以结合至胸腺嘧啶激酶的化合物显像感染的制作方法

专利名称：：以结合至胸腺嘧啶激酶的化合物显像感染的制作方法
技术领域：
：本发明系关于一种于受试体内感染之诊断方法，更具体而言，系关于投予一种适合显像的化合物至受试体，其结合至存在感染生物体之胸腺嘧啶激酶，而获得受试体体内细菌感染之影像。
背景技术：
：在受试体诊断及定位感染的能力对临床医生是关键性的。现今在活体内显现细菌感染的方法是使用放射性同位素标定白血球的正子射出断层扫描(PET)或，更近期的放射性同位素标定的抗体。此等方法倾向非专一性且无法区分来感染和发炎或癌症。例如，Sarda等人在兔子的膝关节中测试99mTc-标定之环丙沙星(99mTc-labeledCiprofloxacin)对金黄色葡萄球菌感染的显像。彼等结果显示此等化合物缺乏对临床应用所必要的专一性((2002)J.Nucl.Med43239-45)。于另一研究中，Fishman等人证实18F-标定的氟康唑(18F-labeledfluconazole)在兔子的感染模式中缺乏对假丝酵母菌(Candida)有效显现的专一性((1991)J.Pharmacol.Exp.Ther.2591351-9)。因此，存在生物体专一性非侵入式显像方法的需要以检测感染，例如，受试体的细菌感染、病毒感染或真菌感染。
发明内容本发明之一方面提供藉由对受试体投予适合显像的化合物以诊断受试体内感染的方法，该化合物结合至存在感染生物体中的胸腺嘧啶激酶，且得到受试体之影像以判定该化合物的存在和位置，其中该化合物的定位是表示受试体受感染。在特定具体实例中，该感染是细菌感染、病毒感染或真菌感染。在进一步特定具体实例中，该感染是细菌感染，且该胸腺嘧啶激酶是细菌胸腺嘧啶激酶。在一具体实例中，该受试体的影像是由选自平面伽马显像(planargammaimaging)、单光子放射计算机断层摄影(singlephotonemissioncomputedtomography，SPECT)及正子射出断层扫描(PET)所组成组群的方法所获得。在另一具体实例中，该化合物是核苷类似物。在特定具体实施例中，该核苷类似物是经放射线标定的，例如，利用氟或碘。于某些具体实例中，该核苷类似物放射伽马粒子。在该方法中使用的例示性化合物包括，例如，2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)。在一相关具体实例中，该核苷类似物是萤光的。在某些具体实例中，该细菌感染是由选自埃希氏菌属(Escherichia)、杆菌属(Bacillus)、色杆菌属(Chromobacterium)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium)、肠球菌属(Enterococcus)、嗜血杆菌属(Haemophilius)、李斯特氏菌属(Listeria)、霉浆菌属(Mycoplasma)、巴氏杆菌属(Pasteruella)、沙门氏杆菌属(Salmonella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、链球菌属(Streptococcus)、链霉菌属(Streptomyces)、弧菌属(Vibrio)，及耶耳辛氏菌属(Yersinia)所组成组群的细菌所引起。在另一方面，本发明提供藉由对受试体投予适合显像的化合物使细菌感染显像的方法，且得到受试体的影像，该化合物是与细菌胸腺嘧啶激酶结合的；由此在受试体内获得细菌感染的影像。在一相关具体实例中，该受试体之影像藉由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群的方法所获得。在另一具体实例中，该化合物是核苷类似物。在特定具体实施例中，该核苷类似物是放射线标定的，例如，利用氟或碘。在某些具体实例中，该核苷类似物放射出伽马粒子。该方法使用的例示性化合物包括，例如，2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)。在一相关具体实例中，该核苷类似物是萤光的。在另一相关具体实例中，适合显像之化合物是抗微生物化合物。例如，该化合物除了适合显像之外，可为抗生素、抗病毒或抗真菌之化合物。在另一相关具体实例中，本发明提供细菌感染与发炎或癌症之区分。在另一方面，本发明提供一种在具有感染之受试体中，监测治疗效率的方法，该方法是藉由将结合至感染生物体中所存在的胸腺嘧啶激酶的第一剂适合显像的化合物投予受试体，得到受试体的第一影像以判定该化合物的存在和位置，接着在第一剂投予之后，将结合至感染生物体中所存在的胸腺嘧啶激酶的第二剂适合显像之化合物投予受试体，得到受试体的第二影像以判定该化合物的存在和位置，其中位于影像中的化合物量之减少为有效治疗的指针。在某些具体实例中，该感染是细菌感染、病毒感染或真菌感染。在特定具体实例中，该感染是细菌感染，且该胸腺嘧啶激酶是细菌胸腺嘧啶激酶。在一具体实例中，该受试体的影像是由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群的方法所获得。在另一具体实例中，该化合物是核苷类似物。在特定具体实施例中，该核苷类似物是经放射线标定的，例如，利用氟或碘。在某些具体实例中，该核苷类似物放射出伽马粒子。该方法使用的例示性化合物包括，例如，2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)。在一相关具体实例中，该核苷类似物是萤光的。在某些具体实例中，该细菌感染是由选自埃希氏菌属、杆菌属、色杆菌属、梭状芽孢杆菌属、肠球菌属、嗜血杆菌属、李斯特氏菌属、霉浆菌属、巴氏杆菌属、沙门氏杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、链霉菌属、弧菌属及耶耳辛氏菌属组成组群之细菌所引起。在另一相关具体实例中，适合显像的化合物是抗微生物化合物。例如，该化合物除了适合显像之外，可为抗生素化合物、抗病毒化合物或抗真菌化合物。在另一方面，本发明提供藉由对受试体投予适合显像的化合物作为细菌基础(bacterial-based)的抗癌治疗的显像方法，该适合显像的化合物与存在于治疗细菌中的胸腺嘧啶激酶结合，且显像受试体以判定该化合物的存在和位置，藉此显像该细菌基础的抗癌治疗。在一具体实例中，该受试体之影像藉由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群之方法所获得。在另一具体实例中，该化合物是核苷类似物。在特定具体实施例中，该核苷类似物是经放射线标定的，例如，利用氟或碘。于某些具体实例中，该核苷类似物放射伽马粒子。使用于该方法之例式性化合物包括，例如，2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)。在一相关具体实例中，该核苷类似物是萤光的。具体实施例方式发明详细说明本发明至少一部分是基于使用合适官能基化之化合物，该化合物是键结至由感染的生物体表现之多胜肽(例如胸腺嘧啶激酶)使感染显像。此发明至少一部分系针对感染(例如，由细菌、病毒或真菌所引起的感染)的诊断和定位。本发明容许以非侵入式方式的手段显像感染中心(infectiousfoci)、定位含有厌氧菌之肿瘤、诊断感染、监测抗菌治疗，研究细菌驱化移动(trafficking)，以产生细菌基础的癌症治疗以及对感染的治疗。术语”治疗(“treated”、”treating”或”treatment”)”包含减小或缓和由此状况、失调或治疗中的疾病所引起的或相关的至少一种症状。于某些特定实例中，该治疗包括于Pin1(脯氨酸异构酶)调节的化合物活化之后，诱导一种Pin1之抑制状态，其可接着减小或缓和由Pin1相关之状况、失调治疗中的疾病所引起的或相关的之至少一种症状。例如，治疗可减小1种或数种失调的症状或完全根除失调。术语”受试体”系意欲包含哺乳类，例如，人类、狗、乳牛、马、猪、绵羊、山羊、猫、小鼠、兔子、大鼠及基因转殖之非人类动物。于某些具体实例中，该受试体系人类，例如，罹患、有罹患风险或潜在可能罹患感染或癌症之人类。术语”癌症”包含特征有失去调节的或不受控制的细胞生长之恶性肿瘤，例如癌(carcinomas)、肉瘤(sarcomas)、白血病及淋巴癌。该术语”癌症”包含原发性恶性肿瘤，例如彼等其细胞不会迁移至受试体内原发肿瘤(originaltumor)以外的位置，及次发性恶性肿瘤，例如，彼等起自转移(metastasis)者，转移是肿瘤细胞迁移至不同于原发肿瘤的次发位置(secondarysite)。用语，化合物之”有效量”是当使用本文描述之技术显像(例如平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描)时所必要或足以提供可读取信号的量。该有效量可依如受试体的大小或重量、疾病的类型或特定的化合物等因素而变化。例如，该化合物的选择会影响”有效量”的构成。在此技艺中具有通常技术者能够不需过度的实验就可作出关于化合物有效量的判定。术语”化合物”系意欲包含能够藉由例如平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描显像的化合物。该化合物可为经放射线标定或萤光的。在特定具体实例中，该化合物可键结至例如胸腺嘧啶激酶的激酶的核苷或核苷类似物。术语”医药上可接受的载剂”是在此技艺中所认知者，且包含医药上可接受的材料、组成物或基剂(vehicle)，是适合在本文所描述的方法中用以投予受试体(例如，哺乳类)的化合物。该载剂包含液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或囊封材料，牵涉运载或输送该受试试剂(subjectagent)自一器官或身体的一部分至另一器官或身体的另一部分。各载剂必须为”可接受”意指可与该配方中之其它组成份兼容且不会对病患造成伤害。某些可做为医药上可接受的载剂材料的例子包括糖类，例如乳糖、葡萄糖及蔗糖；淀粉例如玉米淀粉及马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，例如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素及纤维素醋酸酯；粉末状特拉加康斯树胶(tragacanth)；麦芽；明胶；滑石；赋形剂，例如可可酯及栓剂蜡(suppositorywax)；油类，例如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油及大豆油；醇类例如丙二醇；多元醇例如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇及聚乙二醇；酯类例如油酸乙酯及月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂例如氢氧化镁及氢氧化铝；褐藻酸(alginicacid)；无致热源水(pyrogen-freewater)；等张生理食塩水；林格试剂(Ringer’sreagent)；乙醇；磷酸缓冲溶液；及其它使用于医药配方之无毒性可兼容物质。在本文中使用，术语”显像”是指于投予受试体之后使用任何显像技术将可侦测的化合物显像，藉由在投予接着定位该化合物之后测量该化合物所放射的能量。所应用的显像技术，例如有正子射出断层扫描等。在本文中使用，术语”正子射出断层扫描”或”PET”包含所有正子射出断层扫描影像系统或等效物及所有具有正子射出断层扫描能力的装置。本发明的方法可使用任何此等装置来实行，或PET装置的变化或等效装置，或结合所有已知之PET方法论。参见，例如美国专利第6,151,377；6,072,177；5,900,636；5,608,221；5,532,489；5,272,343；5,103,098号，其各以参考文献并入本文。包含例如微型-PETs(micro-PETs)(CorcordeMicrosystems，Inc.)的动物显像模式(animalimagingmodality)。本发明之化合物描述于本文之方法使用结合至生物体内的多胜肽(例如胸腺嘧啶激酶多胜肽)的化合物，并产生可侦测的信号，该信号用以获取受试体的影像，且藉此判定该生物体的存在和位置。使用于本发明方法的该化合物结合至生物体内例如胸腺嘧啶激酶的激酶的亲和性，较结合至其投予的受试体的例如胸腺嘧啶激酶的激酶的亲和性来得高胸腺激酶在本发明中特别适用。细菌胸腺嘧啶激酶在该激酶催化区域具有共有序列(consensussequence)，该序列不存在哺乳类胸腺嘧啶激酶的激酶催化区域(catalyticdomain)(参见实施例)。因此，对于细菌胸腺嘧啶激酶具有高亲和性的化合物对哺乳类胸腺嘧啶激酶的亲和性展现出大幅的降低。本发明利用容易合成且于例如PET或SPECT仪器的显像设备可侦测的化合物。于一具体实例中，该化合物系结合至激酶之核苷类似物。于一特定具体实例中，该激酶系胸腺嘧啶激酶。基因组已经定序之53种病原性细菌之生物信息分析显示每个菌种(species)皆具有胸腺嘧啶激酶(Bettegowda等人(2005)PNAS1021145-50)。在特定具体实例中，该核苷类似物是经放射线同位素标定，例如氟或碘之放射线同位素。在另一具体实例，该核苷类似物可以是萤光的。本发明较佳的经放射线标定的化合物是容易合成，且于活体内代谢有限的核苷类似物。化合物例如美国专利第5,879,66和6,331,287号所描述者可用于本发明的方法。其它有用于本发明方法的例示性化合物，例如，2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’去氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)。可用于本发明方法的例示性萤光化合物近期已由Golankiewicz等人((2001)J.Med.Chem.444284-7)及Goslinski等人((2002)J.Med.Chem.455052-7)所描述。由Goslinski等人所描述的萤光三环阿昔洛韦(tricyclicacyclovir)和更昔洛韦(ganciclovir)类似物，尤其GCV3是预计用在本文声请的方法。显像显像技术一般牵涉对受试体投予可在受试体外部侦测的化合物。影像由累积在受试体的各种不同部位显像试剂空间分布的差异而产生。在本发明的方法，该显像技术依赖该化合物适当地结合至生物体，例如感染的生物体。累积于受试体体内的显像试剂之空间分布，例如于感染的区域，可使用任何适合的手段测量，例如平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描。或者，侦测萤光之显像技术可用在本发明的方法。在PET中最常使用的正子-射出核素(positron-emittingnuclides)是11C、13N、15O及18F。藉由电子捕捉及/或伽马射线而衰变的同位素可用在SPECT，且包含，例如123I及124I。本发明的方法特别适合者是PET。尤其，显影的进行是藉由使用侦测系统扫描病患整体，或病患的特定区域并侦测其信号，例如，放射同位素信号。该所侦测的信号随后转换成影像。所得的影像应由有经验的观察者判读，例如医师。该前述的过程是本文所指的，将该病患”显像”。显像一般在投予本发明方法所使用的化合物之后约1分钟至约48小时进行。该显像的精确时间取决于某些因素如该投予化合物之廓清速率(clearancerate)，此将为熟于此艺之士所显而易见。显像较佳地于投予之后约1分钟至4小时之间进行。一旦获得影像，熟于此艺之士将能够判定该化合物的位置。具该项技术者使用此信息可判定，例如感染是否存在、感染的范围或该受试体所受治疗的功效。在不同时间点获得的影像，例如12小时、24小时、36小时、48小时或以上，间隔的小时特别有用于判定治疗的功效，例如，抗病毒治疗、抗细菌治疗或抗真菌治疗。不同于现今所使用的方法，本文描述的显像方法使临床医生可区分感染和发炎及癌症。剂型及制剂使用于本发明方法的化合物可使用在此技艺中习知的医药上可接受的剂型经口投予。该化合物可于固体剂型供应，例如做成干燥粉末、细粒、锭剂或胶囊，或以液体剂型，例如糖浆或水性悬浮溶液。该化合物可单独投予，但一般与医药载剂一起投予。关于剂型之有用的著作系由Mack出版之Remington’sPharmaceuticalScience。使用于本发明方法之该化合物可于口服型式投予例如锭剂、胶囊(其各包含缓释(sustainedrelease)或控释(timedrelease)的配方)、丸剂、粉末、细粒、颗粒、酏剂、酊剂、悬浮液、糖浆及乳化液。同样地，彼等亦可利用静脉(注射(bolus)或输注(infusion))、腹腔内、皮下或肌内形式投予，所有使用的剂型形式皆为习于此艺之士所习知。使用于本发明方法之该化合物可以任何手段投予使该化合物与例如人类或哺乳类之宿主体内之该化合物作用地点产生接触。彼等可单独投予或与基于投药及标准医药实行所选用的路径而选择的医药载剂一起投予。该化合物的给药方案(dosageregimen)将由本发明所判定，当然，依已知的因素而变化，例如特定试剂之药物动力特征及模式以及投予路径；物种、年龄、性别、健康、生理状况(medicalcondition)及接受者之体重；症状之性质及范围；同时并行的治疗(cocurrenttreatment)的种类；治疗的频率；投予的路径、病患之肝肾功能及所欲的效能。具有通常技术的医师或兽医师可轻易地判断投予受试体的化合物的有效量。使用于本发明方法之该化合物可藉由局部使用适合的鼻内载具(intranasalvehicle)以鼻内形式投予，或使用彼等经皮穿透的皮肤贴片形式，藉由经皮穿透路径投予，该等皮肤贴片为习于此艺之士所习知。本发明之方法中，描述于本文的化合物可与适当的医药稀释剂、赋形剂或载剂(在本文所提及，全体称作为载剂材料)混合投予，上述载剂材料是以关于所意欲投予的形式适当地选择，亦即，其为口服锭剂、胶囊、酏剂、糖浆等，且与传统医药所实行者一致。例如，用于经口投予之锭剂或胶囊型式，该活性药物组成份可结合口服、无毒、医药上可接受的惰性载剂例如乳糖、淀粉、蔗糖、葡萄糖、甲基纤维素、硬脂酸镁、磷酸二钙、硫酸钙、甘露糖醇、山梨糖醇等；经口投予之液体形式，该口服药物组成份可结合任何口服、无毒、医药上可接受的惰性载剂例如乙醇、甘油、水等。此外，当需要或必要时，该混合物中亦可包含适合的黏着剂、润滑剂、崩解剂及着色剂。适合的黏着剂包含淀粉、明胶，天然糖类例如葡萄糖或β-乳糖、玉米甜味剂、天然及合成的胶例如阿拉伯胶树胶、特拉加康斯树胶或褐藻酸钠、羧甲基纤维素、聚乙二醇、腊等。使用于此等剂型之润滑剂包含油酸纳、硬脂酸钠、硬脂酸镁、苯甲酸钠、醋酸钠、氯化钠等。崩解剂包含，但不限于，淀粉、甲基纤维素、琼脂、膨润土(bentonite)、三仙胶等。使用于本发明方法之该化合物亦可以微脂粒输送系统形式投予，例如单层小微脂粒(smallunilamellarvesicle)、单层大微脂粒(largeunilamellarvesicle)及多层微脂粒(multilamellarvesicle)。微脂粒可由各种磷脂质形成，例如胆固醇、硬脂胺或磷脂胆碱。使用于本发明方法之该化合物亦可与可溶性聚合物偶合作为可标的(targetable)药物的载剂。该等聚合物可包含聚乙烯吡咯烷酮、呱喃共聚物、聚羟基丙基甲基丙烯醯胺-酚(polyhydroxypropylmethacrylamide-phenol)、聚羟基乙基天门冬醯胺酚(polyhydroxyethylaspartamidephenol)或经棕榈醯残基取代之聚伸乙氧基聚离氨酸(polyethyleneoxidepolylysinesubstitutedwithpalmitoylresidue)。此外，由本发明确认的化合物可偶合至一类有用于达到药物缓释的生物可降解性聚合物，例如，聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸及聚羟基乙酸之共聚物、聚ε-己内酯、聚羟基丁酸、聚原酸酯类、聚缩醛类、聚二氢呱喃类、聚氰基丙烯酸酯类及水胶类之经交联的或两亲嵌段共聚物。明胶胶囊可包含活性配方及粉末状载剂，例如乳糖、淀粉、纤维素衍生物、硬脂酸镁、硬脂酸等。类似的稀释剂可用于制造压锭(compressedtablet)。锭剂及胶囊皆可制造为缓释产品以提供在一段数小时的时间中药物的持续性释放。压锭可为糖衣(sugarcoated)、膜衣(filmcoated)以掩盖任何令人不悦的味道并在空气保护该锭剂，或为针对在胃肠道中选择性崩解所用的肠溶包衣(entericcoated)。经口投予所用的液体剂型可含有着色剂及风味剂以增加病患之接受度。一般作为非经肠之适合的载剂为水、适合的油、盐水、水性葡萄糖(aqueousdextrose)(葡萄糖)，及相关的糖溶液及甘醇例如丙二醇或聚乙二醇。非经肠投予之溶液较佳地含有该活性配方的水溶性盐类，合适的稳定剂，及若需要可含缓冲物质。抗氧化剂例如酸性亚硫酸钠、亚硫酸钠或抗坏血酸，不论单独或合并皆为适当的安定剂。柠檬酸其盐与乙二胺四乙酸钠亦可使用。此外，非经肠式溶液可含有防腐剂，例如氯化苯二甲烃铵、对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯及氯丁醇。适合的医药载剂描述于Mack出版公司的Remington’sPharmaceuticalScience，为在此领域中的标准参考文献。本发明进一步由下列实施例描述，其不局限为限制实施例材料与方法活体外细菌感受性分析(InVitroBacterialsusceptibilityAssay)1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-碘尿嘧啶(FIAU)(Moravekcatalogno.M521)与泛昔洛韦(penciclovir)(Moravekcatalogno.M972)购自MoravekBiochemicals(Brea，CA)。齐多夫定(Zidovudine)购自GlaxoWellcome。细菌敏感性测试于96孔微孔盘(VWRScientific)，将序列稀释的药品置于各孔。各孔接种大肠杆菌(Escherichiacoli)(YaleUniversityE.coliGeneticStockCenter，NewHaven，CT)并生长在37℃的Luria培养液(Invitrogen)。大肠杆菌胸腺嘧啶激酶突变株是在含有1mg/ml齐多夫定(Zidovudine)的培养基上选择自发抗性(spontaneouslyresistant)的菌落而产生。利用聚合酶链锁反应(PCR)引子SZ46-eTKKO20F与(5’-TGATGAAAAGTAGAACAGTCG-3’)SZ49-eTK-KO789R(5’-ATCAAGACGCAGCACCATG-3’)，选择10个抗性菌株，并筛选出胸腺嘧啶激酶基因剔除者。一个抗性菌株发现含有胸腺嘧啶激酶基因缺失并将之使用于后续的实验。为控制此菌株DNA的完整性，藉由使用引子SZ-16S-Ecoli993F(5’-ACATCCACGGAAGTTT-TCAG-3’)SZ16S-Ecoli454R(5’-CCGAAGGTTAAGC-TACCTAC-3’)以放大其16SrRNA。肿瘤接种及芽孢投予所有动物实验由约翰霍普金斯大学之动物福利委员会监控及检验且遵从于大学标准(universitystandard)。六至八周大购自HarlanBioproductsforScience(Indianapolis)之无胸腺裸鼠(nu/nu)或BALB/c小鼠使用为肿瘤移植研究。将500万个细胞经皮下注射接种至各小鼠的右胁(rightflank)。肿瘤体积之计算为长×宽平方×0.5，且当肿瘤占有约250mm3时，小鼠以诺维氏梭菌-NT(Clostridiumnovyi-NT)芽孢治疗。诺维氏梭菌-NT芽孢制备如(15)所描述，且将悬浮于250μlPBS之300百万个芽孢静脉经注射至小鼠。表一、肌内注射后细菌菌株之显像FIAU制备简言之，将1-(2’-去氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖苷)-尿嘧啶(300μg，1.22mmol，Moravek)溶解于170μl之2M硝酸中。添加1.5mCi(1Ci＝37GBq)之[125I]碘化钠(ICN)至此溶液，且将该添加后之溶液在130℃加热45分钟。该反应以150μl之HPLC(20∶79.9∶0.1％MeCN∶水∶三乙基胺)移动相骤止。所得的[125I]FIAU经逆相HPLC纯化，该纯化过程是藉由在流速每分钟2ml下，以两倍管柱体积(twopassages)的上述所提及的等梯度(isocratic)移动相通过phenomenexLunaC18半制备管柱(10μm，4.6×250mm，phenomenex，Torrance，CA)纯化之。该产物于通过0.22μm注射过滤器(syringefilter)除菌过滤之前，减压浓缩并以0.9％生理食盐水配制。配方维持在1mCi/ml，以减少注射体积。最终的放射化学产量(radiochemicalyield)约为50％，放射化学纯度＞99％，且特定的放射活性＞2,000Ci/mmol。实验性感染大肠杆菌株或临床分离株来自JohnsHopkins医院微生物实验室，包括金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)29213及25293、肺炎双球菌(Streptococcus.pneumoniae)49619、粪肠球菌(Enterococcus.faecalis)49532及表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)F362，使用以造成实验性感染。将细菌于具有阳离子之MuellerHinton培养液(Remel，Lenexa，KS)或BBLToddHewitt培养液(BectonDickinson)中生长至对数期。藉由注射约1×109之大肠杆菌与约1×108之其它细菌株至小鼠大腿产生局部感染。形态学检查显示以胸腺嘧啶激酶缺失的大肠杆菌株注射的小鼠大腿感染病灶的强度与WT大肠杆菌所导致的强度相同。为了定量产生信号所需要的最小细菌量，注射各种量的金黄色葡萄球菌25923至小鼠大腿。一小时之后将该小鼠牺牲，取得该肌肉且将之均质，而该萃取物涂布于血液琼脂培养皿(BectonDickinson)以计数菌落。生长于液态培养基之金黄色葡萄球菌25923之种植功效(platingefficiency)达到＞95％。活体内显像小鼠经尾静脉注射225μCi之[125I]FIAU且之后于各个不同时间点显像。小鼠在显像之前经由皮下投予乙醯丙嗪(Acepromazine)及氯胺酮(ketamine)麻醉。每次扫描是在平面撷取模式(planaracquisitionmode)下使用低-能量高-分辨率(LEHR)平行孔准直仪(parallel-holecollimator)以小动物专用型单光子放射计算机断层摄影(SPECT)/计算机断层摄影(CT)摄影机(GammaMediaX-SPECT，Northridge，CA)扫描约10分钟。对每种所使用的菌株，至少注射及显像两只老鼠。为获得SPECT/CT影像，动物首先使用两个LEHR平行孔准直仪在断层撷取模式(tomographicacquisitionmode)下以小动物专用型SPECT摄影机扫描约40分钟。该动物接着使用容许影效校准(coregistration)的适当基准标记(fiducialmarker)接受CT扫描。生物分布(Biodistribution)显像实验显示于感染区域之高信/杂比(signal-to-noiseratios)可在投予[125I]FIAU之后24小时持续获得。因此，此等时间点是为了详细分析而选择。生物分布研究是在一只大腿上注射约1×108金黄色葡萄球菌25923的小鼠执行。六小时之后，将以2μCi之[125I]FIAU注射该等小鼠，且再又24小时之后，将该等小鼠牺牲，收集彼等小鼠的器官，并判定放射活性。大肠杆菌对核苷类似物之感受性为了侦测内生性细菌胸腺嘧啶激酶是否能够提供适合显像之受体酵素，在活体外测试大肠杆菌对各种一般的核苷类似物之感受性。生长抑制作用意指该核苷类似物为大肠杆菌胸腺嘧啶激酶的受质且当经放射标定的大肠杆菌表现对更昔洛韦(genciclovir)及泛昔洛韦(penciclovir)之抗性但对于FIAU及齐多夫定(Zidovudine)仍具相当的感受性时，因此充作显像的受体。为了判定胸腺嘧啶激酶基因是否对此等感受性有反应，创造出胸腺嘧啶激酶基因经剔除的大肠杆菌衍生品系(derivative)。使用PCR证实此等衍生菌株中不存在该胸腺嘧啶激酶基因。该胸腺嘧啶激酶菌株对齐多夫定(Zidovudine)具中度抗性且对FIAU有高度抗性。因为FIAU可使用商业上可得之试剂经放射腺标定，且已成功用于显像HSV1-TK转染的肿瘤细胞，选择FIAU以测试其对细菌感染显像之潜力。大肠杆菌感染之生物体内显像[125I]FIAU藉由标准方法合成，且在小鼠大腿经肌内接种(intramuscularinoculation)六小时之后，以静脉注射至动物。全身平面闪烁图(whole-bodyplanarscintigram)证实于含有WT大肠杆菌细菌的小鼠大腿[125I]FIAU的摄入(uptake)。来自感染病灶的信号最早可在注射[125I]FIAU之后两小时可见，而最理想为在注射后约16小时。感染在接种TK-E.coli的同一只小鼠的对侧大腿显示没有可辨别之[125I]FIAU摄入。细菌胸腺嘧啶激酶之计算机筛选分析(InSilico)在基因组经定序且经公开可得之53种致病性细菌执行胸腺嘧啶激酶基因的计算机筛选评估。该种评估揭露此等细菌品系均具有胸腺嘧啶激酶基因。并且此等胸腺嘧啶激酶基因之间的同源性(homology)是明显的，在该激酶催化区域具有明确的共有性(consensus)。该53种细菌在其共有序列各含有至少25个相同的残基。相反的，该等共有序列在哺乳类胸腺嘧啶激酶中并未发现，推测这是由于哺乳类酵素对例如FIAU之基质磷酸化的能力不同所致。显像由致病细菌所引起之感染按照此等高度序列保留性(secquenceconservation)，预计[125I]FIAU可作为一般致病性细菌的示踪剂(tracer)。4种经JohnsHopkins医院微生物实验室确认的自病患所衍生的菌株经选用来测试上述的预计(亦即FIAU可作为示踪剂)。所挑选的品系的菌种(identity)及临床性质列于表一。由粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及肺炎双球菌之感染中心皆可轻易地由[125I]FIAU显像。强健信号(robustsignal)最早可在投予[125I]FIAU4小时之后观察到。时程研究(time-coursestudy)显示[125I]残留在经感染的组织很长一段时间，推测这是因为[125I]FIAU并入细菌的DNA内。与此等细菌讯号之维持形成对比的是，在未经感染的组织的背景信号会逐渐减弱，推测这是由于持续性代谢以及[125I]FIAU的排泄。这导致了在投予该示踪剂48小时之后仍有非常高的信/杂比。为了定量性分布的测量，小鼠大腿以金黄色葡萄球菌25923感染且于6小时之后投予[125I]FIAU。再又24小时之后，收取组织并测量放射活性。该经感染的肌肉含有较其它组织更高量的[125I]FIAU，受感染的大腿对未受感染(对侧的)大腿的放射活性比超过14∶1。为了判定可藉此方法显像之最小细菌量，各种数量的金黄色葡萄球菌25923注射至小鼠大腿。一小时之后，割下该大腿组织，均质化，并涂布在血液琼脂培养基。选择1小时的时间点，这是因为依小时是[125I]FIAU注射持续性地产生感染中心可识别的闪烁图最早的时间点。即使少至如2×106菌落形成单位/每公克肌肉组织仍会产生可识别的信号。肿瘤内感染的显像藉由不同于肌肉内注射之程序所创造的感染中心执行显像。厌氧菌的芽孢，当全身性(systemically)地投予小鼠时，显示只在肿瘤组织内萌发。诺维氏梭菌-NT(C.novyi-NT)系诺维氏梭菌(C.novyi)之衍生品系，诺维氏梭菌-NT其主要的系统毒素基因缺乏，因此能够安全地输送至动物体。当静脉注射至具有肿瘤之小鼠，＜1％之该芽孢位在肿瘤内，剩余的该芽孢被阻隔在脾脏及肝脏。位在该肿瘤内的少量芽孢迅速萌发，经24小时达到每克组织约108之密度。具有小鼠结肠肿瘤CT-26之BALB/c小鼠经单次静脉注射诺维氏梭菌-NT治疗，并于24小时之后投予[125I]FIAU。序列影像(serialimage)显示该肿瘤最早在注射示踪剂16小时后可见，在注射[125I]FIAU后24至48小时观察到最大摄入量。观察未经诺维氏梭菌-NT治疗的肿瘤，没有摄入。异体移植(xenograft)HCT116及HT-29结肠癌的裸鼠观察到类似的结果。由于平面伽马摄影显像受限于其显示解剖细节的能力，亦可执行SPECT/CT显像。经诺维氏梭菌-NT芽孢治疗的具有肿瘤的兔子所观察到，CT-26肿瘤内之细菌所产生气体的区域亦可藉由CT显现，提供受有感染的可靠证据。经与相应的SPECT影像校正的CT影像结果证实，细菌萌发与示踪剂摄入仅局限在肿瘤区域。未经治疗的小鼠在肿瘤内显示无气体或示踪剂摄入。溶菌治疗的显像下列实施例提出阻隔在肿瘤组织缺氧中心(hypoxiccenter)的细菌的显像。几乎所有固态恶性肿瘤的标志皆为显著的缺氧和坏死的存在。该经工程改造的厌氧菌诺维氏梭菌-NT可选择性地对准及摧毁实验性肿瘤。为了在活体内追踪诺维氏梭菌-NT，在小鼠注射之后使用碘-125标定之2’-氟-2’-去氧5-碘尿嘧啶-β-D-阿拉伯糖苷(I-125FIAU)。活体外感受性测试在诺维氏梭菌-NT执行，使用含有两倍序列稀释FIAU(MoravekBiochemicals)的强化梭菌培养基(Difco)的96孔微孔盘。将大约105至106个细菌接种入各孔且在厌氧培养箱以37℃培养隔夜。诺维氏梭菌-NT之生长使用OD600测量。为了测试FIAU在细菌作用的机制，将大肠杆菌之该胸腺嘧啶激酶(TK)基因剔除。执行比较野生型大肠杆菌及缺乏TK之大肠杆菌突变株之活体外FIAU感受性测试。使用含有两倍序列稀释FIAU的Lauria培养液的96孔盘。将大约105至106个细菌接种入各孔且在37℃培养隔夜。使用OD600测量其生长。为了活体内研究，将FIAU以碘-125标定。异体移植HCT116结肠癌的小鼠显像的最理想时程凭经验地藉由变化关于诺维氏梭菌-NT之FIAU注射时间而判定。生物分布研究在异种皮移植HCT116的12只约350至400mm3的无胸腺裸鼠(nu/nu)执行，其中6只在注射2μCi之碘-125FIAU之前24小时注射300百万个诺维氏梭菌-NT芽孢。注射碘-125FIAU8小时后，将所有的20只小鼠以颈椎脱臼法(cervicaldislocation)安乐死且收取其脑、肺脏、心脏、血液、小肠及大肠、肝脏、肾脏、肌肉及肿瘤并且秤重。各组织之活性使用自动伽马计数器(LKBWallace1282CompugammaCSUniversalGammaCounter)测量。每公克组织之注射剂量百分比(％ID/g)藉由对照标准稀释样品之初始剂量而计算。至少3只各具有HCT116、HuCCT1胆癌异体移植，或CT26小鼠结肠肿瘤之小鼠注射诺维氏梭菌-NT芽孢与150至200μCi之碘-125FIAU之后，使用的GammaMedica厂牌的X-SPECT小动物专用型SPECT摄影机显像。诺维氏梭菌-NT对约20μg/ml之FIAU的最小抑制浓度50(MIC50)。野生型大肠杆菌具有约10μg/ml之MIC50，而该TK缺失之大肠杆菌在所试验的FIAU任何浓度下皆无抑制。证实诺维氏梭菌-NT发芽可理想地于下列条件下显像注射300百万个诺维氏梭菌-NT芽孢，并在24小时之后注射150至200μCi之碘-125FIAU且在8小时之后显像。该生物分布研究显示7∶1之肿瘤∶肌肉比例。对溶菌治疗有反应的所有肿瘤类型皆能够使用碘-125FIAU显像。活体外感受性试验指出诺维氏梭菌-NT有潜力使用碘-125FIAU显像。该细菌内FIAU累积的机制推测是经FIAU之磷酸化及其后续合并至细菌DNA内。生物分布及显像数据指出碘-125FIAU对显像小鼠的溶菌治疗是容易且有力的方法。参考文献本申请书全文所引用的所有参考文献、专利、在审专利申请书及公开专利之内容显然以参考文献并入。等效物对于本文所述的本发明特定实例的许多等效物是熟于此艺之士所分辨，或使用惯行的实验所能察明者。该等等效物是意欲包含在下列的权利要求中的。相关申请案本申请案主张June18，2004申请的美国早期公开第60/581,222的优先权，其全部内容藉由参考文献合并于此。政府赞助的研究本发明部分由NIH经费计画CA062924，CA43460，CA92871及CA103175赞助。权利要求1.一种在受试体内诊断感染的方法包括对受试体投予适合显像的化合物，该化合物结合至感染生物体内存在的胸腺嘧啶激酶；且获得受试体的影像以确定该化合物的存在和位置；其中该化合物的定位表示该受试体受感染。2.根据权利要求1所述的方法，其中该感染选自细菌感染、病毒感染或真菌感染。3.根据权利要求2所述的方法，其中该感染是细菌感染，且该胸腺嘧啶激酶是细菌胸腺嘧啶激酶。4.根据权利要求2所述的方法，其中该受试体的影像是由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描所组成组群的方法所获得。5.根据权利要求1所述的方法，其中该化合物是核苷类似物。6.根据权利要求5所述的方法，其中该核苷类似物是经放射性标定的。7.根据权利要求6所述的方法，其中该核苷类似物是经放射活性氟或放射活性碘所标定。8.根据权利要求7所述的方法，其中该化合物是选自2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)所组成的组群。9.根据权利要求6所述的方法，其中该核苷类似物放射出伽马粒子。10.根据权利要求5所述的方法，其中该核苷类似物是荧光的。11.根据权利要求3所述的方法，其中该细菌感染是由选自埃希氏菌属、杆菌属、色杆菌属、梭状芽孢杆菌属、肠球菌属、嗜血杆菌属、李斯特氏菌属、霉浆菌属、巴氏杆菌属、沙门氏杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、链霉菌属、弧菌属及耶耳辛氏菌属组成组群的细菌所引起。12.一种在受试体内显像细菌感染的方法包括对受试体投予适合显像的化合物，该化合物结合至感染生物体所存在的胸腺嘧啶激酶；且获得受试体的影像；藉此获得受试体细菌感染的影像。13.根据权利要求12所述的方法，其中该受试体的影像是由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群的方法所获得。14.根据权利要求11所述的方法，其中该化合物是核苷类似物。15.根据权利要求14所述的方法，其中该核苷类似物是放射标记的。16.根据权利要求15所述的方法，其中该化合物是选自2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18F)-1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)组成的组群。17.根据权利要求14所述的方法，其中该核苷类似物放射出伽马粒子。18.根据权利要求14所述的方法，其中该核苷类似物是荧光的。19.根据权利要求12所述的方法，其中该适合显像的化合物是抗细菌化合物。20.根据权利要求12所述的方法，其中该方法可区分细菌感染和发炎。21.一种监测对受感染的受试体的治疗效率的方法，包括对受试体投予第一剂适合显像的化合物，该化合物结合至感染生物所存在的胸腺嘧啶激酶；获得该受试体的第一影像以判定该化合物的存在和位置；对受试体投予第二剂适合显像的化合物，该化合物在第一次投予之后结合至感染生物所存在胸腺嘧啶激酶；且获得该受试体的第二影像以判定该化合物的存在和位置；其中特定位置所聚集的该化合物量的减少是表示有效的治疗。22.根据权利要求21所述的方法，其中该感染是选自细菌感染、病毒感染或真菌感染。23.根据权利要求22所述的方法，其中该感染是细菌感染，且该胸腺嘧啶激酶是细菌胸腺嘧啶激酶。24.根据权利要求21所述的方法，其中该受试体的影像是由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群的方法所获得。25.根据权利要求21所述的方法，其中该化合物是核苷类似物。26.根据权利要求25所述的方法，其中该核苷类似物是经放射性标定的。27.根据权利要求26所述的方法，其中该核苷类似物是经放射活性氟或放射活性碘所标定。28.根据权利要求27所述的方法，其中该化合物是选自2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18)F-1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)组成的组群。29.根据权利要求25所述的方法，其中该核苷类似物放射出伽马粒子。30.根据权利要求25所述的方法，其中该核苷类似物是荧光的。31.根据权利要求23所述的方法，其中该细菌感染是由选自埃希氏菌属、杆菌属、色杆菌属、梭状芽孢杆菌属、肠球菌属、嗜血杆菌属、李斯特氏菌属、霉浆菌属、巴氏杆菌属、沙门氏杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、链霉菌属、弧菌属及耶耳辛氏菌属组成组群的细菌所引起。32.根据权利要求20所述的方法，其中该化合物是抗细菌化合物、抗病毒化合物或抗真菌化合物。33.一种显像细菌基础的抗癌治疗的方法，包括对受试体投予适合显像的化合物，该化合物结合至治疗的细菌所存在的胸腺嘧啶激酶；且显像该受试体以判定该化合物的存在和位置；藉此显像细菌基础的抗癌治疗。34.根据权利要求33所述的方法，其中该受试体的影像是由选自平面伽马显像、单光子放射计算机断层摄影及正子射出断层扫描组成组群的方法所获得。35.根据权利要求33所述的方法，其中该化合物是核苷类似物。36.根据权利要求35所述的方法，其中该核苷类似物是经放射线标定的。37.根据权利要求36所述的方法，其中该核苷类似物是经放射活性氟或放射活性碘所标定。38.根据权利要求37所述的方法，其中该化合物是选自2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([125I]-FIAU)、2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-碘-尿嘧啶([124I]-FIAU)、9-(4-18F-氟-3-[氢氧基甲基]丁基)鸟嘌呤([18F]-FHBG)、(18)F-1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)胸腺嘧啶([18F]-FMAU)、18F-2’-氟-2’脱氧-1-β-D-阿拉伯糖-5-乙基-尿嘧啶([18F]-FEAU)及1-(2’-脱氧-2’-氟-β-D-阿拉伯糖)-5-[18F]碘尿嘧啶([18F]-FIAU)组成的组群。39.根据权利要求35所述的方法，其中该核苷类似物放射出伽马粒子。40.根据权利要求35所述的方法，其中该核苷类似物是荧光的。全文摘要本发明提供藉由对受试体投予适合显像的化合物以诊断受试体内感染的方法，该化合物结合至存在感染生物体内的胸腺嘧啶激酶，得到受试体的影像以判定该化合物的存在和位置，其中该化合物的定位是表示受试体受感染。文档编号A61K51/00GK101068576SQ200580027096公开日2007年11月7日申请日期2005年6月20日优先权日2004年6月18日发明者M·G·庞珀,C·贝特歌德,C·福斯,S·周,K·金茨勒,B·福格斯坦申请人:约翰·霍普金斯大学