BCL-2/Bcl-xL抑制剂和使用所述抑制剂的治疗方法
【专利说明】BCL-2/BcΙ-xL抑制剂和使用所述抑制剂的治疗方法 发明领域
[0001] 本发明涉及Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和治疗其中Bcl-2/Bcl-xL的抑制提供益处的病 况和疾病的治疗方法。
[0002] 发明背景 细胞凋亡抵抗是人类癌症的标志（1-3)。癌细胞必须克服通过细胞应激的持续轰击，所 述细胞应激例如DNA损伤、癌基因激活、细胞周期进行异常和残酷的微环境，其将引起正常 细胞遭受细胞凋亡。癌细胞逃避细胞凋亡的主要方式之一是通过增量调节抗-细胞凋亡的 Bcl-2家族的蛋白。靶向关键的细胞凋亡调节物以克服细胞凋亡-抵抗和促进肿瘤细胞的 细胞凋亡是新的癌症治疗策略（4, 5)。
[0003]Bcl-2蛋白在癌细胞和正常细胞两者中起细胞凋亡的关键调节物的作用（6-10)。 Bcl-2蛋白作为细胞凋亡的核查，允许健康和有用的细胞存活。该蛋白家族包括抗-细胞 凋亡的蛋白，例如Bcl-2、Bcl-xL和Mcl-1，和促-细胞凋亡的分子，包括Bid、Bim、Bad、Bak 和Bax(6-10)。尽管正常细胞具有低表达水平的抗-细胞凋亡的Bcl-2和Bcl-xL蛋白， 但发现这些蛋白在许多不同类型的人类肿瘤中高度过表达(6-10)。这些过表达与数种类 型的癌症的预后差有关，和与对化学治疗剂和辐射的临床抵抗有关（6-10)。与临床观察一 致的是，实验室研究已经确定在体外和体内，Bcl-2或Bcl-xL的过表达引起癌细胞变得对 化学治疗剂更有抵抗力（6-10)。Bcl-2抑制细胞凋亡通过抑制细胞死亡而有助于癌症。因 此，已寻求将靶向Bcl-2和/或Bcl-xL作为癌症治疗策略（11-34)。抑制癌细胞的Bcl-2 活性可降低化学治疗抵抗和增加杀死癌细胞。
[0004]Bcl-2和Bcl-xL蛋白通过与促-细胞凋亡的Bcl-2家族蛋白例如Bak、Bax、Bim、 Bid、Puma和Bad异二聚化而抑制细胞凋亡（6-10)。实验上确定的Bcl-xL和Bcl-2的三维 结构已经表明，这些蛋白具有充分定义的沟，其与促-细胞凋亡的Bcl-2蛋白的BH3 (Bcl-2 同源性3)结构域相互作用（38-42)。已经提出，经设计以阻断Bcl-2/Bcl-xL蛋白与其 促-死亡结合配偶体的异二聚化的非肽小分子可有效作为Bcl-2/Bcl-xL的拮抗剂，并且所 述小分子抑制剂可具有治疗其中Bcl-2和/或Bcl-xL高度表达的人类癌症的极大治疗潜 力（18-37)〇
[0005] 尽管已经报道Bcl-2/Bcl-xL的非肽小分子抑制剂，但大部分抑制剂对这些蛋 白具有弱至中等的亲和力，并对其细胞活性缺乏完全明确的作用模式（18-37)。例外是 ABT-737、ABT-263和其类似物（26-34)。ABT-737和ABT-263以非常高的亲和力结合Bcl-2、 Bcl-xL和Bcl-w(I〈1nM)和具有比Mcl-1和A1 (两种其它的抗-细胞凋亡的Bcl-2蛋 白）高的特异性（26，32，34)。ABT-263已经进入I/II期临床试验并显示临床上有前景 的抗肿瘤活性（45)。
[0006] 尽管发现了ABT-737和ABT-263,但Bcl-2/Bcl-xL的有效的非肽抑制剂的设计仍 是现代药物发现中的重要挑战。因此，本领域仍对具有允许在治疗应用中使用抑制剂的物 理和药理性质的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂存在需要。本发明提供经设计以结合Bcl-2/Bcl-xL 和抑制Bcl-2/Bcl-xL活性的化合物。
[0007] 发明简述 本发明涉及Bcl-2/Bcl-xL的抑制剂，涉及包含所述抑制剂的组合物，和涉及在治疗性 治疗其中Bcl-2/Bcl-xL活性的抑制提供益处的病况和疾病中使用所述抑制剂的方法。本 发明的化合物是Bcl-2/Bcl-xL激活的有效抑制剂，并诱导表达Bcl-2和/或Bcl-xL的癌 细胞的细胞凋亡。
[0008] 更具体而言，本发明涉及具有结构式（I)、（II)或（III)的化合物或（I)、（II)或 (III)的药学上可接受的盐：
其中A环是:
取代或未取代的X选自亚烷基、亚烯基、环亚烷基、环亚烯基和杂环亚烷基； Y选自（〇1丄-_2和
Q选自 10((?^3、NR。、·。％3亚烷基）、0C(=0)(Ci3亚烷基）^(=0)0^(=0)0((^ 3亚 烷基）、NHC(=0)(Q3亚烷基）、C(=0)NH和C(=0)NH(Ci3亚烷基）； Z是0或NR、 札和1?2独立选自H、CN、N02、卤素、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、 杂环烷基、OR'、SR'、NR'R' '、COR'、C02R'、0C0R'、CONR'R' '、CONR'S02R' '、NR'C0R' '、 NR'CONR' 'R' ' '、NR'C=SNR' 'R' ' '、NR'S02R' '、S02R' 和S02NR'R' ' ； R3选自H、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂环烷基、OR'、NR'R''、 0C0R'、C02R'、COR'、CONR'R' '、CONR'S02R' '、C! 3亚烷基CH(OH)CH20H、S02R' 和S02NR'R' ' ； R'、R' '和R' ' '独立地为H、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、Q3亚烷 基杂环烷基或杂环烷基； R'和R' '或R' '和R' ' '可与它们所连接的原子一起形成3-7元环； R4是氢、1?素、Ci3烷基、CF3或CN; R5是氛、卤素、ci3烷基、取代的ci3烷基、羟基烷基、烷氧基或取代的烷氧基； Re选自H、CN、N0 2、卤素、烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂环烷基、OR，、SR，、NR，R，，、C02R，、（X0R，、C0NR，R，，、C0NR，S02R，，、NR，⑶R，，、NR，⑶NR，，R，，，、 NR'C=SNR' 'R' ' '、NR'S02R' '、S02R' 和S02NR'R' ' ； 取代或未取代的馬选自氢、烷基、烯基、（CH2)Q3环烷基、（CH2)Q3环烯基、（CH2)Q3杂环 烷基、（CH2)。3芳基，和（CH2)。3杂芳基； R8选自氢、卤素、勵2、^〇卩350 2，和〇卩3; Ra选自氣、烷基、杂烷基、烯基、羟基烷基、烷氧基、取代的烷氧基、环烷基、环烯基和杂 环烷基； Rb是氢或烷基； R。选自氣、烷基、取代的烷基、羟基烷基、烷氧基和取代的烷氧基；和n、r和s独立地为1、2、3、4、5或6。
[0009] 在一些实施方案中，&和R2或R2和R3可一起形成环。在其它实施方案中，R'和 R〃或R〃和R' ''可与它们所连接的原子一起形成3-7元环。
[0010] 在一个实施方案中，本发明提供通过给予有需要的个体治疗有效量的结构式（I)、
[11] 或（III)化合物来治疗病况或疾病的方法。目标疾病或病况可通过抑制Bcl-2和/或 Bcl-xL治疗，例如癌症。
[0011] 本发明的另一个实施方案是提供用于治疗其中Bcl-2/Bcl-xL的抑制提供益处的 疾病或病况的包含以下的组合物：（a)结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂 和（b)赋形剂和/或药学上可接受的载体。
[0012] 本发明的另一个实施方案是在治疗个体的其中Bcl-2/Bcl-xL的抑制提供益处的 疾病或病况的方法中使用包含结构式（I)、（II)或（III)的化合物和第二种治疗活性剂的 组合物。
[0013] 在另一个实施方案中，本发明提供包含结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL 抑制剂和任选的第二种治疗剂的组合物在制备用于治疗目标疾病或病况例如癌症的药物 中的用途。
[0014] 本发明的又一个实施方案是提供用于人类药用的药盒，其包含（a)容器，（bl)包 装的组合物，其包含结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂，和任选（b2)包 装的组合物，其包含用于治疗目标疾病或病况的第二种治疗剂，和（c)包装插页（package insert)，其包含在治疗疾病或病况中同时或序贯给予的所述一种或多种组合物的使用说 明。
[0015] 结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和第二种治疗剂可作为单一单 位剂量一起给予，或作为多个单位剂量分开给予，其中结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/ Bcl-xL抑制剂在第二种治疗剂之前给予，或反之亦然。预期可给予一个或多个剂量的结构 式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和/或一个或多个剂量的第二种治疗剂。
[0016] 在一个实施方案中，同时给予结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂 和第二种治疗剂。在相关的实施方案中，结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制 剂和第二种治疗剂从单一组合物中给予或从分开的组合物中给予。在进一步的实施方案 中，序贯给予结构式（I)、（II)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和第二种治疗剂。本发明 中使用的结构式（I)、（Π)或（III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂可以约0. 005-约500毫克/ 剂量、约〇. 05-约250毫克/剂量或约0. 5-约100毫克/剂量的量给予。
[0017] 本发明的这些和其它实施方案和特征将从以下优选实施方案的详细描述中变得 显而易见。
[0018] 优选实施方案的详细描述 本发明结合优选的实施方案进行描述。然而，应理解，本发明不限于所公开的实施方 案。要理解，鉴于本文中本发明实施方案的描述，本领域的技术人员可进行各种修改。下文 的权利要求包括这样的修改。
[0019]本文所用的术语〃Bcl_2/Bcl_xL〃意指Bcl_2、Bcl_xL、或Bcl_2 和Bcl_xL，即 Bcl_2 和 / 或Bcl_xL。
[0020] 术语〃其中Bcl-2和/或Bcl-xL的抑制提供益处的疾病或病况〃属于其中Bcl-2 和/或Bcl-xL，和/或Bcl-2和/或Bcl-xL的作用对于例如所述疾病或病况的发作、进展、 表现是重要或必要的病况，或已知通过Bcl-2/Bcl-xL抑制剂例如ABT-737或ABT-263治疗 的疾病或病况。这样的病况的实例包括但不限于癌症。本领域的普通技术人员能够容易确 定一种化合物是否治疗对于任何特定细胞类型由Bcl-2/Bcl-xL介导的疾病或病况，例如， 通过可方便地用于评价特定化合物的活性的测定法。
[0021] 术语〃第二种治疗剂〃是指不同于结构式（I)、（II)和（III)的Bcl-2和/或 Bcl-xL抑制剂的治疗剂，并且其已知治疗目标疾病或病况。例如，当癌症是目标疾病或病况 时，第二种治疗剂可以是已知的化学治疗药，例如泰素或辐射。
[0022] 术语〃疾病〃或"病况"表示按惯例被视为病理学状况或功能，并且可以具体征兆、 症状和/或机能障碍的形式表现自身的失调和/或异常。如下文所示，结构式（Ι)、（Π)和 (III)的化合物是Bcl-2/Bcl-xL的有效抑制剂，并且可用于治疗其中Bcl-2/Bcl-xL的抑制 提供益处的疾病和病况。
[0023] 本文所用的术语〃治疗（treat) 〃、〃治疗（treating) 〃、〃治疗（treatment) 〃等是 指消除、减少或改善疾病或病况和/或与其相关的症状。尽管未排除，但治疗疾病或病况不 要求所述疾病、病况或与其相关的症状被完全消除。本文所用的术语"治疗（treat)"、"治 疗（treating) 〃、〃治疗（treatment) 〃等可包括〃预防性治疗〃，其是指在未患有疾病，但 有风险或易于重新发生疾病或病况或所述疾病或病况有复发风险或易于复发的受试者中， 减少重新发生疾病或病况的可能性，或减少之前控制的疾病或病况的复发的可能性。术语 "治疗"和同义词预期给予需要所述治疗的个体治疗有效量的本发明化合物。
[0024] 在本发明的含义内，"治疗〃还包括复发预防或阶段预防，以及治疗急性或慢性征 兆、症状和/或机能障碍。治疗可以是针对症状的，例如，抑制症状。其可在短时期内起作 用，针对中等时期内，或可以是长期治疗，例如在维持疗法的情况下。
[0025] 本文所用的术语〃治疗有效量〃或〃有效剂量〃是指这样的活性成分的量，当通 过本发明的方法给予时，其足以有效递送活性成分至有需要的个体用于治疗目标病况或疾 病。在癌症或其它增殖病症的情况下，药剂的治疗有效量可减少（即，延缓至一定程度和优 选停止）不需要的细胞增殖，减少癌细胞数，减少肿瘤大小；抑制（即，延缓至一定程度和优 选停止）癌细胞侵润至周围器官；抑制（即，延缓至一定程度和优选停止）肿瘤转移；抑制 肿瘤生长至一定程度；减少靶细胞中的Bcl-2/Bcl-xL信号转导；和/或缓解与癌症相关的 一个或多个症状至一定程度。就所给予的化合物或组合物阻止生长和/或杀死存在的癌细 胞的方面来说，它可以是细胞生长抑制的和/或细胞毒性的。
[0026] 术语〃容器〃意指任何贮器和其闭合体（closure)，适于储存、运输、分配和/或处 理药物产品。
[0027] 术语〃插页〃意指伴随药物产品的信息，其提供如何给予产品的描述，以及允许医 师、药剂师和患者作出关于使用产品的基于可靠信息的决定所需要的安全性和功效数据。 包装插页通常被认为是药物产品的"标签"。
[0028] 〃并发给予〃、〃组合给予〃、〃同时给予〃和类似的词语意指两种或更多种药剂并 发地给予待治疗的受试者。所谓"并发地"意指同时给予每种药剂，或者在不同的时间点 以任何顺序序贯给予每种药剂。然而，如果不是同时给予，其意指将它们以某种顺序和足够 接近的时间给予个体，以提供所需的治疗效果并可一致起作用。例如，结构式（I)、（II)或 (III)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂可与第二种治疗剂同时给予或在不同时间点以任何顺序序 贯给予。本发明的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和第二种治疗剂可以任何合适的形式和通过任何 合适的途径分开给予。当本发明的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和第二种治疗剂不是并发给予时， 应理解，它们可以任何顺序给予有需要的受试者。例如，本发明的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂可 在给予第二种治疗剂治疗形式（例如辐射疗法）之前（例如之前5分钟、15分钟、30分钟、 45分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、12小时、24小时、48小时、72小时、96小时、1周、2 周、3周、4周、5周、6周、8周或12周）给予有需要的个体，与给予第二种治疗剂治疗形式 (例如辐射疗法）一起并发地给予有需要的个体，或在给予第二种治疗剂治疗形式（例如辐 射疗法）之后（例如之后5分钟、15分钟、30分钟、45分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、 12小时、24小时、48小时、72小时、96小时、1周、2周、3周、4周、5周、6周、8周或12周） 给予有需要的个体。在各种实施方案中，结构式（I)的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂和第二种治疗 剂分开1分钟、分开10分钟、分开30分钟、分开小于1小时、分开1小时、分开1小时至2 小时、分开2小时至3小时、分开3小时至4小时、分开4小时至5小时、分开5小时至6小 时、分开6小时至7小时、分开7小时至8小时、分开8小时至9小时、分开9小时至10小 时、分开10小时至11小时、分开11小时至12小时、分开不超过24小时或分开不超过48 小时给予。在一个实施方案中，组合疗法的各组分分开1分钟至24小时给予。
[0029] 在描述本发明的背景下（尤其是在权利要求书的背景下），术语〃一个"、〃一种 "、"所述"和类似的指示物的使用将解释为涵盖单数和复数两者，除非另有说明。本文数 值范围的列举意指仅用作分别提及落入所述范围内的每个单独的值的速记方法，除非本文 另有说明，和每个单独的值结合到本说明书中，如同其分别在本文中举出一样。本文提供的 任何和所有实例或示例性语言（例如，"例如"）的使用，意欲更好地说明本发明，并非对本 发明的范围进行限制，除非另有要求保护。本说明书中不应有语言被解释为指出任何非要 求保护的要素为本发明的实施所必需的。
[0030] 在过去十年期间，对细胞凋亡的研究已确立，使用小分子抑制剂靶向Bcl-2和/或 Bcl-xL是一种可行的癌症治疗策略（35-37)。ABT-737和ABT-263的发现以及关于ABT-263 的早期临床数据已经证实，Bcl-2和/或Bcl-xL的非肽的小分子抑制剂具有用于治疗许多 类型的人类癌症的极大的治疗潜力，在所述癌症中Bcl-2和/或Bcl-xL过表达，并且对于 所述癌症，当前的抗癌药在很大程度上无效（26-36)。
[0031] 尽管发现ABT-737和ABT-263，但几乎没有报道新类型的高度有效的Be1-2/ Bcl-xL的小分子抑制剂，其对Bcl-2/Bcl-xL的亲和力和细胞效能接近ABT-737/ABT-263所 实现的。这是因为Bcl-2/Bcl-xL的小分子抑制剂的设计包括靶向和阻断Bcl-2/Bcl-xL蛋 白与它们的促-细胞凋亡的结合配偶体的相互作用，这是一个已被证明因为至少3个主要 原因而极具挑战性的任务。第一，与酶和受体中的典型结合位点相比，Bcl-2或Bcl-xL和 它们的结合配偶体之间的界面非常大（38-42)。Bcl-2/Bcl-xL与其结合配偶体（例如BAD 和Bim蛋白）的相互作用被BAD和Bim的20-25个残基BH3结构域以及Bcl-2/Bcl-xL的 大的结合沟介导。第二，Bcl-2/Bcl-xL的结合沟在性质上非常疏水，这使得难以设计药物 样小分子（26，38-42)。第三，Bcl-2和Bcl-xL在构象上非常柔韧，并且在无配体结构中和 当结合至不同的配体时，可采用完全不同的构象（26，38-42)。在Bcl-xL与BAD(41)、Bim (43)和ABT-737 (44)的复合物的晶体结构中对Bcl-xL所观察到的一些结合袋被配体结合 诱导，并且不出现在无配体晶体结构中（38)。这三个因素使得Bcl-2/Bcl-xL的有效和药物 样小分子抑制剂的设计成为现代药物发现中至关重大的挑战。
[0032] 本发明涉及Bcl-2/Bcl-xL的新类型的有效和特异性抑制剂。本发明的化合物可 结合Bcl-2和/或Bcl-xL，&值〈10nM，和在无细胞功能测定法中作为Bcl-2和Bcl-xL 的有效的拮抗剂起作用。所述化合物有效诱导癌细胞的细胞凋亡和具有与靶向Bcl-2和 Bcl-xL高度一致的作用机制。所测试的化合物证实在肿瘤组织中稳健的体内细胞凋亡诱导 和表明针对H146异种移植肿瘤的强的抗肿瘤活性。
[0033] 因此，本发明的Bcl-2/Bcl-xL抑制剂可用于在需要所述治疗的受试者中治疗不 需要的增值性细胞，包括癌症和初癌。还提供治疗具有不需要的增值性细胞的受试者的方 法，包括给予需要所述治疗的受试者治疗有效量的本发明的化合物。还提供在受试者中预 防不需要的增值性细胞（例如癌症和初癌）的增殖的方法，包括给予有发生特征为不需要 的增值性细胞的病况的风险的受试者治疗有效量的结构式（I)的化合物的步骤。在一些实 施方案中，结构式（I)、（II)和（III)的化合物通过诱导不需要的细胞的细胞凋亡来减少这 些细胞的增殖。