用于mri的锰组合物及方法

专利名称：用于mri的锰组合物及方法
技术领域：
本发明涉及用于增强组织、系统和器官的磁共振成像的组合物及方法。
背景技术：
磁共振成像能够对人体的组织和器官进行非侵入性的造影。所产生的影像对比可通过使用能够相对于大体积的水改变目标组织中的水的弛豫的药剂来增强。为此目的可以使用具有未成对电子的物质如顺磁性过渡金属和镧系金属离子。Lauterbur和Wolf已在动物模型中研究了氯化锰作为造影剂。这两位研究人员都证实通过使用氯化锰显著增强肝和其他器官(但不是血液)的影像，但确定该药剂的潜在临床实用性受到急性心脏毒性的限制。基于其他顺磁性金属离子的造影剂的研制类似地受限于毒性和溶解度。例如，氯化钆、乙酸钆和硫酸钆证实有较差的耐受性，包括重金属中毒的症状以及钆在肝、脾和骨中的累积。
顺磁性过渡金属和镧系金属的螯合物已被用于诊断显影中，在某些程度上成功地克服了毒性和溶解度的问题(见第4,647,447号美国专利)。该技术的应用使得研制出几种基于钆的MR造影剂，包括Gd-DTPA(MagnevistTM,Schering)、Gd-DTPA-BMA(OmniscanTM,NycomedAmersham PL)、Gd-HP-DO3A(ProhanceTM,Bracco Diagnostics)和Gd-DOTA(DotaremTM,Guerbet)，以及基于锰的造影剂MnDPDP(TeslascanTM,Nycomed Amersham PL)。但是，在此有与使用螯合剂来解决毒性问题有关的缺陷。金属离子并不是不可逆地保留在螯合络合物中，而是在结合态和游离态之间进行平衡。在体内，该平衡进一步由于螯合剂与内源性金属离子之间的平衡以及顺磁性金属离子和内源性配位体之间的平衡而变得更为复杂。Greis在第5,098,692号美国专利中以及Bosworth在第5,078,986号美国专利中都披露了过量螯合剂的使用，以使螯合物基诊断组合物中的游离金属离子的量最低。然而，仍存在金属离子从络合物中解离的趋势。游离螯合剂无论过量或者被释放的，都可由于其本身或者通过螯合那些对于基础酶或者其他生物功能必需作为辅助因子的内源性金属离子而诱发其他毒性。令人遗憾的是，螯合物也证实相对于游离金属离子降低了溶液驰豫性(solution relaxivity)。顺磁性金属离子与水分子的相互作用缩短了相对于大体积水的质子弛豫时间，并产生信号增强。该相互作用却被螯合作用抵消，这是因为金属-水相互作用的相同位置用于形成金属和螯合剂之间的非共价缔合。此因此，螯合作用提供了安全性，但其代价是降低了成像效力(与游离金属离子相比)。在实际中，该效力丢失可高达60-80％。
锰螯合物影像增强剂是已知的，例如MnDPDP、MnDTPA、MnEDTA以及衍生物、Mn卟啉如MnTPPS4、以及脂肪酰基DTPA衍生物。这些锰螯合物对于与内源性大分子结合并不是已知的，例如锰离子。其结果是，在大分子缔合后对于锰离子所见到的效力增强针对锰螯合物，其仅随锰离子由络合物中解离的速率和程度而变化。这导致相对于游离锰离子需要更多剂量的锰螯合物。该剂量必须额外增加，以补偿诊断检查期间由于螯合物的肾排泄所造成的丢失。在螯合作用的实施例中，Quay(欧洲专利申请308983)描述了使用锰氨基酸配位络合物溶液。该申请也讨论了在锰氨基酸溶液中添加钙离子，其浓度相对于锰最高至0.75摩尔当量。
约10年前，Shaefer等人研究了葡糖酸锰和葡糖酸钙形式的Mn++和Ca++盐混合物，它们的比例为1∶1摩尔比，将该混合物通过静脉内给药于狗用于心脏灌注造影。虽然该药剂区别了正常灌注组织和缺血组织，但Schaefer等人还注意到与单独氯化锰时类似的急性心脏毒性。作者建议绕开所观察到的心脏副作用的可能性方法是使用螯合物而不是锰盐。之后没有出现使用葡糖酸锰和葡糖酸钙或其他盐或络合物以使Mn++和Ca++的比例超过1∶1的研究。
第5,525,326和5,716,598号美国专利描述了用于对胃肠道造影和肝造影的口服锰制剂，后者利用了以下事实来自胃肠道的血液由肝脏通过，而肝脏在血流返回心脏之前已从血液中除去了锰。已调查了其他口服药剂，包括锰聚合物、浸渍锰的分子筛、锰粘土和高锰含量的食品如草莓汁。通常情况下，这些药剂可实现心血管的安全性，其代价是限制了这些药剂在胃肠道以及有时肝的MR检查中的诊断应用性。在第5,401,492号美国专利中描述了给药毫微颗粒形式的锰。其他颗粒性的方法包括在脂质体和金属簇中螯合锰化合物，如草酸锰和羟基磷灰石锰。颗粒性药剂可用于有限的诊断应用中，即、胃肠道以及参与血生颗粒的吸收及螯合作用的器官如肝和脾。
因此，得到用于特别是人的组织、系统和器官造影的药剂将是有用的，该药剂增加MR影像中的对比，但不产生毒性问题。还有用的是，该药剂可用于各种在生理上远离胃肠道的组织、系统和器官中。
发明简述根据本发明的原理满足了以上需要，克服了现有技术的限制，而且实现了其他益处。在本发明中，其一方面涉及一种诊断组合物，其包括诊断有效量的Mn++离子源、Ca++离子源以及对于非胃肠道给药合适的药物载体。Ca++离子与Mn++离子的摩尔比为2∶1-40∶1。优选的Mn++源是锰盐，如乙酸锰、氯化锰、葡糖酸锰、葡庚糖酸(gluceptate)锰、乳酸锰和硫酸锰或它们的混合物。最优选的Mn++源是葡糖酸锰或葡庚糖酸锰。优选的Ca++源是钙盐，例如乙酸钙、氯化钙、葡糖酸钙、葡庚糖酸钙、乳酸钙或它们的混合物。最优选的Ca++源是葡糖酸钙和葡庚糖酸钙。钙与锰的摩尔比优选为4∶1-20∶1，最优选为8∶1-10∶1。本发明组合物方面的一个实施方案是单元剂量剂型，其包括锰盐、钙盐、以及适合于非胃肠道注射的载体，所述锰盐含有5-200mg的锰，而所述钙盐含有20mg-3g的钙。
在另一个方面中，本发明涉及一种增强哺乳动物组织、器官或系统的磁共振成像的方法。该方法包括向哺乳动物给药诊断有效量的Mn++离子源以及2-200摩尔当量的Ca++离子源。优选的Mn++和Ca++源如前所述。锰和钙源分别以1-100μmol Mn++/kg体重和2-1400μmolCa++/kg体重的剂量静脉内给药。该方法可用于对肝、肾、胰腺、肾上腺、心脏、脑、唾液腺、胃肠道粘膜、子宫、肿瘤、胆管系统以及循环系统进行造影。Mn++源与Ca++源可同时或者分开给药，其中给药钙在给药锰前最多30分钟。该方法使得可以评估组织的代谢活性，由正常情况中区分过度活性或过低活性状态。该方法还使得可以评估组织的血管分布、血流和组织灌注。
附图简述根据以下对优选实施方案的详细描述、所附权利要求和附图，本发明的众多优点和特征将更为显而易见，在附图中

图1是归一化的收缩期血压图，其中由基线的变化(％)对时间(分钟)作图；图2还是归一化的收缩期血压图，其中由基线的变化(％)对时间(分钟)作图；以及图3是MRI信噪比对给药本发明组合物后的时间(分钟)的图。
发明的详细描述虽然以下将描述本发明的优选实施方案，但应理解的是，本公开内容仅是用于说明本发明的原理，而不是将本发明限于所述实施方案中。
我们发现，如果是锰盐，含有钙(Ⅱ)源的配方和/或制剂使造影剂具有显著更高的安全性，只要钙与锰的比例至少为2∶1。虽然原则上可以使用任何高于2∶1的比例，但实际上对于任何给定剂量的锰离子时所使用的钙离子与锰离子的比例将受到钙毒性的限制。例如，假设Ⅳ快速给药后锰离子和钙离子的LD50值分别为138μmol/kg和1819μmol/kg，对于剂量的Mn，则可以想象到在见到毒性前使用相当大摩尔过量的Ca。因此在锰离子的剂量为1μmol/kg时，可认为钙离子与锰离子的比例高至1800∶1仍没有超过钙离子的LD50；更保守地，180∶1的比例接近钙离子LD50的十分之一。但是如果锰离子的剂量增加至10μmol/kg，如果仍保守地低于钙离子LD50的十分之一，则钙与锰的比例将不超过18∶1。实际上，没有必要使钙的添加量接近于最大量以达到显著的安全性。钙离子与锰离子的具体比例取决于症状、实现效力所需要的剂量、以及对于Mn/Ca组合物所希望的安全性(治疗指数)。用本发明可实现几个优点。例如，在不降低药剂通过肾排泄与螯合作用有关的弛豫性或丢失的情况下，更好地利用锰的顺磁性。锰螯合物证明锰金属与螯合剂组分具有不同的药效学和药代动力学，表明脱螯合作用。在此情况下，可发现通过金属和螯合剂介导的毒性。相反地，在本发明中可安全地使用的锰离子浓度在其他情况下被认为是非生理可耐受性的。
本发明的组合物和方法可用于显影各种代谢活性器官，特别是肝脏、肾脏、胰腺、心脏、和肾上腺。锰造影增强作用还可用于显影胃肠道粘膜、子宫、唾液腺、脑、胆管系统和肿瘤。虽然本发明的申请人不希望将本发明囿于任何具体的理论，但认为锰离子与一种或更多种天然体内蛋白/组份之间的大分子缔合作用应对所观察到的超弛豫性负责。已知的是，锰离子结合人血清白蛋白、α2-巨球蛋白、运铁蛋白和其他血蛋白，其中由于大分子的缔合作用而使Mn弛豫性同时增加。该弛豫性增加，并结合使用本发明的组合物时对于大分子缔合有效的游离锰血液浓度增加，使得信号强度增加至足以使在生理可耐受剂量的Mn++时对血管进行显影。事实上，在等摩尔时，本发明的Mn++/Ca++组合物比目前金标准钆螯合物在增强血液中MR信号强度方面更为有效，而且没有造影剂过度显影以及对于细胞外液药剂典型的快速信噪比下降。
本发明的组合物可用于替换锰螯合物通过使用WO99/01162中描述的螯合物技术来检测和评估心肌缺血和再灌注。给药后，线粒体吸收Mn，而且Mn吸收与临床有关的给药剂量范围交叉的剂量相关。锰吸收还与向相关组织的血液流动以及该有关组织的代谢活性相关。其结果是，Mn的组织吸收使得本发明的组合物可用作生存力标记物(区别活组织和非活组织)。由于Mn结合血浆蛋白而产生的血管增强作用也有助于确定血流和组织灌注(每克组织的ml血流)。总之，用本发明的Mn/Ca组合物对血管和组织期进行MR显影，使得可以评估各种组织、器官和器官系统的状态。
在本发明组合物的多种其他诊断应用中，评估心肌缺血是特别有价值的。本发明的组合物在以下方面提供了诊断应用(1)表征存活和非活组织，包括心肌和肿瘤；(2)对梗塞进行大小分类；(3)表征缺血组织和处于危险中的组织，包括心肌(可逆和不可逆性损伤)；(4)评估组织灌注；以及(5)表征缺血/梗塞区域附近的血管损伤。应用该知识，人们可确定对于介入性血管再造术(PTCA、支架(stenting)、分流)的需要和计划；可预测介入性方法(危险组织的挽救)的成功可能性；评估以及跟踪已治疗的患者(包括再灌注)；以及评估治疗的效果，包括新的药物治疗。
本发明的组合物还可用于评估器官移植前和移植后的器官功能，例如心脏、肾脏、和肝脏；表征肿瘤(多血管状态、代谢活性、增强模式)；评估肝疾病和肝异常，如肿瘤(特别是区别肝细胞和非肝细胞性肿瘤以及良性损伤)、肝硬变和血管瘤；以及表征组织的多血管性(如血管生成、肿瘤)和血管损伤。人们因此可以确定对于治疗(包括但不限于药物、遗传、手术、血管再造术)的需要以及评估缺血组织、血管损伤或肿瘤对治疗(包括但不限于手术、血管再造术、移植、药物治疗、遗传治疗、新药评估、放射治疗、化疗、组织冲洗治疗)的反应。
在给药10∶1的Ca++/Mn++组合物时，锰离子的LD50由138μmol/kg增加至220μmol/kg，证明治疗比增加。虽然不是必要的，但可以与本发明的组合物一起使用毒性改进剂。因此，可以想到脂质体螯合等，其中在体内的结合与游离金属之间存在平衡电势。另外，各种给药率可产生不同的优点。例如，有效降低瞬时Mn浓度，缓慢给药本发明中描述的药剂可进一步增强药剂的治疗(诊断)指数或者使更大剂量时具有安全性。因此，本发明的组合物可以浓缩药团或者灌输液的形式在一段时间中通过静脉内给药。通常情况下，虽然不是必须的，灌输液在1-30分钟内给药。更大的剂量提高了比肝脏吸收锰的效力更低的器官如心脏的显影。类似地，因为肝脏可更有效地将锰从血液中清除，所以可减慢给药速率，以增加血液中信号强度增强的持续时间，而无需增加总剂量。
在优选的实施方案中，在10秒-20分钟的时间内非胃肠道给药葡糖酸锰/葡糖酸钙(1∶8)。给药涉及目标器官，范围是1-100μmol/kg体重的M++离子源和2-1400μmol/kg体重的Ca++离子源。优选的是，以2-30μmol/kg体重的剂量给药锰源，并以4-400μmol/kg体重的剂量给药钙源。最优选的是，以3-15μmol/kg体重的剂量给药锰源，并以6-200μmol/kg体重的剂量给药钙源。根据本领域技术人员已知的方法，在给药期间或者给药后立即一给药后24小时(血管并发症除外)进行MRI。给药率是变化的，以进一步改善造影剂的心血管耐受性，同时不会对影像质量产生副作用，增加药剂在血管中的存留时间，或者增加剂量，但不会降低药剂的治疗指数，以使比肝脏累积锰效力更低的目标器官进行显影。
本发明的优点包括(1)给药剂量经肾排泄更少(基本上没有或者15％左右的MnDPDP)；这有效地降低了最佳影像增强效果所需要的Mn剂量；(2)保持了锰盐的溶液弛豫；(3)避免了与螯合剂存在有关的毒性危险。例如，避免了由于螯合作用和肾排泄导致的生物活性金属如血浆锌的丢失；(4)相对于锰螯合物实现了快速组织增强，使得可以更早显影；(5)对于其他并发症也是可能的，例如肿瘤显影、以及血管和心脏显影；以及(6)组合物的费用低于大多数螯合物组合物，而且大多数螯合物组合物使用稀土元素如钆。
本发明涉及诊断组合物，其包括诊断有效量的Mn++离子源、Ca++离子源和药物学上对于非胃肠道给药可接受的载体。术语“诊断有效量的”是指锰离子的量足以增加问题组织的MRI的信噪比。用现在的仪器，增加至少5％对于诊断有效是必须的。术语“Mn++或Ca++离子源”是指可在正常的盐水或血液中提供可测量浓度的Mn++或Ca++离子的任何化学物质。因此，当所述源是简单的盐时，其在使用浓度时是可溶性的，如氯化锰、葡糖酸锰、或葡糖酸钙，则盐的摩尔浓度就是Mn++或Ca++离子的摩尔浓度。当所述源是在使用浓度下不完全解离的盐或络合物时，Mn++或Ca++离子的摩尔浓度将低于盐或络合物的摩尔浓度，但其有效摩尔浓度可用本领域技术人员已知的方法由该组分的溶解度来计算，而且金属离子的有效摩尔浓度可用离子特异性电极以及本领域已知的类似方法通过实验来确定。应注意的是，本发明中感兴趣的浓度是离子的浓度，而不是源物质的浓度，虽然对于简单可溶性的盐来说它们是相同的。对于本发明，可溶性盐是指在使用浓度下基本上完全解离的盐。
可在本发明的组合物中添加抗氧剂如抗坏血酸和稳定剂如糖二酸钙和硼酸络合物、以及在制药领域中已知的其他在非胃肠道制剂中使用的物质。非胃肠道给药的制剂包括含水和非水无菌注射液，其可包括抗氧剂、缓冲剂、pH调节剂、抑菌剂以及使制剂与受体的血液等渗的溶质。非胃肠道给药的制剂还包括含水和非水无菌混悬液，其可包括悬浮剂和增稠剂。制剂可存在于单元剂量或多剂量容器中，例如密封的安瓿和小管中，并可储存在冻干条件下，其在使用前仅需要添加无菌液体载体例如注射用水(WFI)等。可由无菌粉末和颗粒根据本领域技术人员已知的方法制备临时使用的注射溶液和混悬液。单元剂量的无菌注射液是优选的。本发明优选实施方案的组合物是以下的无菌溶液25mM锰盐和200mM钙盐，在WFI中，pH用氢氧化钠和/或盐酸调节为6.0-8.2。用糖二酸钙使钙的浓度为4-8重量％、优选6重量％，其余的是葡糖酸或葡庚糖酸钙。
优选通过静脉内以1-100μmol/kg体重、更优选2-30μmol/kg体重的剂量给药锰源。在更优选的实施方案中，通过静脉内以3-15μmol/kg体重的剂量给药锰源。类似地，优选通过静脉内以2-1400μmol/kg体重、更优选4-400μmol/kg体重的剂量给药钙源。在更优选的实施方案中，通过静脉内以6-200μmol/kg体重的剂量给药钙源。
术语“组织”、“器官”和“系统”为常规意义。因此，“组织”是指诸如胃肠道粘膜、肿瘤等的生理物质。“器官”是指诸如肝脏、肾脏、胰腺、肾上腺、心脏、脑、唾液腺和子宫的生理器官。“系统”是指诸如胆管系统、胃肠道系统和心血管或循环系统的生理系统。
根据本发明的方法，Mn++源和Ca++源可单独或者在同一个组合物中给药。对于本领域技术人员显而易见的是，给药单个非胃肠道剂型是最简单的，但临床医师可使用本领域已知的任何方式以在待治疗的个体中产生所希望的Mn++与Ca++比例以及在目标组织、器官或系统中实现所希望的Mn++浓度。如以下所示，相互分开30分钟给药两种离子通常是成功的，但是当使用顺序给药时，必须先给药钙。实施例1制备葡糖酸锰/葡糖酸钙1∶X如下制备27.9 mM的葡糖酸锰原料液。所用的葡糖酸锰通过分析包含5.5％的水。葡糖酸钙和注射用水添加在原料液中，以制备固定摩尔比的葡糖酸锰和葡糖酸钙溶液。不添加溶解度增强剂，所制备溶液的浓度限定在约3重量％葡糖酸钙。将6.56g的葡糖酸锰添加在500ml的注射用水中，由此制备27.9mM的锰原料液。因为原料液是27.9mM，而不是30.0mM，以下实施例、表和附图中显示的比例不精确地为1∶1，但在10％的标称比例范围内。该误差不会实质性地影响所得出的结论，而且如果需要的话，绝对值可由读者重新计算。
Mn/Ca1∶1-在50ml的原料液中添加0.646g的葡糖酸钙。
Mn/Ca1∶2-在50ml的原料液中添加1.292g的葡糖酸钙。
Mn/Ca1∶4-在50ml的原料液中添加50ml的注射用水和2.582g的葡糖酸钙。
Mn/Ca1∶6-在16.6ml的原料液中添加33.3ml的注射用水和1.29g的葡糖酸钙。
Mn/Ca1∶8-在12.5ml的原料液中添加38.5ml的注射用水和1.29g的葡糖酸钙。
或者，将葡糖酸锰添加在市售的葡糖酸钙注射液中，其为10％(232mM)，包含糖二酸钙作为溶解度增强剂。例如，将Mn/Ca为1∶8[29mM的Mn,232mM的Ca(Ⅱ)]的10毫升葡糖酸钙注射液10％添加在136mg的葡糖酸锰中。实施例2兔子中的葡糖酸钙剂量范围本发明的造影剂是根据实施例1所述制备的，其中Ca与Mn的摩尔比为1∶1-8∶1，研究它们在新西兰白兔中静脉内给药后对于收缩期血压的影响。所有组合物的Mn++剂量都恒定地保持为约30μmol/kg，该剂量事前已表明诱发最小20％的收缩期血压下降。血压的变化通过股动脉内插管来监测。血压基线在剂量之间重新确定。表1总结了该研究中的发现，其中Ca/Mn比例在各连续的剂量中加倍。表2总结了第二个实验中的发现，该实验集中于扩展实验中研究的更有效的比例范围。表1和2中的数据都证实以2∶1或更高的比例组合钙和锰比静脉内给药锰显示出更弱的心血管副作用。如用峰值作用和曲线下面积所测量的，该作用是剂量相关的，上述两个参数反映了锰应答的程度和持续时间。在这些数据中应特别注意的是1∶1Mn/Ca组合物的结果，其基本上类似于单独Mn的结果。该结果与Schaefer等人的发现是一致的，而且与更高Ca/Mn比例时得到的结果令人惊奇地相反。
表1
*平均归一化数据(n=4)
表2
图1显示了Mn以及几个不同摩尔比的Mn/Ca组合物时归一化的收缩期血压随时间的变化，Mn和所有组合物都是通过静脉内给药于兔子，Mn++离子的恒定剂量为30μmol/kg。葡糖酸钙和葡糖酸锰的4∶1混合物抑制收缩期血压仅约为纯葡糖酸锰时的一半；8∶1的混合物产生非常少和非常短的收缩期血压活体抑制作用；6∶1好于4∶1，而且比纯葡糖酸锰好得多，但在该实验中没有8∶1时的好。实施例3兔子的证实性研究表3显示了在按照与实施例2相同的方案单独或者混合给药Mn30μmol/kg和Ca240μmol/kg的兔子中收集的数据。
表3
这些数据表明Mn/Ca组合时的心血管作用相对于各药剂单独时的作用是不可预测的。例如，在使用曲线下面积(AUC)作为收缩期血压变化程度和持续时间的量度时，人们可预测1∶8的Mn/Ca组合物的AUC为-0.47(0.43加-0.90)；实际上实验中仅得到-0.135更小的AUC。检查图2可明显看出这一点。图2比较了葡糖酸锰和葡糖酸钙1∶8摩尔比混合物的归一化收缩期血压与单独静脉内给药锰或钙时观察到的效果，而前者是本发明的一个代表性实施方案。在AUC比较时，Mn/Ca组合物的结果与通过简单叠加单独的Mn和Ca曲线而预测的结果是不同的。实施例4鼠中的Mn/Ca组合物根据实施例1所述制备本发明的1∶8摩尔比Mn/Ca造影剂，在Wistar大鼠中相对于葡糖酸锰对照研究其对收缩期血压和平均血压的作用。药剂通过静脉内给药，Mn的剂量为100μmol/kg。血压的变化通过股动脉内插管监测。示于表4中的结果证实在大鼠以及兔子中，Mn和Ca的组合与Mn单独产生更低的血液动力学参数抑制作用，由此可安全给药诊断有效的剂量。
表4
实施例5用半致死量测定的毒性用葡糖酸锰、葡糖酸钙以及葡糖酸锰和葡糖酸钙1∶10摩尔比混合物在Swiss Webster小鼠上进行急性静脉毒性实验。所有药剂都通过尾静脉在30秒内给药。对于各药剂，通过Bruce的Up and Down法(Fundamental and Applied Toxicology5,151-157(1985))测定半致死量。虽然动物观察24小时，但注意到与锰有关的死亡在注射几分钟内就开始发生，认为是心血管破坏的结果。数据示于表5中。
表5
**[(MLD/Mn或Ca MLD)-1]×100％实施例6兔肝脏造影的效力研究在两只兔子中得到肝脏的前和后对比轴T1加权自旋回波(spin-echo)和损坏梯度回波(spoiled gradient echo)影像。后对比影像是在注射Mn/Ca(1∶8)(10μmol/kg Mn)后30分钟时得到的。影像是在GE Signa Imager上在1.5T下运行时得到的。信号强度和信噪比是通过感兴趣区(ROI)分析测定的。如下表6所示，在所有情况下都观察到良好的肝脏增强效果。另外，通过ROI分析肝脏如在实施例7中得到血管影像中所观察到的，图3中的数据表明Mn/Ca(1∶8)产生较快速的肝脏增强效果，而且注射造影剂1分钟结束时测量到的信噪比大于最大的SNR的50％。
表6对比增强的肝脏造影，Mn/Ca(1∶8)
实施例7兔血管造影的效力研究在兔子中通过MRI检查Mn/Ca(1∶8)的血液药代动力学。在耳静脉内于1分钟的时间中以10μmol/kg Mn的剂量给药造影剂。在给药造影剂前以及给药后立即、2、10、20、30和60分钟时从耳动脉采集血样(每个肝素管中3ml)。在GE Signa1.5T Imager上通过T1加权自旋回波造影(TR=300,TE=15,4NEX,FOV=8)在横断层面中对试管进行造影。表7中所示的信号强度数据表明药代动力学参数与Mn++时测量的一致，其中用56Mn示踪物测量(Borg,D.C.；Cotzias,G.C.J ClinInvest.37:1269)。
表7用Mn/Ca(1∶8)对血管造影增强
实施例8活体外造影-盐水对全血比较Mn/Ca(1∶8)时观察的T1缩短和在血液中观察到的T1缩短。盐水和血液(各3ml)的试管中添加100％、50％和10％血管内浓度的Mn/Ca(1∶8)，如果以浓缩药团的形式以10μmol/kg Mn的剂量给药，这是可以预料到的。为进行比较，在3ml的盐水和血液中以100％的预期血管内浓度添加Gd DTPA，该浓度在以100μmol/kg的剂量给药浓缩药团时是可以预料到的，而且该剂量是临床上血管造影时通常使用的。在GE Signa 1.5T Imager上通过T1加权自旋回波造影(TR=300,TE=15,4NEX,FOV=8)在横断层面中对试管进行造影。结果示于表8中。
表8
令人感兴趣地注意到，Mn/Ca(1∶8)在血液中的信号强度比盐水中显著增加。例如，Mn10％在血液中观察的信号强度基本上等于Mn100％在盐水中所观察到的。这表明了与血液成分的相互作用。该效力的增加在Gd DTPA时没有见到，这证实血液中的信号增强相对于盐水降低了。50％预期血液浓度的Mn/Ca(1∶8)时观察到的信号强度大于100％预期血液浓度的Gd DTPA时所见到的，尽管Gd DTPA以摩尔计给药20倍于Mn/Ca剂量。这相当于在血液中至少比Gd DTPA的效力高40倍。与给药螯合物形式的Mn相比，有更大的摩尔效力优势，因为螯合的锰与螯合的Gd相比具有更低的弛豫性。例如MnDPDP不结合血浆蛋白，其在40℃和20MHz下具有1.90s-1mM-1的溶液R1。而GdDTPA在相同的条件下具有3.84s-1mM-1的R1。
权利要求
1.一种诊断组合物，其包括诊断有效量的Mn++离子源、Ca++离子源以及对于非胃肠道给药合适的药物载体，其中所述Ca++离子与Mn++离子的摩尔比为2∶1-40∶1。
2.如权利要求1所述的诊断组合物，其中所述Mn++源是选自于乙酸锰、氯化锰、葡糖酸锰、葡庚糖酸锰、乳酸锰和硫酸锰或它们的混合物中的锰盐。
3.如权利要求2所述的诊断组合物，其中所述Mn++源是葡糖酸锰或葡庚糖酸锰。
4.如权利要求1所述的诊断组合物，其中所述Ca++源是选自于乙酸钙、氯化钙、葡糖酸钙、葡庚糖酸钙、乳酸钙或它们的混合物中的钙盐。
5.如权利要求4所述的诊断组合物，其中所述Ca++源是葡糖酸钙和葡庚糖酸钙。
6.如权利要求1所述的诊断组合物，其中钙与锰的摩尔比为4∶1-20∶1。
7.如权利要求6所述的诊断组合物，其中钙与锰的摩尔比为8∶1-10∶1。
8.如权利要求1所述的诊断组合物，其还包括抗氧剂。
9.如权利要求8所述的诊断组合物，其中所述抗氧剂是抗坏血酸。
10.如权利要求1所述的诊断组合物，其还包括稳定剂。
11.如权利要求10所述的诊断组合物，其中所述稳定剂是糖二酸钙或硼酸络合物。
12.一种单元剂量剂型，其包括锰盐、钙盐、以及适合于非胃肠道注射的载体，所述锰盐含有5-200mg的锰，而所述钙盐含有20mg-3g的钙，其中所述离子与Mn离子的摩尔比为2∶1-40∶1。
13.如权利要求12所述的单元剂量剂型，其包括60mg-1.5g的葡糖酸锰或葡庚糖酸锰以及250mg-32g的葡糖酸或葡庚糖酸钙。
14.如权利要求13所述的单元剂量剂型，其是在注射用水中，调节pH为6.0-8.2，其还包括糖二酸钙，该糖二酸钙的量使得剂型中约4-8％的钙为糖二酸钙的形式。
15.一种增强哺乳动物组织、器官或系统的磁共振成像的方法，其包括向哺乳动物给药诊断有效量的Mn++离子源以及2-200摩尔当量的Ca++离子源，其中所述钙离子与所述锰离子的摩尔比为2∶1-40:1。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述Mn++源是选自于乙酸锰、氯化锰、葡糖酸锰、葡庚糖酸锰、乳酸锰和硫酸锰或它们的混合物中的锰盐，而所述Ca++源是选自于乙酸钙、氯化钙、葡糖酸钙、葡庚糖酸钙、乳酸钙或它们的混合物中的钙盐。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述Mn++源是葡糖酸锰或葡庚糖酸锰，而所述Ca++源是葡糖酸钙和葡庚糖酸钙。
18.如权利要求15所述的方法，其中钙与锰的摩尔比为4∶1-20∶1。
19.如权利要求15所述的方法，其中钙与锰的摩尔比为8∶1-10∶1。
20.一种增强哺乳动物组织、器官或系统的磁共振成像的方法，其包括向哺乳动物给药1-100μmol/kg体重的Mn++离子源以及2-1400μmol/kg体重的Ca++离子源，其中所述钙离子与所述锰离子的摩尔比为2∶1-40∶1。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述锰源和钙源通过静脉内给药。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述锰源以2-30μmol/kg体重的剂量给药，而所述钙源以4-400μmol/kg体重的剂量给药。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述锰源以3-15μmol/kg体重的剂量给药，而所述钙源以6-200μmol/kg体重的剂量给药。
24.如权利要求20所述的方法，其中组织、器官或系统选自于肝、肾、胰腺、肾上腺、心脏、脑、唾液腺、胃肠道粘膜、子宫、胆管系统以及肿瘤。
25.如权利要求20所述的方法，其中所述组织、器官或系统是循环系统。
26.如权利要求20所述的方法，其中Mn++源单独地在给药Ca++源后30分钟内再给药。
27.如权利要求20所述的方法，其中Mn++源与Ca++源同时给药。
28.一种评估组织的代谢活性的方法，其包括向哺乳动物给药诊断有效量的Mn++离子源以及2-200摩尔当量的Ca++离子源。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述组织选自于心、肾、肝、胰腺和肾上腺组织。
30.如权利要求28所述的方法，其中所述组织是肿瘤。
31.一种评估组织多血管性和组织灌注的方法，其包括向哺乳动物给药诊断有效量的Mn++离子源以及2-200摩尔当量的Ca++离子源。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述组织选自于心、肾、肝、胰腺和肾上腺组织。
33.如权利要求31所述的方法，其中所述组织是肿瘤。
34.一种评估血管中相对血流的方法，其包括向哺乳动物给药诊断有效量的Mn++离子源以及2-200摩尔当量的Ca++离子源。
全文摘要
本发明公开了一种具有更高安全性和效力的MRI造影剂。该组合物包括Mn离子源、Ca离子源以及对于非胃肠道给药合适的药物载体,其中所述Ca离子与Mn离子的摩尔比为2∶1－40∶1。还公开了用所述组合物增强哺乳动物中MRI信号的方法。
文档编号A61K49/06GK1325286SQ99813002
公开日2001年12月5日 申请日期1999年10月26日 优先权日1998年11月2日
发明者彼得·R·塞瓦内, 菲利普·P·哈尼什, 阿黛尔·R·维西 申请人:鹰视制药有限公司