抗叶酸药在癌症治疗中的联合应用

抗叶酸药在癌症治疗中的联合应用
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2007年12月21日的中国专利申请200780051771. 1 "抗叶酸 药在癌症治疗中的联合应用"的分案申请。
[0002] 相关申请
[0003] 本申请要求Theuer等人于2006年12月29日提交的标题为"抗代谢药在癌症 治疗中的联合应用"的美国临时专利申请系列第60/877, 836号，Theuer等人于2007年 1月3日提交的标题为"抗代谢药在癌症治疗中的联合应用"的美国临时专利申请系列第 60/883, 266号，和Theuer等人于2007年1月8日提交的标题为"抗代谢药在癌症治疗中 的联合应用"的美国临时专利申请系列第60/883, 959号的优先权，在法律容许的最大范围 内，上述内容全部通过引用引入本文，包括任何附图。
技术领域
[0004] 本发明一般涉及具有包括用于研宄、诊断和治疗在内的各种功用的化合物。更特 别地，本文描述和提供了包含甲氧胺和抗代谢抗癌药的组合物，和通过施用这些组合物治 疗某些癌症的方法。
【背景技术】
[0005] 癌症是世界性的难题。因此，对寻找治疗癌症的新组合物和方法有着极大的兴趣。 癌症治疗有三种普遍的分类：化学治疗、放射治疗和手术。治疗时常联合在一起，因为与利 用单一疗法的治疗策略相比，联合治疗往往增加了根除癌症的机率。通常，手术切除大肿瘤 块之后，接着进行化学治疗和/或放射治疗。
[0006] 化学治疗药物可以以多种方式起作用。例如，化疗药物可以通过干扰细胞周期进 程或引起DNA链断裂而起作用。如果癌细胞不能克服由治疗化合物引起的细胞周期阻断 或者细胞损伤，那么癌细胞通常将通过细胞凋亡机制而死亡。无论进行或者不进行手术或 放射治疗，使用单一化学治疗药物治疗癌症都存在一些缺点。通常，癌细胞对化学治疗药物 产生耐药性。这些耐药性致使需要更高的药物剂量和/或致使癌症重新扩散。化学治疗药 物对患者可能有毒。因此，存在患者可以接受的可实施的上限量。然而，如果可以开发另一 种药物来抑制导致耐药性的途径，那么，癌细胞对化学治疗药物的作用可变得敏感。
[0007] 用于克服癌症化学治疗耐药性的药物的设计应当达到下述目标：1)找到联合，这 种联合可以逆转耐药性，而不仅仅只是改善化学治疗药物对肿瘤的活性，和2)找到不会增 加第一种化学治疗药物的毒性作用的另一种药物。在这些条件下，需要将已知具有抗癌性 质的药物与其他可能具有抗癌性质的药物、或者可能以其他方式增加第一种药物效力的药 物一起进行大量的实验性测验。不幸地，多种抗癌药物联合的这些方法迄今被证明非常不 成功。
[0008] 因此，缺乏能够逆转癌症治疗化疗耐药性的疗法。

【发明内容】

[0009] 本文描述和请求保护的发明有多种特性和实施方式，包括但不限于在本发明概述 中列举或描述或提及的那些。本文描述和请求保护的发明不限于本发明概述中证明的特性 或实施方式或者受这些特性或实施方式的限制，本发明概述仅用于举例说明的目的而并非 限制。
[0010] 从整个申请和权利要求来看，本文描述和请求保护的发明的这些和其他方面及实 施方式将是明显的，它们都应当被看作是该书面说明书的一部分。
[0011] 本文公开了用于治疗某些癌症的组合物和方法。本申请的一部分是基于迄今为止 未知的认识作出的，即某些靶向DNA脱碱基损伤或AP (无嘌呤/无嘧啶）位点的分子改善、 增加或增强了抗代谢抗癌药的效能。在其他实施方式中，碱基切除途径的抑制剂如甲氧胺 与抗代谢抗癌药联合使用。抗代谢抗癌药是与正常生化反应所需物质（代谢产物）结构 相似，然而其结构的不同又足以干扰正常细胞功能，包括细胞分裂的化学治疗药物。抗叶 酸剂是优选的一类抗代谢药物。抗叶酸抗癌药是与叶酸结构相似的化学治疗药物，然而其 结构的不同又足以阻断叶酸活性和中断细胞复制必需的叶酸-依赖性机制。这些抗叶酸 抗癌药包括：培美曲塞、卡培他滨、依达曲沙、氨甲喋呤、洛美曲索、诺拉曲塞、ralitrexed、 PT523和三甲曲沙。任何抗叶酸抗癌药与BER(碱基切除修复）抑制剂的联合使用都是预 期的。一方面，该方法包括提供i)被诊断患有癌症的患者，ii)包含抗叶酸抗癌药的第一 制剂和iii)包含甲氧胺的第二制剂；向所述患者施用所述第一制剂；和向所述患者施用所 述第二制剂，其中甲氧胺以足够增强或增加抗叶酸抗癌药效果的量施用。第二制剂可口服 施用。另一方面，该方法包括：提供i)被诊断患有癌症的患者，其中所述癌症至少部分对培 美曲塞单独治疗耐药，ii)包含培美曲塞的第一制剂；和iii)包含甲氧胺的第二制剂；向所 述患者施用第一制剂；和向所述患者施用所述第二制剂，其中甲氧胺以足够增强所述培美 曲塞活性和克服所述耐药性的量施用。在这些方法中，甲氧胺和抗叶酸抗癌药可作为一种 制剂施用。而且，甲氧胺和抗叶酸抗癌药可以任何的顺序连续施用。而且，甲氧胺可口服给 药，抗叶酸抗癌药可口服或静脉给药。而且，所述甲氧胺的量可以是足够使癌细胞敏感而不 引起正常细胞发生不适当的致敏作用的量。而且，施用甲氧胺和抗叶酸抗癌药可获得协同 作用。而且，抗叶酸抗癌药可口服或静脉施用，且所述甲氧胺可以足够增强所述抗叶酸抗癌 药活性的量每天不超过两次地口服施用。而且，可选择患有对单独用抗叶酸抗癌药治疗至 少部分耐药的癌症的患者，且其中包含甲氧胺的所述第二制剂以有效增强所述抗叶酸抗癌 药活性并克服所述耐药性的量施用。而且，所述甲氧胺与所述抗叶酸抗癌药的比例可以是 1 : 5至1 : 500,更优选1 : 15至1 : 40,甚至更加优选约1 : 20至约1 : 30。而且，所 述癌症可选自：癌（carcinomas)、黑素瘤、肉瘤、淋巴瘤、白血病、星形细胞瘤、神经胶质瘤、 恶性黑色素瘤、慢性淋巴细胞性白血病、肺癌、结肠直肠癌、卵巢癌、胰腺癌、肾癌、子宫内膜 癌、胃癌、肝癌、头颈部癌和乳腺癌。在优选的实施方式中，抗叶酸抗癌药是培美曲塞。
[0012] 在另一实施方式中，公开了一种改良的方法，在包括向患者施用抗叶酸抗癌药的 治疗被诊断患有癌症的患者的癌症的方法中，改良之处包括向所述患者以足够增强所述抗 叶酸抗癌药毒性的量施用甲氧胺。还公开了抗癌制剂，该制剂包含含培美曲塞的剂型和含 协同量甲氧胺的剂型，和根据已公开的治疗方法使用该制剂的方法。在另一实施方式中，公 开了甲氧胺的改良用途，用于抗叶酸抗癌药治疗患者的癌症的用途，改良之处包括以足够 在所述患者中增强所述抗叶酸抗癌药毒性的量使用甲氧胺。
[0013] -方面，本发明是基于先前未知的认识作出的，即靶向AP位点的某些分子如甲 氧胺口服是完全生物可利用的，并且当每天口服给药一次或两次时就能维持最低有效浓 度。抗癌药通常以静脉推注（intravenous bolus)施用，因为它们很少在胃肠道良好地吸 收。静脉给药有许多缺点。首先，化疗药静脉注射需要在诊所或医院进行。第二，静脉治疗 通常以推注给药，这导致非常大但又短暂的药物接触。一些抗癌药在持续接触后最有效，这 可通过重复口服剂量获得。对那些抑制化疗药物耐药机制的药物来说特别正确的是，所需 的有益效果需要耐药途径的延长的抑制。延长药物接触可通过连续静脉给药获得。然而， 以连续输注方式施用抗癌药需要复杂的药物输注装置和静脉导管插入术。口服给药避免了 连续静脉输注的要求，是患者优选的给药途径。然而，对于我们的认识来说，如本申请提供 的能够逆转化疗药物耐药性和具有近乎完全口服生物利用度的BER抑制剂迄今为止还未 开发出来。
[0014] 培美曲塞是多靶向抗叶酸剂，其起作用的方式在机理上不同于5-FU和其他早期 的抗代谢药。培美曲塞的独特之处在于，其是通过叶酰多聚谷氨酸合成酶（FPGS)在细胞内 代谢为更高多聚谷氨酸形式的吡咯并嘧啶抗叶酸剂类似物。五谷氨酸形式是细胞内主要的 种类，培美曲塞多聚谷氨酸的效能是母体单谷氨酸化合物效能的约60倍；培美曲塞多聚谷 氨酸也显示出延长的细胞保留能力。因此，静脉推注给药后培美曲塞的药理作用能持续许 多天。
[0015] 培美曲塞抑制胸核苷酸合成酶（TS)、二氢叶酸还原酶（DHFR)和甘氨酰胺核糖核 苷酸转甲酰酶（GARFT)、所有参与胸苷和嘌呤核苷酸从头生物合成的叶酸-依赖性酶。相 反，5-FU和其他早期的抗代谢药主要仅抑制TS。虽然培美曲塞引起细胞死亡的准确机制仍 不清楚，但是其不仅仅包含TS抑制。因此，在异质非选择性人结肠癌细胞系组（cell line panel)中，对5FU敏感性最好的预测者是TS活性，包括FPGS活性和TS酶动力学在内的 多种敏感性决定因素对培美曲塞非常重要（van Triest B，Pinedo HM，van Hensbergen Y. Thymidylate synthase level as the main predictor parameter for sensitivity to 5_FU，but not for Folate-based Thymidylate Synthase Inhibitors，in 13Nonselected Colon Cancer Cell Lines. Clin. Cancer. Res. 1999 ;5 :643_54) D 进一步的研究确认，胃 肠细胞系对培美曲塞的敏感性不能通过TS的表达来预测（Kim JH，Lee KW，Jung Y等人， Cytotoxic effects of pemetrexed in gastric cancer cells.Cancer Sci. 2005 ；96 ： 365-71)〇
[0016] 通过与5-FU对比进行体外多个癌细胞系活性研究，可以清楚培美曲塞独特的药 理学活性。在一系列的13组结肠癌细胞系中，例如，培美曲塞的效能是5-FU效能的18至 627倍（van Triest等人，1999)。该独特的药理学和培美曲塞被认为具有多种还未完全被 认识的作用机制的事实使得要弄清楚当与其它特别的抗癌药联合用于治疗特定的癌症时 其具有多大效力是困难的。
[0017] 本发明的一个方面是发现了甲氧胺和抗叶酸化合物联合给药在治疗癌症中的意 外改进的效果。因此，本文描述的一个实施方式涉及方法，包括提供i)被诊断患有癌症 的患者，ii)包含抗叶酸抗癌药的第一制剂和iii)包含甲氧胺的第二制剂；向患者施用 第一制剂；和向所述患者施用第二制剂，其中甲氧胺以足够增强或增加抗叶酸抗癌药效 果（即增强活性）的量施用。可使用任何抗叶酸抗癌药，条件是在某些实施方式方法中 5-FU被特别地排除。在典型的实施方式中，抗癌药可以选自：培美曲塞、依达曲沙、氨甲喋 呤、洛美曲索、诺拉曲塞、ralitrexed、PT523、三甲曲沙、氨喋呤、5,10-二去氮杂四氢叶酸 (DDATHF)、吡曲克辛、雷替曲塞、GW1843[(S)-2-[5-[(l，2-二氢-3-甲基-1-氧苯并[f]喹 唑啉-9-基）甲基]氨基-1-氧-2-异吲哚基（isoindolynl)]-戊二酸]，它们的药用盐和 任意的组合。在更典型的实施方式中，抗癌药可以选自：培美曲塞、依达曲沙、氨甲喋呤、洛 美曲索、诺拉曲塞、ralitre Xed、PT523、三甲曲沙、氨喋呤，它们的药用盐和任意的组合。在 最典型的实施方式中，抗癌药可以是培美曲塞和其药学可接受的盐。例如，培美曲塞可以是 二钠盐。在示例性实施方式中，培美曲塞可以是二钠盐七水合物。
[0018] 在典型的非限制性实施方式中，抗叶酸抗癌药是培美曲塞。甲氧胺和抗叶酸抗癌 药可连续给药（以任何顺序）或者作为一种制剂一起给药。例如，培美曲塞可以200至 1，000mg/m2体表面积每天的量，或者以500至600mg/m 2体表面积每天的量静脉给药。在另 一实施方式中，甲氧胺与抗叶酸抗癌药的比例可以是1 : 5至1 : 500。
[0019] 另一方面，甲氧胺可以以足以使癌症敏感而不引起正常组织不适当的致敏作用的 量口服给药。在非限制性优选实施方式中，甲氧胺经口给药以使其相对于其他口服给药的 抗癌药具有大大增强的生物利用度。在其他非限制性优选实施方式中，甲氧胺口服给药使 得当每天一次或两次给药时其能够维持最低有效浓度。测量口服生物利用度的一种方法 是将获得的水平与甲氧胺静脉给药所获得的水平相比较。因此，在本发明的另一方面，甲 氧胺口服给药以获得相对于静脉给药至少50%，相对于静脉给药至少60%，相对于静脉给 药至少70 %，相对于静脉给药至少75 %，相对于静脉给药至少80 %，相对于静脉给药至少 85 %，相对于静脉给药至少90 %，相对于静脉给药至少95 %，或者与静脉给药大致相当的 生物利用度。重要的是认识到了，除了与静脉施用甲氧胺相比口服给药获得的意外高的生 物利用度之外，还获得了与静脉给予甲氧胺相比更加令人期望的PK曲线。在本发明的另一 方面，由于血浆中的半衰期> 4小时，因此每天一次或两次给药后经口服给药的甲氧胺维 持了最低有效浓度。这个优点容许令人期望的甲氧胺口服给药方案，包括每天一次或两次 给药。尽管培美曲塞静脉给药联合甲氧胺口服给药是优选的非限制性实施方式，但每种抗 癌药的其他给药途径也是预期的。
[0020] 在本发明的另一方面，提供了对抗癌药的治疗耐药的某些癌症的治疗方法。相应 地，也提供了方法，包括：
[0021] 提供i)被诊断患有癌症的患者，其中所述癌症对单一培美曲塞治疗耐药，ii)包 含抗叶酸抗癌药的第一制剂；和iii)包含甲氧胺的第二制剂；
[0022] 向患者施用第一制剂；和
[0023] 向患者施用第二制剂，其中甲氧胺可以以足以增强或增加抗叶酸抗癌药效果（即 增强毒性）的量施用。在一个实施方式中，抗叶酸抗癌药可以是培美曲塞。甲氧胺和抗叶 酸抗癌药可连续给药（以任何顺序）或者作为一种制剂一起给药。培美曲塞可以200至 1，000mg/m 2体表面积每天的量，或者以500至600mg/m2体表面积每天的量静脉给药。培美 曲塞与甲氧胺的比例可以是1 : 5至1 : 500。在另一实施方式中，甲氧胺的量可以以足以 使癌症敏感而不引起正常组织不适当的致敏作用的量口服给药。在另一实施方式中，甲氧 胺的量可以以足以使癌症敏感而不引起正常组织不适当的致敏作用的量每天一次或每天 两次口服给药。尽管甲氧胺口服给药是意想不到的优选的给药途径，但是其他类型的给药 也是可能的。
[0024] 另一种实施方式涉及通过提供第一和第二制剂来治疗癌症的方法，其中所述的第 一制剂包含抗叶酸剂，第二制剂包含口服施用的甲氧胺。包含抗叶酸剂的第一制剂可通过 常规给药途径施用，包括静脉给药。非限制性优选的抗叶酸剂是培美曲塞。相应地，在一 个实施方式中，抗叶酸剂是培美曲塞，且包含甲氧胺的第二制剂以与培美曲塞单独治疗相 比具有协同效果的量口服给药。
[0025] 另一方面，该方法可用于治疗对单独的培美曲塞耐药的癌症。根据这些实施方式， 培美曲塞以逆转对单独使用抗叶酸剂耐药（并因此协同）的量施用。因此在一个实施方 式中，甲氧胺以增强或增加培美曲塞毒性和克服癌症对培美曲塞治疗耐药的有效量口服给 药。例如，治疗周期内由于耐药性增强，培美曲塞治疗癌症的效果可能降低。甲氧胺的施用 可以防止耐药性增强，提供比单独用甲氧胺或培美曲塞治疗癌症累加作用更强的效果。
[0026] 还提供了方法，包括：
[0027] 提供i)被诊断患有癌症的患者，其中癌症可以选自：癌、黑素瘤、肉瘤、淋巴瘤、白 血病、星形细胞瘤、神经胶质瘤、恶性黑色素瘤、慢性淋巴细胞性白血病、肺癌、结肠直肠癌、 卵巢癌、胰腺癌、肾癌、子宫内膜癌、胃癌、肝癌、头颈部癌和乳腺癌，其中的癌症可以对单独 培美曲塞治疗耐药，ii)包含抗叶酸抗癌药的第一制剂和iii)包含甲氧胺的第二制剂； [0028] 向所述患者施用第一制剂；和
[0029] 向所述患者施用第二制剂，其中甲氧胺可以以足以增强或增加抗叶酸抗癌药效果 的量施用。甲氧胺和抗叶酸抗癌药可连续给药，或者作为一种制剂一起给药。例如，可以首 先施用甲氧胺，最后施用抗叶酸抗癌药，或者首先施用抗叶酸抗癌药，最后施用甲氧胺。
[0030] 在典型的实施方式中，抗叶酸抗癌药可以是培美曲塞。培美曲塞可以200至 1，000mg/m 2体表面积每天的量，或以500至600mg/m2体表面积每天的量静脉给药。培美曲 塞与甲氧胺的比例可是1 : 5至1 : 500。在另一实施方式中，甲氧胺的量可以以足以引起 癌细胞对抗癌药治疗易感（即敏感）而不引起正常细胞不适当的损伤的量口服施用。在另 一实施方式中，甲氧胺的量可以以足以使癌症敏感而不引起正常组织不适当的致敏作用的 量每天一次或两次口服施用。
[0031] 另一实施方式可以是包含甲氧胺和抗叶酸抗癌药的制剂，其中甲氧胺可以以足够 增强抗叶酸抗癌药毒性的量施用。优选地，抗叶酸抗癌药是培美曲塞。
[0032] 在另一实施方式中，任何如上所述的方法中甲氧胺与抗叶酸抗癌药的比例可以是 1 : 5 至 1 : 500〇
[0033] 在另一实施方式中，任何如上所述方法中用甲氧胺和抗叶酸抗癌药治疗之前或之 后可以施用另一种抗癌药。
[0034] 在另一实施方式中，描述了在被诊断患有癌症的患者中治疗癌症的方法，包括向 该患者施用抗代谢抗癌药，该方法具有如下改进：以足以增强所述抗代谢抗癌药毒性的量 向该患者施用甲氧胺。抗代谢抗癌药可是抗叶酸抗癌药。抗叶酸抗癌药可是培美曲塞，所 述甲氧胺与抗叶酸抗癌药的比例可是1 : 5至1 : 500。癌症可对单独培美曲塞治疗耐药。
【附图说明】
[0035] 图1A-B显示了用碱性（图1A)和中性（图1B)彗星分析法测定的培美曲塞和MX 对DNA链断裂的