喹唑啉并杂环类化合物及其制备方法和作为用于治疗癌症的表皮生长因子受体抑制剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及N-取代苯基-5-取代烷氧基-2, 3-二氢-[1，4]二噁烷[2, 3-f]喹唑 啉-10-胺或4-取代芳胺基-6-取代烷基-6H-[1，4]噁嗪并[3, 2-g]喹唑啉-7(8H)_酮 类化合物及其制备方法和应用。具体地说，是涉及不同取代基的N-取代苯基-5-取代 烧氧基-2, 3-二氢-[1，4]二嚼烧[2, 3_f]喹挫啉-10-胺或4-取代芳胺基-6-取代烧 基-6H-[1，4]噁嗪并[3, 2-g]喹唑啉-7(8H)_酮类化合物及其制备方法和作为用于治疗癌 症的表皮生长因子受体抑制剂的应用。
【背景技术】
[0002] 癌症是威胁人类生命健康的一类严重疾病，据世界卫生组织发布的数据显示， 2012年全球新增癌症患者1410万人，癌症相关死亡820万人；与之相比，2008年的数据分 别为1270万和760万；我国新增癌症病例306. 5万，死亡人数约250万。近年来随着人口 老龄化和环境污染等因素的增加，癌症的发生率和死亡率有加速上升的趋势，已经成为导 致人类死亡的一个主要原因。预计到2025年，全球新增癌症病例将达1930万人。因此，癌 症的防治面临严峻的形势。
[0003] 据统计，位居发病率前三位的癌症分别是肺癌（13% )、乳腺癌（11.9% )和结肠 (9. 7% )，致死率前三名的癌症分别是肺癌（19.4% )、肝癌（9. 1% )和胃癌（8.8% )。肺 癌成为致死率最高的癌症，其中，非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC)较 为常见，约占肺癌患病总数的80%。由于其早期缺乏明显症状，大多患者就诊时疾病已发展 为中晚期，因而丧失了良好的治疗时机。
[0004] 目前癌症治疗手段主要包括手术治疗、放射治疗和化学药物治疗。手术治疗术后 前期效果明显，但后期容易出现肿瘤的复发和转移。放射治疗使生物分子结构改变，达到破 坏癌细胞的一种治疗方法，该方法对正常细胞也产生较强的毒副作用，引起相关的不良反 应。化学药物疗是利用药物杀死肿瘤细胞，但也会伤害正常细胞，引起明显的副反应。
[0005] 近年来，肿瘤细胞生物学和遗传学得到了较快的发展，人们对癌基因、细胞凋亡、 肿瘤血管形成等的研宄也从细胞生物学水平上升到分子生物学水平，随着人们对肿瘤发 生、发展过程的不断研宄，肿瘤细胞的分子生物学机制正在逐步被阐明，新的治疗理念和方 法不断被提出。在传统的治疗基础上，分子靶向治疗提供了新的思路。研宄表明，肿瘤的发 生与发展涉及生物体内多种受体或细胞内的信号转导过程，分子靶向药物就是针对恶性肿 瘤组织和细胞的特异性靶点进行攻击，相比于传统的化学药物治疗，具有毒副作用少，治疗 效率高的特点，因此癌症分子靶向药物成为研宄的热点。
[0006] 分子靶向治疗是指在分子生物学的基础上，利用肿瘤组织或细胞所具有的特异 性结构作为靶点，通过设计相应的治疗药物，使之能与靶分子特异性结合达到直接治疗或 导向治疗的一类疗法，这种癌症治疗的新方法是从分子水平逆转肿瘤细胞的恶性生物学行 为，达到抑制肿瘤生长的目的。与传统细胞毒药物不同，分子靶向治疗药物可特异性地作用 于肿瘤细胞的某些特定位点（这些位点在正常细胞中通常不表达或很少表达），高度选择 性地杀死肿瘤细胞，安全性高、耐受性好、毒副反应轻微，因而具有非常大的优势和应用前 景。
[0007] 作为一种"有的放矢"的治疗手段，分子靶向治疗的首要工作是对相关靶点的检测 和确定。目前常见的靶点有癌基因、抑癌基因、生长因子及其受体、肿瘤血管生成因子、蛋白 激酶及信号传导通路、端粒及端粒酶、DNA拓扑异构酶、组蛋白去乙酰化酶等。对靶点的检 测方法主要包括免疫组织化学（immunohistochemistry，IHC)检测目标蛋白表达，焚光原 位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH)或显色原位杂交（chromogenic in situ hybridization，CISH)等检测基因拷贝数及基于聚合酶链反应（PCR)的基因突变的 检测。在众多的检测技术中，免疫组织化学是最常用、最简便和最廉价的方法，已得到了广 范应用。
[0008] 受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases, RTKs)是最大的一类酶联受体，它 既是受体，又是酶，能够同配体结合，并将靶蛋白的酪氨酸残基磷酸化。所有的RTKs都是由 三个部分组成的：含有配体结合位点的细胞外结构域、单次跨膜的疏水α螺旋区、含有酪 氨酸蛋白激酶活性的细胞内结构域。目前，已经发现的RTKs有50多种，常见的几种类型包 括表皮生长因子受体、血小板生长因子、成纤维细胞生长因子和血管内皮生长因子等。
[0009] RTKs在没与外界信号分子结合时是以单体存在的，并且没有活性；一旦有信号分 子与受体的细胞外结构域结合，两个单体受体分子在膜上发生聚合形成二聚体，两个受体 的细胞内结构域的尾部相互接触，激活它们的蛋白激酶的功能，结果使尾部的酪氨酸残基 磷酸化。磷酸化导致受体细胞内结构域的尾部装配成一个信号复合物。信号复合物通过几 种不同的信号转导途径，扩大信息，激活细胞内一系列的生化反应；或者将不同的信息综合 起来引起细胞的综合性应答（如细胞增殖等）。因此，RTKs在细胞信号转导过程中起到了 关键作用。
[0010] 研宄发现，许多肿瘤细胞中可见不同酪氨酸激酶受体的过度表达或过度激活，如 上皮细胞肿瘤中常见表皮生长因子家族受体的过度表达，胶质瘤中常见血小板生长因子的 过度表达等。酪氨酸受体的过度表达激活了下游信号转导途径，最终导致细胞的异常转化 和增殖，促进肿瘤的发生、发展。
[0011] 表皮生长因子受体（EGFR)是一类受体酪氨酸激酶，是原癌基因 c-erbBl的表 达产物，属于 HER/ErbB 家族。该受体家族包括 HERl (EGFR/erbB-1)、HER2 (neu/erbB-2)、 HER3 (erbB-3)和HER4 (erbB-4)这4个成员。EGFR广泛分布于哺乳动物上皮细胞、成纤维 细胞以及胶质细胞等细胞表面，其信号通路对调控细胞的生理过程发挥重要的作用。
[0012] 从结构上说，EGFR是一种跨膜糖蛋白，由1186个氨基酸残基组成，分为胞外配 体结合区（extracellular domain, ECD)、跨膜区（transmembrane domain, TM)及胞内区 (intracellular domain, D)。胞内结构包含1个酪氨酸激酶域和多个自身磷酸化位点，当 这些酪氨酸残基被磷酸化以后可与信号转导途径的下游蛋白特异性结合，进而激活EGFR 信号通路，完成细胞信号从细胞外向细胞内的传导和转移过程。目前已知的EGFR配体共 6 种：表皮生长因子（EGF)、转化生长因子 a (TGFa )、AmpHiregulin、Bctacelluin(BTC)、 !feparin-bingding EGF(HBEGF)、Epiregulin (EPR)，其中，EGF 和 TGFa 是 EGFR 最重要的两 个配体。当受体与配体结合后，导致重要的构象变化，发生二聚化作用，引发自身磷酸化并 激活下游信号，从而调节细胞的增殖、凋亡、迀移、存活和一系列复杂的过程。
[0013] 研宄表明，EGFR在所有正常表皮细胞中均有表达，但大约1/3的人体肿瘤存在 EGFR异常表达，包括头颈鳞状细胞癌（HNSCC)、恶性胶质瘤、非小细胞肺癌（NSCLC)、乳腺 癌、结肠癌等，其可能的机制有：EGFR的高表达引起下游信号传导的增强；突变型EGFR受体 或配体表达的增加导致EGFR的持续活化；自分泌的作用增强；受体下调机制的破快；异常 信号传导通路的激活等。
[0014] 当受到外界配体的刺激时，EGFR在细胞表面形成二聚体。这种二聚体包括与其本 身形成的同源二聚和与erbB家族其他成员形成的异源二聚体。受体形成二聚体后，结合一 个ATP分子，促使胞内酪氨酸残基的磷酸化。磷酸化的胞内域作为结合位点招募其他信号 分子，从而进一步激活其下游的3条主要信号转导通路：① Ras2/Raf2/MAPK通路，此通路活 化后能催化细胞核内许多转录因子的丝/苏氨酸残基的磷酸化，促进基因转录、细胞分裂 和细胞周期的进程；②PI3K/Akt/mTOR通路，这是重要的抗凋亡通路，而且与新生血管的生 成相关；③JAK/STAT通路，被激活后会促进细胞增殖和延长细胞生存。这些信号通路依次 触发基因转录，同时控制细胞增生、分化和生存的通路被激活，最终介导细胞分化、生存、迀 移、侵袭、黏附和细胞损伤修复等一系列过程。因此，阻断EGFR的信号通路可抑制相关肿瘤 细胞的生长，EGFR是癌症靶向治疗的重要标靶。
[0015] EGFR在许多肿瘤细胞中的高表达和突变导致肿瘤细胞的生长失控和恶性程度增 高，近年来针对EGFR的分子靶向药物得到了越来越多的关注。目前，已经开发出了一系列 以EGFR为靶标的抗肿瘤药物，部分已应用于临床，并取得了一定的疗效。靶向EGFR药物主 要有两类：①作用于EGFR胞外区的单克隆抗体，如西妥昔（Cetuximab，Erbitux，MCC225)、 Matuzumab (EMD72000)和ABX-EGF，可封闭配体分子对EGFR的激活；②作用于EGFR胞内激 酶区的小分子酪氨酸抑制剂（tyrosine kinase inhibitor, TKI)，如吉非替尼（Gefitinib/ Iressa/ZD1839)、厄洛替尼（Erlotinib/Tarceva/OSI-774)和 AG-1478,作为 ATP 的类似物 竞争结合于受体的TK区，抑制EGFR激酶活性。
[0016] EGFR的单克隆抗体西妥昔单抗和帕尼单抗是针对EGFR细胞外结构域的人鼠嵌合 IgG单抗，与EGFR有很强的的亲和力，能封闭生长因子的结合位点，阻止配体诱导的受体 活化及磷酸化，抑制酪氨酸激酶活化，阻断与肿瘤细胞增殖有关的信号转导通路，达到抑制 细胞增殖，促进细胞凋亡的作用（DI N F，MARTINI M，MOLINARI F，