JP5179811B2 - ウラシル化合物又はその塩、これらを有効成分として含有するイメージング剤、およびこれらを有効成分として含有する腫瘍診断をするためのイメージング剤 - Google Patents

Description

本発明は、チミジンホスホリラーゼ標的放射性同位元素標識をしたウラシル化合物又はその塩、これらを有効成分として含有するイメージング剤、およびこれらを有効成分として含有する腫瘍診断をするためのイメージング剤の技術分野に属するものである。

核医学診断法は、微量の放射線を出す放射性医薬品を体内に投与することにより、生体の様々な機能を、非侵襲的に画像化、定量化できる特徴を有する最先端の画像診断法である。この核医学診断法は、用いられる放射線の性質に基づき、ポジトロン(陽電子)放出核種によるＰｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（以下「ＰＥＴ」という）と、γ線などのシングルフォトン放出核種によるシングルフォトンＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：以下「ＳＰＥＣＴ」という）の二つに分類されている。
ところで、悪性腫瘍の診断を目的とした核医学診断として［^１８Ｆ］フルオロデオキシグルコース（［^１８Ｆ］ｆｌｕｏｒｏｄｅｏｘｙｇｌｕｃｏｓｅ：以下「［^１８Ｆ］ＦＤＧ」という）を用いる検査手法（ＦＤＧ−ＰＥＴ）が知られている。この検査法は、我が国において２００２年４月から保険適用が認められたこともあり、腫瘍核医学で広く用いられている。ＦＤＧ−ＰＥＴでは、投与された［^１８Ｆ］ＦＤＧは、細胞内に取り込まれ、メタボリックトラッピングされ、糖代謝の活発な細胞に強く集積することを利用し、糖代謝を評価するものである。すなわち、多くの腫瘍細胞は糖代謝が活発なためブドウ糖類似物質である［^１８Ｆ］ＦＤＧが強く集積し、糖代謝の低い全身組織とのコントラストで高感度の診断が可能となる。しかしながら、最近の研究により、［^１８Ｆ］ＦＤＧは、悪性腫瘍への高い集積性を示すが、一部良性疾患にも集積することが明らかとなり、本検査による腫瘍鑑別診断には限界があることも指摘され始めている（例えば非特許文献１参照）。
また、尿路系の腫瘍は、尿に排泄された［^１８Ｆ］ＦＤＧと紛れて判定が困難なことや、肝癌、胃癌、前立腺癌等のように［^１８Ｆ］ＦＤＧが集積しない部位では診断率（有効性）が低いことも報告されてきている。そのため［^１８Ｆ］ＦＤＧに続く新たな腫瘍診断のためのイメージング剤の開発が切望されている。 ところで腫瘍が増殖するためには、栄養の供給源として血管新生が必須である。近年、固形腫瘍に対するあらたな治療法として、腫瘍増殖における血管新生因子（ＶＥＧＦ、ＥＧＦ、ＦＧＦ、ＴＮＦ、ＰＤ−ＥＣＧＦ等）を標的として腫瘍血管新生を抑制することにより、腫瘍の発育や転移を抑制しようとする試みが注目されている（非特許文献２参照）。
血管新生因子のひとつである血小板由来血管内皮細胞増殖因子（ＰＤ−ＥＣＧＦ）は、近年、秋山らによってチミジンホスホリラーゼ（ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ（以下「ＴＰ」という）と同一タンパクであること、さらにその酵素活性は、腫瘍の血管新生、浸潤、転移と密接に関連していることが明らかとなった（非特許文献３参照）。
ＴＰは、チミジン（ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ）からチミン（ｔｈｙｍｉｎｅ）とα−Ｄ−２−デオキシリボース−１−フォスフェイト（α−Ｄ−２−ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｓｅ−１−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）へ可逆的に加リン酸分解を触媒する酵素であり、さらにＴＰは、抗癌剤である５−フルオロウラシル（５−ｆｌｕｏｒｏｕｒａｃｉｌ）や５−デオキシフルオロウリジン（５−ｄｅｏｘｙｆｌｕｏｒｏｕｒｉｄｉｎｅ）といったフルオロピリミジン系化合物の活性化にも関与する。しかもＴＰは正常組織に比べ食道、胃、膵臓、大腸、肺、膀胱、卵巣、乳房、腎臓といった固形腫瘍において高レベルで発現している。
なお、ＴＰ阻害作用を有するものとしてピリミジン環を基本骨格とした多くのＴＰ阻害作用を有する核酸誘導体が開発されている。そしてこのものにおいて、５位にクロル基、６位にアミノ基を有するウラシル類が見出されて以来、多くのウラシル類が知られるようになり、これらの中でも５−ブロモ−６−［（２−イミノイミダゾリジニル）メチル］ウラシル ハイドロブロマイドは強力なＴＰ阻害剤として知られている（非特許文献４参照）。しかしながら、これらのようなＴＰ阻害剤が、腫瘍特異的に集積することは知られていない。
Ｉｃｈｉｙａ Ｙ．，Ｋｕｗａｂａｒａ Ｙ．，Ｓａｓａｋｉ Ｍ．，Ｙｏｓｉｄａ Ｔ．，Ａｋａｓｈｉ Ｙ．，Ｍｕｒａｙａｍａ Ｓ．，Ｎａｋａｍｕｒａ Ｋ．，Ｆｕｋｕｍｕｒａ Ｔ．，Ｍａｓｕｄａ Ｋ．ＦＤＧ−ＰＥＴ ｉｎ ｉｎｆｅｃｔｉｏｕｓ：Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｌｅｓｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｙ．Ａｎｎ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．１０（２），１８５−１９１（１９９６）． Ｒａｙｍｏｎｄ Ｗ．，Ｋｌｅｃｋｅｒ Ｊｒ．，Ｊｅｒｒｙ Ｍ．Ｃｏｌｌｉｎｓ．Ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ ａｓ ａ ｔａｒｇｅｔ ｆｏｒ ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ｔｈｅｒａｐｙ ｗｉｔｈ ｔｈｙｍｉｎｅ ａｎａｌｏｇｓ．Ｃａｎｃｅｒ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．４８，４０７−４１２（２００１）． Ｈａｒａｇｕｃｈｉ Ｍ．，Ｍｉｙａｄｅｒａ Ｋ．，Ｕｅｍｕｒａ Ｋ．，Ｓｕｍｉｚａｗａ Ｔ．，Ｆｕｒｕｋａｗａ Ｔ．，Ｙａｍａｄａ Ｋａｚｕｔａｋａ．，Ａｋｉｙａｍａ Ｓ．，Ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｎｚｙｍｅｓ．Ｎａｔｕｒｅ．３６８，１９８（１９９４）． Ｙａｎｏ Ｓ．，Ｋａｚｕｎｏ Ｈ．，Ｓａｔｏ Ｔ．， Ｓｕｚｕｋｉ Ｎ．，Ｅｍｕｒａ Ｔ．，Ｋｏｎｓｔａｎｔｙ Ｗｉｅｒｚｂａ，Ｙａｍａｓｉｔａ Ｊ．，Ｔａｄａ Ｙ．，Ｙａｍａｄａ Ｙ．，Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ Ｍ．，Ａｓａｏ Ｔ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ６−ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｂｒｉｄｇｅｄ ｕｒａｃｉｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ，Ｐａｒｔ２：Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｎｏｖｅｌ ｏｒａｌｌｙ ａｃｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ．Ｂｉｏｏｒｇ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．１２，３４４３−３４５０（２００４）．

本発明は放射性同位元素標識化合物及びそれを有効成分として含有する腫瘍診断用イメージング剤を提供することを目的とする。

本発明者らは、次の一般式（Ｉ）で表されるウラシル化合物又はその塩について、後述するように具体的な放射性同位元素標識化合物を合成して検討したところ、ヒト皮膚がん細胞（Ａ４３１）を用いたｉｎ ｖｉｖｏでの取り込み実験で、腫瘍特異的な顕著な取り込みが起こることを明らかにした。これらの知見から斯かる標識化合物は、腫瘍診断、治療効果予測、予後の推定をするためイメージング剤として有用であることを見出し、本発明を完成させた。
また、下記一般式（Ｉ）で表されるウラシル化合物又はその塩は、腫瘍に特異的な強い集積性を示すことを利用し、放射される放射線の種類、エネルギー、半減期等により、適切な核種を選択すれば腫瘍に対する内用放射線治療剤としても有用である。

［式中、Ｒ^１は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は低級アルキル基を示し；Ｒ^２はＯ又はＮＨを示す。］
すなわち、本発明は次のものである。
請求項１の発明は、
放射性同位元素により標識された下記一般式（Ｉ）

［式中、Ｒ^１は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は低級アルキル基を示し；Ｒ^２はＯ又はＮＨを示す。］で表されるウラシル化合物又はその塩であって、
放射性同位元素による標識部位が一般式（Ｉ）中、Ｒ ^１ で示される基、２位および／または２’位であって、
Ｒ ^１ で示される基を標識する放射性同位元素が ^１８ Ｆ、 ^３４ｍ Ｃｌ、 ^７６ Ｂｒ、 ^１２３ Ｉ、 ^１２４ Ｉ、 ^１２５ Ｉ及び ^１３１ Ｉよりなる群から選ばれる放射性ハロゲンであり、
２位および／または２’位を標識する放射性同位元素が ^１１ Ｃであることを特徴とするウラシル化合物又はその塩である。
請求項２の発明は、ウラシル化合物又はその塩が、［^１２３Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２４Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２５Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１３１Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１８F］５−フルオロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル又は［２−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシルであることを特徴とする請求項１記載のウラシル化合物又はその塩である。
請求項３の発明は、請求項１または２記載のウラシル化合物又はその塩を有効成分として含有するイメージング剤である。
請求項４の初類は、請求項１乃至３の何れか１記載のウラシル化合物又はその塩を有効成分として含有する腫瘍診断をするためのイメージング剤である。

本発明のウラシル化合物又はその塩は、腫瘍特異的に顕著に集積することから、腫瘍のイメージング剤として極めて有用である。また、本発明のイメージング剤は、腫瘍の診断のみならず、治療方針の決定、治療効果の予測、予後の推定に対しても有力な生化学情報を提供し、がん治療戦略に寄与するものである。

本発明のウラシル化合物又はその塩は、一般式（Ｉ）で表されるウラシル化合物又はその塩を放射性同位元素で標識したものである。一般式（Ｉ）で表されるウラシル化合物又はその塩は、チミジンホスホリラーゼを標的として酵素活性を阻害することが知られており、また、その活性阻害により抗腫瘍効果を奏することが知られている（特許第３０８８７５７号公報）。しかし、一般式（Ｉ）で表されるウラシル化合物又はその塩が、腫瘍特異的に集積することは知られていない。

一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示される低級アルキル基としては、炭素数１〜４の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基が挙げられ、中でもメチル基が好ましい。

本発明における放射性同位元素は特に制限はないが、半減期と放射線の性質との関係から^１１Ｃ、^１５Ｏ、^１３Ｎ、^１８Ｆ、^３４ｍＣｌ、^７６Ｂｒ、^１２３Ｉ、^１２４Ｉ、^１２５Ｉ及び^１３１Ｉ等が用いられる。
本発明における放射性同位元素による標識部位は、標識できる部位であれば特に制限はないが、製造の容易さなどから、一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示される基、２位及び２’位が好ましい。一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示される基を標識する場合の放射性同位元素としては、^１８Ｆ、^３４ｍＣｌ、^７６Ｂｒ、^１２３Ｉ、^１２４Ｉ、^１２５Ｉ及び^１３１Ｉが好ましく、２位を標識する場合の放射性同位元素としては、^１１Ｃが好ましく、２’位を標識する場合の放射性同位元素としては、^１１Ｃが好ましい。

本発明における具体的なウラシル化合物又はその塩としては、［^１２３Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２４Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２５Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１３１Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１８F］５−フルオロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル］ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル］ウラシル、［２−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシルが挙げられる。

本発明のウラシル化合物の塩としては、薬学的に許容される塩であれば特に制限はなく、薬学的に許容される酸を作用させた酸付加塩が好ましい。斯かる酸付加塩としては、例えば塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸等の無機酸との塩；シュウ酸、マレイン酸、フマール酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、酢酸、ｐ−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸等の有機酸との塩が例示でき、塩酸との塩が好ましい。

本発明のウラシル化合物又はその塩は、通常公知の方法で製造することができ、具体的には、例えば以下の［Ａ］〜［Ｅ］法により製造することができる。

［Ａ法］

Ａ法では、化学式（ＩＩ）で表される化合物と放射性標識されたハロゲン化剤を適当な溶媒中で反応させ、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物（一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示される基が放射性ハロゲン原子であり、Ｒ^２で示される基がＮＨであるウラシル化合物）を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；酢酸、ぎ酸、濃硫酸、水等が例示できる。
ハロゲン化剤としては、^１８Ｆ、^３４ｍＣｌ、^７６Ｂｒ、^１２３Ｉ、^１２４Ｉ、^１２５Ｉ又は^１３１Ｉ等の放射性ハロゲン原子を含む化合物であれば制限はなく、斯かる化合物としては、フッ素、Ｎ−フルオロコハク酸イミド、塩素、Ｎ−クロロコハク酸イミド、塩化スルフリル、次亜塩素酸ソーダ、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、ピリジニウムブロミドパーブロミド、ヨウ素、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、及びヨードゲン、クロラミンＴ、Ｎ−クロロコハク酸イミド、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、濃硝酸等の酸化剤共存下のヨウ化ナトリウム等が挙げられる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は０．５〜２４時間であり、好ましくは１〜１２時間である。この反応においては、化学式（ＩＩ）で表される化合物１モルに対してハロゲン化剤を１〜３モル当量使用するのが好ましい。
なお、本反応の出発物質である化学式（ＩＩ）で表される化合物は、例えば、特許第３０８８７５７公報記載の方法に準じて製造することができる。

［Ｂ法（１）］

Ｂ法（１）では、化学式（ＩＶ）で表される化合物と放射性標識されたハロゲン化剤を適当な溶媒中で反応させ、一般式（Ｖ）で表される化合物を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルリン酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；酢酸、ぎ酸、濃硫酸、水等が例示できる。
ハロゲン化剤としては、^１８Ｆ、^３４ｍＣｌ、^７６Ｂｒ、^１２３Ｉ、^１２４Ｉ、^１２５Ｉ又は^１３１Ｉ等の放射性ハロゲン原子を含む化合物であれば制限はなく、例えば、フッ素、Ｎ−フルオロコハク酸イミド、塩素、Ｎ−クロロコハク酸イミド、塩化スルフリル、次亜塩素酸ソーダ、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、ピリジニウムブロミドパーブロミド、ヨウ素、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、及びヨードゲン、クロラミンＴ、Ｎ−クロロコハク酸イミド、Ｎ−ブロモコハク酸イミド、濃硝酸等の酸化剤共存下のヨウ化ナトリウム等が挙げられる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は０．５〜４８時間であり、好ましくは１〜１２時間である。この反応においては、化学式（ＩＶ）で表される化合物１モルに対してハロゲン化剤を１〜３モル当量使用するのが好ましい。
なお、本反応の出発物質である化学式（ＩＶ）で表される化合物は、例えば、特許第３０８８７５７号公報記載の方法に準じて製造することができる。

［Ｂ法（２）］

Ｂ法（２）では、化学式（ＶＩ）で表される放射性標識された化合物とトリホスゲンを適当な溶媒中で反応させ、一般式（ＶＩＩ）で表される化合物（一般式（Ｉ）中、Ｒ^１で示される基が放射性ハロゲン原子であり、Ｒ^２で示される基がＯであるウラシル化合物）を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、クロルベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性溶媒；テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、エーテル等のエーテル類；ｔ−ブタノール等のアルコール類等が例示できる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は１〜１２０分間であり、好ましくは２〜３０分間である。この反応においては、化学式（ＶＩ）で表される化合物１モルに対してトリホスゲンを０．１〜１０．０モル当量使用するのが好ましい。

［Ｃ法］

Ｃ法では、一般式（ＶＩＩＩ）で表される化合物と［^１１Ｃ］ホスゲンを適当な溶媒中で反応させ、一般式（ＩＸ）で表される化合物（一般式（Ｉ）中、２’位が［^１１Ｃ］であり、Ｒ^２で示される基がＯであるウラシル化合物）を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、クロルベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性溶媒；テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、エーテル等のエーテル類；ｔ−ブタノール等のアルコール類等が例示できる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は１〜６０分間であり、好ましくは１〜２０分間である。
なお、［^１１Ｃ］ホスゲンは、例えば、Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．，２００２．Ａｐｒ；２９（３）：３４５−５０．に記載の方法に準じて製造することができる。

［Ｄ法］

Ｄ法では、一般式（Ｘ）で表される化合物と［^１１Ｃ］ホスゲンを適当な溶媒中で反応させ、一般式（ＸＩ）で表される化合物（一般式（Ｉ）中、２位が［^１１Ｃ］であり、Ｒ^２で示される基がＮＨであるウラシル化合物）を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、クロルベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性溶媒；テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、エーテル等のエーテル類；ｔ−ブタノール等のアルコール類等が例示できる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は１〜６０分間であり、好ましくは１〜２０分間である。 なお、本反応の出発物質である一般式（Ｘ）で表される化合物は、特開２００５−３３６１７９号公報または特許第３０８８７５７号公報に記載の方法に準じて製造することができる。

［Ｅ法］

Ｅ法では、一般式（ＸＩＩ）で表される化合物と［^１１Ｃ］ホスゲンを適当な溶媒中で反応させ、一般式（ＸＩＩＩ）で表される化合物（一般式（Ｉ）中、２位が［^１１Ｃ］であり、Ｒ^２で示される基がＯであるウラシル化合物）を製造する。
反応で用いる溶媒としては、反応に関与しないものであれば特に制限はなく、例えばベンゼン、クロルベンゼン、トルエン、ジクロロメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の非プロトン性溶媒；テトラヒドロフラン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキサン、エーテル等のエーテル類；ｔ−ブタノール等のアルコール類等が例示できる。
反応温度は０℃から溶媒の沸点程度であり、好ましくは０〜８０℃である。反応時間は１〜６０分間であり、好ましくは１〜２０分間である。 なお、本反応の出発物質である一般式（ＸＩＩ）で表される化合物は、特開２００５−３３６１７９号公報または特許第３０８８７５７号公報に記載の方法に準じて製造することができる。

上記各反応により製造した本発明のウラシル化合物又はその塩は、通常公知の分離精製手段、例えば濃縮、溶媒抽出、濾過、再結晶、各種ＨＰＬＣ等を用いることにより精製可能である。

本発明のウラシル化合物又はその塩は、ＴＰ発現に基づき腫瘍特異的な顕著な取り込みを示す。従って、ＰＥＴやＳＰＥＣＴ等の核医学検査技術を用いて本発明化合物から放出される陽電子と周囲の電子との合体による消滅放射線やγ線を検出することにより、腫瘍のイメージングが可能である。

本発明のイメージング剤で診断できる腫瘍は、ＴＰが発現している腫瘍であれば特に制限はなく、食道、胃、膵臓、大腸、肺、膀胱、卵巣、乳房、腎臓、皮膚、子宮等が例示できる。また、ＴＰは５−フルオロウラシル等のフルオロピリミジン系化合物の活性化に関与していることから、本発明のイメージング剤は、フルオロピリミジン系化合物に対する治療効果の予測や予後の推定に対しても有力な生化学情報を提供することが可能である。

本発明のイメージング剤をＰＥＴ用イメージング剤として使用する場合は、^１１Ｃ、^１８Ｆ、^３４ｍＣｌ、^１２４Ｉ、^７６Ｂｒ等のポジトロン放出核種で標識されたウラシル化合物又はその塩を使用し、ＳＰＥＣＴ用イメージング剤として使用する場合は、^１２３Ｉ、^１３１Ｉ等のγ線放出核種で標識されたウラシル化合物又はその塩を使用する。

本発明のイメージング剤は、本発明のウラシル化合物又はその塩に薬学的に許容される添加物を加え常法により製造することができる。斯かる添加物としては、アスコルビン酸、Ｐ−アミノ安息香酸等の安定化剤、塩酸、水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤、リン酸緩衝液等の適当な緩衝剤、生理食塩水等の等張剤等があげられる。

本発明のイメージング剤においては、その放射性同位元素の放射能は任意であるが、被検者に投与して核医学診断を行うに際して十分な情報が得られるような放射能であり、かつ被検者の放射線被曝を可能な限り低くするような範囲であることが望ましい。投与方法については、一般に静脈内投与が行われるが、診断に有利な投与方法であればよく、他の投与方法も実施できる。

本発明のウラシル化合物又はその塩は、腫瘍に特異的な強い集積性を示すことを利用し、放射される放射線の種類、エネルギー、半減期等により、適切な核種を選択すれば腫瘍に対する内用放射線治療剤としても有用である。
本発明の内用放射線治療剤において、用いられる核種としては、放射される放射線の種類、エネルギー、半減期から^１３１Ｉあるいは^１２５Ｉが好適である。
本発明の内用放射線治療剤で治療できる腫瘍は、ＴＰが発現している腫瘍であれば特に制限はなく、食道、胃、膵臓、大腸、肺、膀胱、卵巣、乳房、腎臓、皮膚、子宮等が例示できる。
本発明の内用放射線治療剤は、本発明のウラシル化合物又はその塩に薬学的に許容される添加物を加え常法により製造することができる。本発明の内用放射線治療剤の投与量は、患者の疾患、体重、年齢、性別等により適宜設定される。

以下、具体的な参考例及び実施例について説明する。

参考例１

＜６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル トリフルオロ酢酸塩（化合物（１））の合成＞
アルゴン雰囲気下、ブロモシアン（ＢｒＣＮ）の３９５．２ｍｇ（３．７３ｍｍｏｌ、２ｅｑ）を２．７ｍＬの水に溶解し、６−［（２−アミノエチル）アミノ］メチルウラシルの３４０．６ｍｇ（１．８４９ｍｍｏｌ、１ｅｑ）を加え、室温で遮光を行いながら撹拌した。２時間後、減圧下、溶媒およびＢｒＣＮを留去し、イミノイミダゾリジニル体ＨＢｒ塩（５３４．７ｍｇ、１．８４３ｍｍｏｌ）を得た(収率９９％）。
得られた化合物を逆相ＨＰＬＣに付すことでＨＢｒ塩からＴＨＡ塩への塩交換を行ない（カラム：イナートシルＯＤＳ−３、２０．０ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ、溶出液：０．１％ＴＦＡ：ＭｅＯＨ＝９５．５、流速３．０ｍＬ／ｍｉｎ）、目的とする化合物（１）を得た。
^１ＨＮＭＲ（ｄ−ＭｅＯＨ）δ：３．５９−３．７８（４Ｈ，ｍ），４．３０（２Ｈ，ｄ，Ｊ＝１．１５），５．５１（１Ｈ，ｓ）．

参考例２

＜５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル 塩酸塩（化合物（２））の合成＞
アルゴン雰囲気下で、前記合成した化合物（１）の３０．２ｍｇ（０．０９ｍｍｏｌ）を溶液１．５ｍＬ（水：アセトニトリル＝１：２）に溶解し、ＮＩＳの２５．３ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ、１．２ｅｑ）を加え、オイルバス５０℃で１時間撹拌した。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）法（展開溶媒；０．１％ギ酸：メタノール＝９：１）により反応の進行を確認した後、減圧下溶媒を留去し、逆相ＨＰＬＣに付すことでＴＦＡ塩から塩酸塩への塩交換を行ない（カラム：イナートシルＯＤＳ−３、２０．０ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ、溶出液：０．０１Ｎ ＨＣｌ：ＭｅＯＨ＝９５：５、流速３．０ｍｌ／ｍｉｎ）、目的とする化合物（２）（３２．２ｍｇ、０．０８ｍｍｏｌ）を得た（収率９３％）。
^１Ｈ ＮＭＲ（ｄ−ＭｅＯＨ）δ：３．６７（４Ｈ，ｓ），４．４９（２Ｈ，ｓ）．
Ａｎａｌ．Ｃａｌｃｄ．ｆｏｒ Ｃ_８Ｈ_１１ＣｌＩＮ_５Ｏ_２：Ｃ，２５．８６；Ｈ，２．９８；Ｎ，１８．８５；Ｃｌ，９．５４；Ｉ，３４．１５．Ｆｏｕｎｄ：Ｃ，２５．３７；Ｈ，２．９２；Ｎ，１８．２０；Ｃｌ，９．３９；Ｉ，３４．０６．

参考例３

＜５−ブロモ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル）ウラシル（化合物（３））の合成＞
ｔ−ブタノール（ｔ−ＢｕＯＨ）の２５０ｍＬに５−ブロモ−６−［（２−アミノエチル）アミノ］メチルウラシル（１０１．７ｍｇ、０．３９ｍｍｏｌ）とカリウム ｔ−ブトキサイド（ｔ−ＢｕＯＫ）（８７．８ｍｇ、０．７８ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン雰囲気下、室温で１０分間、撹拌した。さらに、より溶解させるために一時間還流した。あらためて室温に戻した後、トリホスゲン（ｔｒｉｐｈｏｓｇｅｎｅ）（１１１．７ｍｇ、０．４０ｍｍｏｌ）を加え５分間撹拌した。反応液にエタノールを加え溶媒を減圧留去した。得られた白色固体に水５ｍＬと、ｐＨ試験紙でｐＨ７となるように１％ｔ−ＢｕＯＨ水溶液を加えて中和後、そのまま再結晶操作を行った。再結晶により目的とする化合物（３）（７９．３ｍｇ、０．２８ｍｍｏｌ、ｗｈｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ）を得た（収率７０．９％）。
^１Ｈ−ＮＭＲ（ＭｅＯＨ−ｄ４）δ：３．４６８−３．４８８（ｍ，４Ｈ），４．３１４（ｓ，２Ｈ）．
Ａｎａｌ．Ｃａｌｃｄ． ｆｏｒ Ｃ_８Ｈ_９ＢｒＮ_４Ｏ_３：Ｃ，３３．２４；Ｈ，３．１４；Ｎ，１９．３８．Ｆｏｕｎｄ：Ｃ，３３．３３；Ｈ，３．０９；Ｎ，１９．３９．
ＥＳＩ−ＭＳ Ｃ_８Ｈ_９ＢｒＮ_４Ｏ_３ ｍ／ｚ：２８９．２９１［Ｍ＋Ｈ］^＋，ｍｐ：２４３−２４５℃

＜［^１２５Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル 塩酸塩（化合物（４））の合成＞
アルゴン雰囲気下、［^１２５Ｉ］ＮａＩ（２５．９ＭＢｑ）（６４２．８ＧＢｑ／ｍｇ、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ）にＮＣＳの０．３μｇ／μＬアセトン溶液５０μＬを加え、室温で１０分間静置した。窒素気流により溶媒を留去した。ここに、前記参考例１で合成した化合物（１）の２．５μｇ／μＬ溶液（水：アセトニトリル＝１：２）の４０μＬを加え、５０℃で１時間撹拌した。
室温に冷却後、反応容器を０．０１Ｎ−ＨＣｌ：ＭｅＯＨ＝９５：５にした溶液（２×５０μＬ）で洗いこみ、逆相ＨＰＬＣに付すことでＴＦA塩から塩酸塩への塩交換を行い（カラム：イナートシルＯＤＳ−３、６．０ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ、溶出液：０．０１Ｎ−ＨＣｌ：ＭｅＯＨ＝９５：５、流速０．７ｍＬ／ｍｉｎ）、目的とする化合物（４）を得た。同様の操作を２回繰り返すことにより、目的物を高純度で得ることができた。
生成物の放射化学的純度、化学的純度は上記と同様の条件で逆相ＨＰＬＣにより測定した。測定結果は次の通りであった。放射化学収率：８３％；化学純度、放射化学純度＞９９％；比放射能：９．４ＧＢｑ／μｍｏｌ

＜［２’−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−オキシイミダゾリジニル）メチル）ウラシル（化合物（５）の合成＞
５−ブロモ−６−［（２−アミノエチル）アミノ］メチルウラシルをｔ−ＢｕＯＫ（２ｅｑ、３ｅｑ）で活性させたものの（０．５ｍｇ／ｍＬ、１０ｍｇ／ｍＬ）を調整した。この溶液５００μＬを反応容器に加え、［^１１Ｃ］ホスゲンを３０℃で吹き込み５分間反応させた。１３０℃に加熱し、ｔ−ＢｕＯＨを除去した後、反応容器に水１．７ｍＬを加えて撹拌し、分取逆相ＨＰＬＣ（移動層：１０％ＥｔＯＨ−Ｈ_２Ｏ、Ｈ_３ＰＯ_４（ｐＨ２．３２）、分取カラム：Ｍｅｇａｐａｋ ＣＩＬ Ｃ_１８ １０ｍｍ×２５０ｍｍ（ＪＡＳＣＯ）、流量：５．０ｍＬ／ｍｉｎ）による単離精製を行い、目的とする化合物（５）を得た。検出にはＵＶ検出器（ＵＶ−２０７０（ＪＡＳＣＯ））ならびに放射能検出器としてポジトロン測定用検出器（Ｓ−１７２９（応用光研））を用い、検出は２５４ｎｍで行った。目的物を含んだフラクションは、０．２２μｍのメンブレンフィルタ（Ｖｅｎｔｅｄ Ｍｉｌｅｘ、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）に通した。合成終了後、ＨＰＬＣにより放射化学的純度の測定を行なった。ＨＰＬＣポンプには：ＬＣ−１０ＡＴｖｐ（島津）、検出器：ＳＰＤ−１０Ａｖｐ（島津）、カラムオーブン：ＣＴＯ−１０Ａｖｐ（島津）、カラムはＳｈｉｍ−ｐａｃｋ ＰＲＥＰ−ＯＤＳ（Ｈ）４．６ｍｍ×２５０ｍｍ（島津）を用い、移動相は１５％ＥｔＯＨ／Ｈ_２Ｏ（移動相１Ｌに対してりん酸０．４ｍＬを加えてｐＨ２．２とした）を用い、流速０．５ｍＬ／ｍｉｎ、検出波長２７４ｎｍ、４０℃で分析を行った。［^１１Ｃ］標識体である化合物（５）の保持時間は７．６分であり、ＨＰＬＣにおいて、非標識体である化合物（３）の保持時問と一致することにより［^１１Ｃ］標識体である化合物（５）であることを同定した。

＜ヒト皮膚がん細胞（Ａ４３１）を用いたｉｎ ｖｉｖｏでの取り込み実験＞
ヒト皮膚癌細胞（Ａ４３１）を細胞数５×１０^６個／０．１ｍＬとなるようにＰＢＳ（−）で希釈し、購入した雌性９週齢のヌードマウス（ＢＡＬＢ／ｃＡＪc１−ｎｕ／ｎｕ ヌードマウス）（平均体重２０ｇ、ｎ＝５群）の右腹部に、この細胞浮遊液１００ｍＬを植え込んだ。
移植から１６日後、生理食塩水に溶解した前記合成した化合物（４）（３７ｋＢｑ／０．１ｍＬ／ｍｏｕｓｅ）をネンブタール麻酔下、尾静脈より投与した。
投与してから０．５時間、１時間、３時間、２４時間後、エーテル麻酔下、心臓から全採血致死させ、血液、血漿、腫瘍、筋肉（左大腿）、胃、心臓、脾臓、肝臓、腎臓、肺、小腸、盲腸〜大腸、脳、皮膚、卵巣、脂肪、膀胱、褐色脂肪、子宮を採取した。血液、血漿は０．２ｍＬ、胃・小腸・大腸の内容物は取り出さずそのまま測定し、他の臓器は全量または一部を重量測定後、γカウンタで測定した。測定結果を図１のグラフ図に示す。測定した臓器のカウント量は、組織重量の1ｇあたりに換算し、(ｉｎｊｅｃｔ ｄｏｓｅ ％／ｔｉｓｓｕｅ ｗｅｉｇｈｔ) （％ＩＤ／ｇ） として標準化して表した。.
これによると、投与直後から腫瘍への取り込みは見られ、他の臓器と比較して時間経過による取り込み量の減少は緩やかであった。脳（０％）、心臓（０．１％）、肺（０．５％）にはあまり集積しないことが確認された。
さらに図２のグラフ図および図３の表図から明らかなように、腫瘍血液比、腫瘍筋肉比はともに３時間後で最も良好な比が得られ、それぞれ３４．５、６８．３であった。
また、上記腫瘍組織においてＴＰが発現していることが、イムノブロット（Ｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔｔｉｎｇ）、免疫染色の結果からも示された。

＜ＴＰ阻害活性の測定＞
バッファー溶液（１０ｍＭ ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（ｐＨ７．３）、２ｍＭ ＥＤＴＡ）の８５０μＬに０．１Ｍの燐酸カリウム（ｐＨ７．１）を１００μＬ、０．１１ＵのＴＰ（Ａｌｄｒｉｃｈ）を加え、最終濃度が１ｎＭ〜１０μＭになるように実験例１又は２で合成した化合物（４）又は（５）を加えた。３７℃で２分間、プレインキュベートした。５０μＬの０．１Ｍのチミジンを加えることで反応を開始した。３７℃でインキュベートし、５分後に３００μＬを取り、３００μＬの０．５Ｎ−ＮａＯＨに加えることで反応を停止した。酵素反応により生成したチミンをＨＰＬＣ法により定量した（カラム：イナートシルＯＤＳ−３、４．６ｍｍ Ｉ．Ｄ．×２５０ｍｍ、溶出液：アンモニウム緩衝液：ＭｅＯＨ＝９１：９、流速１．０ｍＬ／ｍｉｎ、検出波長２５４ｎｍ）。
化合物の酵素活性阻害率は次式に従い算出した。
阻害率（％）＝１−［（化合物添加群のチミン生成量（ｎｍｏｌ／ｍｉｎ））／（化合物無添加群のチミン生成量（ｎｍｏｌ／ｍｉｎ））］
この式から得られる阻害率を基に、阻害率５０％となる化合物濃度（ＩＣ_５０）を算出した。
化合物（４）のＩＣ_５０は４．３×１０^−３μＭ、化合物（５）のＩＣ_５０は４．５０μＭと算出された。これによって化合物（４）及び（５）はＴＰに対する高い阻害率を示すことが確認された。
以上から、本発明のウラシル化合物又はその塩は腫瘍特異的に取り込まれ、ＴＰ発現に基づき腫瘍組織に集積することが明らかになった。従って、本発明のウラシル化合物又はその塩は、ＴＰを標的とした腫瘍診断用イメージング剤として極めて有用である。

化合物（４）のＡ４３１の各臓器への取り込み状態を示すグラフ図である。 化合物（４）のＡ４３１の血液、腫瘍、筋肉への取り込み状態を示すグラフ図である。 化合物（４）のＡ４３１の腫瘍に対する血液、筋肉の取り込み比を示す表図である。

Claims (4)

1. 放射性同位元素により標識された下記一般式（Ｉ）
   

   

   ［式中、Ｒ^１は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基又は低級アルキル基を示し；Ｒ^２はＯ又はＮＨを示す。］で表されるウラシル化合物又はその塩であって、
   放射性同位元素による標識部位が一般式（Ｉ）中、Ｒ ^１ で示される基、２位および／または２’位であって、
   Ｒ ^１ で示される基を標識する放射性同位元素が ^１８ Ｆ、 ^３４ｍ Ｃｌ、 ^７６ Ｂｒ、 ^１２３ Ｉ、 ^１２４ Ｉ、 ^１２５ Ｉ及び ^１３１ Ｉよりなる群から選ばれる放射性ハロゲンであり、
   ２位および／または２’位を標識する放射性同位元素が ^１１ Ｃであることを特徴とするウラシル化合物又はその塩。
2. ウラシル化合物又はその塩が、［^１２３Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２４Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１２５Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１３１Ｉ］５−イオド−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル塩酸塩、［^１８F］５−フルオロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２’−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−オキソイミダゾリジニル）メチル）ウラシル、［２−^１１Ｃ］５−クロロ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシル又は［２−^１１Ｃ］５−ブロモ−６−（１−（２−イミノイミダゾリジニル）メチル）ウラシルであることを特徴とする請求項１記載のウラシル化合物又はその塩。
3. 請求項１または２記載のウラシル化合物又はその塩を有効成分として含有するイメージング剤。
4. 請求項１乃至３の何れか１記載のウラシル化合物又はその塩を有効成分として含有する腫瘍診断をするためのイメージング剤。

Images