用于癌症治疗的包含短链脂肪酸和折布拉林或1′-氰基-阿糖胞苷的互联体前药的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包括抗癌核苷和短链脂肪酸作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂 (HDACIs)的互联体前药及其制备方法、一种包括所述互联体前药的药物组合物、一种用于 防止或治疗由抗癌核苷和组蛋白去乙酰化酶抑制剂调节的疾病、紊乱或状况的方法。
【背景技术】
[0002] 抗癌核苷根据其作用机理可分为抗代谢物、低甲基化剂或其他物质。抗癌核苷是 胞啼啶核苷、腺苷、鸟苷和胸苷等天然核苷典型的类似物（B.Ewald，et al. ,Oncogene, 2008,27:6522-6537)。
[0003] 例如，阿糖胞苷（以下简称"Ara-C"）是胞嘧啶核苷的类似物，也是DNA聚合酶抑制 剂，它可以防止DNA合成，也可以并入DNA中并干扰DNA复制。目前，Ara-C主要用于治疗急性 白血病。然而，Ara-C对大多数实体瘤毫无作用。这是因为实体瘤具有较高水平的胞苷脱氨 酶，可将Ara-C转变为非活性的ara-尿苷（T.0hta，et al. ,Oncology Reports,2004,12: 1115-1120) Jra-C的口服吸收率低于20 %，而清除率较高，因此不能口服给药 (0.Schiavon,et al.,European Journal of Medicinal Chemistry，2004，39:123-133)， 而是规定持续采用静脉注射的方式。许多不同类型的前药和衍生物已经研发并经过临床验 证(A.Hamada，et al · ,Clinical pharmacokinetics，2002,41:705-716)。脂修饰的Ara-C被 称为艾西拉滨，用于临床前，在递送与效力方面具有更好的疗效（A.C.Burke， et al.， Expert Opinion on Investigational Drugs,2011,20:1707-1715)。然而，并未表现出临 床疗效。耐胞啼啶核苷脱氨酶类似物BCH_4556(H.Gourdeau，et al. ,Cancer Chemotherapy and Pharmacology ,2001,47:236-240)表现出比Ara-C更高的效力，但在临床研究中也未表 现出预期疗效。
[0004] 为了提高Ara-C的效力，病人通常需要使用Ara-C与其他药物来联合治疗，例如道 诺霉素、全反式维甲酸、三氧化二砷、吡柔比星、依托泊苷、环磷酰胺和氟达拉滨。Ara-C具有 骨髓抑制、胃肠道副反应等副作用，少数病人可能出现肝功能异常、发烧、皮疹或其他副作 用（J.M·Bennett，Leukemia Research，2003，27:761;和H.M·Kantarjian,Cancer，2007， 109:1007-1010)。
[0005] 折布拉林是一种DNA甲基转移酶(·ΜΤ)抑制剂、低甲基化剂或脱甲基剂。DNA甲基 转移酶将甲基由甲基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM)转移至DNA分子中CpG岛的胞嘧啶。现已报 道了一些DNA中甲基化碱基的生物功能，包括基因活性调节、细胞分化、肿瘤形成、X染色体 失活、基因组印记和其他主要的生物过程（Razin and Riggs，eds. in DNA Methylation Biochemistry and Biological Significance，Springer_Verlag，New York,1984)〇
[0006] 短链脂肪酸，包括丁酸、异丁酸、戊酸、丙酸、苯基丁酸及其衍生物丙戊酸是组蛋白 去乙酰化酶抑制剂(HDACI s )，可影响细胞增殖、基因表达和分化。
[0007] 组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一类负责组蛋白和非组蛋白脱乙酰的酶。乙酰化，即 乙酰基由乙酰辅酶A转移至特定的赖氨酸残基的ε-氨基基团上，是组蛋白翻译后修饰的主 要形式之一，与转录、染色质组装和DNA修复有关(]\&^1^6丨31.，似七1^￥〇311〇61'，1:194-202,2001.)〇
[0008] 现已知无论是由HAT(组蛋白乙酰基转移酶)突变或由HDAC的异常募集显现出来的 组蛋白尾部异常乙酰化，均与癌变有关(Ρ.Ρ.Pandolfi ,Oncogene ,20:3116-3127,2001)。在 各种情况下，在多种的癌症中识别出了 HAT或HDAC的活性变化。HDAC抑制剂(HDACI s)可有效 地诱导组蛋白乙酰化、细胞生长停滞、分化和一些细胞系的凋亡。它们构成一类新的化学治 疗剂，能逆转转化细胞的恶性表型。它们激活分化程序，抑制细胞周期，并诱导广泛的肿瘤 来源的细胞系细胞凋亡，从而阻断血管生成并刺激体内免疫系统(P.A.Marks et al. ,Nat Rev Cancer 2001,1:194-202;和R.W.Johnstone,Nat Rev Drug Discovery 2002,1:287-299)。
[0009]联合疗法在不同的抗癌治疗试验中起辅助或协同作用。特别是DNA去甲基化剂与 组蛋白去乙酰酶抑制剂联合对多种癌症有疗效。例如，DAC是一种广泛使用的抗白血病剂， 在M0LT-4和HL-60白血病细胞系测试中，DAC与丙戊酸联合使用时，其作用效果有大幅度的 提高（H. Yang,et al · ,Leukemia Research，29，739-748，2005)。协同作用与DNA去甲基化和 组蛋白乙酰化有关，并且也与肿瘤抑制基因（P21CIP和p57KIP2)的再活化有关。
[0010]互联体前药(混合药物，MP)由两种相互联接/成对的药物活性剂组成，相互作为彼 此的前体部分。药物成分可通过共价结合或通过合适的联结剂结合(A.K.Jain,et al.， Bioorganic Chemistry ,2013,49:40-48)。互联体前药对于两种或多种成分的潜在协同或 附加作用特别有用，但是却难以配入复方药丸中。如果两种协同试剂分开同时使用，它们会 以不同的效率输送至作用位点。然而，最好的是能使两种试剂同时到达作用位点。互联体前 药策略可用于解决上述问题。
[0011]因此，研发出一种具有良好的生长抑制活性并表现出药物递送的药代动力学性质 的新型互联体前药化合物成为了人们一直以来的需求。
【发明内容】
[0012] 因此，本发明的一个目的在于提供一种互联体前药化合物，该化合物可对癌细胞 施加更强的抗增殖活性。
[0013] 本发明的另一个目的在于提供一种药物组合物，该药物组合物包括上述互联体前 药作为活性成分。
[0014] 本发明的又一个目的在于提供一种用于防止或治疗由抗癌核苷和组蛋白去乙酰 化酶抑制剂调节的疾病、紊乱或状况的方法。
[0015] 根据本发明第一方面，提供一种互联体前药化合物，包括由化学式(I)表示的折布 拉林核苷或由化学式（II)表示的Γ-氰基-阿糖胞苷，与一种或多种短链脂肪酸(SCFAs)或 其衍生物连接：
[0016] (ID
[0017] 根据本发明另一方面，提供一种药物组合物，该药物组合物用于防止或治疗由抗 癌核苷和组蛋白去乙酰化酶抑制剂调节的疾病、紊乱或状况，包括上述互联体前药化合物 作为活性成分，以及药学上可接受的载体或赋形剂。
[0018] 根据本发明又一方面，提供一种用于抑制癌细胞在一对象内生长的方法，包括向 所述有需要的对象施用有效治疗剂量的互联体前药化合物。
[0019] 根据本发明再一方面，提供一种用于防止或治疗一对象的由抗癌核苷和组蛋白去 乙酰化酶抑制剂调节的疾病、紊乱或状况的方法，包括向所述有需要的对象施用有效治疗 剂量的互联体前药化合物。
[0020] 本发明的互联体前药化合物意外地比在体内或体外单独的抗癌核苷或SCFAs(或 其衍生物)更有效。本发明的互联体前药化合物从药理学、药代动力学和毒理学角度来看， 比单独的抗癌核苷或SCFAs(或其衍生物)更有益。此外，本发明的互联体前药化合物具有优 异的药物递送的药代动力学性质和效力，并克服了各自化合物较低的生物利用度的缺点。
【附图说明】
[0021] 以下结合附图对本发明的对象、特点进行详述。
[0022] 图1:胞苷、Ara-C和化合物11对胞苷脱氨酶的相对敏感性。
[0023] 图2:实施例1的化合物12通过静脉给药和经口给药途径的小鼠药代动力学。
[0024] 图3:实施例1的化合物12通过静脉给药和经口给药途径的大鼠药代动力学。
[0025]图4A和图4B:在HL-60人白血病异种移植中，经口给药的化合物12的肿瘤体积和体 重。
[0026] 图5A和图5B:在HL-60人白血病异种移植中，腹腔给药的不同剂量的化合物12的肿 瘤体积和体重变化。
[0027] 图6:实施例3和实施例4分别制备的化合物22和化合物23的肿瘤生长抑制(TGI)活 性。
【具体实施方式】
[0028] 本发明提供一种互联体前药化合物，包括由化学式（I)表示的折布拉林核苷或由 化学式(II)表示的Γ-氰基-阿糖胞苷，与一种或多种短链脂肪酸(SCFAs)或其衍生物连接：
[0029]
(!) (Ι?)
[0030] 在上述互联体前药中，作为腺苷类似物，由化学式（I)表示的布拉林和由化学式 (II)表示的Γ-氰基-阿糖胞苷属抗癌核苷。由式（I)或式（II)所示的化合物与一种或多种 短链脂肪酸(SCFAs)或其衍生物连接。
[0031] 与式（I)或式（I I)所示的核苷连接的SCFAs可以为单，二，三-短链脂肪酸(mono-， di_,tri-short chain fatty acids)或它们的衍生物。
[0032] SCFAs可以为现有技术中已知的SCFAs及其衍生物。本发明中与化合物的羟基连接 的SCFAs及其衍生物的非限制性例子包括丙酸，丁酸，异丁酸，丙戊酸，戊酸和苯基丁酸：
[0033]
[0034] SCFAs等量于式（I)或式（II)所示的核苷的一倍或三倍。
[0035] SCFAs 与式（I)或式（II)所示的核苷在2'-、3'-、5'-、2'-和3'-、2'-和5'-、3'-和 5'-、或2'-，3'-和5'-位连接。
[0036]本发明更优选的互联体前药化合物包括：
[0037] 1)((21?，33,43,51〇-5-(4-氨基-2-氧嘧啶-1(2!〇-基)-5-氰基-3,4-二羟基四氢呋 喃-2-基）甲基丁酸；
[0038] 2)((21?，33,41?，51〇-3,4-二羟基-5-(2-氧嘧啶-1(2!〇-基）四氢呋喃-2-基）甲基丁 酸；
[0039] 3)(21?，31?，41?，51〇-2-((丁酰氧基）甲基)-5-(2-氧嘧啶-1(2!〇-基）四氢呋喃-3,4- 二基二丁；以及
[0040] 4)(21?，31?，41?，51〇-2-((异丁酰氧基）甲基)-5-(2-氧嘧啶-1(2!〇-基）四氢呋喃-3， 4-二基双(2-甲基丙酸甲酯）。
[0041] 互联体前药化合物包括式（I)所示的核苷，所述核苷与一种或多种SCFAs连接，可 通过将式（I)所示的核苷与SCFA酸酐（例如，丁酸酐)在碱(例如，吡啶、4-二甲基氨基吡啶 (DMP)等）中进行反应来制备。
[0042]互联体前药化合物包括式（II)所示的核苷，所述核苷与一种或多种SCFAs连接，可 通过用酸将式（II)所示的核苷盐化，然后与丁酰氯在碱(例如，二甲基乙酰胺）中进行反应 来制备。
[0043] 互联体前药化合物包括与天然SCFAs或其衍生物共价连接的抗癌核苷，可与SCFAs (或其衍生物）