述制備本發(fā)明的1∶8摩爾比Mn/Ca造影劑，在Wistar大鼠中相對(duì)于葡糖酸錳對(duì)照研究其對(duì)收縮期血壓和平均血壓的作用。藥劑通過靜脈內(nèi)給藥，Mn的劑量為100μmol/kg。血壓的變化通過股動(dòng)脈內(nèi)插管監(jiān)測(cè)。示于表4中的結(jié)果證實(shí)在大鼠以及兔子中，Mn和Ca的組合與Mn單獨(dú)產(chǎn)生更低的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)抑制作用，由此可安全給藥診斷有效的劑量。
表4
實(shí)施例5用半致死量測(cè)定的毒性用葡糖酸錳、葡糖酸鈣以及葡糖酸錳和葡糖酸鈣1∶10摩爾比混合物在Swiss Webster小鼠上進(jìn)行急性靜脈毒性實(shí)驗(yàn)。所有藥劑都通過尾靜脈在30秒內(nèi)給藥。對(duì)于各藥劑，通過Bruce的Up and Down法(Fundamental and Applied Toxicology5,151-157(1985))測(cè)定半致死量。雖然動(dòng)物觀察24小時(shí)，但注意到與錳有關(guān)的死亡在注射幾分鐘內(nèi)就開始發(fā)生，認(rèn)為是心血管破壞的結(jié)果。數(shù)據(jù)示于表5中。
表5
**[(MLD/Mn或Ca MLD)-1]×100％實(shí)施例6兔肝臟造影的效力研究在兩只兔子中得到肝臟的前和后對(duì)比軸T1加權(quán)自旋回波(spin-echo)和損壞梯度回波(spoiled gradient echo)影像。后對(duì)比影像是在注射Mn/Ca(1∶8)(10μmol/kg Mn)后30分鐘時(shí)得到的。影像是在GE Signa Imager上在1.5T下運(yùn)行時(shí)得到的。信號(hào)強(qiáng)度和信噪比是通過感興趣區(qū)(ROI)分析測(cè)定的。如下表6所示，在所有情況下都觀察到良好的肝臟增強(qiáng)效果。另外，通過ROI分析肝臟如在實(shí)施例7中得到血管影像中所觀察到的，圖3中的數(shù)據(jù)表明Mn/Ca(1∶8)產(chǎn)生較快速的肝臟增強(qiáng)效果，而且注射造影劑1分鐘結(jié)束時(shí)測(cè)量到的信噪比大于最大的SNR的50％。
表6對(duì)比增強(qiáng)的肝臟造影，Mn/Ca(1∶8)
實(shí)施例7兔血管造影的效力研究在兔子中通過MRI檢查Mn/Ca(1∶8)的血液藥代動(dòng)力學(xué)。在耳靜脈內(nèi)于1分鐘的時(shí)間中以10μmol/kg Mn的劑量給藥造影劑。在給藥造影劑前以及給藥后立即、2、10、20、30和60分鐘時(shí)從耳動(dòng)脈采集血樣(每個(gè)肝素管中3ml)。在GE Signa1.5T Imager上通過T1加權(quán)自旋回波造影(TR=300,TE=15,4NEX,FOV=8)在橫斷層面中對(duì)試管進(jìn)行造影。表7中所示的信號(hào)強(qiáng)度數(shù)據(jù)表明藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)與Mn++時(shí)測(cè)量的一致，其中用56Mn示蹤物測(cè)量(Borg,D.C.；Cotzias,G.C.J ClinInvest.37:1269)。
表7用Mn/Ca(1∶8)對(duì)血管造影增強(qiáng)
實(shí)施例8活體外造影-鹽水對(duì)全血比較Mn/Ca(1∶8)時(shí)觀察的T1縮短和在血液中觀察到的T1縮短。鹽水和血液(各3ml)的試管中添加100％、50％和10％血管內(nèi)濃度的Mn/Ca(1∶8)，如果以濃縮藥團(tuán)的形式以10μmol/kg Mn的劑量給藥，這是可以預(yù)料到的。為進(jìn)行比較，在3ml的鹽水和血液中以100％的預(yù)期血管內(nèi)濃度添加Gd DTPA，該濃度在以100μmol/kg的劑量給藥濃縮藥團(tuán)時(shí)是可以預(yù)料到的，而且該劑量是臨床上血管造影時(shí)通常使用的。在GE Signa 1.5T Imager上通過T1加權(quán)自旋回波造影(TR=300,TE=15,4NEX,FOV=8)在橫斷層面中對(duì)試管進(jìn)行造影。結(jié)果示于表8中。
表8
令人感興趣地注意到，Mn/Ca(1∶8)在血液中的信號(hào)強(qiáng)度比鹽水中顯著增加。例如，Mn10％在血液中觀察的信號(hào)強(qiáng)度基本上等于Mn100％在鹽水中所觀察到的。這表明了與血液成分的相互作用。該效力的增加在Gd DTPA時(shí)沒有見到，這證實(shí)血液中的信號(hào)增強(qiáng)相對(duì)于鹽水降低了。50％預(yù)期血液濃度的Mn/Ca(1∶8)時(shí)觀察到的信號(hào)強(qiáng)度大于100％預(yù)期血液濃度的Gd DTPA時(shí)所見到的，盡管Gd DTPA以摩爾計(jì)給藥20倍于Mn/Ca劑量。這相當(dāng)于在血液中至少比Gd DTPA的效力高40倍。與給藥螯合物形式的Mn相比，有更大的摩爾效力優(yōu)勢(shì)，因?yàn)轵系腻i與螯合的Gd相比具有更低的弛豫性。例如MnDPDP不結(jié)合血漿蛋白，其在40℃和20MHz下具有1.90s-1mM-1的溶液R1。而GdDTPA在相同的條件下具有3.84s-1mM-1的R1。
權(quán)利要求
1.一種診斷組合物，其包括診斷有效量的Mn++離子源、Ca++離子源以及對(duì)于非胃腸道給藥合適的藥物載體，其中所述Ca++離子與Mn++離子的摩爾比為2∶1-40∶1。
2.如權(quán)利要求1所述的診斷組合物，其中所述Mn++源是選自于乙酸錳、氯化錳、葡糖酸錳、葡庚糖酸錳、乳酸錳和硫酸錳或它們的混合物中的錳鹽。
3.如權(quán)利要求2所述的診斷組合物，其中所述Mn++源是葡糖酸錳或葡庚糖酸錳。
4.如權(quán)利要求1所述的診斷組合物，其中所述Ca++源是選自于乙酸鈣、氯化鈣、葡糖酸鈣、葡庚糖酸鈣、乳酸鈣或它們的混合物中的鈣鹽。
5.如權(quán)利要求4所述的診斷組合物，其中所述Ca++源是葡糖酸鈣和葡庚糖酸鈣。
6.如權(quán)利要求1所述的診斷組合物，其中鈣與錳的摩爾比為4∶1-20∶1。
7.如權(quán)利要求6所述的診斷組合物，其中鈣與錳的摩爾比為8∶1-10∶1。
8.如權(quán)利要求1所述的診斷組合物，其還包括抗氧劑。
9.如權(quán)利要求8所述的診斷組合物，其中所述抗氧劑是抗壞血酸。
10.如權(quán)利要求1所述的診斷組合物，其還包括穩(wěn)定劑。
11.如權(quán)利要求10所述的診斷組合物，其中所述穩(wěn)定劑是糖二酸鈣或硼酸絡(luò)合物。
12.一種單元?jiǎng)┝縿┬停浒ㄥi鹽、鈣鹽、以及適合于非胃腸道注射的載體，所述錳鹽含有5-200mg的錳，而所述鈣鹽含有20mg-3g的鈣，其中所述離子與Mn離子的摩爾比為2∶1-40∶1。
13.如權(quán)利要求12所述的單元?jiǎng)┝縿┬?，其包?0mg-1.5g的葡糖酸錳或葡庚糖酸錳以及250mg-32g的葡糖酸或葡庚糖酸鈣。
14.如權(quán)利要求13所述的單元?jiǎng)┝縿┬?，其是在注射用水中，調(diào)節(jié)pH為6.0-8.2，其還包括糖二酸鈣，該糖二酸鈣的量使得劑型中約4-8％的鈣為糖二酸鈣的形式。
15.一種增強(qiáng)哺乳動(dòng)物組織、器官或系統(tǒng)的磁共振成像的方法，其包括向哺乳動(dòng)物給藥診斷有效量的Mn++離子源以及2-200摩爾當(dāng)量的Ca++離子源，其中所述鈣離子與所述錳離子的摩爾比為2∶1-40:1。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述Mn++源是選自于乙酸錳、氯化錳、葡糖酸錳、葡庚糖酸錳、乳酸錳和硫酸錳或它們的混合物中的錳鹽，而所述Ca++源是選自于乙酸鈣、氯化鈣、葡糖酸鈣、葡庚糖酸鈣、乳酸鈣或它們的混合物中的鈣鹽。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述Mn++源是葡糖酸錳或葡庚糖酸錳，而所述Ca++源是葡糖酸鈣和葡庚糖酸鈣。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中鈣與錳的摩爾比為4∶1-20∶1。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中鈣與錳的摩爾比為8∶1-10∶1。
20.一種增強(qiáng)哺乳動(dòng)物組織、器官或系統(tǒng)的磁共振成像的方法，其包括向哺乳動(dòng)物給藥1-100μmol/kg體重的Mn++離子源以及2-1400μmol/kg體重的Ca++離子源，其中所述鈣離子與所述錳離子的摩爾比為2∶1-40∶1。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述錳源和鈣源通過靜脈內(nèi)給藥。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述錳源以2-30μmol/kg體重的劑量給藥，而所述鈣源以4-400μmol/kg體重的劑量給藥。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述錳源以3-15μmol/kg體重的劑量給藥，而所述鈣源以6-200μmol/kg體重的劑量給藥。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中組織、器官或系統(tǒng)選自于肝、腎、胰腺、腎上腺、心臟、腦、唾液腺、胃腸道粘膜、子宮、膽管系統(tǒng)以及腫瘤。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述組織、器官或系統(tǒng)是循環(huán)系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中Mn++源單獨(dú)地在給藥Ca++源后30分鐘內(nèi)再給藥。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中Mn++源與Ca++源同時(shí)給藥。
28.一種評(píng)估組織的代謝活性的方法，其包括向哺乳動(dòng)物給藥診斷有效量的Mn++離子源以及2-200摩爾當(dāng)量的Ca++離子源。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述組織選自于心、腎、肝、胰腺和腎上腺組織。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述組織是腫瘤。
31.一種評(píng)估組織多血管性和組織灌注的方法，其包括向哺乳動(dòng)物給藥診斷有效量的Mn++離子源以及2-200摩爾當(dāng)量的Ca++離子源。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述組織選自于心、腎、肝、胰腺和腎上腺組織。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中所述組織是腫瘤。
34.一種評(píng)估血管中相對(duì)血流的方法，其包括向哺乳動(dòng)物給藥診斷有效量的Mn++離子源以及2-200摩爾當(dāng)量的Ca++離子源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有更高安全性和效力的MRI造影劑。該組合物包括Mn離子源、Ca離子源以及對(duì)于非胃腸道給藥合適的藥物載體,其中所述Ca離子與Mn離子的摩爾比為2∶1－40∶1。還公開了用所述組合物增強(qiáng)哺乳動(dòng)物中MRI信號(hào)的方法。
文檔編號(hào)A61K49/06GK1325286SQ99813002
公開日2001年12月5日 申請(qǐng)日期1999年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月2日
發(fā)明者彼得·R·塞瓦內(nèi), 菲利普·P·哈尼什, 阿黛爾·R·維西 申請(qǐng)人:鷹視制藥有限公司