一种新型肿瘤vegfr-3分子显像剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核医学显像技术领域，尤其涉及一种新型肿瘤VEGFR-3分子显像剂及 其应用。
【背景技术】
[0002] 宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌是妇科最常见的三大恶性肿瘤疾病。其中卵巢癌具 有不能早期诊断、易复发和预后差等特点。宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤，随着宫颈癌早 期筛查的普及，宫颈癌的预后明显改善，但仍存在着复发难治性病例。我国宫颈癌死亡率占 总癌症死亡率的第四位，占女性癌的第二位。因此迫切需要研发新型肿瘤显像剂及新型有 效靶向药物以达到早期诊断及个性化治疗的目的！
[0003] 肿瘤的发生及发展具有肿瘤特有的生物学过程。其中肿瘤细胞表面会特异性的表 达肿瘤标志受体蛋白，另外肿瘤细胞会募集间质细胞如血管内皮细胞和淋巴管内皮细胞分 别形成新生血管和新生淋巴管。科学家研究发现肿瘤细胞特异的表面分子标志物与肿瘤组 织的间质细胞可以作为靶向分子诊断与治疗的靶点，如临床使用核素标记的奥曲肽对神经 内分肿瘤表面标志物生长抑素受体显像、核素标记RGD多肽对整合素受体显像和贝伐单抗 用于抑制肿瘤新生血管的形成等。
[0004] 随着研究的进展，小分子多肽靶向诊断剂越来越受到大家的关注，越来越多的具 有靶向性的小分子多肽正在被不断的开发出来，如R⑶肽、APN肽、BBN肽、奥曲肽等等。这 其中奥曲肽、R⑶肽的研究最广泛，18F-Galacto-R⑶正在对多形性脑胶质瘤病人进行三期 临床试验。
[0005] 淋巴管形成是肿瘤生长过程中的必然阶段，许多肿瘤主要通过淋巴管转移，如乳 腺癌、宫颈癌、卵巢癌等等。随着近来研究的加深，发现了一些的淋巴管内皮细胞特异性表 达的蛋白，如LYVEI、PROXI、VEGFR-3，这些表面蛋白不但可以作为区分淋巴管同其他血管的 标志，还可以作为靶向位点。VEGFR-3作为血管内皮生长因子的受体，可以促进肿瘤的增殖、 侵袭与转移。它主要表达于新生淋巴管内皮细胞表面，但在血管生成过程中的血管内皮细 胞表面也有少量的表达。
[0006] PET检查（即正电子成像技术）是近年来兴起的最先进的诊断技术，它相对于传统 的SPECT检查（中文名称为单光子发射计算机断层成像术），具有高空间分辨率、高清晰、高 灵敏等特点，可以反应细胞能量代谢情况或细胞分子表达情况，结合CT或MRI是迄今为止 对肿瘤诊断敏感度最高的检查技术。目前临床上PET显像剂为18F-FDG,可反应全身葡萄糖 代谢情况。因为肿瘤细胞高能量代谢状态，因此可以达到诊断肿瘤病灶的情况。但18F-FDG 显像剂也有一定的局限性。首先，18F-FDG只能评价肿瘤大小与代谢的改变，不能看出肿瘤 内部的血管、淋巴管改变情况，往往是要在治疗几个月后，肿瘤的形态发生了改变，才能评 价治疗是否有效，因此不能及时的了解治疗的效果。其次，由于18F-FDG是利用葡萄糖代谢 的原理来进行检查的，因此不适合高血糖病人的临床检查。另外同一种肿瘤的患者其肿瘤 生物学特性亦不同，肿瘤患者的个性化治疗越来越重要，如何选择合适的病人来进行靶向 治疗越来越受到人们的关注。因此迫切的需要开发新型靶向诊断剂应用于临床PET显像技 术。
[0007] 科学家对放射性核素68Ga开始关注并进行研究开始于1950年，其半衰期为68分 钟。因为几种68GeZ58Ga发生器的发现，从1970年始68Ga的研究重新被关注，放射性核素 68Ga 重新引起研究者的兴趣，有以下几点原因：一是近年正电子成像技术（PET)得到极大的发 展，PET已经从一个研究工具进入临床应用阶段；二是能够稳定产生68Ga并用合适的洗脱液 洗脱的68GeZ58Ga发生器已经被开发，其用合适的洗脱液洗脱68Ga后能够直接用于标记小分 子药物；三是DOTA连接的多肽能够直接标记68Ga ;四是多种单功能和双功能螯合剂被开发， 使生物分子稳定的标记68Ga ;五是68GeZ58Ga发生器产生68Ga不像18F -样需要现场加速器， 只需要合适的洗脱液从68GeZ58Ga发生器淋洗。
[0008] DOTA作为放射性核素68Ga的双功能螯合剂具有标记简单易行，体内外稳定性高 等优点。因此现临床上使用的生长抑素受体显像剂如68Ga-DOTA-TOC和整合素受体显像剂68Ga-DOTA-RGD等大部分使用D0TA。但DOTA与放射性核素68Ga也存在着在血液中放射性活 度高导致肿瘤与正常器官比值低等优点，肿瘤显像效果差。因此多肽利用DOTA标记放射性 核素68Ga是否能够具有良好的显像效果是不可预知的。
[0009][0010] 另外，如果直接以该五个氨基酸的肽段应用到显象技术中存在诸多问题，由于螯 合剂和放射性核素影响核心序列的空间结构，导致其多肽LARGR活性功能的丧失；放射性 药物在体内的代谢放射会影响其显像效果，如放射性药物在血液内与血清蛋白结合导致全 身显像背景高然后靶器官显影不明显；在体内存在大量的蛋白酶及多肽酶，导致多肽在体 内的稳定性受到影响。
[0011] 因此我们根据靶向VEGFR-3的多肽LARGR设计一种分子显像剂，并体内体外验证 其作为肿瘤VEGFR-3显像的有效性。多肽结构设计的原则为利用多功能螯合剂标记放射性 核素 68Ga ;双功能螯合剂及放射性核素不能影响LARGR的生物活性；为了增加多肽的稳定性 使多肽成环；改善多肽在体内的代谢途径，提高分子显像肿瘤与正常器官比值。
【发明内容】
[0012] 本发明所要解决的技术问题是发明一种新型VEGFR-3分子显像剂，在原有的5个 氨基酸肽段的基础上进行改进，获得了结构式为：68Ga-DOTA-GGG-Cyc I i c (CGLARGRGC)的 分子显像剂，利用该分子显像剂不仅可以与VEGFR-3蛋白分子特异性结合而且适于分子显 象。
[0013] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
[0014] 一种新型肿瘤VEGFR-3分子显像剂，含有结构式为68Ga-DOTA-GGG-Cyc I i c (C GLARGRGC)的多肽，其中DOTA为1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四羧酸，通过 1，4, 7, 10-四氮杂环十二烷-1，4, 7, 10-四羧酸的螯合作用与靶向VEGFR-3分子多肽连接， 并标记有放射性核素示踪剂6SGa。
[0015] 该分子显像剂包括放射性核素示踪剂6SGa、双功能螯合剂D0TA、靶向VEGFR-3分子 多肽；靶向VEGFR-3分子多肽的氨基酸序列为GGG-Cyclic(CGLARGRGC)，为了便于描述，本 发明将其命名为TMVPP，序列如SEQ ID NO. 1所示，该多肽成环方式为半胱氨酸二硫键成 环。
[0016] TMVPP作为新型的分子靶向多肽能够特异性的结合于肿瘤组织内的VEGFR-3蛋 白，将TMVPl'标记放射性核素68Ga利用PET仪器可以实现肿瘤组织VEGFR-3显像，另外因 为肿瘤组织内部大量新生淋巴管的形成，利用标记放射性核素的TMVPl'可以实现早期发 现肿瘤原发灶及淋巴结转移灶。TMVPl'不仅可以用于靶向显像，同时连接治疗药物可以用 于靶向治疗从而实现对肿瘤患者的个性化治疗。
[0017] 本发明提供的一种新型的利用PET检查的分子诊断剂68Ga-DOTA-TMVPP，填补了 利用PET检查肿瘤新生淋巴管多肽显像剂的空白，对以后的临床分子VEGFR-3诊断有巨大 的帮助。
[0018] 本发明所述的TMVPP中，氨基酸序列LARGR和放射性核素68Ga之间增加 GGG，具 有以下优点：GGG作为PKM Linker (代谢动力改变连接氨基酸），增加了 68Ga-DOTA-TMVPP 的亲水性，使该药物大部分通过泌尿系统代谢从而减少肝脏的摄取，最终使该显像剂具有 良好的肿瘤显像对比度；另外，增加 GGG可以增加序列LARGR与放射性核素68Ga之间的距 离，并使放射性核素68Ga和DOTA保持合适的距离，避免放射性核素68Ga和DOTA对核心结构 LARGR的空间结构的影响。
[0019] 另外，在体