CN101137397A - 淀粉样蛋白成像作为抗淀粉样蛋白疗法的功效的替代标记物 - Google Patents
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Abstract
本发明的用于确定治疗淀粉样变性中治疗功效的方法包括向需要该确定的患者施用通式(I)或者通式(II)或者结构1-45的化合物并给患者成像。在所述成像后,向所述患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂。然后,向患者施用有效量的通式(I)或者通式(II)或者结构1-45的化合物并再次给患者成像。最后,将用抗淀粉样蛋白剂治疗前患者的淀粉样蛋白沉积基线水平与用抗淀粉样蛋白剂治疗后患者的淀粉样蛋白沉积水平进行比较。
Description
背景技术
淀粉样变性是一种多样性的疾病过程,其特征在于通常被称为淀粉样蛋白的蛋白物质在一或多个器官中的细胞外组织沉积。淀粉样蛋白可以如下区分:通过与碘的淀粉样染色反应而大致区分(因此称作淀粉样蛋白);当用刚果红染色时通过显微观察其细胞外分布以及着色和光学性质而区分;以及通过电子显微镜和X-射线晶体衍射所示的其蛋白质原纤维结构而区分(见表-1)。示例性淀粉样变性疾病是阿尔茨海默病(“AD”)、唐氏综合征、2型糖尿病和轻度认知障碍(MCI)。
AD是一种神经退行性疾病,其特征是记忆丧失和其它认知缺陷。McKhann et al,Neurology 34:939(1984)。在美国AD是痴呆的最常见病因。AD会侵袭40~50岁年龄的人,但是,因为不经危险的脑活组织检查很难确定该疾病的存在,因此不知道其发作时间。AD发病率随年龄增加,估计85~90岁时受影响群体高达40~50%。Evans et al,JAMA 262:2551(1989);Katzman,Neurology 43:13(1993)。
神经病理学上,AD的特征是存在神经突斑块(neuritic plaques,NP)、神经原纤维缠结(NFT)和神经元丧失,以及多种其它发现。Mann,Mech.Ageing Dev.31:213(1985)。AD死者的脑组织尸检切片显示以AD特征性神经突斑块的蛋白质性细胞外核心形式存在的淀粉样蛋白。这些神经突斑块的淀粉样蛋白核心由称为β-淀粉样蛋白(Aβ)的蛋白质组成,所述β-淀粉样蛋白主要以β-折叠片构型排列。
据信,AD影响约4百万美国人和全世界范围内可能2~3千万人。AD被认为是发达国家的主要公共健康问题。从正在对AD分子基础进行的解释中已经显现了几种治疗靶标。例如,4种胆碱酯酶抑制剂已经被批准用于AD患者的对症治疗-他克林(Cognex,Warner-Lambert,Morris Plains,New Jersey);杜尼匹次(Aricept,Eisai,Inc.,Teaneck,New Jersey,and Pfizer,Inc.,New York,New York);雷司替明(Exelon,Novartis,Basel,Switzerland);和加兰他敏(Reminyl,Janssen,Titusville,New Jersey)。目前正在开发的潜在的新AD疗法包括免疫治疗、分泌酶(secretase)抑制剂或抗炎药物。然而,迄今为止,没有可以获得的药物被证明可改变认知减退的进程。
开发抗淀粉样蛋白疗法的主要困难例如是从(Hock,C.et al.,2003,Neuron,38:547-554)的以下引证,涉及使用免疫疗法作为抗淀粉样蛋白疗法:“我们不知道在我们研究患者中脑Aβ-淀粉样蛋白载量是否降低了;将需要体内成像技术来回答这个问题。”定量治疗前淀粉样蛋白载量并随后跟踪治疗效果的能力是高效开发该类药物的关键。本发明采用淀粉样蛋白成像作为抗淀粉样蛋白治疗的疗效的替代标记物。
发明内容
本发明涉及在淀粉样变性治疗中确定疗法的疗效的方法,其包括:
(A)向需要的患者施用有效量的下式的化合物:
其中
(i)Z是S、NR’、O或C(R’)2,使得当Z是C(R’)2时,该杂环的互变形式可以形成吲哚:
其中R’是H或者低级烷基,
(ii)Y是NR1R2、OR2或者SR2,
(iii)R1选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或4并且Rph代表未取代或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或低级烷基);
(iv)R2选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或4并且Rph代表未取代或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或低级烷基);
(v)R3选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vi)R4选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或低级烷基)和三烷基锡;
(vii)R5选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(viii)R6选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(ix)R7选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(x)R8选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xi)R9选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基和R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xii)R10选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
作为替代,R3-R10之一可以是W-L或V-W-L形式的螯合基(有或没有螯合的金属基),其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-;W是-(CH2)n,其中n=0、1、2、3、4或5;并且L是:
其中M选自Tc和Re;
(B)给所述患者成像;然后
(C)向所述需要的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(D)随后向所述需要的患者施用有效量的式(I)化合物;
(E)给所述患者成像;和
(F)将用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者中淀粉样蛋白沉积水平与用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者中淀粉样蛋白沉积水平进行比较。
在一些实施方案中,抗淀粉样蛋白剂包含一或多种抗Aβ肽的抗体。
在另一些实施方案中,抗淀粉样蛋白剂包含一或多种β-和/或γ-分泌酶抑制剂。
在一些实施方案中,抗淀粉样蛋白剂包含结合至Aβ1-42的小分子,例如诱饵(decoy)肽。
在另一些实施方案中,淀粉样变性是AD。
在一些实施方案中,淀粉样变性是淀粉样蛋白沉积疾病,其中一个优选实施方案包含是淀粉样蛋白斑块沉积疾病的淀粉样变性。
在一些实施方案中,成像选自γ-成像、磁共振成像和磁共振谱分析。
在另一些实施方案中,通过γ-成像进行成像,并且γ-成像是PET或SPECT。
在一些实施方案中,式(I)的化合物是:
在另一些实施方案中,式(I)的化合物含有11C标记。
在一些实施方案中,抗淀粉样蛋白剂是外周积累剂(peripheralsink agent)。
附图说明
图1显示1nM{N-甲基-3H}2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基-苯并噻唑(“[3H]PIB”)与对照脑(对照;n=4;白条;圆圈)、AD脑(AD;n=5;黑条;方形)和AN-1792-治疗的AD病例(n=1重复×1;斜线条;三角形)的额叶皮层(Fr)和小脑(Cb)的结合。结果表明用AN-1792疫苗处理降低淀粉样蛋白示踪剂2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基-苯并噻唑(“PIB”)和脑组织匀浆的结合。
图2显示与代表性晚期AD患者(C、F)相比较,AD患者572(A、D)和5180(B、E)颞叶皮层中Aβ42免疫活性(ir)和β-折叠片的X-34组织荧光标记。刻度条=200μm。用星号标记病例572的没有斑的大区域。病例5180没有斑,但是显示一些被X-34染色的神经原纤维缠结和神经突成分。
图3显示与代表性晚期阿尔茨海默病患者相比较,患者572(A、D)和5180(B、E)额叶皮层中Aβ42免疫活性和β-折叠片的X-34组织荧光标记。刻度条=200μm。用星号标记病例572的没有斑的大区域。病例5180没有斑,但是显示一些被X-34染色的神经原纤维缠结(见图4)。
图4显示患者572和5180的含有β-折叠片的神经原纤维缠结、神经纤维网细丝、营养不良的神经突和老年斑的X-34染色。注意患者5180具有大量的神经突成分,但是没有斑。用星号标记清除了X-34染色成分的区域。这些清除区域强烈提示在AN-1792治疗前存在斑块。刻度条=100μm。
图5:上图是病例572和5180的额叶、顶叶、颞叶和小脑皮层中Aβ-42的ELISA数据图。将这些与出版的老年对照和AD对象的额叶、顶叶和颞叶皮层的数据相比较(Naslund et al.2000,Jama283,1571-1577)。下图是病例572和5180的额叶、顶叶、颞叶和小脑皮层中[3H]PIB结合与老年对照(n=4)和AD对象(n=5)的相同区域中[3H]PIB结合的比较。注意[3H]PIB结合与图2-4的ELISA和组织学数据相关性良好。
具体实施方式
本发明涉及确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法。该方法包括使用淀粉样蛋白成像作为替代标记物。替代标记物是特殊类型的生物标记物,其可以代替临床测量用作药物批准目的的临床终点。因此,本文描述的方法可用于药物开发试验中。例如,胆固醇水平的测量目前是已接受的动脉粥样硬化的替代标记物。此外,该方法在临床上可用于帮助进行患者管理决策。在这点上,定量评价淀粉样蛋白负荷可以改善有关药物剂量或治疗选择的临床决策。本发明涉及淀粉样蛋白成像作为抗淀粉样蛋白疗法疗效的替代标记物的用途。
术语“淀粉样变性”指与淀粉样蛋白沉积相关的疾病,例如阿尔茨海默病、唐氏综合征、2型糖尿病、遗传性脑出血淀粉样变性(荷兰)、淀粉样蛋白A(反应性)、继发性淀粉样变性、MCI、家族性地中海热、伴随荨麻疹和耳聋的家族性淀粉样蛋白肾病(Muckle-Wells综合征)、淀粉样蛋白λL-链或者淀粉样蛋白κL链(先天性、骨髓瘤或巨球蛋白血症相关的)Aβ2M(慢性血液透析)、ATTR(家族性淀粉样蛋白多神经病(葡萄牙、日本、瑞典))、家族性淀粉样蛋白心肌病(丹麦)、散发性心脏淀粉样蛋白、全身性老年淀粉样变性、AIAPP或者amylin胰岛素瘤、心房性钠利尿因子(atrial naturetic factor)(散发的心房性淀粉样蛋白)、降钙素原(髓样甲状腺癌)、凝溶胶蛋白(家族性淀粉样变性(芬兰))、胱抑素(cystatin)C(伴随淀粉样变性的遗传性脑出血(冰岛)、AApo-A-I(家族性淀粉样变性多神经病-爱荷华)、AApo-A-II(小鼠的加速衰老)、纤维蛋白原相关的淀粉样蛋白;和Asor或Pr P-27(瘙痒病、克雅氏病(Creutzfeld Jacob disease)、Gertsmann-Straussller-Scheinker综合征、牛海绵状脑炎)或者载脂蛋白E4等位基因纯合的人的病例、以及与载脂蛋白E4等位基因纯合相关的病症或者亨亭顿氏病。本发明包含淀粉样蛋白斑块沉积相关的疾病。优选地,与淀粉样蛋白沉积相关的疾病是AD。
本发明方法提供评价抗淀粉样蛋白疗法的成效的手段。在一些实施方案中,本发明方法提供用于评价抗淀粉样蛋白疗法的临床成效的手段。在一些实施方案中,该方法可以用于评价具有较少或者没有临床症状的轻度障碍对象的临床成效。确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的基本方法包括:
(A)向需要该确定的患者施用有效量的下式的化合物:
其中
(i)Z是S、NR’、O或者C(R’)2,使得当Z是C(R’)2时,杂环的互变形式可以形成吲哚:
其中R’是H或者低级烷基,
(ii)Y是NR1R2、OR2或者SR2,
(iii)R1选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(iv)R2选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(v)R3选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vi)R4选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vii)R5选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(viii)R6选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(ix)R7选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(x)R8选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xi)R9选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xii)R10选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
作为替代,R3-R10之一可以是W-L或者V-W-L形式的螯合基(有或者没有螯合的金属基),其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-;W是-(CH2)n,其中n=0、1、2、3、4或者5;和L是:
其中M选自Tc和Re;
及其放射性标记的衍生物和药学可接受的盐,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记;
(B)给所述患者成像;然后
(C)向所述需要该确定的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(D)随后向所述需要该确定的患者施用有效量的式(I)的化合物;
(E)给所述患者成像;和
(F)比较用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者的淀粉样蛋白沉积水平和用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者的淀粉样蛋白沉积水平。
可检测标记包括使用本领域技术人员已知的成像技术可以检测的任何原子或结构。典型地,可检测标记选自3H、131I、125I、123I、76Br、75Br、18F、CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-X*、CH2-CH2-CH2-X*、O-CH2-CH2-CH2-X*(其中X*=131I、123I、76Br、75Br或者18F)、19F、125I、含碳取代基和W-L*或者V-W-L*形式的螯合基(具有螯合的金属基),所述含碳取代基选自低级烷基、(CH2)nOR’、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、COOR’、CR’=CR’-Rph和CR2’-CR2’-Rph,其中至少一个碳是11C、13C或者14C;所述螯合基(具有螯合的金属基)中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-;W是-(CH2)n,其中n=0、1、2、3、4或者5;和L*是:
其中M*是99mTc。在一个优选实施方案中,可检测标记是放射性标记。
在一个优选实施方案中,可检测标记是放射性标记。
淀粉样蛋白探针
本发明的淀粉样蛋白探针是如上所述的任意的式(I)化合物。在一些实施方案中,淀粉样蛋白探针是式(II)的化合物
或者该化合物的放射性标记的衍生物、药学可接受的盐、水合物、溶剂化物或者前药,其中:
R1是氢、-OH、-NO2、-CN、-COOR、-OCH2OR、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6烷氧基或者卤素;
R是C1-C6烷基;
R2是氢或者卤素;
R3是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
R4是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中烷基、烯基或者炔基包含放射性碳,或者当R2是氢或者非放射性卤素时,烷基、烯基或者炔基被放射性卤素取代。
前提是当R1是氢或者-OH、R2是氢并且R4是-11CH3时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
进一步的前提是当R1是氢、R2是氢并且R4是-(CH2)3 18F时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记。
在一个实施方案中,式(II)化合物中的R2包含放射性卤素。
“烷基”指饱和的直链或者支链烃基。实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、正戊基和正己基。术语“低级烷基”指C1-C6烷基。
“烯基”指包含至少一个碳碳双键的不饱和直链或者支链烃基。实例包括但不限于乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、叔丁烯基、正戊烯基和正己烯基。
“炔基”指包含至少一个碳碳三键的不饱和直链或者支链烃基。实例包括但不限于乙炔基、丙炔基、异丙炔基、丁炔基、异丁炔基、叔丁炔基、戊炔基和己炔基。
“烷氧基”指通过氧连接键合的烷基。
“卤素”指氟、氯、溴或者碘基。
“放射性卤素”指放射性卤素,即放射性氟、放射性氯、放射性溴或者放射性碘。
在另一个实施方案中,式(I)的硫代黄素化合物选自结构1~45或其放射性标记的衍生物:
在一个优选实施方案中,淀粉样蛋白探针是{N-甲基-11C}2-[4’-(甲氨基)苯基]6-羟基苯并噻唑(“[11C]PIB”)或者{N-甲基-3H}2-[4’-(甲氨基)苯基]6-羟基苯并噻唑(“[3H]PIB”)。
“有效量”指产生期望作用所需要的量。“有效量”的实例包括能体内或者体外检测并成像淀粉样蛋白沉积的量,对于药学应用产生可接受的毒性和生物利用度水平的量,和/或预防与纤维形成相关的细胞变性和毒性的量。
式(I)和(II)的化合物,在此也称为“硫代黄素化合物”、“硫代黄素衍生物”或者“淀粉样蛋白探针”,其具有下述各种特征:(1)体外特异结合至合成的Aβ和(2)体内跨过非暴露(non-compromised)血脑屏障的能力。
式(I)、(II)和结构1~45的硫代黄素化合物及其放射性标记衍生物体内跨过血脑屏障并结合到沉积在神经突(但不扩散)斑块中的Aβ、结合到沉积在脑血管淀粉样蛋白中的Aβ、和结合到沉积在NFT中由蛋白质组成的淀粉样蛋白。本发明的化合物是硫代黄素S和T的非季铵衍生物,已知其在组织切片中染色淀粉样蛋白并体外结合到合成的Aβ。Kelenyi J Histochem.Cytochem.15:172(1967);Burns et al.J.Path.Bact.94:337(1967);Guntern et al.Experientia 48:8(1992);LeVine Meth.Enzymol.309:274(1999)。
本发明的方法确定淀粉样蛋白沉积物在患者器官或身体区域优选脑中的存在和位置。本发明方法包括施用可检测量的式(I)或(II)和结构1-45的淀粉样蛋白探针。在一些实施方案中,淀粉样蛋白探针选自如上所述的结构1~45。淀粉样蛋白探针可以作为药物组合物或者其药学可接受的水溶性盐施用给患者。
“药学可接受的盐”指本发明化合物的加酸或碱盐,所述盐具有期望的药理学活性,并且既非生物学上也非其他所不期望的。所述盐可以与酸形成,包括但不限于乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、硫酸氢盐丁酸盐、柠檬酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、环戊丙酸盐、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢氯酸盐氢溴酸盐、氢碘酸盐、2-羟乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、草酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐和十一烷酸盐。加碱盐的实例包括但不限于铵盐、碱金属盐如钠和钾盐、碱土金属盐如钙和镁盐、与有机碱的盐如二环己基铵盐、N-甲基-D-葡萄糖胺和与氨基酸的盐如精氨酸盐和赖氨酸盐。在一些实施方案中,碱性含氮基团可以用试剂进行季铵化,所述试剂包括低级烷基卤化物如甲基、乙基、丙基和丁基氯化物、溴化物和碘化物;二烷基硫酸酯如二甲基、二乙基、二丁基和二戊基硫酸酯;长链卤化物如癸基、月桂基、肉豆蔻烷基和硬脂烷基氯化物、溴化物和碘化物;芳烷基卤化物如苯乙基溴化物。
通常,可检测标记硫代黄素衍生物的剂量将根据诸如患者的年龄、健康状况、性别和疾病程度、禁忌症(如果有)、伴随治疗及其它变量等考虑而变化,可以由本领域熟练的医生进行调整。剂量可从0.001μg/kg至10μg/kg变化,优选0.01μg/kg至1.0μg/kg。
可以局部或者全身地施用给对象,并通过静脉内、动脉内、鞘内(通过脊髓液)或其他等施用。根据所检验的身体部位,还可以皮内或腔内施用。化合物和淀粉样蛋白充分结合一定时间后,例如30分钟~48小时,通过常规成像技术例如MRS/MRI、SPECT、平面闪烁成像(planar scintillation imaging)、PET和任意新兴成像技术等检查所研究的对象的区域。确切的方案需要根据上述的患者的具体因素和根据所检查的身体部位、施用方法和使用的标记类型而变化;具体步骤的确定是技术人员所常规使用的。对于脑成像,优选地,测量本发明放射性标记的硫代黄素衍生物或类似物的结合(总或特异性结合)量并与结合到该患者小脑的标记硫代黄素衍生物的量进行比较(作为比率)。然后该比率与年龄匹配的正常脑的相同比率进行比较。
本发明的淀粉样蛋白探针有利地以可注射组合物的形式施用,但是也可以配制成众所周知的药物递送系统(例如口服、直肠、胃肠外(静脉内、肌肉内或者皮下)、池内、阴道内、腹膜内、局部(粉末、软膏或者滴剂)、或者作为口腔喷雾剂或者鼻腔喷雾剂)。该目的的典型组合物包含药学可接受的载体。例如,该组合物中每ml含NaCl的磷酸缓冲液中可以含有约10mg人血清白蛋白和约0.5~500μg标记硫代黄素衍生物。另一些药学可接受的载体包括水溶液、非毒性赋形剂、包括盐、防腐剂、缓冲剂等等,例如描述于REMINGTON′SPHARMACEUTICAL SCIENCES,15th Ed.Easton:Mack PublishingCo.pp.1405-1412 and 1461-1487(1975)和THE NATIONALFORMULARY XIV.,14th Ed.Washington:American PharmaceuticalAssociation(1975)中,其内容通过引用并入本文。
本发明特别优选的淀粉样蛋白探针是这样的,除了体内特异性结合淀粉样蛋白并能穿过血脑屏障以外,其还在适当剂量水平下无毒性并具有令人满意的作用持续期。
根据本发明,将含有式(I)或(II)或结构1~45之一的淀粉样蛋白探针的药物组合物施用给对象,预期在所述对象中形成淀粉样蛋白或者淀粉样蛋白纤维,例如临床诊断具有阿尔茨海默病或者与淀粉样蛋白沉积相关的其它疾病的患者。
非水溶剂的实例是丙二醇、聚乙二醇、植物油和可注射的有机酯例如油酸乙酯。水性载体包括水、醇/水溶液、盐水溶液、胃肠外载体如氯化钠、Ringer’s葡萄糖等。静脉内载体包括流体和营养补充剂(nutrient replenisher)。防腐剂包括抗微生物剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体。根据本领域的常规技术调整药物组合物的各种成分的pH和确切浓度。参见GoodmanandGilman′s THEPHARMACOLOGICAL BASIS FOR THERAPEUTICS(7th Ed.)。
成像
结合非侵入式神经成像技术如磁共振谱(MRS)或者成像(MRI),或者γ成像如正电子发射断层扫描(PET)或者单光子发射计算机化断层显象(SPECT),本发明使用淀粉样蛋白探针用于定量体内淀粉样蛋白沉积。该方法包括给患者成像以建立淀粉样蛋白沉积的基线。术语“基线”指抗淀粉样蛋白疗法开始之前患者的淀粉样蛋白沉积的量和分布。该方法还包括在施用抗淀粉样蛋白疗法之后患者的至少一个成像期。本发明的方法可以包括在用至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前和治疗后给患者成像。成像可以在治疗期间的任何时间进行。
术语“体内成像”指任意一种允许检测式(I)或者(II)或者结构1~45之一的标记的硫代黄素衍生物的方法。对于γ成像,测量从所检测器官或者区域发出的辐射,并表达为总结合,或者表达为一个比率,其中一个组织中的总结合被标准化至(例如,除以)在同一体内成像过程中同一对象的另一组织中的总结合。体内总结合定义为通过体内成像技术在组织中检测的全部信号而不需要第二次注射等量的标记化合物连同大量未标记但化学相同的化合物来进行校正。“对象”是哺乳动物,优选是人,最优选被怀疑患有淀粉样沉积相关疾病例如AD和/或痴呆的人。本文中的术语“对象”和“患者”可以互换使用。
为了体内成像,可用的检测仪器的类型是选择给定标记的主要因素。例如,放射性同位素和18F非常适合于本发明方法中的体内成像。所用仪器类型将指导选择放射性核素或者稳定同位素。例如,所选择的放射性核素必须具有通过给定类型的仪器可检测的衰减类型。另一种考虑涉及放射性核素的半衰期。半衰期应该足够长使得在靶器官的最大吸收时间仍然可检测到,但是足够短使得宿主不持续有害的辐射。可以使用γ成像检测本发明的放射标记化合物,其中检测所发射的合适波长的γ辐射。γ成像的方法包括但不限于SPECT和PET。优选地,对于SPECT检测,所选的放射性标记缺少粒子发射,但是产生140~200keV范围内的大量光子。对于PET检测,放射性标记是发射正电子的放射性核素例如18F,其将湮灭而形成2个511keV的γ射线,这将通过PET相机被检测。
在本发明中,将可用于体内成像和定量淀粉样蛋白沉积的淀粉样蛋白结合化合物/探针施用给患者。这些化合物将结合非侵入式神经成像技术例如磁共振谱(MRS)或成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和单光子发射计算机化断层显象(SPECT)而使用。根据本发明,可以通过本领域中已知的普通有机化学技术将硫代黄素衍生物用18F或者13C标记而用于MRS/MRI。参见例如March,J.ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY:REACTIONS,MECHANISMS,AND STRUCTURE(3rd Edition,1985),其内容通过引用并入本文。硫代黄素衍生物还可以通过本领域中公知的技术用18F、11C、75Br或76Br进行放射性标记用于PET,这些技术还由Fowler,J.and Wolf,A描述于POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY ANDAUTORADIOGRAPHY(Phelps,M.,Mazziota,J.,and Schelbert,H.eds.)391-450(Raven Press,NY1986)中,其内容通过引用并入本文。还可以通过本领域中已知的技术中的任一种用123I放射性标记硫代黄素衍生物用于SPECT。参见例如Kulkarni,Int.J.Rad.Appl.&Inst.(Part B)18:647(1991),其内容通过引用并入本文。此外,硫代黄素衍生物还可以用任意合适的放射性碘同位素例如但不限于131I、125I或者123I标记,通过直接经碘化重氮将重氮化胺衍生物碘化,参见Greenbaum,F.Am.J.Pharm.108:17(1936),或者通过将不稳定的重氮化胺转化成稳定的三氮烯,或者通过将非放射性的卤化前体转化成稳定的三烷基锡衍生物,然后通过本领域公知的一些方法将其转化成碘代化合物。参见Satyamurthy and Barrio J.Org.Chem.48:4394(1983),Goodman et al,J.Org.Chem.49:2322(1984),和Mathis et al,J.Labell.Comp.and Radiopharm.1994:905;Chumpradit etal,J.Med.Chem.34:877(1991);Zhuangetal,J.Med.Chem.37:1406(1994);Chumpradit et al,J.Med.Chem.37:4245(1994)。例如,硫代黄素或其类似物的稳定三氮烯或者三烷基锡衍生物与含131I、125I、123I、76Br、75Br、18F或者19F的卤化剂反应。因此,硫代黄素和其类似物的稳定三烷基锡衍生物是可用于合成许多本发明的放射性标记化合物的新前体。同样地,这些三烷基锡衍生物是本发明的一个实施方案。
硫代黄素衍生物还可以用已知的金属放射性标记物例如锝-99m(99mTc)进行放射性标记。放射性标记领域中的一般技术人员不用进行不适当的试验就可以修饰取代基引入结合该金属离子的配体。然后,金属放射性标记的硫代黄素衍生物可以用于检测淀粉样蛋白沉积。放射性标记的Tc99m衍生物的制备是本领域中众所周知的。参见,例如Zhuang et al.,″Neutral and stereospecific Tc-99m complexes:[99mTc]N-benzyl-3,4-di-(N-2-mercaptoethyl)-amino-pyrrolidines(P-BAT)″Nuclear Medicine & Biology 26(2):217-24,(1999);Oya et al.,″Small and neutral Tc(v)OBAT,bisaminoethanethiol(N2S2)complexes for developing new brainimaging agents″Nuclear Medicine & Biology 25(2):135-40,(1998);和Horn et al.,″Technetium-99m-labeled receptor-specific small-molecule radiopharmaceuticals:recent developments and encouragingresults″Nuclear Medicine & Biology24(6):485-98,(1997)。
出于体内成像和波谱分析的目的,本发明方法可使用可用核磁共振谱分析检测的同位素。特别可用于磁共振谱的元素包括18F和13C。
对于本发明目的合适的放射性同位素包括β-发射体、γ-发射体、正电子-发射体和x-射线发射体。这些放射性同位素包括131I、123I、18F、11C、75Br和76Br。根据本发明,适用于磁共振成像(MRI)和谱(MRS)的稳定同位素包括18F和13C。适用于体外定量活组织检查匀浆或者死后组织中淀粉样蛋白的放射性同位素包括125I、14C和3H。优选的放射性标记是用于PET体内成像的11C或者18F、用于SPECT成像的123I、用于MRS/MRI的19F和用于体外研究的3H或者14C。然而,任意的用于使诊断探针可视化的常规方法可以用于本发明。
根据本发明的一个方面,其涉及检测活检组织中淀粉样蛋白沉积的方法,该方法包括将福尔马林固定的组织与选自上述的式(I)和(II)或结构1~45的硫代黄素淀粉样蛋白结合化合物的溶液一起孵育。优选地,所述溶液是25~100%乙醇,(剩余部分是水)用根据本发明的式(I)或(II)或结构1~45的硫代黄素淀粉样蛋白结合化合物饱和。在孵育时,该化合物将组织内的淀粉样蛋白沉积染色或者标记,并且可以通过任意标准方法检测或者可视化染色或者标记的沉积物。这些检测方法包括显微镜技术例如明视野、荧光、激光共焦和交叉偏振光显微镜。
定量活检组织中淀粉样蛋白的方法包括将活检组织或者死后组织的匀浆与根据本发明的硫代黄素的标记衍生物、或其水溶性无毒性盐一起孵育。通过本领域中已知的方法得到该组织并匀浆。优选的标记是放射性标记,尽管其它标记如酶、化学发光和免疫荧光化合物是技术人员众所周知的。优选的放射性标记是在式(I)或(II)或结构1~45中的一种化合物上取代的取代基中包含的125I、14C或者3H。含有淀粉样蛋白沉积的组织将结合到本发明的硫代黄素淀粉样蛋白结合化合物的标记衍生物上。然后,通过技术人员已知的任意机理例如过滤从非结合组织中分离结合组织。然后可以通过技术人员已知的任意方法定量结合组织。然后通过与放射性标记硫代黄素衍生物与已知量的淀粉样蛋白一起孵育而产生的标准曲线相比较,将组织结合的放射性标记硫代黄素衍生物的单位转变成每100mg组织中淀粉样蛋白的微克数单位。
式(I)和(II)或结构1~45的化合物特异性结合至神经纤维缠结上淀粉样蛋白斑块的能力在低于10nM的浓度特别适合,其包括PET放射性示踪剂的体内浓度范围。在这些低浓度下,在仅仅含有缠结而没有斑块的脑组织匀浆中,当与既不含斑块也不含缠结的对照脑组织相比时,不产生显著的结合。然而,将主要含斑块和一些缠结的脑组织匀浆与放射性标记的式(I)或(II)或结构1~45的化合物一起孵育,当与不含斑块或缠结的对照组织相比时,导致结合显著增加。该数据表明了在浓度低于10nM时这些化合物对Aβ沉积具有特异性的优势。然后,这些低浓度可以用PET研究来检测,使得可以使用对Aβ沉积物具有特异性的放射性标记的式(I)或(II)或结构1~45的化合物进行PET检测。使用这些化合物允许在Aβ沉积如在斑块中发现的Aβ沉积以及脑血管淀粉样蛋白中进行PET检测。由于已经报道在缠结形成之前,额叶皮层中的Aβ水平增加,这将提示用作PET示踪剂的式(I)或(II)或结构1~45的放射性标记化合物对于AD皮层的最早期变化而言将是特异性的。Naslund et al.JAMA 283:1571(2000)。
抗淀粉样蛋白疗法
本发明的用于确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法包括向需要该确定的患者施用式(I)或(II)或者结构1~45的化合物并给患者成像,并在所述成像后,向所述患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂/抗淀粉样蛋白疗法。施用量、施用途径和治疗持续时间由本领域技术人员基于患者的年龄、体重和状况来决定。这些决定在有经验的技术人员的能力范围内。合适的量包括但不限于0.01~100mg/kg。合适的施用途径包括但不限于口服、皮下和静脉内施用。合适的治疗持续时间包括但不限于一次单剂量到无限期给予每天四次给药。成像的合适时间包括但不限于第一次剂量后立即到最近剂量后10年。优选的成像时间是最近剂量后7天到6个月。
“抗淀粉样蛋白剂”或者“抗淀粉样蛋白疗法”是治疗或者预防淀粉样变性的任意药剂或者药剂组合。与淀粉样蛋白沉积相关的疾病即淀粉样变性的实例包括阿尔茨海默病、唐氏综合征、2型糖尿病、遗传性脑出血淀粉样变性(荷兰)、淀粉样蛋白A(反应性)、继发性淀粉样变性、MCI、家族性地中海热、伴随荨麻疹和耳聋的家族性淀粉样蛋白肾病(Muckle-Wells综合征)、淀粉样蛋白λL-链或者淀粉样蛋白的K L链(先天性、骨髓瘤或者巨球蛋白血症相关的)Aβ2M(慢性血液透析)、ATTR(家族性淀粉样蛋白多神经病(葡萄牙、日本、瑞典))、家族性淀粉样蛋白心肌病(丹麦)、散发性心脏淀粉样蛋白、全身性老年淀粉样变性、AIAPP或者amylin胰岛素瘤、心房性钠利尿因子(散发的心房性淀粉样蛋白)、降钙素原(髓样甲状腺癌)、凝溶胶蛋白(家族性淀粉样变性(芬兰))、胱抑素C(伴随淀粉样变性的遗传性脑出血(冰岛))、AApo-A-I(家族性淀粉样多神经病-爱荷华)、AApo-A-II(小鼠的加速衰老)、纤维蛋白原相关的淀粉样蛋白;和Asor或Pr P-27(瘙痒病、克雅氏病、Gertsmann-Straussller-Scheinker综合征、牛海绵状脑炎)或者载脂蛋白E4等位基因纯合的人的病例、和与载脂蛋白E4等位基因纯合相关的病症或者亨亭顿氏病。本发明包含淀粉样蛋白斑沉积相关的疾病。优选地,与淀粉样蛋白沉积相关的疾病是AD。
术语“疗法”包括治疗和/或者预防疾病。
“治疗”指:
(i)预防易于但是还没有诊断为患有疾病、障碍和/或病症的动物中出现的疾病、障碍或病症;
(ii)抑制疾病、障碍或者病症,即阻止其发展;和/或
(iii)减轻疾病、障碍或者病症,即引起疾病、障碍和/或病症的消退。
术语“治疗”不必然指完全治愈。将疾病的任何不期望症状或病理作用减轻到任何程度或者减慢疾病的进程可以被称为治疗。而且,治疗可以包括可以恶化患者的总体良好感觉或表现的作用。例如,癌症患者施用化疗可能会使患者感觉“更坏”,但其也被认为是治疗。
术语“预防”指降低机体感染或发生与淀粉样蛋白沉积相关疾病的可能性。术语“预防”优选指相对于不施用抗淀粉样蛋白剂的对照组,降低发生疾病的个体的百分比。
本发明涉及作为抗淀粉样蛋白疗法疗效的替代标记物的淀粉样蛋白成像。施用淀粉样蛋白探针以建立淀粉样蛋白沉积的基线,随后在用抗淀粉样蛋白剂治疗前和治疗后给患者成像,允许确定抗淀粉样蛋白疗法的疗效。由于可以施用淀粉样蛋白探针,并且患者可以在任何抗淀粉样蛋白剂疗法之前和之后成像,因此本发明的方法可以用于确定任何抗淀粉样蛋白治疗的疗效。本发明的方法包括确定对治疗淀粉样蛋白沉积相关疾病无效的抗淀粉样蛋白疗法,以及对治疗淀粉样蛋白沉积相关疾病有效的抗淀粉样蛋白疗法。本领域一般技术人员可以确定病症并根据适当方案确定抗淀粉样蛋白疗法的剂量。因此,本发明的方法包括确定已知的抗淀粉样蛋白疗法以及有待发现的疗法的疗效。下面描述示例性的非限定性的抗淀粉样蛋白疗法。
在一些实施方案中,通过本发明的方法确定乙酰胆碱酯酶抑制剂在治疗淀粉样变性时的疗效。乙酰胆碱酯酶疗法基于在鉴定到基底前脑神经元组中实质性减少的AD中退化模式的研究。这些细胞都使用递质乙酰胆碱,它们的丧失意味着在皮层中在其前端释放更少的乙酰胆碱。已经基于这些发现开发出一些药物,例如他克林、杜尼匹次、雷司替明和加兰他敏,并且假设通过抑制乙酰胆碱酯酶起作用(Ingram,V.,American Scientist,2003,91(4):312-321)。
在另一些实施方案中,通过本发明的方法确定靶向负责形成淀粉样蛋白前体蛋白(APP)有害片段的酶的抗淀粉样蛋白疗法在治疗淀粉样变性中的疗效。在一些实施方案中,淀粉样蛋白前体蛋白(APP)的有害片段是错折叠的Aβ肽。例如,一些科学家认为过量产生Aβ1-42片段是引起AD的根本原因。通过β-分泌酶(BACE1)(产生氨基端)和γ-分泌酶(切割APP羧基端)切割APP形成Aβ1-42片段。这些分泌酶的抑制剂可以用作抗淀粉样蛋白疗法(Ingram,V.,AmericanScientist,2003,91(4):312-321)。
在一些实施方案中,可以通过本发明的方法确定免疫治疗策略在治疗淀粉样变性中的疗效。免疫疗法通过使用患者的免疫系统来定位并破坏淀粉样蛋白斑块起作用并且许多免疫疗法策略正被科学家积极提倡。免疫疗法策略可以是被动的或者是主动的。例如,在主动免疫疗法中,患者可以接受注射或者鼻喷雾应用Aβ肽,导致抗淀粉样蛋白免疫应答。另一方面,被动免疫疗法可以包括绕过β淀粉样蛋白,代之使用在对β淀粉样蛋白的应答中已经产生的抗血清。包括抗Aβ肽抗体的免疫疗法已经被研究用于治疗AD。例如,AN-1792是预聚集的合成淀粉样蛋白-β(Aβ;长度1-42)连同QS-21佐剂的制剂(Hock,C.etal.,2003,Neuron,38:547-554)。在由于副作用中止临床试验之前,大约300名AD患者已经用该制剂进行了治疗(Birmingham,K.andFrantz,S.,2002,Nature Medicine,8:199-200)。
在另一些实施方案中,可以通过本发明的方法确定神经保护策略在治疗淀粉样变性中的疗效。例如,许多临床医生推荐患者服用高剂量(1000~2000IU/天)的维生素E。已经建议用于治疗淀粉样变性的另一些类型的神经保护策略是高剂量的维生素C、钙通道调节剂、自由基清除剂和金属离子螯合剂(Selkoe,et al.,Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.,2003,43:545-84)。
在一些实施方案中,通过本发明的方法确定抗炎药物(NSAID)策略在治疗淀粉样变性中的疗效。涉及NSAID的治疗是基于进行性积累Aβ肽引起皮层中细胞炎症反应的证据。示例性的抗炎药物是泼尼松、非特异性的环氧合酶抑制剂、和环氧合酶-2-抑制剂。(Clark,M.,etal.,Annals of Internal Medicine,2003,138(5):400-410;和Hardy,John,Annu.Rev.Med.,2004,55:15-25)。
在一些实施方案中,通过本发明的方法确定胆固醇降低疗法的疗效,包括但不限于3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶抑制剂(他丁类statins)。涉及降胆固醇药物(如他丁类)的治疗基于流行病学证据,用他丁类治疗的患者具有较低的AD发生率并且他丁类可以改变Aβ代谢以降低Aβ水平(Wolozin,B(2002)Cholesterol and Alzheimer′sdisease.Biochemical Society Transactions.30:525-529)。示例性降胆固醇他丁类药物包括洛伐他丁、普伐他丁、瑞舒伐他丁(rosuvastatin)、氟伐他丁、托伐他丁和辛伐他丁。另一些降胆固醇药物包括烟酸、消胆胺、非诺贝特、colesevelam和ezetimibe。
在另一些实施方案中,通过本发明的方法确定消除聚集Aβ1-42的神经毒性的小分子在治疗淀粉样变性中的疗效。这种药物,优选在疾病发展早期施用,可以在对神经元造成任何永久损伤之前为逐步积累的Aβ肽“解毒”。(Clark,M.,et al.,Annals of Internal Medicine,2003,138(5):400-410)。
在一些实施方案中,通过本发明的方法确定“诱饵肽”在治疗淀粉样变性中的疗效。诱饵肽是结合聚集的Aβ1-42肽并迫使其形成无毒性结构的小分子。示例性的诱饵肽是小肽(5、6或9个氨基酸长),通过与带标签的Aβ1-42形成紧密结合的能力选自蛋白片段的大库。(Clark,M.,et al.,Annals of Internal Medicine,2003,138(5):400-410)。
在另一些实施方案中,通过本发明的方法确定胆固醇平衡调节在治疗淀粉样变性中的疗效。最近已经将长期使用胆固醇降低药物和较低的AD发生率联系在一起。同时,高胆固醇饮食显示增加动物的Aβ病理,并且胆固醇降低药物显示降低APP转基因小鼠的病理。正在进行临床试验研究胆固醇平衡调节在治疗AD中的作用。(Hardy,John,Annu.Rev.Med.,2004,55:15-25)。
某些抗体例如一种称为m266的抗体(DeMattos,RB,Bales,KR,Cummins,DJ,Dodart,JC,Paul,SM,Holtzman,DM(2001)″Peripheralanti-A beta antibody alters CNS and plasma A beta clearance anddecreases brain A beta burden in a mouse model of Alzheimer′sdisease.″Proc.Natl.Acad.Sci.USA98:8850-8855)或者抗体之外的其他分子(Matsuoka,Y,Saito,M,LaFrancois,J,Saito,M,Gaynor,K,Olm,V,Wang,L,Casey,E,Lu,Y,Shiratori,C,Lemere,C,Duff,K(2001)″Noveltherapeutic approach for the treatment of Alzheimer′s disease byperipheral administration of agents with an affinity to beta-amyloid.″Journal of Neuroscience.23:29-33)被认为通过结合血液中的Aβ肽来降低脑淀粉样蛋白,因此产生“外周积累”并将Aβ平衡从脑转移到血液,在此Aβ可以从体内被清除。这种药剂在本文中称作“外周积累剂”。
评价抗淀粉样蛋白疗法的疗效
本发明的用于确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法包括向需要该确定的患者施用式(I)或者(II)或者结构1-45的化合物并给患者成像。所述成像后,向所述患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂。然后,向患者施用有效量的式(I)或者(II)或者结构1-45的化合物并再次给患者成像。最后,将抗淀粉样蛋白剂治疗前患者的淀粉样蛋白沉积基线水平与抗淀粉样蛋白剂治疗后患者的淀粉样蛋白沉积水平进行比较。该比较在有经验的技术人员的能力范围内。
在一些实施方案中,抗淀粉样蛋白剂治疗前患者的淀粉样蛋白沉积水平将高于抗淀粉样蛋白剂治疗后患者的淀粉样蛋白沉积水平。这种结果指示抗淀粉样蛋白剂/抗淀粉样蛋白疗法在治疗淀粉样蛋白沉积相关疾病中是有效的。
例如,AN-1792是预聚集的合成淀粉样蛋白-β(Aβ;长度1-42)连同QS-21佐剂的制剂。在由于副作用中止临床试验之前,大约300名AD患者已经用该制剂进行了治疗(Birmingham,K.and Frantz,S.,2002,Nature Medicine,8:199-200)。尽管有该倒退,已经由于两个发现而提出该方法的乐观前景。第一,在有关AN-1792治疗的AD患者的仅有的已公布验尸报告中,有一些不同寻常的发现,包括:(i)新皮质的广泛区域含有非常少的Aβ斑块;(ii)缺乏Aβ斑块的皮层区域含有与没有被免疫的AD相似的缠结密度、神经纤维网细丝和脑淀粉样血管病(CAA),但是缺少斑块相关的神经突和星形胶质细胞簇;(iii)在一些缺乏斑块的区域,Aβ-免疫反应活性和小胶质细胞有关(Nicoll,J.et al,2003,Nature Medicine,9:448-452)。第二,在30名AN-1792治疗AD患者的小亚组中,与没有这些抗体的患者相比,通过组织淀粉样斑免疫反应活性(TAPIR)法检测,那些产生抗Aβ抗体的患者显示显著更慢速率的认知功能下降和日常生活活动,如通过小型心智状态检查(Mini Mental State Examination)、痴呆的功能不全评价(Disability Assessment for Dementia)和从韦氏记忆量表(WechslerMemory Scale)的延迟回忆的视觉配对(Visual Paired Associates Test)所示(Hock,C.et al.,2003,Neuron,38:547-554)。
先前已经表明苯并噻唑淀粉样蛋白成像PET示踪剂{N-甲基-11C}2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基苯并噻唑([11C]PIB)显示在AD患者和对照对象之间在保留方面的明显差异,并且[11C]PIB保留遵循已知的AD脑中淀粉样蛋白沉积的拓扑结构(Klunk,et al.,2004,Ann.Neurol,55(3):306-19)。为了总体上确定苯并噻唑淀粉样蛋白成像探针对抗淀粉样蛋白疗法引起的脑淀粉样蛋白沉积的变化是否敏感,用AN-1792进行了免疫试验。对{N-甲基-3H}2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基-苯并噻唑([3H]PIB)与来自对照对象(n=4)、AD患者(n=5)和一例AN-1792-治疗的AD病例的额叶皮层和小脑的匀浆(双份)的结合进行研究。参见例如实施例9。与对照脑相比,AD患者的额叶皮层显示提高了[3H]PIB结合。然而,相对于对照额叶皮层的[3H]PIB结合,[3H]PIB与AN-1792治疗脑的结合没有显示增加。总之,这些数据表明用作PET示踪剂的苯并噻唑淀粉样蛋白成像探针如[11C]PIB可以检测由AN-1792治疗诱导的和由对AD中脑淀粉样蛋白沉积具有显著作用的其它疗法诱导的AD脑中淀粉样蛋白沉积的变化。
除非上下文清楚地指明,否则,当它们出现在应用中时,单数术语的定义可以延伸用于其复数对应物;同样地,当它们出现在应用中时,复数术语的定义可以延伸用于其单数对应物。
下面给出实施例来举例说明本发明。然而,应当理解,本发明并不限于这些实施例中描述的具体条件或细节。整个说明书中,任意和所有对于可公开获得的文献包括美国专利的参考均通过引用具体并入本专利申请。
实施例
可以通过本领域公知的方法制备式(I)和(II)和具有结构1~45的化学式的化合物。参见例如WO02/16333和2003年12月25日公开的美国专利公开No.2003/0236391,其全部内容通过引用并入本文。
用于合成的所有试剂购自Aldrich Chemical公司并且使用时没有进一步纯化,除非另外指明。在Mel-TEMP II上测定熔点,并且不进行校正。使用TMS作为内参比,在Bruker 300上测量所有化合物的1H NMR谱图,并且与指定的结构一致。使用EM Sciences的硅胶60 F254进行TLC并在UV灯下检测。在硅胶60(230~400目,购自Mallinckrodt公司)上进行快速色谱。反相TLC购自Whiteman公司。
式(I)化合物的一般合成方法:
R1是氢、-OH、-NO2、-CN、-COOR、-OCH2OR、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6烷氧基或者卤素,其中R1中一或多个原子可以是放射性标记的原子;
R是C1-C6烷基,其中一或多个碳原子可以是放射性标记的原子;
通过下面两个步骤中的一个进行水解:
通过水解制备2-氨基苯硫酚:
将6-取代2-氨基苯并噻唑(172mmol)悬浮在50%KOH(180gKOH溶解在180mL水中)和乙二醇(40mL)中。将悬浮液加热回流48h。冷却至室温时,加入甲苯(300mL)并用醋酸(180mL)中和反应混合物。分离有机层,水层用另外200mL甲苯萃取。合并甲苯层并用水洗涤,用MgSO4干燥。蒸发溶剂得到期望产物。
通过肼解制备2-氨基苯硫酚:
将6-取代-苯并噻唑(6.7mmol)悬浮在乙醇(11mL,无水)中,并在室温下、在氮气氛中加入肼(2.4mL)。反应混合物加热回流1h。蒸发溶剂,剩余物溶解在水(10mL)中并用醋酸调节到pH为5。过滤收集沉淀物并用水洗涤得到期望产物。
得到的形式为
的5-取代-2-氨基-1-苯硫酚通过下面的方法偶联到形式为
其中R2是氢,R3和R4独立地是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基:
将5-取代2-氨基苯硫酚(4.0mmol)、所述苯甲酸(4.0mmol)和多聚磷酸(PPA)(10g)加热到220℃,持续4h。反应混合物冷却至室温并倒入10%碳酸钾溶液(约400mL)中。减压过滤收集沉淀物得到期望产物,可以通过快速色谱或者重结晶纯化所述产物。
R2氢可以通过下面的反应用非放射性卤素或者放射性卤素取代:
向密封小瓶中6-取代2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑(1mg)在250μL醋酸中的溶液中加入40μL氯胺-T溶液(28mg溶解在500μL醋酸中),然后加入27μL(约5mCi)[125I]碘化钠(比活性2,175Ci/mmol)。在室温下搅拌反应混合物2.5h并用饱和亚硫酸氢钠溶液结束反应。用20ml水稀释后,将反应混合物加载到C8 Plus SepPak上并用2ml甲醇洗脱。根据6-位上取代基的性质,可能需要使用保护基。例如,6-羟基作为甲磺酰基(甲磺酰氧基)衍生物被保护起来。为了脱保护甲磺酰基,将0.5ml的1M NaOH加入到放射性碘化中间体的洗脱溶液中。将混合物在50℃加热2h。用500μL的1M醋酸结束反应后,反应混合物用40mL水稀释并加载到C8 Plus SepPak上。用2ml甲醇从SepPak上洗脱具有约3mCi放射活性的放射性碘化产物。通过氮流浓缩该溶液至300μL,粗产物用HPLC在Phenomenex ODS柱(MeCN/TEA缓冲液,35∶65,pH7.5,流速0.5mL/min至多4min,4~6min时1.0mL/min,6min后2.0mL/min,保留时间23.6)上纯化。收集的级分加载到C8 Plus SepPak上。用1ml乙醇洗脱得到约1mCi的最终放射性碘化产物。
当R3和R4都是或者任何一个是氢时,R3和R4可以通过与烷基、烯基或者炔基卤在下述条件下反应转化成C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基:
双烷基化:向6-取代2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑(0.59mmol)在DMSO(无水,2ml)中的溶液中加入烷基、烯基或者炔基卤(2.09mmol)和K2CO3(500mg、3.75mmol)。反应混合物加热到140℃,持续16h。冷却至室温,将反应混合物倒入水中并用乙酸乙酯(3×10mL)萃取。合并有机层并蒸发溶剂。通过快速柱纯化剩余物得到期望的6-取代二甲基氨基苯基)-苯并噻唑。
单烷基化:向6-取代2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑(0.013mmol)在DMSO(无水,0.5ml)中的溶液中加入烷基、烯基或者炔基卤(0.027mmol)和无水K2CO3(100mg、0.75mmol)中。反应混合物在100℃加热16h。冷却至室温,反应混合物直接用正相制备TLC纯化得到所期望的6-取代-2-(4’-甲基氨基苯基)-苯并噻唑衍生物。
当R2是氢或者非放射性卤素,R4是C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中烷基、烯基或者炔基含有放射性碳或者被用放射性卤素取代,该化合物可以通过下列顺序之一合成:
放射性碳的引入:
使用CTI/Siemens RDS112负离子回旋加速器通过用40μA束流的11MeV质子照射含有1%氧气的氮气(14N2)靶60min制备约1Ci的[11C]二氧化碳。通过首先将[11C]二氧化碳和饱和的氢化铝锂在THF中反应,随后在回流温度下添加氢碘酸生成[11C]甲基碘,来使[11C]二氧化碳转化成[11C]甲基碘。将[11C]甲基碘在氮气流中带入含有放射性标记前体的反应容器中。将所述前体,6-取代2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑(约3.7微摩尔),溶解在400μL DMSO中。加入干燥KOH(10mg),使3mL V形容器瓶中涡旋5min。通过所述溶液向未添加载体的[11C]甲基碘在室温下以30mL/min通气泡。反应使用油浴在95℃加热5min。通过半制备HPLC,使用Prodigy ODS-Prep柱,用60%乙腈/40%三乙基磷酸铵缓冲液pH7.2洗脱来纯化反应产物(0~7min时流速为5mL/min,然后7~30min时流速提高到15mL/min)。收集含有[N-甲基-11C]6-取代2-(4’-甲基氨基苯基)-苯并噻唑(约15min时)的级分并用50mL水稀释,然后用Waters C18 Sep Pak Plus柱洗脱。用10mL水洗涤C18 SepPak,产物用1mL乙醇(无水)洗脱到无菌容器中,随后用14mL盐水。通过分析HPLC(k’=4.4,用Prodigy ODS(3)分析柱,用65/35乙腈/三乙基磷酸铵缓冲液pH7.2洗脱)确定放射化学和化学纯度为>95%。合成结束时,基于[11C]甲基碘在EOS处放射性化学产率平均值为17%,比活性平均值为约160GBq/μmol(4.3Ci/μmol)。
放射性卤素的引入
将6-取代2-(4’-氨基苯基)-苯并噻唑(根据前述的6-取代基的性质,可能需要保护基)(0.22mmol)、NaH(4.2mmol)和2-(3-溴丙氧基)四氢-2-H-吡喃(0.22mmol)在THF(8mL)中的混合物加热回流23h。通过蒸馏除去溶剂,剩余物溶解在乙酸乙酯和水中,分离有机层并用乙酸乙酯(10mL×6)萃取水层。合并有机层并用MgSO4干燥,并蒸发至干燥。剩余物加入到AcOH/THF/H2O溶液(5mL,4/2/1)中并加热到100℃,持续4h。通过蒸发除去溶剂,剩余物溶解在乙酸乙酯(约10mL)中并用NaHCO3溶液洗涤,用MgSO4干燥,蒸发至干燥,得到的剩余物用制备TLC(己烷∶乙酸乙酯=60∶40)纯化得到期望的6-取代2-(4’-(3”-羟丙基氨基-)苯基)-苯并噻唑(45%)。
向6-取代2-(4’-(3”-羟丙基氨基-)苯基)-苯并噻唑(0.052mmol)和Et3H(0.5ml)溶解在丙酮(5mL)的溶液中加入(Boc)2O(50mg,0.22mmol)中。反应混合物在室温下搅拌6h,然后加入甲苯磺酰氯(20mg,0.11mmol)。反应混合物在室温下再搅拌24h。除去溶剂,剩余物溶解在乙酸乙酯(10mL)中,并用NaHCO3溶液洗涤,用MgSO4干燥,蒸发,并用快速柱纯化(己烷/乙酸乙酯=4/1)纯化得到期望的6-取代2-(4’-(3”-甲苯磺酰氧丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑(6-substituted2-(4’-(3”-(toluenesulfonoxypropylamino)-phenyl)-benzothiazole)(13%)。然后通过下述的标准方法将该6-取代2-(4’-(3”-甲苯磺酰氧丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑放射性氟化:
将含有0.35mL 95%[O-18]-富集水的回旋加速器靶用11Mev质子以20μA的束电流照射60min,并将内容物转移到含Kryptofix 222(22.3mg)和K2CO3(7.9mg)的乙腈(57μL)溶液的5mL反应容器中。溶液在110℃,氩气流中,在加入1mL等分量的乙腈后蒸发3次至干燥。向干燥的[F-18]氟化物中加入3mg的6-取代2-(4’-(3”-甲苯磺酰氧丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑在1mL DMSO中的溶液,密封反应容器并加热到85℃,持续30min。向反应容器中加入0.5mL MeOH/HCl(浓)(2/1v/v),该容器在120℃加热10min。加热后,向反应溶液中加入0.3mL 2M醋酸钠缓冲液,随后通过半制备HPLC,使用Phenomenex Prodigy ODS-Prep C18柱(10μm 250×10mm),用40%乙腈/60%60mM三乙铵磷酸盐缓冲液(v/v)pH7.2以5mL/min洗脱15min,然后流速提高到8mL/min用于分离剩余物,来进行纯化。产物[F-18]6-取代2-(4’-(3”-氟丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑在约20min在约16mL体积中洗脱。含有[F-18]6-取代2-(4’-(3”-氟丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑的级分用50mL水稀释,并用Waters C18 SepPak Plus柱洗脱。然后用10mL水洗涤C18 SepPak柱,产物用1mL乙醇(无水)洗脱到无菌容器中。溶液用10mL静脉注射给动物的无菌生理盐水稀释。120min辐射合成结束时(没有衰变校正),得到的[F-18]6-取代2-(4’-(3”-氟丙基氨基)-苯基)-苯并噻唑产物的放射化学产率是2~12%,平均比活性为1500Ci/mmol。
实施例1:根据方案I合成IN-甲基-11C]2-(4’-二甲基氨基苯基)-6-甲氧基-苯并噻唑
方案I
使用CTI/Siemens RDS112负离子回旋加速器通过用40μA束电流的11MeV质子照射含1%氧气的氮气(14N2靶60min制备约1Ci的[11C]二氧化碳。通过首先将[11C]二氧化碳与氢化铝锂的饱和THF溶液反应,随后在回流温度下加氢碘酸生成[11C]甲基碘,来使[11C]二氧化碳转化成[11C]甲基碘。将[11C]甲基碘在氮气流中带入含有放射性标记前体的反应容器中。将所述前体6-CH3O-BTA-1(1.0mg,3.7微摩尔)溶解在400μL DMSO中。加入干燥的KOH(10mg),使3mL V形容器涡旋5min。在室温下通过该溶液以30mL/min向未添加载体的[11C]甲基碘通气泡。反应用油浴在95℃加热5min。通过半制备HPLC,用Prodigy ODS-Prep柱,用60%乙腈/40%三乙基磷酸铵缓冲液pH7.2洗脱,以纯化反应产物(0~7min时流速为5mL/min,然后7~30min时流速提高到15mL/min)。收集含有[N-甲基-11C]2-(4’-二甲基氨基苯基)-6-甲氧基-苯并噻唑(约15min)的级分并用50mL水稀释,然后用Waters C18SepPak Plus柱洗脱。用10mL水洗涤C18 SepPak,产物用1mL乙醇(无水)洗脱到无菌容器中,随后用14mL盐水洗涤。通过分析HPLC(k’=4.4,用Prodigy ODS(3)分析柱,用65/35的乙腈/三乙基磷酸铵缓冲液pH7.2洗脱)确定放射化学和化学纯度为>95%。合成结束时,基于[11C]甲基碘在EOS处的放射性化学产率平均在17%,比活性平均约160GBq/μmol(4.3Ci/μmol)。
实施例2:根据方案II合成2-(3’-125I-碘-4’-氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇
方案II
向密封容器中2-(4’-氨基苯基)-6-甲磺酰氧基-苯并噻唑(1mg)在250μL醋酸中的溶液中加入40μL氯胺-T溶液(28mg溶解在500μL醋酸中),然后加入27μL(约5mCi)的[125I]碘化钠(比活性2,175Ci/mmol)。在室温下搅拌反应混合物2.5h并用饱和亚硫酸氢钠溶液结束反应。用20ml水稀释后,反应混合物加载到C8Plus SepPak上并用2ml甲醇洗脱。为了脱保护甲磺酰基,将0.5ml的1M NaOH加入放射性碘化中间体的洗脱溶液中。混合物在50℃加热2h。用500μL的1M醋酸结束反应后,反应混合物用40mL水稀释并加载到C8 PlusSepPak上。用2ml甲醇从SepPak上洗脱具有约3mCi放射性的放射性碘化产物。通过氮流浓缩该溶液至300μL,粗产物用HPLC在Phenomenex ODS柱上纯化(MeCN/TEA缓冲液,35∶65,pH7.5,流速0.5mL/min至4min,4~6min时1.0mL/min,6min后2.0mL/min,保留时间23.6)。收集的级分加载到C8Plus SepPak上。用1ml乙醇洗脱得到约1mCi的最终放射性碘化产物。
123I放射性标记衍生物的制备步骤同前述的合成相似。例如,在合成方法中用[123I]碘化钠代替[125I]碘化钠将提供123I放射性标记化合物。这种将一个放射性卤原子替换为另一个在本领域中是众所周知的,参见例如Mathis CA,Taylor SE,Biegon A,Enas JD.[125I]5-Iodo-6-nitroquipazine:a potent and selective ligand for the5-hydroxytryptamine uptake complex I.In vitro studies.BrainResearch 1993;619:229-235;Jagust W,Eberling JL,Roberts JA,Brennan KM,Hanrahan SM,Van Brocklin H,Biegon A,Mathis CA.In vivo imaging of the5-hydroxytryptamine reuptake site in primatebrain using SPECT and[123I]5-iodo-6-nitroquipazine.EuropeanJournal of Pharmacolgy 1993;242:189-193;Jagust WJ,Eberling JL,Biegon A,Taylor SE,VanBrocklin H,Jordan S,Hanrahan SM,Roberts JA,Brennan KM,Mathis CA.[Iodine-123]5-Iodo-6-Nitroquipazine:SPECT Radiotracer to Image the SerotoninTransporter.Journal of Nuclear Medicine 1996;37:1207-1214.)。
实施例3:根据方案III合成2-(3’-18F-氟-4’-甲氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇
方案III
将含有0.35mL95%[O-18]富集水的回旋加速器靶用11Mev质子以20μA束电流照射60min,并将内容物转移到含有2mg Cs2CO3在乙腈(57μL)中的溶液的5mL反应容器中。溶液在110℃,氩气流中使用1mL等分量的乙腈蒸发3次以干燥。向干燥的[F-18]氟化物中加入6mg的6-MOMO-BT-3’-Cl-4’-NO2在1mL的DMSO中的溶液,密封反应容器并加热到120℃,持续20min(该第一次放射性合成步骤的放射性化学掺入约20%的溶解[F-18]氟化物)。向粗反应混合物中加入8mL水和6mL二乙醚,震摇混合物并允许分离。取出醚相并在120℃氩气流中蒸发至干燥。向干燥样品中,加入0.5mL无水EtOH连同3mg醋酸铜(II)和8mg NaBH4。在室温下进行10min还原反应(还原步骤的粗产率约40%)。向反应混合物中加入8mL水和6mL二乙醚,震摇混合物并分离醚相。二乙醚相在120℃用氩气流干燥。向反应容器中加入700μL DMSO,其含有30微摩尔CH3I和20mg干KOH。该反应容器在120℃加热10min。加入700μL 2∶1 MeOH/HCl(浓)溶液,并在120℃加热15min。加热后,在反应溶液中加入1mL 2M醋酸钠缓冲液,随后通过半制备HPLC,用Phenomenex ProdigyODS-Prep C18柱(10μm250×10mm),用35%乙腈/65%60mM三乙铵-磷酸盐缓冲液(v/v)pH7.2以5mL/min速度洗脱2min,然后提高到15mL/min分离剩余物,来进行纯化。在约16mL体积约15min时洗脱产物2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇。含有2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇的级分用50mL水稀释,并用Waters C18 SepPak Plus柱洗脱。然后用10mL水洗涤C18 SepPak柱,产物用1mL乙醇(无水)洗脱到无菌容器中。溶液用10mL用于静脉注射给动物的无菌生理盐水稀释。120min放射合成结束时(没有衰变校正),得到的2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇产物的放射化学产率是0.5%(n=4),平均比活性为1000Ci/mmol。通过放射-HPLC,用350nm UV检测,使用Phenomenex Prodigy ODS(3)C18柱(5μm,250×4.6mm),用40%乙腈/60%60mM三乙铵-磷酸盐缓冲液(v/v)pH7.2测定2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇的放射化学和化学纯度。流速为2mL/min(k’=5.5)时,2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇的保留时间约11min。放射化学纯度>99%,化学纯度>90%。通过反相放射-HPLC,使用最终放射化学产物的质控样品和可信(冷)标准物共同注射来确定2-(3-18F-氟-4-甲基氨基-苯基)-苯并噻唑-6-醇的放射化学身份。
实施例4:根据方案IV合成2-[4-(3-18F-氟-丙氨基)-苯基]-苯并噻唑-6-醇
方案IV
将含有0.35mL的95%[O-18]-富集水的回旋加速器靶用11Mev质子以20μA束电流照射60min,并将内容物转移到含有Kryptofix222(22.3mg)和K2CO3(7.9mg)在乙腈(57μL)中的溶液的5mL反应容器中。溶液在110℃,氩气流中,在加入1mL等分量的乙腈后蒸发3次至干燥。在干燥的[F-18]氟化物中加入3mg的6-MOMO-BTA-N-Pr-Ots在1mL DMSO中的溶液,密封反应容器并加热到85℃,持续30min。向反应容器中加入0.5mL MeOH/HCl(浓)(2/1 v/v),将该容器在120℃加热10min。加热后,在反应溶液中加入0.3mL 2M醋酸钠缓冲液,随后通过半制备HPLC,使用PhenomenexProdigy ODS-Prep C18柱(10μm 250×10mm),用40%乙腈/60%60mM三乙铵-磷酸盐缓冲液(v/v)pH7.2以5mL/min速度洗脱15min,然后提高到8mL/min以分离剩余物。在约16mL体积约20分钟时洗脱产物[F18]6-HO-BTA-N-PrF。含有[F18]6-HO-BTA-N-PrF的级分用50mL水稀释,并用Waters C18 SepPak Plus柱洗脱。然后用10mL水洗涤C18 SepPak柱,产物用1mL乙醇(无水)洗脱到无菌容器中,溶液用10mL静脉注射给动物的无菌生理盐水稀释。120min放射合成结束时(没有衰变校正),得到的[F18]6-HO-BTA-N-PrF的放射化学产率是8±4%(n=8),平均比活性为1500Ci/mmol。通过放射-HPLC,用350nm处的UV检测,使用Phenomenex Prodigy ODS(3)C18柱(5μm,250×4.6mm),用40%乙腈/60%60mM三乙铵-磷酸盐缓冲液(v/v)pH7.2测定[F18]6-HO-BTA-N-PrF的放射化学和化学纯度。流速2mL/min(k’=6.1)时,[F18]6-HO-BTA-N-PrF的保留时间为约12min。放射化学纯度>99%,化学纯度>90%。通过反相放射-HPLC,使用最终的放射化学产物的质控样品和可信(冷)标准物共同注射来确定[F18]6-HO-BTA-N-PrF的放射化学身份。
实施例5:2-(3’-碘代-4’-氨基苯基)-6-羟基苯并噻唑的合成
4-甲氧基-4’-硝基苯甲酰苯胺的制备
将对氨基苯甲醚(1.0g,8.1mmol)溶解在无水吡啶(15ml)中,加入4-硝基苯甲酰氯(1.5g,8.1mmol)。反应混合物在室温下放置16h。该反应混合物倒入水中,真空压力下过滤收集沉淀物并用5%碳酸氢钠(2×10ml)洗涤。产物不需要进一步纯化而用于下一步骤。
1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ:10.46(s,1H,NH),8.37(d,J=5.5Hz,2H,H-3’,5’),8.17(d,J=6.3Hz,2H,H-2’,6’),7.48(d,J=6.6Hz,2H),6.97(d,J=6.5Hz,2H),3.75(s,3H,MeO).
4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰苯胺的制备
4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰苯胺(1.0g、3.7mmol)和Lawesson’s试剂(0.89g、2.2mmol、0.6当量)在氯苯(15mL)中的混合物加热回流4h。蒸发溶剂并用快速柱纯化剩余物(己烷∶乙酸乙酯=4∶1)得到820mg(77.4%)的橙色固体产物。
1HNMR(300MHz,DMSO-d6)δ:8.29(d,2H,H-3’,5’),8.00(d,J=8.5Hz,2H,H-2’,6’),7.76(d,2H),7.03(d,J=8.4Hz,2H),3.808.37(d,J=5.5Hz,2H,H-3’,5’),8.17(d,J=6.3Hz,2H,H-2’,6’),7.48(d,J=6.6Hz,2H),6.97(d,J=6.5Hz,2H),3.75(s,3H,MeO).(s,3H,MeO).
6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)苯并噻唑的制备
用少量乙醇(约0.5mL)润湿4-甲氧基-4’-硝基硫代苯甲酰苯胺(0.5g、1.74mmol),加入30%氢氧化钠水溶液(556mg、13.9mmol、8当量),混合物用水稀释得到最终的10%氢氧化钠水溶液/悬液。80~90℃下,将等分量的该混合物以1min间隔加入到搅拌的铁氰化钾(2.29g、6.9mmol、4当量)的水(5mL)溶液中。反应混合物进一步加热0.5h,然后冷却。真空压力下过滤收集残余物并用水洗涤,用快速柱纯化(己烷∶乙酸乙酯=4∶1)得到130mg(26%)的产物。
1HNMR(300MHz,丙酮-d6)δ:8.45(m,4H),8.07(d,J=8.5Hz,1H,H-4),769(s,1H,H-7),7.22(d,J=9.0Hz,1H,H-5),3.90(s,3H,MeO)
6-甲氧基-2-(4-氨基苯基)苯并噻唑的制备
在氮气下搅拌6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)苯并噻唑(22mg、0.077mmol)和氯化锡(II)(132mg、0.45mmol)在沸腾乙醇中的混合物,持续4h。蒸发乙醇,剩余物溶解在乙酸乙酯(10mL)中,用1N氢氧化钠(2mL)和水(5mL)洗涤,MgSO4干燥。蒸发溶剂得到19mg(97%)的黄色固体产物。
2-(3’-碘-4’-氨基苯基)-6-甲氧基苯并噻唑的制备
在N2气氛下,在2-(4’-氨基苯基)-6-甲氧基苯并噻唑(22mg、0.09mmol)的冰醋酸(2.0mL)溶液中注入1M氯化碘在CH2Cl2(0.10mL、0.10mmol、1.2当量)中的溶液。反应混合物在室温下搅拌16h。减压除去冰醋酸,剩余物溶解在CH2Cl2中。用NaHCO3中和该溶液后,分离水层并用CH2Cl2萃取。合并有机层并用MgSO4干燥。蒸发溶剂后,通过制备TLC纯化剩余物(己烷∶乙酸乙酯=6∶1)得到2-(4’-氨基-3’-碘代苯基)-6-甲氧基苯并噻唑的褐色固体(25mg、76%)。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.35(d,J=2.0Hz,1H),7.87(dd,J1=2.0Hz,J2=9.0Hz,1H),7.31(d,J=2.2Hz,1H),7.04(dd,J1=2.2Hz,J2=9.0Hz,1H),6.76(d,J=9.0Hz,1H),3.87(s,3H).
2-(3’-碘代-4’-氨基苯基)-6-羟基苯并噻唑的制备
在N2气氛下,在2-(4’-氨基-3’-碘代苯基)-6-甲氧基苯并噻唑(5)(8.0mg、0.02mmol)的CH2Cl2(2.0mL)溶液中注入1M BBr3的CH2Cl2(0.20mL、0.20mmol)溶液。反应混合物在室温下搅拌18h。用水结束反应后,混合物用NaHCO3中和。水层用乙酸乙酯(3×3mL)萃取。合并有机层并用MgSO4干燥。减压蒸发溶剂后,通过制备TLC纯化剩余物(己烷∶乙酸乙酯=7∶3)得到2-(3’-碘-4’-氨基苯基)-6-羟基苯并噻唑的褐色固体(4.5mg、58%)。
1HNMR(300MHz,丙酮·d6)δ(ppm):8.69(s,1H),8.34(d,J=2.0Hz,1H),7.77(dd,J1=2.0Hz,J2=8.4Hz,1H),7.76(d,J=8.8Hz,1H),7.40(d,J=2.4Hz,1H),7.02(dd,J1=2.5Hz,J2=8.8Hz,1H),6.94(d,J=8.5Hz,1H),5.47(br.,2H).
HRMS m/z367.9483(对C13H9N2OSI 367.9480计算的M+)
实施例6:2-(3’-碘-4’-甲基氨基苯基)-6-羟基苯并噻唑的合成
6-甲氧基-2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑的制备
在N2气氛下,在PPA(约30g)中加热4-甲基氨基苯甲酸(11.5g、76.2mmol)和5-甲氧基-2-氨基苯硫酚(12.5g、80mmol)的混合物,加热到170℃,持续1.5h。然后反应混合物冷却到室温并倒入10%K2CO3溶液中。减压过滤沉淀物。用丙酮/水和THF/水2次重结晶粗产物,随后用活性碳处理得到4.6g(21%)的6-甲氧基-2-(4-甲基氨基苯基)苯并噻唑的黄色固体。
1HNMR(300MHz,
丙酮-d6)δ:7.84(d,J=8.7Hz,2H,H-2’6’),7.78(dd,J1=8.8Hz,J2=1.3Hz,1H,H-4),7.52(d,J=2.4Hz,1H,H-7),7.05(dd,J1=8.8Hz,J2=2.4Hz,H-5),6.70(d,J=7.6Hz,2H,H-3’5’),5.62(s,1H,NH),3.88(s,3H,OCH3),2.85(d,J=6.2Hz,3H,NCH3)
2-(3’-碘-4’-甲基氨基苯基)-6-甲氧基苯并噻唑的制备
在N2气氛下,在2-(4’-甲基氨基苯基)-6-甲氧基苯并噻唑(20mg、0.074mmol)溶解在冰醋酸(2mL)的溶液中加入Icl(90μL、0.15mmol、12eq、1M在CH2Cl2中)。在室温下搅拌反应18h。然后减压除去冰醋酸。剩余物溶解在CH2Cl2中并用NaHCO3中和。水层用CH2Cl2萃取。合并有机层并用MgSO4干燥并蒸发。通过制备TLC纯化剩余物(己烷∶EA=2∶1)得到2-(4’-甲基氨基-3’-碘代苯基)-6-甲氧基苯并噻唑的褐色固体(8mg、27%)。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):8.39(d,J=2.0Hz,1H),7.88(d,J=9.0Hz,1H),7.33(d,J=2.2Hz,1H),7.06(dd,J1=2.2Hz,J2=9.0Hz,1H),6.58(d,J=9.0Hz,1H),3.89(s,3H,OCH3).
2-(3’-碘-4’-甲基氨基-苯基)-6-羟基苯并噻唑的制备
在N2气氛下,在2-(4’-甲基氨基-3’-碘代苯基)-6-甲氧基苯并噻唑(12mg、0.03mmol)溶解在CH2Cl2(4mL)的溶液中加入BBr3(400μL、0.4mmol、1M在CH2Cl2中)。在室温下搅拌反应18h。加入水结束反应后,用NaHCO3中和该溶液,并用乙酸乙酯(3×5mL)萃取。合并有机层、用MgSO4干燥并蒸发。通过制备TLC纯化剩余物(己烷∶EA=7∶3)得到2-(4’-甲基氨基-3’-碘代苯基)-6-羟基苯并噻唑的褐色固体(5mg、43%)。
1HNMR(300MHz,CDCl3)
δ(ppm):8.37(d,H=2.0Hz,1H),7.88(dd,J1=2.0Hz,J2=8.4Hz,1H),7.83(d,J=8.8Hz,1H),7.28(d,J=2.4Hz,1H),6.96(dd,J1=2.5Hz,J2=8.8Hz,1H),6.58(d,J=8.5Hz,1H),2.96(s,3H,CH3).
实施例7:[125I]6-OH-BTA-0-3’-I的放射合成
2-(4’-硝基苯基)-6-羟基苯并噻唑的制备
在2-(4’-硝基苯基)-6-甲氧基苯并噻唑(400mg、1.5mmol)的CH2Cl2(10mL)的悬液中加入BBr3(1M在CH2Cl2中、10mL、10mmol)。在室温下搅拌反应混合物,搅拌24h。用水结束反应后,用乙酸乙酯(3×20mL)萃取。合并有机层,用水洗涤,用MgSO4干燥并蒸发。通过快速色谱纯化剩余物(硅胶,己烷∶乙酸乙酯=1∶1)得到黄色固体产物(210mg、55%)。
1HNMR(300MHz,
丙酮-d6)δ(ppm):9.02(s,OH),8.41(d,J=9.1Hz,1H),8.33(d,J=9.1Hz,1H),7.96(d,J=8.6Hz,1H),7.53(d,J=2.4Hz,1H),7.15(dd,J1=8.6Hz,J2=2.4Hz,1H).
2-(4’-硝基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑的制备
在2-(4’-硝基苯基)-6-羟基苯并噻唑(50mg、0.18mmol)溶解在丙酮(7mL,无水)中的溶液中加入K2CO3(100mg、0.72mmol、粉末状)和MsCl(200μl)。搅拌2h后,过滤反应混合物。浓缩滤液,剩余物用快速柱纯化(硅胶,己烷∶乙酸乙酯=4∶1)得到2-(4-硝基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑的浅黄色固体(44mg、68%)。
1HNMR(300MHz,丙酮-d6)δ
(ppm):8.50-8.40(m,4H),8.29(d,J=2.3Hz,1H),8.23(d,J=8.9Hz,1H),7.61(dd,J1=2.3Hz,J2=8.9Hz,1H).
2-(4’-氨基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑的制备
在2-(4’-硝基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑(35mg、0.10mmol)溶解在乙醇(10mL)中的溶液中加入SnCl2.2H2O(50mg)。加热回流反应混合物1.5h。然后减压除去溶剂。剩余物溶解在乙酸乙酯(10mL)中,用1N NaOH、水洗涤并用MgSO4干燥。蒸发溶剂得到2-(4’-氨基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑的浅褐色固体(21mg、65%)。
1HNMR(300MHz,
CDCl3)δ(ppm):8.02(d,J=6.2Hz,1H),7.92(d,J=8.7Hz,2H),7.84(d,J=2.4Hz,1H),7.38(dd,J1=2.4Hz,J2=6.2Hz,1H),6.78(d,J=8.7Hz,2H),2.21(s,3H,CH3).
实施例8:[125I]6-OH-BTA-1-3’-I的放射合成
在2-(4’-甲基氨基苯基)-6-羟基苯并噻唑(300mg、1.17mmol)溶解在CH2Cl2(20mmL)的溶液中加入Et3N(2mL)和三氟乙酸(1.5mL)。在室温下搅拌反应混合物3h。减压除去溶剂,剩余物溶解在乙酸乙酯(30mL)中,用NaHCO3溶液、盐水、水洗涤,并用Mg2SO4干燥。溶剂蒸发后,将剩余物溶解在丙酮(20ml、预先用K2CO3干燥)中,加入K2CO3(1.0g、粉末状),随后加入MsCl(400mg、3.49mmol)。室温下搅拌反应混合物,用TLC监测直到初始物质消失。然后过滤剩余物。减压蒸发滤出物。剩余物溶解在乙酸乙酯(30mL)中,用NaHCO3溶液、盐水、水洗涤,并用MgSO4干燥。溶剂蒸发后,剩余物溶解在EtOH中,并加入NaBH4。在室温下搅拌反应混合物2h。蒸发溶剂并将剩余物溶解在水中,用乙酸乙酯(20ml×3)萃取,合并萃取物并用MgSO4干燥。溶剂蒸发后,通过快速柱纯化剩余物(己烷/乙酸乙酯=8∶1)得到褐色固体产物(184mg、47.0%)。
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ
(ppm):7.94(d,J=8.8Hz,1H),7.87(d,J=8.7Hz,2H),7.77(d,J=2.3Hz,1H),7.30(dd,J1=8.8Hz,J2=2.3Hz,1H),6.63(d,J=8.7Hz,2H),3.16(s,CH3),2.89(s,NCH3).
放射性标记的一般步骤:
在密封容器中的2-(4’-氨基苯基)-6-甲磺酰氧基苯并噻唑或者2-(4’-甲基氨基苯基)-6-甲基硫氧基苯并噻唑(1mg)在250μL醋酸的溶液中加入40μL氯胺-T溶液(28mg溶解在500μL醋酸中),然后加入27μL(约5mCi)的[125I]碘化钠(比活性2,175Ci/mmol)。在室温下搅拌反应混合物2.5h并用饱和亚硫酸氢钠溶液结束反应。用20ml水稀释后,反应混合物加载到C8Plus SepPak上并用2ml甲醇洗脱。为了脱保护甲磺酰基,将0.5ml的1M NaOH加入到放射性碘化中间体的洗脱溶液中。混合物在50℃下加热2h。用500μL的1M醋酸结束反应后,反应混合物用40mL水稀释并加载到C8Plus SepPak上。用2ml甲醇从SepPak上洗脱具有约3mCi放射性的放射性碘化产物。通过氮流浓缩该溶液至300μL,粗产物用HPLC在Phenomenex ODS柱(MeCN/TEA缓冲液,35∶65,pH7.5,流速0.5mL/min至4min,4~6min时1.0mL/min,6min后2.0mL/min,保留时间23.6)上纯化。收集的级分加载到C8 Plus SepPak上。用1ml乙醇洗脱得到约1mCi的最终放射性碘化产物。
实施例9.AN-1792疫苗处理减少淀粉样蛋白示踪剂PIB与脑匀浆的结合
苯并噻唑淀粉样蛋白成像PET示踪剂{N-甲基-11C}2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基苯并噻唑(“[11C]PIB”)显示AD患者和对照对象之间明显的保留差异。该[11C]PIB保留遵循已知的AD脑中淀粉样蛋白沉积的局部解剖学(Klunk,et al.,2004,Ann.Neurol,55(3):306-19)。为了一般性确定本发明的苯并噻唑淀粉样蛋白成像探针对抗淀粉样蛋白疗法引起的脑淀粉样蛋白沉积的变化是否敏感,对{N-甲基-3H}2-[4’-(甲基氨基)苯基]6-羟基-苯并噻唑([3H]PIB)与来自2名AN-1792治疗的AD病例的死后脑匀浆的结合进行研究。获得来自对照脑(n=4)、AD脑(n=5)和2个AN-1792试验脑的额叶、颞叶和顶叶皮层和小脑的冷冻块(Ferrer et al.2004,Brain Pathology 14,11-20;Masliah et al.2005,Neurology 64,129-131)。将块状物切片(40mm)并且每隔一片用对Aβ40或Aβ42具有特异性的抗体或者刚果红、X-34(β-片特异性)的荧光衍生物进行组织学分析。将居间的切片合并并在含蛋白酶抑制剂的Tris缓冲液中匀浆。用磷酸盐缓冲液稀释后,将一份用于AβELISA,另一份用于分析[3H]PIB结合(100mg组织,与1nM[3H]PIB一起孵育、过滤、洗涤并计数以确定结合的[3H]PIB)。
神经病理学上,这些脑由于在一些皮层区域缺少斑块的局灶而引人注意(图2-4)。Masliah病例(病例#5180)明显缺少斑块(图2-4)并且显示基础水平的Aβ和[3H]PIB结合(图5)。Ferrer病例(病例#572)显示额叶皮层中斑块沉积减少最明显(图3和4),这与较低水平的Aβ和[3H]PIB结合有相关性(图5)。
这些发现支持下述结论:
1.PIB结合提供AN-1792治疗病例的淀粉样蛋白载量减少的证据。
2.PIB结合减少与斑块去除的组织学证据和Aβ去除的ELISA证据有相关性。
3.应该可以体内检测抗淀粉样蛋白疗法引起的淀粉样蛋白载量减少。
此外,淀粉样蛋白清除的集中特性意味着全脑将被监测,并且PET成像对此而言是非常适合的。
从本文中公开的本发明的详细说明和实践考虑,本发明的其它实施方案对于本领域中技术人员是显而易见的。这些详细说明应该认为仅仅是示例性的,所附权利要求指出本发明的真正范围和精神。
本文和所附权利要求中所用的单数冠词涉及单数或复数。
Claims (18)
1.一种确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法,其包括:
(A)向需要该确定的患者施用有效量的下式的化合物:
其中
(i)Z是S、NR’、O或者C(R’)2,使得当Z是C(R’)2时,杂环的互变形式可以形成吲哚:
其中R’是H或者低级烷基,
(ii)Y是NR1R2、OR2或者SR2,
(iii)R1选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(iv)R2选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(v)R3选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vi)R4选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vii)R5选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(viii)R6选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(ix)R7选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(x)R8选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xi)R9选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xii)R10选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
作为替代,R3-R10之一可以是W-L或V-W-L形式的螯合基(有或者没有螯合的金属基),其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-;W是-(CH2)n,其中n=0、1、2、3、4或者5;和L是:
其中M选自Tc和Re、及其放射性标记的衍生物和药学可接受的盐,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记;
(B)给所述患者成像;然后
(C)向所述需要该确定的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(D)随后向所述需要该确定的患者施用有效量的式(I)的化合物;
(E)给所述患者成像;和
(F)比较用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者的淀粉样蛋白沉积水平和用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者的淀粉样蛋白沉积水平。
2.权利要求1的方法,其中所述药剂包含一种或者多种抗Aβ肽的抗体。
3.权利要求1的方法,其中所述药剂包含一种或者多种β-和/或γ-分泌酶抑制剂。
4.权利要求1的方法,其中所述药剂包含结合Aβ1-42的小分子。
5.权利要求4的方法,其中所述药剂是诱饵肽。
6.权利要求1的方法,其中所述淀粉样变性是AD。
7.权利要求1的方法,其中成像选自γ-成像、磁共振成像和磁共振谱分析。
8.权利要求7的方法,其中通过γ-成像进行成像,并且γ-成像是PET或SPECT。
10.权利要求1的方法,其中式(I)的化合物包含11C标记。
11.权利要求4的方法,其中所述药剂是外周积累剂。
12.下式的化合物:
其中
(i)Z是S、NR’、O或者C(R’)2,使得当Z是C(R’)2时,杂环的互变形式可以形成吲哚:
其中R’是H或者低级烷基,
(ii)Y是NR1R2、OR2或者SR2,
(iii)R1选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(iv)R2选自H、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、(C=O)-R’、Rph和(CH2)nRph(其中n=1、2、3或者4并且Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的以下对R3-R10定义的非苯基取代基并且R’是H或者低级烷基);
(v)R3选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vi)R4选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(vii)R5选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(viii)R6选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(ix)R7选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(x)R8选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xi)R9选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
(xii)R10选自H、F、Cl、Br、I、低级烷基、(CH2)nOR’(其中n=1、2或者3)、CF3、CH2-CH2X、O-CH2-CH2X、CH2-CH2-CH2X、O-CH2-CH2-CH2X(其中X=F、Cl、Br或者I)、CN、(C=O)-R’、N(R’)2、NO2、(C=O)N(R’)2、O(CO)R’、OR’、SR’、COOR’、Rph、CR’=CR’-Rph、CR2’-CR2’-Rph(其中Rph代表未取代的或者取代的苯基,其中苯基取代基选自任意的对R1-R10所定义的非苯基取代基并且其中R’是H或者低级烷基)和三烷基锡;
作为替代,R3-R10之一可以是W-L或者V-W-L形式的螯合基(有或者没有螯合的金属基),其中V选自-COO-、-CO-、-CH2O-和-CH2NH-;W是-(CH2)n,其中n=0、1、2、3、4或者5;和L是:
其中M选自Tc和Re、及其放射性标记的衍生物和药学可接受的盐,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记,用于制造用作确定抗淀粉样蛋白疗法疗效的替代标记物的药物。
13.一种确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法,其包括:
(A)给已经施用权利要求12的化合物的患者成像,然后:
(B)向所述需要该确定的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(C)随后给已经施用第二剂量的权利要求12的化合物的患者成像;和
(D)比较用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者中的淀粉样蛋白沉积水平和用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者中的淀粉样蛋白沉积水平。
14.鉴定患者是否具有淀粉样蛋白沉积相关疾病前兆的方法,包括:
(A)向需要该鉴定的患者施用有效量的式(II)的化合物:
或者该化合物的放射性标记衍生物、药学可接受的盐、水合物、溶剂化物或者前药,其中:
R1是氢、-OH、-NO2、-CN、-COOR、-OCH2OR、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6烷氧基或者卤素;
R是C1-C6烷基;
R2是氢或者卤素;
R3是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
R4是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中烷基、烯基或者炔基包含放射性碳或者当R2是氢或者非放射性卤素时,烷基、烯基或者炔基被用放射性卤素取代;
前提是当R1是氢或者-OH、R2是氢和R4是-11CH3时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
进一步的前提是当R1是氢、R2是氢和R4是-(CH2)3 18F时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记。
(B)给所述患者成像;然后
(C)向所述需要该鉴定的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(D)随后向所述需要该鉴定的患者施用有效量的式(II)的化合物;
(E)给所述患者成像;和
(F)比较用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者的淀粉样蛋白沉积水平和用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者的淀粉样蛋白沉积水平。
16.式(II)的化合物:
或者该化合物的放射性标记衍生物、药学可接受的盐、水合物、溶剂化物或者前药,用于制造用作确定抗淀粉样蛋白疗法疗效的替代标记物的药物,其中:
R1是氢、-OH、-NO2、-CN、-COOR、-OCH2OR、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6烷氧基或者卤素;
R是C1-C6烷基;
R2是氢或者卤素;
R3是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
R4是氢、C1-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中烷基、烯基或者炔基包含放射性碳或者当R2是氢或者非放射性卤素时,烷基、烯基或者炔基被用放射性卤素取代;
前提是当R1是氢或者-OH、R2是氢和R4是-11CH3时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基;和
进一步的前提是当R1是氢、R2是氢和R4是-(CH2)3 18F时,那么R3是C2-C6烷基、C2-C6烯基或者C2-C6炔基,其中取代基部分中至少一个包含可检测标记。
18.一种确定疗法在治疗淀粉样变性中疗效的方法,其包括:
(A)给已经施用权利要求16的化合物的患者成像,然后:
(B)向所述需要该确定的患者施用至少一种抗淀粉样蛋白剂;
(C)随后给已经施用第二剂量的权利要求16的化合物的患者成像;和
(D)比较用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗前所述患者中的淀粉样蛋白沉积水平和用所述至少一种抗淀粉样蛋白剂治疗后所述患者中的淀粉样蛋白沉积水平。
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