18F-T807 在TRACERlab FXFN 合成器上合成方法的优化及生物分布研究

左 峰，霍 花，王治国，张国旭，石庆学，张宗鹏 （北部战区总医院：. 核医学科, . 药物临床试验机构办公室, 辽宁 沈阳 110840）

阿尔茨海默症（Alzheimer's disease，AD）是常见的神经系统变性疾病之一，是一种持续性神经功能障碍，也是痴呆最常见的病因，其发生可导致进行性记忆减退、认知障碍、人格改变等症状。65 岁以上患病率约5%，85 岁以上患病率高于20%，是老年人死亡的主要原因之一[1-3]。AD 的病理特征主要是老年斑（senile plaques，SP）、神经纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFTs）和广泛神经元缺失。tau 蛋白是一种微管相关蛋白，过度磷酸化tau 蛋白是造成神经纤维缠结的主要原因，且AD 患者病情严重程度与tau 蛋白具有明显相关性。因此，tau 蛋白显像剂的研究逐渐受到关注[4-5]。

近年来，研究者们研发了多种tau 蛋白的PET 显像剂，如“THK 系列”（包括18F-THK5105、18F-THK523、18F-THK5117、18F-THK5351）[6-8]，“RO 系列”（包括18FRO6958548、11C-RO6931643、11C-RO6924963）[9-11]，“T 系列”（包括18F-T807、18F-T808）[12]以及11CPBB3[13]等。其中“T 系列”18F-T807 和18F-T808 是由Simens 公司开发的tau 蛋白的分子探针。

课题组在参考相关文献的基础上[14-15]，使用GE 公司的TRACERlab FXFN氟多功能合成模块（图1），以18F-T807 前体（BOC 保护）NPPI-95（1）为原料，使用改进一锅法自动合成了18F-T807（2），提高了产品产率，并开展初步的正常大鼠生物分布实验，探索其分布特征。

图1 18F-T807(2)的合成方程式

1 材料与合成过程

1.1 原料、试剂与设备

18F-T807 前体（BOC 保护）NPPI-95（江苏华益公司）；强阴离子交换固相萃取柱（QMA 柱）、K222、碳酸钾水溶液、乙腈、（德国ABX 公司）；乙醇（国药化学试剂）；盐酸（国药分析质检中心）；DMSO（北京百灵威）；Ultimate C18柱（美国Waters:4.6 mm×250 mm，5 μm）；富18O 水（日本大阳日酸株式会社）；0.22 μm MILLEX-GS 液体滤膜、0.2 μm Millex-25 空气滤膜（德国默克）；0.7 mm×40 mm 针头（西班牙BD Microlance）；Wistar 大鼠（北部战区总医院实验动物科）。溶剂乙醇为色谱纯，其余均为分析纯。

TRACERlab FXFN（美国GE）配备半制备VP 250×16 高效液相色谱（德国MN）和紫外检测器及放射性检测器；正电子示踪剂质量控制薄层扫描仪（美国Bioscan），配塑料闪烁体晶体探测器；分析用HPLC（北京优联）；GC-7900 气相色谱(北京天美)；CRC 25R 活度计（美国Capintec），合成条件满足药品生产质量管理规范（GMP）的要求。

1.2 合成方法

合成开始前，合成器各溶剂瓶预装溶剂如表1和图2 所示。

图2 TRACERLAB FXFN 合成器示意图

表1 TRACERlab FXFN 合成器各溶剂瓶预装溶剂

18F-T807 自动化合成主要有以下几步：①18F-离子的柱分离纯化及蒸馏干燥。②T807 前体的18F-离子亲核取代反应。③18F-T807 的HPLC 分离纯化。④18F-T807 C18柱溶剂转换与再纯化。

自动合成的具体步骤如下：

(1)共2.5 ml 含18F-离子的18O 水由MINItrace加速器经由18O（p, n）18F 反应制备，轰击束流45μA，轰击时间40 min，18F-离子混合液由氦气作为载气经过TARGET 管线传输到TRACERlab FXFN合成模块的锥形瓶内。

(2)V10、V11 号阀门开启，18F-离子及18O 水混合液中的18F-离子在真空泵抽取下被QMA 柱（由1 ml乙醇，2 ml 水活化）捕获滞留，18O 水回收进入18O 水回收瓶。

(3)V1、V13、V24 号阀门开启，V1 号瓶内的K2CO3溶液流经V1、V10、QMA 柱、V11、V13，将18F-离子交换抽入反应瓶。

(4)关V1、V13 号阀门，开启V2 号阀门将V2 号瓶内穴醚K222 乙腈溶剂抽入反应管，18F-离子进入穴醚形成复合物。

(5)关V2 号阀门，开启V20 号阀门混合液在氦气吹拂下于85 ℃共沸蒸馏8 min，然后加热到110 ℃，在氦气吹拂下共沸蒸馏4 min 除水。

(6)开启V3、V19 号阀门，在氦气推动下V3 号瓶内的前体流入反应管，V3、V19、V24 号阀门关闭，反应管加热到140 ℃，反应10 min。

(7)反应瓶降温到50 ℃，开V24、V25 号阀门恢复大气压。

(8)反应后混合液经由V5、V6 号瓶内的共3 ml HPLC 流动相（25%乙醇水溶液，调整pH 至2.0）冲洗到V26 号阀门下的中转瓶内，然后打开V26、V12 号阀门，在氦气压力下经由Fluid 进入HPLC进样环，在Fluid 控制下进样环旋转，产物进入HPLC 半制备柱，Eluent1 号瓶内流动相以5 ml/min的流速通过柱子分离。流动相以紫外（UV，λ=254 nm）和放射计数器监测。图3 是18F-T807 的HPLC 及UV 图。

图3 18F-T807 放射性HPLC(A)及UV(B)分离图(峰2 为产物峰)

(9)18F-T807 溶液通过V18 号阀门进入圆底瓶，圆底瓶内装有2 ml 84% NaHCO3水溶液和30 ml无菌注射用水。然后经V21、V15、V17 号阀门，产物溶液通过V15、V17 号阀门间的C18柱（以5 ml乙醇和10 ml 水活化），产物会被捕获滞留在柱子上，然后打开V9 阀门，用V9 号瓶内10 ml 水冲洗柱子到废液瓶（WASTE）内，然后C18柱经由V8 号瓶内的1 ml 乙醇冲洗进入V15 阀门下的产品瓶，再经由V7 号瓶内装有9 ml 生理盐水再次冲洗。

(10)手动打开V22 和V16 号阀门，18F-T807 在氦气压力下经过0.22μm 液体滤膜过滤进入分装热室的收集瓶。

1.3 质量控制

对3 批连续生产的产物进行了质量控制。质控项目包括澄明度、pH、核素半衰期、核素纯度、放化纯度、K222 和残留溶剂、细菌内毒素、无菌测试，测试结果均符合标准要求。

1.4 正常大鼠生物分布实验

选择健康雄性Wistar 大鼠30 只，分为6 组，每组5 只，实验前6 h 禁食禁水，每只通过尾静脉注入0.2 ml(约7.4 MBq)的18F-T807 后，分别在5、15、30、60、90、120 min 断头处死，取出脑、心、肝、肺、肾、肌肉、骨和血，去污、称重、计数，数据经衰减校正后计算放射性摄取率（每克组织的放射性摄取剂量占注射剂量的百分比）。

2 结果与讨论

18F-T807 有多种合成方法，本文在参考相关文献报道基础上，优化反应条件，改变前体用量为1 mg，同时使用HPLC 分离条件为25%乙醇水溶液， pH 调整至2.0，在线脱BOC 保护。C18柱溶剂转换与再纯化，应用经改进的合成方法使合成产率由(20.5±6.1)%提高到(25.7±5.8)%，总反应时间为70 min。

连续3 批产品，其质量控制结果如下：肉眼观察溶液无色透明，6 h 后pH 值为7，半衰期满足要求，不包含长半衰期核素（t1/2＞5 天），核素纯度大于99.5%，HPLC 和TLC 分析结果，即化学纯度和放化纯度合格，流动相是50%甲醇/水（HCl 调节pH至2，），流速1.3 ml/min，紫外检测波长为254 nm，TLC 条件为NH3H2O-甲醇-CH2Cl2(1∶5∶94），气相色谱结果显示残留的丙酮、乙腈、DMSO 等溶剂均在检测线下，细菌内毒素实验（鲎试剂法）合格，无菌检查合格。各项结果表明产品符合人体使用标准。

正常大鼠18F-T807 在体内的生物分布如表2所示，可见大部分器官在给药5 min 后摄取率最高，其中肾、肝、血的摄取率较高，超过5.56%ID/g(%ID/g 为放射性摄取率，即各器官的每克放射性摄取值)，在肌肉、骨骼摄取率相对较低，因此推断18F-T807 主要是经过肝肾排出体外。18F-T807 的脑、心、肺摄取率最低，120 min 已降低至本底水平（1.08% ID/g），各器官的放射性摄取率随时间的推移逐渐降低，但清除较慢，在120 min 时大部分器官仍有较高的摄取率。

表2 18F-T807 在正常大鼠体内的分布（±s，n=5）

表2 18F-T807 在正常大鼠体内的分布（±s，n=5）

放射性摄取率（% ID/g）5 min15 min30 min60 min90 min 120 min脑 2.25±0.18 2.03±0.86 1.81±0.54 1.59±0.62 1.20±0.57 1.11±0.38心 2.05±0.58 1.99±0.66 1.78±0.31 1.55±0.25 1.19±0.74 1.08±0.36肝 5.79±2.58 5.95±1.17 5.48±0.66 5.29±0.71 4.83±0.84 4.27±0.86肺 2.12±0.91 2.01±0.56 1.91±0.19 1.57±0.73 1.21±0.52 1.09±0.23肾 7.36±4.01 5.11±1.21 3.89±1.99 3.63±1.82 3.17±1.68 2.99±0.98肌肉2.34±0.86 2.57±1.18 2.44±0.95 2.19±1.36 2.04±1.03 1.51±0.89骨 2.58±0.91 2.67±0.75 2.02±0.68 1.99±0.82 1.52±0.46 1.27±0.55血 5.56±0.35 5.41±0.56 4.73±0.74 4.57±1.31 4.22±0.37 4.01±0.45器官

3 结论

在TRACERlab FXFN合成器上使用优化条件的一锅法自动合成了18F-T807，提高了产品产率。合成后进行的各种质量控制检测均显示产品符合质控标准。初步的正常大鼠生物分布实验，显示了其不同时间放射性摄取率的分布情况，为应用该产品开展人体显像提供了重要基础。