本發(fā)明涉及一種¹⁸f標(biāo)記的egfr正電子示蹤劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

正電子發(fā)射斷層掃描(positronemissiontomograghy,pet)是目前在活體監(jiān)測腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程的最佳影像學(xué)設(shè)備，可以實現(xiàn)對細(xì)胞代謝和功能的高分辨率顯像，從分子水平對人體的生理、生化過程進(jìn)行無創(chuàng)、三維、動態(tài)研究，pet可應(yīng)用于腫瘤的診斷，良惡性鑒別、惡性腫瘤分期、分型及腫瘤復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移的早期診斷和鑒別，治療方案的選擇和化療、放療效果的檢測以及腫瘤變化過程的觀察和愈后情況的監(jiān)測。pet檢查依賴于廣譜性或者特異性的靶向正電子顯像劑在目標(biāo)器官特異性代謝、吸收。¹⁸f-fdg是目前pet最常用顯像劑，但¹⁸f-fdg存在特異性較差、有時出現(xiàn)假陽性、不能區(qū)分腫瘤和炎癥等缺點，而且一些器官(腦、肝臟、心臟)的基礎(chǔ)代謝原本就較高，在某些腦腫瘤、肺癌、前列腺癌等的診斷和鑒別中存在很多困難。因此¹⁸f-fdg是一種非特異的腫瘤顯像劑，關(guān)于腫瘤的診斷和研究還需要研發(fā)新型的、特異性的顯像劑。

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，從分子水平對癌細(xì)胞的發(fā)生、發(fā)展、遷移有了新的認(rèn)識，靶向藥物蘊育而生。近年來基于表皮生長因子受體(egfr)的靶向小分子酪氨酸激酶抑制劑研究非?；钴S，目前已經(jīng)有多種tki類小分子藥物用于癌癥的治療，其中埃羅替尼(erlotinib)是效果最好運用最廣的生物靶向藥物之一。egfr是一個很有吸引力的治療靶點，它在誘導(dǎo)細(xì)胞增殖、侵襲、轉(zhuǎn)移和抑制凋亡等復(fù)雜的信號通路中具有重要作用。egfr過度表達(dá)的腫瘤細(xì)胞接收細(xì)胞生長信號，激活細(xì)胞內(nèi)的某些基因表達(dá)，加速細(xì)胞分化，釋放血管生成因子和促轉(zhuǎn)移因子，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生發(fā)展。egfr家族由四個跨膜受體組成，包括egfr(heri/erbb-1)、her2(erbb-2/neu)、(heri/erbb-3)以及(heri/erbb-4)。其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由胞外區(qū)、跨膜區(qū)、和胞內(nèi)區(qū)組成。胞外區(qū)為配體結(jié)合區(qū)，跨膜區(qū)是單獨一個α螺旋，胞內(nèi)區(qū)包括一個酪氨酸激酶(tk)區(qū)和幾個酪氨酸磷酸化位點的羧基末端。

近年來放射性標(biāo)記的酪氨酸激酶抑制劑(tki)作為腫瘤示蹤劑的研究成為熱點，特別是作為pet/ct無創(chuàng)檢查的正電子顯像劑研究者眾多。主要有兩大類：¹⁸f標(biāo)記和¹¹c標(biāo)記的正電子顯像劑。繼1998年peter詳細(xì)報道¹¹c-pd153035的幾種標(biāo)記方法后，眾多正電子核素標(biāo)記的tki類小分子示蹤劑被國外研究者報道。¹¹c標(biāo)記的有：¹¹c-erlotinib、¹¹c-gefitinib、¹¹c-m03、¹¹c-azd8931、¹¹c-vandetanib、¹¹c-sorafenib等。¹⁸f標(biāo)記的有：¹⁸f-gefitinib、¹⁸f-lapatinib、¹⁸f-ml04等。他們大多是具有4-氨基喹唑啉結(jié)構(gòu)的erlotinib類衍生物。國外初步研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此類小分子正電子顯像劑能夠與egfr-tk結(jié)合，可以達(dá)到受體顯像的目的，egfr顯像陽性的腫瘤患者腫瘤惡性程度高，容易發(fā)生轉(zhuǎn)移，復(fù)發(fā)率高，預(yù)后差。同時在指導(dǎo)小分子酪氨酸激酶抑制劑生物靶向藥物的臨床靶向治療有一定的價值。國內(nèi)學(xué)者對此類表皮生長因子受體正電子顯像劑也做了相關(guān)研究。山東省腫瘤醫(yī)院于金明院士團(tuán)隊對¹¹c-pd153035做了深入研究，發(fā)現(xiàn)其顯像結(jié)果與egfr活性呈正相關(guān)，并且對臨床指導(dǎo)用藥有重要意義。近年來哈爾濱醫(yī)科大學(xué)、北京師范大學(xué)、浙江大學(xué)等高校都對放射性標(biāo)記的tki類正電子顯像劑做了相關(guān)研究，發(fā)明了幾種新的4-氨基喹唑啉類正電子顯像劑并申請專利保護(hù)?？梢姡擃愓娮语@像劑具有較大應(yīng)用前景及市場，并且有部分工作已經(jīng)通過臨床實踐得到證實。

erlotinib在臨床中廣泛應(yīng)用，其抗癌療效得到廣泛認(rèn)可，同時由于其自身化學(xué)結(jié)構(gòu)特點，具有較好的水溶性，在眾多放射性標(biāo)記的tki類正電子顯像劑中，¹¹c-erlotinib有其獨特的優(yōu)勢，能快速經(jīng)血液被臟器及目標(biāo)靶區(qū)吸收，通過肝腸及泌尿系統(tǒng)代謝。memon09年首先在cancerresearch報道了¹¹c-erlotinib作為正電子顯像劑在小鼠肺癌移植腫瘤中的顯像，研究運用egfr表達(dá)不同的三種腫瘤細(xì)胞hcc827，nci358，a549分別建模，結(jié)果表明其攝取與egfr表達(dá)成正相關(guān)。之后其團(tuán)隊將其應(yīng)用于臨床，進(jìn)行了非小細(xì)胞肺癌患者顯像研究，發(fā)現(xiàn)其病灶部分有較高的靶/非靶比，能顯像某些¹⁸f-fdg不顯像的病灶，對¹⁸f-fdg起到了很好的補充顯像作用，對erlotinibb生物靶向藥物的臨床個性化治療有很大指導(dǎo)意義。2013年耶魯大學(xué)的petrulli等也報道了¹¹c-erlotinibpet/ct顯像在評價egfr表達(dá)水平和臨床指導(dǎo)個性化治療的突出表現(xiàn)。bahce等也研究了5例egfr19外顯子缺失與5例未缺失的非小細(xì)胞肺癌患者的臨床¹¹c-erlotinib顯像，發(fā)現(xiàn)缺失者能特異性攝取¹¹c-erlotinib，這能指導(dǎo)埃羅替尼的臨床靶向用藥。

雖然近年學(xué)者們運用¹¹c-erlotinib在基礎(chǔ)研及臨床究中取得不少成果，但是也存在一些不足限制了其進(jìn)一步應(yīng)用：(1)¹¹c半衰期短，不易作大標(biāo)本研究。(2)¹¹c-erlotinib只能在有加速器的pet/ct中心應(yīng)用，而且單次生產(chǎn)能滿足的患者數(shù)量有限(每次生產(chǎn)的劑量最多僅能滿足3名患者)。(3)從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)，在達(dá)到相同臨床效果的情況下，長半衰期核素與短半衰期核素標(biāo)記的顯像劑相比，更節(jié)約成本。從臨床實際情況考慮，迫切需要發(fā)展半衰期較長的正電子核素進(jìn)行標(biāo)記，¹⁸f標(biāo)記的埃羅替尼是較佳的選擇，其有希望成為未來臨床中廣泛用于指導(dǎo)臨床個性化治療的正電子顯像劑，并有望在生物醫(yī)藥工業(yè)中做出一定貢獻(xiàn)。我們前期研究中已通過“點擊化學(xué)”法在erlotinib的4-氨基取代的苯環(huán)位置上進(jìn)行了¹⁸f標(biāo)記，并申請了專利保護(hù)。本研究中我們嘗試在erlotinib4-氨基喹唑啉結(jié)構(gòu)的6或者7位處進(jìn)行¹⁸f標(biāo)記，以期能有更好的靶向pet顯像效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種¹⁸f標(biāo)記的egfr正電子示蹤劑，結(jié)構(gòu)如式a。

本發(fā)明的另一目的是提供此¹⁸f標(biāo)記的egfr正電子示蹤劑的制備方法，通過一下方法一或方法二實現(xiàn)：

方法一，兩步法合成：用1ml淋洗液淋洗¹⁸f被捕獲的qma柱，收集淋洗液到反應(yīng)瓶中，加熱110℃并不斷吹入高純氮氣，共沸除去h2o。將1ml溶有10mg中間體前體的乙腈溶液加入到反應(yīng)瓶，90℃反應(yīng)15min；蒸干上述反應(yīng)溶劑后，將溶有1-3mg去甲基前體及適量堿的0.3ml溶液加入反應(yīng)瓶，115℃反應(yīng)10min。冷卻反應(yīng)液后加入10ml水稀釋，通過sep-parc-18柱，并用10ml水沖洗柱子，用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集淋洗液，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物，標(biāo)記放化純大于99％。

方法二，一步法合成：用1ml淋洗液淋洗¹⁸f被捕獲的qma柱，收集淋洗液到反應(yīng)瓶中，加熱110℃并不斷吹入高純氮氣，共沸除去h2o。將0.3ml溶有1mg一步法前體的溶液加入到反應(yīng)瓶，120℃反應(yīng)10min。冷卻反應(yīng)液后加入10ml水稀釋，通過sep-parc-18柱，并用10ml水沖洗柱子，用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集淋洗液，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物，標(biāo)記放化純大于99％。

反應(yīng)中淋洗¹⁸f用1ml溶液的組成為：12.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮雙環(huán)[8.8.8]二十六烷溶于0.9ml乙腈加3.0mgk2co3，或者4.3mgkhco3溶于0.1ml水；溶解去甲基前體及一步法前體所用溶劑為無水乙腈、無水二甲基亞砜(dmso)或無水n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中一種或幾種混合。

方法一中中間體前體為1-甲基-4-[(4-甲基苯基)磺酰氧基甲氧基磺?；鵠苯、1,2-雙甲苯氧基乙烷、二乙二醇雙(甲苯磺酸酯)、三乙二醇雙(甲苯磺酸酯)中的一種；所用堿的種類為：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫化鉀、氫化鈉、氫氧化四丁基銨、氨基鉀、氨基鈉、丁基鋰、二異丙基氨鋰、芐基鋰、甲醇鈉、乙醇鈉中的一種；其中去甲基前體結(jié)構(gòu)式如式c所示。

方法二中前體結(jié)構(gòu)式如式d所示。

本發(fā)明的第三個目的是提供¹⁸f標(biāo)記的egfr正電子示蹤劑作為腫瘤蹤劑的應(yīng)用，實驗表明¹⁸f標(biāo)記的egfr正電子示蹤劑可用于腫瘤尤其是表皮生長因子(egfr)高表達(dá)的腫瘤pet顯像，是一類新的腫瘤pet顯像劑。

本發(fā)明的正電子示蹤劑具有很好的特異性，能陽性識別表皮因子受體(egfr)高表達(dá)或變異腫瘤。其制備方法方便、簡單、快速，可通過手動合成制備，也可通過放射性合成模塊進(jìn)行自動化合成，目前通過北京派特多功能模塊及getracerlabfxfn模塊經(jīng)流程改造后可分別自動化合成，其他品牌合成器也可實現(xiàn)自動合成，可滿足科學(xué)研究與臨床試驗需求。

附圖說明

圖1是中間體1-¹⁸f，2-對甲基苯磺酰氧基乙烷放射性薄層色譜(tlc)圖(展開劑100％乙酸乙酯)；

圖2是[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib放射性薄層色譜(tlc)圖(展開劑100％乙酸乙酯)；

圖3是[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib正常鼠體內(nèi)生物分布圖。

圖4是hcc827荷瘤鼠[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinibmicropet/ct顯像圖。

具體實施方式

下面通過實驗并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，這些實施例僅用于例證目的，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外，實施例1-4均在getracerlabfxfn自動化合成模塊中自動合成。

實施例1

1)應(yīng)用醫(yī)用回旋加速器轟擊¹⁸o水，通過¹⁸o(pn)¹⁸f核反應(yīng)生產(chǎn)得到500mci¹⁸f，并傳導(dǎo)于陰離子交換柱中，測定活度并用1ml混合溶液(12.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮雙環(huán)[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加3.0mgk2co3溶于0.1ml水和0.9ml乙腈)將¹⁸f淋洗到反應(yīng)瓶中；

2)向反應(yīng)瓶中不斷吹入高純氦氣，110℃下共沸除水，吹干；將15mg前體1(1,2-雙甲苯氧基乙烷)溶于1ml乙腈，加入反應(yīng)瓶中，90℃反應(yīng)15min；反應(yīng)結(jié)束后80℃除干溶劑；

3)將2mg去甲基erlotinib前體1溶于0.5mldmso、5mgnah加入反應(yīng)瓶中，120℃密閉反應(yīng)10min；

4)加入10ml水稀釋，通過sep-parplusc-18柱，再用10ml水沖洗c-18柱，吹干后用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集洗液并加水稀釋至5ml，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物。

經(jīng)測算，放射化學(xué)產(chǎn)率20％以上，放射化學(xué)純度大于99％。圖1是實施例1制備得到的中間體1-¹⁸f，2-對甲基苯磺酰氧基乙烷放射性薄層色譜(tlc)(展開劑100％乙酸乙酯)；圖2是實施例1制備得到的[¹⁸f]-erlotinib放射性薄層色譜(tlc)圖(展開劑100％乙酸乙酯)。

實施例2

1)應(yīng)用醫(yī)用回旋加速器轟擊¹⁸o水，通過¹⁸o(pn)¹⁸f核反應(yīng)生產(chǎn)得到500mci¹⁸f，并傳導(dǎo)于陰離子交換柱中，測定活度并用1ml混合溶液(12.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮雙環(huán)[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加3.0mgk2co3溶于0.1ml水和0.9ml乙腈)將¹⁸f淋洗到反應(yīng)瓶中；

2)向反應(yīng)瓶中不斷吹入高純氦氣，110℃下共沸除水，吹干；將方法二前體結(jié)構(gòu)如式d(其中r1為ch3-，r2為tsoch2ch2-)1mg溶于0.3mldmso，加入反應(yīng)瓶中，120℃密閉反應(yīng)10min；

3)加入10ml水稀釋，通過sep-parplusc-18柱，再用10ml水沖洗c-18柱，吹干后用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集洗液并加水稀釋至5ml，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物。

經(jīng)測算，放射化學(xué)產(chǎn)率20％以上，放射化學(xué)純度大于99％。

實施例3

1)應(yīng)用醫(yī)用回旋加速器轟擊¹⁸o水，通過¹⁸o(pn)¹⁸f核反應(yīng)生產(chǎn)得到500mci¹⁸f，并傳導(dǎo)于陰離子交換柱中，測定活度并用1ml混合溶液(12.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮雙環(huán)[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加3.0mgk2co3溶于0.1ml水和0.9ml乙腈)將¹⁸f淋洗到反應(yīng)瓶中；

2)向反應(yīng)瓶中不斷吹入高純氦氣，110℃下共沸除水，吹干；將10mg中間體前體1-甲基-4-[(4-甲基苯基)磺酰氧基甲氧基磺?；鵠苯溶于1ml乙腈，加入反應(yīng)瓶中，90℃反應(yīng)15min。反應(yīng)結(jié)束后80℃除干溶劑；

3)將3mg去甲基前體2溶于0.4mldmf、5mgkoh加入反應(yīng)瓶中，120℃密閉反應(yīng)10min；

4)加入10ml水稀釋，通過sep-parplusc-18柱，再用10ml水沖洗c-18柱，吹干后用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集洗液并加水稀釋至5ml，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物。

經(jīng)測算，放射化學(xué)產(chǎn)率20％以上，放射化學(xué)純度大于99％。

實施例4

1)應(yīng)用醫(yī)用回旋加速器轟擊¹⁸o水，通過¹⁸o(pn)¹⁸f核反應(yīng)生產(chǎn)得到500mci¹⁸f，并傳導(dǎo)于陰離子交換柱中，測定活度并用1ml混合溶液(12.0mg4,7,13,16,21,24-六氧-1,10-二氮雙環(huán)[8.8.8]二十六烷(k2.2.2.)加3.0mgk2co3溶于0.1ml水和0.9ml乙腈)將¹⁸f淋洗到反應(yīng)瓶中；

2)向反應(yīng)瓶中不斷吹入高純氦氣，110℃下共沸除水，吹干；將方法二前體(結(jié)構(gòu)如式d中r1為ch3-，r2為tsoch2ch2och2ch2-)1mg溶于0.3mldmso，加入反應(yīng)瓶中，120℃密閉反應(yīng)10min；

3)加入10ml水稀釋，通過sep-parplusc-18柱，再用10水沖洗c-18柱，吹干后用2ml乙腈淋洗c-18柱，收集洗液并加水稀釋至5ml，經(jīng)半制備hplc分離得到目標(biāo)產(chǎn)物。經(jīng)測算，放射化學(xué)產(chǎn)率20％以上，放射化學(xué)純度大于99％。

實施例5[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib的體內(nèi)穩(wěn)定性實驗

實施例1制備得到的[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib在含10％胎牛血清的培養(yǎng)基中37℃孵育4小時后，放射化學(xué)純度仍達(dá)到97％以上，穩(wěn)定性良好。

實施例6[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib的體內(nèi)分布試驗

實施例2制備得到的[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib，在正常昆明鼠體內(nèi)生物分布圖如圖3，顯示藥物主要經(jīng)肝腸代謝，腎臟也有部分代謝，血液清除速度快，骨中放射性不高，藥物在體內(nèi)不脫氟，穩(wěn)定性好。

實施例7荷瘤鼠[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinibmicropet顯像

選用egfr高表達(dá)非小細(xì)胞肺癌hcc827荷瘤鼠模型，利用實施例2制備得到的[¹⁸f]-6-fluoromethylerlotinib進(jìn)行micropet顯像(圖4)，圖4顯示腫瘤部位放射性攝取明顯高于肌肉、骨骼、肺、腦等器臟(組織)。

以上所述僅為本發(fā)明優(yōu)選實施例，對本發(fā)明而言僅具有說明性，但非限制性；相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多修改或者等效變更，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。