(57)【要約】【課題】チミジル酸シンターゼおよび／またはチミジンキナーゼ酵素によって、診断的または有毒な代謝物へと活性化されるヌクレオシドアナログを投与することによって腫瘍を診断および／または処置する方法、ならびにウリジンアナログ化合物および薬学的に受容可能なキャリアを有するそれらの組成物を提供すること。【解決手段】腫瘍細胞の複製もしくは拡散を減少または阻害するのに有効な量で、以下の工程を包含する方法に従って選択されたウリジンアナログを含む、腫瘍またはがんを処置するための組成物であって、該方法は：５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程を、包含する、組成物【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
腫瘍細胞の複製もしくは拡散を減少または阻害するのに有効な量で、以下の工程を包含する方法に従って選択されたウリジンアナログを含む、腫瘍またはがんを処置するための組成物であって、該方法は：
５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；
チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、
チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する、
組成物。
【請求項２】
腫瘍に関連する細胞変性効果を緩和するための組成物であって、以下の工程を包含する方法に従って選択された有効量のウリジンアナログを含む、組成物であって、該方法は、
５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；
チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、
チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する、
組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載される組成物であって、前記ウリジンアナログが以下：
【化１】
2009108108.tif 000014
の一般式の化合物であって、
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；および、
Ｇ＝置換または非置換の環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖ホスフェート；置換または 非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖アナログであって、ここで該置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）ハロゲン、
である、組成物。
【請求項４】
前記ウリジンアナログが、ＦＡＵ、ｄ−Ｕｒｄおよびａｒａ−Ｕからなる群から選択される、請求項１または２に記載される組成物。
【請求項５】
腫瘍細胞の複製を減少または阻害するための組成物であって、以下の工程を包含する方法に従って選択された有効量のウリジンアナログを含む、組成物であって、該方法は、
５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；
チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、
チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する、
組成物。
【請求項６】
請求項５に記載される組成物であって、前記ウリジンアナログが以下：
【化１】
2009108108.tif 000015
の一般式の化合物であって、
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；および、
Ｇ＝置換または非置換の環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖ホスフェート；置換または 非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖アナログであって、ここで該置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）ハロゲン、
である、組成物。
【請求項７】
腫瘍細胞の複製または拡散を減少または阻害するためのウリジンアナログを選択する方法であって、以下の工程：
５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；
チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、
チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する方法。
【請求項８】
前記試験する工程が以下：
前記ウリジンアナログの細胞傷害性を、チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株およびチミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定する工程；
を包含し、そして前記選択する工程が以下：
該チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定された細胞傷害性が該チミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定された細胞傷害性よりも高い場合に、該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する、請求項７に記載される方法。
【請求項９】
前記チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株が、Ｕ９３７細胞株およびＣＥＭ細胞株からなる群から選択される、請求項７に記載される方法。
【請求項１０】
前記チミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株が、Ｌ１２１０細胞株およびＲａｊｉ細胞株からなる群から選択される、請求項７に記載される方法。
【請求項１１】
前記ウリジンアナログが放射性同位体を含有する、請求項７に記載される方法。
【請求項１２】
前記放射性同位体が18Ｆまたは11Ｃである、請求項１１に記載される方法。
【請求項１３】
請求項７に記載される方法であって、前記ウリジンアナログが以下：
【化１】
2009108108.tif 000016
の一般式の化合物であって、
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；および、
Ｇ＝置換または非置換の環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖アナログであって、ここで該置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）ハロゲン、
である、方法。
【請求項１４】
チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断するための診断用組成物であって、該組成物は、請求項７により選択されるウリジンアナログを含み、該組成物は、生検標本を入手する前に、患者に投与されること、および該生検標本におけるアナログ取り込みの程度が、腫瘍を特徴付けるものであることを特徴とする、組成物。
【請求項１５】
チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断するための診断用組成物であって、該組成物は、請求項７により選択されるウリジンアナログを含み、該ウリジンアナログは陽電子放射体で標識され、該組成物は、外部画像化のまえに投与され、該組成物のDNA取り込みが、腫瘍を特徴付けるものであることを特徴とする、組成物。
【請求項１６】
前記放射性同位体が18Ｆまたは11Ｃである、請求項１５に記載される組成物。
【請求項１７】
前記外部画像化が、陽子線放射体である、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１８】
ヒトまたは動物における所望されない腫瘍を処置するための組成物であって、請求項７に従って選択された、腫瘍阻害量のウリジンアナログを含む、組成物。
【請求項１９】
腫瘍細胞の複製を減少または阻害するための組成物であって、請求項７に従って選択されたウリジンアナログを単独でか、あるいは腫瘍増殖を阻害するために使用される他の薬学的因子および／または他の薬剤と組み合わせて含む、組成物。
【請求項２０】
チミジル酸シンターゼインヒビターを用いる腫瘍の処置の妥当性を評価するための組成物であって、請求項７に従って選択されたウリジンアナログを含み、該ウリジンアナログは陽電子放射体で標識され、外部画像化の前に該組成物が投与され、用量間での時間にわたって測定されたチミジル酸シンターゼ阻害の持続性が最大チミジル酸シンターゼ阻害の程度を特徴付けるものである、組成物。
【請求項２１】
前記陽電子放射体が18Ｆまたは11Ｃである、請求項２０に記載される方法。
【請求項２２】
前記外部画像化が、陽電子放射体断層撮影法によって達成される、請求項２０に記載される方法。
【請求項２３】
チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断するための組成物であって、同位体標識されたＩｄＵｒｄを含み、該組成物は、生検野前に投与され、該腫瘍標本におけるチミジル酸合成酵素によるＩｄＵｒｄの脱ハロゲン化の程度が、腫瘍を特徴付けるものである組成物
【請求項２４】
前記同位体標識が、放射性同位体14Ｃまたは3Ｈ；あるいは安定同位体13Ｃまたは2Ｈおよび15Ｎからなる群から選択される、請求項２０に記載される組成物。
【請求項２５】
明細書に記載のがんを処置するための組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、チミジン酸シンターゼ（ＴＳ）および／またはチミジンキナーゼ（ＴＫ）によって活性化される抗腫瘍剤を用いて腫瘍細胞を診断および／または処置するための方法、化合物および組成物に関する。さらに、本発明は、画像化適用での使用のための陽電子放射ヌクレオシドアナログの調製および使用に関する。画像化適用に使用されるヌクレオシドアナログはＴＳによって活性化される型のものであり得るか、または他の実施態様においては、ＴＳによる活性化を必要でないかもしれない。さらに詳細には、本発明は、ヌクレオシドアナログプロドラッグのような化合物および関連する化合物またはこれらを含有する組成物を有効な量で投与して、生検標本中で、または外部画像化を介して感受性の腫瘍を同定すること、次いで、腫瘍細胞の複製または拡散を減少または阻害を進めることによって腫瘍細胞を診断および／または処置するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．技術概説）
チミジン酸シンターゼ（ＴＳ）は、ＤＮＡ合成に必須の酵素である。しかし、これは正常細胞においてよりも腫瘍細胞において豊富である。数十年の間、研究および臨床試験は、腫瘍を収縮させるためのＴＳの阻害に向けられてきた。いくつかの例において、このストラテジーは、そこそこ良好であった。例えば、フルオロウラシルおよびフロクスウリジンは、Ｃｈｕ  Ｅ、Ｔａｋｉｍｏｔｏ  ＣＨ．「Ａｎｔｉｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ」、ＤｅＶｉｔａ  ＶＴ  Ｊｒ．、Ｈｅｌｌｍａｎ  Ｓ、Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ  ＳＡ、編者、Ｃａｎｃｅｒ：Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｏｆ  Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，１巻、第４版
Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ：Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ、１９９３：３５８〜３７４により開示されるように、乳癌、結腸癌、膵臓癌、胃癌、卵巣癌および頭部および頚部癌の処置に利用される。
【０００３】
不幸にも、ほとんどの腫瘍は、先天的にこれらのストラテジーに対して耐性であり、そしてもともと感受性である腫瘍でさえ、Ｓｗａｉｎ  ＳＭ、Ｌｉｐｐｍａｎ  ＭＥ、Ｅｇａｎ  ＥＦ、Ｄｒａｋｅ  ＪＣ、Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ  ＳＭ、Ａｌｌｅｇｒａ  ＣＪ、「Ｆｌｕｏｒｏｕｒａｃｉｌ  ａｎｄ  Ｈｉｇｈ−Ｄｏｓｅ  Ｌｅｕｃｏｖｏｒｉｎ  ｉｎ  Ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ  Ｔｒｅａｔｅｄ  Ｐａｔｉｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  Ｍｅｔａｓｔａｔｉｃ  Ｂｒｅａｓｔ  Ｃａｎｃｅｒ」Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｎｃｏｌ．１９８９；７：８９０〜９によって報告されるような処置の経過の間に耐性を発生する。近年のＴＳに対する分子プローブの適用は、以下の論文に記載されるように耐性とＴＳの高い発現との間に一致する関係を実証した：
【０００４】
【数１】
2009108108.tif 000002
ＴＳを阻害するために設計された新しい世代の薬剤が、最近、臨床試験の最終段階にあることが、Ｔｏｕｒｏｕｔｏｇｌｏｕ  Ｎ、Ｐａｚｄｕｒ  Ｒ．「Ｔｈｙｍｉｄｙｌａｔｅ  Ｓｙｎｔｈａｓｅ  Ｉｎｉｈｉｂｉｔｏｒｓ」、Ｃｌｉｎ．Ｃａｎｃｅｒ  Ｒｅｓ．１９９６；２：２２７〜４３によって報告されている。第一世代のＴＳインヒビターの有効性を改善するために費やされている莫大な資源にも拘わらず、既存の薬剤も、この新規のセットの化合物のいずれも高レベルのＴＳ活性を有する腫瘍においては有効ではない。現在、高レベルのＴＳに起因して腫瘍がいったん耐性になると、利用可能な特定の療法は存在しない。
【０００５】
ＴＳを阻害する代わりに、本発明者らは、この酵素を、ウリジンアナログプロドラッグをより有毒なチミジンアナログに活性化するために使用することが可能であることを仮定した。以前に、本発明者らは、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ、４６：１２０４〜１２０９、（１９９４）において「Ｔｏｘｉｃｉｔｙ，Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ，ＤＮＡ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｌａｃｋ  ｏｆ  Ｒｅｐａｉｒ，ａｎｄ  Ｌａｃｔａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  １−２’Ｆｌｕｏｒｏ−２’ｄｅｏｘｙ−β−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）−５−ｉｏｄｏｕｒａｃｉｌ（ＦＩＡＵ）  ｉｎ
Ｕ−９３７  ａｎｄ  ＭＯＬＴ−４  Ｃｅｌｌｓ」と題される論文において、１−（２’フルオロ−２’デオキシ−β−Ｄ−アラビノフラノシル）−ウラシル（ＦＡＵ）が、インタクトなＵ−９３７およびＭＯＬＴ−４細胞によって細胞内でＦＡＵモノフォスフェート（ＦＡＵＭＰ）にリン酸化されて、そのメチル化形態である５−メチル−ＦＡＵＭＰ（ＦＭＡＵＭＰ）へと転換され、そしてＤＮＡ内へと取り込まれることを報告した。これらの以前の知見は、ＦＡＵが、ＴＳ−活性化プロドラッグの細胞傷害の可能性を試験するために適切なプロトタイプであることを示唆した。以前の研究は異なる目的に対するデータを産出し、そして本発明の発見を直接的に検討しないことが理解されるべきである。本発明の概念の妥当性を実証するために、本発明者らは：（１）ＴＳがメチル化を触媒した酵素であることを決定し；（２）種々の細胞におけるメチル化された種の正味の形成速度を試験し；そして（３）メチル化された種の正味の形成速度を細胞傷害性効果と相関付けた。
【０００６】
ピリミジンヌクレオシドの中でも、２’−デオキシウリジン（ｄＵｒｄ）アナログは、Ｋｏｎｇ  ＸＢ，Ａｎｄｒｅｅｆｆ  Ｍ，Ｆａｎｕｃｃｈｉ  ＭＰ，Ｆｏｘ  ＪＪ，Ｗａｔａｎａｂｅ  ＫＡ，Ｖｉｄａｌ  Ｐ，Ｃｈｏｕ  ＴＣ「Ｃｅｌｌ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ２’−Ｆｌｕｏｒｏ−１−ｂｅｔａ−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ  Ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅｓ  ｉｎ  ＨＬ−６０  Ｃｅｌｌｓ．」Ｌｅｕｋ  Ｒｅｓ，１９８７；１１：１０３１〜９によって指摘されるように、その対応するチミジン（ｄＴｈｄ）アナログよりも毒性が少ない。本発明者らは、細胞への進入およびリン酸化の後に、ｄＵｒｄのアナログは、ＴＳがそれをメチル化して対応するｄＴｈｄアナログを生成し得る場合に選択的なプロドラッグとして役立つことを理論立てた。従って、高レベルのＴＳのために、ＴＳインヒビターに耐性の腫瘍は、これらのデオキシウリジン（ｄＵｒｄ）アナログに特に感受性である。なぜならば、これらは毒性のチミジン（ｄＴｈｄ）種の産生においてより効率的であるからである。このストラテジーは完全に新規である。というのも、抗腫瘍標的としてＴＳに対する全ての先行技術のアプローチとは完全に異なるからである。腫瘍を収縮するためにＴＳの阻害に向けられていた以前の研究および臨床試験とは反対に、本発明は、ＴＳを利用して、ウリジンアナログプロドラッグをより毒性のチミジンアナログに活性化して腫瘍細胞（特に、既存の療法に対して先天的に耐性であるかまたは耐性を発生する細胞）を減少または阻害する。本発明はさらに、抗腫瘍標的としてＴＳの阻害に関する全ての先行するアプローチに対して非常に補足的である。
【０００７】
さらに、ＦＡＵまたはそのアナログのような薬物を用いる療法の成功はＤＮＡへの取り込みの程度に関連するので、ＤＮＡの分析は、腫瘍に対する最適な療法に関する診断的情報を提供する。それゆえ、腫瘍の生検標本を試験することによって、または外部的に腫瘍を画像化することによって、ＦＡＵまたは関連する化合物での療法がうまくいっているかどうか、あるいは代わりの療法を使用するべきかどうか、推定され得る。
【０００８】
腫瘍療法の評価に加えて、体内の特定の組織内の細胞の増殖（ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ）速度（増殖（ｇｒｏｗｔｈ））を決定することが重要である種々の他の医学的環境が存在する。これらには、骨髄機能の評価（例えば、移植後および／または増殖因子での刺激）、外科手術または損傷後の肝臓の再生、および遺伝子療法の後の酵素機能の発現が挙げられる。
【０００９】
増殖速度を決定するための伝統的なアプローチは、侵襲的であった；すなわち、患者から生検を得る必要があった。生検手順に付随する不快さおよび危険性に加えて、組織のほんの少量のサンプルしか得られない。それゆえ、生検は、その少量のサンプルが全体的な領域の代表ではないかも知れない場合に、誤診という固有の危険性を有する。それゆえ、当該分野には組織の増殖速度を決定するための他の方法論に対する必要性が存在する。
【００１０】
非侵襲的な外部画像化方法は生検の必要性を避け、そしてまた、身体の大きな領域、事実、必要ならば全身をスキャンする能力を有する。増殖はヌクレオシドからのＤＮＡの合成を必要とするので、陽電子放射体で放射標識されたヌクレオシドの投与は身体内で生じる事象を外部的に画像化する能力を提供する。画像化技術（例えば、ＰＥＴ（陽電子射出断層撮影法；Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ）スキャナー、またはＳＰＥＣＴ（単一光子放出型コンピュータ断層撮影；Ｓｉｎｇｌｅ  Ｐｈｏｔｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ）またはγ線カメラ）のような他の光子検出デバイス）の使用による
これらの画像化技術は、その生物学的運命（ｆａｔｅ）が、試験される組織の増殖状態に関する情報を提供するプローブの利用可能性によってのみ制限される。チミジンは、増殖／ＤＮＡ合成をモニタリングするために特に有用なプローブである。なぜならば、これは、外因的に付与されたヌクレオシドのＤＮＡへの直接的な取り込みが「サルベージ」経路による一般的なものである、唯一のヌクレオシドであるからである。チミジンの取り込みに対するリボヌクレオチド経路への依存は存在しない。チミジン自体は、これらの画像化技術におけるプローブとして不適切である。なぜならば、この分子は体内で迅速に分解されるからである。チミジンアナログ（例えば、ＦＭＡＵおよびＦＩＡＵ）は非常に優れた画像化プローブである。なぜならば、これらは：１）ＤＮＡへの取り込みに対するチミジン経路に完全に従い；２）異化酵素によって分解されず；そして３）18Ｆ（陽電子画像化に対する最も望ましい原子）で標識され得るからである。
【００１１】
他の陽電子放射部分を取り込む画像化プローブが当該分野において使用されている。例えば、11Ｃ−ＦＭＡＵについての合成が報告されている。しかし、実用的には、11Ｃの２０分の半減期によって支配される多数の制限が存在する。11Ｃを含有するプローブ分子は、文字どおりその場で調製され、そして１時間以内に使用されなければならない。この要件によって、集約的な調製センターを有し、そして周辺の医療施設へこの分子を運ぶことが不可能である。それゆえ、11Ｃ−標識プローブを使用する画像化研究を行うことが所望される全ての施設は、その場にその同位体を調製するためのサイクロトロン施設を備えなければならない。生物学的現象が完全な出現のために１時間より長く必要とする場合、11Ｃ含有標識のさらなる制限が生じる。この11Ｃの短い半減期は、これらの状況において画像化されるためには不充分な11Ｃが残留することを意味する。
【００１２】
11Ｃ含有プローブに加えて、18Ｆで標識されたプローブが当該分野において公知である。18Ｆ−フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）（現在使用されている画像化プローブ）は、集約的な施設で合成され、そして配送され、これによって、画像化目的のためにより簡単に利用可能となる。さらに、18Ｆを本発明の位置以外に組み込むヌクレオシドアナログ、例えば、ウラシルの５位の18Ｆが報告されている。
【００１３】
上記のプローブ分子の存在に拘わらず、当該分野には外部画像化技術での使用のためのプローブ分子に対する必要性が存在する。さらに、当該分野には細胞増殖障害の処置に対するさらなる治療的様式に対して、必要性が存在する。これらおよび他の必要性が本発明によって満たされた。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（発明の要旨）
本発明は、腫瘍を診断および／または処置する化合物、組成物、および方法を提供する。本発明の化合物にはヌクレオシドアナログが挙げられ、これは有効量のチミジル酸シンターゼおよび／またはチミジンキナーゼ酵素によって活性化され、腫瘍細胞の診断のため、あるいは複製または拡散を減少または阻害する。これらの化合物およびこれらの化合物を含む組成物は、当該分野で公知である異なる様式によって容易に投与され、そして安全な用量で与えられ得、そして適切な部位における腫瘍阻害を提供する。したがって、本発明は、以下を提供する：
（１）  腫瘍細胞の複製または拡散を減少または阻害するためのウリジンアナログを選択する方法であって、以下の工程：
５位において置換されていないウリジンアナログを提供する工程；
チミジル酸シンターゼによる活性化について該ウリジンアナログを試験する工程；および、
チミジル酸シンターゼによって活性化されることが見出される場合に該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する方法。
（２）  前記試験する工程が以下：
前記ウリジンアナログの細胞傷害性を、チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株およびチミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定する工程；
を包含し、そして前記選択する工程が以下：
該チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定された細胞傷害性が該チミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株に関して測定された細胞傷害性よりも高い場合に、該ウリジンアナログを選択する工程、
を包含する、項目１に記載される方法。
（３）  前記チミジル酸シンターゼ酵素の高い発現を有する少なくとも１つの細胞株が、Ｕ９３７細胞株およびＣＥＭ細胞株からなる群から選択される、項目２に記載される方法。
（４）  前記チミジル酸シンターゼ酵素の低い発現を有する少なくとも１つの細胞株が、Ｌ１２１０細胞株およびＲａｊｉ細胞株からなる群から選択される、項目２に記載される方法。
（５）  前記ウリジンアナログが放射性同位体を含有する、項目１に記載される方法。
（６）  前記放射性同位体が18Ｆまたは11Ｃである、項目５に記載される方法。
（７）  腫瘍を処置する方法であって、腫瘍細胞の複製もしくは拡散を減少または阻害するのに有効な量で、項目１に従って選択されたウリジンアナログを投与する工程を包含する方法。
（８）  腫瘍に関連する細胞変性効果を緩和する方法であって、該細胞変性効果が緩和されるように、有効量の項目１に従って選択されたウリジンアナログを罹患した患者に投与する工程を包含する方法。
（９）  ガンを処置する方法であって、ガン細胞の複製もしくは拡散を減少または阻害するのに有効な量で、項目１に従って選択されたウリジンアナログを投与する工程を包含する方法。
（１０）  チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断する方法であって、該方法は以下の工程：
（ａ）生検標本を入手する前に項目１に従って選択されたウリジンアナログを投与する工程；
（ｂ）生検標本を入手する工程；および
（ｃ）アナログ取り込みの程度について該生検標本由来のＤＮＡを分析する工程、
を包含する方法。
（１１）  チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断する方法であって、該方法は以下の工程：
（ａ）該腫瘍に、項目１に従って選択されたウリジンアナログを投与する工程；ここで該ウリジンアナログは陽電子放射体で標識される；および
（ｂ）外部画像化によってＤＮＡの取り込みを測定する工程、
を包含する方法。
（１２）  前記陽電子放射体が18Ｆまたは11Ｃである、項目１１に記載される方法。
（１３）  前記外部画像化が、陽電子放射体断層撮影法を使用することによって達成される、項目１１に記載される方法。
（１４）  項目１に記載される方法であって、前記ウリジンアナログが以下：
【化１】
2009108108.tif 000003
の一般式の化合物であって、
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；および、
Ｇ＝置換または非置換の環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖アナログであって、ここで該置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）ハロゲン、
である、方法。
（１５）  ガンを処置する方法であって、項目１に従って選択されたウリジンアナログおよび薬学的に受容可能なキャリアを含む治療的有効量の組成物を、ガン患者に投与する工程を包含する方法。
（１６）  腫瘍細胞の複製もしくは拡散を減少または阻害するための組成物であって、該組成物は、項目１に従って選択されたウリジンアナログおよび薬学的に受容可能なキャリアを含む、組成物。
（１７）  項目１６に記載される組成物であって、前記ウリジンアナログが以下：
【化２】
2009108108.tif 000004
の一般式の化合物であって、ここで：
Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；および、
Ｇ＝置換または非置換の環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換モノ、ジ、もしくはトリ−ホスホ−非環式−糖アナログであって、ここで該置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）ハロゲン、
である方法。
（１８）  前記ウリジンアナログが、ＦＡＵ、ｄ−Ｕｒｄおよびａｒａ−Ｕからなる群から選択される、項目７に記載される方法。
（１９）  ヒトまたは動物における所望されない腫瘍を処置する方法であって、所望されない腫瘍を有する該ヒトまたは動物に、項目１に従って選択された、腫瘍阻害量のウリジンアナログを含む組成物を投与する工程を包含する方法。
（２０）  腫瘍細胞の複製を減少または阻害する方法であって、以下の工程：
項目１に従って選択された治療的有効量のウリジンアナログを単独でか、あるいは腫瘍増殖を阻害するために使用される他の薬学的因子および／または他の薬剤と組み合わせて、投与する工程、
を包含する方法。
（２１）  チミジル酸シンターゼインヒビターを用いる腫瘍の処置の妥当性を評価する方法であって、以下の工程：
（ａ）項目１に従って選択されたウリジンアナログを投与する工程であって、ここで該ウリジンアナログは陽電子放射体で標識される工程；および
（ｂ）外部画像化による、用量間での時間にわたる最大チミジル酸シンターゼ阻害の程度およびチミジル酸シンターゼ阻害の持続性を測定する工程、
を包含する方法。
（２２）  前記陽電子放射体が18Ｆまたは11Ｃである、項目２１に記載される方法。
（２３）  前記外部画像化が、陽電子放射体断層撮影法によって達成される、項目２１に記載される方法。
（２４）  チミジル酸シンターゼインヒビターに耐性である腫瘍を診断する方法であって、該方法は以下の工程：
（ａ）該腫瘍に同位体標識されたＩｄＵｒｄを投与する工程；
（ｂ）該腫瘍の生検標本を調製する工程；および
（ｃ）該腫瘍標本のＤＮＡの検査によってチミジル酸合成酵素によるＩｄＵｒｄの脱ハロゲン化の程度を決定する工程、
を包含する方法。
（２５）  前記同位体標識が、放射性同位体14Ｃまたは3Ｈ；あるいは安定同位体13Ｃまたは2Ｈおよび15Ｎからなる群から選択される、項目２４に記載される方法。
（２６）  以下の式の化合物：
【化３】
2009108108.tif 000005
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；
Ｅ＝Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルコキシ、置換アルコキシ、ハロゲン、または体内で容易に切断されて上に列記した基の１つを生成する任意の置換基；
Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚの少なくとも１つは、画像化に十分な同位体活性を有する標識または標識含有部分であって、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚの残りはＨ、ヒドロキシ、ハロゲン、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、置換アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、置換アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）である；
Ｊ＝Ｃ、Ｓ；および
Ｋ＝Ｏ、Ｃ、
である、化合物。
（２７）  前記Ｗが陽電子放射部分である、項目２６に記載される化合物。
（２８）  前記Ｗが18Ｆであり、そしてＥがＨ、メチルおよびヨウ素からなる群から選択される、項目２７に記載される化合物。
（２９）  項目２６に記載される化合物を合成する方法であって、以下の工程：
以下の式の第１の分子を、標識を含む第２の分子と、Ｒ4によって占められる位置への該標識の移動を引き起こす条件下で接触させる工程、
【化４】
2009108108.tif 000006
ここで、Ｒ1、Ｒ2およびＲ5は同一であっても、または異なってもよく、そしてこれらはブロック基であり、Ｒ3は脱離基であり、そしてＲ4がＨである；ならびに、
得られた標識された第１の分子を以下の構造を有する分子と接触させる工程、
【化５】
2009108108.tif 000007
ここで：
Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ2；
Ｅ＝Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルコキシ、置換アルコキシ、ハロゲン、または体内で容易に切断されて上に列記した基の１つを生成する任意の置換基、
を包含する方法。
（３０）  前記標識が陽電子放射体である、項目２９に記載される方法。
（３１）  前記標識が18Ｆである、項目３０に記載される方法。
（３２）  前記標識を含む第２の分子が、ＫＨＦ2およびＤＡＳＴからなる群から選択される、項目２９に記載される方法。
（３３）  生物を画像化する方法であって、以下の工程：
該画像化される生体を項目２６に記載される化合物と接触させる工程；および、
該生体を画像化する工程、
を包含する方法。
（３４）  組織の増殖率を決定する方法であって、以下の工程：
該組織を項目２６に記載される化合物と接触させる工程；
該組織を画像化する工程；および、
該組織内に取り込まれた化合物の量を決定する工程であって、ここで該組織へと取り込まれた該化合物の量が該組織の増殖率と相関する工程、
を包含する方法。
【００１５】
本発明は、画像化適用における使用のための陽電子放出標識部分を含むヌクレオシドアナログを含む。これらのアナログは、ＤＮＡへの取り込みおよび引き続いての画像化の前に、ＴＳによる活性化を必要とするように合成され得る。代替的な実施態様において、本発明のアナログは、画像化適用に使用される場合、ＴＳによる活性化を必要としない。他の実施態様において、ＤＮＡへの取り込まれない場合でさえ、画像化適用のためにこのアナログは使用され得る。
【００１６】
従って、本発明の目的は、生検標本においてまたは外部画像化を介して感受性の腫瘍を同定するため、ならびに／あるいは腫瘍細胞の複製または拡散を阻害または減少するための化合物、組成物、および方法を提供することである。
【００１７】
本発明における別の目的は、これらの化合物もしくは組成物を単独で、もしくは腫瘍増殖を阻害する他の薬剤および／またはそのような疾患を処置するために使用される他のクラスの治療剤との組み合わせのいずれかで投与することによって、異常な細胞増殖により特徴付けられる腫瘍および他の疾患に対する処置を提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、他の処置（例えば、Ｘ線撮影法または他の薬剤による）の腫瘍増殖に対する影響を評価することである。好ましい実施態様において、この処置はチミジル酸シンターゼを阻害することを意図される薬物である。
【００１９】
本発明における目的は、外部画像化適用に有用である化合物および方法を提供することである。好ましい実施態様において、本発明は、フッ素−１８（18Ｆ）である陽電子放出物で標識されるヌクレオシドの選択、調製、および使用を含む。本発明の方法は、例えば、外部画像化のような、代用マーカーを使用する、処置の区別を可能にする。本発明における他の実施態様は、ヒトの腫瘍に対して使用されるべき最も効果的な薬物を選択する場合に有用であり得る。
【００２０】
本発明の目的は、支持療法の効率をモニターおよび評価するために利用され得る方法を提供することである。好ましい実施態様では、支持療法は骨髄移植および／または成長因子による刺激で有り得る。他の好ましい実施態様では、本発明は外科手術または損傷の後、肝臓再生の経過をモニターおよび評価するために使用され得る。
【００２１】
本発明の目的は、遺伝子治療適用において導入された遺伝子の発現をモニターする方法を提供することである。本発明における他の特性または利点は、好ましい実施態様の以下の記載から明らかである。本発明のこれらの目的および他の目的、特性ならびに利点は、以下の詳細な記載および請求の範囲の総説の後に、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、多くのＴＳ基質についての一般的な構造を示す。内因性のヌクレオシドであるｄＵｒｄについては、Ｗ＝Ｘ＝Ｙ＝Ｈ、およびＺ＝ＯＨである。ＦＡＵは１つの置換であるＷ＝Ｆのみを有する。５’−位で糖に結合されたホスフェート基もまた、必要とされる。この対応するチミジンアナログは、ウラシル塩基の５−位にメチル基（−ＣＨ3）を有する。
【図２】図２は、（Ａ）ＦＡＵ、または（Ｂ）ＦＭＡＵへの７２時間の連続的な暴露の細胞増殖に対する影響をグラフで図示する。細胞の指示：ＣＥＭ＝黒丸；ＭＯＬＴ−４＝白丸；ＲＡＪＩ＝黒逆三角；Ｕ−９３７＝白逆三角；Ｋ−５６２＝黒四角；Ｌ１２１０＝白四角。
【図３】図３は、ＤＮＡの取り込みと細胞増殖への影響との関連をグラフで図示する。（Ａ）ＦＡＵ、（Ｂ）ＦＭＡＵ。ＣＥＭ＝黒丸；ＭＯＬＴ−４＝白丸；ＲＡＪＩ＝黒逆三角；Ｕ−９３７＝白逆三角；Ｋ−５６２＝黒四角；Ｌ１２１０＝白四角。
【図４】図４は、ＦＡＵによる増殖阻害に対する細胞株の相対的感受性をＩｄＵｒｄの相対的な脱ハロゲン化として独立して測定した、ＴＳに対する活性化ポテンシャルと比較してグラフで図示する。最も感受性の高い細胞株（Ｕ−９３７、ＣＥＭ、ＭＯＬＴ−４）は、５０％以上の脱ハロゲン化を有する。最も感受性の低い細胞株（Ｒａｊｉ、Ｌ１２１０）は１５％以下を有する。ＣＥＭ＝黒丸；ＭＯＬＴ−４＝白丸；ＲＡＪＩ＝黒逆三角；Ｕ−９３７＝白逆三角；Ｋ−５６２＝黒四角；Ｌ１２１０＝白四角。
【図５】図５は、トリチウム化水の蓄積により実証されるように、Ｕ−９３７細胞抽出物中のＴＳによる、ＦＡＵＭＰのＦＭＡＵＭＰへの変換をグラフで図示する。ＦＭＡＵＭＰへの変換速度は、ｄＵＭＰからのｄＴＭＰ形成速度の約１％であった。同様の結果が、０．９７〜１．５％の範囲で他の細胞株について得られた。
【図６】図６は、（Ａ）ａｒａ−Ｕ、または（Ｂ）ａｒａ−Ｔへの７２時間の連続的な暴露の細胞増殖に対する影響をグラフで図示する。細胞の指示：ＣＥＭ＝黒丸；ＭＯＬＴ−４＝白丸；ＲＡＪＩ＝黒逆三角；Ｕ−９３７＝白逆三角；Ｋ−５６２＝黒四角；Ｌ１２１０＝白四角。
【図７】図７は、（Ａ）ｄＵｒｄ、または（Ｂ）ｄＴｈｄへの７２時間の連続的な暴露の細胞増殖に対する影響をグラフで図示する。細胞の指示：ＣＥＭ＝黒丸；ＭＯＬＴ−４＝白丸；ＲＡＪＩ＝黒逆三角；Ｕ−９３７＝白逆三角；Ｋ−５６２＝黒四角；Ｌ１２１０＝白四角。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（発明の詳細な説明）
現在、利用可能な処置ストラテジーが存在しない高いレベルのチミジル酸シンターゼ（ＴＳ）を有する腫瘍細胞は、共通の治療的挑戦を提示する。本発明の１つの局面は、高いＴＳを有する腫瘍細胞の増殖が、ウリジンおよび／またはデオキシウリジン（ｄＵｒｄ）アナログで優先的に阻害され得ることである。本明細書の以下で使用されるように、ウリジンアナログは、ウリジンおよびデオキシウリジンならびに両方の誘導体を含むことが理解される。さらに、腫瘍は広範に変化し得るので、高いレベルのＴＳを有する腫瘍細胞の同定は、個々の腫瘍に対して適切な治療を選択するための診断的な情報を提供する。プロトタイプとしてＦＡＵを使用することで、この概念が首尾よく実証された。
【００２４】
以下のスキームＩは、ｄＵｒｄアナログの一般化された構造およびそれらの細胞内活性化経路を例証する。内因性ヌクレオシドであるｄＵｒｄについては、Ｗ＝Ｈである。ＦＡＵは置換、Ｗ＝Ｆを有する。ホスフェート基はチミジンキナーゼ（ＴＫ）によって糖に５’−位で結合され、ｄＵＭＰまたはそのアナログであるＦＡＵＭＰを形成する。ひき続いて、ＴＳは塩基の５’−位でメチル基を結合し、チミジル酸、ｄＴＭＰ、またはそのアナログであるＦＭＡＵＭＰを生成する。
【００２５】
【化６】
2009108108.tif 000008
本発明者は、ＦＡＵがＦＭＡＵヌクレオチドに変換され、そしてＦＭＡＵとして細胞性ＤＮＡに取り込まれることを実証した。特に、ＦＡＵのモノホスフェートであるＦＡＵＭＰは、細胞抽出物中のＴＳによって対応するｄＴｈｄ形態、ＦＭＡＵＭＰに変換された。ＦＡＵと培養中の腫瘍細胞株とのインキュベーションは、ＴＳを介する活性化の効率に依存して、可変的な程度でそれらの増殖を阻害した。高いレベルのＴＳ活性を有する細胞が、低いＴＳ活性を有する細胞よりも治療を受けやすくあり得ることを、これは初めて実証する。
【００２６】
増殖阻害において細胞株間で広範な変動が観察され、そしてまた、細胞外濃度に対する応答曲線において相対的に傾きを緩くした（図２Ａ、２Ｂ）。結果として、ＦＭＡＵ、または特にＦＡＵの細胞外濃度は、細胞傷害性の弱い予測物（ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）であった。対照的に、ＤＮＡにおけるＦＭＡＵによるｄＴｈｄの置換％に関するＩＣ５０での細胞株間の変動は、非常に小さかった（図３）。さらに、ＤＮＡへの薬物（ＦＭＡＵとして）の取り込みに対する増殖阻害に対する傾きが急な応答曲線が存在した。さらに、ＤＮＡにおけるＦＭＡＵによるｄＴｈｄの置換％に対して類似の値では、毒性に細胞株間で類似性が存在した。従って、プロドラッグへの同等の暴露については、選択的毒性は、ＴＳによるｄＴｈｄアナログへの変換速度の差異に関連し得た。しかし、ＴＳによる変換は毒性に必要条件であるが、それは十分条件ではない。上昇したＴＳ活性における便宜的な利用もまた、他の工程、特にキナーゼおよびポリメラーゼ、ならびに内因的な合成との競合に依存する。最終的には、増殖阻害は全てのピリミジン経路の正味の作用に依存する。
【００２７】
図３におけるこれらのデータもまた、診断適用のためのデオキシウリジンアナログの使用を実証する。ＦＡＵの高い取り込み、およびチミジル酸シンターゼを介するメチル化の後にＤＮＡへの取り込みを有する腫瘍は、例えば、陽電子射出断層撮影法（ＰＥＴ）での18Ｆ−標識ＦＡＵの使用によって外部的に画像化され得る。あるいは、腫瘍生検の前に、１用量のＦＡＵが投与され得、そして図３の細胞培養サンプルに使用されるのと同じ技術を用いてＤＮＡへの取り込みが決定され得る。いずれかの様式によって、高いＤＮＡ取り込みを有する腫瘍は、ＦＡＵまたは関連するアナログでの治療に対する優れた候補物であり、そして低いＤＮＡ取り込みを有する腫瘍は、いくつかの他の治療で処置されるべきである。
【００２８】
ＦＡＵはＦＭＡＵヌクレオチドとは切り離された独立した生物学的な効果を有するようである。しかし、ＴＳによるＦＭＡＵの形成は観察された効果の大部分を説明するのに十分であるといういくつかの指摘があった。本発明では、ＦＭＡＵの直接使用との比較によって、この毒性効果がＦＭＡＵヌクレオチド、特にＤＮＡとの関係における類似性によって支配されるということを実証した。さらに、ＦＡＵによる成長阻害に対する細胞株の相対的な感受性は、ＴＳについての活性化能力と比較され、ＩｄＵｒｄの相対的な脱ハロゲン化として独立して測定された（図４）。最も感受性の高い細胞株（Ｕ−９３７、ＣＥＭ、ＭＯＬＴ−４）は５０％以上の脱ハロゲン化を有する。最も感受性の低い株（Ｒａｊｉ、Ｌ１２１０）は１５％以下の脱ハロゲン化を有する。
【００２９】
それにもかかわらず、他の実験条件下では、輸送、リン酸化、または関連経路における細胞間の差異が存在する場合、次いでこれらの因子はまた、ＴＳ活性に加えて応答にも影響を与え得る。標識ＦＡＵを用いて腫瘍を画像する主な利点は、それがこれらのプロセス全ての最終生成物を検出することであり、これは予後評価へと変換されるべきである。
【００３０】
さらに、診断に対する代替またはさらなるアプローチは、図４でのデータの解釈により示唆される。生検の前に、１用量の標識ＩｄＵｒｄ（放射性標識されているかまたはより好ましくは安定同位体で標識されたかのいずれか）が、患者に与えられ得る。脱ハロゲン化は、腫瘍生検中のＤＮＡから決定され、そして治療を指導するために使用され得る。
【００３１】
本発明は、治療のアプローチに以前は抵抗性であった通常のヒト腫瘍への前途有望な攻撃手段を提供する。ＦＡＵをこの原則を実証するために使用したが、ＦＡＵはあまり強力ではなく、そして必ずしもそのクラスにおける最適な化合物でないかもしれない。ＴＳによるメチル化の速度は、かなり低く、内因性基質であるｄＵＭＰと比較するとほんの１％であった。この低い速度にもかかわらず、かなりの量のＦＭＡＵがＤＮＡに取り込まれ、そして毒性が観察された。
【００３２】
ＦＡＵが理想的でない場合、ｄＵｒｄの多数の他の合成改変物が存在し、これもまたＴＳ基質として働き得る。例えば、細胞培養データは、ウラシルアラビノシド（ａｒａ−Ｕ）およびそのメチル化されたアナログであるチミンアラビノシド（ａｒａ−Ｔ）について得られる。図６に示されるように、ａｒａ−Ｕおよびａｒａ−Ｔに対する毒性のパターンは、図２のＦＡＵおよびＦＭＡＵに対するパターンと非常に類似しており、これは類似の機構、すなわちメチル化を示唆する。さらに、この内因性化合物、デオキシウリジン（ｄＵｒｄ）およびチミジン（ｄＴｈｄ）もまた、同じパターンの細胞培養毒性を示す（図７）。
【００３３】
従って、本発明は、腫瘍を診断および処置するための化合物、組成物ならびに方法に関する。本発明における１つの実施態様は、本明細書中に開示されているように、腫瘍形成を阻害するためのウリジンアナログまたは関連化合物の使用である。本発明はまた、抗腫瘍活性を有する化合物に関する。本発明はまた、ヒトまたは動物における腫瘍形成を処置する方法であって、腫瘍を有するヒトまたは動物に、有効な量の腫瘍増殖を阻害し得るウリジンアナログを含む組成物を投与する工程を包含する方法に関する。
【００３４】
特定の薬物に対する特定の腫瘍の感受性に関する診断的情報を伴うことなく、経験的に腫瘍を処置することが通常の慣例である。従って、ＦＡＵまたは関連化合物は、高いレベルのＴＳを有することが既知のクラスの腫瘍を直接的に処置するために使用され得た。あるいは、ＦＡＵまたは関連化合物を用いた治療は、ＴＳレベルが上昇された恐れがある、従来的なＴＳインヒビターの失敗後に、開始し得る。好ましいアプローチは、生検または外部画像化情報を使用して腫瘍がＦＡＵまたは関連化合物に感受性であること、ならびに代替的なアプローチを使用すべきことを診断することによって、治療の選択を導く。
【００３５】
本発明に従って使用され得る腫瘍阻害および／または診断化合物は、以下の一般式を有する化合物を包含する：
【００３６】
【化７】
2009108108.tif 000009
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）；
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ２；
Ｅ＝Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルコキシ、置換アルコキシ、ハロゲン、または体内で容易に切断されて、前に挙げた基のいずれか１つを生成する任意の置換基；
Ｇ＝置換または非置換環式の糖、置換または非置換の非環式の糖、置換または非置換のモノ、ジ、またはトリホスホ−環式−糖ホスフェート、置換または非置換のモノ、ジ、またはトリホスホ−非環式−糖ホスフェート；置換または非置換のモノ、ジ、またはトリホスホ−環式−糖アナログ、置換または非置換のモノ、ジ、またはトリホスホ−非環式−糖アナログ、ここで置換基はアルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、ハロゲンである。
【００３７】
本発明はまた、腫瘍増殖を阻害する十分な用量で、上記式に従う化合物を投与することによって哺乳動物における腫瘍増殖を阻害する方法を特徴付ける。
【００３８】
好ましい化合物は：
【００３９】
【化８】
2009108108.tif 000010
であって、
ここで：Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）；
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ２；
Ｅ＝Ｈ；
Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アルキル（Ｃ1〜Ｃ6）、アルコキシ（Ｃ1〜Ｃ6）、標識を含む部分または標識；
Ｊ＝Ｃ、Ｓ；および
Ｋ＝Ｏ、Ｃである。
抗腫瘍活性について好ましい実施態様において、ＥはＨであり得る。他の好ましい実施態様において、Ｗはハロゲンである。最も好ましい実施態様において、Ｗはフッ素であり、そしてＥはＨ、メチル、ヨウ素、またはこれらの基の１つを生じるため主部によって容易に切断される置換基である。しかし、他の実施態様は、本発明の範囲内である。
【００４０】
本発明の化合物は、エナンチオマーとして存在し得、そしてエナンチオマーのラセミ混合物または単離されたエナンチオマーは、全て本発明の範囲内とみなされることが理解されるべきである。
【００４１】
本発明の化合物は、当業者に公知の処方法を使用する、薬学的に受容可能な組成物または処方物として提供され得る。これらの組成物または処方物は、標準的な経路によって投与され得る。一般に、細胞の増殖障害を処置するために使用される場合、化合物の投与量は腫瘍の型、処置される状態、特定の使用される化合物、ならびに体重、ヒトまたは動物の状態、および投与経路のような他の臨床的因子に依存する。本発明は、ヒトおよび獣医師の使用の両方について用途を有することが理解される。
【００４２】
任意のこれらの化合物を用いて、腫瘍に関する診断上の情報もまた提供され得る。例えば、ある患者が彼／彼女の腫瘍の生検材料を有している場合、ＦＡＵまたは関連する化合物の用量は、放射性標識された原子、またはより好ましくは天然に存在する原子の安定な同位体、そして細胞培養実験として処理された生検材料由来のＤＮＡの使用を伴って、または伴わずに投与され得る。
【００４３】
任意に一般に知られている、および受容される放射性同位体または天然に存在する原子の安定な同位体は、本発明で利用され得る。しかし、好ましい放射性同位体は、14Ｃおよび3Ｈであり、そして13Ｃ、2Ｈまたは15Ｎのような安定な同位体標識が最も好ましい。
【００４４】
同様に、外部画像化（例えば、陽電子射出断層撮影法（ＰＥＴ）によって）は、11Ｃおよび／もしくは18Ｆで標識されたＦＡＵまたは関連する化合物を検出するために特に使用され得る。細胞培養に示される研究から拡張することによって、ＦＡＵまたは関連する化合物を用いる成功した治療について、ＤＮＡ中の高レベルのＦＡＵの組み込みが予測される。ＤＮＡ中の低レベルのＦＡＵは、代替の治療が使用されるべきであることを示唆する。従って、本発明は、チミジル酸シンターゼインヒビターを含む、種々の様式での腫瘍の処置の妥当性を評価する方法を提供する。この方法は、11Ｃまたはより好ましくは18Ｆのような陽電子放射体で標識されたウリジンアナログを投与する工程、および、好ましくは陽電子放出断層撮影法を用いた外部画像化によって最大ＴＳ阻害の程度および投与と投与との間の時間にわたってＴＳ阻害の持続性を決定する工程を包含する。これらのパラメーターを用いて、次回の投与のタイミングを管理し得るか、または現在の治療がもはや成功しておらず、代替の治療に切り替える必要がある場合を決定し得る。
【００４５】
画像化について好ましい実施態様において、Ｗは標識を含む部分または標識であり得る。この標識は、ヌクレオシドアナログの検出を可能にする任意の部分であり得る。好ましい実施態様において、この標識は陽電子放出原子を含み、そして最も好ましい実施態様において、Ｗは18Ｆである。画像化適用についての他の好ましい実施態様において、ＥはＨまたはメチルであり得る。画像化についての最も好ましい実施態様において、Ｗは18Ｆであり、Ｅは、メチルまたはＨである。しかし、他の実施様態は、本発明の範囲内である。
【００４６】
画像化適用に使用されるヌクレオシドが、ＴＳによって活性化される必要はない。特定の実施態様において、ヌクレオシドの塩基は、５−メチルデオキシウリジンアナログ（すなわち、チミジンアナログ）である。５位にメチル基を持つヌクレオシドを提供することによって、ＤＮＡ中へのヌクレシドの組み込みについて要求される１つの生合成の工程は、無視される。これは、標的ＤＮＡ内への組み込みの速さを速める効果を有し得、従ってヌクレオシドはより効率的に組み込まれるはずであるので、より良い画像結果が提供される。好ましい実施態様において、画像化のために使用されるヌクレオシドは、ＦＭＡＵである。ここで、２’位のフッ素原子は18Ｆである。塩基の５位に他の修飾を有するヌクレオシドは、画像化適用に使用され得る。例えば、塩基の５位は、修飾されてヨウ素原子を含み得る。従って、好ましい実施態様において、ヌクレオシドはＦＩＡＵであり、そして２’位のフッ素原子は18Ｆである。塩基の５位での任意の他の修飾は、本発明の画像化適用の実行において使用され得る。好ましい実施態様において、ヌクレオシドは、ヌクレオシドのＤＮＡ内部への組み込みに対して必要な酵素に対する基質として供給され得る。従って、このヌクレオシドは、ヌクレオシドトリホスフェートにリン酸化され得る５’−ヒドロキシル基を有し、そして結果として生じるトリホスフェートは、細胞のＤＮＡポリメラーゼ酵素に対する基質として供給され得る。
【００４７】
また、生検標本の場合、標識されたＩｄＵｒｄは、投与され得、そして細胞培養データの点から判断され得る：高レベルの脱ハロゲンは、ＦＡＵまたは関連する化合物を用いた治療を成功させることが予測される；低い脱ハロゲンは、代替の治療を使用するべきであることを示唆する。従って、本発明はまた、14Ｃもしくは3Ｈのような放射性同位体、またはより好ましくは13Ｃ、2Ｈ、もしくは15Ｎのような安定な同位体標識のいずれかで標識されたＩｄＵｒｄを投与すること；腫瘍の生検標本の調製；および腫瘍標本のＤＮＡの試験によってチミジル酸シンターゼ酵素によるＩｄＵｒｄの脱ハロゲンの程度を決定することによって、チミジル酸シンターゼインヒビター耐性である腫瘍を診断する方法を提供する。これらの結果に基づいて、治療レジメンが示唆され得る。
【００４８】
経口投与について、約０．１〜３００ｍｇ／ｋｇ／日の間、そして好ましくは約０．５ｍｇ／ｋｇ／日と５０ｍｇ／ｋｇ／日との間の用量が、一般に十分である。処方物は、単位用量形態で提示され得、そして従来の薬学的技術によって調製され得る。このような技術は、主成分および薬学的キャリアーまたは賦形剤の会合をもたらす工程を含む。一般に、処方物は、主成分と液体キャリアーもしくは細粒の固体キャリアーまたはその両方とを、必要に応じて１つ以上の補助的な成分とを均質に、および完全に（ｉｎｔｉｍａｔｅｌｙ）会合させて、次いで、必要であれば製品に成形することによって調製される。
【００４９】
好ましい単位用量処方物は、投与成分の一日の用量および単位、一日の副用量、またはその適切な割合を含む処方物である。特に本明細書中で言及されるこの成分に加えて、本発明の処方物は、当該分野における従来的な他の薬剤を含み得ることが理解されるべきである。本発明の化合物または薬学的組成物はまた、局所的の、経皮的の、経口の、直腸のまたは非経口の経路（例えば、静脈内、皮下または筋肉内）で投与され得ること、または、化合物の持続性の減少を許容する生分解性ポリマー、すなわち腫瘍の近傍または薬物送達が所望される場所に移植されるポリマーに組み込まれ得ることもまた理解されるべきである。
【００５０】
図１は、多くのウリジンアナログの一般構造を示す。この塩基は、ウラシルまたは種々の修飾からなる。ＴＳとの相互作用は５位で起こり、ここで水素原子は、メチル基に置換される。ＴＳに対する内因性基質である２’−デオキシウリジン−５’−モノホスフェート（ｄＵＭＰ）は、チミジンモノホスフェート（ｄＴＭＰ）に変換される。ＴＳインヒビターの元来のクラスである５−フルオロウラシル（ＦＵｒａ）および５−フルオロデオキシウリジン（フロクスウリジン、ＦｄＵｒｄ）は細胞内でＦｄＵＭＰに変換後、ＴＳと三元複合体を形成し、そしてｄＵＭＰからｄＴＭＰへの内因性変換を阻害する。ＦＵｒａおよびＦｄＵｒｄを用いて５位を阻害することを試みることよりむしろ、本発明は、５位で水素を維持し、メチル転移（ｄｏｎａｔｉｏｎ）の引き受けを助長する。従って、対応するチミジンアナログより毒性の低いそれらのデオキシウリジンアナログに対して、ＴＳは細胞障害性を増加させ得る。アナログは、塩基、糖、またはその両方の修飾からなり得る。糖の５’位でのホスフェート基は、通常、細胞内で付加される（例えば、チミジンキナーゼを介して）が、修飾されたホスフェート基は、予備形成され、そしてインタクトな細胞に入り得る（例えば、ホスホロチオエート（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｔｈｉａｔｅ）、またはＨＰＭＰＣ）。
【００５１】
いくつかの塩基の修飾は可能である。５位の水素ならびに炭素５および６を結ぶ二重結合は、最も好ましいＴＳ基質についての塩基において、最も重要な条件である。１位の窒素はまた、好ましい実施態様であるが、これは、炭素によって置換され得る（例えば、糖とのより安定な結合を試みる）。Ｎ３に結合している水素はまた、ハロゲン、アシル置換基またはアルキル置換基を含む種々の官能基で置換され得る。Ｃ２またはＣ４位のカルボキシル基は、４−チオデオキシウリジンのように硫黄に置換され得る。
【００５２】
ホスホ（ｐｈｏｓｐｈｏ）−糖（または糖アナログ）は、ＴＳと相互作用するために塩基を結合しなければならない。糖に対する多くの変化は、まだＴＳに対する基質のままである間可能である。我々のプロトタイプの化合物において、Ｆは、糖の平面「上」の２’位（２’−Ｆ−アラビノ）、すなわちＷ＝Ｆで、水素原子に置換する。その結果生じる化合物であるＦＡＵは、リン酸化され、そしてそのメチル化形態であるＦＭＡＵＭＰに変換することが示される。Ｆはまた、２’位で環の下に配置され得る（Ｘ＝Ｆ）。２’位でよりかさばった置換基は、合成的に可能である（例えば、Ｖｅｒｈｅｙｄｅｎ  ＪＰＨ、Ｗａｇｎｅｒ  Ｄ、およびＭｏｆｆａｔｔ  ＪＧが、「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  Ｓｏｍｅ  Ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ  ２’−Ａｍｉｎｏ−２’−ｄｅｏｘｙｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅｓ」、Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３６巻、２５０頁〜２５４頁（１９７１）で報告しているように）。Ｗ＝ＯＨは、ａｒａ−Ｃの主な循環代謝産物であるウラシルアラビノシドを生じる。環上の３’位において置換された化合物であるＹは合成されている（例えば、Ｗａｔａｎａｂｅ  ＫＡ、Ｒｅｉｃｈｍａｎ  Ｕ、Ｃｈｕ
ＣＫ、Ｈｏｌｌｅｎｂｅｒｇ  ＤＨ、Ｆｏｘ  ＪＪが、「Ｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅｓ．１１６  １−（ｂｅｔａ−ｄ−Ｘｙｌｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）−５−ｆｌｕｏｒｏｃｙｔｏｓｉｎｅｓ  ｗｉｔｈ  ａ  ｌｅａｖｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ  ｏｎ  ｔｈｅ  ３’  ｐｏｓｉｔｉｏｎ．  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｄｏｕｂｌｅ−ｂａｒｒｅｌｅｄ  ｍａｓｋｅｄ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ  ｏｆ  ａｎｔｉｃａｎｃｅｒ  ｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅｓ」、Ｊ  Ｍｅｄ  Ｃｈｅｍ  １９８０年  １０月、２３（１０）：１０８８頁〜１０９４頁で報告しているように）。３’位での環の下で、Ｚ＝Ｆは、フルオロチミジンのアナログである抗レトロウイルス薬剤を産生する。成功した抗ウイルス薬物である３’−チア−シチジン（３ＴＣ）は、３’炭素の硫黄原子での置換に基づき、環の上または下に結合される置換基を持たない。糖においてもう１つ報告された変化は、酸素原子を炭素原子で置換し、炭素環構造を形成する（例えば、Ｌｉｎ  ＴＳ、Ｚｈａｎｇ  ＸＨ、Ｗａｎｇ  ＺＨ、Ｐｒｕｓｏｆｆ  ＷＨ「Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ａｎｄ  Ａｎｔｉｖｉｒａｌ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｂｏｃｙｃｌｉｃ  Ａｎａｌｏｇｕｅｓ  ｏｆ  ２’−Ａｚｉｄｏ−  ａｎｄ  ２’−Ａｍｉｎｏ−２’−ｄｅｏｘｙｕｒｉｄｉｎｅ」、Ｊ  Ｍｅｄ  Ｃｈｅｍ  ３１：４８４頁〜６頁（１９８８））。
【００５３】
さらに、単一置換のセットに加えて、複数置換はまた、本発明の範囲内に含まれ得る。２’位の水素原子が両方ともＦで置換される場合、その結果生成する分子は、２’，２’−ジフルオロ−デオキシウリジンであり、これは、ゲムシタビン、２’，２’−ジフルオロ−デオキシシチジン由来の主な循環代謝産物である。
【００５４】
ＴＳによるメチル化に続いて、２’位での糖への修飾を有するアナログは、ＤＮＡポリメラーゼによって認識され得、そしてＤＮＡ内部への組み込みについてチミジントリホスフェート（ｄＴＴＰ）と競合する。３’−ＯＨが維持される場合（Ｚ＝ＯＨ）、付加的な塩基は連続的に付加され得る。しかし、Ｚが−ＯＨでない場合、アナログは、鎖伸長のターミネーターとして役立つ。鎖ターミネーター（例えば、ＡＺＴ）および非ターミネーター（例えば、ＩｄＵｒｄ）は、生物学的活性を有するが、効果のスペクトルは全く異なり得る。
【００５５】
アシクロビルまたはシドフォビル（ｃｉｄｏｆｏｖｉｒ）（ＨＰＭＰＣ）のような非環式糖アナログは、生物学的活性を有する。アシクロビルおよび関連する分子（例えば、ガンシクロビル）の場合、ウイルス形態のチミジンキナーゼは、構造（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を変化させるにもかかわらず、この薬物をリン酸化し得る。ＨＰＭＰＣについて、ホスフェート基は既に存在する。
【００５６】
本発明を記載する場合、以下の実施例は、本発明の特定の応用を説明するために与えられる。これらの特定の実施例は、記載された本発明の範囲を限定することを意図しない。手段は、種々の他の実施態様、改変、およびそれに等価物を有し得、このことは、明細書中に記載の説明を読んだ後、本発明の思想および／または請求の範囲から逸脱することなしに、当業者にこれら自体を示唆し得ることが明らかに理解されるべきである。
【実施例】
【００５７】
（実施例）
（材料および方法）
他に規定しなければ、本明細書中で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者に通常理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において記載されるものと類似または等価の任意の方法および材料が本発明の実施または試験において使用され得るが、好ましい方法および材料を記載する。
【００５８】
（化学物質）
非標識および標識のＦＡＵ、ＦＭＡＵ、ＦＡＵＭＰ、およびｄＵＭＰを、Ｍｏｒａｖｅｋ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｂｒｅａ、ＣＡから得た。放射標識［２−14Ｃ］ＦＡＵ；［3Ｈ−ＣＨ3］ＦＭＡＵ；［５−3Ｈ］ＦＡＵＭＰ、および［５−3Ｈ］ｄＵＭＰは、それぞれ、０．０５６Ｃｉ／ｍｍｏｌ、０．３３Ｃｉ／ｍｍｏｌ、１１Ｃｉ／ｍｍｏｌおよび２Ｃｉ／ｍｍｏｌの比活性を有した。ウシ膵臓由来のデオキシリボヌクレアーゼＩ（ＤＮａｓｅＩ）、ＩＩ型、およびＣｒｏｔａｌｕｓ  ａｔｒｏｘ由来のホスホジエステラーゼＩ、ＶＩ型、ホルムアルデヒド、テトラヒドロ葉酸、２’−デオキシウリジン（ｄＵｒｄ）、チミジン（ｄＴｈｄ）、ウラシルアラビノシド（ａｒａ−Ｕ）、およびチミジノアラビノシド（ａｒａ−Ｔ）を、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯから得た。他の全ての試薬は分析等級であった。
【００５９】
（細胞）
ヒト由来細胞株ＣＥＭ、ＭＯＬＴ−４、ＲＡＪＩ、Ｕ−９３７、Ｋ−５６２、およびマウス由来Ｌ１２１０を、アメリカンタイプカルチャーコレクション、Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ、ＭＤから購入した。細胞を、Ｌ−グルタミンおよび１０％（ｖ／ｖ）熱非働化ウシ胎仔血清（ＢＲＬ−ＧＩＢＣＯ、Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ、ＭＤ）を含むＲＰＭＩ  １６４０培地中で懸濁培養物として増殖し、そして維持した。ペニシリン−ストレプトマイシン溶液（Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を添加して、それぞれ、１００ユニット／ｍＬおよび１００μｇ／ｍＬの最終濃度を達成した。
【００６０】
（細胞抽出物におけるチミジル酸シンターゼによるＦＡＵＭＰのメチル化）
ＴＳがメチル基をｄＵＭＰの５位に付加してｄＴＭＰを生成する場合、その位置におけるプロトンが放出される。［５−3Ｈ］ｄＵＭＰが基質である場合、細胞抽出物におけるＴＳ活性は、トリチウム化水の蓄積速度をモニターすることによって評価され得る。ここで、［５−3Ｈ］ＦＡＵＭＰを、ＴＳによるメチル化についての基質として用い、そしてＦＭＡＵＭＰの生成をトリチウム化水の放出から決定した。細胞抽出物を、インタクトな細胞の超音波処理によって各細胞株から調製した。（Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ  ＲＤ，Ｄｉａｓｉｏ  ＲＢ、「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｔｈｙｍｉｄｙｌａｔｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔａｓｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｂｙ  ａ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｔｒｉｔｉｕｍ−Ｒｅｌｅａｓｅ  Ａｓｓａｙ」Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｍｅｔｈｏｄｓ．１９８２；６：１４１−７およびＳｐｅｔｈ  ＰＡＪ、Ｋｉｎｓｅｌｌａ  ＴＪ、Ｃｈａｎｇ  ＡＥ、Ｋｌｅｃｋｅｒ  ＲＷ、Ｂｅｌａｎｇｅｒ  Ｋ.Ｃｏｌｌｉｎｓ  ＪＭ．「Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｏｄｏｄｅｏｘｙｕｒｉｄｉｎｅ  ｉｎｔｏ  ＤＮＡ  ｏｆ  Ｈｅｐａｔｉｃ  Ｍｅｔａｓｔａｓｅｓ  Ｖｅｒｓｕｓ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｈｕｍａｎ  Ｌｉｖｅｒ」Ｃｌｉｎ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．Ｔｈｅｒ．１９８８；４４：３６９−７５を参照のこと）。メチルドナーは、５，１０−メチレンテトラヒドロ葉酸によって提供され、これは、ホルムアルデヒドのテトラヒドロ葉酸へのインサイチュ添加によって生成した。基質（２０μＭの、［５−3Ｈ］ｄＵＭＰまたは［５−3Ｈ］ＦＡＵＭＰのいずれか）の添加後の種々の時点で、その反応を、ＨＣｌの添加によって終結させた。未反応の基質を、活性炭への吸着によってトリチウム化水から分離した。遠心分離後、上清のアリコートをトリチウム化水について計数した。図５に示すように、細胞抽出物におけるＴＳはＦＡＵＭＰをメチル化し得、そしてｄＵＭＰについてよりもより遅い速度でではあるがトリチウム化水を放出し得る。
【００６１】
（増殖阻害研究）
Ｌ１２１０を除く全ての細胞株を、３０，０００細胞/ｍＬで新鮮な培地に懸濁した。Ｌ１２１０細胞を、１０，０００細胞／ｍＬで懸濁した。細胞２ｍＬを、２４ウェルプレートのウェルの各々へ添加し、そして０〜１０００μＭのＦＡＵまたは０〜３００μＭのＦＭＡＵのいずれかとインキュベートした。インキュベーションを、加湿５％ＣＯ2雰囲気下で３７℃で７２時間実施した。細胞増殖の阻害を、細胞計数によって評価した（Ｅｌｚｏｎｅ  １８０、Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｄａｔａ、Ｉｎｃ．、Ｅｌｍｈｕｒｓｔ、ＩＬ）。これらの条件下で、ＣＥＭ、ＭＯＬＴ−４、ＲＡＪＩ、Ｕ−９３７、およびＫ−５６２細胞についてのコントロール倍加時間は２１〜２２時間であったが、Ｌ１２１０についての倍加時間は８〜１０時間であった。
【００６２】
（細胞内ヌクレオチド形成およびＤＮＡへの取り込み）
Ｌ１２１０を除く全ての細胞株を、適切な量の放射性薬物とともに、３００，０００細胞／ｍＬで新鮮な培地に再懸濁した。Ｌ１２１０細胞を、１５０，０００細胞／ｍＬで再懸濁した。加湿５％ＣＯ2雰囲気下で３７℃で２４時間後、細胞を、ヌクレオチド測定およびＤＮＡ取り込みにのために採取した。可溶性ヌクレオチドを、１０μＭ  ＦＡＵへの曝露後に各細胞株について決定した。ＦＡＵのＤＮＡへの取り込み（ＦＭＡＵとしての）を、１μＭ〜１ｍＭのＦＡＵ濃度の範囲にわたって決定した。Ｋｌｅｃｋｅｒ、ＲＷ，Ｋａｔｋｉ  ＡＧ、Ｃｏｌｌｉｎｓ  ＪＭ、「Ｔｏｘｉｃｉｔｙ、Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ、ＤＮＡ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｌａｃｋ  ｏｆ  Ｒｅｐａｉｒ、  ａｎｄ  Ｌａｃｔａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  １−（２’−Ｆｌｕｏｒｏ−２’−ｄｅｏｘｙ−β−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）−５−ｉｏｄｏｕｒａｃｉｌ  ｉｎ  Ｕ−９３７  ａｎｄ  ＭＯＬＴ−４−ｃｅｌｌｓ」、Ｍｏｌ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．１９９４；４６；１２０４−１２０９；ａｎｄ  Ｓｐｅｔｈ  ＰＡＪ、Ｋｉｎｓｅｌｌａ  ＴＪ、Ｃｈａｎｇ  ＡＥ、Ｋｌｅｃｋｅｒ
ＲＷ，Ｂｅｌａｎｇｅｒ  Ｋ．Ｃｏｌｌｉｎｓ  ＪＭ．「Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｏｄｏｄｅｏｘｙｕｒｉｄｉｎｅ  ｉｎｔｏ  ＤＮＡ  ｏｆ
Ｈｅｐａｔｉｃ  Ｍｅｔａｓｔａｓｅｓ  Ｖｅｒｓｕｓ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｈｕｍａｎ  Ｌｉｖｅｒ」  Ｃｌｉｎ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．Ｔｈｅｒ．１９８８；４４：３６９−７５により以前に記載されるように、ＤＮａｓｅ  ＩおよびホスホジエステラーゼＩを使用して、ＤＮＡから塩基を遊離させた。これらの塩基および可溶性のヌクレオチドを、Ｋｌｅｃｋｅｒら、前出の参考文献「Ｔｏｘｉｃｉｔｙ、Ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ、ＤＮＡ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ｌａｃｋ  ｏｆ  Ｒｅｐａｉｒ、  ａｎｄ  Ｌａｃｔａｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  １−（２’−ｆｌｕｏｒｏ−２’−ｄｅｏｘｙ−β−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）−５−ｉｏｄｏｕｒａｃｉｌ  ｉｎ  Ｕ−９３７  ａｎｄ  ＭＯＬＴ−４−ｃｅｌｌｓ」によって記載されるような、以前に報告されたＨＰＬＣベースの方法によって決定した。細胞ＤＮＡへの薬物取り込みを、次の式：％取り込み＝１００×（［薬物］／（［ｄＴｈｄ］＋［薬物］）を用いて決定した。
【００６３】
（インサイチュでのチミジル酸シンターゼ活性についてのプローブとしての脱ハロゲン化）。チミジル酸シンターゼの相対活性を、２４時間にわたる細胞と３μＭ［３Ｈ］−ＩｄＵｒｄとのインキュベーション後に決定した。上記のように、ＤＮＡを採取し、消化し、そしてクロマトグラフィー分析した。いくらかのＩｄＵｒｄを、ＤＮＡに取り込ませ、そのヨウ素をピリミジン環上にインタクトなままにした。ＩｄＵＭＰへの転化後、ＩｄＵｒｄの一部をＴＳによって脱ハロゲン化してｄＵＭＰとし、これを次いで、ＴＳによって転化してｄＴＭＰとし、そして続いてＤＮＡへと取り込ませ、そしてＤＮＡ消化物において［3Ｈ−ｄＴｈｄ］として回収した。インサイチュにおける相対ＴＳ活性を、脱ハロゲン化した、ＤＮＡにおけるＩｄＵｒｄ由来の物質の比、すなわち、（［3Ｈ］−ｄＴｈｄ）／（［3Ｈ］−ｄＴｈｄ＋［3Ｈ］−ＩｄＵｒｄ］）と定義した。これらの方法はまた、安定な同位体標識（例えば、13Ｃ、15Ｎ、または2Ｈ）が使用される場合、非放射性ＩｄＵｒｄとともに使用され得る。質量スペクトル検出器は、ＨＰＬＣ分析における放射活性検出器の代わりである。標識していないＩｄＵｒｄは使用され得ない。なぜなら、その脱ハロゲン化は、非標識ｄＴｈｄを生成し、これは、ＤＮＡ中におけるｄＴｈｄの内因性プールからは識別不可能であるからである。
【００６４】
（実施例１）
ＦＡＵＭＰを、トリチウム化水の蓄積によって実証されるように、細胞抽出物中でＴＳによってＦＭＡＵＭＰへと転化した。ＦＭＡＵＭＰへの転化速度は、ｄＵＭＰからのｄＴＭＰ形成の速度の約１％であった（図５）。ｄＵｒｄアナログ、ＦＡＵとの細胞の７２時間の連続的なインキュベーションは、種々の程度の増殖阻害をもたらした（図２Ａ）。１００μＭにおいて、ＣＥＭおよびＵ−９３７細胞は、５０％を超えて阻害され、ＭＯＬＴ−４およびＫ−５６２は、いくらか少なく阻害されたが、ＲａｊｉおよびＬ１２１０細胞は、完全に阻害されなかった。
【００６５】
（実施例２）
チミジンアナログＦＭＡＵとの細胞の７２時間の連続的なインキュベーションは、より強力で、そして一貫して毒性であった。ＦＭＡＵは、全ての細胞株について増殖の濃度依存性阻害を生じた（図２Ｂ）。使用した最低濃度では（０．３μＭ）、ＣＥＭおよびＫ−５６２の細胞増殖に対して実質的な効果が存在した。１００μＭでは、研究した全ての細胞株が完全に阻害された（＞８０％）。対応するデオキシウリジンアナログＦＡＵは、全ての細胞株においてあまり毒性ではなく、そしてＦＭＡＵより１０倍高いＩＣ50値を有した（図２Ａ）。最も顕著なことには、Ｌ１２１０細胞の増殖は、ＦＭＡＵに非常に感受性であったが、ＦＡＵによっては１ｍＭでさえも阻害されなかった。
【００６６】
ＦＭＡＵおよびＦＡＵの両方が、ＦＭＡＵヌクレオチドへと細胞内で転化され、そして続いて細胞ＤＮＡにＦＭＡＵ（ＭＰ）として取り込まれた。以下の表Ｉに記載するように、ＣＥＭおよびＵ−９３７細胞株は、ＦＡＵからＦＭＡＵＴＰを形成するのに最も効率よい細胞株であり、そしてそれゆえＦＭＡＵは、これらの細胞株のＤＮＡにより高い程度で取り込まれた。
（表Ｉ：１０μＭ  ＦＡＵとの２４時間の各細胞株のインキュベーションから、形成された細胞内ヌクレオチドおよびＤＮＡへの取り込み）
【００６７】
【表１】
2009108108.tif 000011
このより大きなＤＮＡ取り込みは、図２ＡにおけるＣＥＭおよびＵ−９３７について認められる毒性の増加として反映された。対照的に、ＦＡＵは、Ｌ１２１０細胞株の細胞ＤＮＡに、より少ないＦＭＡＵの取り込みを生じた。これは、１ｍＭにおける増殖速度でさえ、１０％未満の減少として反映された。Ｋ−５６２細胞は、顕著により高い細胞内ＦＡＵＭＰプールを有した。微量のＦＭＡＵＭＰまたはＦＭＡＵＤＰのみが見い出された。
【００６８】
細胞増殖がＤＮＡにおけるＦＭＡＵの取り込み％に対してプロットされた場合（図３）、細胞外濃度について使用された同じスケールにおいて、応答曲線は、はるかにより急であった。さらに、ＤＮＡにおける取り込み％として参照される毒性において増殖阻害についての細胞株の間のＩＣ５０の変動は、細胞外濃度を参照した場合よりもはるかに少ない変動を示した。完全な曲線は、６細胞株全てにおいてＦＭＡＵについて得られた。ＦＡＵについて、必要された薬物物質のより多い量に起因して、完全曲線は２細胞株についてのみ行い、そして他の細胞株については単一点を得た。
【００６９】
（実施例３）
図４は、ＦＡＵによる増殖阻害に対する細胞株の相対感受性を、ＩｄＵｒｄの相対脱ハロゲン化として独立に測定される、ＴＳについての活性化の可能性に比較して示す。最も感受性のある細胞株（Ｕ−９３７、ＣＥＭ、ＭＯＬＴ−４）は、５０％以上の脱ハロゲン化を有する。最も感受性の低い株（ＲＡＪＩ、Ｌ１２１０）は、１５％以下の脱ハロゲン化を有する。
【００７０】
本発明の化合物の毒性は、動物モデル系において上昇した。ＦＡＵは、連続１４日に亙って、１日に１回５ｇ／ｋｇの用量で経口栄養によってマウスに投与した。この投与期間の後さらに１４日間の観察の後に、その動物を屠殺した。マウス組織の組織病理学的試験では薬物処置に起因した毒性は見い出されなかった。血液サンプルを、この処置の間の種々の時点で得、この薬物が適切に吸収されたことを確認した。これらのサンプルのＨＰＬＣ分析は、血漿におけるＦＡＵ濃度が７５０マイクロモル濃度の最高レベルおよび５０マイクロモル濃度の最低レベルに達したことを示した。
【００７１】
（実施例４）
本発明は、画像化技術において有用な新規のヌクレオシドアナログおよびそのようなアナログを合成する方法を包含する。好ましい実施態様において、ヌクレオシドアナログは、陽電子放出部分を含む。このような部分は、単一の原子または陽電子放出原子を含有する低分子であり得る。最も好ましい実施態様では、陽電子放出部分は18Ｆ原子である。
【００７２】
本発明の新規のヌクレオシドアナログは、Ｔａｎｎ  ＣＨら、「Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅｓ  ｉｎ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ａｎ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｏｆ  １−（２−ｄｅｏｘｙ−２−ｆｌｕｏｒｏ−α−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）−５−ｉｏｄｏｕｒａｃｉｌ（β−ＦＩＡＵ）および１−（２−ｄｅｏｘｙ−２−ｆｌｕｏｒｏ−α−Ｄ−ａｒａｂｉｎｏｆｕｒａｎｏｓｙｌ）ｔｈｙｍｉｎｅ（β−ＦＭＡＵ）」Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５０：３６４４−４７、１９８５、および同じグループによる米国特許第４，８７９，３７７号（Ｂｒｕｎｄｉｄｇｅらに付与された）によって報告された手順の改変によって調製され得る。
【００７３】
本発明に従う化合物を合成する本発明の方法は、以下の式：
【００７４】
【化９】
2009108108.tif 000012
の第一部分（ここで、Ｒ1、Ｒ2、およびＲ5は、同じであり得るかまたは異なり得、そしてブロック基であり、Ｒ3は、脱離基であり、そして好ましい実施態様ではトリフレート、メシレート、トシレートまたはイミダゾールスルホニルであり得、そしてＲ4はＨである）を、Ｒ４によって占められる位置への標識の移動を生じさせる条件下でその標識を含む第二の分子と接触させる工程を包含する。得られた標識された化合物は、１位で臭素化されており、次いで以下の式の分子と縮合される：
【００７５】
【化１０】
2009108108.tif 000013
ここで、
Ａ＝Ｎ、Ｃ；
Ｂ＝Ｈ、ヒドロキシ、ハロゲン、アシル（Ｃ1−Ｃ6）、アルキル（Ｃ1−Ｃ6），アルコキシ（Ｃ1−Ｃ6）；
Ｄ＝Ｏ、Ｓ、ＮＨ２；
Ｅ＝Ｈ、または体内で容易に切断されてＨを生成する任意の置換基。
この合成は、１，３，５−トリ−Ｏ−ベンゾイル−α−Ｄ−リボフラノシドで開始され得、これは、市販されている（例えば、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから）。この物質を改変して、リボ（「下方」）位置における２位でのイミダゾスルホニル部分の付加によるフッ素化のための前駆体を生成する。
【００７６】
１８７ｍｇの１，３，５−トリ−Ｏ−ベンゾイル−α−Ｄ−リボフラノシドを、１．５４ｍＬの乾燥塩化メチレンと混合する。この混合物を、塩氷浴で−２０℃に冷却する間に塩化カルシウムまたは硫酸カルシウムの乾燥管を用いて水分から保護する。ゆっくりと７０ｍｌ（１１０ｍｇ）の塩化スルフリルを、２０分かけて滴下漏斗を通して添加する。０．４４ｍＬの乾燥塩化メチレンを添加して沈澱した固体を洗浄する。イミダゾールを５当量部分添加して、合計１０当量とする（２７０ｍｇ）。冷却浴から反応混合物を除去し、そしてその反応を２時間継続する。反応が進行するにつれ、その混合物は、淡黄色になる。
【００７７】
水での洗浄および硫酸ナトリウムでの乾燥後、０〜５℃で１６時間ヘキサンを用いて結晶化させる。小さな白色の結晶を収集し、沸騰アセトン中に溶解し、そして熱いまま濾過する。沸騰水を添加し、次いで４℃で１６時間結晶化させ、そして遠心分離によってその結晶を収集する。
【００７８】
得られた化合物は、室温で少なくとも数ヶ月の間安定であることが示された。そして、これは、臨床の場所または地域の放射合成センターへ運搬され得、そこで、必要とされるまで保存され得る。
【００７９】
（フッ素化手順）
18Ｆの短い半減期（１１０分）のために、フッ素化したヌクレオシドは、その臨床使用の日に調製されねばならない。これらの環境において、その反応工程を、短時間について、収量を二次的な考慮事項として最適化する。
【００８０】
使用の日に、１０ｍｇのイミダゾスルホニル糖を、２００μｌのアセトニトリル中に溶解する。18Ｆを、サイクロトロンからＫＨＦ2の形態で調製し、そして３００ｍＣｉ（例えば、１．３２ｍｇの非標識ＫＨＦ2と合わせて）を、５０μｌの１：１００希釈した酢酸に溶解する。種々の有機溶媒（例えば、ジエチレングリコールまたはブタンジオール）の存在下で、ＫＨＦ2からの18Ｆは、アラビノース環上のイミダゾスルホニル部分を置換し、そしてａｒａ−（「上方」）位置を推定する。好ましい反応溶媒は、２００μｌの２，３−ブタンジオールである。より少量の溶媒が使用される場合（より濃縮された反応物の溶液）、酢酸は必要とされない。好ましいインキュベーション条件は、１７０℃で１５分である。この反応産物は、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から非放射標識形態で市販される標準物質を用いて確認され得る。18Ｆ取り込みに基づいて、最低８％の収量が形成される。
【００８１】
イミダゾスルホニルがフッ素化について好ましい交換基であるが、他の適切な脱離基がこの目的について等価である。他の適切な基の例は、トリフレート、メシレートおよびトシレートを含むがこれらに限定されず、これらはイミダゾールスルホニル部分の代わりに用いられ得る。トリフレートおよびメシレートバージョンは、容易にフッ素化され得るが、トシレート形態の反応は、あまり満足行かない。当業者は、他の交換基が本発明の目的について等価であることを認識する。フッ素化試薬を用いた基交換反応が迅速で、効率よく、そして最小限の副産物を産生する限り、当業者に公知の任意の交換基が等価である。他の適切な交換基は、Ｂｅｒｒｉｄｇｅら、（１９８６）Ｉｎｔ．Ｊ．Ｒｅｄ．Ａｐｐｌ．Ｉｎｓｔ．第Ａ部  ３７（８）：６８５−６９３に開示される。
【００８２】
あるいは、本発明者らは、２−フルオロ−２−デオキシ−１，３，５−トリーＯ−ベンゾイル−α−Ｄ−アラビノフラノースが、非誘導体化１，３，５−トリーＯ−ベンゾイル−α−Ｄ−アラビノフラノースのＤＡＳＴ（三フッ化ジエチルアミノイオウ）を用いた直接の反応を介して形成され得ることを示した。これは、18Ｆを用いて容易に産生され得る。18Ｆ  ＤＡＳＴの合成は、Ｓｔｒａａｔｍａｎｎら（１９７７）  Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．１８：１５１−１５８に記載される。
【００８３】
反応時間の最後に、２ｍＬの塩化メチレン、次いで２ｍＬの水を添加する。塩化メチレン層を、２ｍＬの水を含む管に移す。次いで、塩化メチレン層を、別の管に移し、そして空気または不活性気体の流れの下で乾燥させる。次いで、４００μｌのアセトニトリル、１００μｌの酢酸および３０μｌのＨＢｒ（酢酸中３０重量％）を添加する。この反応を、１２５℃で５分間行い、最小５０％の収量の１−Ｂｒ−２−Ｆ−３，５−ジ−Ｏ−ベンゾイル−α−Ｄ−アラビノフラノースを生じさせる。
【００８４】
この反応工程の最後に、１ｍＬのトルエンおよび０．５ｍＬの水を添加する。トルエン層を、別の管に移し、そして空気または不活性気体の流れの下で乾燥させる。さらに０．５ｍＬのトルエンを添加し、そして乾燥させる。ブロモ−フルオロ−糖を、ピリミジン塩基（例えば、ウラシル、チミン、ヨードウラシル）で「縮合」し、ここで、２位および４位はシリル化されて（例えば、ヘキサメチルジシラザンを用いて）、ビス−トリメチルシリル（ＴＭＳ）誘導体を形成する。ＴＭＳ−Ｕｒａは、Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている。他のＴＭＳ保護ピリミジン塩基（例えば、ＴＭＳ−ＴｈｙまたはＴＭＳ−ＩＵｒａ）は、イミダゾスルホニル糖を使用する場合のように、使用する日の前に調製され得、そしてその場所に運搬され得る。ＴＭＳ保護塩基の調製は、Ｗｈｉｔｅら（１９７２）Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．３７：４３０によって記載される。その産物の実質的な劣化を引き起こさない条件下での反応の後に除去され得る他の適切な保護基を、ＴＭＳの代わりに使用し得る。適切な保護基およびそれらの使用についての条件の選択は、当業者に周知である。
【００８５】
２００μｌの溶液のＴＭＳ−Ｕｒａ（または他の塩基）を乾燥させ、そして１ｍｌの塩化メチレンを添加する。この混合物を、フルオロ−ブロモ−糖を含む管に移す。この管を、１７０℃で１５分間加熱する。次いで、これを乾燥させ、ＴＭＳ−Ｕｒａが使用される場合、少なくとも２５％の２、４，−ジ−ＴＭＳ−３’，５’−ジ−Ｏ−ベンゾイル−２’−アラビノ−Ｆ−２’−デオキシウリジンの収量を生じる。
【００８６】
糖の３’位および５’位、ならびに塩基の２位および４位からブロック基を除去するため、メタノール中の０．３ｍＬの２Ｍアンモニウムを添加する。この混合物を、１３０℃で３０分間加熱する。最終産物（例えば、18Ｆ−ＦＡＵ）を、精製する（例えば、固相もしくは液体の抽出カートリッジ、または高速液体クロマトグラフィーを用いて）。そして、これを、任意の薬学的に受容可能な溶媒中に投与のために調製する。被験体に投与したときに安全である任意の溶媒は、化合物がその中で可溶性である限り、使用され得る。その生成物の同定の確認を、化学同定についての任意の標準的な技術を用いて標準非放射性参照物質との比較によって得る。例えば、ＦＡＵおよびＦＩＡＵは、Ｍｏｒａｖｅｋ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｂｒｅａ、ＣＡ）から入手可能である。ＦＭＡＵもまた、特注によってＭｏｒａｖｅｋから入手可能である（カタログには掲載されていない）。
【００８７】
（実施例５）
本発明の標識ヌクレオシドを使用して、腫瘍に対する種々の処置の影響を評価し得る。伝統的には、殆どの治療（薬物および／または放射線）は、比較的非特異的な様式で腫瘍増殖を減少させることに対して指向されていた。より最近になって、腫瘍をより遅く増殖する形態へ分化させること、そしてまた腫瘍の転移を予防することのようなアプローチが強調されるようになってきた。伝統的なアプローチおよびより新たなアプローチの両方について、重要な考慮事項は、初期の処置様式の成功または失敗の早期決定であり、これは必要ならば続いての処置の改変を伴う。すべての治療が（実質的な）副作用を有するので、不正確な評価についての罰は二倍である：代替処置を見出すための価値ある時間の損失に加えて、必要のない毒性に耐えなければならない。
【００８８】
評価についての標準的なツールはしばしば、時期を得た情報を提供するには不適切である。腫瘍は、実際には、増殖を停止し得、そして活性重量が減少し得るが、この成功は、非生存領域（例えば、壊死組織または石灰化した組織）の継続的な存在によってマスクされる。従って、この処置の成功は、マスクされる。なぜなら、この腫瘍は、解剖学に基づいた評価（例えば、Ｘ線またはＣＡＴスキャン）によると大きさが変化していないからである。同様に、この腫瘍が治療への応答を停止し、そして増殖を開始する場合、その失敗は、初期にはマスクされる。なぜなら、生存組織は、解剖学的に決定される病巣のほんの一部分であるからである。
【００８９】
これらの問題は、本発明の標識ヌクレオシドを用いた機能的画像化によって克服され得る。この型の化合物を用いる画像化方法は、より情報に富む。なぜなら、それらは、生存組織のみに焦点を当てるという利点を有するからである。これは、非生存組織からの「ノイズ」の存在下でさえも、処置の成功または失敗の決定を可能にする。
【００９０】
腫瘍を画像化するために、標識されたヌクレオシド（好ましくは、18Ｆで標識される）は上記に記載のように調製される。この化合物は、一般的に、画像化される被験体に、約１ｍＣｉ〜約６０ｍＣｉの用量で投与され得る。好ましい実施態様において、標識された化合物は、約１ｍＣｉ〜約２０ｍＣｉの用量で投与される。最も好ましい実施態様では、本発明の化合物は、約１０ｍＣｉ〜約２０ｍＣｉの用量で投与される。投薬量の範囲の下限は、有用な画像を得る能力によって決定される。約１ｍＣｉ未満の投薬量は、特定の場合に適応され得る。投薬量の範囲の上限は、得られる情報の潜在的な価値に対して被験体に対して放射線が誘発する害についての可能性を慮ることによって決定される。特定の場合、約６０ｍＣｉを超える投薬量を投与することも必要であり得る。
【００９１】
本発明の放射標識された化合物は、その化合物が可溶性である任意の薬学的に受容可能な溶媒中で投与され得る。好ましい実施態様において、この化合物は、通常の生理食塩水または緩衝化生理食塩水中に溶解される。本発明の化合物は、当業者に公知の任意の経路によって投与され得る。例えば、その投与は、経口、直腸、局所、粘膜、鼻孔、眼、皮下、静脈内、動脈内、非経口、筋肉内または画像化される組織へその化合物を送達する量に適合される任意の他の経路であり得る。好ましい実施態様において、この化合物は、静脈内ボーラスによって投与される。
【００９２】
画像は、投与後約５分間から投与後約８時間まで得られ得る。画像が得られ得る最大の期間は、３つの要因によって決定される：18Ｆの物理的半減期（１１０分）；画像機構における検出器の感度；および投与される用量の大きさ。当業者は、これらの要因を適切な時間での画像化取得を可能にするように調整し得る。血液サンプルもまた一般的に入手して、投与される用量の適切な送達を確認する。
【００９３】
当業者は、本発明の標識化合物を用いて、有用な画像データを入手し得る。画像化手順についての詳細は周知であり、そして多数の参考文献において入手され得る。例えば、Ｌｏｗｅらは、肺小節を分析するための陽電子射出断層撮影法の使用を実証し（Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  １６：１０７５−８８、１９９８）、他方、Ｒｉｎｎｅらは、全身の18Ｆフルオロデオキシグルコース陽電子射出断層撮影法を用いたハイリスクの黒色腫患者における治療効力を分析するための画像化プロトコルにおける18Ｆ標識プローブの使用を実証する（Ｃａｎｃｅｒ  ８２：１６６４−７１、１９９８）。
【００９４】
（実施例６）
本発明の標識ヌクレオシドを使用して骨髄機能を評価し得る。身体中を循環する血球は、数日から数ヶ月の範囲の寿命を有する。従って、循環を維持するために、血球は、身体によって継続的に産生される。新たな血球の主な供給源は、骨髄からである。通常、骨髄機能は、単に末梢血を試験することによって推定され得る。１ｍＬあたりの血球の数が通常の範囲であり、そして安定のままである場合，骨髄は満足に作動している。
【００９５】
いくつかの状況下では、骨髄機能が破壊されてい得る。そして、骨髄の機能を迅速かつより直接的に評価することが所望される。新たな血球の産生は、細胞分裂を介して生じるので、ＤＮＡ合成は重要な工程である。従って、チミジンの標識アナログ（例えば、18Ｆ−ＦＭＡＵ）を使用して骨髄機能を評価し得る。
【００９６】
骨髄の状態についての情報を迅速に得ることが所望される状況の一つは、従来の抗ガン化学療法においてである。多くの抗腫瘍薬物について、骨髄が実質的に損傷され、これが患者によって寛容され得る処置の量を制限する。従って、最初は、血球数が化学療法後に迅速に減少し、これは、感染と闘う主な白血球の損失を含む。これらの細胞の長期の損失は、感染の重篤な危険をもたらす。一般に、その損傷が修復され、そして血球算定は数週間以内に正常レベルに回復する。循環細胞の回復におけるこの遅延を克服するために、成長（増殖）因子（例えば、Ｇ−ＣＳＦ、ＧＭ−ＣＳＦ）を患者に投与して、骨髄内の細胞の間でより多くの分裂へと刺激させる。Ｓｕｇａｗａｒａら（Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｏｎｃｏｌｏｇｙ  １６（１）：１７３−１８０、１９９８）によって報告されるように、外部の画像化は、骨髄細胞が刺激されつつあることを示す証拠を提供し得る。Ｓｕｇａｗａｒａらは、18Ｆ−フルオロデオキシグルコースを一般的なエネルギー消費のプローブとして用いて骨髄細胞の状態を評価した。チミジンアナログ（例えば、18Ｆ−ＦＭＡＵ）の使用が好ましい。なぜなら、これは、重要な事象であるＤＮＡ合成をより密接にモニターするからである。
【００９７】
より極端な状況において、患者の骨髄が、意図的に放射線および化学療法剤で破壊される。この処置の後、その患者は、「骨髄移植」を受ける（すなわち、破壊された骨髄は、免疫学的に適合した個体からの、または処置の前にその患者から採取された供給物由来のドナー骨髄に置換される）。いずれの場合においても、その患者が処置から回復する能力は、「定着」（ｅｎｇｒａｆｔｍｅｎｔ）（すなわち、注入した細胞が骨髄空間に進入し、そして新たな細胞の産生を開始して循環に残った細胞を置換すること）を必要とする。血球算定が回復する速度において非常に広範な変動が存在するので、できるだけ早くその定着が成功しているか否かを決定することが重要である。失敗が早くに検出される場合、第二の骨髄移植が試行され得る。血球算定が回復するか否かを決定するのを待てば待つほど、生命を脅かす感染への曝露期間が長くなる。
【００９８】
より最近では、骨髄機能は、選択した末梢血球（幹細胞としても知られる）からの移植によって回復している。その細胞の起源が骨髄であれ、末梢循環であれ、定着は、18Ｆ−ＦＭＡＵおよび類似の化合物を介してモニターされ得る。
【００９９】
本発明の標識したヌクレオシドは、Ｓｕｇａｗａｒａらの手順に置換され得る。例えば、１〜２０ｍＣｉの標識ヌクレオシドが被験体に投与され得る。投与後、連続的な動的スキャンが、注入後６０分間に亙って実施され得る。種々の期間の多数のスキャンが実施され得る。例えば、使用され得る１つのプロトコルは、６つの１０秒画像化、３つの２０秒画像化、２つの１．５分間画像化、１つの５分間画像化および５回の１０分画像化を行うことである。当業者は、種々の数および期間のスキャンを用いて他の画像化プロトコルを使用して、本発明を実施し得ることを理解する。
【０１００】
（実施例７）
本発明の標識ヌクレオシドを使用して、術後の肝臓の再生を評価し得る。損傷（化学的、生物学的、物理学的（手術を含む））への曝露後、肝臓は、それ自身を再生する能力を有する身体の数少ない器官の１つである。肝細胞は、それ自身を複製して、欠失した細胞を置換し始める。再生過程の最も必須である要素は、新たなＤＮＡ分子の合成である。チミジンの標識アナログ（例えば、18Ｆ−ＦＭＡＵ）は、再生速度を追跡するのに理想的である。より短い半減期およびより低い18Ｆのエネルギーが、放射性ヨウ素ベースのプローブと比較して利点である。
【０１０１】
基線画像が処置によって誘発される変化と比較される殆どの治療的状況とは異なり、代表的には、再生が生じている状況においては基線は利用可能ではない。しかし、ＤＮＡ合成の正常速度は非常低く、そのため再生組織は、容易に検出される。例えば、Ｖａｎｄｅｒ  Ｂｏｒｇｈｔらは、ラットにおいて、ＤＮＡ合成の１０倍までの相違が、非再生性の肝臓と比較して再生性の肝臓において見い出され得ることを実証し、このアプローチの実施可能性を実証した。Ｖａｎｄｅｒ
Ｂｏｒｇｈｔらは、陽電子射出断層撮影法を用いた、肝臓再生における非侵襲性測定において放射標識したチミジンアナログを使用した（Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ、１９９１年９月；１０１（３）：７９４−９）。さらに、18Ｆ−ＦＭＡＵを用いたＤＮＡ合成の連続的な評価は、再生の刺激または抑制に関する卓越した情報を提供する。
【０１０２】
この手順は、18Ｆ−ＦＭＡＵのボーラス静脈内注射からなり得るが、他の投与方法も使用され得る。代表的に、約１ｍＣｉ〜約６０ｍＣｉの標識化合物が投与され得る。好ましい実施態様において約１０ｍＣｉが投与され得る。18Ｆの肝臓での生化学的過程および物理学的半減期に基づいて画像取得について好ましい時間は、注射後１〜１０時間である。スキャンの時機および器官の選択は、当業者の十分範囲内である。
【０１０３】
（実施例８）
本発明の標識ヌクレオシドを使用して遺伝子治療適用の効力を評価し得る。１つの現在用いられる遺伝子治療方法は、除去されるべき細胞へ、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ遺伝子（ＨＳＶ−ｔｋ）の１コピーを導入する工程を包含する。細胞におけるＨＳＶ−ｔｋの存在は、その細胞に、ヌクレオシドアナログであるガンシクロビルに対する感受性を付与する。ガンシクロビルの存在下でＨＳＶ−ｔｋを発現する細胞は殺傷され、他方ＨＳＶ−ｔｋ遺伝子を発現しない細胞が耐性である。Ｂｌａｓｂｅｒｇらが、米国特許第５，７０３，０５６号によって、２’−フルオロ−アラビノフラノシル−ヌクレオシドアナログＦＩＡＵが特に、ＨＳＶ−ｔｋによって特異的にリン酸化され、そして機能的なＨＳＶ−ｔｋを発現する細胞のＤＮＡへ取り込まれることが、以前に実証されている。従って、これらのヌクレオシドアナログは、標的細胞へのＨＳＶ−ｔｋの取り込みを評価する手段を提供する。
【０１０４】
Ｂｌａｓｂｅｒｇらによって開示された放射標識ＦＩＡＵは、いくつかの欠点を有する。最も顕著には、放射性ヨウ素は、数日間に亙って体内に持続するバイオハザードである。18Ｆのより少ないエネルギーおよびより短い半減期は、バイオハザードを実質的に減少させる。目標がその時点に起きていることを決定することである臨床的状況において、18Ｆ−ＦＭＡＵまたは18Ｆ−ＦＩＡＵの短い半減期は、放射性ヨウ素と比較して明らかな利点である。これは、毎日または毎週の時間的規模で生じる変化の評価を可能にする。
【０１０５】
遺伝子治療に対するチミジンキナーゼの直接適用に加えて、チミジンキナーゼはまた、そのベクター（通常ウイルス）が標的細胞に進入し、そして機能的になったか否かを評価するための「レポーター遺伝子」として使用され得る。これは、目的の主要な遺伝子の機能が容易に評価され得ない場合に特に重要な戦略である。この場合、18Ｆ−ＦＭＡＵまたは関連化合物を用いるチミジンキナーゼの観察は、他の遺伝子の発現に対する代替物である。
【０１０６】
遺伝子治療適用を評価するために、18Ｆ標識ヌクレオシドを、上記のように調製する。この遺伝子治療が実施され、そして形質導入された遺伝子発現を可能にするに十分な時間後、その被験体は、本発明の標識化合物で処置され得る。その化合物は、一般的に、画像化される被験体に、約１ｍＣｉから約６０ｍＣｉの用量で投与され得る。好ましい実施態様において、標識された化合物は、約１ｍＣｉ〜約２０ｍＣｉの用量で投与される。最も好ましい実施態様では、本発明の化合物は，約１０ｍＣｉ〜約２０ｍＣｉの用量で投与される。投薬量の範囲の下限は、有用な画像を得る能力によって決定される。約１ｍＣｉ未満の投薬量は、特定の状況において適応され得る。投薬量の範囲の上限は、得られる情報の潜在的価値に対して、その被験体に対して放射線が誘発する害についての可能性を慮ることによって決定される。特定の場合において、約６０ｍＣｉより多い投薬量を投与することが必要であり得る。
【０１０７】
本発明の放射標識化合物は、その化合物が可溶性である任意の薬学的に受容可能な溶媒中で投与され得る。好ましい実施態様において、その化合物は、通常の生理食塩水または緩衝化生理食塩水中に溶解される。本発明の化合物は、当業者に公知の任意の経路によって投与され得る。例えば、その投与は、経口、直腸、局所、粘膜、鼻孔、眼、皮下、静脈内、動脈内、非経口、筋肉内または画像化される組織へその化合物を送達するに適合される任意の他の経路であり得る。好ましい実施態様において、この化合物は、静脈内ボーラスによって投与される。
【０１０８】
画像は、投与後約５分間から投与後約８時間まで得られ得る。画像が得られ得る最大の期間は、３つの要因によって決定される：18Ｆの物理的半減期（１１０分）；画像機構における検出器の感度；および投与される用量の大きさ。当業者は、これらの要因を適切な時間での画像取得を可能にするように調整し得る。血液サンプルもまた入手して、投与される用量の適切な送達を確認する。
【０１０９】
特定の実施例を、上記に示して当業者が本発明を理解する上での補助としてきた。これらの特定の実施例は、例示の目的にのみ提供され、そして如何ようにも本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。本明細書において言及した全ての刊行物、特許、および特許出願は、全ての目的について、それら全体が参考としてその各々が援用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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