一种间-砹[211At]苄胍的制备方法及其应用与流程

本发明涉及放射性药物化学，具体而言，涉及一种间-砹[211at]苄胍的制备方法及其应用。

背景技术：

1、神经内分泌肿瘤（neuroendocrine neoplasms, nens），如恶性嗜铬细胞瘤、副神经节瘤和神经母细胞瘤等，是一类起源于肽能神经元及神经内分泌细胞的异质性肿瘤。这类肿瘤细胞普遍高表达去甲肾上腺素转运体（norepinephrine transporter, net），这为放射性核素靶向治疗提供了理想的分子靶点。临床上，发射β射线的间-碘[131i]苄胍（[131i]mibg）曾是治疗不可切除或转移性此类疾病的标准放射性药物。然而，131i的物理半衰期较长（8.02天），且β粒子在组织中的射程较长（数毫米），导致大部分辐射能量逸出微小转移灶，对骨髓等正常组织的辐射损伤较大。此外，长半衰期和伴随的γ射线要求患者治疗后长时间住院隔离，极大地增加了医疗成本并降低了患者生活质量。

2、近年来，靶向α疗法（targeted alpha therapy, tat）因其卓越的物理学和生物学特性成为核医学领域的研究热点。砹-211（211at）作为一种理想的α核素，具有7.2小时的适宜物理半衰期，其衰变发射的α粒子线性能量转移（let）高、射程极短（50-80微米），能够在肿瘤细胞范围内沉积大量能量，诱导dna双链断裂，从而实现高效的细胞杀伤，同时显著降低对周围健康组织的损伤。将211at标记于mibg骨架上开发的间-砹[211at]苄胍（[211at]mabg），被认为是继[131i]mibg之后极具临床转化价值的下一代治疗药物。

3、尽管[211at]mabg前景广阔，但其临床转化面临严峻的化学合成与制剂稳定性挑战。首先，砹（at）是卤族中最重的元素，碳-砹（c-at）键的键能低于碳-碘键，化学稳定性较差。早期的合成策略主要依赖于亲电去锡化反应，使用三丁基锡或三甲基锡前体。然而，有机锡化合物具有极高的生物毒性，微量残留即可导致严重的神经和生殖毒性。在gmp生产中，这不仅需要繁琐的纯化步骤去除重金属残留，还必须引入昂贵的电感耦合等离子体质谱（icp-ms）进行检测，极大地限制了其商业化推广。

4、为克服锡毒性问题，本领域后续发展了基于芳基硅前体的亲电去硅化反应。虽然该方法消除了重金属毒性，但硅-碳键的解离能较高，通常需要70℃以上的高温、强酸环境及强氧化剂（如n-氯代琥珀酰亚胺）的苛刻条件才能进行标记。这对于半衰期仅为7.2小时的211at而言，不仅增加了放射性活度的衰减损失，更对全自动化合成模块提出了严苛的工程挑战。高温导致溶剂气化，反应体系内压剧增，极易造成自动化设备中特氟龙管路、电磁阀门及密封圈的老化、泄漏甚至损坏，严重影响设备的使用寿命与批次间产率的重现性。

5、此外，高活度α核素药物的制剂稳定性是另一大技术瓶颈。随着临床试验剂量的不断提升，高活度211at在水溶液中会引发剧烈的辐射水解效应，水分子辐解产生的大量羟基自由基和活性氧物种会迅速攻击[211at]mabg分子的苄胍骨架或导致c-at键断裂。现有技术通常采用单一的抗坏血酸钠作为抗氧化剂，但在面对极高let的α粒子持续轰击时，单一抗氧化剂的清除能力会迅速耗竭，导致产品在制备后数小时内放射化学纯度即显著下降，无法满足长途运输和临床使用的货架期要求。

6、综上所述，现有技术中的[211at]mabg制备技术在化学前体安全性、自动化工艺兼容性及制剂长效稳定性方面存在相互制约的矛盾。因此，亟需开发一种采用无毒前体、能够在温和条件下高效进行、且能抵抗高活度α射线辐射分解的自动化合成方法与制剂组合物，以推动该药物从实验室研究走向临床商业化应用。

技术实现思路

1、为克服以上现有技术的缺陷，本发明提供一种间-砹[211at]苄胍的制备方法及其应用，以解决现有砹标记工艺中前体毒性大、高温高压导致设备损耗、单一稳定剂无法抵御高活度α射线辐射水解、制剂有效期短及无法实现长途冷链配送等瓶颈问题。

2、本发明第一方面提供一种间-砹[211at]苄胍的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：

3、步骤s1、将含有砹-211的溶液与含硼前体化合物、铜催化剂置于溶剂中混合后，进行亲电脱硼砹化反应得到混合液；

4、步骤s2、将步骤s1获得的混合液通过纯化模块进行分离，所述纯化模块至少包含阳离子交换单元和反相色谱单元；使用清洗液对所述纯化模块进行淋洗，以截留所述铜催化剂并去除游离的砹离子杂质，使得生成的间-砹[211at]苄胍保留在所述反相色谱单元上；

5、步骤s3、使用预先溶有复合稳定剂的药用洗脱液洗脱所述反相色谱单元上的间-砹[211at]苄胍，收集后得到间-砹[211at]苄胍。

6、与现有技术相比，本发明通过构建“亲电脱硼砹化-双元纯化-在线制剂化”的闭环流程，本发明实现了标记反应与制剂配制的无缝衔接。该方案不仅彻底摒弃了传统工艺中耗时且易导致放射性气溶胶挥发的有机溶剂加热蒸发步骤，还将整体合成时间锐减至15分钟以内，最大程度减少了211at因半衰期造成的活度衰减；同时，利用预先溶有复合稳定剂的洗脱液直接洗脱，一步获得可直接注射的终产品，显著提升了临床转化的经济性与辐射安全性。

7、在一种可能的实施方式中，所述步骤s1在密闭条件下进行，且所述含硼前体化合物为间-苄胍基芳基硼酸或其硼酸酯衍生物；

8、所述铜催化剂为含有含氮杂环配体的三氟甲磺酸铜络合物；

9、所述亲电脱硼砹化反应的参数如下：温度为20-50℃，时间为5-20min；

10、所述反应溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或其任一与水的混合物。

11、针对现有技术中有机锡前体剧毒及硅前体需高温活化的问题，本发明引入一种安全、温和的标记化学体系。通过采用间-苄胍基芳基硼酸或其硼酸酯衍生物作为非重金属前体，并结合含氮杂环配体的铜催化剂，本发明从源头上根除了重金属毒性风险及后续繁琐的icp-ms质控需求。该体系在20-50℃的温和条件下即可高效活化碳-硼键，避免了高温导致的胍基热降解，实现了85%以上的高放射化学产率，大幅降低了生产成本与合规门槛。

12、在一种可能的实施方式中，所述含硼前体化合物为间-苄胍基苯硼酸频哪醇酯；

13、所述铜催化剂为四吡啶合三氟甲磺酸铜；

14、所述亲电脱硼砹化反应的参数如下：温度为35-45℃，时间为8-12min；

15、所述反应溶剂为体积比为（1-4）：1的甲醇和水的混合溶剂或体积比为（1-4）：1的乙腈和水的混合溶剂。

16、为进一步优化催化效率与工艺稳健性，本发明精细调控了反应体系的关键参数。选用四吡啶合三氟甲磺酸铜作为特异性催化剂，配合mabg-bpin前体与特定比例的醇/水混合溶剂，使得亲电脱硼砹化反应在35-45℃的近室温区间内仅需8-12分钟即可达到最佳平衡。这种“微热”条件有效抑制了副反应的发生，确保了批次间极高的重现性，同时极大减轻了自动化合成仪的热负荷与管路压力，为高频次gmp生产提供了保障。

17、在一种可能的实施方式中，所述步骤s2中，所述阳离子交换单元与所述反相色谱单元以串联方式连接，且所述阳离子交换单元为磺酸型阳离子交换柱，所述反相色谱单元为c18反相色谱柱；

18、所述清洗液为超纯水或浓度为0.01-0.1%的弱酸水溶液。

19、为了解决游离砹引起的非靶器官辐射毒性问题，本发明设计了高效的在线纯化模块。通过采用磺酸型阳离子交换柱与c18反相色谱柱的串联系统，利用离子交换机制强力截留游离砹离子及铜催化剂，确保杂质随废液彻底排出，而目标产物紧密保留在c18柱上。配合0.01-0.1%的弱酸水溶液清洗，该策略从源头上杜绝了甲状腺等正常器官的辐射暴露风险，显著提升了药物的临床用药安全。

20、在一种可能的实施方式中，所述步骤s3中，药用洗脱液包括如下组分：

21、第一稳定剂：抗坏血酸或其药学上可接受的盐；

22、第二稳定剂：选自龙胆酸、龙胆酸药学上可接受的盐、烟酰胺中的一种；

23、药用载体：选自注射用水或0.9%氯化钠注射液；

24、药学上可接受的助溶剂；

25、其中，所述药用洗脱液的ph值呈弱酸性。

26、针对高活度α核素引发的剧烈辐射水解难题，本发明旨在构建一种具有协同抗氧化作用的复合稳定剂体系。通过在药用洗脱液中引入抗坏血酸（第一稳定剂）与龙胆酸/烟酰胺（第二稳定剂）的组合，并利用弱酸性ph环境，本发明为[211at]mabg提供了全方位的自由基清除屏障。该配方设计不仅能快速猝灭初级辐解自由基，还能通过级联反应持续抑制次级氧化应激，从根本上解决了高活度制剂在储存过程中的稳定性危机。

27、在一种可能的实施方式中，所述第一稳定剂的浓度为0.5g/100ml-5.0g/100ml；

28、所述第二稳定剂的浓度为0.01g/100ml-0.5g/100ml；

29、所述助溶剂为乙醇，体积分数为1-10%；

30、余量为含有ph缓冲剂的注射用水或含有ph缓冲剂的0.9%氯化钠注射液；

31、所述药用洗脱液的ph值为4.0-6.0。

32、基于对复合稳定剂协同机理的深入探究，本发明优化了洗脱液的具体配比与缓冲体系。将抗坏血酸钠控制在0.5-5.0g/100ml、龙胆酸钠控制在0.01-0.5g/100ml，并辅以1-10%的乙醇助溶及ph 4.0-6.0的缓冲盐体系，使得制剂在1gbq/ml的高活度极端条件下，仍能维持长达48-72小时的放射化学纯度高于95%。这一预料不到的技术效果，成功打通了放射性药物跨区域长途冷链配送的产业化瓶颈，具有重大的商业价值。

33、本发明的第二个目的在于提供一种用于所述制备方法的自动化合成卡盒，包括：

34、反应储液管组件，预先装载有所述前体化合物的溶液和所述铜催化剂的溶液；

35、洗脱液储液管，预先装载有所述药用洗脱液；

36、纯化模块，包含串联连接的磺酸型阳离子交换柱和c18反相色谱柱；

37、液路传输系统，其管路材质为聚醚醚酮或医用级聚丙烯，用于在自动化程序控制下连通所述反应储液管组件、所述纯化模块与成品收集瓶；

38、成品收集瓶，其入口处配有放射性级无菌过滤器。

39、为完美适配上述温和合成工艺，本发明还提供了一种专用的自动化合成卡盒。得益于反应温度的降低，卡盒液路系统可采用成本低廉且生物相容性佳的peek或医用级pp管路，彻底替代了耐高温高压的昂贵特氟龙硬管。这种结构设计不仅消除了高温高压导致的密封圈老化与泄漏风险，还通过预装载各反应试剂与复合稳定剂，实现了“即插即用”的标准化gmp生产，极大延长了自动化设备的使用寿命与操作安全性。

40、本发明的第三个目的在于提供一种间-砹[211at]苄胍放射性药物制剂组合物，包括：

41、间-砹[211at]苄胍，所述间-砹[211at]苄胍在所述间-砹[211at]苄胍放射性药物制剂组合物中的放射性活度浓度为50mbq/ml-2000mbq/ml；

42、第一稳定剂：抗坏血酸或其药学上可接受的盐；

43、第二稳定剂：选自龙胆酸、龙胆酸药学上可接受的盐、烟酰胺中的一种；

44、药用载体。

45、本发明最终提供了一种高稳定性的[211at]mabg放射性药物制剂组合物。该制剂将治疗有效量的靶向分子与特定浓度的双重复合稳定剂相结合，在50mbq/ml-2000mbq/ml的宽活度范围内均表现出卓越的抗辐射分解能力。相比传统单一稳定剂体系，该组合物在货架期末期的放射化学纯度显著提升，确保了临床给药时药物的有效性与安全性，是靶向α疗法走向实际应用的关键载体。

46、本发明的第四个目的在于提供一种间-砹[211at]苄胍放射性药物制剂组合物在制备用于治疗高表达去甲肾上腺素转运体的肿瘤药物中的应用。

47、基于上述制剂组合物优异的靶向杀伤能力与安全性，本发明确立了其在制备治疗高表达去甲肾上腺素转运体（net）肿瘤药物中的用途。针对恶性嗜铬细胞瘤、副神经节瘤及神经母细胞瘤等难治性神经内分泌肿瘤，该药物能够利用α粒子极高的线性能量转移特性，在微小病灶内引发癌细胞dna不可修复的双链断裂，同时凭借极短的射程最大限度地保护周围健康组织，为患者提供了革命性的精准治疗新选择。

48、与现有技术相比，本发明具有如下优点：

49、1、温和化学体系，消除重金属毒性与热降解隐患

50、本发明采用间-苄胍基芳基硼酸或其硼酸酯衍生物作为含硼前体，彻底摒弃了传统高毒性三烷基锡化合物。这不仅从源头上根除了极具神经毒性的重金属残留风险，更使得最终成品质量控制中无需耗费巨资引入电感耦合等离子体质谱（icp-ms）进行痕量锡检测，极大降低了gmp合规门槛。同时，借助含氮杂环配体的铜催化剂对碳-硼键的高效活化，反应在20℃-50℃的近室温条件下即可快速达到平衡，有效避免了高温导致的mabg胍基热降解，在5-20分钟内实现了高达85%以上的衰变校正放射化学产率。

51、2、契合自动化工程，提升规模化生产稳健性

52、相较于常规高温工艺引发的溶剂气化与系统高压风险，本发明的温和体系使得合成仪内压始终处于极低的安全基线，大幅降低了特氟龙电磁阀门及密封圈的机械疲劳与老化泄漏风险。得益于此，一次性合成卡盒无需采用昂贵的耐高温特种硬管，转而采用生物相容性佳、成本低廉的聚醚醚酮（peek）或医用级聚丙烯（pp）管路。这一改进不仅延长了自动化设备的使用寿命，还减少了砹在高温管壁上的非特异性吸附，显著提升了终产品得率与批次间重现性。

53、3、复合抗氧化体系，攻克高剂量α核素物流瓶颈

54、针对高活度α粒子引发的剧烈辐射水解效应，本发明打破了单一抗坏血酸盐的传统局限，首创“抗坏血酸+龙胆酸/烟酰胺”的复合稳定剂配方。通过不同氧化还原电位物质间的级联猝灭与协同再生机制，有效阻断了羟基自由基链式反应。实验证实，采用该配方的成品液在1 gbq/ml高活度及室温条件下放置48小时后，放射化学纯度（rcp）仍能稳定在95%以上，彻底解决了现有技术24小时即降解的难题，打通了跨区域长途冷链配送的产业化瓶颈。

55、4、一体化在线工艺，全面提升临床性价比

56、本发明设计的“阳离子交换+反相色谱”双元纯化模块，能将游离砹离子及铜催化剂彻底截留，从源头杜绝了游离砹在甲状腺、胃黏膜等非靶器官的蓄积毒性。更重要的是，通过预先溶有复合稳定剂的药用洗脱液直接洗脱，实现了纯化与制剂配制的一步完成，彻底摒弃了传统工艺中耗时且易导致气溶胶损失的加热蒸发步骤。该一体化流程将纯化时间由传统的40-60分钟锐减至15分钟以内，基于211at仅7.2小时的半衰期，这一缩短为挽救有效放射性剂量、提升临床治疗性价比提供了关键支撑。