患者における画像化検査を実施するための造影剤の選択方法および造影剤

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【発明の名称】	患者における画像化検査を実施するための造影剤の選択方法および造影剤
【発明者】	【氏名】アルネヘンゲラー
【要約】	【課題】適切な造影剤の選択方法によって診断に分子イメージング造影剤の使用を可能にし、更に治療計画および治療監視のために分子イメージングの改善された利用を可能にする。【解決手段】患者（１８）から組織検体が採取され、組織検体が複数の個別検体に分割され、各個別検体に、組織内の特定の標的構造（２０）に結合する造影剤（２２）が添加され、個別検体が、患者の画像化検査に対する種々の造影剤の適性を求めるための検査法により検査される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者（１８）から組織検体が採取され（ステップ２）、
組織検体が複数の個別検体に分割され（ステップ４）、
各個別検体に、組織内の特定の標的構造（２０）に結合する造影剤（２２）が添加され（ステップ６）、
個別検体が、患者の画像化検査に対する種々の造影剤の適性を求めるための検査法により検査される（ステップ１２）
ことを特徴とする患者における画像化検査を実施するための造影剤の選択方法。
【請求項２】
検査法は、陽電子放出断層撮影法、単光子放出断層撮影法、磁気共鳴断層撮影法のような画像化法、近赤外蛍光画像化法のような光画像化法、または生物発光法のような分析検査法であり、造影剤はそれぞれの検査法に応じたコントラスト付与成分（２２ａ，２２ｂ）を含むことを特徴とする請求項１記載の選択方法。
【請求項３】
造影剤は、コントラスト付与成分（２２ａ，２２ｂ）のほかに、組織内の特定の標的構造（２０）に結合する特定の配位子をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１又は２記載の選択方法。
【請求項４】
配位子は、例えばペプチド、核酸、ウイルス、リポソームまたは抗体のような生物学的に活性の分子であることを特徴とする請求項３記載の選択方法。
【請求項５】
組織検体内の標的構造（２０）は抗原、酵素または核酸であることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の選択方法。
【請求項６】
結合されない造影剤を除去する前に標的構造（２０）に造影剤を結合させるために個別検体が造影剤の添加後に培養される（ステップ８）ことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の選択方法。
【請求項７】
個別検体によって結合されていない造影剤が検査前に除去される（ステップ１０）ことを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の選択方法。
【請求項８】
１人または複数人の患者の個別検体が同時に検査法で検査されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の選択方法。
【請求項９】
組織検体がスクリーニング検査または体外診断予備検査の枠内で採取されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の選択方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の１つに記載の選択方法により選択された造影剤（２２）が患者（１８）の画像化検査に用いられる（ステップ２６）ことを特徴とする造影剤。
【請求項１１】
請求項１乃至９の１つに記載の選択方法により選択された造影剤（２２）の配位子が患者（１８）の治療のための薬学的作用物質の担体として用いられる（ステップ２８）ことを特徴とする造影剤。
【請求項１２】
請求項１乃至９の１つに記載の選択方法により選択された造影剤（２２）の配位子が患者（１８）の治療のための薬学的作用物質として用いられる（ステップ２８）ことを特徴とする造影剤。
【請求項１３】
請求項１乃至９の１つに記載の選択方法により選択された造影剤（２２）の配位子が他の画像化法による患者（１８）の画像化検査法のための別の造影剤の配位子として用いられる（ステップ３４）ことを特徴とする造影剤。
【請求項１４】
請求項１乃至９の１つに記載の選択方法により選択された造影剤（２２）の配位子が患者（１８）の連続検査時の体外診断試薬として用いられる（ステップ３２）ことを特徴とする造影剤。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者における画像化検査を実施するための適切な造影剤の選択方法および選択された造影剤に含まれた配位子を患者治療のための薬学的作用物質として、薬学的作用物質の担体として、他の造影剤の配位子として、そして体外診断用試薬として用いる造影剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＸ線コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ；ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、陽電子放出断層撮影法（ＰＥＴ；ＰｏｓｉｔｒｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、単光子放出断層撮影法（ＳＰＥＣＴ；ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）のような通常の画像化診断法、あるいは近赤外蛍光画像化法（ＮＩＲＦ；ＮｅａｒＩｎｆｒａＲｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）のような光画像化法は、生体の解剖学的情報または機能的生理学的情報を提供する。生理学的パラメータに基づいて血流または病理学的組織の組織密度を可視化する造影剤がしばしば使用される。ＰＥＴにおいては、例えば造影剤（ＫＭ）として、安定な同位体が例えば¹¹Ｃ，¹³Ｎまたは¹⁵Ｏのような陽電子放出体によって置き換えられている生体分子が使用される。それによって、マークされた生体分子の不安定な挙動を追跡することができる。ＭＲＴにおいては、機能化のために他の分子に付加され得る、例えばキレート化ガドリニウムまたは酸化鉄ナノ粒子のような常磁性物質または強磁性物質が造影剤として使用される。これらの造影剤は、例えば事情によっては病理学的に変化した特定の組織に集積され、そこで画像内にコントラスト変化を生じる。
【０００３】
しかしながら、今日認可されている造影剤はほとんど固有なものではでない。脳でのＭＲＴ造影剤Ｇｄ－ＤＯＴＡの集積は、例えば腫瘍、卒中発作、ＭＳ病変、あるいは血液脳関門に関係する他のあらゆる病変によっても引き起こされる。
【０００４】
最近のいわゆる分子イメージング（ＭＩ＝ＭｏｌｅｃｕｌａｒＩｍａｇｉｎｇ）は、上述の画像化法によって、病理学的組織の非常に多くの固有の特徴付けを可能する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
分子イメージングは、例えば抗原抗体相互作用またはペプチド受容体結合のような分子生物学的方法と画像化技術とを統合する。これによって、細胞または分子の平面における生物学的プロセスの非侵襲の特徴付けが可能になる。従って、分子イメージングは、有機体において分子の病気マーカまたは標的構造に結合しこれらを選択的にマークする生物学的試薬（分子イメージング造影剤）による異常物質代謝の生体内可視化である。分子イメージングは、通常の画像化に補足して、バイオプシー（生検）を必要とすることなく、位置に関する補足情報と、理想的な場合には生きている有機体内の分子の標的構造の量に関する補足情報とを提供する。
【０００６】
病気プロセスは、病気が（マクロ的に）解剖学的または機能的に顕著になる前に、まず分子平面で明らかになることから、分子イメージングが病気の早期段階での診断を可能にする。
【０００７】
従って、分子イメージング造影剤は、例えばＭＲＩの場合には酸化鉄ナノ粒子であるコントラスト付与単位体も、組織内の標的構造（ターゲット）と相互作用する分子構造も含む。
【０００８】
この分子構造は造影剤の「配位子（リガンド）」とも呼ばれる。
【０００９】
特定の標的組織に対して適切な分子イメージング造影剤を選択するための方法は公知である（例えば、特許文献１参照）。この場合に細胞培養または組織検体が重要である。この方法においては、コントラスト付与単位体と、例えばペプチド，オリゴマー，合成モノマーまたは抗体などのような多数の種々の配位子との結合によって、非常に多数の異なる造影剤が作成される。造影剤は標的組織に添加され、結合親和性が分析法によって検査される。
【００１０】
標的構造に結合する配位子とコントラスト付与単位体および治療力のある薬学的作用物質とを有する粒子を充填するためのナノ粒子技術は公知である（例えば、非特許文献２参照）。ナノ粒子は、特に内皮受容体に反応する。薬学的作用物質の投与のためのナノ粒子による治療の前に、このナノ粒子の親和性がナノ粒子の投与後の「生体内」の画像化によってテストされる。このナノ粒子には、コントラスト付与単位体は充填されているが、しかし薬学的作用物質は充填されていない。
【００１１】
多くの適用例において分子イメージング造影剤は固有であるので、たとえ同じ初期診断／疑いの診断があったとしても、各患者に対して同一の造影剤を用いて画像化検査を行なうことはできない。今日において１つの病気画像に分類された多くの疾病（例えば特定器官の腫瘍）は、実際には解剖学的に似た顕著性を有するさまざまの分子の疾病を包含する。しかしながら基礎をなす病理学的メカニズムが異なるので、画像化のために異なる標的構造（ターゲット）も存在する。
【００１２】
従って、固有の分子イメージング造影剤を十分に利用するためには、各患者は、繰り返しその都度異なる造影剤を用いて同じ画像化法を受けなければならない。特定の分子病気マークに結合する特定の配位子を有する造影剤だけが選択される場合、造影剤を誤って選択すると診断が不可能になる。
【特許文献１】国際公開第９９／５６７８８号パンフレット
【非特許文献１】Ａ．Ｈｅｎｇｅｒｅｒ，Ｔ．Ｍｅｒｔｅｌｍｅｉｅｒ，ＳｉｅｍｅｎｓＡＧ，ＭｅｄｉｃａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｅｒｌａｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ：“ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙｆｏｒＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ（医用画像化のための分子生物学）”ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｄｉｃａ６９（２００１）ｎｏ．１
【非特許文献２】Ｋ．Ｃ．Ｐ．Ｌｉｅｔａｌ．，“Ｃｏｍｂｉｎｅｄｖａｓｃｕｌａｒｔａｒｇｅｔｅｄｉｍａｇｉｎｇａｎｄｔｈｅｏｒｙ：ａｐａｒａｄｉｇｍｆｏｒｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ（血管を対象とした画像化と理論との結合：個人的治療の実例）”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｌｌｕｌａｒＢｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＩＳＳＮ１０９７－４６４４，２００２，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ３９，６５－７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、適切な造影剤の選択方法によって診断にこの種の分子イメージング造影剤の使用を容易にすることにある。更に、本発明の課題は、分子イメージングを治療計画および治療監視のためにより良く利用可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は、請求項１による患者における画像化検査を実施するための適切な造影剤の選択方法によって解決される。すなわち、本方法は次のステップを含む。
患者から組織検体が採取され、
組織検体が複数の個別検体に分割され、
各個別検体に、組織内における特定の標的構造に結合する造影剤が添加され、
個別検体が、患者の画像化検査に対する種々の造影剤の適性を求めるための検査法により検査される。
【００１５】
この評価プロセスはターンキーシステムで完全に自動化可能である。特定の患者のための最適な造影剤は、例えば放射線医学において試薬のプールから選択される。これは、高い固有性の可視化、位置決めを可能にし、そして、できれば体内における生物化学的機能およびそのずれの定量化を可能にする。これは、個別化された治療のためにどうしても必要である。そのようにして求められた造影剤は患者の画像化検査に用いることができる。
【００１６】
種々の造影剤は本来の画像コントラストを発生する部分が相違するのではなく、その部分に結合されかつ組織内の特定の標的構造に蓄積する配位子が相違すると好ましい。本発明は、このようにして求められた配位子を患者の治療のための薬学的作用物質の担体として用いることにも関する。それによって極めて効果的な「ドラッグターゲッティング」が可能になり、投与量が画像化法によって正確に決定される。
【００１７】
更に、本発明の他の特徴に従って、求められた配位子が自らも薬学的作用物質として用いられるとよい。例えば、自らも治療薬として役立ち得る配位子としては、例えばアンチセンス療法の枠内で使用される抗体、ペプチドまたは核酸が挙げられる。
【００１８】
本発明の他の特徴によれば、求められた配位子が他の画像化法による患者の画像化検査のための別の造影剤の配位子として用いられる。例えば、酸化鉄ナノ粒子のようなＭＲＴ造影剤粒子が光画像化法により検出できる蛍光色素によって置き換えられる。光学式検査法は、患者に負担をかけずかつ比較的低コストであることから魅力的である。病巣が位置決めされていることによって検査領域が限られている場合には小さい撮像視野（ＦｏＶ）を持ったちょうどよい検出器を使用することができる。これに対して、前段の選択方法のためには、３次元画像化の可能性により、ＰＥＴ，ＳＰＥＣＴまたはＭＲＴのような全身画像化法が特に好適である。ＭＲＴは高い画像分解能の点で優れているのに対して、ＰＥＴおよびＳＰＥＣＴは高い感度が必要であるときに使用される。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、選択された造影剤の配位子は治療監視のために患者の連続検査時の体外診断試薬として用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を実施例および添付図面に基づいて更に詳細に説明する。
図１は本発明による方法の実施形態のフローチャート、
図２は本発明による方法の実施形態の概略図、
図３は実施例に従って選択された造影剤および配位子を使用した場合におけるフローチャートを示す。
【００２１】
まず、ステップ２において、患者から、例えば血液検体またはバイオプシー検体が採取される。好ましくは、スクリーニング検査の枠内において、または体外診断予備検査において発生された組織検体が使用される。
【００２２】
検体は、並列化された評価（ハイスループットスクリーニング、ＨＴＳ＝ＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔＳｃｒｅｅｎｉｎｇ）で分析され、できるだけ多数の組織検体が同時に検査される。このために、本発明の一実施形態によれば、刊行物「ＢｉｏｃｏｊｕｇａｔｅＣｈｅｍ．２００２，１３」の第１１６－１２１頁のＤ．Ｈｏｅｇｅｍａｎｎらによる論文“ＨｉｇｈＴｈｒｏｕｇｈｐｕｔＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇｆｏｒＥｖａｌｕａｔｉｎｇＴａｒｇｅｔｅｄＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅＰｒｏｂｅ（標的ナノ粒子検体を評価するためのハイスループット磁気共鳴画像化法）”に記載されているように、個々の組織検体がマイクロタイタープレートのウエル内に注入される（ステップ４）。そこでは造影剤は、種々のペプチドが拘束されているかもしくは結合されている磁気的にマークされたナノ粒子である。このことに関してこの記事の開示内容は本出願に取り込まれる。
【００２３】
方法のステップ６において種々の造影剤が個別検体に添加される。造影剤はそれぞれ、使用された画像化法においてコントラストを発生させる例えば酸化鉄粒子のようなコントラスト付与成分と、組織内の特定の標的構造（ターゲット）に結合する特定の配位子とを含む。配位子としては、例えばペプチドライブラリから得られる試薬のプールが使用される。
【００２４】
本発明の他の実施形態において、配位子は、ペプチドライブラリ、核酸ライブラリ（アンチセンスライブラリを含む）、ファージライブラリ、アデノウイルスライブラリまたは派生ウイルスあるいはレトロウイルスからのライブラリ、合成ライブラリ（例えば、デントリマーライブラリ）、または超微粒気泡を基礎にしたライブラリ（例えば、リポソ－ムライブラリ）から選択される。組織検体内の標的構造は例えば抗原、酵素または核酸である。
【００２５】
ステップ８において、個別検体は、当該検体がそれぞれの標的構造を含む場合に標的構造に配位子を結合させるために、種々の造影剤とともに培養される。
【００２６】
場合によっては、組織検体は、結合されない造影剤を取り除くために、培養時間の終了後に洗浄される（ステップ１０）。これは例えば食塩水による細胞の洗浄によって行なわれる。しかしながら、造影剤の洗い流しを必要としないアッセイ（ａｓｓａｙ；試験法）を使用すると好ましい。
【００２７】
更に、種々の造影剤を混合された個別検体は、患者の画像化検査に対する種々の造影剤の適性を求めるために、例えばＰＥＴ，ＳＰＥＣＴ，ＭＲＴまたはＮＩＲＦのような画像化法で共通に検査されると好ましい（ステップ１２）。理想的には、撮影された画像から、それぞれの個別検体内の造影剤の濃度およびそれにともなう標的構造へのそれぞれの造影剤配位子の結合親和性が推量される。画像化自体は、ＭＲＴの場合、先に挙げた刊行物「ＢｉｏｃｏｊｕｇａｔｅＣｈｅｍ．」に記載された方法に従って実施することができる。この場合に、多数のマイクロタイタープレートを同時検査したので、約５０分の検査時間で１９２０個ほどの個別検体が分析できた。エコー時間変化によってＴ２緩和時間のための尺度が求められ、それによってマイクロタイタープレートの個々のウエル内の造影剤の濃度が評価された。光画像化法の場合には１つのマイクロタイタープレートのみが同時検査されると望ましい。
【００２８】
体内診断のために開発された画像化法のほかに、結合の検出のために（ステップ１４）、すなわち患者検体と反応する配位子の同定のために、体外診断において適用される通常のアッセイも使用することができる。このために、例えば蛍光発光検査および生物発光検査またはその他の酵素テストが考慮の対象となる。とりわけ、高コストの検体前処理を必要とせず、従って簡単に自動化することのできる均一的なアッセイを使用するとよい。
【００２９】
このようにして求められたデータは、組織検体の標的構造に対して最適な親和性を有する適切な配位子を持った造影剤の選択を可能にする（ステップ１６）。後での検査に適用される造影剤は、この造影剤が患者検体に結合しかつ実験室診断の検証または病巣の位置決めに適していることを保証するために、種々の造影剤のプールから選択される。図１には示されていないこれに続くステップにおいて、選択された造影剤が患者に投与され、患者がそれぞれの画像化法により検査される。このようにして得られた画像化データを治療計画に使用することができる。
【００３０】
上述の方法が他の様式で図２に示されている。ここでは患者１８から組織検体２０が採取され、その後に造影剤微粒子２２ａ，２２ｂに混合され、そしてハイスループットスクリーニングの体外画像化法を受ける。図には、造影剤微粒子２２ａ，２２ｂの生物学的に活性の配位子が組織検体２０に付加される様子が概略的に示されている。最もよく結合する造影剤が選択され、患者がステップ２６において、例えば略示されている磁気共鳴断層撮影装置２４で検査される。この場合に先のステップにおいて選択された造影剤が使用される。
【００３１】
しかしながらこれによっては、本発明による方法の有利な適用がまだ十分に利用されていない。他の方法ステップの例が図３に示されている。
【００３２】
選択された造影剤を用いた患者の画像化検査（ステップ２６）後に、場合によっては、例えば放射線療法またはアンチセンス遺伝子療法のような治療（ステップ２８）を実施することができる。特定の場合には、選択された造影剤の配位子が治療薬のための担体分子として使用されるか、または直接に自ら治療薬として作用する。この場合には治療のための服用量が用いられなければならない。服用量決定は前段の画像化に基づいて行なわれるとよい。それによって患者固有の投薬および治療のための作用物質の正確に計画可能な服用量決定が可能になる。
【００３３】
治療監視（ステップ２９）のために、ステップ１６において求められた配位子をここでも造影剤として使用することができる。
【００３４】
更に、他の画像化法における診断に使用するために、コントラストを付与する微粒子の置き換えによっても造影剤を部分的に変更することができる（ステップ３４）。例えば、ＭＲＴコントラスト微粒子が、ＮＩＲＦ検査を行なう蛍光色素によって置き換えられる。
【００３５】
多重マーキングも可能である。すなわち、造影剤微粒子が異なる画像化法、例えばＭＲマーキングと核医学マーキングとのための、あるいはＭＲマーキングと蛍光マーキングとのための複数のコントラスト付与成分を含むことができる。代替として、コントラスト付与成分として、例えばランタニドのように同時にＭＲ活性でありかつ蛍光発光する元素も使用することができる。これは、患者を複数の画像化法で検査することを可能にする。
【００３６】
ステップ１４において造影剤結合を検出する際に、複数の配位子が、例えば異なる標的構造に結合することによって患者の組織検体への良好な結合親和性を有することも生じ得る。この場合において、患者の画像化（ステップ２６）または治療（ステップ２８）のために複数の配位子を含む造影剤が形成される。このために、例えばリポソームまたは酸化鉄粒子のような担体物質に複数の配位子を付着させるとよい。
【００３７】
付随してまたは代替として、さらにステップ３０において採取された患者検体を検査するために（ステップ３２）、配位子を連続検査用に体外診断試薬として使用することもできる。検体は、組織検体において標的構造が検出可能であるならば、簡単に採取できる血液検体、尿検体または便検体であると好ましい。
【００３８】
ここに記載した処置は体外の鑑別診断にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明による方法の実施形態を示すフローチャート
【図２】本発明による方法の実施形態を示す概略図
【図３】実施例に従って選択された造影剤および配位子を使用した場合のフローチャート
【符号の説明】
【００４０】
２組織採集
４マイクロタイタープレートのウエルへの組織検体の充填
６造影剤の添加
８培養
１０組織検体洗浄
１２プレートの画像化
１４画像分析／造影剤結合の検出
１６造影剤の選択
１８患者
２０組織検体
２２ａ，２２ｂ造影剤微粒子
２４ＭＲＴ（磁気共鳴断層撮影装置）
２６選択された造影剤を用いた患者の画像化
２８場合によって、担体分子として造影剤の配位子を用いた治療
２９監視
３０他の検体採取
３２体外検査
３４別の方法（ＮＩＲＦ）および同じ造影剤配位子を用いた患者の画像化

【出願人】	【識別番号】３９００３９４１３【氏名又は名称】シーメンスアクチエンゲゼルシヤフト【氏名又は名称原語表記】ＳｉｅｍｅｎｓＡｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ【住所又は居所原語表記】Ｗｉｔｔｅｌｓｂａｃｈｅｒｐｌａｔｚ２，Ｄ－８０３３３Ｍｕｅｎｃｈｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【出願日】	平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【代理人】	【識別番号】１０００７５１６６【弁理士】【氏名又は名称】山口巖
【公開番号】	特開２００６－１７６５１２（Ｐ２００６－１７６５１２Ａ）
【公開日】	平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願番号】	特願２００５－３６４４９２（Ｐ２００５－３６４４９２）