由于肿瘤组织的来源、细胞类型、良恶性、分化程度、解剖部位和功能等的不同，目前没有一种单一的显像技术可以检测所有的肿瘤。虽然传统的影像技术（X-线，CT，MRT，超声）可以提供解剖学方面的信息，但它们缺少特异性，有时不能区分残留组织和纤维化组织。然而，放射性核素显像的正电子发射计算机断层（PET）和单光子发射计算机断层（SPECT）技术可提供肿瘤组织功能状态（如代谢和受体表达等）的信息，具有更高的特异性。目前，临床常用的肿瘤PET显像剂是氟(¹⁸F)标记的2’-脱氧-2’-氟葡萄糖(¹⁸F-FDG)，它是一种葡萄糖的类似物。由于葡萄糖在肿瘤细胞内的有氧氧化和无氧酵解比正常细胞旺盛，所以肿瘤细胞摄入¹⁸F-FDG的量比正常细胞高。然而，¹⁸F-FDG不是肿瘤的特异显像剂，因为还有很多其它细胞摄取葡萄糖比正常细胞高，如在炎症灶处发现的巨噬细胞。另外，由于脑中的葡萄糖代谢也很旺盛，所以¹⁸F-FDG也不适合脑部肿瘤的显像。由于¹⁸F-FDG显像存在一定的不足之处，而检测肿瘤增殖和DNA合成在肿瘤显像方面具有诱人的前景，因此，很多研究者都聚焦于各种DNA合成前体的放射性核素标记，以到达检测肿瘤增殖和DNA合成的目的。原则上，理想的肿瘤细胞增殖示踪剂应该快速和特异地融合到肿瘤细胞的DNA中，这样示踪剂的滞留就反映了DNA的合成，即肿瘤细胞的增殖。到目前为止，一些很有希望的胸苷衍生物显像剂，如11C标记的胸苷和3’-脱氧-3’-氟胸苷(¹⁸F-FLT)在肿瘤显像方面具有良好的应用前景。然而，这些显像剂使用的放射性核素为11C和¹⁸F，它们的放射性半衰期较短而且价格也比较昂贵，在制备这些显像剂的过程中，化学合成复杂以及放射化学产率较低。而锝(^99mTc)是SPECT显像中使用最普遍的放射性核素，由钼-锝发生器产生，价格低廉，而且有显像需要的理想的核素特性（半衰期6h,能量140keV），而且^99mTc标记前体容易制成药盒，便于标记。若能将^99mTc与胸苷衍生物结合起来，开发成新的肿瘤显像剂，则将是一项很有意义的工作。本研究的主要内容是放射性核素标记的胸苷衍生物作为肿瘤显像剂的研究，分为两部分。第一部分：氟(¹⁸F)标记胸苷衍生物(¹⁸F-FLT)的研究。第二部分：锝(^99mTc)标记胸苷衍生物的研究。第一部分氟(¹⁸F)标记胸苷衍生物(¹⁸F-FLT)的研究1、¹⁸F-FLT标记前体化合物的制备¹⁸F-FLT的标记前体化合物的种类较多，其中¹⁸F标记收率最高的两个前体化合物分别为：[5’-O-（4,4’-二甲氧基三苯甲基）-2’-脱氧-3’-O-（4-硝基苯磺酰基-β-1）-苏戊呋喃糖基]胸腺嘧啶脱氧核苷（简称Nosyl-FLT）和3-N-t-叔丁氧羰基-1-[5’-O-（4,4’-二甲氧基三苯甲基）-2’-脱氧-3’-O-（4-硝基苯磺酰基-β-1）-苏戊呋喃糖基]胸腺嘧啶脱氧核苷（简称N-BOC-FLT）。本研究在化学反应过程中对关键反应的条件进行优化，以β-胸苷为起始原料，经5’位羟基保护、3’位羟基结构翻转及3’位羟基酯化，得到Nosyl-FLT，再在Nosyl-FLT的N-3位用叔丁氧羰基保护，得到N-BOC-FLT。Nosyl-FLT和N-BOC-FLT以及各步中间产物的结构均经红外、质谱和核磁共振等确证。2、¹⁸F-FLT标记前体的含量测定方法的建立（1）¹⁸F-FLT标记前体Nosyl-FLT的含量分析方法的建立本研究采用高效液相色谱（HPLC）-蒸发光散射检测器（ELSD）对Nosyl-FLT含量进行检测， WATERS600型高效液相色谱仪，WATERS2420蒸发光散射检测器，Lichrospher C8色谱柱（5μm,4.6×250mm），流动相为甲醇/水/三氟乙酸（90/10/0.1，v/v），流速为0.5ml/min；按外标法计算被测样品中Nosyl-FLT的含量。结果显示主成分峰与杂质峰分离良好，线性范围为10～100μg/mL，最小检出量为5.0ng（S/N≥3）。所得检测结果的相对标准偏差约为1.25%。（2）¹⁸F-FLT标记前体N-BOC-FLT的含量分析方法的建立本研究采用高效液相色谱（HPLC）-紫外检测器（UV）对N-BOC-FLT进行检测，WATERS600型高效液相色谱仪，WATERS2487紫外检测器， Hypersil C18柱（5μm,4.6×250mm）；流动相为乙腈/水（85/15，v/v），流速为0.8mL/min；检测波长为235nm；按外标法计算被测样品中N-BOC-FLT的含量。结果显示主成分峰与杂质峰分离良好，在2～10μg/mL试验范围内呈线性，最小检出量为2.5ng（S/N≥3）。所得检测结果的相对标准偏差约为2.8%。3、¹⁸F-FLT的标记及初步生物学评价本研究用N-BOC-FLT作为¹⁸F-FLT的标记前体化合物，在氨基聚醚（Kry2.2.2）催化下进行氟代亲核置换反应，盐酸水解除去BOC保护基团，然后用乙酸钠溶液中和，通过高效液相色谱分离纯化，得到高纯度的¹⁸F-FLT注射液，其放射化学纯度为97.8%，最终放射化学产率为35%，总的合成时间为40-50min。室温放置6小时，放射化学纯度仍大于95%。在正常小鼠体内分布显示，¹⁸F-FLT在肾中的放射性（%ID/g）摄取最高，说明其主要经过肾脏代谢，在脾脏也有较高摄取，是因为细胞在脾脏增殖比较活跃。荷瘤鼠的¹⁸F-FLT MicroPET显像，在肿瘤部位可见明显的放射性浓聚。4、本部分研究得出以下结论：（1）本研究通过对反应条件的优化，为¹⁸F-FLT的标记前体化合物Nosyl-FLT和N-BOC-FLT的合成，找到了一种经济、简便的制备方法。（2）用HPLC-蒸发光散射检测器分析Nosyl-FLT的含量及有关杂质含量，方法简便、可靠。（3）用HPLC-紫外检测器分析N-BOC-FLT的含量及有关杂质含量，方法简便、可靠，为药盒的质量控制提供了一种有效手段。（4）本研究通过标记前体化合物N-BOC-FLT制备得到的高纯度的¹⁸F-FLT，最终放射化学产率为35%，体外稳定，在肿瘤部位有较高摄取，可用于进一步的临床研究。第二部分锝(^99mTc)标记胸苷衍生物的研究1、^99mTc标记胸苷5位修饰衍生物的制备及生物评价本研究对胸苷的5位进行结构修饰，通过一个亚甲基连接N2S2配基。以β-胸苷为起始原料，经六步化学反应，合成得到5位修饰的^99mTc标记胸苷前体化合物：5-{2-巯基乙基-[2-（2巯基乙基氨基）乙酰基]氨基}-甲基-2’-脱氧尿苷（简称ANMdU）。^99mTc标记条件为：在葡庚糖酸钠（GH）和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）存在条件下，以氯化亚锡作为还原剂，100°C加热30min，标记率大于95%。在pH值分别为7.0和7.4的磷酸盐缓冲液中，^99mTc-ANMdU的油水分配系数分别为0.92和0.70。^99mTc-ANMdU在正常小鼠和荷瘤鼠体内分布显示，^99mTc-ANMdU在肾脏中的摄取最高，膀胱次之，说明其主要是经肾脏代谢，而且^99mTc-ANMdU在体内的清除很快。^99mTc-ANMdU注射60min后，荷瘤鼠体内肿瘤摄取的放射性（%ID/g）与肌肉、骨和血的放射性（%ID/g）的比值达到较高值，分别为1.58±0.17，1.95±0.31和1.17±0.08。2、锝标记胸苷N-3位修饰衍生物的制备及生物评价本研究对胸苷的N-3位进行结构修饰，通过一个六碳链连接N2S2配基。以β-胸苷为起始原料，经多步化学反应，合成得到N-3位修饰的^99mTc标记胸苷前体化合物：N3-{N’-[（2-巯基乙基氨基）乙酰基]-2-氨基乙基巯基-1-己酰胺基}-胸苷（简称NHT）。^99mTc标记条件为：在葡庚糖酸钠（GH）和乙二胺四乙酸二钠（EDTA-2Na）存在条件下，以氯化亚锡作为还原剂，100°C加热30min，标记率大于95%。在pH值分别为7.0和7.4的磷酸盐缓冲液中，^99mTc-NHT的油水分配系数分别为0.76和0.56。^99mTc-NHT在正常小鼠和荷瘤鼠体内分布显示，其在肝脏和肾脏中的摄取最高，说明其主要是经肝脏和肾脏代谢；^99mTc-NHT注射120min后，荷瘤鼠体内肿瘤摄取的放射性（%ID/g）与肌肉、骨和血的放射性（%ID/g）的比值达到较高值，分别为4.41±0.32,2.45±0.24和1.51±0.18。3、两种新的锝标记长链胸苷衍生物的制备及初步生物学评价本研究对胸苷的5位分别通过两个长链连接N2S2配基。以β-胸苷为起始原料，经多步化学反应，制备得到两种新型长链胸苷衍生物N-胸苷基-N’-甲基-N’-{N’’-[2-巯基乙基氨基乙酰基]2-氨基-乙基巯基-1-己酰胺}-乙二胺（简称TMHEA）和N-胸苷基-N’-甲基-N’-{N’’-[2-巯基乙基氨基乙酰基]2-氨基-乙基巯基-1-己酰胺}-己二胺（简称TMHHA），并成功进行标记，标记率均大于95%。在pH值分别为7.0和7.4的磷酸盐缓冲液中，^99mTc-TMHEA和^99mTc-TMHHA的油水分配系数分别为1.01、0.99和1.06、1.02。^99mTc-TMHEA和^99mTc-TMHHA的体内生物分布研究表明，放射性示踪剂^99mTc-TMHEA在肿瘤中摄取的选择性优于^99mTc-TMHHA。^99mTc-TMHEA注射120min后，荷瘤鼠体内肿瘤摄取的放射性（%ID/g）与肌肉、骨和血的放射性（%ID/g）的比值，分别为2.84±0.76，1.27±0.20和1.87±0.02。而^99mTc-TMHHA注射120min后，荷瘤鼠体内肿瘤摄取的放射性（%ID/g）与肌肉、骨和血的放射性（%ID/g）的比值，分别为2.42±0.33，0.90±0.16和1.28±0.22。4、本部分研究得出以下结论：^99mTc-ANMdU在小鼠体内有较高的初摄取，且在体内清除迅速，但^99mTc-ANMdU在荷瘤鼠体内肿瘤和血的放射性比值不高；^99mTc-NHT在小鼠体内清除比^99mTc-ANMdU缓慢，但120min时肿瘤中摄取的特异性较高，肿瘤和肌肉，骨及血的放射性比值为4.41±0.32,2.45±0.24和1.51±0.18，高于^99mTc-ANMdU的比值。由于^99mTc-NHT的胸苷与N2S2配基之间的碳链比^99mTc-ANMdU的长，所以认为延长胸苷与N2S2配基之间的碳链可以增加肿瘤中的摄取。然而，长链的胸苷衍生物^99mTc-TMHEA和^99mTc-TMHHA在肿瘤中的摄取并没有高于^99mTc-NHT，说明盲目的延长碳链不能提高肿瘤中的放射性摄取与肌肉、骨和血中放射性摄取的比值。就目前的四个锝标记胸苷衍生物(^99mTc-ANMdU、^99mTc-NHT、^99mTc-TMHEA和^99mTc-TMHHA)中，^99mTc-NHT在肿瘤中的摄取最高，可能是潜在的SPECT肿瘤显像剂，值得进一步研究。