本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥，特別是涉及靶向腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)的核素藥物及其標(biāo)記前體、制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移是腫瘤相關(guān)死亡的主要原因。腫瘤干細(xì)胞(cancer?stem?cells,cscs)是腫瘤細(xì)胞中的一個(gè)小的細(xì)胞子集，這一部分腫瘤細(xì)胞具有干細(xì)胞樣的自我更新能力、分化能力以及在特定腫瘤團(tuán)塊內(nèi)產(chǎn)生所有細(xì)胞類型的能力，其表型多樣且具有比一般腫瘤細(xì)胞更強(qiáng)的增殖、侵襲和化療耐藥等生物學(xué)功能。腫瘤干細(xì)胞被認(rèn)為是“癌癥的根源”，是腫瘤起始、進(jìn)展、對(duì)放化療抵抗、術(shù)后發(fā)生復(fù)發(fā)和遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的根本原因。因此，設(shè)計(jì)專門消除cscs的治療策略對(duì)于預(yù)防癌癥復(fù)發(fā)和提高患者的總體生存率至關(guān)重要。

2、cd133，也被稱為prominin-1，是一種五次跨膜糖蛋白，最初在造血祖細(xì)胞和神經(jīng)上皮干細(xì)胞中檢測(cè)到。最近，cd133被進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在腦癌、結(jié)腸癌、胰腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌和卵巢癌，以及黑色素瘤、肉瘤等多種癌癥中表達(dá)，是cscs的重要生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)腫瘤中cscs的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，一些研究報(bào)道了cd133的光學(xué)或放射性探針的發(fā)展。然而，目前還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出超靈敏、適合長(zhǎng)期體內(nèi)監(jiān)測(cè)、并能被腎臟快速清除的核素藥物。

3、精準(zhǔn)靶向核藥示蹤劑是指通過(guò)靶向載體(如多肽、蛋白質(zhì)、小分子)將發(fā)射α-粒子、β-粒子或俄歇電子的核素靶向遞送到病灶，通過(guò)精準(zhǔn)的核影像(pet或spect)對(duì)病灶部位進(jìn)行精準(zhǔn)成像的過(guò)程。不僅可以實(shí)現(xiàn)高效的腫瘤診斷，還能夠指導(dǎo)治療過(guò)程中的用藥劑量。其中，多肽是核藥的一種重要的靶向載體，與抗體和小分子相比，在合成標(biāo)記、組織滲透、藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。cm是一種cd133(prominin-1)結(jié)合肽，對(duì)cd133具有高結(jié)合親和力(kd＝7.37nm)?；赾m多肽構(gòu)建了紅外二區(qū)熒光探針并證明其是腫瘤模型中檢測(cè)cd133的優(yōu)越成像探針。在cm肽的n端偶聯(lián)dota作為64cu標(biāo)記的螯合體，該核素藥物顯示出一定的靶點(diǎn)結(jié)合能力，但它在小鼠血清中快速降解，穩(wěn)定性差，使其難以用于腫瘤的治療。因此，對(duì)cm的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提高其體內(nèi)穩(wěn)定性，有望提高其在多肽靶向核藥腫瘤診療一體化中的臨床應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供靶向腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)的核素藥物及其標(biāo)記前體、制備方法和應(yīng)用，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，該核素藥物具有良好的體內(nèi)穩(wěn)定性，與腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)結(jié)合特異性好，腫瘤滯留時(shí)間較長(zhǎng)，且易于合成。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種靶向腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)的核素藥物的標(biāo)記前體，所述標(biāo)記前體為x-r-g結(jié)構(gòu)，其中，所述x為螯合劑，r為連接臂，g為多肽化合物，所述連接臂的氨基側(cè)與所述螯合劑相連，所述連接臂的羧基側(cè)與所述多肽化合物的n端半胱氨酸氨基相連，所述多肽化合物的氨基酸序列為cwrlrwhsplkgm。

4、優(yōu)選的是，所述連接臂具有以下結(jié)構(gòu)式所示化合物中的一種：

5、

6、其中，n為1-20范圍內(nèi)的整數(shù)。

7、優(yōu)選的是，所述螯合劑包括1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1,4,7,10-四乙酸、1,4,7,10-四(氨基甲酰甲基)-1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷、1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1-戊二酸-4,7,10-三乙酸、1,4,7-三氮雜環(huán)壬烷-1,4,7-三乙酸、n,n-雙(2-巰基乙基)-n',n'-二乙基乙二胺、3,6,10,13,16,19-六氮雜雙環(huán)[6.6.6]二十烷-1,8-二胺、二乙烯三胺五乙酸酯或去鐵胺。

8、本發(fā)明還提供一種所述的標(biāo)記前體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9、合成所述多肽化合物；

10、將所述多肽化合物與所述連接臂、所述螯合劑進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，制得標(biāo)記前體的粗品；

11、將所述標(biāo)記前體的粗品進(jìn)行純化，得到所述標(biāo)記前體。

12、優(yōu)選的是，所述多肽化合物、所述連接臂和所述螯合劑的摩爾比為1：(1-5)：(1-5)；

13、所述純化的試劑為乙醚和正己烷混合液，所述乙醚和所述正己烷的體積比為1：1。

14、本發(fā)明還提供一種靶向腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)的核素藥物，所述核素藥物是將核素在所述的標(biāo)記前體中進(jìn)行螯合得到，其特征在于，所述放射性核素選自核素18f、64cu、68ga、89zr、99mtc、111in、177lu、186re、203pb、212pb、213bi、225ac、227th。

15、本發(fā)明還提供一種所述的靶向腫瘤干細(xì)胞cd133(prominin-1)的核素藥物的制備方法，包括以下步驟：

16、將所述標(biāo)記前體與核素溶液混合孵育，制得所述靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物；所述孵育的條件為20-110℃孵育反應(yīng)5-60min。

17、優(yōu)選的是，所述標(biāo)記前體與所述核素溶液混合前，先用緩沖液調(diào)整ph值至4.0-10.0，所述緩沖液為乙酸鈉、水、乙醇、磷酸、鹽緩沖溶液或二甲亞砜的一種或幾種的混合液；

18、本發(fā)明還提供所述的標(biāo)記前體在制備用于診斷或治療一種或多種表達(dá)cd133(prominin-1)的腫瘤或細(xì)胞的試劑和/或核素藥物中的應(yīng)用。

19、其中，所述一種或多種表達(dá)cd133(prominin-1)的腫瘤或細(xì)胞選自由以下組成的組：結(jié)腸癌或細(xì)胞、胃腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤及細(xì)胞、胃腸道間質(zhì)瘤及細(xì)胞、肝癌及細(xì)胞、食管癌及細(xì)胞、急性白血病及細(xì)胞、肺癌及細(xì)胞、乳腺癌及細(xì)胞、口腔鱗癌及細(xì)胞、骨肉瘤及細(xì)胞；

20、所屬一種或多種表達(dá)cd133(prominin-1)的腫瘤或細(xì)胞是體外、體內(nèi)或離體的。

21、本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

22、本發(fā)明將螯合劑通過(guò)不同長(zhǎng)度的連接臂與靶向cd133的多肽化合物連接，合成序列為cwrlrwhsplkgm的核素藥物標(biāo)記前體qm-2304、qm-2305、qm-2306、qm-2307。前體化合物通過(guò)64cu標(biāo)記獲得高純度的核素藥物[64cu]qm-2304、[64cu]qm-2305、[64cu]qm-2306及[64cu]qm-2307。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：本發(fā)明制得的核素藥物具有良好的體內(nèi)穩(wěn)定性，與腫瘤干細(xì)胞cd133結(jié)合特異性好，腫瘤滯留時(shí)間長(zhǎng)，且易于合成，是一種極具臨床轉(zhuǎn)化能力的放射性診療藥物。

技術(shù)特征：

1.一種靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物的標(biāo)記前體，其特征在于，所述標(biāo)記前體為x-r-g結(jié)構(gòu)，其中，所述x為螯合劑，r為連接臂，g為多肽化合物，所述連接臂的氨基側(cè)與所述螯合劑相連，所述連接臂的羧基側(cè)與所述多肽化合物的n端半胱氨酸氨基相連，所述多肽化合物的氨基酸序列為cwrlrwhsplkgm。

2.如權(quán)利要求1所述的靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物的標(biāo)記前體，其特征在于，所述連接臂選自如下所示化合物中的一種：

3.如權(quán)利要求1所述的靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物的標(biāo)記前體，其特征在于，所述螯合劑選自1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1,4,7,10-四乙酸、1,4,7,10-四(氨基甲酰甲基)-1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷、1,4,7,10-四氮雜環(huán)十二烷-1-戊二酸-4,7,10-三乙酸、1,4,7-三氮雜環(huán)壬烷-1,4,7-三乙酸、n,n-雙(2-巰基乙基)-n',n'-二乙基乙二胺、3,6,10,13,16,19-六氮雜雙環(huán)[6.6.6]二十烷-1,8-二胺、二乙烯三胺五乙酸酯或去鐵胺。

4.一種如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的標(biāo)記前體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述多肽化合物、所述連接臂和所述螯合劑的摩爾比為1：(1-5)：(1-5)；

6.一種靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物，其特征在于，所述核素藥物是將權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的標(biāo)記前體進(jìn)行放射性核素標(biāo)記得到，所述放射性核素選自核素18f、64cu、68ga、89zr、99mtc、111in、177lu、186re、203pb、212pb、213bi、225ac、227th。

7.一種如權(quán)利要求6所述的靶向腫瘤干細(xì)胞cd133的核素藥物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述標(biāo)記前體與所述核素溶液混合前，先用緩沖液溶解所述標(biāo)記前體，其中所述緩沖液為乙酸鈉、水、乙醇、磷酸鹽緩沖溶液或二甲亞砜的一種或幾種的混合液，ph值為4.0-10.0。

9.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的標(biāo)記前體或權(quán)利要求6所述的核素藥物在制備用于診斷或治療一種或多種表達(dá)cd133的腫瘤或細(xì)胞的試劑和/或核素藥物中的應(yīng)用。

10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其中，所述一種或多種表達(dá)cd133的腫瘤或細(xì)胞選自：結(jié)腸癌或細(xì)胞、胃腸神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤及細(xì)胞、胃腸道間質(zhì)瘤及細(xì)胞、肝癌及細(xì)胞、食管癌及細(xì)胞、急性白血病及細(xì)胞、肺癌及細(xì)胞、乳腺癌及細(xì)胞、口腔鱗癌及細(xì)胞、骨肉瘤及細(xì)胞；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種靶向腫瘤干細(xì)胞CD133(Prominin?1)的核素藥物及其標(biāo)記前體、制備方法和應(yīng)用，屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明制備的核素藥物與腫瘤干細(xì)胞CD133有良好的親和力和功能活性，且其體內(nèi)穩(wěn)定性好，能夠以非侵入的方式實(shí)現(xiàn)CD133陽(yáng)性腫瘤的在體成像，有望開(kāi)發(fā)成為具有良好應(yīng)用前景的靶向腫瘤干細(xì)胞CD133的放射性診療藥物。

技術(shù)研發(fā)人員：胡寬,王銳,申婕婷,張思琪,張海龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15