专利名称：新型吡啶并硫氮七元环衍生物作为抗肿瘤药物、及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及可作为抗癌药物的一类新型吡啶并硫氮七元环的低分子量的化合物及其组合物，和它们的制备。本发明还涉及治疗、减轻和控制肿瘤疾病的方法，包括肿瘤细胞增长抑制剂的给药方式，单独或与已知疗法的联合使用。本发明还涉及利用这些化合物所制备的药剂和使用剂量及其在治疗肿瘤疾病、癌症等一系列疾病中的应用。这些制剂也可与其他治疗方法同时使用以达到治疗效果。
背景技术：
恶性肿瘤是目前危害人类健康最严重的疾病之一，其致死率仅次于心血管疾病，
位居第二。 肺癌是目前死亡率上升幅度最大、死亡率最高的恶性肿瘤，患者的五年生存率仅有15%。肺癌分为小细胞肺癌和非小细胞肺癌，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占全部肺癌病例的85% (http://www. aacr. org/)。非小细胞型肺癌的病理学分型包括鳞癌、腺癌和大细胞癌。乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，其发病率在全球范围内位居女性恶性肿瘤的首位，并以每年2%的速度递增，死亡率占女性因恶性肿瘤死亡总人数的20% (GiordanoC, Masi A,Pizzini A, Sansone A, Consalvi V,Chiaraluce R, Lucente G. Synthesis andactivity of fibrillogenesis peptide inhibitors related to the 17-2lbeta-amyIoidsequence. Eur J Med Chem 2009,44 :179-189)乳腺癌发病常与遗传有关，以40-60岁之间、绝经期前后的妇女发病率较高。结肠癌是常见的消化系统恶性肿瘤，近年来其发病率有上升的趋势。其根治性手术切除后5年生存率为50%左右。术后复发和转移是其死亡的重要原因。目前治疗结肠癌的方法是以手术为主、并辅以化疗、免疫治疗、中药以及其它支持治疗的综合治疗。虽然手术切除是结肠癌治疗的主要手段，然而单纯手术后的局部复发率较高，大多数局部复发发生在盆腔内，肿瘤侵入直肠周围软组织，采用手术无法彻底切除。盆腔化疗是清除这些癌细胞沉积的唯一可供选用的有效方法。急性淋巴细胞白血病是儿童中发病率最高的恶性肿瘤。据统计，在发达国家，儿童急性淋巴细胞白血病的患病率高达每1，1000, 000人每年有30-45例。此外，成人急性淋巴细胞白血病患者的存活率目前还低于40%。化疗在急性淋巴细胞白血病治疗中占重要地位。Bcr-Abl是治疗白血病的重要分子革巴标(Baselga J,Aribas J. Treating cancer’ skinase “addiction”. Nat. Med. 2004，10，786-787)。Bcr-Abl 激酶嵌合物是 t (9 ；22) (q34 ；qll)基因在造血干细胞染色体中相互易位的融合产物，其中Abl激酶保持被激活的构象，从而使其具有持久的活性。这种持久的Abl活性导致细胞的恶性转化(Ren R, Mechanismof BCR-ABL in the pathogenesis of chronic myelogenous leukaemia. Nat. Rev. Cancer,2005，5，172-183)。目前所用的Bcr-Abl激酶抑制剂治疗效果不佳，尤其不能有效解决白血病治疗后复发的难题。甲磺酸伊马替尼(Gleevec)是已上市用于治疗多种癌症的有效药物，它可与Abl激酶的变构构象络合，从而抑制其酪氨酸激酶活性，阻断细胞的信号转导。但伊马替尼对大多数急性淋巴细胞白血病患者疗效不好，即使开始治疗有效的患者往往在12个月内还会复发。研究表明，急性淋巴细胞白血病复发是由于Bcr-Abl的基因突变导致伊马替尼对其结和力降低所致(Gorre ME，Ellwood-Yen K，Chiosis G，et al. Clinicalresistance to STI—571 cancer therapy caused by BCR-ABL gene mutation oramplification. Science，2001，293，876-880)。除此以外，其他两个 Bcr-Abl 激酶抑制剂，dasatinib和nilotinib (第二代Bcr-Abl激酶抑制剂)能有效地治疗Bcr-Abl导致的白血病。但化疗会导致抗药性。研究表明细胞对第二代抑制剂的抗药性源自Bcr-Abl的T315I突变，导致药物对含有T315I突变的白血病细胞没有治疗效果。到目前为止，许多因Bcr-Abl基因融合而致癌的患者初愈后五年内无症状的患者只是病人总数的37%。因此，急需研发新型Bcr-Abl激酶抑制剂。
总之，化疗作为全身性治疗手段，在恶性肿瘤治疗中具有手术、放疗不可替代的重要地位。近年来新化疗药物的出现极大改善了肿瘤患者的预后，但化疗药物的毒性(KaelinWG. The Concept of Synthetic Lethality in the Context of AnticancerTherapy. Nat Rev Cancer 2005，5 (9)，689-98)和肿瘤细胞对药物的耐药性(Green DR,Evan GI. Amatter of life and death. Cancer Cell2002，I (I)，19-30.)正成为困扰化疗的两大难题。多数化疗药物因为不能区分正常细胞和肿瘤细胞，在杀伤肿瘤细胞的同时也会对快速分裂的正常细胞产生毒性，表现为临床治疗过程中的毒副作用。此外，化疗失败的最终原因通常是癌细胞对多种药物产生的多药耐药性(MDR)，它表现在对多种化学结构非常不同的药物的耐药。众多临床资料表明肿瘤的多药耐药性与ABC转运载体的过表达密切相关。ABC 转运载体被称为 MDR 蛋白家族(Gottesman M. M.，Pastan I. Biochemistry ofmultidrug resistance mediated by the multidrug transporter. Annu. Rev. Biochem.,1993,63(3) 385 ；Juliano R. L. andLing V. A surface glycoprotein modulating drugpermeability in Chinese hamster ovary cell mutants. Biochem. Biophys Acta.，1976,455 152 ；Kimura Y.，Matsuo M.，Takahashi K.，et al. ATPhydrolysis-dependentmultidrug efflux transporter MDRl/P-glycoprotein. Current Drug Metabolism，2004，5 :1)。MDR-I是该家族中研究最多的基因，它编码一个170kDa的P糖蛋白(P-glycoprotein P-gp)。在耐药细胞中MDRl基因扩增导致P_gp过量表达，由ATP提供能量将多种化疗药物快速泵出细胞外而使抗肿瘤药物的细胞毒性作用降低从而产生耐药(Sauna Z.E. and Ambudkar S.V. Evidence for a requirement for ATP hydrolysis attwo distinct steps during a single turnover of the catalytic cycle of humanP-gp. Proc. Natl. Acad. Sci.，2000，97 (6) :2515)。研究表明 P-gp 是一种跨膜糖蛋白，由1280个氨基酸组成，整个分子由完全相同的2个单体构成，每个单体具有6个跨膜区和I个ATP结合位点，跨膜区作为膜通道有利于物质转运，ATP结合位点与其能量供应有关(Ruefli A. A.，Tainton K. M.，Darcy P. K.，et al. P-glycoprotein inhibits caspase-8activation but not formation of the death inducing signal complex(disc)following fas ligation. Cell Death Differ.，2002，9 (11) : 1266)。P_gp 能利用 ATP 水解释放的能量主动地将疏水亲脂性药物转运至细胞外，导致细胞内药物浓度低于杀伤浓度；还可使细胞内药物再分布，致使药物聚集于药物作用无关的细胞器如溶酶体内，减少作用靶点部位的药物浓度，从而导致耐药。p-gp对药物的特异性很小，能够运输多种结构不同的底物，因此MDR细胞能对许多结构和作用机制不同的药物产生耐药。目前发现，多种化疗药物如紫杉醇、长春花碱、丝裂霉素、多柔比星和依托泊苷均是P糖蛋白的底物。近年研究表明，P-gp除了具有药物外排功能外，还能特异地抑制半胱氨酸天冬氨酸酶依赖的肿瘤细胞凋亡，延迟凋亡级联反应(Bleiber G. , May M. , Suarez C.,et al. MDRl genetic poIymorphismdoes not modify either cell permissiveness ordisease progresionbefore treatment. J. Inf. Dis.，2004，189 :583 ；Chen B.，Jing F.，Lu X. L. et al. Effect of PKC Inhibitor on P-gpExpression and drug-resistance inMGC-803 Cells. Chinese Journal of Cancer，2004，23(4) :396 ；Gregory D. L. ,Tito F. andSusan E. B. The Role of ABC Transporters in Clinical Practice. The Oncologist，2003,8 411) o P-gp 在人体正常组织中广泛表达(Haus C. M.，Assaraf Y. G.，BinyaminL.，et al. Disruption of P-glycoprotein anticancer drug efflux activity bya small recombinantsingle-chain Fv antibody fragment tragment targeted toanextracellular epitope. Int. J. Cancer, 2004,109 (5) :750 ；Marzolini C.，Paus E.，Buclin T.et al. Polymophisms in human MDRl(P-glycoprotein) recent advances andclinical relevance. Clin. PhamacoI. Ther.，2004，75 (I) :13)，如胃肠道、肝、肾的上皮细胞、脑、睾丸、卵巢、肾上腺的毛细血管，其功能可能与细胞的物质转运和解毒有关，是物种进化过程中抵御有害因素的基础。当正常细胞演变成恶性细胞时，仍继续表达mdrl基因，因此临床上来源于这些组织的肿瘤对初始化疗就具有耐药性。目前关于逆转P-gp介导的多药耐药的研究较多，主要有集中于化学药物逆转、MDRl反义寡核苷酸逆转、核酶逆转等几个方面。最常见的是通过P-糖蛋白抑制剂来阻止 P-糖蛋白的活性(Wu H，Hait WN, Yang J-M. Small Interfering RNA-inducedSuppression of MDRl(P-Glycoprotein) Restores Sensitivity to Multidrug-resistantCancer Cells. Cancer Res 2003，63(7)，1515-1519 ;Matthes Huesker, Reversal ofdrug resistance of hepatocellular carcinoma cells by adenoviral deliveryof anti-MDRlribozymes. Hepatology 2002，36 (4)，874-884 ;Advani R，et al. A PhaseI Trial of Doxorubicin, Paclitaxel，and Valspodar (PSC 833)，a Modulator ofMultidrug Resistance. Clin Cancer Res 2001, 7 (5) ,1221-1229 ；SamueIs BL, etal. Modulation of vinblastine resistance in metastatic renal cell carcinomawith cyclosporine A or tamoxifen a cancer and leukemia group B study. ClinCancer Res 1997,3(11), 1977-1984 ；Ferry DR, Traunecker H，Kerr DJ. Clinicaltrials of p-glycoprotein reversal in solid tumours. European Journal of Cancer1996，32 (6)，1070-1081 ;Cucco C, Calabretta B. In Vitro and in Vivo ReversalofMultidrug Resistance in a Human Leukemia-resistant Cell Line by mdrIAntisense Oligodeoxynucleotides. Cancer Res. 1996，56(19)，4332-4337 ;Bouffard DY，et al. Oligonucleotide modulation of multidrug resistance. European Journal ofCancer 1996，32 (6)，1010-1018)。众多研究显示，这些抑制剂不能克服肿瘤对所有药物的耐药性，如长春花喊等(Samuels BL, et al. Modulation of vinblastine resistancein metastatic renal cell carcinoma with cyclosporine A or tamoxifen acancer and leukemia group B study. Clin Cancer Res。November I,1997,3(11),1977-1984 ；Gottesman MM,Fojo T,Bates SE. Multidrug resistance in cancer role ofATP-dependent transporters. Nat Rev Cancer 2002,2(I),48-58 ;Ferry DR, TrauneckerH,Kerr DJ. Clinical trials of p-glycoprotein reversal in solid tumours. EuropeanJournal of Cancer 1996，32 (6)，1070-1081)。而且，单纯抑制P_gp会抑制其正常的生理功能，从而产生毒性。因此，目前尚缺乏有效解决P-gp高表达所致耐药的方法。但是这些药物进入临床后的效果大都差强人意。因此，研发能有效杀伤P-糖蛋白过度表达的耐药性肿瘤细胞且毒性低的新型抗癌药物具有重要意义。本项目选取非小细胞肺癌细胞H460及紫杉醇耐药的H460TaxK、阿霉素耐药的乳腺癌细胞系MCF-7/ADR、结肠癌细胞系HT-29、急性白血病细胞系0P-1作为肿瘤细胞筛选模型，同时以快速生长的人正常成纤维细胞为对照，筛选毒性低，抗癌效果好，且能有效杀伤耐药细胞株的活性化合物。 H460TaxE细胞系是用紫杉醇对非小细胞肺癌细胞H460进行加压筛选获得的(Teraishi F, et al. P-Glycoprotein-Independent Apoptosis Induction by a NovelSynthetic Compound, MMPT[5-[(4-MethylphenyI)methylene]~2~(phenylamino)_4(5H)_thiazolone]. J Pharmacol Exp Ther, 2005, 314 (I), 355-362)。H460TaxR 细胞过度表达 P-糖蛋白，因而对许多已知的抗癌药物有耐药性。例如，H460TaxI^t紫杉醇的抵抗力高于H460至少80倍。因此，使用H460TaxK细胞系筛选类药性小分子库是发现新颖抗耐药物的有效途径。MCF-7是对多种抗癌药物具有耐药性的人类乳腺癌细胞(Philip J. Vickers,et al, AMultidrug-Resistant MCF_7Human Breast Cancer Cell Line Which ExhibitsCross-Resistance to Antiestrogens and Hormone-Independent Tumor Growth inVivo, Molecular Endocrinology，1988，2 (10)，886-892)。相比之下，MCF-7/ADR 具有更高的耐药性。它对抗癌药物阿霉素的抵抗力是MCF-7细胞的1000倍(Wang F，et al,Doxorubicin-galIium-transferrin conjugate overcomes multidrug resistance evidence for drug accumulation in the nucleus of drug resistant MCF-7/ADRcells.Anticancer Res. 2000, 20 (2A)，799-808)。因此，能够抑制MCF-7/ADR细胞增长的化合物能够具有好的抗癌作用。HT-29是人类二级结肠癌细胞系，许多研究证明它可用于筛选新型的抗结肠癌药物。0P-1是含有Bcr-Abl激酶嵌合物的人类B型急性白血病细胞系，它可用来筛选类药性小分子化合物库来研发Bcr-Abl激酶抑制剂。
发明内容
本发明公开了一类具有抗肿瘤活性的吡啶并硫氮七元环衍生物。本发明以2-氯或4-氯-3-硝基吡啶为起始原料，经取代、硝基还原、关环、氧化等反应制备了一系列新颖的吡啶并硫氮七元环衍生物，这些化合物具有较强的抗肿瘤活性。本发明还提供了制备此类化合物的方法和它们单独、联合或与其他治疗试剂联合制备药剂用于治疗多种肿瘤疾病。
因此，根据本发明的一个方面，提供了具有通式I-I所表示的一类化合物
权利要求
1.具有通式I-I所表示的一类化合物
2.如权利要求I所述的以通式I-I表示的化合物的应用，其特征是具有抑制人类白血病细胞株OP-I增长的抗肿瘤药物的有效成份。
3.如权利要求I所述的以通式I-I表示的化合物的应用，其特征是具有抑制人类结肠癌细胞株HT29增长的抗肿瘤药物的有效成份。
4.如权利要求I所述的以通式I-I表示的化合物的应用，其特征是具有抑制人类肺癌细胞株H460增长的抗肿瘤药物的有效成份。
5.如权利要求I所述的以通式I-I表示的化合物的应用，其特征是具有抑制对紫杉醇耐药的人类肺癌细胞株H460TaxR增长的抗肿瘤药物的有效成份。
6.如权利要求I所述的以通式I-I表示的化合物的应用，其特征是具有抑制阿霉素耐药的人类乳腺癌细胞株MCF-7/Adr增长的抗肿瘤药物的有效成份。
全文摘要
通式为I-1的多取代吡啶并硫氮七元环衍生物具有广泛的抗肿瘤活性。该类化合物在体外细胞试验中对多种人类肿瘤细胞系列表现出良好的抑制作用。它们包括人类白血病细胞株OP-1，人类结肠癌细胞株HT29，人类肺癌细胞株H460，耐紫杉醇的人类肺癌细胞株H460TaxR和耐阿霉素的人类乳腺癌细胞株MCF-7/Adr等多种肿瘤细胞系列。这类化合物可独立地，或同其他抗肿瘤药物的有效成分一起，与药剂学上所述的辅料混合制成的一种药剂学上所说的剂型用于治疗各种肿瘤病症。I-1是通过具有I-2式的化合物与R7COZ(Z＝OH，卤素)缩合再氧化而得到的。
文档编号A61P35/00GK102807574SQ201110141898
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者柏旭, 闫兵, 项金宝, 张秋, 裴亚中 申请人:长春吉大天元化学技术股份有限公司