光感粒子及其應(yīng)用于光動力療法及顯影的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于一應(yīng)用于醫(yī)學(xué)造影和/或光動力療法（photodynamic therapy ; 簡稱roT)的光感粒子。特別是，本發(fā)明系有關(guān)于一種光感粒子顯影劑和光動力療法藥劑 (PDT agents)，以及制造或使用該些藥劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般常以醫(yī)學(xué)造影技術(shù)來生成動物（含人類）身體部位的影像，以達(dá)到診斷、治療 和/或科研目的。
[0003] 診斷用或醫(yī)用超音波（diagnostic or medical sonography)亦稱為超音波檢 查（ultrasonography)，是一種以超音波為基礎(chǔ)的造影技術(shù)，用以顯影個體的皮下組織/器 官。超音波檢查的概念不同于其他醫(yī)學(xué)造影方式，其運(yùn)作原理是透過聲波的發(fā)送與接收來 實(shí)現(xiàn)。將高頻率的寬譜聲波發(fā)送至組織內(nèi)，而后再由組織反射聲波。當(dāng)可想見，不同組織所 反射的聲波型態(tài)會因組織的結(jié)構(gòu)和組成而異，進(jìn)而建構(gòu)出二維或三維影像。
[0004] 顯影增強(qiáng)超音波檢查（Contrast-enhanced ultrasonography ;簡稱 CEUS)是將超 音波顯影劑應(yīng)用在傳統(tǒng)的醫(yī)用超音波。市面上的超音波顯影劑為高回聲（echogenic)物 質(zhì)，例如氣體微氣泡?；芈曅韵抵肝矬w能反射超音波的能力，而出現(xiàn)在目標(biāo)部位的微氣泡 能增強(qiáng)聲波的反射；此時會因?yàn)槲馀莺蛧@在目標(biāo)部位周圍軟組織之間的回聲性差異較 大，而產(chǎn)生一顯影增強(qiáng)的獨(dú)特聲像圖。一般而言，可將能夠增強(qiáng)顯影的微氣泡制成小丸劑 (bolus)形式，經(jīng)靜脈注射至血液循環(huán)中，當(dāng)在血流中的微氣泡流經(jīng)目標(biāo)部位時，微氣泡會 反射一種獨(dú)特的回聲使目標(biāo)部位的組織和周圍組織形成鮮明的對比。然而，微氣泡在循環(huán) 中停滯時間較短，因?yàn)檫@些微氣泡會被免疫系統(tǒng)細(xì)胞或器官（例如，肝臟和脾臟）所吸收。
[0005] 核磁共振造影（Magnetic resonance imaging ;簡稱MRI)是一種常見的醫(yī)學(xué)造影 技術(shù)，能夠較詳盡地顯影個體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行核磁共振造影時，使個體暴露在強(qiáng)大的磁 場中并施予一放射射頻，造成個體體內(nèi)的部分原子自旋，接著當(dāng)脈沖停止后，原子弛緩回到 平衡態(tài)。當(dāng)原子弛緩時會發(fā)射一能量，而MRI掃描儀能夠偵測此一能量，并將其數(shù)字轉(zhuǎn)換成 一影像。由于MRI在身體不同的軟組織之間能展現(xiàn)良好的顯影效果，大部分的MRI檢驗(yàn)不 一定需要使用MRI顯影劑；然而，通常在檢驗(yàn)時還是會使用MRI顯影劑，特別是在需要進(jìn)行 更精細(xì)詳盡的MRI檢查的情形中。當(dāng)這些MRI顯影劑被傳送到目標(biāo)部位時，可改變個體身 體內(nèi)原子的弛豫時間，以增強(qiáng)顯影效果。
[0006] MRI顯影劑可因其顯影劑磁性特性不同，而分為順磁性（paramagnetic)和超順磁 性（superparamagnetic)MRI顯影劑。順磁性MRI顯影劑包含通常為螯合物型式的順磁離 子，例如，IL (gadolinium)或猛（manganese)。大部分臨床核準(zhǔn)的順磁性顯影劑為小分子形 式；然而，小分子顯影劑有許多缺點(diǎn)，例如，血循環(huán)時間短暫、敏感度較低、黏稠度與滲透壓 較高等。在某些患者群體中，這些化合物通常與腎臟并發(fā)癥有關(guān)。再者，小分子顯影劑易迅 速被身體排出，因而較難將這些顯影劑標(biāo)定到目標(biāo)部位。超順磁性MRI顯影劑為氧化鐵或 鐵鉑合金制成的光感粒子。然而，目前臨床上僅核可了一種適用于人類的口服氧化鐵顯影 劑，即;LUMIREM馨（亦稱為氣體TROMARK?) 〇
[0007] 雖然目前已有多種應(yīng)用于診斷和治療的顯影增強(qiáng)劑，但先前技術(shù)仍亟需一種改良 的顯影增強(qiáng)劑，其可用于標(biāo)定動物的目標(biāo)器官、組織和細(xì)胞，并將顯影增強(qiáng)劑和/或生物活 性劑傳送至該處。
[0008] 光動力療法（PDT)已被用于治療多種不同的疾病，包含局部固型腫瘤、眼部疾病 和皮膚疾病。氧氣是光動力療法的重要關(guān)鍵。在進(jìn)行光動力療法時，先將光敏感劑施用至 細(xì)胞，接著照射適當(dāng)波長和強(qiáng)度的光線以活化光敏感劑。在第I型光動力療法中，活化的光 敏感劑和氧反應(yīng)后會產(chǎn)生活性氧物質(zhì)（reactive oxygen species);而在第II光動力療法 中，反應(yīng)后會產(chǎn)生單態(tài)氧（singlet oxygen);活性氧物質(zhì)或單態(tài)氧會進(jìn)一步破壞疾病細(xì)胞。 因此，治療部位中氧氣的存在是光動力療法治療效果的關(guān)鍵所在。然而，在固型腫瘤中，月中 瘤細(xì)胞的生長速率往往比血管生成更為迅速，因而造成缺氧的環(huán)境，亦即腫瘤細(xì)胞經(jīng)常面 臨氧氣缺乏的情形。當(dāng)腫瘤細(xì)胞處于缺氧環(huán)境時，會損及光動力療法殺死惡性細(xì)胞的能力。
[0009] 因此，本領(lǐng)域亟需一種治療缺氧惡性腫瘤的方法，其能夠?qū)⒊溲鮿╫xygenating agent)直接傳送至腫瘤部位，以提升光動力療法的治療效果。基于各種診斷和/或治療目 的，相關(guān)領(lǐng)域已發(fā)展出各式各樣的技術(shù)，來顯影不同的組織和器官。
[0010] 在進(jìn)行醫(yī)學(xué)造影時，通常會使用造影增強(qiáng)劑（或顯影劑）來顯影不同的組織，以改 善特定組織的可見度。一般而言，所述顯影劑擁有可供特定偵測裝置偵測的性質(zhì)，且當(dāng)顯影 劑被注入一個體身體內(nèi)時，可藉由存在于目標(biāo)部位的顯影劑來產(chǎn)生該部位的影像，因而使 得醫(yī)療從業(yè)人員能夠評估此一部位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】
旨在因此提供本揭示內(nèi)容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內(nèi)容具備基 本的理解。此
【發(fā)明內(nèi)容】
并非本揭示內(nèi)容的完整概述，且其用意并非在指出本發(fā)明實(shí)施例的 重要/關(guān)鍵組件或界定本發(fā)明的范圍。
[0012] 本揭示內(nèi)容的一態(tài)樣為一種適用于超音波、核磁共振（MRI)或光動力療法的光感 粒子。
[0013] 依據(jù)本揭不內(nèi)容一實(shí)施方式，所述光感粒子包含一核體和一殼體。所述核體填充 有氣體、液體或氣液混合物。所述殼體實(shí)質(zhì)上由復(fù)數(shù)個光感接合體所組成，且任一所述光感 接合體系由一光敏感劑和與該光敏感劑共價鍵結(jié)的一或多個生物可分解聚合物所組成。
[0014] 在本揭示內(nèi)容特定的實(shí)施方式中，所述核體系以氣體或氣液混合物所填充，且所 述氣體可以是空氣、氧氣和/或氟碳化物。
[0015] 依據(jù)各種不同的實(shí)施方式，所述光敏感劑為卟啉（porphyrin)、二氫卟酸 (chlorin)、釀青素（phthalocyanine)、細(xì)菌二氫卟酸（bacteriochlorin)、甲基藍(lán) (methylene blue)或其衍生物。在某些具體的實(shí)施方式中，所述生物可分解聚合物為聚 乳酸（polylactic acid;簡稱PLA)、聚己內(nèi)酯（polycaprolactone;簡稱PCL)或聚乙醇酸 (polyglycolic acid;簡稱 PGA)。
[0016] 在可任選的實(shí)施方式中，每一光感接合體有一至四個與該光敏感劑共價鍵結(jié)的生 物可分解聚合物。再者，所述殼體的聚集數(shù)目（aggregation number)約為2, 000 - 15, 000。
[0017] 依據(jù)本揭示內(nèi)容不同的實(shí)施方式，所述光感粒子的核體的直徑平均約為10- lOOnm，且所述光感粒子的殼體的厚度約為10 - lOOnm。再者，所述光感粒子的多分散性指數(shù) (polydispersity index)，約為 0· 〇5 - 0· 3〇
[0018] 依據(jù)本揭示內(nèi)容可任選的實(shí)施方式，所述光敏感劑為間位-四-3-羥甲基苯基二 氫卟酸（meta-tetra-3-hydroxymethyl phenyl chlorin ;簡稱m-THPMPC)，且所述生物可分 解聚合物為聚乳酸。
[0019] 在可任選的實(shí)施方式中，所述核體內(nèi)填充了氣體，而所述光感粒子的制備方法如 下。首先，光感接合體以1:10至1:100(m/v)的比例溶于一有機(jī)溶劑中，以得到一接合體溶 液。接著，將接合體溶液逐滴（drop-wisely)加至去離子水中并進(jìn)行攪拌，同時將氣體注入 至該混合物中；所述有機(jī)溶劑為丙酮或四氫咲喃（tetrahydrofuran)，且有機(jī)溶劑和去離 子水的體積比為1:1至1:20。在接合體溶液耗盡后，氣體需持續(xù)注入至少30分鐘。
[0020] 在其他部分實(shí)施方式中，所述核體系以氣體填充，且光感粒子系由以下方法所制 備。首先，將光感接合體溶解于二氯甲烷中以得到一接合體溶液，其中光感接合體和二氯甲 燒混合比例為1:1至l〇〇:l(m/v)。接著，將第一聚乙稀醇（polyvinyl alcohol，簡稱PVA) 加入至所述接合體溶液中，并以超音波震蕩產(chǎn)生一油包水乳劑（water-in-oil emulsion)。 其次，將油包水乳劑加入至一第二聚乙烯醇溶液內(nèi)，并以超音波震蕩產(chǎn)生一水包油包水乳 劑（water-in-oil-in-water emulsion)。之后，去除水包油包水乳劑中的二氯甲燒，再去 除PVA以得到所述光感粒子。在本揭示內(nèi)容具體的實(shí)施方式中，所述第一或第二PVA溶液 的濃度約為〇. 1至10% (w/v)，且二氯甲烷和第一聚乙烯醇溶液的體積比為1:1至100:1， 而二氯甲烷和第二聚乙烯醇溶液的體積比為1:1至1:10。依據(jù)各種實(shí)施方式，所述PVA可 藉由離心方式去除。
[0021 ] 依據(jù)本揭示內(nèi)容部分實(shí)施方式，所述光感粒子適用于MRI，且復(fù)數(shù)個光感接合體其 中至少一者的光敏感劑包含一磁性造影增強(qiáng)物質(zhì)。所述核體可填充液體、氣體或一氣液混 合物。
[0022] 在本揭示內(nèi)容的某些【具體實(shí)施方式】中，所述磁性造影增強(qiáng)物質(zhì)為一順磁離子，其 與光敏感劑相螯合。舉例而言，所述順磁離子包含但不限于：二價猛（manganese)、三價 猛、三價IL (gadolinium)、三價鐵（iron)、二價鐵、三價絡(luò)（chromium)、二價鈷（cobalt)、 二價鎳（nickel)、二價銅（copper)、三價釹（neodymium)、三價釤（samarium)、三價 鐿（ytterbium)、二價 |凡（vanadium)、三價鋪（terbium)、三價鏑（dysprosium)、三價欽 (holmium)和三價鉺（erbium)。充于光感粒子的核體內(nèi)的液體可任選地含有一或多個 氧載體，例如血紅素類氧載體（hemoglobin-based oxygen carriers)或全氟碳類氧載體 (perfluorocarbon-based oxygen carriers)〇
[0023] 本揭示內(nèi)容另一態(tài)樣為一種對一個體的一身體部位造影的方法。
[0024] 依據(jù)本揭示內(nèi)容多種不同的實(shí)施方式，所述方法包含以下步驟。在一施用步驟中， 對所述個體施用一顯影組合物，該顯影組合物包含上述本揭示內(nèi)容的態(tài)樣/實(shí)施方式的任 一者所示的光感粒子顯影劑。在造影步驟中，利用超音波或核磁共振造影技術(shù)來檢查欲進(jìn) 行造影的身體部位
[0025] 舉例而言，上述光感粒子的核體以氣體或氣液混合物填充者，適用于超音波造影； 而光感粒子包含一磁性造影增強(qiáng)物質(zhì)者，則適用于MRI造影。此外，光感粒子的核體亦可以 氣體或一氣液混合物填充，且包含一磁性造影增強(qiáng)物質(zhì)，使其能展現(xiàn)同時適用于超音波和 MRI造影的兩種性質(zhì)。
[0026] 本揭示內(nèi)容又一態(tài)樣為一種治療患有一疾病的一個體的治療方法。
[0027] 依據(jù)本揭示內(nèi)容具體的實(shí)施方式，所述方法包含以下步驟。首先，施用一藥學(xué)組合 物至所述個體的一病灶處，其中藥學(xué)組合物包含有效量的光感粒子，且所述光感粒子為本 揭示內(nèi)容第一態(tài)樣（以及相關(guān)實(shí)施方式）所示者。接著，以一光線照射所述個體的病灶處， 且該光線照射量需足以活化所述光敏感劑。具體而言，所述光感粒子的核體可以氣體或一 氣液混合物填充。
[0028] 依據(jù)本揭示內(nèi)容不同的實(shí)施方式，所述疾病可以是非小細(xì)胞肺癌 (non-small-cell lung cancer)、前列腺癌(prostate cancer)、食道癌(esophageal cancer)、皮膚癌(skin cancer)、乳癌(breast cancer) n M (bladder cancer)、 胰臟癌（pancreatic cancer)、卡波西氏肉瘤（Karposi's sarcoma)、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤 (retinoblastoma)、年齡相關(guān)黃斑部退化（age-related macular degeneration)、牛皮癬 (psoriasis)、關(guān)節(jié)炎（arthritis)以及周邊動脈疾病的光血管成形（photoangioplasty of peripheral arterial disease)〇
[0029] 在可任選的實(shí)施方式中，所述光線的波長范圍約為550至750nm ;較佳為，約650 至700nm。再者，所述光線的照射強(qiáng)度為約20至200J/cm2。
[0030] 本揭示內(nèi)容又一態(tài)樣為一種光感粒子的用途，其系用于制備應(yīng)用于光動力學(xué)療法 的藥學(xué)組成物。
[0031] 依據(jù)本揭不內(nèi)容部分實(shí)施方式，所述光感粒子包含一核體和一殼體。所述核體可 填充氣體、液體或一氣液混合物。所述殼體實(shí)質(zhì)上系由復(fù)數(shù)個光感接合體所組成，且每一光 感接合體系由一光敏感劑和一或多個與光敏感劑共價鍵結(jié)的生物可分解聚合物所組成。
[0032] 依據(jù)各種不同的實(shí)施方式，所述光敏感劑是卟啉、二氫卟酚、酞青素、細(xì)菌二氫卟 酚、甲基藍(lán)或其衍生物。在部分實(shí)施方式中，所述生物可分解聚合物為聚乳酸、聚己內(nèi)酯或 聚乙醇酸。依據(jù)本揭示內(nèi)容可任選的實(shí)施方式，所述光敏感劑為間位-四-3-羥甲基苯基 二氫卟酚（m-THPMPC)，且所述生物可分解聚合物為聚乳酸。在可任選的實(shí)施方式中，每一光 敏感劑具有一至四個生物可分解聚合物，其與所述光敏感劑共價鍵結(jié)。
[0033] 依據(jù)本揭示內(nèi)容各種不同實(shí)施方式，所述光動力療法可用以治療非小細(xì)胞肺癌、 前列腺癌、食道癌、皮膚癌、乳癌、膀胱癌、胰臟癌、卡波西式肉瘤或視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤。
[0034] 依據(jù)本揭示內(nèi)容某些實(shí)施方式，所述光感粒子的核體可填充液體，且可任選地含 有一或多個氧載體，例如血紅素類氧載體或全氟碳類氧載體。在參閱下文實(shí)施方式及相關(guān) 的圖式后，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者當(dāng)可輕易了解本發(fā)明的基本精神及其他 發(fā)明目的，以及本發(fā)明所采用的技術(shù)手段與實(shí)施態(tài)樣。
【附圖說明】
[0035] 為讓本發(fā)明的上述與其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的說 明如下：
[0036] 圖1A為依據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】所示的光感粒子100的一般結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖1B為依據(jù)本揭示內(nèi)容所示的PPLA(實(shí)施例1. 1)和CPLA(實(shí)施例1. 2)接合體 的熒光圖譜；
[0038] 圖2為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式所示的應(yīng)用于MRI的光感粒子200的示意圖；
[0039] 圖3為一代表性的穿透式電子顯微鏡（TEM)照片，呈現(xiàn)出依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方 式，適用于超音波造影的裝載氣體的光感粒子；
[0040] 圖4為依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式所示的光感粒子的TEM影像；
[0041] 圖5A和圖5B為在本發(fā)明一實(shí)施例中，實(shí)驗(yàn)組和控制組的超音波造影的影像；
[0042] 圖6為在本發(fā)明一實(shí)施例中，依據(jù)熒光強(qiáng)度偵測結(jié)果所繪示的柱形圖；
[0043] 圖7為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，在光動力療法施用前/后的細(xì)胞型態(tài)，在顯微鏡下所 拍攝的照片；
[0044] 圖8為一熒光照片，用以顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所示的光動力療法所產(chǎn)生的活 性氧物質(zhì)；
[0045] 圖9A和圖9B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的細(xì)胞存活率的折線圖；
[0046] 圖10A和圖10B為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的腫瘤抑制活性和體重變化的折線 圖；
[0047] 圖11為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，樣本含不同濃度Mn-CPCL光感粒子的T1-加權(quán) MRI的掃瞄影像；
[0048] 圖12為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的光感粒子引起單態(tài)氧產(chǎn)生的折線圖；
[0049] 圖13A和圖13B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所示的細(xì)胞存活率的折線圖；
[0050] 圖14為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所示的藉由光感粒子引發(fā)單態(tài)氧產(chǎn)生的折線圖；
[0051] 圖15A和圖15B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所示的細(xì)胞存活率的折線圖；
[0052] 圖16A和圖16B為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所示的腫瘤抑制活性和體重變化的折線 圖；
[0053] 圖17為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，本發(fā)明的光感粒子溶血活性的折線圖；以及
[0054] 圖18為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所示的小鼠皮膚對于本發(fā)明的光感粒子的體內(nèi)光過 敏反應(yīng)的照片。
[0055] 根據(jù)慣常的作業(yè)方式，圖中各種特征與組件并未依比例繪制，其繪制方式是為了 以最佳的方式呈現(xiàn)與本發(fā)明相關(guān)的具體特征與組件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的 組件符號來指稱相似的組件/部件。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 為了使本揭示內(nèi)容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發(fā)明的實(shí)施態(tài)樣與具體 實(shí)施例提出了說明性的描述；但這并非實(shí)施或運(yùn)用本發(fā)明具體實(shí)施例的唯一形式。實(shí)施方 式中涵蓋了多個具體實(shí)施例的特征以及用以建構(gòu)與操作這些具體實(shí)施例的方法步驟與其 順序。然而，亦可利用其他具體實(shí)施例來達(dá)成相同或均等的功能與步驟順序。
[0057] 為了方便起見，本說明書、實(shí)施例和權(quán)利要求書所記載的名詞皆示于此。除非本說 明書另有定義，此處所用的科學(xué)與技術(shù)詞匯的含義與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知