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技術 アスタチン溶液及びその製造方法

出願人 国立大学法人大阪大学
発明者 白神宜史渡部直史兼田加珠子下瀬川恵久篠原厚畑澤順
出願日 2018年12月28日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2019-562501
公開日 2020年12月17日 (3ヶ月経過) 公開番号 WO2019-131998
状態 未査定
技術分野 蛋白脂質酵素含有:その他の医薬 医薬品製剤 化合物または医薬の治療活性
主要キーワード カウント比 放射性不純物 原点付近 放射線管理 分布割合 加熱蒸散 薄層クロマトグラフ法 平面像
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図面 (12)

課題・解決手段

本発明は、甲状腺疾患等の治療のためのRI内用療法等に用いることができるアスタチン溶液およびその製造方法の提供を課題とする。 本発明は、核反応によって得られた211Atを原料として、211At−(アスタチン化物イオン)を含む溶液を製造する方法であって、211Atに由来する不純物を含む溶液に、還元剤を添加する工程を含む、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液の製造方法;211At−(アスタチン化物イオン)を、30%以上の放射化学的純度で含む溶液を提供する。

概要

背景

甲状腺がん甲状腺機能亢進症バセドウ氏病等)等の甲状腺疾患治療としてヨウ化ナトリウム(Na131I)を用いたラジオアイソトープRI内用療法が汎用されている。甲状腺ナトリウムヨウ共輸送体(sodium iodide symporter(以下、NISと略称する))を介してヨウ化物イオンを取り込むので、Na131Iを投与するとヨウ化物イオン(131I−)は甲状腺及び甲状腺がんに特異的に集積し、放出するβ線患部体内から照射して治療することができる。しかしながら、Na131Iを用いた内用療法では、患者には入院が必要であり、放射線管理のための特殊な病室に隔離され、再発に伴う複数回投与薬剤耐性出現に伴う治療中止が課題になっている。これらの問題は131Iが放出するβ線の細胞殺傷能力が十分でないことが要因のひとつであると考えられる。
一方、アスタチン−211(211At)は、β線より高い細胞殺傷能力があるα線を放出するRIであり、211At標識化合物またはアスタチン化物イオン(211At−)を用いたRI内用療法の開発が期待されている。

特許文献1は、ハロゲン化合物を含む組成物を開示し、ハロゲン化合物のうち1つとしてアスタチンを挙げている。しかし、アスタチン溶液やその製造方法は具体的に開示していない。
非特許文献1は、ラットにおいて211At投与後の生体内分布及び線量を測定した実験結果を開示している。211Atは、209Bi(α,2n)211At反応で製造したことを記載しているが、製造工程で還元剤を添加することは記載していない。
非特許文献2は、ヨウ化ナトリウム共輸送体を発現しているグリオーマ細胞に対するアスタチン化物インビトロ細胞毒性を測定した実験結果を開示している。211Atは、209Bi(α,2n)211At反応で製造し、単離した後、Na2SO3を添加したことを記載している。しかし、該文献では、還元剤の添加による放射化学的純度に対する効果は検討されていない。
非特許文献3は、胃がん乳がん肺がん前立腺がん大腸がん卵巣がん等で、NISの発現が認められることを記載している。

概要

本発明は、甲状腺疾患等の治療のためのRI内用療法等に用いることができるアスタチン溶液およびその製造方法の提供を課題とする。 本発明は、核反応によって得られた211Atを原料として、211At−(アスタチン化物イオン)を含む溶液を製造する方法であって、211Atに由来する不純物を含む溶液に、還元剤を添加する工程を含む、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液の製造方法;211At−(アスタチン化物イオン)を、30%以上の放射化学的純度で含む溶液を提供する。

目的

本発明は、甲状腺疾患等の治療のためのRI内用療法等に用いることができるアスタチン溶液およびその製造方法の提供を課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

核反応によって得られた211Atを原料として、211At−(アスタチン化物イオン)を含む溶液を製造する方法であって、211Atに由来する不純物を含む溶液に、還元剤を添加する工程を含む、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液の製造方法。

請求項2

還元剤が、生理的に許容される還元剤である、請求項1記載の方法。

請求項3

還元剤が、生理的に許容される有機還元剤である、請求項1記載の方法。

請求項4

還元剤が、アスコルビン酸、アスコルビン酸の塩、システイングルタチオンおよび硫酸鉄(II)からなる群から選択される還元剤である、請求項1記載の方法。

請求項5

還元剤が、アスコルビン酸またはアスコルビン酸ナトリウムである、請求項1記載の方法。

請求項6

さらに、pH調節剤または緩衝液を添加して中性または弱アルカリ性に調節する工程を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

211At−(アスタチン化物イオン)を、30%以上の放射化学的純度で含む溶液。

請求項8

請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法により製造された、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液。

技術分野

0001

本発明は、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

甲状腺がん甲状腺機能亢進症バセドウ氏病等)等の甲状腺疾患治療としてヨウ化ナトリウム(Na131I)を用いたラジオアイソトープRI内用療法が汎用されている。甲状腺ナトリウムヨウ共輸送体(sodium iodide symporter(以下、NISと略称する))を介してヨウ化物イオンを取り込むので、Na131Iを投与するとヨウ化物イオン(131I−)は甲状腺及び甲状腺がんに特異的に集積し、放出するβ線患部体内から照射して治療することができる。しかしながら、Na131Iを用いた内用療法では、患者には入院が必要であり、放射線管理のための特殊な病室に隔離され、再発に伴う複数回投与薬剤耐性出現に伴う治療中止が課題になっている。これらの問題は131Iが放出するβ線の細胞殺傷能力が十分でないことが要因のひとつであると考えられる。
一方、アスタチン−211(211At)は、β線より高い細胞殺傷能力があるα線を放出するRIであり、211At標識化合物またはアスタチン化物イオン(211At−)を用いたRI内用療法の開発が期待されている。

0003

特許文献1は、ハロゲン化合物を含む組成物を開示し、ハロゲン化合物のうち1つとしてアスタチンを挙げている。しかし、アスタチン溶液やその製造方法は具体的に開示していない。
非特許文献1は、ラットにおいて211At投与後の生体内分布及び線量を測定した実験結果を開示している。211Atは、209Bi(α,2n)211At反応で製造したことを記載しているが、製造工程で還元剤を添加することは記載していない。
非特許文献2は、ヨウ化ナトリウム共輸送体を発現しているグリオーマ細胞に対するアスタチン化物インビトロ細胞毒性を測定した実験結果を開示している。211Atは、209Bi(α,2n)211At反応で製造し、単離した後、Na2SO3を添加したことを記載している。しかし、該文献では、還元剤の添加による放射化学的純度に対する効果は検討されていない。
非特許文献3は、胃がん乳がん肺がん前立腺がん大腸がん卵巣がん等で、NISの発現が認められることを記載している。

0004

特表2017−507929号公報

先行技術

0005

Spetz J, et al., Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals, Volume 28, Number 9, 2013, 657-664
Carlin S, et al., The Journal of Nuclear Medicine, Vol. 44, No. 11, November 2003, 1827-1838
Atsushi Shiozaki, et al., Functional analysis and clinical significance of sodium iodide symporter expression in gastric cancer, Gastric Cancer, https://doi.org/10.1007/s10120-018-0874-2, published online: 06 September 2018

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、甲状腺疾患等の治療のためのRI内用療法等に用いることができるアスタチン溶液およびその製造方法の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

0007

211Atは、一般に、核反応により製造することができる。例えば、サイクロトロン等の加速器加速したヘリウムターゲット物質であるビスマス−209(209Bi)に照射し、209Bi(α,2n)211Atの核反応により、ターゲット物質中に211Atを製造し、211Atをターゲット物質から分離するために加熱蒸散させて水等の溶剤に溶解し、211At溶液として得る製造方法が知られている。
ところが、本発明者らが、鋭意研究を重ねたところ、上記のような従来の方法で製造した211At溶液は、放射化学的純度が低く(後述の試験例1参照)、かかる放射化学的純度が低い211At溶液は、ラットを用いたインビボの実験において甲状腺への放射能集積が弱い(後述の試験例7参照)という新知見を得た。
本発明者らは、該知見に基づきさらに検討したところ、211At溶液に、還元剤を添加することで、高い放射化学的純度の211At溶液を製造できること、さらに、該方法で製造した高い放射化学的純度の211At溶液は、従来の方法で製造したものに比較して、投与後の甲状腺への放射能集積が増強することを見出して、本発明を完成させた。

0008

すなわち、本発明は、下記を提供する。
[1]核反応によって得られた211Atを原料として、211At−(アスタチン化物イオン)を含む溶液を製造する方法であって、
211Atに由来する不純物を含む溶液に、還元剤を添加する工程を含む、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液の製造方法。
[2]還元剤が、生理的に許容される還元剤である、上記[1]記載の方法。
[2−1]還元剤が、有機還元剤または無機還元剤である、上記[2]記載の方法。
[2−2]無機還元剤が、硫酸鉄(II)である、上記[2−1]記載の方法。
[3]還元剤が、生理的に許容される有機還元剤である、上記[1]記載の方法。
[4]還元剤が、アスコルビン酸、アスコルビン酸の塩、システイングルタチオンおよび硫酸鉄(II)からなる群から選択される還元剤である、上記[1]記載の方法。
[5]還元剤が、アスコルビン酸またはアスコルビン酸ナトリウムである、上記[1]記載の方法。
[6]さらに、pH調節剤または緩衝液を添加して中性または弱アルカリ性に調節する工程を含む、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]211At−(アスタチン化物イオン)を、30%以上の放射化学的純度で含む溶液。
[8]上記[1]〜[6]のいずれかに記載の方法により製造された、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液。

発明の効果

0009

本発明の製造方法によれば、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液を製造することができる。
本発明の製造方法により製造される211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液は、甲状腺疾患の治療のためのRI内用療法等に有用である。
本発明の製造方法により製造される211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液は、胃がん、乳がん、肺がん、前立腺がん、大腸がん、卵巣がん等で、NISの発現が認められるものの治療のためのRI内用療法等に有用である。

図面の簡単な説明

0010

図1は、試験例1の結果を示す。
図2は、試験例2の結果を示す。
図3は、試験例3の結果を示す。
図4は、試験例4の結果を示す。
図5は、試験例5の結果を示す。
図6は、試験例6の結果を示す。
図7は、試験例8の結果を示す。
図8は、試験例9の結果を示す。
図9は、試験例10の結果を示す。
図10は、試験例11の結果を示す。
図11は、試験例12の結果を示す。

0011

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液の製造方法に関する。
本発明の方法は、211Atに由来する不純物を含む溶液(例えば、水溶液アルコール溶液(例えば、エタノール溶液)、アルコール水溶液(例えば、エタノール水溶液))(以下、211At原液という。)に、還元剤を添加する工程を含むことを特徴とする。
本明細書において、211Atに由来する不純物とは、目的化合物である211At−(アスタチン化物イオン)以外の、211Atに由来する化合物をいう。211Atに由来する不純物としては、例えば、アスタチンの酸化物(At+、AtO−、AtO2−、At(OH)、At(OH)2−)が挙げられる。
本発明において、211At原液に含まれる211Atに由来する不純物の含有量は特に限定されず、溶液全体放射能に対する211Atに由来する不純物の放射能が0%を超えて100%までのものを、本発明の211At原液として用いることができる。
従来の方法(例えば、後述の参考例1記載の方法)で得られた211At溶液(例えば、211At水溶液)は、211Atに由来する不純物を多く含んでおり、本発明の方法において211At原液として用いることができる。
211Atに由来する不純物は、例えば、後述の試験例1に記載の薄層クロマトグラフ法、またはこれに準じた方法により確認することができる。

0012

本発明の方法において用いる還元剤としては、生理的に許容される還元剤が好ましい。本発明において、生理的に許容されるとは、生理的に低毒性または無毒性であることをいう。
本発明の方法において用いる生理的に許容される還元剤としては、例えば、有機還元剤(例えば、アスコルビン酸、アスコルビン酸の塩(例えば、アスコルビン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との塩(例えば、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カルシウム))、システイン、グルタチオン、ゲンチジン酸グルコース等)、無機還元剤(例えば、硫酸鉄(II))が挙げられ、アスコルビン酸、アスコルビン酸の塩(例えば、アスコルビン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との塩(例えば、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カルシウム))、システイン、グルタチオンが好ましく、アスコルビン酸、アスコルビン酸の塩(例えば、アスコルビン酸とアルカリ金属またはアルカリ土類金属との塩(例えば、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸カルシウム))がより好ましく、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウムが特に好ましい。

0013

本発明の方法において、還元剤の使用量は、211Atに由来する不純物を含む溶液(すなわち、211At原液)に対して、最終濃度が通常0.1〜30重量%(w/v%)、好ましくは0.2〜10重量%、より好ましくは0.5〜5重量%になる量である。
本発明の方法において、還元剤の使用量は、211Atに由来する不純物を含む溶液(すなわち、211At原液)の211At放射能1MBqに対して、通常0.1〜100μmol、好ましくは0.2〜50μmol、より好ましくは1〜12μmolである。
本発明の方法においては、還元剤を添加し、混合することで、目的の211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度(例えば30%以上)で含む溶液(例えば、水溶液、アルコール溶液(例えば、エタノール溶液)、アルコール水溶液(例えば、エタノール水溶液))を得ることができる。還元剤は予め溶剤(例えば、水)に溶解して、還元剤溶液(例えば、水溶液)として添加してもよい。混合は公知の方法で行うことができる。溶液に窒素またはアルゴン等の不活性ガス通気し、空気や酸素との接触を遮断して混合すると還元剤の効力がより高く発揮される。
還元剤の添加、混合は、室温下で行われ、具体的には0〜40℃、好ましくは15〜30℃で行われる。混合時間は、例えば、5分〜2時間、特に、10〜30分間である。
目的の211At−(アスタチン化物イオン)の生成は、薄層クロマトグラフ法で確認できる。

0014

本発明の方法において、さらに、pH調節剤または緩衝液を添加して中性または弱アルカリ性に調節する工程を含むことが好ましい。中性または弱アルカリ性に調節することでアスタチンの揮発蒸散、酸化物の生成を防止することができる。該工程は公知の方法で行うことができる。pH調節剤は予め溶剤(例えば、水)に溶解して、pH調節剤溶液(例えば、水溶液)として添加してもよい。
本明細書において、中性または弱アルカリ性とは、通常pH5〜pH10、好ましくはpH6〜pH9、より好ましくはpH6.5〜pH8.5の範囲である。
用いる還元剤によって溶液が中性または弱アルカリ性になる場合は、pH調節剤または緩衝液の添加は不要である。

0015

本発明の方法において、pH調節剤または緩衝液は、医薬製剤に一般的に用いられるpH調節剤または緩衝液を用いることができる。例えば、炭酸水素ナトリウム塩酸水酸化ナトリウム等のpH調節剤、リン酸緩衝液酢酸緩衝液クエン酸緩衝液ホウ酸緩衝液等の緩衝液が挙げられ、炭酸水素ナトリウムが好ましい。
本発明において、pH調節剤または緩衝液の使用量は、中性または弱アルカリ性に調節することができる量を適宜選択することができる。

0016

本発明の方法において、還元剤を添加する工程、pH調節剤または緩衝液を添加して中性または弱アルカリ性に調節する工程の順は特に限定されない。また、還元剤とpH調節剤または緩衝液を同時に添加してもよい。アスタチンの揮発リスクの防止の点からは、pH調節剤または緩衝液を添加して中性または弱アルカリ性に調節する工程の後に、還元剤を添加する工程を行うことが好ましい。

0017

本発明の方法においては、上記した還元剤、pH調節剤、緩衝液の他にも、医薬製剤で一般に用いられる添加剤(例えば、注射用水生理食塩水アルコール等の溶剤、等張化剤界面活性剤甘味料香料着色剤安定化剤賦形剤)を添加する工程を含んでいてもよい。これら添加剤は、医薬製剤において慣用の量が用いられる。

0018

本発明の方法によって、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度(例えば、30%以上)で含む溶液(例えば、水溶液、アルコール溶液(例えば、エタノール溶液)、アルコール水溶液(例えば、エタノール水溶液))を製造することができる。

0019

本明細書において、放射化学的純度とは、溶液中の211At総放射能に対する211At−(アスタチン化物イオン)の放射能の割合(%)である。
本発明の方法によって得られる211At−(アスタチン化物イオン)を含む溶液の放射化学的純度は、通常30%以上、好ましくは50%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上、さらにより好ましくは95%以上、特に好ましくは100%である。
本発明における放射化学的純度は、例えば、後述の試験例1、試験例8に記載の薄層クロマトグラフ法、またはこれに準じた方法により確認することができる。

0020

本発明の方法の態様としては、例えば、以下が挙げられる。
(1)211At溶液(211At原液)に、還元剤(例えば、アスコルビン酸)、pH調節剤(例えば、炭酸水素ナトリウム)、及び必要により注射用水を加え、混合して、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液を得る。
(2)211At溶液(211At原液)に、還元剤(例えば、アスコルビン酸ナトリウム)、及び必要により注射用水を加え、混合して、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液を得る。

0021

本発明はまた、上記した本発明の製造方法により得られる、211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度(例えば、30%以上)で含む溶液(例えば、水溶液、アルコール溶液(例えば、エタノール溶液)、例えばアルコール水溶液(例えば、エタノール水溶液))(以下、本発明の高純度211At−含有溶液と記載する場合がある。)に関する。放射化学的純度の定義、好ましい範囲は上記と同様である。
本発明の高純度211At−含有溶液は、製造工程で添加した還元剤、pH調節剤、緩衝液等が含まれていてもよく、これらを分離せずにそのまま対象に投与することができる。また、本発明の高純度211At−含有溶液は、さらに医薬製剤で一般に用いられる添加剤を含んでいてもよい。

0022

本発明の高純度211At−含有溶液は、ヒト及び哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ウサギネコイヌウシウマサル)に対して、例えば、甲状腺疾患(例えば、甲状腺がん、甲状腺機能亢進症(バセドウ氏病)等)、甲状腺がん転移巣の治療、診断(特にRI内用療法)に用いることができる。本発明の高純度211At−含有溶液は、甲状腺がん以外であっても、NISが著明に発現しているがん(例えば、胃がん、乳がん、肺がん、前立腺がん、大腸がん、卵巣がん等)の治療、診断(特にRI内用療法)にも用いることができる。
本発明の高純度211At−含有溶液を用いるRI内用療法では、患者に投与後、患部に集積した211Atが放出するα線の照射により患部を治療することができる。
本発明の高純度211At−含有溶液は、経口的、または非経口的(静脈内注射点滴等)に、安全に投与することができる。

0023

本発明の高純度211At−含有溶液の投与量は、投与対象投与経路、疾患等により異なる。例えば、成人に対し、甲状腺がんの治療に用いる場合、211At−(アスタチン化物イオン)の投与量が、1MBq〜20GBqである。

0024

以下、実施例、試験例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例中、溶液中の成分濃度を示す%は、重量%(w/v%)を示す。

0025

参考例1:211At水溶液の調製
サイクロトロンで加速したヘリウム(28MeV,1−2μA)をターゲット物質であるビスマス−209(209Bi)に照射し、209Bi(α,2n)211Atの核反応により、ターゲット物質中にアスタチン−211(211At)を製造した。照射後、ターゲット物質は電熱器内で800℃に加熱して溶解し、ターゲット物質から蒸散する211Atを小量の水(0.1〜2mL)に溶解して211At水溶液を調製した。この211At水溶液の調製時の放射能は5〜25MBqであった。

0026

参考例2:炭酸水素ナトリウム添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mL(14MBq)に注射用水0.5mLおよび7%炭酸水素ナトリウム水溶液0.8mLを順に加え、室温で30分間混合して、炭酸水素ナトリウム添加211At水溶液(pH7.5−9.0)を調製した。

0027

実施例1:0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mL(25MBq)に注射用水0.5mL、7%炭酸水素ナトリウム水溶液0.8mLおよび2%アスコルビン酸水溶液1.2mLを順に加え、室温で30分間混合して、0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液(pH7.5−9.0)を調製した。

0028

試験例1:放射化学的純度の分析
実施例1で調製した0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液、参考例1で調製した211At水溶液、参考例2で調製した炭酸水素ナトリウム添加211At水溶液、および比較対照としてNa123I水溶液(富士RIファーマ社製)の放射化学的純度を、薄層クロマトグラフ法(TLC)により、以下の方法で分析した。
試料は、薄層板(G60、メルク社製)の原線(Origin)に2μL塗布し、アセトニトリル:水:トリフルオロ酢酸(67:33:0.5)混合溶液展開溶媒として展開し、イメージングプレート(BAS IP、GE Healthcare社)に露光したのち、バイオイメージング装置(TYPHOON7000、GE Healthcare社製)で薄層板上の放射能の分布割合(%)を測定した。結果を図1に示す。
実施例1の0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液(図1中(a))では、Rf=0.82の位置に211At−アスタチン化物イオン(211At−)に相当する放射能スポットが放射化学的純度100%で検出された。この放射能スポットが211At−であることは、同条件で実施したNa123I水溶液の123I−ヨウ化物イオン(123I−)の放射能スポット(図1中(d)のRf値=0.86)から類推して妥当であると判断した。これに対して、参考例1の211At水溶液(図1中(b))および参考例2の炭酸水素ナトリウム添加211At水溶液(図1中(c))では、211At−の放射化学的純度はいずれも20%以下で、大部分の放射能は原点付近溶媒先端(Front)付近に複数の放射性不純物として検出された。以上の結果から、211At水溶液にアスコルビン酸を添加すると、高純度の211At−が生成することが示された。

0029

実施例2〜5:0.25〜2%アスコルビン酸添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mLに、適量の注射用水、7%炭酸水素ナトリウム水溶液および4%アスコルビン酸水溶液を加え、室温で30分間混合して、最終濃度が0.25%(実施例2)、0.5%(実施例3)、1%(実施例4)または2%(実施例5)のアスコルビン酸添加211At水溶液(pH7.5−9.0)をそれぞれ調製した。211Atの最終放射能濃度はいずれも10MBq/mLに統一した。

0030

試験例2:アスコルビン酸濃度(0.25〜2%)の効果の検討
実施例2〜5のアスコルビン酸添加211At水溶液の放射化学的純度を、試験例1と同様の方法で、TLCにより分析した。結果を図2に示す。
アスコルビン酸無添加時(試験例1の211At水溶液)は211At−の放射化学的純度が20%であったのに対し、アスコルビン酸濃度が0.25%のときは211At−の放射化学的純度が53.8%に増加し、更にアスコルビン酸濃度が0.5%以上のときは211At−の放射化学的純度が95%以上であった。

0031

実施例6:1%アスコルビン酸ナトリウム添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mL(2MBq)に2%アスコルビン酸ナトリウム水溶液0.1mLを加え、室温で30分間混合して、1%アスコルビン酸ナトリウム添加211At水溶液(pH5−7)を調製した。

0032

試験例3:放射化学的純度の分析
実施例6の1%アスコルビン酸ナトリウム添加211At水溶液の放射化学的純度を、試験例1と同様の方法で、TLCにより分析した。結果を図3に示す。
211At−(Rf=0.93)の放射化学的純度は92.4%であった。アスコルビン酸ナトリウムは、アスコルビン酸と同様に高純度の211At−を生成させるのに有効であることがわかった。

0033

実施例7:1%システイン添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mL(4MBq)に、注射用水0.05mL、7%炭酸水素ナトリウム水溶液0.1mLおよび2%システイン水溶液0.25mLを加え、室温で30分間混合して、1%システイン添加211At水溶液(pH7−9)を調製した。

0034

試験例4:放射化学的純度の分析
実施例7の1%システイン添加211At水溶液の放射化学的純度を、試験例1と同様の方法で、TLCにより分析した。結果を図4に示す。
211At−(Rf=0.89)の放射化学的純度は100%であった。システインは、アスコルビン酸と同様に高純度の211At−を生成させるのに有効であることがわかった。

0035

実施例8:1%グルタチオン添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液0.1mL(4MBq)に、注射用水0.05mL、7%炭酸水素ナトリウム水溶液0.1mLおよび2%グルタチオン水溶液0.25mLを加え、室温で30分間混合して、1%グルタチオン添加211At水溶液(pH7−9)を調製した。

0036

試験例5:放射化学的純度の分析
実施例8の1%グルタチオン添加211At水溶液の放射化学的純度を、試験例1と同様の方法で、TLCにより分析した。結果を図5に示す。
211At−(Rf=0.93)の放射化学的純度は86.2%であった。グルタチオンは、アスコルビン酸と同様に高純度の211At−を生成させるのに有効であることがわかった。

0037

試験例6:正常ラットのプラナーイメージング
ヨード食を2週間給餌した正常ラット(Wistar rat、雄、3ヶ月齢)を実験に供した。このラットをイソフルラン麻酔し、実施例1で調製した0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液(約3MBq/匹)を尾静脈内に投与した(n=3)。また対照群として同様に処置したラットに参考例1で調製した211At水溶液(約5MBq/匹)を投与した(n=3)。ラットは、投与後30分、3時間、6時間および24時間点で麻酔し、ガンマカメラシーメンス社製、E.CAM)によりプラナー像平面像)を撮像した。撮像時間は、投与後30分〜6時間点の場合は10分間、投与後24時間点の場合は20分間とした。図6にプラナー・イメージングの結果を示す。
図6において、上段(a)のアスコルビン酸群(0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液投与群)では、下段(b)の対照群(211At水溶液投与群)に比べて、被験液の投与後早期(30分点)から甲状腺に強い放射能集積を認め、24時間点まで経時的に放射能集積が増強した。甲状腺以外では、への集積と尿路系膀胱)への排泄が示された。(b)の対照群では、甲状腺の放射能集積はやや弱く、胃に放射能が滞留する様相が示された。以上の結果から、アスコルビン酸の添加により高純度に調製された211At−水溶液をラットに投与すると、甲状腺への放射能集積が増強され、一方、胃への非特異的な集積が低減されることが示唆された。

0038

試験例7:正常ラット体内分布試験
試験例6で述べた投与後24時間点の撮像を終了した後、アスコルビン酸群(0.9%アスコルビン酸添加211At水溶液投与群)および対照群(211At水溶液投与群)のラットを解剖し、甲状腺、胃およびその他主要臓器摘出した。摘出した各臓器は、微量天秤湿重量を測定し、ガンマカウンタパーキンエルマー社製、2480WIZARD2)で放射能を測定した。表1に正常ラット体内分布試験結果(臓器重量当たりの放射能カウント)を示す。いずれの群でも、甲状腺の放射能カウントは、他の臓器よりも10倍以上大きかった。また、アスコルビン酸群の甲状腺の放射能カウントは、対照群の甲状腺の放射能カウントよりも約4倍大きかった。一方、胃、脾臓および肝臓の放射能カウントは、アスコルビン酸群よりも対照群のほうが大きかった。
表1の値から甲状腺とその他臓器の単位重量当たりの放射能カウント比を算出した結果を表2に示す。アスコルビン酸群および対照群のいずれも甲状腺とその他主要臓器の放射能カウント比は19.3倍〜2755.6倍の高い値を示した。さらに、甲状腺/胃比は、アスコルビン酸群のほうが対照群より4.9倍高かった。以上の結果から、アスコルビン酸の添加により高純度に調製された211At−水溶液をラットに投与すると、甲状腺への放射能集積が増強され、胃やその他臓器への非特異的な集積が低減されることが示唆された。すなわち、アスコルビン酸添加211At水溶液は、甲状腺がんの治療効果を高めると共に、胃を始めとするその他臓器への被曝を低減させ、より安全に治療を行えることが示唆された。

0039

0040

0041

実施例9〜12:還元剤添加211At水溶液の調製
参考例1で調製した211At水溶液を水で希釈して調製した粗精製211At水溶液0.1mL(約1MBq)に2%の還元剤(アスコルビン酸、システイン、グルタチオン又は硫酸鉄(II))水溶液0.1mLを加え、室温下で1時間混合して、還元剤の最終濃度が1%の、アスコルビン酸添加211At水溶液(実施例9)、システイン添加211At水溶液(実施例10)、グルタチオン添加211At水溶液(実施例11)、硫酸鉄(II)添加211At水溶液(実施例12)を調製した。

0042

試験例8:放射化学的純度の分析:種々の還元剤添加の効果
粗精製211At水溶液、及び実施例9〜12で調製した還元剤添加211At水溶液を、TLC(薄層板:シリカゲルG60F254(メルク製)、溶媒:アセトニトリル・水・トリフルオロ酢酸(67/33/0.1))で分析した(図7)。211At−(アスタチン化物イオン)の放射化学的純度は、アスコルビン酸を用いたときが最も高く(95.7%)、次いでシステイン、グルタチオン、硫酸鉄(II)の順だった。

0043

試験例9:K1細胞(ヒト甲状腺がん細胞)およびK1−NIS細胞(NIS発現K1細胞)による211Atの細胞内取り込み量の比較
96穴プレートにK1細胞(ヒト甲状腺がん細胞)およびK1−NIS細胞(NIS発現K1細胞)をそれぞれ1x105個ずつ播き、211At水溶液10μL(約10kBq)を添加した。この細胞を37℃で5分、30分及び60分培養した後、0.1N NaOHで細胞を溶解して細胞内の放射能をガンマカウンター(2480 Wizard2, Perkin Elmer)で測定した。タンパク量はBCAプロテイン定量キット(富士フィルム)およびプレートリーダー(Thermo Fisher)で測定した。図8に示すように、211AtはK1−NIS細胞内に取り込まれたが、K1細胞には取り込まれなかった。211Atは、NISを介して特異的に細胞に取り込まれることが示された。

0044

試験例10:甲状腺がん細胞(K1−NIS)による211At−AA(+)及び211At−AA(−)の経時的な取り込み量の変化
参考例1で調製した211At水溶液を水で希釈してアスコルビン酸未添加アスタチン水溶液(211At−AA(−),1MBq/mL)を調製した。また参考例1で調製した211At水溶液を水で希釈し、さらにアスコルビン酸を最終濃度が1%になるように加えてアスコルビン酸添加アスタチン水溶液(211At−AA(+),1MBq/mL)を調製した。
96穴プレートにK1−NIS細胞(NIS発現K1細胞)を1x105個ずつ播き、アスコルビン酸添加アスタチン水溶液(211At−AA(+))又はアスコルビン酸未添加アスタチン水溶液(211At−AA(−))10μL(約10kBq)を添加した。この細胞を37℃で5分、30分又は60分培養した後、0.1N NaOHで細胞を溶解して細胞内の放射能をガンマカウンター(2480 Wizard2,Perkin Elmer)で測定した。タンパク量はBCAプロテイン定量キット(富士フィルム)およびプレートリーダー(Thermo Fisher)で測定した。図9に示すように、211At−AA(+)のK1−NIS細胞内への取り込み量は経時的に増加し、AA(−)の細胞取り込み量の約2倍に達した(60分後)。すなわち211At水溶液にアスコルビン酸を添加すると、細胞の211At取り込み量が増加することが示された。

0045

試験例11:211At−AA(+)による甲状腺がん細胞(K1−NIS)移植マウスのSPECTイメージング
参考例1で調製した211At水溶液を水で希釈し、さらにアスコルビン酸を最終濃度が1%になるように加えて211At−AA(+)水溶液を調製した。
CIDマウスの皮下にK1−NIS細胞1x107個を注入して甲状腺がん移植マウスを作製した。このマウスに211At−AA(+)水溶液1MBqを静注し、3時間後および24時間後にSPECTカメラ(E-cam, Siemens)で撮像した。腫瘍部位は、いずれの時間点においても明瞭に描出された(図10)。腫瘍部位の放射能集積率は22.5±10.4%(3時間後)および12.9±6.8%(24時間後)であった。また胃にも弱い生理的な放射能集積が認められた。本結果は、211At−AA(+)が甲状腺がんを始めとするNIS発現腫瘍の診断および治療に有用であることを示唆するものである。

実施例

0046

試験例12:211At−AA(+)水溶液による甲状腺がん細胞(K1−NIS)移植マウスの治療:0.1MBq、0.4MBqおよび1MBqの1回静注後の経時的な腫場サイズ変化と体重変化
参考例1で調製した211At水溶液を水で希釈し、さらにアスコルビン酸を最終濃度が1%になるように加えて211At−AA(+)水溶液を調製した。
SCIDマウスの皮下にK1−NIS細胞1x107個を注入して甲状腺がん移植マウスを作製した。このマウスに211At−AA(+)水溶液0.1MBq、0.4MBqおよび1MBqを1回静注し、腫瘍サイズと体重の変化を60日間にわたり計測した(n=6)。図11a(図11左図)に示すように、無処置群(control)では腫瘍サイズが経時的に増加したが、211Atの1MBq静注群では、約40日間にわたり腫瘍の縮小又は増殖抑制効果が示された。また腫瘍の増殖抑制効果は、211Atの放射能量に依存した。図11b(図11右図)に示すように、1MBq静注群では初期一過性体重減少を認めたが、その後回復した。0.1MBq群および0.4MBq群の体重は、対照群に比べて大きな差異を認めなかった。

0047

本発明によれば、甲状腺疾患等の治療のためのRI内用療法等に有用な211At−(アスタチン化物イオン)を高い放射化学的純度で含む溶液を提供できる。

0048

本出願は、日本で出願された特願2017−255109を基礎としており、その内容は本明細書にすべて包含されるものである。

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