中枢多巴胺系统正电子发射计算机断层扫描显像剂的研究进展

中枢多巴胺系统与多种神经行为障碍的病理生理学有关。一直以来,多巴胺系统正电子发射计算机断层扫描(PET)成像在研究活体大脑中多巴胺生物化学过程上有着重要价值。PET成像的基础是^(11)C、^(18)F等发射正电子的放射性核素标记的显像剂,这些显像剂通过与多巴胺神经系统不同的靶点特异性结合从而反映多巴胺合成、囊泡储存、突触释放和受体结合以及再摄取过程,推动神经病学、精神病学、药物滥用和成瘾以及药物开发的研究进展。本文综述了以氨基酸脱羧酶、多巴胺转运体、多巴胺受体以及囊泡单胺转运体为靶点的^(11)C、^(18)F标记的PET显像剂的研究进展。

不同光照模式对豚鼠视网膜多巴胺转运蛋白表达的影响

目的观察不同光照模式对豚鼠眼内多巴胺转运蛋白(DAT)表达的影响。方法选取36只白色3周龄普通级豚鼠,采用随机数字表法将其随机分为10000 lx组、5000 lx组和500 lx组,每组12只,分别接受相应强度的强光、中强光和正常光照射,并在各组内随机分成3个亚组,每组4只,500 lx组分别接受5、20、40 min光照;5000 lx组分别接受2、4、40 min光照;10000 lx组分别接受2、5、20 min光照。各组豚鼠接受光处理后注射99m Tc-TRODAT-1用于SPECT扫描DAT显像,通过Micro-SPECT采集图像数据。采用Micro-CT软件对豚鼠视网膜感兴趣区进行分析,感兴趣区总的计数值用Sum表示,Sum值反映DAT的相对分布量或分布密度。比较光照处理后豚鼠暴露眼和对照眼DAT密度、不同光照强度和不同光照时长下豚鼠双眼DAT密度差值,以及光照强度和光照持续时间对豚鼠DAT聚集的累积效应和交互效应。另取3只豚鼠,光处理后对豚鼠眼部进行连续6 h图像采集,每隔20 min采集1次,每只豚鼠共采集18次,分析豚鼠眼DAT密度随时间的变化趋势。结果500、5000、10000 lx光照强度下暴露眼DAT密度(Sum值)分别为5598.97±3159.38、8636.78±2503.16和7407.39±2053.41,明显高于对照眼的4388.89±2902.90、5981.92±3057.44和5091.32±2039.36,差异均有统计学意义(t=5.31、4.69、11.80,均P<0.001)。500 lx光照强度下,豚鼠暴露眼和对照眼DAT密度差值在不同光照时间组间比较差异有统计学意义(F=14.01,P<0.01),其他光照强度下不同光照时间组间比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。光照时间为5 min时,10000 lx组豚鼠暴露眼和对照眼DAT密度差值明显大于500 lx组,差异有统计学意义(t=-13.22,P<0.001),其他光照时长下不同组间比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。未发现光照强度、光照时间对DAT密度差值的累积效应和交互效应(均P>0.05)。光照后连续扫描显示,豚鼠视网膜DAT密度随时间延长先上升到峰值,随后逐渐恢复至正常值。结论光照可以引起视网膜DAT分泌增加,即使在中强度或正常光照水平下,也可以起到刺激DAT产生的作用。未发现光照强度和光照时间对视网膜DAT分布和密度的累积效应和交互效应。

^(11)C-β-CFT:多巴胺转运蛋白显像剂的合成及其在帕金森病诊断中的应用

目的探讨脑多巴胺转运蛋白显像剂^(11)C-甲基-N-2β-甲基酯-3β-(4-F-苯基)托烷(^(11)C-β-CFT)的PET/CT显像在早期帕金森病诊断中的临床应用价值。方法将第一步反应生成的^(11)C-CH_(3)I在线转换成Triflate-^(11)CH后与前体2β-甲基酯-3β-(4-F-苯基)去甲基托烷进行室温反应,反应结束后加水转移反应液到C18柱上进行纯化,产品^(11)C-β-CFT用乙醇从C18柱上洗脱后加水混匀得到终产品。5例轻度帕金森病患者静脉注射^(11)C-β-CFT后约60min后对其进行脑部PET/CT显像。结果^(11)C-β-CFT的总合成时间约16 min,放化纯度>98%,比活度>2 GBq/μmol,未校正合成产率为(25.0±5.0)%。轻度帕金森病患者脑PET/CT显示双侧前壳核、后壳核^(11)C-β-CFT摄取明显减少,以患病侧壳核区域最为显著。结论全自动化制备^(11)C-β-CFT的合成速度快、产率高、产品放化纯度和比活度能够满足临床需求。上述显像结果表明该显像剂可准确反映病情,有助于帕金森病的早期诊断。

多巴胺转运蛋白显像剂[^(18)F]氟-β-FP-CIT的生物学检测研究

对实验室中合成的^(18)F-N-3-氟丙基-2-甲酯基-3β-(4-碘苯基)降托烷(^(18)F-β-FP-CIT)细菌进行内毒素和无菌检测,看其是否能达到《中国药典》对注射剂的要求,在百级净化热室内将目标产物放置十个半衰期后,用鲎试剂法检测细菌内毒素和用细菌培养法进行无菌热源检测。结果显示,^(18)F-β-FP-CIT的细菌内毒素小于15 EU,细菌培养对照结果为阴性。最终得出结论,^(18)F-β-FPCIT可以用CFN-MPS200合成模块全自动稳定合成,产品生物学检测结构达到了《中国药典》的要求。

多巴胺转运蛋白显像剂^(99m)Tc-TRODAT-1的合成

以可卡因为原料经水解、脱水、甲酯化、4-氯苯基溴化镁格氏反应、酯水解、酰氯化、酰胺化、酰胺还原、烷基化、酰胺还原、脱巯基保护基等反应 ,合成了配体 TRODAT- 1 ( 2 )。用氯化亚锡作还原剂 ,与高锝酸盐溶液反应 ,生成的多巴胺转运蛋白显像剂 99m Tc( V) - TRODAT- 1 ( 1 ) ,放射化学纯度大于 95% 。

在线自动化制备多巴胺转运蛋白显像剂^(11)C-β-CFT

目的建立适于在线自动化制备多巴胺转运蛋白显像剂11C-甲基N-2β-甲基酯3β-(4氟-苯基)托烷(β-CFT)的方法。方法将11C碘代甲烷转换成11C三氟甲基磺酰甲烷(Triflate甲烷),与前体-2β甲基酯-3β(4-氟苯基)去甲基托烷(norβCFT)反应,在线转移到反相C18柱上纯化,最后将11CβCFT洗脱于收集瓶。正常大鼠给药后不同时间处死,测定其生物分布。2例帕金森病(PD)患者分别用11CβCFT和多巴胺D2受体显像剂11C-雷氯必利(Raclopride)显像。结果在线自动化制备的11CβCFT放化纯>98%,比活度>2TBqmmol,校正合成效率为(92.4±3.1)%,从11C-碘代甲烷到11CβCFT的合成时间为4min。放射性在正常大鼠体内主要分布于肝、肾和脑;颅内纹状体摄取放射性最高,与小脑的比值在5、15、30min分别为2.15、4.18和3.15。2例PD患者显像结果表明,11CβCFT对PD的诊断比11C-Raclopride灵敏。结论在线自动化制备11C-β-CFT效率高,速度快,放化纯高。初步显像结果表明,其可满足临床需要。

多巴胺转运蛋白显像剂^(18)F-FP-β-CIT的制备

可卡因经水解、脱水、甲酯化、苯基溴镁格氏反应、脱 N-甲基、碘化、N烷基化、甲磺酰化等反应制备氟标记前体 ,用 K2 2 2 催化进行氟标记 ,得到 18F- FP- β- CIT[N- (3-氟丙基 ) - 2 β-甲酯基 - 3β- (4'-碘苯 )去甲基托烷 ],标记率 2 5%～ 30 % ,放射化学产率 10 %～ 12 % ,合成及纯化时间 10 0～ 110 min,纯化后放化纯度 >95% 。

多巴胺转运蛋白显像剂^(18)F-FP-β-CIT制备与分布

目的 探讨简易制备和纯化多巴胺转运蛋白 (DAT)显像剂1 8F N (3 氟丙基 ) 2 β 甲酯基 3β (4′ 碘苯基 )去甲基托烷 (1 8F FP β CIT)的方法 ,进行大鼠脑内分布研究。方法 采用一步法标记 ,在氨基聚醚 (Kryptofix 2 2 2 )催化下 ,标记前体化合物N 3 (甲磺酰氧基丙基 ) 2 β 甲酯基 3β (4 碘苯基 )去甲基托烷 (MsOP CIT)直接与K1 8F在乙腈溶液中反应 ,生成1 8F FP β CIT ,用Sep PakSiO2 小柱分离纯化。大鼠给药后于不同时间处死 ,分离脑组织 ,分别称重后测定放射性计数。结果 1 8F FP β CIT总放化产率约为 10 % ,放化纯 >95 % ,纯化无需制备型高效液相色谱。总合成时间为 6 0～ 80min。药物能迅速被脑组织摄取 ,后不断清除 ,5和 180min时全脑摄取量 (%ID)分别为 1.4 9和 0 .17。纹状体放射性摄取大于其他区域 ,其与小脑的比值在 5、30、6 0、12 0和 180min时分别为 1.75、3.38、3.73、3.71和 3.2 0。结论 一步法可简便制得1 8F FP β CIT。

多巴胺转运蛋白显像剂^(99)Tc^m-TRODAT-1临床前药理研究

目的 研究多巴胺转运蛋白 (DAT)显像剂99Tcm 2 β [N ,N’ 双 (2 巯乙基 )乙撑二胺基 ]甲基 ,3β (4 氯苯基 )托烷 (TRODAT 1)用于帕金森病 (PD)早期诊断的价值。 方法 制备99Tcm TRODAT 1,用 2 β 羧甲基 ,3β (4 碘苯基 )托烷 (β CIT)阻断DAT后 ,观察大鼠脑内分布、兔血药清除动力学、异常毒性实验、正常及PD模型鼠的放射自显影图并对志愿者进行显像。结果 制备的99Tcm TRODAT 1放化纯大于 90 % ,室温下放置 6h稳定 ;用 β CIT阻断后大鼠纹状体的特异性摄取即纹状体与小脑放射性计数差除以小脑放射性计数为 0 .12 (对照组为 3.45 ) ,表明 β CIT对99Tcm TRODAT 1有明显的竞争抑制作用。血药清除动力学研究表明它的分布半衰期T1/2 (α) =1.2min ,消除半衰期T1/2 (β) =36 8min。模型鼠的放射自显影结果表明纹状体的特异摄取随着给药 (神经毒素 )总量的增加而减少 ,并有良好的线性关系 (r =- 0 .9792 )。正常猴断层显像在 3个断面上基底节均有明显高于周围组织的摄取 ,单侧PD模型猴显像示健侧纹状体与小脑的比值 (1.5 6 )明显高于损毁侧比值 (0 .94)。志愿者脑断层图像清晰 ,患侧纹状体对99Tcm TRODAT 1摄取较正常侧减低 ,其显像结果分析与临床表现相吻合。结论 99Tcm TRODAT 1制备方便 。

脑多巴胺转运蛋白显像剂^(99)Tc^m-TRODAT-1的标记研究

目的 研究99Tcm 2 β [N ,N′ 双 (2 巯乙基)乙撑二胺基 ]甲基 ,3β (4 氯苯基 )托烷 (TRODAT 1)显像剂的标记方法和放化纯 (Rp)。方法 TRODAT 1(液体 ) 3批共 37支。在TRODAT 1瓶中加入PBS液、EDTA液、SnCl2 、GH液和不同放射性浓度的99TcmO-4注射液 ,煮沸 30min。99Tcm TRODAT 1注射液Rp测定采用萃取剂 显像法 ,并用99Tcm 双半胱乙酯 (ECD)比照。结果 34支99Tcm TRODAT 1Rp >85 0 3% ,平均Rp=(87 70± 1 94 ) % ,另 3支Rp <6 5 .2 3% ,平均Rp =(6 0 14± 0 2 7) % ,放射性浓度皆 <7 4GBq ml。结论 用TRODAT 1(液体 )制备99Tcm TRODAT 1注射液成功率达 92 % ,放射性浓度对99Tcm TRODAT 1的Rp影响不大。

多巴胺转运蛋白显像剂^(18)F-β-FP-CIT的合成与质量控制

目的 研制多巴胺转运蛋白显像剂1 8F N 3 氟丙基 2 β 甲酯基 3 β (4 碘苯基 )降托烷(1 8F β FP CIT)。 方法 1 8F β FP CIT经两步法制备 :1,3 二溴丙烷在相转移催化剂氨基聚醚钾复合物(K K2 2 2 ) + 1 8F- 存在下发生亲核氟化反应 ,生成1 8F 氟丙基溴 ,后者与前体 2 β 甲酯基 3β (4 碘苯基 )降托烷 (nor β CIT)反应生成1 8F β FP CIT。测定1 8F β FP CIT主要质量控制指标。 结果 1 8F β FP CIT平均总放化产率约为 8% ,总放化合成时间约为 90～ 110min ,放射化学纯度大于 99% ,其他主要质量控制指标达到放射性药物质量要求。结论 合成的1 8F β FP

多巴胺转运蛋白显像剂FP-β-CIT的合成及碘标记

以可卡因为原料经水解、脱水、甲酯化、苯基溴镁格氏反应、脱N -甲基、碘化、N烷基化 ,烷基锡化等反应制备FP - β -CIT标记前体。用过氧乙酸法进行碘标记 ,得到131I -FP - β -CIT。标记率及放射化学纯度高 (大于 95 % ) ,稳定性好。

多巴胺转运蛋白显像剂^(131)I-FP-β-CIT的临床前药理研究

报道了用自制的131I-FP-β-CIT(N-(3’-氟丙基)-2β-羰甲氧基-3β-(4’-碘苯基)托烷)测定分配比,进行大鼠体内及脑内分布、兔血药清除动力学、大鼠脑放射自显影、猴显像和异常毒性等实验。结果显示:131I-FP-β-CIT脂溶性大,在pH为7.0和7.4时的分配比分别为15和28;药物能迅速进脑,并有较好的滞留(2 min时脑摄取为0.78％ID,2 h时为0.59％ID);脑内药物在纹状体中浓聚,1h时纹状体与小脑、额叶、海马的比值分别为5.23、2.15和3.10;纹状体的摄取能被β-CFT阻滞,表明药物与多巴胺转运蛋白(DAT)结合的亲和性和特异性较好;药物在兔血中清除迅速,血药浓度降至一半所需时间约为2 min;放射自显影显示出药物在纹状体区域的放射性浓聚,左右纹状体基本对称,纹状体与顶叶的比值为2.7;正常猴显像表明在注药后2 h时纹状体与颞叶、小脑的比值分别为5.4和3.0;异常毒性实验结果显示小鼠所耐受的剂量为人的750倍,表明药物非常安全。以上结果表明131I-FP-β-CIT与DAT有很好的亲和性与特异性,其体内性质适合显像,具有良好的临床应用前景。

自动化制备多巴胺转运蛋白显像剂^(11)C-β-CFT及其在正常新生猪脑内PET/CT显像中的应用

目的在线自动化制备多巴胺转运蛋白显像剂11C-甲基-N-2β-甲基酯-3β-(4-氟-苯基)托烷(11C-β-CFT),并用以进行新生猪PET/CT脑显像。方法使用GE Tracerlab Fx-pro合成模块自动合成11C-β-CFT。对3只正常新生猪进行11C-β-CFT PET/CT 3D动态显像,观察脑内基底节放射性随时间的变化,并绘制时间-活性曲线。结果在线自动化制备的11C-β-CFT放射化学纯度>98%,比活度>370 MBq/μmol,最终获得11C-β-CFT 20 mCi。PET/CT 3D脑动态显像显示,静脉注射后5 min内即可见11C-β-CFT在大脑皮质、小脑及基底节区域放射性分布较高,脑白质放射性分布较低,左右侧放射性浓聚程度对称;随着时间延长,大脑皮质、小脑的放射性明显减低,而基底节显示清晰。结论在线自动化制备11Cβ--CFT简单方便、速度快、放化纯度高,可用于进行新生猪的脑受体方面的研究。

多巴胺转运蛋白显像剂^(11)C-β-CFT的全自动化合成

通过对反应条件的优化及合成模块的改进,探索了一种高效、全自动化合成11C-β-CFT的方法。以11CO2为起始原料与LiAlH4、HI或HBr反应生成11CH3I(或11CH3Br),再转化成Triflate-11CH3,最后与nor-β-CFT进行甲基化反应合成11C-β-CFT。整个合成工艺实现了全自动化,产品校正放化产率为70.2%±1.8%,放化纯度大于95%。用新方法合成的11C-β-CFT无菌注射液经pH测定、HPLC检测、内毒素检查、细菌培养及异常毒性检查,均符合注射液要求。用制备的11C-β-CFT对正常志愿者与帕金森病患者进行PET显像,PET显像显示正常对照者双侧纹状体影像清晰,帕金森病患者双侧纹状体不对称性摄取减低。该工艺实现了11C-β-CFT全自动化,放化产率高,工艺简单,有利于工作人员放射防护,显像效果良好,可满足临床需要。

脑多巴胺转运蛋白显像剂^(99)Tc^m-TRODAT-1的SPECT显像

目的探讨脑多巴胺转运蛋白显像剂^(99)Tc^m-2β-[N,N'-双(2-琉乙基)乙撑二胺基]甲基,3β-(4-氯苯基)托烷(TRODAT-1)SPECT 显像对帕金森病(PD)的诊断价值。方法对30例 PD患者及16例健康志愿者行^(99)Tc^m-TRODAT-1脑 SPECT 显像。用2种半定量方法分析:①应用感兴趣区(ROI)技术计算双侧横断面、矢状面纹状体(ST)/小脑(CB)放射性摄取比值(ST/CB):②取横断面基底节,将其划分成左、右 ST,左、右尾状核和左、右壳核6个 ROI,CB 和枕叶皮质(OC)作为本底参考区,计算基底节 ROI 的放射性摄取比值[ROI/(CB+OC/2)]。结果对照组横断面、矢状面左、右侧 ST/CB 分别为1.55±0.15、1.58±0.14和1.62±0.17、1.69±0.16。PD 患者 ST/CB 和 ROI/(CB+OC/2)均比对照组明显减低,差异有显著性(P<0.001)。计算矢状面双侧 ST/CB 更合理。根据 ROI/(CB+OC/2)可获得基底节各神经核团放射性分布平定呈数据。结论 ^(99)Tc^m-TRODAT-1脑SPECT 显像是诊断 PD 的有效方法。

多巴胺转运蛋白显像剂β-CIT的合成及其碘标记

报道了β- CIT(2β-甲酯基 - 3β- (4’-碘苯基 )托烷 )及标记前体 (2β-甲酯基 - 3β- (4’- (三丁基锡 )苯基 )托烷 )的合成路线 ,化合物 IR、NMR、MS、元素分析等数据与结构相符 ,由标记前体制备 12 5/ 13 1I- β-CIT,标记率和放化纯度均 >90 %。

中枢多巴胺转运蛋白显像剂研究进展

中枢多巴胺转运蛋白在多巴胺递质系统中的作用已日益为学者们所重视，本文从其生理功能。

几种新型的中枢多巴胺转运蛋白显像剂

中枢多巴胺转运蛋白显像剂 1 2 3 I- β- CIT(2 β- carbomethoxy- 3β- [4- iodophenyl]- tropane)在帕金森病诊断和鉴别诊断以及病情严重程度的评估的显像研究中已取得成功 ,但由于 1 2 3 I- β- CIT对多巴胺转运蛋白选择性较低 ,最佳显像时间在注射后 2 0 h,限制了其临床应用。近年来 ,人们又设计合成了几种新型的中枢多巴胺转运蛋白显像剂 ,使中枢多巴胺转运蛋白显像特性得到了明显的改善。