用于MRI的包含金属两亲配合物的顺磁性固体脂质纳米颗粒(pSLN)的制作方法
【专利说明】用于MRI的包含金属两亲配合物的顺磁性固体脂质纳米颗 粒（pSLN) 发明领域
[0001] 本发明涉及用于制备具有顺磁特性（PSLN)的固体脂质纳米颗粒（SLN)的新方法， 所述固体脂质纳米颗粒包含顺磁性金属离子螯合剂的衍生物例如四氮杂-环十二烷和二 氮杂革-衍生物，其用作MRI (磁共振成像）中的造影剂。
[0002] 本领域的状态
[0003] 常用于临床环境中的造影剂是低分子量亲水性钆配合物，在静脉内施用后，根据 与健康组织相比病理性组织的差别血管通透性的不同，其差别地分布于细胞外隙。根据外 渗程度不同到达组织中的不同浓度产生不同的磁共振信号强度，导致图像中的正反差（白 色）增加。造影剂通过磁共振成像生成可测定信号的固有能力归因于称作弛豫率（r)的参 数，其表示造影剂改变水质子的磁化向量的弛豫时间的能力。
[0004] 存在两种类型的弛豫机制，分别称作"纵向"和"横向"，它们各自具有自身的弛豫 率参数rJPr2。一般用于比较造影剂在临床环境中的有效性的弛豫率参数通常为 Γι。目 前，在25°C在水中与0. WT体外磁场下测定时，用于临床环境中的产品具有在范 围内的!^值。这类产品的第二个重要特征在于在某些情况中，除与血清白蛋白的弱相互作 用外的与生物分子的特异性相互作用完全不存在。作为结果，血液清除率高且消除主要通 过肾小球过滤即通过尿进行。随后这类产品的特征在于对于血流、组织和细胞或分子成分 无特异性。近年来，对于可替代MRI造影剂的寻求逐步发展。对于新造影剂的研宄定向于 研发基于为病理组织提供较高特异性的纳米颗粒的技术平台，这归因于它们有效的蓄积和 保留在靶部位（EPR效应）和在血流中的较长半衰期。常用的方案包括在纳米颗粒（脂质 体、混合胶束、纳米乳状液、树枝状大分子等）中掺入大量钆配合物（1000-100000)。
[0005] 在这方面，本领域中已经描述了被>10个碳原子的烷基链（中等长度烷基链）修 饰的螯合剂的应用，所述烷基链给螯合单元提供亲脂性，目的在于有利于其掺入基于脂质 的颗粒系统（即乳剂、胶束、脂质体等）。
[0006] 特别地，同一申请人的W000/09170描述了胶束双重MRI造影剂的制备，其包含普 遍的血管MRI配合物和普遍的血管外MRI配合物。描述在W097/00087中的具有亲脂性部 分的顺磁性螯合剂的制备在W000/09170中用于结合一种或多种两亲有机化合物。还描述 了 [10-[2_(十八基氨基）-2-氧代乙基]-1，4, 7, 10-四氮杂-环十二烷-1，4, 7-三乙酸 根-(3-)]钆]了的制备。
[0007] Briley-Saebo, J Phys Chem，2009 描述了烷基和磷脂衍生的 AAZTA 和 DTPA Gd 螯 合剂分别与高密度脂蛋白（HDL)缀合以用于制备MR标记的脂蛋白。另一方面，Yamakoshi 等人Chem. Comm. 2011描述了 Gd D03A-烯基链与低密度脂蛋白（LDL)颗粒缀合以用于MRI 增强的动脉粥样化斑块成像。
[0008] 同一申请人的US 6, 342, 598描述了通过具有中等长度烷基链的甲酰氨基键修饰 聚羧酸和大环螯合剂的制备，其用于制备可以形成胶束组合物的组合物。
[0009] Kielar等人JACS 2010提供了使用被两个疏水链官能化的DOTA配合物制备的脂 质体的弛豫率测量值。脂质体的弛豫率显著增强，证实超分子组织化代表用于研发高-弛 豫率系统的有吸引力的策略。
[0010] 此外，大分子系统提供明显灵活性的设计，因为它变得能够改善和调节通过添加 特异性分子部分产生的颗粒特性，以便识别在病理组织中超表达的受体位点或可以限制被 网状内皮（RES)或免疫系统识别和随后的消除/失活的隐形剂。这些特性与使颗粒加载 大量成像探针的可能性共同能够改善不同成像模式的灵敏度，特别是具有较低灵敏度的那 些，例如磁共振成像。顺磁性纳米颗粒的应用使得磁共振成为使用典型地用于分子成像方 法的放射性探针的诊断技术的有价值的可替代选择，从而提供更好的空间分辨率的优点。 在理论上，能够制备可以高弛豫率值（A)的纳米颗粒，其特征在于在血流中的令人满意的 持久性且如果适当修饰，能够识别分子生物标记。
[0011] 此外，纳米颗粒的应用使得设计双向系统成为可能，其中具有不同特性的成像探 针可以共存以生成可用于组合方法的造影剂，例如磁共振成像和正电子发射断层摄影术 (ΡΕΤ/MRI)或X-线计算机断层摄影术和单光子发射计算体层摄影术（SPECT/CT)。
[0012] 然而，纳米颗粒（即脂质体、量子点或氧化铁颗粒）存在缺陷，它们不仅在所关注 的部位、而且在网状内皮系统吞噬细胞（尤其是枯否细胞和巨噬细胞）中长期蓄积。
[0013] 无论用于掩蔽颗粒使网状内皮系统无法识别的策略如何，尽管清除次数不同，但 是结果通常是包含钆的纳米颗粒蓄积在器官例如肝和脾中。从这些器官中消除极其缓慢， 导致人体暴露于札即毒性很大的离子的时间增加（Longmire等人Nanomedicine，2008, 3 : 703-717)〇
[0014] 因此，对于纳米颗粒MRI试剂，体内应用的挑战在于一方面实现最佳器官生物分 另IJ，而另一方面降低因 Gd(III)蓄积导致的毒性。这些特性必须与纳米颗粒携带高有效载 量的成像报道分子的能力组合，从而能够显著地使MR信号放大，且由此能够降低所施用的 顺磁性金属的剂量。
[0015] 目前已经研宄了暴露于钆增加诱导的毒性和疾病例如肾发生的全身性纤维化 (NSF)、也称作肾发生的纤维化皮肤病发作与在所发现的具有严重性肾衰竭患者中施用钆 配合物之间的相关性。这种形式的纤维化导致与弥漫性痛相关的进行性和虚弱性皮下和肌 僵硬，可能导致患者死亡。基于钆配合物的造影剂因其在人体内的持久性导致的潜在毒性 的证据给使用包含上述举出的离子的纳米颗粒的研发应用的可能性提出了明显限制，甚至 在其为螯合形式时也是如此。此外，纳米颗粒和脂质体并非随时间稳定并且使用可能被视 为不安全地临床应用的脂质成分制备（Mukherje S.等人Indian J Pharm Sci. 2009年7 月-8月，71(4):349-358;(1〇1:10.4103/0250-474父.57282 6)。在尝试鉴定更为安全和更 为灵活性的造影剂制剂中，例如，Morel (Morel S等人Eur J Pharm Biopharm. 1998 Mar; 45(2) :157-63)描述了包含钆螯合配合物例如[GdD0TA]_和[GdDTPA] 2_的固体脂质纳米颗 粒（pSLN)的制备，以探查这种方法的可行性。然而，将上述举出的钆配合物掺入pSLN的比 例相当低。
[0016] Morel描述的pSLN的制备利用了最初由Gasco (EP526666)描述的方法，这些方法 主要是为递送药物或其控释（W000/30620)或通过具体施用途径递送（例如用于治疗眼病 的眼部途径，例如在W02004/039351中）研发的，其存在亲水性Gd(III)配合物对于脂质芯 亲和力低、导致Gd(III)的低SLN加载的缺陷。此外，这样的纳米颗粒的弛豫特性无法随预 计的增加，正如根据pSLN的弛豫率值所证实的，这些弛豫率值与对于溶液形式的Gd配合物 所测定的那些值极为接近（Kielar等人J Am Chem Soc，2010,引述；Mulder等人，NMR in Biomed，2006,19 :142-164)〇
[0017] 因此，在MR成像领域中明显感觉到，需要研发新的策略以制备稳定的MR响应纳米 颗粒试剂，从而解决上述举出的问题。
[0018] 这种使用顺磁性金属配合物即如所公开的具体选择和设计的两亲螯合剂的SLN 的方法克服了上述涉及制备固体脂质纳米颗粒作为MRI试剂（pSLN)的主要局限。
[0019] 实际上，根据本发明制备的纳米颗粒显示高Gd(III)有效载量和良好的顺磁性金 属离子进入自由水分子的可进入性，这归因于它们因固体脂质芯诱导的方向，从而产生了 高纳米颗粒弛豫率。因此，可以预期较低剂量的顺磁性金属可以在其临床应用中实现相同 的成像质。
[0020] 此外，Gd(III)蓄积在器官例如肝、脾和肾中受到限制且它们显示从这些器官中的 最佳清除时间，正如通过提供的体内研宄所观察到的。
[0021] 众所周知，纳米颗粒系统倾向于蓄积在肝和脾中（Longmire等人Nanomedicine， 2008, 3 :703-717)，其中Gd(III)毒性的问题变得更为相关且高度限制了进一步研发这些 系统作为MRI试剂。
[0022] 本发明的pSLN已经解决了上述所示的问题：体内研宄已经证实可以通过调节金 属螯合部分的亲脂链的特性并且维持这些系统的弛豫率增强得到对钆在网状内皮系统中 的中/长期蓄积的限制。
[0023] 因此，可以合理地预期与本领域中提出的各种纳米颗粒系统比较的更高安全性。
[0024] 发明概述
[0025] 本发明涉及包含两亲顺磁性金属螯合部分的顺磁性固体脂质纳米颗粒（pSLN)，所 述两亲顺磁性金属螯合部分选自：式I的二氮杂革衍生物和式II的四偶氮环十二烷衍生
【主权项】
1. 包含两亲顺磁性金属馨合部分的顺磁性固体脂质纳米颗粒（pSLN)，所述两亲顺磁 性金属馨合部分选自：式I的二氮杂革衍生物和式II的四偶氮环十二烧或其盐：
其中： Y是式Y'-NH-或（Y'）2-N-的基团，其中Y'选自；直链或支链饱和或不饱和Cs-Cie烧基； 被磯酸醋基团-0-(册-P = 0)-0-打断的Ci-Ci。烧基，其任选地被一个或多个选自哲基-OH、 駿基-COORi、氧基幾基-(Cs-Cie)烧基和氧基幾基-(Cs-Cie)締基的基团取代；其中Ri是氨H 或C1-C4直链或支链烧基；或Y'是取代或部分取代的甘油的单磯酸醋，所述甘油的至少一个 官能团被带有饱和或不饱和碳链的脂族脂肪酸醋化，且磯酸官能团是游离的或与碱金属或 碱±金属成盐； L是二价连接基，其选自；脂族C3-C1。环和杂环和C i-Ce烧基、C2-Ce締基或诀基，其为直 链或支链基团，任选地被原子或基团取代或打断，所述原子或基团选自；幾基-C = 0、硫代 幾基-C = S、