國產(chǎn)氟多功能模塊合成雌激素受體顯像劑16α－［18F］氟－17β－雌二醇

孫傳金，朱 虹，方可元

（1.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210002；2.南京軍區(qū)南京總醫(yī)院 回旋加速器中心，南京江原安迪科正電子研究發(fā)展有限公司，江蘇 南京 210002）

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，易發(fā)生轉(zhuǎn)移，全世界每年約有135萬婦女發(fā)病，并呈現(xiàn)出數(shù)量逐年上升且年輕化的趨勢，嚴(yán)重影響婦女身心健康，并危及生命［1－2］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，雌二醇是通過與雌激素受體（Estrogen Receptor，ER）結(jié)合而發(fā)揮作用致病的，乳腺癌患者ER 若呈陽性，則可行內(nèi)分泌治療。免疫組化可檢測組織標(biāo)本的ER 表達(dá)，但有一定的局限性，其反映的只是所取病灶樣本的ER 免疫活性，不一定反映該部位的ER 生物活性，更不能反映全身的情況［3］。16α－［18F］氟－17β－雌二醇（18F－FES）是雌二醇類衍生物的放射性配體，其PET／CT 顯像能靈敏、準(zhǔn)確、定量、無創(chuàng)傷地對原發(fā)病灶及轉(zhuǎn)移病灶同時顯像，可反映體內(nèi)ER 表達(dá)水平、分布、密度變化及活動狀態(tài)等方面的信息，這些信息對評價乳腺癌狀況，預(yù)測內(nèi)分泌治療以及化、放療等響應(yīng)程度，預(yù)后評估等有重要作用。可為乳腺癌患者個性化治療提供評價方法［4－5］。

國外相關(guān)文獻(xiàn)［6］報道，18F－FES的合成方法有兩種，一種是基于前體3，16β－二（三氟甲基磺酰）－1，3，5（10）雌甾三烯－17－酮的合成方法，該方法為低溫反應(yīng)，條件苛刻、產(chǎn)品純化過程復(fù)雜，不適用于實(shí)驗(yàn)室模塊化合成。另一種是以3－甲氧基甲基－16，17－O－磺?；泶迫迹璒－環(huán)狀砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）作為前體的合成方法［7－8］，該方法的特點(diǎn)是反應(yīng)快、反應(yīng)條件易控制，適用于實(shí)驗(yàn)室模塊化合成。本研究擬在國產(chǎn)氟多功能合成模塊上，參考文獻(xiàn)［7－8］的方法，以MMSE 為前體合成18F－FES。

1 主要試劑與儀器

1.1 主要試劑

3－甲氧基甲基－16，17－O－磺?；泶迫迹璒－環(huán)狀砜（3－O－（Methoxymethyl）－16，17－O－sulfuryl－16－epiestriol，MMSE）：ABX 產(chǎn)品；標(biāo)準(zhǔn)品FES：ABX產(chǎn)品；無水乙腈：Sigma－Aldrich 產(chǎn)品；氨基聚醚（Kryptofix 2.2.2，K2.2.2）：ABX 產(chǎn)品；乙醇：Merck 產(chǎn)品；甲醇：國產(chǎn)色譜純；light QMA、Sepak中性三氧化二鋁柱：Waters公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 主要儀器

TR19型回旋加速器：加拿大EBCO 公司；PET－MF－2V－IT－I型國產(chǎn)氟多功能合成模塊：北京派特生物技術(shù)有限公司；高效液相色譜：美國Alltech公司；FC3200型放射檢測器：美國Bioscan公司。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 18F－FES的合成

2.1.118F－FES 合成原理

18F－FES的化學(xué)合成工藝路線圖［7］示于圖1。反應(yīng)歷程主要包括前體MMSE 的親核氟化反應(yīng)和水解反應(yīng)。

2.1.218F－FES 合成流程

PET－MF－2V－IT－I型國產(chǎn)氟多功能合成模塊合成示意圖示于圖2。參考文獻(xiàn)［7－8］報道的方法，結(jié)合國產(chǎn)氟多功能合成模塊的結(jié)構(gòu)，設(shè)計18F－FES在國產(chǎn)氟多功能模塊上的合成流程。

圖1 18F－FES化學(xué)合成工藝路線圖

圖2 PET－MF－2V－IT－I型氟多功能合成模塊示意圖

1）重氧水加入加速器靶中，經(jīng)18O（p，n）18F反應(yīng)生成18F－，經(jīng)傳輸管道將18F－轉(zhuǎn)移至合成模塊，最終被捕獲于QMA 柱上。

2）用1號瓶中的淋洗液（4mgK2CO3及17mg K2.2.2溶于1.3mL 乙腈及0.2mL水中）將QMA 柱上的18F－淋洗到反應(yīng)管中；將反應(yīng)管內(nèi)的液體在通氮?dú)獾那闆r下，于115℃蒸干，除去溶劑。

3）將2號瓶中的2 mL 無水乙腈加入到反應(yīng)管中，并于通氮?dú)獾臈l件下，于115℃蒸干，完全除去水分。

4）將3號瓶中的1mgMMSE前體溶于1mL無水乙腈中，將溶液加入到反管中，并于105℃反應(yīng)15min，進(jìn)行氟化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻反應(yīng)管。

5）4號瓶內(nèi)的試劑（0.8mL 1mol／L 鹽酸溶于7.2mL 乙腈）分三次加入到反應(yīng)管中，并分別于105℃下反應(yīng)6min，最后通氮?dú)?，?15℃下蒸去溶劑。

6）將5號瓶中的5mL流動相（為50%乙醇溶液（V（乙醇）∶V（水）＝50∶50），流速為5mL／min），加入到反應(yīng)管中清洗，再經(jīng)Al2O3柱后進(jìn)入到G0轉(zhuǎn)移瓶中。

7）將粗品裝載于LOOP 環(huán)中，啟動HPLC進(jìn)行純化，純化柱為Alltima C18柱（250mm×10.0mm，10μm），收集380～440s放射性產(chǎn)品，經(jīng)無菌濾膜過濾后，以生理鹽水稀釋至產(chǎn)品中乙醇濃度低于10%，即得18F－FES溶液。

2.2 18F－FES鑒定

采用HPLC分析18F－FES的放化純度，并進(jìn)行紫外吸收掃描，將結(jié)果與參考文獻(xiàn)［7－8］結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)品紫外吸收圖譜結(jié)果相比較，鑒定18F－FES。

2.3 18F－FES質(zhì)量檢測

物理特性：目測法觀察18F－FES 溶液外觀、顏色和澄清度。化學(xué)特性：用pH 試紙測量其pH；采用HPLC測定18F－FES放化純度，流動相為甲醇水溶液（V（甲醇）∶V（水）＝60∶40），流速2 mL／min，層析柱為C－18（Waters C18，10μm，250 mm×4.6 mm），紫外波長為284nm。放射檢測器為FC3200。

2.4 體外穩(wěn)定性檢測

18F－FES溶液室溫放置，分別于1、2、3、4、6h后采用HPLC法測定其放化純度。

3 結(jié)果與討論

3.1 18F－FES產(chǎn)率

采用79GBq18F－和1mg MMSE前體在國產(chǎn)氟多功能合成模塊密封體系中自動化合成18F－FES，最終得到18F－FES 產(chǎn)量為6.4 GBq。不校正合成效率為8.2%，校正合成效率為12.8%，比活度為0.165TBq／g，合成時間約為70min。

3.2 18F－FES鑒定

純化后的18F－FES在284nm 處的紫外譜吸收峰圖譜示于圖3。由圖3可以看出，18F－FES保留時間約為10min，此結(jié)果均與文獻(xiàn)［7－8］及標(biāo)準(zhǔn)品一致，初步鑒定合成產(chǎn)物為18F－FES。

圖3 18F－FES在284nm 處紫外吸收峰圖譜

3.3 18F－FES質(zhì)量檢測

18F－FES溶液為無色透明，pH6～7。HPLC純化后的放化純度示于圖4。圖4 中未見其他雜質(zhì)峰。根據(jù)圖4可計算得，18F－FES溶液放化純度大于98%。

3.4 18F－FES體外穩(wěn)定性

18F－FES溶液在室溫下放置1、2、3、4、6h后，放化純度未見明顯變化，仍大于98%，表明18F－FES體外穩(wěn)定性良好。

圖4 18F－FES的HPLC圖譜

4 小 結(jié)

綜上所述，采用國產(chǎn)氟多功能模塊可以合成18F－FES：采用79GBq18F－和1mg MMSE前體可合成6.4GBq18F－FES。不校正合成效率為8.2%，校正合成效率為12.8%，比活度為0.165TBq／mol，合成時間約為70min；18F－FES產(chǎn)品的放化純度大于98%，并且體外穩(wěn)定性良好。

18F－FES合成的關(guān)鍵步驟是前體MMSE的親核氟化反應(yīng)和水解反應(yīng)。其中試劑的含量及濃度和反應(yīng)的溫度及時間為主要影響因素。本研究18F－FES合成效率較低。原因可能有以下幾個方面：1）前體用量偏少，Oh 等［9］的研究發(fā)現(xiàn)，18F－FES的產(chǎn)率與前體MMSE的用量有關(guān)，隨著用量的增加，從1、2、5到10 mg，產(chǎn)率逐漸提高到20%、45%、55%、68%；2）由于乙腈的沸點(diǎn)為82℃，氟化反應(yīng)時溫度要升高到105℃，所以反應(yīng)體系必須保持密封。若反應(yīng)體系的密封性不好，則成為開放體系，溫度升高到105℃會導(dǎo)致乙腈沸騰，急劇揮發(fā)，影響氟化效率；3）酸水解反應(yīng)過程易形成副產(chǎn)物，即18F－FES的降解問題，因此嚴(yán)格控制水解條件非常關(guān)鍵。操作中應(yīng)嚴(yán)格控制該過程的反應(yīng)溫度及反應(yīng)體系的體積，以防溫度過高造成體系被蒸干，影響產(chǎn)率。18FFES的降解與反應(yīng)溫度、時間和水的含量均有關(guān)系，溫度高、時間長及水含量大均容易導(dǎo)致18F－FES降解［10］。通過以上對合成產(chǎn)率影響因素的分析，若進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)條件，現(xiàn)有的合成收率應(yīng)可以得到提高。

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