(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の身体若しくは身体領域の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）画像を強調する方法を実施するための組成物を調整するためのアスコルベート又は医薬として許容されるその塩の使用であって、前記方法が、メグルミン、グルコース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、マルトース、スクロース及び／又はトレハロースと合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩を、ＭＲＩ画像を強調する量で前記対象に非経口投与するステップと、次いで、前記対象のＭＲＩにより前記身体又は身体領域の画像を生成するステップとを含み、それによって前記合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩がＭＲＩ画像を強調し、
前記組成物が、アスコルベート又は医薬として許容されるその塩と、メグルミン、グルコース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、マルトース、スクロース及び／又はトレハロースとの合剤である、使用。
【請求項２】
前記身体領域が、頭部、頸部、胸部、腹部、骨盤、肢（複数可）、筋肉、脂肪又は骨である、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記臓器が、副腎、下垂体、胸腺、黄体、網膜、脳、脾臓、肺、精巣、リンパ節、肝臓、甲状腺、小腸粘膜、白血球、膵臓、腎臓又は唾液腺組織を含む、請求項１に記載の使用。
【請求項４】
前記身体領域が脳である、請求項１に記載の使用。
【請求項５】
前記身体領域が心臓である、請求項１に記載の使用。
【請求項６】
前記合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩が、対象の体重１キログラム当たり０．０２、０．１、０．２又は０．５グラムから対象の体重１キログラム当たり５、１０、２０、３０又は４０グラムまでの量で投与される、請求項１から５のいずれか１項に記載の使用。
【請求項７】
前記投与ステップが、静脈内投与、例えば、静脈内注射によって行われる、請求項１から６のいずれか１項に記載の使用。
【請求項８】
前記投与ステップが、腹腔内投与、例えば、腹腔内注射によって行われる、請求項１から７のいずれか１項に記載の使用。
【請求項９】
前記画像がＴ２強調画像を含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１０】
前記画像が、代謝画像を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１１】
前記画像が灌流画像を含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１２】
前記生成ステップが、前記合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩の非経口投与中又は非経口投与後５、１０、３０、４０、６０、９０若しくは１２０分以内に行われる、請求項１から１１のいずれか１項に記載の使用。
【請求項１３】
対象の身体又は身体領域のＭＲＩ画像を強調する方法を実施するための組成物を調製するための、アスコルビン酸メグルミン又は、アスコルビン酸メグルミン及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物の使用であって、
前記方法が、前記アスコルビン酸メグルミン又は、アスコルビン酸メグルミン及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物を、ＭＲＩ画像を強調する量で前記対象に非経口投与するステップと、次いで、
前記対象のＭＲＩにより前記身体又は身体領域の画像を生成するステップとを含み、それによって前記アスコルビン酸メグルミン又は、混合物がＭＲＩ画像を強調する、使用。
【請求項１４】
前記アスコルビン酸メグルミン及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物が、１０：９０、２０：８０、３０：７０又は４０：６０から９０：１０、８０：２０、７０：３０又は６０：４０までのモル又はミリモル（ｍＭ）比（アスコルビン酸メグルミン：アスコルビン酸ナトリウム）のアスコルビン酸メグルミン及びアスコルビン酸ナトリウムの混合物である、請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
対象の身体又は身体領域の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）画像を強調するための非経口投与される組成物であって、
メグルミン、グルコース、ガラクトース、フルクトース、ラクトース、マルトース、スクロース及び／又はトレハロースと合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩を含む、組成物。
【請求項１６】
メグルミンを含む、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記身体領域が、頭部、頸部、胸部、腹部、骨盤、肢（複数可）、筋肉、脂肪又は骨である、請求項１５又は１６に記載の組成物。
【請求項１８】
前記身体領域が、副腎、下垂体、胸腺、黄体、網膜、脳、脾臓、肺、精巣、リンパ節、肝臓、甲状腺、小腸粘膜、白血球、膵臓、腎臓又は唾液腺組織を含む、請求項１５又は１６に記載の組成物。
【請求項１９】
前記身体領域が脳である、請求項１５又は１６に記載の組成物。
【請求項２０】
前記身体領域が心臓である、請求項１５又は１６に記載の組成物。
【請求項２１】
前記合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩が、対象の体重１キログラム当たり０．０２、０．１、０．２又は０．５グラムから対象の体重１キログラム当たり５、１０、２０、３０又は４０グラムまでの量で投与される、請求項１５から２０のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２２】
前記非経口投与が、静脈内投与である、請求項１５から２１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２３】
前記非経口投与が、腹腔内投与である、請求項１５から２１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２４】
前記画像がＴ２強調画像を含む、請求項１５から２３のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２５】
前記画像が、代謝画像を含む、請求項１５から２４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２６】
前記画像が灌流画像を含む、請求項１５から２５のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２７】
前記組成物が、ＭＲＩ画像を生成する間又は生成する前の５、１０、３０、４０、６０、９０若しくは１２０分以内に非経口投与される、請求項１５から２６のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２８】
前記合剤にされたアスコルベート又は医薬として許容されるその塩が、アスコルビン酸ナトリウムとアスコルビン酸メグルミンの混合物であり、前記混合物が、１０：９０、２０：８０、３０：７０又は４０：６０から９０：１０、８０：２０、７０：３０又は６０：４０までのモル又はミリモル（ｍＭ）比（アスコルビン酸メグルミン：アスコルビン酸ナトリウム）を有する、請求項１５から２７のいずれか１項に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０１５年９月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／２３４，９８６号に対する利益を主張するものである。この仮特許出願の開示全体を、参照することができ、ここに引用することで本明細書の一部をなすものとする。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、磁気共鳴画像法用の造影剤として有用な組成物及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、高空間解像度でヒトの解剖学的構造及び病変の精巧なレンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇｓ）をもたらす。癌、感染、神経及び心臓疾患の画像化などに関する、ＭＲＩの診断感度及び特異度を増大させるために、画像化前及び／又は画像化中に造影材料を静脈内投与して信号を改善することが多い。
【０００４】
最も一般的なＭＲＩ造影材料は、常磁性金属ガドリニウム（Ｇｄ）を含有する分子錯体をベースとするものである。米国において、９種のＦＤＡに認可されているＭＲＩ造影剤は全てＧｄをベースとしている。Ｇｄは、Ｔ１強調（Ｔ１−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）画像上のＭＲＩ信号を局所的に増大させる強い「常磁性」を有する。しかし、Ｇｄ系造影剤は、皮膚、関節、眼及び内臓の広範囲にわたる線維症を伴う症候群である、いわゆる腎性全身性線維症（ＮＳＦ）を引き起こす可能性がある。これは、稀に引き起こるが、その場合、重度の衰弱状態を引き起こす。ＷＨＯ及びＦＤＡは、腎機能不全／腎不全患者におけるこれらの薬剤の使用に対する規制を発行し、ＦＤＡは、ガドリニウムを含有する全ての商業的な造影剤に対して「黒枠で囲まれた（ｂｌａｃｋ ｂｏｘ）」警告を義務づけている。結果として、米国における何百人もの患者及び世界的にははるかに多くの患者は、ＭＲＩの造影材料の投与をもはや受けることができず、いくつかの疾患の検出及びキャラクタリゼーションが著しく制限されている。
【０００５】
「研究用」として又は「認可外」としてより稀に使用される他の常磁性錯体は通常、静脈内鉄補充療法（例えば、ＦＥＲＡＨＥＭＥ（登録商標）（フェルモキシトール）注射剤）として開発及び市販されている大きい酸化鉄系ナノ粒子をベースとする。しかし、ＭＲＩへのこれらの錯体の使用は、それらの大きい分子サイズによって制限される。これらの薬剤は、分子サイズが大きいために、細網内皮系（すなわち、マクロファージ、肝臓、脾臓）によって最終的に排出されるまで血液プールにとどめられる。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１４／０１５４１８５号公報（Ｖａｎ  Ｚｉｊら）は、非経口グルコースを使用してＭＲＩを強調（ｅｎｈａｎｃｅ）することを論じている。Ｙａｄａｖ  ＮＮ，Ｘｕ  Ｊ，Ｂａｒ−Ｓｈｉｒ  Ａ，Ｑｉｎ  Ｑ，Ｃｈａｎ  ＫＷ，Ｇｒｇａｃ  Ｋ，Ｌｉ  Ｗ，ＭｃＭａｈｏｎ  ＭＴ，ｖａｎ  Ｚｉｊｌ  ＰＣ，  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｄ−ｇｌｕｃｏｓｅ  ａｓ  ａ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ＭＲＩ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｇｅｎｔ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ｃａｎｃｅｒ．  Ｍａｇｎ  Ｒｅｓｏｎ  Ｍｅｄ．  ２０１２  Ｄｅｃ；６８（６）：１７６４−７３；Ｙａｄａｖ  ＮＮ，Ｘｕ  Ｊ，Ｂａｒ−Ｓｈｉｒ  Ａ，Ｑｉｎ  Ｑ，Ｃｈａｎ  ＫＷ，Ｇｒｇａｃ  Ｋ，Ｌｉ  Ｗ，ＭｃＭａｈｏｎ  ＭＴ，ｖａｎ  Ｚｉｊｌ  ＰＣ，  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｄ−ｇｌｕｃｏｓｅ  ａｓ  ａ  ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ  ＭＲＩ  ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ  ａｇｅｎｔ．  Ｍａｇｎ  Ｒｅｓｏｎ  Ｍｅｄ．  ２０１４  Ｓｅｐｔ；７２（３）：８２３−２８も参照のこと。
【０００７】
ＭＲＩスキャン技術に有用な代替的な造影剤が依然として必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
放射能又は化学標識を必要とせずにヒト及び非ヒト組織の灌流、代謝及び酸化ストレスの検出及びキャラクタリゼーションのための造影剤として非経口アスコルベート（ビタミンＣ）を使用する磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）に有用な方法が、本明細書中で提供される。非経口投与後、アスコルベートが取り込まれ且つ／又は通過する組織において、磁気共鳴（ＭＲ）信号の時間依存的な変化が検出される。これらのＭＲＩ信号の変化は、ルーチン的なスピンエコー法又はグラディエントエコー系のＴ２強調ＭＲＩシーケンスを使用して検出でき、Ｔ２マッピングにより定量化できる。スピン−スピン緩和に対して高感度の他のより一般でない収集技術も、ＭＲ信号の符号化に使用できる。
【０００９】
したがって、対象の身体又は身体領域、例えば、臓器又は臓器領域のＭＲＩ画像を強調する方法であって、アスコルベート又は医薬として許容されるその塩を、ＭＲＩ画像を強調する量で前記対象に非経口投与（例えば、静脈内投与、腹腔内投与、動脈内投与、骨内投与又は髄腔内投与）するステップと、次いで、前記対象のＭＲＩにより前記身体又は身体領域の画像を生成するステップとを含み、それによってアスコルベート又は医薬として許容されるその塩がＭＲＩ画像を強調する、方法が本明細書中で提供される。
【００１０】
一部の実施形態において、ＭＲＩ画像は、アスコルベート又は医薬として許容されるその塩の非経口投与中又は非経口投与後５、１０、３０、４０、６０、９０若しくは１２０分以内に生成される。
【００１１】
一部の実施形態において、アスコルベート又は医薬として許容されるその塩は、アスコルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸メグルミン又はそれらの混合物（例えば、１０：９０、２０：８０、３０：７０又は４０：６０から９０：１０、８０：２０、７０：３０又は６０：４０までのモル又はミリモル（ｍＭ）比（アスコルビン酸メグルミン：アスコルビン酸ナトリウム）のアスコルビン酸メグルミン及びアスコルビン酸ナトリウム）である。
【００１２】
更に、本明細書中で教示される方法を実施するための、又は本明細書中で教示される方法を実施するための薬剤若しくはイメージング剤を調製するための、アスコルベート又は医薬として許容されるその塩の使用が提供される。
【００１３】
本発明を、本明細書に添付した図面及び明細書の以下の記載においてより詳細に説明する。本明細書中に引用した米国特許文献の開示は、本明細書に参照することができ、ここに引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】アスコルベート及びアスコルベートラジカルの不均化を示す図である。図１Ａでは、アスコルベートは二酸であるが、ｐＨ７．４では９９％がモノアニオン（ＡｓｃＨ−）として存在する。図１Ａでは、アスコルベートは二酸であるが、７．４の生理的ｐＨではアスコルベートの９９％が、そのモノアニオン（ＡｓｃＨ−）として存在する。アスコルベートラジカル（Ａｓｃ・−）は、酸化型及び還元型のアスコルベートとの平衡状態で（しかしまた、はるかに低濃度で）存在する。図１Ｂでは、Ａｓｃ・−の不均化は、その転換の主要な経路であり、ＮＭＲタイムススケールで「中間の」プロトン交換速度に分類される速度定数（ｋｏｂｓ）を有する。この速度定数は、リン酸塩の存在下で１０倍増加し得る（Ｂｏｒｓ  Ｗ，Ｂｕｅｔｔｎｅｒ  ＧＲ．  （１９９７）  Ｔｈｅ  ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｒａｄｉｃａｌ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｉｎ  Ｈｅａｌｔｈ  ａｎｄ  Ｄｉｓｅａｓｅ，  ｅｄ．  ｂｙ  Ｌ．  Ｐａｃｋｅｒ  ａｎｄ  Ｊ．  Ｆｕｃｈｓ，  Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，  Ｉｎｃ．，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｃｈａｐｔｅｒ  ４，  ｐｐ７５−９４）。
【図２】糖、糖アルコール及びアスコルベートのＴ２緩和度（ｒ２＝ｍＭ−１秒−１）を示す図である。比較は単糖及び二糖を含む。本明細書中で論じる通り、濃度が高いほどコントラスト効果が減少していることに注目されたい。これは、類似した部分の自己会合及びプロトン交換の減少に伴って起こると考えられる。
【図３】アスコルベートのスピン−スピン緩和（Ｔ２強調）ＭＲＩコントラストに関するインビトロ（「ファントム」）実験を示す図である。図３Ａでは、アスコルベートの漸増濃度を有する５つのファントムにおける定量的Ｔ２マッピングを示している。従来の高速スピンエコー（ＦＳＥ）収集による対照（リン酸緩衝生理食塩水）と比較して統計学的に有意な、わずか１〜５ｍＭの「負のＴ２コントラスト」（信号損失）が認められる。したがって、感度は、高取り込み組織における薬理学的用量のアスコルベート後に予想される組織／細胞濃度の下限である（例えば、（腫瘍及び脳、１０〜３０ｍＭ）。これはまた、組織の酸化性基質又は交換触媒による相乗効果を含んでいない。図３Ｂでは、アスコルベートのＴ２強調に対するＨ２Ｏ２の相乗効果を示している。Ｈ２Ｏ２は、インビボでの非経口アスコルベート後に脳及び腫瘍で１００〜２００マイクロモル濃度まで上昇し、アスコルビン酸によるＴ２コントラスト効果に対して顕著な相乗作用をもたらす。前述の通り、この相乗効果は、ファントムにおいて３０分間にわたって経時的にゆっくり減少するが、インビボにおいては、アスコルベートの薬理学的投与後にＨ２Ｏ２が生成される限り、持続するであろう。図３Ｃでは、中性／生理的ｐＨ（７．０〜７．４）で最大化されるアスコルベートのＴ２効果に対するｐＨの影響を実証している。この結果は、平衡状態でのアスコルベートのラジカル及び酸化型を用いたアスコルベート不均化の速度動態に関する以前の研究と一致している（図１）。図４Ｄでは、アスコルベートが、いくつかのＦＤＡに認可されている薬物及び造影製剤（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）中に賦形剤として一般的に使用されているソルビタール（ｓｏｒｂｉｔａｌ）のアミン糖誘導体であるメグルミンにより塩化された（メグルミンと塩形成した）場合の顕著な相乗効果を示している。
【図４】Ｎａ塩又はメグルミン塩としてのアスコルベートの比較を示すグラフである。生理的濃度のＰＯ４（２ｍＭ）及びＨＣＯ３−（２５ｍＭ）緩衝剤を含む溶液を調製する。
【図５】アスコルビン酸Ｎａ＋生理学的交換触媒を示すグラフである。各溶液は、脱イオン水中で中性（ｐＨ＝７．０）に設定する。生理学的交換触媒の濃度は、インビボの血清及び細胞外空間と同じである：ＰＯ４＝２ｍＭ、ブドウ糖＝５ｍＭであり、ＨＣＯ３−は２５ｍＭである。
【図６】アスコルビン酸Ｎａ／メグルミンとグルコースとの交換相乗作用を示すグラフである。溶液は、交換触媒としても寄与する生理的緩衝液ＰＯ４（２ｍＭ）及びＨＣＯ３−（２５ｍＭ）の設定で比較する。
【図７】Ｎａ  Ａｓｃ／メグルミンと糖アルコール、単糖及び二糖との交換相乗作用を示すグラフである。溶液は全て、２ｍＭのＰＯ４及び２５ｍＭのＨＣＯ３−の共存下で調製する。
【図８】Ｎａ  Ａｓｃ／メグルミンと糖アルコール、単糖及び二糖との交換相乗作用に関する、対照を用いない倍率変更データを示すグラフである。溶液は全て、２ｍＭのＰＯ４及び２５ｍＭのＨＣＯ３−を用いて調製する。
【図９】インビボにおける、高用量の非経口アスコルベート（２ｇ／ｋｇ、右ＩＪ  ｉｖ注射）後のアスコルベートＴ２コントラスト変化を示す図である。図９Ａでは、正常Ｃ５７ブラックマウスの中脳を通る従来の単一スライスアキシャルＦＳＥのＴ２ＷＩ画像を示している。右の２つの画像は、アスコルベートｉ．ｖ．投与中及び投与後におけるコントラスト変化の「初回通過」抽出を示す。脳組織のＴ２信号を、アスコルビン酸投与の直後及び１０分後に収集し、次にアスコルビン酸投与前に収集したＴ２脳信号から差し引く。アスコルベートが信号強度の減少をもたらすので、より高信号の投与前スキャンからの減算により、脳組織を通る通過灌流（血流）の正味の陽性「マップ」が得られる。１０分において、灌流効果はほぼ消失し、組織取り込みに関連する早期の信号強度変化が観察され始めている。図９Ｂでは、高用量アスコルベートの組織取り込みによる信号変化を示している。信号強度のカラー−リュートマップは投与前スキャンから減算されず、したがって、正常Ｃ５７マウスでは３０〜６０分に最大となる、予想された経時的Ｔ２信号減少を示している。
【図１０】新皮質拡延性抑制の齧歯類モデルにおけるアスコルベートＴ２強調を示す図である。例示した実験において、下の列の画像は、小さい頭蓋切除を、隣接した頭頂葉皮質に局所的に拡散している、高濃度のＫＣｌに浸漬されたゲルフォーム（赤い矢印）と共に示している。頭蓋切除部位は、ブレグマの後方１ｍｍであり、頭蓋骨の目印は、下にある脳の後方１／３を表している。上の２つの列は、ブレグマの前方３ｍｍ及び４ｍｍの、すなわち、ＳＤ誘導部位から離れた齧歯類脳のＴ２画像及び信号変化の定量的カラーリュートＴ２マップを示している。前方スライスにおけるＴ２信号変化は、右大脳皮質では左大脳皮質に比較して明瞭なＴ２非対称を示している（この場合も、ＳＤは依然として右半球に限定されている）。これらの顕著な皮質信号変化は、１８Ｆ−ＦＤＧ  ＰＥＴ並びに直接マイクロダイアリシス及びメタボロミック測定でも観察される、ＳＤによって生じる既知の代謝亢進活性と一致している。注目すべきことに、逆の観察（Ｔ２信号の局所的増加）が頭蓋切除部位自体（３列目）の直下で見られ、ＫＣｌ注入部位での限局性水腫（自由水の増加）と一致している。
【図１１Ａ】非経口アスコルベートを用いた灌流及びバイアビリティの心臓イメージングを示す図である。７Ｔにおけるラット心臓イメージングの２つの主要イメージング面、コロナル及びアキシャルを示している。
【図１１Ｂ】非経口アスコルベートを用いた灌流及びバイアビリティの心臓イメージングを示す図である。アスコルベートｉ．ｖ．注射の最初のボーラスによる、左心室全体にわたるＴ２信号強度の一過性減少を示している。
【図１２Ａ】モルモットにおける、アスコルベートの３つの異なる製剤のｉ．ｖ．投与後のＴ２コントラスト変化を示す図である。アスコルベートの緩徐注入の前及び６０分の緩徐注入後における高速スピンエコー（ＦＳＥ）Ｔ２画像は、脳実質の全体にわたって劇的な信号強度差を示している。
【図１２Ｂ】モルモットにおける、アスコルベートの３つの異なる製剤のｉ．ｖ．投与後のＴ２コントラスト変化を示す図である。３つの異なるアスコルベート製剤の投与後のモルモット大脳皮質（Ｃｘ）及び大脳基底核（ＢＧ）の両方に関する標準化された信号強度変化を示している。
【図１２Ｃ】モルモットにおける、アスコルベートの３つの異なる製剤のｉ．ｖ．投与後のＴ２コントラスト変化を示す図である。３つの異なるアスコルベート製剤の投与後のモルモット大脳皮質（Ｃｘ）及び大脳基底核（ＢＧ）の両方に関する定量的緩和度測定値を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の対象は、一般に、研究又は獣医学のための、ヒト対象と動物対象（例えば、イヌ、ネコ、ウサギ、ウシ、ウマなど）の両方を含む哺乳類対象である。対象は男性でも女性でもよく、新生児、乳児、若年、青年、成人及び老齢対象を含む任意の年齢であることができる。
【００１６】
臨床磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は公知であり、市販の装置によって及び当分野で公知の技術によって行うことができる。例えば、Ｓ．Ｂｕｓｈｏｎｇ  ａｎｄ  Ｇ．Ｃｌａｒｋｅ，  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  （Ｍｏｓｂｙ，  ４ｔｈ  Ｅｄ．  ２０１４）を参照のこと。一部の実施形態において、ＭＲＩは、灌流（例えば、血流）イメージングである。一部の実施形態において、ＭＲＩは、代謝イメージングである。代謝イメージングは、代謝亢進又は代謝低下を示す腫瘍又は機能障害組織の同定／キャラクタリゼーションを含むがこれに限定されない、１８Ｆ  ＦＤＧ  ＰＥＴに類似した診断バイオマーカーとして使用することができる。
【００１７】
本明細書中に教示したＭＲＩによって画像化できる「身体又は身体領域」は、対象の身体又は身体の任意の領域、例えば、臓器又は臓器系、軟部組織、骨など又はそれらの任意の部分を含む。身体組織の例としては、頭部、頸部、胸部、腹部、骨盤、肢（複数可）、筋肉、脂肪、他の軟部組織、骨などが挙げられるが、これらに限定するものではない。臓器の例としては、副腎、下垂体、胸腺、黄体、網膜、脳、脾臓、肺、精巣、リンパ節、肝臓、甲状腺、小腸粘膜、白血球、膵臓、腎臓、唾液腺組織、心臓などが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００１８】
本明細書で使用するＭＲＩ画像の「強調」は、ＭＲＩ信号における構造又は体液のコントラストを強調することによってＭＲＩ可視化を容易にすることを含む。
【００１９】
「ＭＲＩ造影剤」は、ＭＲＩスキャン中に体内の構造又は体液のコントラストを強調できる物質である。例として、常磁性造影剤、例えば、ガドリニウム(ＩＩＩ)含有造影剤又はマンガンキレート、及び超常磁性造影剤（例えば、鉄白金粒子）が挙げられるが、これに限定するものではない。例えば、米国特許出願公開第２０１４／０３５０１９３号（Ａｘｅｌｓｓｏｎら）、米国特許出願公開第２０１４／０２３４２１０号（Ｌｉｎら）も参照のこと。
【００２０】
本明細書中で使用する「非経口投与」は、例えば注射又は注入による、静脈内、皮下、筋肉内、腹腔内、動脈内、骨内又は髄腔内投与を含むが、これらに限定するものではない。非限定的な例として、静脈内（ｉ．ｖ．）アクセスが対象には困難である場合（例えば、低血圧）又はそれ以外の投与経路が好適なＭＲＩ画像をもたらすであろう場合には、腹腔内投与若しくは他の非経口投与を使用できる。
【００２１】
ＭＲイメージング及び造影剤の臨床的応用について説明する。臨床磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、組織中の水及び高分子からのプロトン（１Ｈ）ＮＭＲ信号を収集することにより、身体の高解像度画像を生成する。「Ｔ１強調」ＭＲ画像の場合、縦緩和速度（スピン格子緩和速度を示す、１／Ｔ１）が増加する領域で信号強度が増加する。「Ｔ２強調」ＭＲＩでは、横緩和速度（スピン−スピン緩和速度を示す、１／Ｔ２）が増加すると信号強度が減少する。Ｔ１強調画像及びＴ２強調画像はいずれも、実質的に全ての臨床ＭＲＩ研究においてルーチン的に収集される。
【００２２】
患部を正常組織からより明確に描出し、解剖学的定義（ａｎａｔｏｍｉｃａｌ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）を改善し且つ生理学的又は病理学的機能のキャラクタリゼーションを向上させることを目的として、ＭＲＩにおいては静脈造影剤をルーチン的に投与して１／Ｔ１又は１／Ｔ２を更に増加させる。現在認可されているＭＲＩ造影剤はほとんど全て、ランタニド金属ガドリニウム（Ｇｄ）のキレートをベースにしているが、よりごく一部の血管造影及び灌流研究は、腎機能不全／腎不全患者において認可外の酸化鉄材料（例えば、Ｆｅｒａｈｅｍｅ）を使用して行われている。商業的なＧｄ系材料は、造影材料が蓄積しやすい患部組織において１／Ｔ１を増加させるために最も一般的に使用されている。
【００２３】
ＭＲＩによる組織灌流測定のために、１／Ｔ１又は１／Ｔ２コントラストのいずれかに基づく収集ストラテジーにより、Ｇｄ系薬剤又は酸化鉄ナノ粒子を使用することができるが、１／Ｔ２コントラストアプローチがますます好まれている。灌流イメージングは、腫瘍の攻撃性、治療に対する腫瘍応答並びに心臓、脳及び他の臓器における組織バイアビリティのキャラクタリゼーションのために現在臨床的に使用されている。
【００２４】
アスコルビン酸について説明する。アスコルビン酸（「Ｌ−アスコルビン酸」、「アスコルベート」、「ビタミンＣ」）は、天然に存在する有機化合物及び必須栄養素であり、正常に機能していない場合には最も顕著な壊血病の症状をもたらす、いくつかのコラーゲン合成反応を含む少なくとも８つの酵素反応における抗酸化剤及び補因子として重要な性質を有する。ほとんどの哺乳類は、肝臓においてアスコルビン酸を産生する。肝臓において、酵素Ｌ−グルノラクトンオキシダーゼによりグルコースがアスコルビン酸に変換される。しかし、ヒト、高等霊長類、モルモット及びほとんどのコウモリにおいては、突然変異により、Ｌ−グルノラクトンオキシダーゼの発現が低いか存在せず、したがって、アスコルベートは食事又は食餌で摂取しなければならない（Ｌａｃｈａｐｅｌｌｅ，Ｍ．Ｙ．；Ｄｒｏｕｉｎ，Ｇ．  （２０１０）．  ”Ｉｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  ｄａｔｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ａｎｄ  ｇｕｉｎｅａ  ｐｉｇ  ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｇｅｎｅｓ”．  Ｇｅｎｅｔｉｃａ  １３９  （２）：  １９９−２０７）。全ての動物種において、Ｌ−アスコルビン酸／アスコルベートは最も豊富な細胞内抗酸化剤であり、細胞内濃度は腫瘍、脳細胞及びいくつかの他の組織で１０〜３０ｍＭに達し得る。血漿中レベルの１００倍を超えるビタミンＣを蓄積する組織としては、副腎、下垂体、胸腺、黄体及び網膜が挙げられる。１０〜５０倍の濃度を有する組織としては、脳、脾臓、肺、精巣、リンパ節、肝臓、甲状腺、小腸粘膜、白血球、膵臓、腎臓及び唾液腺が挙げられる（Ｈｅｄｉｇｅｒ  ＭＡ  （Ｍａｙ  ２００２）．  ”Ｎｅｗ  ｖｉｅｗ  ａｔ  Ｃ”．  Ｎａｔ．  Ｍｅｄ．  ８  （５）：  ４４５−６）。
【００２５】
食事又は食餌による過剰のビタミンＣは吸収されず、血液中の過剰のビタミンＣは尿中に速やかに排出される。ビタミンＣは、著しく低い毒性を示し、ラットにおけるＬＤ５０は強制栄養（ｆｏｒｃｅｄ ｇａｖａｇｅ）によれば一般に体重１ｋｇ当たり約１１．９グラムと認められている。このような用量（体重の１．２％、又は７０ｋｇのヒトに対して０．８４ｋｇ）による死亡のメカニズムは知られていないが、化学的ではなく機械的である可能性がある（”Ｓａｆｅｔｙ  （ＭＳＤＳ）  ｄａｔａ  ｆｏｒ  ａｓｃｏｒｂｉｃ  ａｃｉｄ”．  Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ９，  ２００５．  Ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２１，  ２００７）。偶発的又は意図的な中毒死のデータがないことを考えると、ヒトにおけるＬＤ５０は不確かである。したがって、ラットのＬＤ５０をヒトの毒性の指針として使用する。
【００２６】
生理的ｐＨにおいて、アスコルビン酸の９９％はモノアニオンとして存在する（図１Ａ）。したがって、ビタミンＣの化学的性質とイメージング特性は、この部分によって支配される。供与体抗酸化剤として、モノアニオンは水素原子（Ｈ．又はＨ＋＋ｅ−）を酸化的ラジカルに供与して、共鳴安定化されたトリカルボニルアスコルベートフリーラジカル（Ａｓｃ．−）を生成する（図１Ｂ）。もとの還元型又は酸化型アスコルベートへのＡｓｃ．−の不均化反応（図１ｃ←ありません。）は、インビトロでの主要な排出経路である。このプロセスは、インビボでは、アスコルベートの再循環を助ける酵素によって補われる（Ｍａｙ  ＪＭ，Ｑｕ  ＺＣ，Ｎｅｅｌ  ＤＲ，Ｌｉ  Ｘ  （Ｍａｙ  ２００３）．  ”Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ  ｏｆ  ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｆｒｏｍ  ｉｔｓ  ｏｘｉｄｉｚｅｄ  ｆｏｒｍｓ  ｂｙ  ｈｕｍａｎ  ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ  ｃｅｌｌｓ”．  Ｂｉｏｃｈｉｍ．  Ｂｉｏｐｈｙｓ．  Ａｃｔａ  １６４０  （２−３）：  １５３−６１）。アスコルベート又はデヒドロアスコルベートのいずれかへのラジカルの不均化は、電子運搬体又はより普通のカチオンのいずれかとして働く水素の喪失又は獲得によって起こる。また、アスコルビン酸ラジカルの不均化速度定数は１０５〜１０６Ｍ−１ｓ−１であるので、不均化に伴う水素交換も同じ速度で起こる。ＮＭＲタイムスケールにおいて、これらの「中間体」の交換速度は、１Ｈスピン−スピン緩和の変更に最適である。
【００２７】
アスコルベートの輸送及び排出について説明する。アスコルビン酸は、能動輸送と単純拡散の両方によって身体に吸収される。２つの主要な能動輸送経路は、アスコルビン酸ナトリウムコトランスポーター（ＳＶＣＴ）及びヘキソーストランスポーター（ＧＬＵＴ）である。ＳＶＣＴ１及びＳＶＣＴ２は、還元型のアスコルベートを、細胞膜を横切って輸入する（Ｓａｖｉｎｉ  Ｉ，Ｒｏｓｓｉ  Ａ，Ｐｉｅｒｒｏ  Ｃ，Ａｖｉｇｌｉａｎｏ  Ｌ，Ｃａｔａｎｉ  ＭＶ  （Ａｐｒｉｌ  ２００８）．  ”ＳＶＣＴ１  ａｎｄ  ＳＶＣＴ２：  ｋｅｙ  ｐｒｏｔｅｉｎｓ  ｆｏｒ  ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｕｐｔａｋｅ”．  Ａｍｉｎｏ  Ａｃｉｄｓ  ３４  （３）：  ３４７−５５）のに対し、ＧＬＵＴ１及びＧＬＵＴ３グルコーストランスポーターは、酸化型であるデヒドロアスコルビン酸を移動させる（Ｒｕｍｓｅｙ  ＳＣ，Ｋｗｏｎ  Ｏ，Ｘｕ  ＧＷ，Ｂｕｒａｎｔ  ＣＦ，Ｓｉｍｐｓｏｎ  Ｉ，Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ  （Ｊｕｌｙ  １９９７）．  ”Ｇｌｕｃｏｓｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ  ｉｓｏｆｏｒｍｓ  ＧＬＵＴ１  ａｎｄ  ＧＬＵＴ３  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｄｅｈｙｄｒｏａｓｃｏｒｂｉｃ  ａｃｉｄ”．  Ｊ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２７２  （３０）：  １８９８２−９）。正常な条件下では血漿中のデヒドロアスコルビン酸濃度は低いが、酸化型分子はＧＬＵＴ１及びＧＬＵＴ３を横切って、還元型がＳＶＣＴを横切って吸収されるよりもはるかに高い速度で吸収される。アスコルベート濃度が薬理学的に上昇すると、デヒドロアスコルベート濃度も増加し、それにより、ＧＬＵＴトランスポーターが高コピーで存在する場所、例えば、脳（及び血液脳関門）及び腫瘍細胞中での顕著な吸収が可能となる。一旦輸送されると、デヒドロアスコルビン酸は速やかに還元されてアスコルベートにもどる。
【００２８】
腎再吸収閾値を超える濃度のアスコルベートは尿中に自由に移り、約３０分間の半減期で排泄される。高摂取量（ヒトでは数百ｍｇ／日に相当）では、腎再吸収閾値は、男性で１．５ｍｇ／ｄＬ、女性で１．３ｍｇ／ｄＬである（Ｏｒｅｏｐｏｕｌｏｓ  ＤＧ，Ｌｉｎｄｅｍａｎ  ＲＤ，ＶａｎｄｅｒＪａｇｔ  ＤＪ，Ｔｚａｍａｌｏｕｋａｓ  ＡＨ，Ｂｈａｇａｖａｎ  ＨＮ，Ｇａｒｒｙ  ＰＪ  （Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９３）．  ”Ｒｅｎａｌ  ｅｘｃｒｅｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｓｃｏｒｂｉｃ  ａｃｉｄ：  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ａｇｅ  ａｎｄ  ｓｅｘ”．  Ｊ  Ａｍ  Ｃｏｌｌ  Ｎｕｔｒ  １２  （５）：  ５３７−４２）。尿中に直接排出されない又は他の身体の代謝によって破壊されるアスコルベートは、Ｌ−アスコルビン酸オキシダーゼによって酸化されて除去される。
【００２９】
理論に拘泥するものではないが、溶媒水プロトンはアスコルベート分子のヒドロキシルプロトンと交換されるので、「Ｔ２強調コントラスト」とも称される常磁性を伴わないアスコルベート信号変化のメカニズムは、水プロトン（１Ｈ）スピン−スピン緩和速度１／Ｔ２（又は逆数として、スピン−スピン緩和時間を示す、Ｔ２）の強調をベースとする。Ｔ２コントラストに対するプロトン交換の効果は、生理的ｐＨにおけるアスコルベートラジカルの不均化反応によって更に増幅される。アスコルベートの酸化及びアスコルベートラジカルの不均化は、酸化基質、例えば、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）及び／又は水素（「プロトン」）交換触媒の共存によって推進される。
【００３０】
特にスピン−スピン交換触媒（例えば、単純な糖、糖アルコール又はアミノ酸）の存在下での及びそれと合剤にされたアスコルベートは、金属系（例えば、ガドリニウム又は鉄）造影材料の使用もイオン化放射線の使用も必要としない、安全で生分解性のＭＲＩ造影剤である。この技術により、組織灌流の評価並びに１８Ｆ−ＦＤＧＰＥＴに類似した組織のバイアビリティ及び代謝の高分解能分子キャラクタリゼーションが可能になる。後者は、１８Ｆ−ＦＤＧ（即ち、ＧＬＵＴ１及び３トランスポーター）を取り込む同じグルコース輸送メカニズムによる細胞中へのアスコルベートの取り込み（デヒドロアスコルベートを介する）によって可能である（Ｒｕｍｓｅｙ  ＳＣ，Ｋｗｏｎ  Ｏ，Ｘｕ  ＧＷ，Ｂｕｒａｎｔ  ＣＦ，Ｓｉｍｐｓｏｎ  Ｉ，Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ  （Ｊｕｌｙ  １９９７）．  ”Ｇｌｕｃｏｓｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ  ｉｓｏｆｏｒｍｓ  ＧＬＵＴ１  ａｎｄ  ＧＬＵＴ３  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｄｅｈｙｄｒｏａｓｃｏｒｂｉｃ  ａｃｉｄ”．  Ｊ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２７２  （３０）：  １８９８２−９）。
【００３１】
アスコルベートＭＲＩの潜在的用途は、ＰＥＴスキャンが有益と既に判明しているが方法体系の改善が更なる臨床的な利益をもたらすであろういくつかの臨床シナリオを含む。これらのシナリオとしては、癌、神経疾患（例えば、認知症、ＴＢＩ及びてんかん）及び心血管イメージングに関する診断研究が挙げられる。Ｔｃ−９９ｍ標識薬剤（例えば、Ｔｃ−９９ｍセスタミビ（ｓｅｓｔｉｍｉｂｉ）又は「Ｃａｒｄｉｏｌｉｔｅ」）を用いた心臓研究は、今後３〜５年の世界的なＴｃ−９９ｍ供給の予想される縮小を考慮して代替的ストラテジーを必要とする特に注目すべき診断用途を示している。Ｔｃ−９９ｍ関連薬剤を用いる心筋灌流及びバイアビリティイメージングは、欠くことのできない、広く実施されている操作であるが、これらのＴｃ−９９ｍ依存性薬剤に取って代わる経済的に実現可能な解決策は現在までにいまだに提供されていない。
【００３２】
いくつかの悪性腫瘍のための補助化学療法薬としての高用量非経口アスコルベートの使用は、このビタミンを検討する進行中の臨床癌試験の対象である。したがって、本明細書に教示するアスコルベートＭＲＩは、高分解能ＭＲイメージングと治療的投与との結合が送達及び腫瘍応答評価のリアルタイム最適化を可能にし得るという情報を、この化学療法薬の研究及び適用に与えるのに役立ち得る。
【００３３】
アスコルベートは、バンコマイシンに似た薬物動態プロフィールを有すると理解されている。経口アスコルベートの体内分布は厳密に制御され、経口用量が一日所要量の１００倍を超える場合でも血漿濃度が２００μＭを超えることはめったにない。（Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ，Ｃｏｎｒｙ−Ｃａｎｔｉｌｅｎａ  Ｃ，Ｗａｎｇ  Ｙ，Ｗｅｌｃｈ  ＲＷ，Ｗａｓｈｋｏ  ＰＷ，Ｄｈａｒｉｗａｌ  ＫＲ，Ｐａｒｋ  ＪＢ，Ｌａｚａｒｅｖ  Ａ，Ｇｒａｕｍｌｉｃｈ  ＪＦ，Ｋｉｎｇ  Ｊ，Ｃａｎｔｉｌｅｎａ  ＬＲ  （Ａｐｒｉｌ  １９９６）．  ”Ｖｉｔａｍｉｎ  Ｃ  ｐｈａｒｍａｃｏｋｉｎｅｔｉｃｓ  ｉｎ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ：  ｅｖｉｄｅｎｃｅ  ｆｏｒ  ａ  ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  ｄｉｅｔａｒｙ  ａｌｌｏｗａｎｃｅ”．  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  Ｕ．Ｓ．Ａ．  ９３  （８）：  ３７０４−９）。しかし、静脈内投与されたアスコルベートは、これらの厳密な制御系を回避するので、１０ｍＭ以上の血漿濃度が達成可能である。１０ｍＭを超える血漿濃度が、最大４時間にわたってヒトにおいて安全に持続され、毒性は著しく低い（Ｈｏｆｆｅｒ  ＬＪ．，Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ．，Ａｓｓｏｕｌｉｎｅ  Ｓ．，Ｍｅｌｎｙｃｈｕｋ  Ｄ．，Ｐａｄａｙａｔｔｙ  ＳＪ．，Ｒｏｓａｄｉｕｋ  Ｋ．，Ｒｏｕｓｓｅａｕ  Ｃ．，Ｒｏｂｉｔａｉｌｌｅ  Ｌ．，  ａｎｄ  Ｍｉｌｌｅｒ  ＷＨ．，  Ｊｒ．，  Ｐｈａｓｅ  Ｉ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｔｒｉａｌ  ｏｆ  ｉ．ｖ．  ａｓｃｏｒｂｉｃ  ａｃｉｄ  ｉｎ  ａｄｖａｎｃｅｄ  ｍａｌｉｇｎａｎｃｙ．  Ａｎｎ  Ｏｎｃｏｌ  １９：  １９６９−１９７４，  ２００８）。
【００３４】
より最近の研究は、静脈内注入によって達成される薬理学的アスコルベート濃度が、がん細胞に対しては細胞毒性があるが正常細胞に対しては細胞毒性がない濃度での、アスコルベートラジカルの形成及び過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の産生をもたらすことを示している（Ｃｈｅｎ  Ｑ．，Ｅｓｐｅｙ  ＭＧ．，Ｓｕｎ  ＡＹ．，Ｐｏｏｐｕｔ  Ｃ．，Ｋｉｒｋ  ＫＬ．，Ｋｒｉｓｈｎａ  ＭＣ．，Ｋｈｏｓｈ  ＤＢ．，Ｄｒｉｓｋｏ  Ｊ．，ａｎｄ  Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ．  Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃ  ｄｏｓｅｓ  ｏｆ  ａｓｃｏｒｂａｔｅ  ａｃｔ  ａｓ  ａ  ｐｒｏｏｘｉｄａｎｔ  ａｎｄ  ｄｅｃｒｅａｓｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｔｕｍｏｒ  ｘｅｎｏｇｒａｆｔｓ  ｉｎ  ｍｉｃｅ．  Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  Ｕ  Ｓ  Ａ  １０５：  １１１０５−１１１０９，  ２００８）。いくつかの前臨床異種移植研究では、高用量の非経口アスコルベートで注目に値する成長阻害が示され、更に最近の臨床試験でも、優れた安全性プロフィールをも裏付ける有望な結果が同様に示されている。前臨床的なメカニズム研究においては、Ｈ２Ｏ２の産生が目立った特徴である。マイクロダイアリシスによる測定から、Ｈ２Ｏ２濃度が高用量非経口アスコルベート後に１００ｓμＭ超に上昇し、アスコルベート及びＨ２Ｏ２はいずれも、腫瘍及び脳領域、例えば、線条体において最高濃度に達することが明らかである（Ｃｈｅｎ  Ｑ．，Ｅｓｐｅｙ  ＭＧ．，Ｓｕｎ  ＡＹ．，Ｐｏｏｐｕｔ  Ｃ．，Ｋｉｒｋ  ＫＬ．，Ｋｒｉｓｈｎａ  ＭＣ．，Ｋｈｏｓｈ  ＤＢ．，Ｄｒｉｓｋｏ  Ｊ．，ａｎｄ  Ｌｅｖｉｎｅ  Ｍ．  Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃ  ｄｏｓｅｓ  ｏｆ  ａｓｃｏｒｂａｔｅ  ａｃｔ  ａｓ  ａ  ｐｒｏｏｘｉｄａｎｔ  ａｎｄ  ｄｅｃｒｅａｓｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ  ｔｕｍｏｒ  ｘｅｎｏｇｒａｆｔｓ  ｉｎ  ｍｉｃｅ．  Ｐｒｏｃ  Ｎａｔｌ  Ａｃａｄ  Ｓｃｉ  Ｕ  Ｓ  Ａ  １０５：  １１１０５−１１１０９，  ２００８）。
【００３５】
本発明を実施するのに有用な非経口投与用の製剤としての医薬として許容され得る担体（例えば、滅菌水又は生理食塩水）中のアスコルベートは、例えば、壊血病の治療で知られている。好適な製剤の例としては、これに限定するものではないが、注射用の水に溶解したアスコルビン酸の滅菌溶液が挙げられ、これは、炭酸水素ナトリウム及び水酸化ナトリウムでｐＨ（５．５〜７．０の範囲）調整された適量の注射用の水に、水１リットル当たり、アスコルビン酸５００ｍｇ、エデト酸二ナトリウム０．２５ｍｇ、水酸化ナトリウム１１０ｍｇを含む。非経口投与に好適な製剤は、例えば、その滅菌溶液のような、アスコルベートの医薬として許容される塩（例えば、ナトリウム塩又はメグルミン塩）を含んでいてもよく、または、炭酸水素塩（ＨＣＯ３−）及び／又はリン酸塩（ＰＯ４）のようなｐＨ緩衝剤、を更に含んでいてもよい。
【００３６】
本明細書で使用する用語「医薬として許容される」は、化合物又は組成物が、疾患の重症度及び治療の必要性に鑑みて、過度に有害な副作用を伴わずに本明細書中に記載した治療を達成するために対象に投与するのに好適であることを意味する。
【００３７】
本発明を、以下の非限定的な実施例において更に詳細に説明する。
【００３８】
［インビトロの例］
（スピン−スピン緩和速度、１／Ｔ２のアスコルベートによる強調）
以前の研究では、バルク水プロトンと低分子量溶質及び高分子の移動可能なプロトン（例えば、−ＮＨ２、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＮＨ）との交換によって生じるＴ２強調に関するＮＭＲ／ＭＲＩコントラスト効果について報告されている。このプロトン交換による１／Ｔ２に関するコントラスト効果は、以下のように記載される：
【数１】
0006491747.tif 000002
【００３９】
バルク水はａに関連（ｒｅｌａｔｅ）し、交換可能なプロトン（例えば、アスコルベートＯＨ基から）はｂに関連する。ｆＣＲは、Ｃａｒｖｅｒ及びＲｉｃｈａｒｄｓから導かれ、Ｈｉｌｌらによって改良された５つのパラメーターを有する閉じた関数である。（Ｃａｒｖｅｒ，  Ｊ．  Ｐ．；  Ｒｉｃｈａｒｄｓ，  Ｒ．  Ｅ．  Ｊ．  Ｇｅｎｅｒａｌ  ２−Ｓｉｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｐｒｏｄｕｃｅｄ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  Ｏｆ  Ｔ２  Ｕｐｏｎ  Ｃａｒｒ−Ｐｕｒｃｅｌｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｊ．  Ｍａｇｎ．  Ｒｅｓｏｎ．  １９７２，  ６，  ８９−１０５；  Ｈｉｌｌｓ，  Ｂ．  Ｐ．；  Ｗｒｉｇｈｔ，  Ｋ．  Ｍ．；  Ｂｅｌｔｏｎ，  Ｐ．  Ｓ．  Ｎ．Ｍ．Ｒ．  ｓｔｕｄｉｅｓ  ｏｆ  ｗａｔｅｒ  ｐｒｏｔｏｎ  ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｓｅｐｈａｄｅｘ  ｂｅａｄ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ    Ｍｏｌ．  Ｐｈｙｓ．  １９８９，  ６７，  １３０９−１３２６）。アスコルベートのヒドロキシルプロトンに関しては、Ｐｂは交換可能なプロトンの割合であり、ｋは交換可能なプロトンと水プロトンとの交換速度であり、δωｂはヒドロキシルプロトンとバルク水プロトンとの間の化学シフトであり、Ｔ２ｂは、ヒドロキシルプロトンの局所的スピン−スピン緩和時間である。τは、Ｔ２強調収集シーケンスにおけるパルス間（９０°〜１８０°）間隔である。
【００４０】
Ｔ２コントラストに関してプロトン交換に影響を及ぼす必須であるがしばしば無視されるパラメーターは、交換触媒反応の役割がある（Ｌｉｅｐｉｎｓｈ  Ｅ  ａｎｄ  Ｏｔｔｉｎｇ，  Ｇ    Ｐｒｏｔｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒａｔｅｓ  ｆｒｏｍ  ａｍｉｎｏ  ａｃｉｄ  ｓｉｄｅ  ｃｈａｉｎｓ  −  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ．  Ｍａｇｎ  Ｒｅｓｏｎ  Ｍｅｄ．  １９９６    ３５（１）：  ３０−４２）。ＯＨ基又はＮＨ基と水との間のプロトン交換の速度定数ｋは、
【数２】
0006491747.tif 000003
によって記載できる。Ｋａ、Ｋｂ及びＫｃはそれぞれ、Ｈ＋、ＯＨ−及び他の交換触媒による触媒反応よる交換速度定数を示す。指数ｙは、所与の交換触媒のメカニズムに応じて１又は２である。速度定数Ｋａ及びＫｂは、
【数３】
0006491747.tif 000004
［式中、ＫＤは、プロトン供与体及び受容体の拡散律速遭遇（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｅｎｃｏｕｎｔｅｒ）の速度定数（約１０１０ｍｏｌ−１ｓ−１）であり、ｐＫＤ及びｐＫＡは、プロトン供与体及び受容体のｐＫ値である］
によって算出できる。ｐＫＨ３Ｏ＋及びｐＫＯＨ−＝１５．７であるが、触媒濃度に対するプロトン移動の非線形依存性のために、Ｋｃは予測がより困難である。それにもかかわらず、中性ｐＨでの効率的な交換触媒反応が、ｐＫＤ−ｐＫＡとの間の少なくとも中程度の差及び生理的ｐＨでの触媒活性酸性型又は塩基性型交換触媒の有意な濃度によって達成される。
【００４１】
したがって、Ｈ２Ｏは、ｐＫＤ及びｐＫＡ（Ｈ３Ｏ＋及びＯＨ−に関して）が１５．７の比較的弱いプロトン供与体であるので、高濃度にもかかわらず、中性ｐＨでは非効率的な交換触媒である。一方、生理的条件において認められている交換触媒には、有機リン酸塩、炭酸塩（例えば、炭酸水素塩、ＨＣＯ３−）並びにカルボキシル及びアミノ基を有する分子がある（Ｌｉｅｐｉｎｓｈ  Ｅ  ａｎｄ  Ｏｔｔｉｎｇ，  Ｇ    Ｐｒｏｔｏｎ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｒａｔｅｓ  ｆｒｏｍ  ａｍｉｎｏ  ａｃｉｄ  ｓｉｄｅ  ｃｈａｉｎｓ  −  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｉｍａｇｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ．  Ｍａｇｎ  Ｒｅｓｏｎ  Ｍｅｄ．  １９９６，  ３５（１）：  ３０−４２）。以下に示すように、アスコルベートはこれまでに認められていないもう１つの強力な触媒であり、好ましいｐＫＡ＝６．７５の１つのヒドロキシル基を４位に有すると共にｐＫＡ＝７．０で平衡となり不均化反応を起こす。したがって、アスコルベートは、「自己触媒」するだけでなく、糖及び他の高分子の塩基性ヒドロキシル基に対して効率的なプロトン交換触媒であるべきである。
【００４２】
図２は、ｐＨ７の脱イオン水中におけるいくつかの糖、糖アルコール及びアスコルベートの純粋な溶液のＴ２強調の比較を示す。溶質濃度１０及び２０ｍＭにおける、少なくとも６つの異なるエコー時間を含むＲＡＲＥ  ＦＳＥプロトコールを使用した７Ｔでの定量的Ｔ２マッピングからのデータを示す。示される通り、Ｔ２緩和度は、各分子上の利用可能な交換可能ＯＨプロトン数と概ね相関関係があり、二糖は、予測通り、単糖よりも比例的に大きなコントラスト効果を生成する。注目すべきは、溶質濃度に対する非線形依存性であって、濃度が増加するにつれて緩和度の強調が減少し、これは、純粋な溶液中における糖の自己会合に関連する可能性のある現象である。後者は、以下に記載する観察と特に関連し、アスコルベートと糖がより高い総溶質濃度で一緒に組み合わされると、全体的なＴ２効果がむしろ相乗的に強調される。アスコルベートを単糖又は二糖と組み合わせて含む製剤は、ＭＲイメージングのＴ２コントラスト効果を増加させるために、両方の種をより高濃度で送達する手段を提供する。
【００４３】
図３Ａは、中性ｐＨにおける種々の濃度での純粋なアスコルベート溶液のＴ２効果のより詳細な実証を図示している。図３Ｂは、デヒドロアスコルベートへの酸化及びアルコールベートラジカル不均化を推進するわずかμＭ濃度（即ち、生理的濃度）の過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の存在下でアスコルベートが存在する場合に、Ｔ２効果が顕著に強調されることを明らかにしている。Ｈ２Ｏ２はそれ自体が交換触媒と考えられるが、Ｈ２Ｏ２がアスコルベートの１００倍低い濃度で存在する場合にアスコルベート介在性の１／Ｔ２強調に対して劇的な効果が観察されることから、ＯＨアスコルビルプロトンによる直接交換ではなく、Ｈ２Ｏ２に推進されるアスコルベート酸化／不均化によるプロトン交換がＴ２変化に関与する重要な寄与メカニズムであることが示唆される。プロトン交換に対するデヒドロアスコルベートの酸化／不均化の寄与の更なる証拠が図３Ｃに示されており、これは、１／Ｔ２増強効果が、アスコルベート−デヒドロアスコルベート不均化の反応速度も最大である中性ｐＨにおいてずば抜けて顕著であることを示している。
【００４４】
図３Ｄのデータは、アスコルベートと適切なｐＫを有する受容体及び／又は供与体分子との間の交換触媒反応が１／Ｔ２強調変化を顕著に促進し得るという第１の示唆を与えている。ここでのデータは、ナトリウム塩として及びメグルミン（アミノ糖）塩としてのアスコルベートの溶液を比較している。ここで、Ｔ２コントラスト効果（Ｔ２緩和（ｍｓ））は、中性ｐＨの水中においてアスコルビン酸メグルミンを用いた場合にはメグルミン単独又はアスコルベート単独と比較して約４倍大きい。
【００４５】
引き続き、メグルミンとアスコルベートとの印象的な相乗効果が、塩形成カチオンとしてのアスコルベートとの化学的会合に依存するかどうかを検討した（理論的には、２つの部分（ｍｏｉｅｔｉｅｓ）は水中で完全に会合しているはずである）。図４は、「塩形成機能」がＮａ＋カチオンによって果たされる場合にはプロトン交換に実際に相乗作用がもたらされることを明らかにしており、メグルミンの塩基性ＯＨ基に加えてアミノ基をアスコルベートとの交換触媒反応に関与させていると推定される。ここでは、実験同士の違いを更によく示すために、対照Ｔ２緩和（ｍｓ）値（Ｔ２＝８４０ｍｓ）は示していないことに留意されたい。
【００４６】
図５は、アスコルベートによるコントラスト効果に対する種々の生理学的交換触媒の影響を調べる一連の実験からのＴ２緩和データを要約している。既知の血清及び細胞外濃度のＰＯ４＝２ｍＭ、グルコース＝５ｍＭ及びＨＣＯ３−＝２５ｍＭを使用し、アスコルベートを１０ｍＭとして、これらの部分のそれぞれのＴ２緩和を個別に及び組み合わせて調べた。示される通り、水中におけるアスコルベート単独又はアスコルベートとＰＯ４＋との組合せのＴ２緩和効果は少ないが、生理的濃度のグルコース又はＨＣＯ３−のいずれかが１０ｍＭアスコルベートと共に存在すると劇的に増加し（濃度は非経口投与によって容易且つ安全に達成される）、注目に値する、Ｔ２緩和の５０％の変化がもたらされる。最大の強調は、インビボにおいてはアスコルベートと共に既知濃度のグルコース、ＨＣＯ３−及びＰＯ４が存在する場合に見られる。したがって、アスコルベートをただ単にｉ．ｖ．投与することによって、インビボでのアスコルベートのＴ２強調効果は、ファントム研究において生理学的交換触媒を存在させずにアスコルベート単独だけを調べた後に予想されうる効果よりはるかに大きくなるであろう。
【００４７】
インビボでは通常存在しない他の糖とアスコルベートとの配合がアスコルベートのコントラスト効果を更に触媒し得る可能性も、上記実験から予測される。図６は、例えば、メグルミンを同等の濃度（２０ｍＭ）のアスコルビン酸ナトリウムの溶液に添加し、２ｍＭのＰＯ４、２５ｍＭのＨＣＯ３−のバックグラウンドに加えた場合の追加の相乗作用を示している。データは、生理的濃度（５ｍＭ）のグルコースの有無による比較、及び生理学的触媒に添加されたメグルミン単独の効果を示している。明らかなように、最大のコントラスト効果は、全ての部分が組み合わされた場合に観察される。したがって、異なる交換触媒を互いに組み合わせることによってより高いコントラスト効果を達成でき、そのため任意の１つの外部から投与される種の濃度を制限する可能性があると推測される。
【００４８】
図７は、この概念を拡張して、アスコルビン酸Ｎａ及びメグルミンが他の単糖及び二糖並びに糖アルコールと配合された場合の潜在的な相乗作用を試験したデータを要約している。示される通り、コントラスト効果は、考えられるどの配合物によっても劇的である。図８には、コントラスト変化の違いをよりよく示すために対照溶液（２ｍＭのＰＯ４及び２５ｍＭのＨＣＯ３−）。このように、最も強い効果は、アスコルベート及びメグルミンが一般的な二糖であるスクロースと組み合わされた場合に観察され、したがって、全てが安全に非経口投与できる部分のみを使用するＭＲＩの有望な候補配合物（即ち、アスコルベート／メグルミン／スクロース）を示唆している。
【００４９】
［実施例１］
（インビボの例）
〈正常な脳灌流及び物質代謝〉
図９で、インビボにおける、高用量非経口アスコルベート（２ｇ／ｋｇ、右ＩＪｉｖ注射）後のアスコルベートＴ２コントラスト変化を示す。図９Ａでは、正常Ｃ５７ブラックマウスの中脳を通る従来の単一スライスアキシャルＦＳＥ  Ｔ２ＷＩ画像を示している。右の２つの画像は、アスコルベートｉ．ｖ．投与中及び投与後におけるコントラスト変化の「初回通過」抽出を示す。脳組織のＴ２信号を、アスコルベート投与の直後及び１０分後に収集し、次にアスコルベート投与前に収集したＴ２脳信号から差し引く。アスコルベートが信号強度の減少をもたらすので、より高信号の投与前スキャンからの減算により、脳組織を通る通過灌流（血流）の正味の陽性「マップ」が得られる。１０分において、灌流効果はほぼ消失し、組織取り込みに関連する早期の信号強度変化が観察され始めている。図９Ｂでは、高用量アスコルベートの組織取り込みによる信号変化を示している。信号強度のカラー−リュートマップは投与前スキャンから減算されず、したがって、正常Ｃ５７マウスでは３０〜６０分に最大となる、予想された経時的Ｔ２信号減少を示している。
【００５０】
［実施例２］
（インビボの例）
〈新皮質拡延性抑制と関連した限局性脳代謝亢進〉
図１０で、新皮質拡延性抑制の齧歯類モデルにおけるアスコルベートＴ２強調を示す。拡延性抑制（ＳＤ）は、６０年前にＬｏａｏによって最初に記載されたＣＮＳ組織の実験的に再生可能な病態生理学的現象である。皮質の限局的な領域がイオン摂動の臨界閾値に達した後、細胞脱分極の大きい拡散波が始まり灰白質組織に広がる可能性があるが、その拡散波が誘導された灰白質域に限局されたままであり、白質経路を通らない。誘導メカニズム（例えば、適用された塩化カリウムの局所的高濃度）が同じ領域に対して連続的である場合、拡延性抑制のこれらの波は８〜１０分に１回繰り返されて、２〜３時間持続する。ＳＤに伴って脳代謝の顕著な変化が起こり、組織学的に検出可能なニューロン損傷がＳＤ後には存在しないので、これらの物質代謝は、非虚血性の過剰興奮性脳組織、例えば、てんかん発作焦点の代謝フラックスを変化させる。
【００５１】
前記実験において、下の列の画像は、小さい頭蓋切除と、隣接した頭頂葉皮質に局所的に拡散している、高濃度のＫＣｌに浸漬されたゲルフォーム（赤い矢印）とを、共に示している。頭蓋切除部位は、ブレグマの後方１ｍｍであり、頭蓋骨の目印は、下にある脳の後方１／３を表している。上の２つの列は、ブレグマの前方３ｍｍ及び４ｍｍの、すなわち、ＳＤ誘導部位から離れた齧歯類脳のＴ２画像及び信号変化の定量的カラーリュートＴ２マップを示している。前方スライスにおけるＴ２信号変化は、右大脳皮質では左大脳皮質に比較して明瞭なＴ２非対称を示している（この場合も、ＳＤは依然として右半球に限定されている）。これらの顕著な皮質信号変化は、１８Ｆ−ＦＤＧ  ＰＥＴ並びに直接マイクロダイアリシス及びメタボロミック測定でも観察される、ＳＤによって生じる既知の代謝亢進活性と一致している。注目すべきことに、逆の観察（Ｔ２信号の局所的増加）が頭蓋切除部位自体（３列目）の直下で見られ、ＫＣｌ注入部位での限局性水腫（自由水の増加）と一致している。
【００５２】
［実施例３］
（インビボの例）
〈心臓灌流及び代謝イメージング〉
図１１は、非経口アスコルベートを用いた灌流及びバイアビリティの心臓イメージングを示す図である。図１１Ａでは、７Ｔにおけるラット心臓イメージングの２つの主要イメージング面、コロナル及びアキシャルを示している。呼吸同調を伴うレトロスペクティブゲーティングを用いて、７Ｔにおいて画像を集めた。収集シーケンスは中程度にＴ２強調されており、コントラスト効果を強調するために更に最適化することができる。図１１Ｂでは、アスコルベートｉ．ｖ．注射の最初のボーラスによる、左心室の全体にわたるＴ２信号強度の一過性減少を示している。初回通過流又は「灌流イメージング」のための最初のボーラスの後、可変フリップ角を使用した定量的Ｔ２マップは、心臓組織の緩徐なＴ２コントラスト変化を示し、アスコルベートの取り込みを反映している。代謝的に活性な生細胞のみが、アスコルベートを取り込むであろう。
【００５３】
［実施例４］
（インビボの例）
〈モルモットにおける、アスコルベートの３つの異なる製剤の静脈内投与後のＴ２コントラスト変化〉
我々は、軽度麻酔したモルモットの全脳におけるＴ２コントラスト変化を７Ｔで調べた。モルモットは、ヒトと同様にアスコルベートを内因的に合成できないので、このモデルのＭＲＩ効果は患者のＭＲＩ変化をより予測できる。アスコルベートは、６０分にわたって総用量２ｇ／ｋｇにコントロールされた注入によって、大腿静脈又は頸静脈から非経口投与した。ＭＲＩは、９０分間行った。
【００５４】
図１２Ａは、アスコルベートの緩徐注入の前及び６０分の緩徐注入後における高速スピンエコー（ＦＳＥ）Ｔ２画像が脳実質の全体にわたって劇的な信号強度差を示すことを示している。
【００５５】
図１２Ｂ及び図１２Ｃにおいて、標準化された信号強度変化及び定量的緩和度測定値が、３つの異なるアスコルベート製剤：（１）１００％アスコルビン酸ナトリウム；（２）５０％アスコルビン酸ナトリウム及び５０％アスコルビン酸メグルミン；及び（３）１００％アスコルビン酸メグルミンの投与後のモルモット大脳皮質（Ｃｘ）及び大脳基底核（ＢＧ）の両方に関して示されている。図１２Ｂでは、シグナル強度変化は、５０％ＮａＡＡ：５０％ＭｅｇＡＡからなる第２の製剤（２）の投与中及び投与後のいずれの時点でも最大であり、観察された皮質ＦＳＥ  Ｔ２強度の減少は４０％を超えている。図１２ＣのＴ２緩和度計算値も、製剤（２）の場合はベースラインから１０％を超える値を示し、最大値は、製剤（１）又は（３）のいずれよりも統計的に大きい。従来のＦＳＥ  Ｔ２強調画像では、Ｍｅｇ  ＡＡ（３）の場合の信号強度変化は、ほとんど全ての時点でアスコルビン酸ナトリウム（１）の場合に観察されたものよりも大きいことが認められるが、Ｔ２緩和度計算値は、これらの後者２つの製剤間では統計的な差異を示していない。
【００５６】
前述したのは、本発明の例証であって、本発明の限定と解してはならない。本発明は以下の特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲の均等形態も本発明に包含される。
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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