用于与放射结合使用的放射增敏剂化合物的制作方法

用于与放射结合使用的放射增敏剂化合物的制作方法
【专利说明】用于与放射结合使用的放射增敏剂化合物
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年12月20日提交的美国临时专利申请号61/797, 983的优先权 权益，所述临时专利的全部内容通过引用合并于此。
【背景技术】
[0003] 癌症是遍及全球的一个主要健康问题。目前的治疗通常设及手术、放射疗法（放 疗）、化疗或运些方法的组合，其中每一种都有局限性。仍需要新的和改进的癌症疗法，包括 组合疗法。
[0004] 据估计，大约有=分之二的癌症患者接受放疗，放疗设及应用电离福射作为治疗 的一部分来控制或杀伤恶性细胞。电离福射用于使暴露组织的DNA损伤而导致细胞死亡。 放疗可治疗许多类型的癌症。它也可用作辅助疗法的一部分，用W防止肿瘤在手术摘除后 复发。放疗可与化疗协同并且在化疗之前、化疗期间和化疗之后用于易感染癌症。许多常见 的癌症类型均能W-些方式用放射疗法进行治疗。确切的治疗意向将取决于肿瘤的类型、 部位、阶段和患者的健康状况。放疗也被应用于非恶性病况，例如治疗=叉神经痛、听神经 瘤、重度甲状腺眼病、翼状诱肉、色素沉着绒毛结节性滑膜炎W及预防癒痕瘡落生长、血管 再狭窄和异位骨化。
[0005] 通过与细胞组分（主要是DNA)的直接和间接相互作用使活细胞暴露于电离福射 而造成生物损伤。放射的直接作用（例如在DNA中储蓄的直接能量）仅占储蓄至生物系统 中的能量的一小部分。细胞含有70%至80%的水。已知通过水的福解产生的自由基对生 物损伤的贡献远超过电离福射的直接作用多个数量级。
[0006] 不同的癌症对放疗的响应不同。癌症对放射的响应由其放射敏感性来描述。高度 放射敏感的癌细胞可被中等放射剂量迅速杀伤。运些包括白血病、大多数淋己瘤和生殖细 胞肿瘤。大多数上皮癌仅为中度放射敏感的，并且需要明显更高的放射剂量（60-70Gy)方 能实现根治。一些类型的癌症（例如肾细胞癌和黑色素瘤）是高度耐放射的并且无法通过 在临床实践中安全的放射剂量治愈。肿瘤对放疗的响应还与它的尺寸和状况有关。出于复 杂的原因，很大的肿瘤对放射的响应不及较小的肿瘤或微观疾病。一种提高癌症的放射敏 感性的技术是通过在放疗过程期间给予放射增敏药物（所谓的"放射增敏剂"）。
[0007] 放疗本身是无痛的，但它会引起严重的副作用。特别高的剂量会引起不同的副作 用，包括在治疗后数月内发生的急性副作用、在治疗后数年内的长期副作用W及再治疗后 的累加副作用。副作用的性质、严重程度和持续时间取决于接受放射的器官、治疗本身（放 射的类型、剂量、分次、同步化疗）W及患者。急性副作用包括疲劳和皮肤刺激、恶屯、和呕 吐、上皮表面损伤、口腔、咽喉和胃生疮瘍、肠道不适、肿胀（水肿）和不育。在临床肿瘤学 中，已试图使用低放射剂量W减少毒副作用，例如，通过使用放射增敏剂来增强治疗功效。
[0008] 顺销（顺式-Pt(畑3)2〇2)是一种销类抗肿瘤药物并且是最广泛使用的癌症 治疗药物之一。顺销也已被用作放射增敏剂W增强放疗期间癌症的放射敏感性[Rose 等，1999]。尽管它被广泛使用，但顺销有两个主要缺点：严重的毒副作用W及固有耐 药和获得性耐药。运些缺点甚至导致终止重金属Pt类抗癌药物的临床应用的呼声 [Reese, 199引。仍需要鉴定毒性较低的类似物W及开发减少顺销毒性并防止或克服耐药性 的组合疗法（包括化放疗）。
[0009] 尽管已经将多种化疗剂与放疗组合，但几乎全部都是有毒的。化疗剂通常引起明 显的并且通常是危险的副作用。与化疗剂相关的副作用通常是确定药剂的剂量限制性毒性 值LT)的主要因素。
[0010] 标题为CombinationTherapyforCancerComprising曰Pl曰tinum-B曰sed AntineoplasticAgentandaBiocompatibleElectronDonor的W0/2011/026219(颁予 本发明人）公开了一种增强顺销抗癌功效的顺销与供电子剂的组合化疗（另见，Lu,2011)。

【发明内容】

[0011] 大体上，本公开内容设及可用于与放射疗法组合使用（例如）W增强放疗的非销 类放射增敏剂化合物。
[0012] 因此，本公开内容还设及用于癌症和其它可由放射疗法治疗的病症的组合疗法。 本文还公开了与所述化合物有关的组合物、剂型、方法、用途、商业包装和试剂盒。
[0013] 在一个方面，提供了一种用于与放射组合的放射增敏剂化合物，其具有通式I:
[0014] Cl)
[0015]其中A表示芳族核屯、；Ra和Rb中至少一个为如本文所定义的电子转移促进基团 (promoter);并且至少一个R。为如本文所定义的离去基团。
[0016] 在一个方面，用于与电离福射组合使用的生物相容性放射增敏剂化合物具有通式 I:
[0017] (I)
[0018] 其中A为含有0至2个选自由N、0和S组成的组中的环杂原子的5元或6元芳基 或杂芳基环，其余环原子为碳；Ra和Rb独立地为H、0H、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环 締基、环烘基、芳基、杂环基、杂芳基或电子转移促进基团，其中Ra和Rb中至少一个为电子转 移促进基团；r在每次出现时独立地为H、0H、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締基、环 烘基、芳基、杂环基、杂芳基或离去基团，或两个相邻的r基团连同其所连接的环原子一起 形成5元或6元饱和、部分饱和或不饱和环，所述环含有0至2个选自由N、0和S组成的组 中的环杂原子并且可W可选地用1至4个Rd取代；其中至少一个RE为离去基团；Rd独立地 为0H、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基或杂芳基；并且n= 1 至4,其中所述烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基和杂芳基部 分各自可选地被取代；或其药学上可接受的盐。
[0019] 在另一个方面，提供了一种具有通式II的放射增敏剂化合物：
[0020] (II)
[0021] 其中：X和Y独立地为C-R3或N;R3为H、0H、面素、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烧 基、环締基、环烘基、芳基、杂环基或杂芳基；Ra和Rb独立地为H、0H、烷基、烷氧基、締基、烘 基、环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基、杂芳基或电子转移促进基团，其中Ra和Rb中至少 一个为电子转移促进基团；Ri和R2独立地为H、0H、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締 基、环烘基、芳基、杂环基、杂芳基或离去基团；其中Ri和R2中至少一个为离去基团，其中所 述烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基和杂芳基部分各自可选 地被取代；或其药学上可接受的盐。
[0022] 在另一个方面，提供了一种具有通式III的化合物，
[0023] 班I)
[0024] 其中X和Y独立地为C-R3或N;R3为H、0H、面素、烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、 环締基、环烘基、芳基、杂环基或杂芳基；Ri和R2独立地为H、0H、烷基、烷氧基、締基、烘基、 环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基、杂芳基或离去基团；其中Ri和R2中至少一个为离去 基团，其中所述烷基、烷氧基、締基、烘基、环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基和杂芳基部 分各自可选地被取代；或其药学上可接受的盐。
[0025] 在式I或II的一些实施方式中，Ra和Rb各自为电子转移促进基团。在本文所述的 一些实施方式中，电子转移促进基团选自由-畑2、-NHR、-NRz、-0H、-NHCOCH3、-NHC0R、-0(? 和-OR组成的组中。在一些实施方式中，电子转移促进基团为-畑2、-NHR或-NR2。在一些 实施方式中，R为取代或未取代的烷基。在一些实施方式中，Ra和Rb各自为电子转移促进 基团。在一些实施方式中，Ra和Rb处于相邻的环碳原子上。在一些实施方式中，电子转移 促进基团为-畑2。
[0026] 在一些实施方式中，离去基团为面素。在一些实施方式中，面素为C1、化或I。在 式I的一些实施方式中，环A上的两个r基团为选自由C1、化和I组成的组中的面素。
[0027] 在式I的一些实施方式中，环A为6元芳基或杂芳基环，例如，苯、化晚或化嗦。在 一些实施方式中，环A为苯。
[002引在式I的一些实施方式中，环A为苯、化晚或化嗦；Ra和Rb各自为畑2;环A上的两 个r取代基为面素，其各自在环A上位于Ra和Rb的间位；并且任何其余RE基团皆如本文 所定义。在一些实施方式中，环A为苯，并且在另一些实施方式中，环A上的其余碳为未取 代的碳。在一些实施方式中，环A为化晚，并且在其它实施方式中，环A上的其余碳是未取 代的。在一些实施方式中，环A为化嗦。
[002引在式II或III的一些实施方式中，R嘴R2均为离去基团，例如面素。在一些实施 方式中，各面素选自由C1、化和I组成的组中。
[0030] 在式II或III的一些实施方式中，X和Y为C-R3。在式II或III的一些实施方式 中，X为C-R3并且Y为N。在一些实施方式中，R3为H、0H、面素、烷基、烷氧基、締基、烘基、 环烷基、环締基、环烘基、芳基、杂环基或杂芳基。在一些实施方式中，其中环碳是未取代的， R为H。在式II或III的一些实施方式中，X和Y各自为N。
[0031] 在一些实施方式中，放射增敏剂化合物为选自由W下的化合物组成的组中：
[0032]
[0033] 在一些实施方式中，本文公开的放射增敏剂化合物具有大于OeV的电子亲和力。 在一些实施方式中，本文公开的放射增敏剂化合物具有介于约+0.OeV至巧eV之间的电子 亲和力。在一些实施方式中，本文公开的放射增敏剂化合物具有介于约+0. 5eV与约+2. 5eV 之间的电子亲和力。
[0034] 在另一个方面，提供如本文所定义的放射增敏剂化合物用于增强放射疗法在接受 所述放射疗法的受试者中的效果。在一些实施方式中，受试者接受放射疗法作为癌症治疗 方法。
[0035] 在另一个方面，提供如本文所定义的放射增敏剂化合物W用于治疗接受放射疗法 的受试者的癌症。
[0036] 在另一个方面，提供如本文所定义的放射增敏剂化合物W用于与放射疗法组合治 疗癌症。
[0037] 在另一个方面，提供如本文所定义的放射增敏剂化合物W用于制造用来治疗接受 放射疗法的受试者的癌症的药剂。
[0038] 在另一个方面，提供如本文所定义的放射增敏剂化合物用于制造用来与放射疗法 组合治疗癌症的药剂。
[0039] 在另一个方面，提供了如本文所定义的放射增敏剂化合物在接受所述放射疗法的 受试者中增强放射疗法的用途。
[0040] 在另一个方面，提供了如本文所定义的放射增敏剂化合物在治疗接受放射疗法的 受试者的癌症中的用途。
[0041] 在另一个方面，提供了如本文所定义的放射增敏剂化合物在制造用来治疗接受放 射疗法的受试者的癌症的药剂中的用途。
[0042] 在另一个方面，提供了用于与电离福射组合治疗癌症的药物组合物，包含：有效量 的如本文所定义的放射增敏剂化合物；和药学上可接受的载体或稀释剂。
[0043] 在另一个方面，提供了用于癌症的组合疗法，其包括如本文所定义的放射增敏剂 化合物和电离福射。
[0044] 在另一个方面，提供了在有需要的受试者中增强放疗的方法，其包括：将有效量的 如本文所定义的放射增敏剂化合物与有效量的电离福射组合施用至所述受试者。
[0045] 在另一个方面，提供了在癌细胞中提供抗癌作用的方法，其包括：a)对所述癌细 胞施用有效量的如本文所定义的放射增敏剂化合物；和b)对所述癌细胞施用有效量的电 离福射，其中a)和b)依次施用或同时施用，从而提供所述抗癌作用。在一些实施方式中， 抗癌作用为杀伤癌细胞。在一些实施方式中，癌细胞为肿瘤细胞。
[0046] 在另一个方面，提供了治疗有需要的受试者的癌症的方法，其包括：a)对所述受 试者施用有效量的如本文所定义的放射增敏剂化合物；和b)对所述受试者施用有效量的 电离福射，其中a)和b)被依次施用或同时施用。在一些实施方式中，在施用电离福射之前、 期间或之后施用所述化合物。
[0047] 在另一方面，提供了一种治疗有需要的受试者的癌症的方法，其包括在有效量的 电离福射之前或同时对所述受试者施用治疗有效量的如本文所定义的放射增敏剂化合物。
[0048] 在另一个方面，提供了商业包装或试剂盒，所述商业包装或试剂盒包括如本文所 定义的放射增敏剂化合物；和关于与电离福射组合使用的说明书。
[0049] 在结合附图阅读W下对具体实施例的描述后，本公开内容的其它方面和特征将对 本领域普通技术人员变得显而易见。
【附图说明】
[0050] 现将参照附图仅W举例方式来描述本公开内容的实施方式。
[0051] 图I. 12种示例性放射增敏剂化合物的分子结构：A: (4, 5-)二氯-(1，2-)二氨 基-苯（4, 5-二氯-1, 2-苯二胺）；B: (4, 5-)二漠-(1, 2-)二氨基-苯（4, 5-二漠-1, 2-苯 二胺）；C: (4, 5-)二舰-(1, 2-)二氨基-苯（4, 5-二舰-1, 2-苯二胺）；D:漠-(1, 2-)二氨 基-苯；E:氯-(1, 2-)二氨基-苯；F:舰-(1, 2-)二氨基-苯；G: (4, 5-)二氯-(1, 2-)二氨 基-化嗦；H: (4, 5-)二漠-(1，2-)二氨基-化嗦；I: (4, 5-)二舰-(1，2-)二氨基-化嗦； J:漠-(1, 2-)二氨基-化嗦；K:氯-(1, 2-)二氨基-化嗦；L:舰-(1, 2-)二氨基-[I比嗦。
[0052] 图2示出了通过fs-T化S测量观察到的预水化电子)与示例性放射增敏剂 (化合物D)的DET反应。结果显示在fs-T化S中在322皿下累送并在333皿下探测的由e 预与化合物D或舰喀晚（I加）的DET反应（e预+〇/1加一D*八加* 一自由基形成）产生 的飞秒瞬态吸收动态轨迹D*八加*，显示化合物D的DET反应效率比I加要高得多。此处 e利用累浦脉冲对水的双光子UV激发来产生。探针脉冲用于监测D*八加*的形成和离 解。
[0053] 图3说明了在纯水中W及加有200yM化合物B时电离福射诱导的质粒DNA损 伤。通过琼脂糖凝胶电泳来测量损伤。采用不同持续时间的微小电子源，在纯水中W及加 有200yM化合物B时电离福射诱导的质粒DNA损伤的琼脂糖凝胶电泳图像，所述微小电子 源通过W指示功率对溶液中的水进行双光子UV激发来产生。SC-超螺旋（未损伤的DNA); SSB-单链断裂；和DSB-双链断裂。可看到，化合物B诱导DSB的显著增强。
[0054] 图4说明了在纯水中W及加有200yM的化合物B时电离福射诱导的质粒DNA损 伤。通过琼脂糖凝胶密度图来分析损伤。在双光子UV电离福射30分钟后，在纯水中W及 加有200yM化合物B时质粒DNA的琼脂糖凝胶密度图（参见图3)。结果显示，化合物B诱 导DSB的显著增强。
[00巧]图5说明了在经不同浓度的顺销处理72小时后，人正常细胞（GM05757)的细胞存 活率。通过MTT测定来测量96孔板中细胞的活力。该结果证实，在无电离福射的情况下， 顺销本身具有高毒性。
[0056] 图6说明了在经不同浓度的化合物A处理72小时后，人正常细胞（GM05757)的细 胞存活率。通过MT测定来测量96孔板中细胞的活力。该结果显示，在无电离福射的情况 下，化合物A本身高达200yM时显示很小的毒性。
[0057] 图7说明了在经不同浓度的化合物B处理72小时后，人正常细胞（GM05757)的细 胞存活率。通过MT测定来测量96孔板中细胞的活力。该结果显示，在无电离福射的情况 下，化合物B本身高达200yM时显示很小的毒性。
[0058] 图8说明了在经不同浓度的化合物C处理72小时后，人正常细胞（GM05757)的细 胞存活率。通过MT测定来测量96孔板中细胞的活力。该结果显示，在无电离福射的情况 下，化合物C本身高达200yM时显示很小的毒性。
[0059] 图9说明了在经不同浓度的化合物D处理72小时后，人正常细胞（GM05757)的细 胞存活率。通过MT测定来测量96孔板中细胞的活力。该结果显示，在无电离福射的情况 下，化合物D本身高达200yM时显示很小的毒性。
[0060] 图10说明了在经不同浓度的顺销处理12小时，接着经0至IOGy22化eVX-射线 照射后，人正常细胞（GM05757)的细胞存活率。在照射后12天，通过MT测定来测量96孔 板中细胞的活力。该结果证实，尽管顺销作为化疗药物具有高毒性，但它基本上不会诱导放 射毒性。因此，顺销已在临床中被用作放射增敏剂。
[006。图11说明了在经不同浓度的化合物A处理12小时，接着经0至IOGy22化eVX-射 线照射后，人正常细胞（GM05757)的细胞存活率。照射后12天，通过MT测定来测量96孔 板中细胞的活力。该结果显示，细胞活力不依赖于放射剂量，表明化合物A不会诱导放射毒 性。
[006引图12说明了在经不同浓度的化合物B处理12小时，接着经0至IOGy22化eVX-射 线照射后，人正常细胞（GM05757)的细胞存活率。照射后12天，通过MT测定来测量96孔 板中细胞的活力。该结果显示，细胞活力不依赖于放射剂量，表明化合物B不会诱导放射毒 性。
[006引图13说明了在经不同浓度的化合物D处理12小时，接着经0至IOGy22化eVX-射 线照射后，人正常细胞（GM05757)的细胞存活率。照射后12天，通过MT测定来测量96孔 板中细胞的活力。该结果显示，细胞活力不依赖于放射剂量，表明化合物D不会诱导放射毒 性。
[0064] 图14说明了在经不同浓度的化合物A处理12小时，接着经0至IOGy 22化eVX-射 线照射后，人宫颈癌化eLa)细胞的细胞存活率。照射后6天，通过MT测定来测量96孔板 中细胞的活力。观察到化合物A显著增强癌细胞对X-射线的放射敏感性。
[006引图15说明了在经不同浓度的化合物A处理12小时，接着经0至IOGy 22化eVX-射 线照射后，耐顺销人卵巢癌（HTB-161)细胞的细胞存活率。照射后6天，通过MT测定来测 量96孔板中细胞的活力。观察到化合物A显著增强耐顺销癌细胞对X-射线的放射敏感性。 [006引图16说明了在经不同浓度的化合物B处理12小时，接着经0至IOGy 22化eVX-射 线照射后，人宫颈癌（ME-180)细胞的细胞存活率。照射后6天，通过MT测定来测量96孔 板中细胞的活力。观察到化合物B显著增强癌细胞对X-射线的放射敏感性。
[0067] 图17说明了在经不同浓度的化合物B处理12小时