专利名称:具有k-ras突变的癌症的治疗的制作方法
具有K-RAS突变的癌症的治疗
相关申请
本申请要求2010年4月16日递交的美国临时专利申请第61/324，912号的权利。上述申请的全部教导在这里通过 引证全部并入本文。
背景技术：
ras基因家族的成员能够编码薄膜结合蛋白质，这种蛋白质大约为21KD，因此被命名为“p21-raS”。这些蛋白质被认为能够接管从活化的受体到细胞内蛋白激酶的生长信号和分化信号。ras基因家族包括K-ras、H-ras和N-ra^ras基因是原始致癌基因；在多种类型的癌症中都可以发现突变的ras基因。这些突变株通常显示单一的碱基对取代作用，通常在密码子12、13、146或161中显示，这会产生在相应的氨基酸位置有点突变的表达的p21-ras产物。在野生型K_ras中，密码子12编码甘氨酸，但是在这一密码子中，最为常见的突变是天冬氨酸、缴氨酸、精氨酸或半胱氨酸(Mu et al. , World J. Gastroenterol. 2004,10 =471-475)。野生型p21-ras仅仅可以通过活化的受体活化，并在下游信号之后失活，尽管如此，p21-ras突变株是构成活化的，并且因此可以在不存在信号的情况下连续的刺激生长和分化作用(Bos, J. L.，Cancer Res.(癌症研究)1989,49 :4682-4689)。
在多种类型的癌症中发现突变的ras族基因。尤其是K_ras突变在胰腺癌、结肠直肠癌、甲状腺癌、颈部癌和子宫内膜癌中普遍存在。在某些癌症前期的情况中也可以识别出K-ras突变，例如，在脊髓发育不良综合征和甲状腺腺瘤和结肠腺瘤中。
假定癌症的出现率与突变的K-ras有关，则对这种尤其适合于这种类型的癌症的新的治疗方法存在需要。
发明内容
本发明提供了用于治疗癌症和癌症前期情况的方法和组合物，所述癌症和癌症前期情况的特点在于其增殖细胞具有K-ras突变。
在一个实施方案中，本发明提供了一种抑制细胞增殖的方法，所述细胞具有K-ras突变，例如前期癌细胞或者癌细胞。该方法包括以下步骤(I)识别具有K-ras突变的细胞；(2)抑制细胞中的PI3激酶信号途径；和(3)抑制细胞中HDAC活性。在一个实施方案中，通过将细胞与一种第一化合物和一种第二化合物相接触来抑制PI3激酶信号途径和HDAC活性，所述第一化合物能够抑制PI3激酶活性，第二化合物能够抑制HDAC活性。在第二个实施方案中，通过将细胞与一种化合物相接触来抑制PI3激酶信号途径和HDAC活性，所述化合物既能够抑制PI3激酶活性又能够抑制HDAC活性。
在另一个实施方案中，本发明提供了一种治疗需要的宿主内癌症或者癌症前期情况的方法，所述癌症或者癌症前期情况与K-ras突变有关。该方法包括以下步骤(I)识别患有与K-ras突变有关的癌症或者癌症前期情况的宿主；(2)对宿主给药(i) 一定量的PI3激酶抑制剂和(ii) 一定量的HDAC抑制剂，其中，能够抑制PI3激酶的化合物的量和能够抑制HDAC的化合物的量是治疗有效的。所述PI3激酶抑制剂和HDAC抑制剂可以同时给药或者顺序给药，可以分别制成组合物也可以存在于单一的组合物中。
在依旧另一个实施方案中，本发明提供了一种治疗需要的宿主内癌症或者癌症前期情况的方法，所述癌症或者癌症前期情况与突变的K-ras有关。本方法包括以下步骤
(I)识别患有与K-ras突变有关的癌症或者癌症前期情况的宿主；(2)对宿主给药有效量的化合物，所述化合物是一种PI3激酶抑制剂和HDAC抑制剂。本发明还包括在这里公开的方法中使用的化合物和组合物。
具体实施方式
磷酸次黄嘌呤核苷酸(PI)是磷脂酰肌醇磷酸化的衍生物，磷酸次黄嘌呤核苷酸(PD对于真核细胞来讲是必须的，能够调节核过程、细胞骨架动力、信号发生和薄膜运输。在磷酸次黄嘌呤核苷酸(PD新陈代谢所涉及到的酶中，PI3-激酶(PI3K)由于其致癌性质和作为药物靶点的效力而受到特别的关注。PI3-激酶在环己六醇环的3-位上将磷脂酰肌醇或憐酸次黄嘌呤核苷酸(PI)憐酸化。(Lindmo et. al. Journal of Cell Science 119，605-614，2006).通过PI3K活性产生的3-磷酸化的磷脂能够结合蛋白激酶B (PKB或AKT)的血小板-白细胞C激酶底物同源(PH)区域，造成蛋白激酶B向细胞膜位移并随后发生蛋白激酶B的磷酸化作用。磷酸化的蛋白激酶B能够抑制诱导凋亡的蛋白质，并因此被认为在癌症进程中扮演重要的角色,所述诱导凋亡的蛋白质例如FKHR、Bad、和caspases。PI3K被分为I-III类，并且第I类被进一步分为Ia和Ib亚类。在这些同种型之间，Ia类酶被认为在响应生长因素-酪氨酸激酶途径活化作用导致的细胞增殖中发挥最重要的作用(Hayakawa et. al. , Bioorganic&Medicinal Chemistry (生物有机物和药物化学)146847-6858，2006).在癌症中，三种常见的突变在结构上活化PI3K α，并且，当在细胞中表达时，他们通过一些分子导致致癌转换和下游信号发生的慢性活化，所述分子例如蛋白激酶B、S6K和4Ε bpl,这些分子通常在癌细胞中被发现。(Stephens et. al. ,Current Opinionin Pharmacology (制药学的现有观点)，5(4)357-365，2005).同样，PI3-激酶是治疗增殖性疾病的很具有吸引力的靶点。
已知几种PI3-激酶抑制剂，包括渥曼青霉素和LY294002。虽然渥曼青霉素是一种有效的PI3K抑制剂，并具有较低的纳摩尔IC50值，但是其在体内的抗肿瘤活性较低。(Hayakawa et al, Bioorg Med Chem 14 (20)，6847-6858 (2006)) ·最近，有报道吗啉取代的喹唑啉、吡啶并嘧啶和噻吩并嘧啶化合物能够有效抑制PI3激酶pllO a . (Hayakawa,6847-6858)。吗啉取代的噻吩并嘧啶化合物(⑶C-0941)的口服剂量在体内对恶性胶质瘤异种移植物显不抑制作用。(Folkes et. al. , Journal of Medicinal Chemistry (药物化学杂志)，51，5522-5532，2008).下列出版物公开了一系列噻吩并嘧啶基PI3-激酶抑制剂、吡啶并嘧啶基PI3-激酶抑制剂和喹唑啉基PI3-激酶抑制剂W0 2008/073785 ；W02008/070740 ；W0 2007/127183 ;美国专利公开号 20080242665。
组蛋白乙酰化是一种可逆修饰，可以通过一种叫做组蛋白去乙酰化酶(HDAC)的酶催化进行去乙酰化。组蛋白去乙酰化酶(HDAC’ s)在人体内由18个基因表示，并被分为四种不同的种类(参见J Mol Biol《分子生物学杂志》，2004年，338 :1，17-31)。在哺乳动物中，I类组蛋白去乙酰化酶(HDAC’ s) (HDAC 1_3，和HDAC8)与酵母RPD3组蛋白去乙酰化酶(HDAC)有关，2类组蛋白去乙酰化酶(HDAC’ s) (HDAC4-7，HDAC9和HDAC10)与酵母HDAl有关，4类(HDACll)和3类(一种包含抗衰老酶(sirtuins)在内的截然不同的种类,与酵母Sir2有关)。
Csordas于1990年在Biochem. J.(《生物化学杂志》)286 :23_38中发表的文章教导了对组蛋白的N末端赖氨酸残基的ε -氨基进行后翻译乙酰化，这是由组蛋白乙酰转移酶(HATl)催化的反应。乙酰化能够中和赖氨酸侧链上的正电荷，并且被认为能给影响染色质结构物。实际上，可以通过组蛋白过度乙酰化来提高转录因子进入染色质模板的量，并且其在未脱乙酰化的组蛋白Η4中的富集作用已经在基因组的转录间隔区中被发现(参见Tanuton等人于1996年在Science《科学》272 =408-411中发表的文章)。对肿瘤抑制基因来讲，由于组蛋白修饰造成的翻译停止会导致致癌变质和癌症。
临床调查者对几类组蛋白脱乙酰基酶(HDAC)抑制剂进行了评价。例子包括氧肟酸衍生物、辛二酰基苯胺异羟肟酸(SAHA)、PXD101以及LAQ824，这些组蛋白脱乙酰基 酶抑制剂当前正处于临床研究之中。在苯甲酰胺类组蛋白脱乙酰基酶抑制剂中，MS-275，MGCD0103以及CI-99已经通过了临床试验。Mourne等人(摘要#4725，AACR 2005)证明了硫苯基修饰的苯甲酰胺显著的增强了对抗HDACl的组蛋白脱乙酰基酶抑制剂活性。
尽管已经有关于PI3激酶抑制剂和HDAC抑制剂结合应用治疗癌症的记载(Denlinger,C. E. et al.,J.Thorac. Cardiovasc. Surg. 2005 :1422-1429 ；W0 2009/058895 ；WO 2009/155659)，但是之前并没有认识到这种治疗对与K_ras突变株有关的癌症尤其有效。
本发明提供了用于治疗与突变的K-ras有关的癌症和癌症前期情况的方法。本发明涉及一个发现，即，这种癌症对PI3激酶和HDAC的结合抑制作用特别敏感。
在一个实施方案中，本发明提供了一种治疗癌症的方法，所述癌症包括具有K-ras突变的癌细胞，该方法包括在所述癌细胞内同时抑制PI3激酶活性和HDAC活性。
如这里所述，如果细胞内部K-ras基因相对于相应的野生型基因来讲发生突变并且经过这种突变方式能够产生与野生型K-ras蛋白质相比具有不同的氨基酸序列的基因产物，那么癌细胞或者与癌症前期情况相关的细胞被认为具有突变的K-ras基因。优选的，所述突变基因在一个或者一个以上密码子上具有一个或者一个以上的核苷酸取代位点，并且编码相对于野生型蛋白质具有一个或者一个以上点突变的蛋白。更优选的，所述突变位于K-ras基因的单一密码子上，例如密码子12、13或16上。最优选的，所述突变位于密码子12或者13上。
如这里所述，如果从宿主中获得的细胞中存在突变的K-ras基因的话，则患有癌症或者癌症前期病况的宿主与突变的K-ras有关。本领域普通技术人员完全可以识别K-ras突变。并且，在一个实施方案中，这一识别是通过，例如这里公开的方法或者其他现有技术中已知的方法来完成的。在另一个实施方案中，如果宿主被诊断出患有一种癌症，并且这种癌症具有较高的K-ras突变概率，包括胰腺癌(例如，胰腺腺癌)或结肠腺癌或肺腺癌，则这种宿主被识别为患有与突变的K-ras有关的癌症。
可以使用本领域内已知的技术识别K-ras突变。例如，来自肿瘤活组织切片(例如，手术活组织检查或者针吸出物)的细胞被分析检验突变的存在。所述细胞还可以从体液中获得，例如从血液或者尿液中获得，或者从大便样品中获得。检验K-ras突变的方法是本领域内已知的，包括，但是不局限于在以下文献中所公开的Poehlmann，A. et al.，Pathol. Res. Pract. 2007，203 :489-497 ；van Heek，N. T. et al.，J. Clin. Pathol. 2005，58，1315-1320 ;Taback，B.et al.，Int.J. Cancer 2004，111 :409-414；Lleonart, M.E.et al.，Nucleic Acids Res. 2006,34 el2 ；Bjornheim J. et al. Mutat.Res. 1998,403 :103-112 ；Chen, C. Y. et al.，Clin. Chem. 2004,50 :481-489 ；Maekawa, M. et al.，Clin. Chem. 2004，50 1322-1327 ;Bos，J. L et al.，Nucleic Acids Res. 1984，12 :9155-9163 ；Corominas,M. et al.，Environ. Health Perspect. 1991，93 :19-25 ;Su，Y. _H. et al.，Ann. NY Acad.Sci. 2008，1137 :197-206.
与突变的K-ras有关的癌症包括胰腺癌，比如胰腺的恶性腺瘤(包括导管腺癌)；肺癌、比如非小细胞肺癌和肺恶性腺瘤；结肠直肠癌，例如结肠的恶性腺瘤；甲状腺癌，比如卵泡癌、未分化癌，和乳头状癌；双丸状癌，比如精原细胞瘤；白血病，比如急性髓性白血病、慢性髓性白血病、多发性骨髓瘤和急性淋巴细胞性白血病；多发性骨髓瘤、肝癌、乳癌、前列腺癌、卵巢癌和子宫内膜癌。
与突变的K-ras有关的非癌情况包括腺瘤，例如结肠腺瘤和甲状腺腺瘤，以及脊 髓发育不良综合征。
在一个实施方案中，如果宿主被诊断为患有一种癌症，这种癌症中K-ras突变的出现率大于大约50%，则这个宿主就被确定患有与K-ras突变相关的癌症。这样的癌症包括胰腺癌，例如导管腺癌，这是K-ras突变出现率最高的癌症。因此，这种癌症明显比与突变的K-ras无关的癌症更有可能，并且，在确诊为胰腺癌，例如导管腺癌的基础上，医生可以确定使用本发明所述的PI3激酶抑制剂和HDAC抑制剂结合治疗，而不需要进行其他的附加试验来证实K-ras突变的存在。
如这里所使用的术语“PI3激酶抑制剂”是一种化合物，这种化合物能够抑制胞内信号穿过PI3K/AKT信号途径。PI3激酶抑制剂可以是，例如，涉及这种信号途径的一种或者一种以上蛋白质的抑制剂，这些蛋白质包括PI3激酶，例如，ΡΙ3Κα、ΡΙ3Κβ、PI3Ky和PI3kS，蛋白激酶B(AKT)、雷帕霉素的哺乳动物靶点(“mTOR”)和/或该途径中的其他蛋白质。用于评价化合物抑制这种蛋白质的能力的方法在这里进行了描述，并且这些方法在本领域内是已知的。在一个实施方案中，PI3激酶抑制剂选自LY294002(Eli Lily公司)、渥曼青霉素、渥曼青霉素类似物、聚乙二醇化的渥曼青霉素、聚乙二醇化的17-羟基 _ 渥曼青霉素、PX~866> SFl 124 (Semafore 药物公司)、SFll26 (Semafore 药物公司)、BEZ235(诺华公司)、BGT226(诺华公司)、BKM120 (诺华公司)、XL-765 (Exelexis制药公司)、XL-147 (Exelexis 制药公司)、GDC-0941 (Genentech 制药公司)、AS-252424、0NC-201 (Oncalis 制药公司)、CAL-101 (Calistoga 制药公司)、CAL-263 (calistoga 制药公司)、Atu-027、PF-4691502、PBI-05204 (Phoenix 生物工艺公司)、GSK-2126458、PIK-90、PIK-75、PI-103、ZSTK-474、TGX115、TGX-221 和 TGX126
在一个实施方案中，所述PI3激酶抑制剂选自如下所述化合物
权利要求
1.一种抑制具有K-ras突变的细胞增殖的方法，该方法包括以下步骤(1)识别具有K-ras突变的细胞；⑵抑制细胞中的PI3激酶信号途径；和⑶抑制细胞中HDAC活性，从而抑制细胞增殖。
2.根据权利要求
I所述的方法，其中，所述细胞是癌细胞或者癌症前期细胞。
3.根据权利要求
I所述的方法，其中，步骤(b)包括将细胞与一种第一化合物相接触，所述第一化合物是一种PI3激酶抑制剂，并且，步骤(c)包括将细胞与一种第二化合物相接触，所述第二化合物是一种HDAC抑制剂。
4.根据权利要求
I所述的方法，其中，步骤(b)和步骤(c)一起包括将细胞与一种化合物相接触，所述化合物既能够抑制PI3激酶/AKT信号传导途径并且能够抑制HDAC活性。
5.一种治疗需要的宿主内癌症或者癌症前期情况的方法，所述癌症或者癌症前期情况与K-ras突变有关，该方法包括以下步骤(I)识别患有与K-ras突变有关的癌症或者癌症前期情况的宿主；(2)对宿主给药⑴有效量的PI3激酶抑制剂和(ii)有效量的HDAC抑制剂。
6.根据权利要求
5所述的方法，其中，所述PI3激酶抑制剂和HDAC抑制剂是单独的化合物。
7.根据权利要求
5所述的方法，其中，第一和第二化合物被同时给药或者顺序给药。
8.根据权利要求
6所述的方法，其中，PI3激酶抑制剂选自LY294002、渥曼青霉素、渥曼青霉素类似物、聚乙二醇化的渥曼青霉素、聚乙二醇化的17-羟基-渥曼青霉素、PX-866、SFl124、SFl126、BEZ235、BGT226、BKM120、XL-765、XL-147、⑶C-0941、AS-252424、0NC-201、CAL-IOU CAL-263、Atu-027、PF-4691502、PBI-05204、GSK-2126458、PIK-90、PIK-75、PI-103、ZSTK-474、TGX115、TGX-221和TGX126所组成的组中，或其药学上可接受的盐、酯和前体药物。
9.根据权利要求
6所述的方法，其中，HDAC抑制剂选自由辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)、 丁酸、丙戊酸、罗米地辛、LAQ824、LBH589、CI994、MS275、MGCD0103所组成的组中，或其药学上可接受的盐、酯和前体药物。
10.根据权利要求
6所述的方法，其中所述患者患有与突变的K-ras相关的癌症，其中，所述癌症选自胰腺癌、结肠癌、肺癌、子宫颈癌和子宫内膜癌。
11.根据权利要求
10所述的方法，其中，所述胰腺癌是导管腺癌。
12.根据权利要求
6所述的方法，其中宿主患有的与突变的K-ras有关的癌症前期情况选自脊髓发育不良综合症和腺瘤。
13.—种治疗需要的宿主内癌症或者癌症如期情况的方法，所述癌症或者癌症如期情况与突变的K-ras有关，所述方法包括以下步骤(I)识别患有与K-ras突变有关的癌症或者癌症前期情况的宿主；(2)对宿主给药有效量的化合物，所述化合物抑制了 PI3激酶和HDAC。
14.根据权利要求
13所述的方法，其中所述化合物具有如下式(I)所示的结构； 结构式I
15.根据权利要求
14所述的方法，其中，B选自直链的C1-Cltl烷基，C1-Cltl烯基，C1-Cki炔基，C1-C10烷氧基，烷氧基C1-Cltl烷氧基，C1-C10烷基氨基，烷氧基C1-Cltl烷基氨基，C1-C10烷基羰基氨基，C1-C10烷基氨基羰基，芳氧基C1-Cltl烷氧基，芳氧基C1-Cltl烷基氨基，芳氧基C1-C10烷基氨基羰基，C1-C10-烷基氨基烷基氨基羰基，C1-C10烷基(N-烷基)氨基烷基-氨基擬基，烧基氣基烧基氣基，烧基擬基氣基烧基氣基，烧基(N-烧基)氣基烧基氣基，(N-烧基)烷基羰基氨基烷基氨基，烷基氨基烷基，烷基氨基烷基氨基烷基，烷基哌嗪基烷基，哌嗪基烷基，烷基哌嗪基，烯基芳氧基C1-Cltl烷氧基，烯基芳基氨基C1-Cltl烷氧基，烯基芳基烷基氨基C1-Cltl烷氧基，烯基芳氧基C1-Cltl烷基氨基，烯基芳氧基C1-Cltl烷基氨基羰基，哌嗪基烷基芳基，异芳基C1-Cltl烷基，异芳基C2-Cltl烯基，异芳基C2-Cltl炔基，异芳基C1-Cltl烷基氨基，异芳基C1-Cltl烷氧基，异芳氧基C1-Cltl烷基，异芳氧基C2-Cltl烯基，异芳氧基C2-Cltl炔基，异芳氧基C1-Cltl烷基氨基，异芳氧基C1-Cltl烷氧基。
16.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物由结构式(II)所表示
17.根据权利要求
14所述的方法，其中，G2是任选被取代的苯基，吡啶基，嘧啶基，吲哚基，吲唑基，吡咯基或者苯并咪唑基。
18.根据权利要求
17所述的方法，其中，G2是任选被取代的苯基，吡啶基，嘧啶基，吲哚基，吡咯基或者苯并咪唑基，其中，所述的基团被羟基、羟甲基、氨基、酰胺基、乙酰氨基或者甲氨基基团所取代。
19.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物是由结构式(IV)或者结构式(V)所表示的化合物，
20.根据权利要求
19所述的方法，其中，G2选自如下基团
21.根据权利要求
20所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
22.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物是由结构式(VII)或者结构式(VIII)所表示的化合物
23.根据权利要求
22所述的方法，其中，G2选自下列基团
24.根据权利要求
22所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
25.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物由如下结构式(IX)或者(X)所表示
26.根据权利要求
25所述的方法，其中，G2选自下列基团
27.根据权利要求
26所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
28.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物由如下结构式XI所表示； 结构式XI
29.根据权利要求
28所述的方法，其中，G2选自下列基团
30.根据权利要求
29所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
31.根据权利要求
14，16，19，22，25or 28中任意一项所述的方法4，16，19，22，25 or·28，其中，B选自
32.根据权利要求
28所述的方法，其中，C是-C(O) N(H) 0H。
33.根据权利要求
14所述的方法，其中，化合物由如下结构式XX或者XXI所表示
34.根据权利要求
33所述的方法，其中，G2选自下列基团
35.根据权利要求
34所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
36.根据权利要求
14所述的方法，其中，所述化合物由结构式XIII所表示 结构式XIII
37.根据权利要求
36所述的方法，其中，G2选自下列基团
38.根据权利要求
37所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中。
39.根据权利要求
14所述的方法，其中化合物由如下结构式XIV表示 结构式XIV
40.根据权利要求
39所述的方法，其中，G2选自下列基团
41.根据权利要求
40所述的方法，其中，m是I并且R3选自由羟基，羟基甲基，氨基，酰基氨基，乙酰基氨基，或者甲基氨基所组成的组中.
42.根据权利要求
13所述的方法，其中，所述化合物选自表格A中的化合物，或者是这些化合物的几何学异构体，对映异构体，非对映异构体，外消旋混合物，药物学可接受性盐，
专利摘要
本发明提供了一种治疗需要的宿主内与K-ras突变有关的癌症的方法该方法包括以下步骤(1)识别患有与K-ras突变有关的癌症的宿主；(2)对宿主给药(i)PI3激酶抑制剂和(ii)HDAC抑制剂，其中，PI3激酶抑制剂的量和HDAC抑制剂的量是治疗有效的。
文档编号A01N43/26GKCN102970868SQ201180029056
公开日2013年3月13日 申请日期2011年4月15日
发明者鲁迪·宝, 赖正荣, 钱长庚 申请人:柯瑞斯公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan