專利名稱：高特異性抗癌藥理性藥物體系、藥物合成和藥方開(kāi)發(fā)方法
背景技術(shù)：
盡管抗腫瘤藥物的發(fā)現(xiàn)有所進(jìn)展，但癌癥仍然是非常難于預(yù)后的疾病。文獻(xiàn)始終在報(bào)告具有體外和體內(nèi)抗癌活性的物質(zhì)，但只有不多的這些藥物通過(guò)II期臨床實(shí)驗(yàn)。另外，用于治療癌癥的藥物的治愈率意外地低，并且這些藥物的副作用非常嚴(yán)重。藥物對(duì)癌癥組織的毒性作用只略為超過(guò)其對(duì)正常、健康機(jī)體細(xì)胞的毒性作用，而應(yīng)保護(hù)正常健康機(jī)體細(xì)胞避免受到藥物的影響。此外，有爭(zhēng)議的是，潛在抗癌藥物高失效率可追溯到缺乏預(yù)先確定和設(shè)計(jì)控制人體對(duì)象中繼發(fā)作用、特異性和高靶位組織活性的方法。人們需要一種設(shè)計(jì)候選化合物滿足給藥體系和抗癌有效率的要求的方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了該目標(biāo)。
癌癥治療中化療研究已經(jīng)集中投入到尋找對(duì)破壞機(jī)體內(nèi)腫瘤組織具有毒素特異性且不會(huì)超過(guò)有害于健康組織的毒性接觸水平的藥物，也就是說(shuō)，尋找濃集在腫瘤組織內(nèi)的細(xì)胞毒性藥物，或者尋找代謝為此類毒素的藥物。雖然已經(jīng)對(duì)此做了大量努力，但僅僅在少量癌癥類型中獲得成功。對(duì)于大多數(shù)癌癥類型，成功相當(dāng)有限。
現(xiàn)代抗癌藥物的開(kāi)發(fā)起始于認(rèn)識(shí)到在WWI中一些有毒氣體的接觸實(shí)際上具有抗癌副作用。抗癌藥物開(kāi)發(fā)的過(guò)程始于這點(diǎn)，并且篩選已知毒素以測(cè)定接觸時(shí)該毒素是否具有有助于控制或治愈癌癥的不同毒性的方法非常隨機(jī)。該方法集中在“單基元”化合物的發(fā)現(xiàn)。
在20世紀(jì)30年代，更多的復(fù)合化合物被開(kāi)發(fā)出來(lái)，從而設(shè)計(jì)為將抗癌藥物的功能細(xì)分為同一化合物上的兩部分或兩個(gè)基元，其中一個(gè)基元發(fā)揮使藥物濃集在癌癥細(xì)胞或組織內(nèi)的作用，且第二基元發(fā)揮破壞濃集該化合物的癌癥細(xì)胞的作用。這個(gè)領(lǐng)域這的基礎(chǔ)進(jìn)展是解釋了具有腫瘤組織選擇性的化學(xué)實(shí)體。對(duì)這種選擇性的早期報(bào)道是有Lewis等關(guān)于染料Nile blue在Cancer Res.9736，1949中的報(bào)道，這篇報(bào)道促使將這種苯并吩惡嗪的修飾，從而將一種毒素例如氮芥摻混為分子的固有部分(Sen等，Int.Union against Cancer Acta，26，774(1960))。這些用毒性基元對(duì)具有腫瘤組織選擇性藥物進(jìn)行修飾的嘗試獲得有限成功。目前推測(cè)此類方法的失敗歸因于母體化合物的組織選擇性的內(nèi)部修飾導(dǎo)致加入了毒性部分。然而，識(shí)別的原因是較基礎(chǔ)的且是其他給藥概念，特別是抗癌前藥概念所共有的。
早從20世紀(jì)50年代早期開(kāi)始，濃集部分和毒性部分的雙部分藥物設(shè)計(jì)途徑改進(jìn)為雙部分“前藥”設(shè)計(jì)，其中一個(gè)部分發(fā)揮修飾或“掩蔽”或“端封”藥物化合物的第二毒性部分的毒性的作用，直至該藥物進(jìn)入到癌癥細(xì)胞內(nèi)為止。因此，一般與酶一起對(duì)癌癥細(xì)胞具有特異性的化學(xué)反應(yīng)將消除掩蔽或者端封部分，由此毒性部分可以殺死癌癥細(xì)胞。再次地，該前藥抗癌給藥概念取得非常有限的成功。
結(jié)合濃集部分和毒性部分的藥物的概念以及優(yōu)先在癌癥組織內(nèi)代謝的前藥的概念兩者都存在誘發(fā)癌癥本身性質(zhì)的問(wèn)題。癌癥細(xì)胞和組織不是具有不同于正常組織的化學(xué)區(qū)別的外來(lái)生物組織。在人體癌癥的情況中，這些組織是人體組織。正常和腫瘤組織具有基本上相同的化學(xué)形狀，也就是說(shuō)，大部分都是由相同的化學(xué)分子和類似濃度組成。
1980年，Evan Harris Walker在Biology和Medicine，SpringIssue，424-438，(1980)中遠(yuǎn)景性地提出，前藥概念和毒素與濃集器概念的聯(lián)合是因?yàn)榻o藥藥動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)而不可行的。藥物的時(shí)間過(guò)程依賴于其代謝攝取和消除率。如果對(duì)癌癥細(xì)胞的比率低于對(duì)正常細(xì)胞的，該藥物似乎應(yīng)濃集。也就是說(shuō)，在足夠的時(shí)間消耗后，藥物已經(jīng)代謝并被正常組織消除，而仍然明顯濃集在癌癥細(xì)胞和組織內(nèi)。這將是即使給予正常細(xì)胞和癌癥細(xì)胞的藥物的總量可能基本上相同的情形。獲得有效抗癌藥物的問(wèn)題在于不僅是一個(gè)獲得不同濃度的問(wèn)題，或者一個(gè)獲得在細(xì)胞內(nèi)被酶激活的藥物的問(wèn)題，而且是能夠抑制藥物在正常細(xì)胞和組織中的毒性直至藥物的差異濃度達(dá)到適宜的問(wèn)題。
為了利用正常和癌癥組織之間藥物濃度差異的優(yōu)點(diǎn)，Walker在Biology和Medicine，Spring Issue，424-438，(1980)中前瞻性地提出一種構(gòu)成兩種藥物，前藥和“活化”藥物的設(shè)計(jì)方法。前藥(其設(shè)計(jì)限于毒素加端封或掩蔽部分)和活化藥物兩者設(shè)計(jì)為當(dāng)單獨(dú)給藥時(shí)其對(duì)機(jī)體產(chǎn)生小或沒(méi)有毒性或者其他作用(即，基本上是生物惰性的)。然而，當(dāng)聯(lián)合使用時(shí)，這兩種化合物將與機(jī)體反應(yīng)，從而在那些產(chǎn)生其的細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生作用。這兩種藥物順序給藥并且其給藥之間有時(shí)間延遲，從而使正常細(xì)胞在活化藥物給藥之前將藥物代謝和消除到體外。在該時(shí)間點(diǎn)-藥物在一段時(shí)間延遲后分開(kāi)給藥-獲得前藥的差異濃度。在該時(shí)間點(diǎn)除去前藥的掩蔽或端封部分-當(dāng)前藥有差異地濃集在癌癥組織中時(shí)-由此將傳遞高水平的內(nèi)含抗癌毒素。以這種方式，抗癌毒素將釋放到癌癥細(xì)胞和組織內(nèi)，同時(shí)不有損于正常細(xì)胞和組織。
本發(fā)明人設(shè)計(jì)并合成了Walker提出的前藥類型。其中之一為5-氟尿嘧啶-N-葡糖苷，它可以由酶β-葡糖苷酶激活。設(shè)計(jì)此類的前藥之后，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)需要更多復(fù)合前藥和活化藥物體系來(lái)滿足選擇性和有效抗癌藥物的所有要求。特別是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，此類的前藥和活化設(shè)計(jì)在獲得差異濃度方面也存在局限性，該設(shè)計(jì)的臨界值不夠高。也就是說(shuō)，完全由差異擴(kuò)散導(dǎo)致的差異濃度效應(yīng)但不增加部分來(lái)提高濃度差異被證明是不夠的。需要更多的復(fù)合藥物，并且發(fā)現(xiàn)需要研發(fā)藥物體系的方法。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種含有化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)部分的集合物，詳盡設(shè)計(jì)集合物的方法，實(shí)施和評(píng)估該方法的產(chǎn)物或裝置，該方法設(shè)計(jì)的作為具體集合物實(shí)例的化學(xué)體系，以及成功應(yīng)用所述集合物的程序和本發(fā)明方法所設(shè)計(jì)的集合物的具體實(shí)例。
本發(fā)明涵蓋的集合物在此定義為一種復(fù)合原型藥物(proto-drug)和活化藥物體系。該原型藥物包括一個(gè)或多個(gè)差別選擇性部分，一個(gè)或多個(gè)毒性部分，和一個(gè)或多個(gè)起“遮蔽”或“端封”該毒性部分作用的部分。
本發(fā)明還設(shè)計(jì)一種活化藥物，在此定義為一個(gè)或多個(gè)具有激活所述集合物的原型藥物的功能的化學(xué)物。該活化藥物脫除掩蔽或端封部分，或者一系列的掩蓋物或端封物，或者修飾整體原型藥物分子的化學(xué)從而基本上消除掩蓋物或端封物的掩蔽或端封作用，由此使所得化合物成為一種毒性、藥理學(xué)活性藥物。此外，本發(fā)明涉及“連接鍵”的引入，目的在于將原型藥物的多個(gè)部分捆綁在一起，由此形成單一化合物，其單獨(dú)存在時(shí)基本上為生物學(xué)上惰性的。該連接鍵可以是位于所連部分之間的化學(xué)鍵或者是連接原型藥物的多個(gè)部分的原子和價(jià)鍵的聯(lián)合形式。
本發(fā)明還涉及一種方法，通過(guò)該方法設(shè)計(jì)和鑒定原型藥物和活化藥物體系(即集合物)。也就是說(shuō)，單獨(dú)通過(guò)幾率實(shí)驗(yàn)獲得具有一系列所需性質(zhì)的化學(xué)物的復(fù)合體系的可能性為零。所以，需要開(kāi)發(fā)一種制備此類化學(xué)體系的方法。
本發(fā)明還涉及新的本發(fā)明方法中使用的產(chǎn)物或裝置。
本發(fā)明也涉及原型藥物和活化藥物體系(即集合物)的具體實(shí)例，它們是通過(guò)采用所述的方法成功制備的。
發(fā)明詳述集合物、詳細(xì)設(shè)計(jì)所述集合物的方法、實(shí)施和評(píng)估所述方法的產(chǎn)物和裝置，以及成功應(yīng)用本文所述所有提供高度選擇性和有效抗癌藥物的化學(xué)體系實(shí)例所需的程序。下列的實(shí)例和相應(yīng)數(shù)據(jù)充當(dāng)具體集合物實(shí)例并且證實(shí)所述方法的成功應(yīng)用。所述方法不限于抗癌藥物的設(shè)計(jì)，而且還可以用于研發(fā)其他需要在靶向細(xì)胞群中產(chǎn)生毒性且伴隨低毒副作用的藥物。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于提供一種集合物，該集合物包括原型藥物和活化藥物，其中該原型藥物由至少一個(gè)差別濃集部分(differentiallyconcentrating moiety)，至少一個(gè)毒性部分和至少一個(gè)端封部分組成。該原型藥物的組分詳述如下1.化學(xué)化合物的一個(gè)或多個(gè)差別選擇性(differentially selective)(也稱作“差別濃集部分”)，由此該化合物具有這樣的性質(zhì)使其在動(dòng)物或人體中在癌癥組織內(nèi)的濃度與其在被治療機(jī)體的正常組織內(nèi)的濃度相比有差異。在此差別濃集是指該化合物在癌癥組織內(nèi)的濃度與該化合物在正常組織內(nèi)的濃度的比值有時(shí)在該藥動(dòng)學(xué)過(guò)程中升高，導(dǎo)致該藥物在癌癥細(xì)胞內(nèi)的吸收、分布、代謝和消除過(guò)程與在正常細(xì)胞內(nèi)存在差異。
2.化學(xué)化合物的一個(gè)或多個(gè)毒性部分，其具有使該化合物能夠殺死濃集其的細(xì)胞或組織的性質(zhì)。
3.化學(xué)化合物的一個(gè)或多個(gè)掩蔽或端封部分，它們可使該原型藥物的毒性無(wú)法表達(dá)，也就是說(shuō)，在其定位的細(xì)胞或組織內(nèi)不發(fā)揮毒素的作用，直至該原型藥物在施加或給予的活化藥物作用下活化為止。術(shù)語(yǔ)掩蔽或端封部分在此定義為對(duì)原型藥物進(jìn)行的修飾，其改變或消除整個(gè)化合物的毒性，該端封部分隨后被除去或者被活化藥物修飾。術(shù)語(yǔ)掩蔽或者端封無(wú)需且不限于，是指掩蓋或者化學(xué)上直接鍵合原型藥物的毒性部分或者毒性位點(diǎn)的化學(xué)部分。
4.連接鍵，是指原型藥物的獨(dú)立部分的組成之間的化學(xué)鍵或者原子和鍵的聯(lián)合形式，所述原型藥物中差別選擇性部分、毒性部分和端封部分每一種至少各包括一個(gè)。由原子和價(jià)鍵的聯(lián)合形式構(gòu)成的連接鍵的實(shí)例包括但不限于單個(gè)原子，例如氧，它可以提供連接鍵-O-，其具有兩個(gè)與必要部分相連的鍵合位點(diǎn)，或者不同原子的基團(tuán)，例如胺(＞N-CH2-)，其可以連接三個(gè)部分，或吖嗪(＞C:NN:C＜)，它可以連接四個(gè)部分，如果必要，一起構(gòu)成單個(gè)分子。
集合物的活化藥物是一種或多種獨(dú)立于原型藥物的化學(xué)化合物?；罨幬锏淖饔迷谟谕ㄟ^(guò)物理或者化學(xué)修飾激活原型藥物，由此使所得化合物成為毒性、藥理學(xué)活性藥物，或者由此使原型藥物釋放毒性部分。設(shè)計(jì)原型藥物和活化藥物這兩者目的在于如果單獨(dú)給藥，其對(duì)機(jī)體產(chǎn)生小的或者沒(méi)有毒性或其他影響(即，基本上是生物學(xué)惰性的)。然而，聯(lián)合時(shí)，所述的原型藥物和活化藥物應(yīng)在機(jī)體內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生一種化合物，從而產(chǎn)生一種針對(duì)生成該化合物的細(xì)胞的化合物毒性。
設(shè)計(jì)原型藥物和活化藥物使單獨(dú)給藥時(shí)對(duì)機(jī)體的毒性作用很小或者沒(méi)有毒性的事實(shí)能夠獨(dú)特地區(qū)分開(kāi)本文所述的藥物設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)有的藥物開(kāi)發(fā)方法。它推動(dòng)了生物化學(xué)領(lǐng)域之外的化學(xué)設(shè)計(jì)的特殊原理并深入到有機(jī)化學(xué)的預(yù)報(bào)規(guī)則。本發(fā)明已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的是常規(guī)藥物設(shè)計(jì)的改進(jìn)。常規(guī)前藥依賴于在機(jī)體組織中生物化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為藥理學(xué)活性化合物的特異性。本發(fā)明的原型藥物基本上是生物惰性化合物，其能夠與例如無(wú)機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，雖然該反應(yīng)在生物體系的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，但它不易與生物體系自身的內(nèi)源性分子反應(yīng)。一旦該原型藥物和活化藥物反應(yīng)，該反應(yīng)的產(chǎn)物及其代謝產(chǎn)物變成為具有熟知生物行為的化合物，它以已進(jìn)行過(guò)充分探索和研究的方式并在增加許多化學(xué)部分的條件下保持其性質(zhì)。這些進(jìn)入并構(gòu)成原型藥物的化學(xué)物質(zhì)如何行為是在寬泛的化學(xué)修飾中可預(yù)測(cè)的。氮芥，作為一個(gè)具體實(shí)例，仍然在其沉積的生物組織內(nèi)成為毒素，大量的修飾-修飾被充分研究和理解。由此，“a-生物學(xué)”的原型藥物前體化學(xué)和其相應(yīng)藥理學(xué)活性反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)兩者足以被理解，由此能夠進(jìn)行修飾的判斷，它是本說(shuō)明書(shū)中許多具體方案的基礎(chǔ)并且可以在現(xiàn)有教導(dǎo)范圍內(nèi)擴(kuò)展。
集合物的詳盡設(shè)計(jì)方法包括下列處理步驟差別濃集部分的選擇一個(gè)處理步驟，通過(guò)該步驟，利用特定程序鑒定出具有提高差別濃集性質(zhì)的化合物的化學(xué)部分，差別濃集是指該化合物在癌癥或其他一種或多種靶向組織或組織內(nèi)的濃度與在正常組織內(nèi)的化合物濃度相比的比例有時(shí)在藥物的藥動(dòng)學(xué)過(guò)程中由于吸收、分布、代謝和消除過(guò)程而升高。一種選擇含有差別選擇性部分的化合物的方法是HPLC。這些HPLC方法包括，但不限于，利用不同類型的HPLC柱對(duì)含有(或全部組成為)差別濃集部分的候選化合物進(jìn)行擴(kuò)散率測(cè)定(也就是說(shuō)，高推遲率)。用于此目的的HPLC柱的實(shí)例是癌細(xì)胞RNA摻雜的HPLC柱、癌細(xì)胞DNA摻雜的HPLC柱和用癌細(xì)胞、癌細(xì)胞purée或癌細(xì)胞提取物摻雜的HPLC柱(也稱作“癌型柱”)。差別濃集部分也用參比柱評(píng)估，參比柱是指摻雜有來(lái)自正常細(xì)胞的RNA或DNA或者用正常細(xì)胞、正常細(xì)胞purée或正常細(xì)胞提取物摻雜的HPLC柱。一種含有差別濃集部分的化合物要通過(guò)對(duì)比化合物在HPLC癌型柱上的擴(kuò)散率和在參比柱上的擴(kuò)散率來(lái)進(jìn)行選擇。那些具有低擴(kuò)散率(即.，在癌型柱上高推遲率)的化合物是潛在的差別選擇性部分。
含有差別選擇性部分的化合物的第二種選擇方法包括非HPLC的色譜技術(shù)。這些方法包括，但不限于使含有(或整體組成為)差別濃集部分的候選化合物通過(guò)癌細(xì)胞RNA和或DNA摻雜的色譜柱、板、層、表面或其他色譜所用的結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)定擴(kuò)散率，從而選擇那些相對(duì)于經(jīng)參比色譜系統(tǒng)測(cè)定的擴(kuò)散率而言具有低擴(kuò)散率(即，高推遲率)的化合物。含有(或組成為)該部分的候選化合物也可以經(jīng)癌細(xì)胞、癌細(xì)胞purée或癌細(xì)胞提取物摻雜的色譜柱、板、層、表面或其他色譜所用的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)散率的測(cè)定。與HPLC方法一樣，差別濃集化合物也是通過(guò)對(duì)比該化合物在癌摻雜體系上的擴(kuò)散率和在參比體系上的擴(kuò)散率來(lái)選擇的。
第三種選擇差別選擇部分的化合物的方法是通過(guò)體內(nèi)方法。將物質(zhì)引入已經(jīng)誘發(fā)癌癥生長(zhǎng)的動(dòng)物模型并且在不同的時(shí)間延遲期檢測(cè)活組織，或在連續(xù)時(shí)間延遲期處死動(dòng)物以便測(cè)定候選物質(zhì)在癌癥組織和正常組織兩者內(nèi)的濃度，該濃度是時(shí)間的函數(shù)，上述是用于評(píng)估具有差別濃集部分的潛在化合物的體內(nèi)方法。
挑選含有差別選擇性部分的潛在化合物的機(jī)理涉及上述篩選方法，包括從癌癥診斷中所使用的眾多具有高染色性質(zhì)的染料中選擇此類化合物。在這點(diǎn)上，應(yīng)該注意的是染料是用于將取自患者的活組織樣本進(jìn)行染色，目的在于測(cè)定癌癥是否存在，因?yàn)榘┘?xì)胞對(duì)于所用特定染料具有高攝取性。此類染料的實(shí)例是在評(píng)估癌癥患者的乳腺組織活組織的標(biāo)記淋巴結(jié)作圖法中使用的蘇木精和曙紅染料，以及為診斷微體代謝疾病而對(duì)采自淋巴結(jié)的活組織進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色使用的細(xì)胞角蛋白(Pendas等.，Annalsof Surgical Oncology 7(1)，15-20，2000，January-February)。具有可翻譯為腫瘤選擇性的組織選擇性的其他染料包括尼羅藍(lán)(Lewis，等，Cancer Res.9，736，1949)。此外，我們注意到，黃色噻噸酮具有組織選擇性(Miller等，U.S.Pat.No5,346,917)。這些染料的選擇性，再加上其合適的物理化學(xué)性質(zhì)，使它們成為藥物選擇性傳遞的良好候選物。
此類含有或整體由潛在差別選擇性部分構(gòu)成的化合物的染料物質(zhì)包括，但不限于下列尼羅藍(lán)；噻噸酮；蘇木精染劑；曙紅染劑；細(xì)胞角蛋白染劑；DNA/RNA染料，包括臺(tái)盼藍(lán)，甲基綠，溴化乙錠，leucofuchsin染料，亞甲藍(lán)；在例如Handbook of Fluorescent Probes andResearch Chemicals等參考文獻(xiàn)中使用的物質(zhì)[Richard P.Haugland著，第6版]，包括染劑吖啶均聚二聚體，吖啶橙，放線菌素D，7-氨基放線菌素D，9-氨基-6-氯-2-甲氧基-吖啶，4，6-二脒基-2-苯基吲哚，二氫乙錠，4′，6-(二咪唑啉-2-基)-2-苯基吲哚，乙錠-吖啶雜二聚體，二疊氮化乙錠，乙錠均聚二聚體-1和-2，一疊氮化乙錠，羥用巴脒(羥基stilbemidine)，甲磺酸酯；常用的生物染劑，例如番紅，孔雀石綠，曙紅黃，結(jié)晶紫，亞甲藍(lán)，蘇木精，俾斯麥棕，洋紅明礬，甲基綠，和中性紅，吉姆沙染劑，和革蘭氏染劑，和已知‘粘附’但不結(jié)合DNA和RNA的物質(zhì)，有時(shí)稱作暫時(shí)性染劑。
用于差別選擇性部分的潛在染料和生物染劑的清單很長(zhǎng)。選擇具有提高差別濃集性質(zhì)的化學(xué)部分的優(yōu)選候選物須通過(guò)一個(gè)或多個(gè)上述選擇性方法來(lái)證實(shí)。
特別關(guān)注的是，選擇的物質(zhì)應(yīng)對(duì)正常組織低毒性且達(dá)到表現(xiàn)其毒性的程度，該毒性對(duì)癌癥組織具有有差別的選擇性(或者該特性應(yīng)與整體藥物設(shè)計(jì)相競(jìng)爭(zhēng))。這種特定關(guān)注有助于下式I和II的原型藥物的差別濃集部分的選擇。
毒性部分的選擇一個(gè)處理步驟，通過(guò)該步驟具有誘發(fā)或者提高細(xì)胞毒性或者細(xì)胞死亡的性質(zhì)的化學(xué)部分可以用體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定，或者選自已知具有細(xì)胞毒性且含有細(xì)胞毒性部分的化合物的現(xiàn)有目錄。
端封部分的選擇一個(gè)處理步驟，通過(guò)該步驟具有掩蔽、端封、修飾或者消除毒性部分的細(xì)胞毒性且同時(shí)具備該端封部分不會(huì)在機(jī)體中酶作用下或者其他代謝過(guò)程中被化學(xué)脫除的性質(zhì)的化學(xué)部分，可用體外試驗(yàn)測(cè)定，或者選自具有上述所選毒性部分的試劑的目錄。確定適當(dāng)?shù)亩朔獠糠郑S后形成完整的原型藥物(包括下面所述的選擇連接鍵)。更加具體地，該原型藥物適當(dāng)?shù)卦隗w外或動(dòng)物模型，或者在人體對(duì)象中進(jìn)行試驗(yàn)。代謝排除物、副產(chǎn)物或試驗(yàn)體系中的萃取物用HPLC或其他分析方法評(píng)估，以證實(shí)該原型藥物未被代謝或者未以當(dāng)單獨(dú)使用或給藥時(shí)(即，不存在活化藥物)生成毒素的方式修飾。
活化藥物的選擇一個(gè)處理步驟，通過(guò)該步驟一種或多種化學(xué)化合物與具有脫除掩蔽或端封部分或者一系列的掩蔽或端封的性質(zhì)的原型藥物分開(kāi)，或如此修飾使整個(gè)原型藥物分子的化學(xué)基本上消除了掩蓋或端封部分的掩蔽或者封端作用，由此使殘余化合物呈毒性，或者由此引發(fā)原型藥物在癌癥患者的體內(nèi)和癌癥細(xì)胞的環(huán)境內(nèi)釋放毒性部分。
原型藥物的連接鍵的選擇一個(gè)或多個(gè)所選化學(xué)部分具有提高差別濃集的性質(zhì)，一個(gè)或多個(gè)所選化學(xué)部分具有毒性，并且一個(gè)或多個(gè)所選化學(xué)部分具有端封整個(gè)化學(xué)化合物(即該原型藥物)的細(xì)胞毒性的性質(zhì)，這些部分必須通過(guò)化學(xué)鍵或者化學(xué)鍵和原子的聯(lián)合形式在若干個(gè)部分之間連接，從而在化學(xué)上將這些部分結(jié)合在一起，使其中各部分實(shí)現(xiàn)所選各部分各自的功能。這些介于部分之間的連接稱作連接鍵。通常，每個(gè)成對(duì)部分的連接方法應(yīng)按照現(xiàn)有有關(guān)方法的教導(dǎo)進(jìn)行選擇，從而避免改變所選部分各自的性質(zhì)，例如實(shí)現(xiàn)端封部分抑制毒性部分的活性，直至加入活化藥物為止。一般地，對(duì)于選擇用于(在鍵合或連接之后)成為新的原型藥物的一個(gè)部分的各化合物來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)測(cè)定決定所選化合物的所需性質(zhì)的位點(diǎn)，重要的是這些位點(diǎn)基本上不被連接鍵打亂或者修飾。在分子中數(shù)個(gè)可利用鍵合位置上的修飾能夠?qū)Q定所需性質(zhì)的位點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)定。然后將選擇給原型藥物提供差別濃集和毒性性質(zhì)的單個(gè)分子在鍵合位置連接，該鍵合位置遠(yuǎn)離所需部分的特定特性的活性位點(diǎn)，此后將提供端封部分的單個(gè)分子連接在抑制毒性部分的活性的位置上。這種方法業(yè)已在方法的描述中實(shí)現(xiàn)，由此得到本發(fā)明的實(shí)施例。
由于本發(fā)明的用于設(shè)計(jì)集合物的方法，本發(fā)明提供了式I和II的原型藥物 式I式II其中R1為SiZ3；R2是甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3是氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4是H，SO3H，或?；撬?；R5是SiZ3；R6是H，SO3H，或?；撬?；Z3的各個(gè)Z獨(dú)立地是叔丁基或甲基；X是碳，氧，或氮；和W是碳，氧，或氮。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種將細(xì)胞毒性化合物選擇性傳遞至腫瘤組織的方法，該方法采用具有差別濃集的部分、細(xì)胞毒性部分和端封部分的原型藥物，由此該原型藥物以防止對(duì)正常組織造成明顯損傷的方式釋放該毒性部分，該方式是通過(guò)保持該端封部分位于該原型藥物上直至該原型藥物在延遲時(shí)間期內(nèi)差別濃集在腫瘤組織內(nèi)位置，并且在該時(shí)期后該原型藥物是在施用活化藥物之后產(chǎn)生細(xì)胞毒性化合物。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過(guò)施用式I或II的原型藥物來(lái)選擇性傳遞細(xì)胞毒性化合物至腫瘤組織的方法， 式I式II由此R1為SiZ3；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬?；R5為SiZ3；R6為H，SO3H，或?；撬?；Z3的各個(gè)Z獨(dú)立地是叔丁基或甲基；X為碳，氧，或氮；和W為碳，氧，或氮使式I和II的原型藥物以防止對(duì)正常組織造成明顯損傷的方式釋放毒性部分，該方式是提供保持原型藥物的端封部分完整直至該原型藥物在時(shí)間延遲期內(nèi)差別濃集在腫瘤組織內(nèi)時(shí)位置，并且在該時(shí)期后該原型藥物在氟化物鹽的施用后產(chǎn)生細(xì)胞毒性化合物。
本發(fā)明的另一目的是提供式III和IV的化合物
式III 式IV其中R1為H；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4式H，SO3H，或?；撬?；R5為H；R6為H，SO3H，或?；撬?；X為碳，氧，或氮；和W為碳，氧，或氮或式III和IV的藥學(xué)可接受堿加成鹽。
本發(fā)明還提供了一種評(píng)估具有(或者在式III和IV的情況中，不具有)激活化合物的式I和II的化合物的抗癌活性的方法，該方法與設(shè)計(jì)聚合物所用具體方法和上述處理步驟中所用的方法協(xié)調(diào)一致，或者與體外和體內(nèi)評(píng)估任何其他化學(xué)物質(zhì)的抗癌活性的方法協(xié)調(diào)一致。
本發(fā)明還提供具有活化化合物的式I或II化合物，或者不具有激活化合物的式III和IV化合物在制備用于治療腫瘤的藥物中的用途。此外，本發(fā)明提供一種用于治療腫瘤的藥物制劑，它含有有效量的式I或II的化合物以及藥學(xué)可接受賦形劑，和活化量的氟化物鹽以及藥學(xué)可接受賦形劑，式I或II的化合物和活化藥物被包裝為分別給藥。另外，本發(fā)明包括一種治療腫瘤的方法，該方法包括施用有效量的式I或II，等待一段時(shí)間延遲期并且施用活化量的氟化物鹽。
本發(fā)明的化合物，稱作該原型藥物和活化藥物，可以經(jīng)口服、腹膜內(nèi)(ip)、靜脈內(nèi)(iv)、經(jīng)皮、肌肉內(nèi)、鼻內(nèi)或者直腸內(nèi)給藥。給藥的途徑應(yīng)隨具體施用的藥物、被治療疾病、患者和護(hù)理者的便利性和其他有關(guān)因素而改變。
本發(fā)明的藥物組合物用制藥領(lǐng)域熟知的方法來(lái)制備。載體或賦形劑可以為固體、半固體或液體材料，它們可以充當(dāng)活性成分的載體或介質(zhì)。適當(dāng)?shù)妮d體或賦形劑是本領(lǐng)域熟知的。該藥物組合物可以適合口服、吸入、非腸道或局部使用并且可以以片劑、膠囊、氣霧劑、吸入劑、栓劑、溶液、混懸液等的形式給藥。本發(fā)明優(yōu)選的組合物和制劑可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法來(lái)決定。
本發(fā)明的化合物可以經(jīng)口服給藥，例如與惰性稀釋劑一起以膠囊或壓制片劑劑型。出于口服治療給藥的目的，所述的化合物可以與賦形劑摻混且以片劑、丸劑、錠劑、膠囊、酏劑、混懸液、糖漿劑、糯米紙囊劑、口香糖等的形式使用。這些制劑中的活性成分可以在單位重量的約0.001％-約70％的濃度內(nèi)變化?；衔镌诮M合物中的含量是使能夠獲得適當(dāng)?shù)膭┝?。該原型藥物和活化藥物的劑量范圍，基于人體治療所用動(dòng)物模型的常規(guī)實(shí)踐看，為約1μg/kg-約25mg/kg。
基于1∶1的摩爾基礎(chǔ)，活化藥物的劑量可以減小10的因數(shù)。高于1比1的摩爾基礎(chǔ)，該活化藥物將提高其活化過(guò)程的效率和速度。在兒童、老年人和特別虛弱的情形中，原型藥物和活化藥物的劑量需要10倍低于常規(guī)用量。因?yàn)樵囼?yàn)已經(jīng)證明，未活化的原型藥物毒性非常低，侵害性強(qiáng)的癌癥可能需要原型藥物和活化藥物的劑量10倍高于低侵害性疾病所需的劑量。
片劑、丸劑、膠囊、錠劑等還可以含有一種或多種下列輔劑。粘合劑例如聚維酮，羥丙基纖維素，微晶纖維素或明膠；賦形劑或稀釋劑例如淀粉、乳糖或磷酸二鈣；崩解劑例如羥乙酸淀粉鈉等；潤(rùn)滑劑例如硬脂酸鎂、硬脂酸或滑石；濕潤(rùn)劑例如十二烷基硫酸鈉或聚山梨酸酯；甜味劑和矯味劑例如蔗糖、天冬甜素、薄荷和其他天然和合成矯味劑。當(dāng)以膠囊形式時(shí)劑型可以含有液體載體例如脂肪油。片劑可以用糖和粘合劑或例如聚甲基丙烯酸酯的物質(zhì)，或其他包衣劑包衣。
時(shí)間延遲毒素活化和時(shí)間延遲期毒性是由破壞對(duì)于正常細(xì)胞功能至關(guān)重要的化合物的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，或者由打亂細(xì)胞代謝過(guò)程的化合物的生成而產(chǎn)生。在任何時(shí)間在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的累積毒性損傷與細(xì)胞和毒素的接觸成比例，也就是說(shuō)，與毒性接觸成比例。所以，為了在癌癥治療中獲得選擇性的毒性作用，重要的是考慮正常組織和惡性腫瘤組織之間存在的代謝率的差異，例如，Chello等.，Cancer Res.，374297，1977.已經(jīng)完成的工作。此外，腫瘤和正常細(xì)胞的化合物代謝之間存在的差異導(dǎo)致了對(duì)癌癥存在的化學(xué)試驗(yàn)的開(kāi)發(fā)(Anderson等.，Cancer Res.，30，1344(1970)；Dewanjee等.，J.Nucl.Med.，14，624(1973)；Henderson等.，CancerRes.，25，1018(1965)；Holland和Sleamaker，Acta Cytol.，13，246(1969)；M lek等.，Cas.Lek.Cesk.，1，16(1963)；Philips等.，Am.J.Surg，100，384(1960)；和Rall等.，J Natl.CancerInst.，19，79(1957))。
如果癌癥細(xì)胞和正常細(xì)胞之間的原型藥物濃度不同是為了便于用來(lái)提供非毒性、有效的治療，那么原型藥物和活化藥物的給藥時(shí)間非常關(guān)鍵?；瘜W(xué)引發(fā)的時(shí)間延遲毒素活化(“TDTA”)，最初由E.H.Walker在1980提出，預(yù)期分開(kāi)給予兩種化合物-并且在前藥的給藥(即順序上為第一種藥物)與活化藥物的給藥(即順序上為第二種藥物)之間具有時(shí)間延遲。在該建議中，前藥限于兩個(gè)部分，毒性部分和掩蔽或端封部分。在本發(fā)明中，所述的原型藥物需要至少三個(gè)部分差別濃集部分，毒性部分，和掩蔽或端封部分。所述的差別濃集部分是原型藥物的一個(gè)必要釋放部分，提供具有差別細(xì)胞代謝率的完整分子，這使原型藥物在癌癥細(xì)胞和組織內(nèi)的濃度隨著時(shí)間相對(duì)于原型藥物在機(jī)體正常細(xì)胞和組織內(nèi)的濃度增高。施用的第二種藥物，活化藥物，通過(guò)脫除或者修飾原型藥物的端封部分的作用來(lái)激活在先施用的原型藥物。這兩種藥物各自分別設(shè)計(jì)為當(dāng)以劑量強(qiáng)度單獨(dú)給藥時(shí)基本上無(wú)毒性(即，基本上是生物惰性的)。然而，聯(lián)合時(shí)，這兩種藥物反應(yīng)形成或者釋放抗癌細(xì)胞毒素(即，藥理學(xué)活性劑)。TDTA機(jī)理的優(yōu)點(diǎn)在于腫瘤與正常組織的原型藥物濃度比例隨時(shí)間升高，這可能是具有不同和可取的代謝吸收和消除率系數(shù)的藥物的藥動(dòng)學(xué)結(jié)果，如下所述。在腫瘤組織內(nèi)比在正常組織內(nèi)具有高攝取且低消除率適合于濃度比例長(zhǎng)時(shí)間升高。通過(guò)測(cè)量該方法的動(dòng)力學(xué)，如本發(fā)明的實(shí)施例中已經(jīng)建立劑量和時(shí)間延遲，可以避免在正常組織內(nèi)產(chǎn)生毒性并可以實(shí)現(xiàn)在癌性組織的治療中的功效。TDTA涉及的機(jī)理實(shí)質(zhì)上在毒素特異性方面區(qū)別于現(xiàn)有的化療途徑，包括那些涉及前藥，潛在活化藥物，和化學(xué)靶向或定位結(jié)合藥物的方法。雖然可以采用有助于釋放的差別濃集部分與細(xì)胞位點(diǎn)的結(jié)合，本發(fā)明的原型藥物設(shè)計(jì)不限于要求這種結(jié)合要產(chǎn)生濃集差異，并且因此作為一種藥物傳遞設(shè)計(jì)的方法更加靈活。
在正常和腫瘤組織的藥代動(dòng)力學(xué)中，攝取和代謝產(chǎn)物的消除是由細(xì)胞的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和擴(kuò)散的物理過(guò)程、膜滲透性、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、血液循環(huán)和排泄控制的。為了達(dá)到相當(dāng)水平，藥物濃度可以由一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程預(yù)測(cè)(見(jiàn)下文)。例如，靜脈注射后血清(藥物儲(chǔ)庫(kù))中藥物的損失是遵循化學(xué)動(dòng)力學(xué)的，其中機(jī)體組織的攝取是發(fā)生在分子-分子的基礎(chǔ)上(即，實(shí)質(zhì)上藥物分子彼此不反應(yīng))。這種方案由方程(1)所示，它顯示，自儲(chǔ)庫(kù)的損失率與濃度成比例dD/dt＝-pD(1)其中D是儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)的藥物濃度(例如，原型藥物濃度)，t是時(shí)間，和p是比例常數(shù)。方程(2)證實(shí)了在任意時(shí)刻儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)可被組織利用的藥物濃度的一種指數(shù)相關(guān)性D＝Doe-pt(2)其中Do是起始血清藥物濃度(在注射時(shí))。藥物在組織內(nèi)的濃度C依賴于儲(chǔ)庫(kù)供應(yīng)的藥物(通過(guò)擴(kuò)散到細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致其增高)和藥物脫離組織的速率。由此得到速率方程dC/dt＝gD-bC(3)其中g(shù)和b是速率系數(shù)。如果藥物在組織內(nèi)的濃度最初為0，則方程(3)具有方程(4)所示的解答
C＝k(1-e-al)e-bt(4)其中k＝g Do/a和a＝p-b。方程(4)所示的濃度-時(shí)間的相關(guān)性在營(yíng)養(yǎng)素和藥物在組織內(nèi)的攝取和消除試驗(yàn)中出現(xiàn)。H.Bush在CancerResearch，15365，1955中報(bào)告了證實(shí)若干化合物和不同鼠科組織的濃度-時(shí)間模式的數(shù)據(jù)。本發(fā)明人也采用含有噻噸酮部分的化合物進(jìn)行了類似試驗(yàn)，證實(shí)在不同鼠科組織內(nèi)隨著時(shí)間具有相同的行為?！铱紤]a＞＞b的情形，也就是當(dāng)快速攝取時(shí)的情形。細(xì)胞在存在的藥物下的接觸，用E表示，將是C的積分，具體為E＝∫o∞C dt＝k∫o∞e-btdt＝k/b(5)對(duì)于兩種具有消除常數(shù)bA和bB的細(xì)胞類型，接觸比應(yīng)為R＝EA/EB＝bB/bA(6)這表示，與緩慢作用的毒素的接觸僅僅與兩種細(xì)胞類型的擴(kuò)散常數(shù)的比例成比例。然而，由于癌癥和正常細(xì)胞的化學(xué)相類似，預(yù)期的接觸比一般是有限度的，導(dǎo)致在癌癥的治療中無(wú)法獲得有差別的毒性。
如果原型藥物的毒素被掩蔽一個(gè)時(shí)間延遲期T(也稱作“時(shí)間延遲”)，方程(5)變?yōu)镋＝∫T∞C dt＝k∫T∞e-btdt＝ke-bT/b(7)其中E現(xiàn)在是時(shí)間延遲T的函數(shù)。在這種情形中，接觸比變?yōu)?br> R＝EA/EB＝(bB/bA)exp[(bB-bA)T](8)方程(8)表明如果對(duì)于細(xì)胞類型B的消除率大于細(xì)胞類型A，如果使活化的時(shí)間延遲也足夠大時(shí)，接觸比R可根據(jù)需要增大。
方程(8)代表了TDTA策略的實(shí)質(zhì)，由此方程(8)所示的接觸比可以顯著超過(guò)方程(6)所示的比例。這種新方法在癌癥配方、藥物和應(yīng)用方案的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中的有用性和有效性已經(jīng)在本發(fā)明中的原型藥物、活化藥物和集合物的試驗(yàn)中得到證實(shí)。
然而，為了將基本上無(wú)生物活性的原型藥物轉(zhuǎn)化為藥理學(xué)活性化合物，必須施用活化藥物。由于原型藥物，活化藥物的濃度在其給藥后會(huì)受到血清儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)活化藥物的損失的影響，該過(guò)程由與方程(1)形式相同的方程表示，它證實(shí)，自儲(chǔ)庫(kù)的損失率與濃度成比例dA/dt＝-qA(9)其中A是注射時(shí)間t后儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)活化藥物濃度，其中t＞T，和q是活化藥物的比例常數(shù)(相當(dāng)于原型藥物的方程(1)中的p)。方程(10)表示在任意時(shí)刻儲(chǔ)庫(kù)內(nèi)可被組織利用的藥物濃度的一種指數(shù)相關(guān)性A＝Aoe-qt，t＞T(10)其中Ao時(shí)在注射時(shí)的起始血清濃度，t＝T，和0＜t＜T時(shí)A＝0。
由于原型藥物按照方程(3)進(jìn)入機(jī)體的各細(xì)胞和組織，因此活化藥物也應(yīng)進(jìn)入到各個(gè)細(xì)胞內(nèi)。然而，由于所述藥物進(jìn)入細(xì)胞，原型藥物和活化藥物之間開(kāi)始反應(yīng)，影響著機(jī)體內(nèi)兩種藥物的時(shí)間發(fā)展。
在這種條件下方程變?yōu)?br> dC/dt=gD-bC,0<t<TbD-bC-rBC,t>T---(11)]]>和dB/dt=0,0<t<TfA-eB-rBC,t>T---(12)]]>其中r是反應(yīng)速率系數(shù)，f是活化藥物進(jìn)入組織和細(xì)胞中達(dá)到濃度A時(shí)的擴(kuò)散率系數(shù)。也就是說(shuō)，活化藥物的f相當(dāng)于原型藥物的g。同樣地，e為B的系數(shù)且相應(yīng)地b為C的系數(shù)。
其次，所述的原型藥物和活化藥物之間的反應(yīng)在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生毒素。這種毒素的濃度，J，如下所示dJ/dt=0,0<t<TrBC-hJ-jJK,t>T---(13)]]>其中h是該毒素自細(xì)胞的損失速率系數(shù)，和jJK給出毒素與活細(xì)胞化學(xué)的反應(yīng)率，其中j為速率，K為細(xì)胞化學(xué)的一種或多種化合物的濃度，其損失引起細(xì)胞壞死?；罴?xì)胞化學(xué)組分被破壞的這種比率取決于毒素的濃度J和其自身濃度K，該速率表示為dK/dt=Ko,0<t<T-jJK,t>T---(14)]]>其中Ko是K在t＜T時(shí)的濃度值。
方程(2)，(10)，(11)，(12)，(13)，和(14)很容易利用數(shù)學(xué)方法解答，并且重要的是它們提供了相對(duì)于原型藥物的給藥而言活化藥物的給藥的詳細(xì)時(shí)間過(guò)程，此外，這六個(gè)方程用于精確化方程(8)測(cè)定的R值，因?yàn)榉匠?提供R的近似值。方程(14)的解答也為毒素接觸作用提供了更加精確的測(cè)定，方程(5)，(6)，和(7)給出該接觸作用的近似測(cè)定。然而，由于其復(fù)雜性，方程(2)，(10)，(11)，(12)，(13)，和(14)的采用有時(shí)不便于說(shuō)明提高所需差別毒性的優(yōu)越方法。例如，一種最佳時(shí)間延遲期，T.方程(8)證實(shí)，R應(yīng)隨時(shí)間延遲T升高，接觸EA和EB和相應(yīng)濃度CA和CB將隨T降低。所以，必須對(duì)時(shí)間延遲進(jìn)行挑選從而提供足夠的差別毒性，同時(shí)仍然將必要的毒性劑量釋放到靶向組織。利用上述評(píng)估方程(2)，(10)，(11)，(12)，(13)，和(14)的數(shù)學(xué)方法可以微調(diào)最佳時(shí)間T以提供精確測(cè)定。
雖然最佳時(shí)間延遲可以通過(guò)上述計(jì)算方法獲得，但可能需要提供實(shí)際測(cè)量來(lái)證實(shí)劑量和時(shí)間延遲的適當(dāng)性。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，這可以直接進(jìn)行，如同本發(fā)明人所作的那樣。這些測(cè)定時(shí)間延遲的實(shí)際測(cè)量可以對(duì)完整原型藥物或僅對(duì)含有差別濃集部分的化合物進(jìn)行，因?yàn)樵谡：桶┙M織之間建立濃度差別中該部分非常關(guān)鍵。
測(cè)定含有差別濃集部分的化合物和原型藥物本身在動(dòng)物模型中的體內(nèi)最佳時(shí)間延遲的樹(shù)膠可以通過(guò)Kleiber對(duì)動(dòng)物樹(shù)膠的定律用于粗略估計(jì)在人體中的時(shí)間延遲。Kleiber定律指出“生物體的總代謝率隨體重增加3/4乘方而分級(jí)”。然而，為了測(cè)定時(shí)間延遲，需要特定的代謝率，其是指每單位重量的速率。該特定代謝率是通過(guò)將上述3/4乘方Kleiber比例因子除以兩種動(dòng)物各自重量的比例得到的。由此得到特定代謝率的總體-1/4成分比例因子。例如，在將小鼠模型時(shí)間延遲數(shù)據(jù)外推到人體的情形中，小鼠體重(例如20g)與人體重量(例如80kg)的對(duì)比得到4,000的比例。采用Kleiber定律，為了由該比例適當(dāng)計(jì)算儲(chǔ)特定代謝率，估計(jì)人體特定代謝率比小鼠的緩慢8.0倍。因此，小鼠內(nèi)的4天時(shí)間延遲轉(zhuǎn)化為人體的大致時(shí)間延遲為32天。在侵潤(rùn)性癌癥的情況下，需要更高的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)獲得較高治愈率的機(jī)會(huì)(即，應(yīng)耐受高于正常組織一般可接受的毒性，從而在癌癥組織內(nèi)達(dá)到有效毒性水平)，時(shí)間延遲可能需要比采用Kleiber定律從而動(dòng)物模型預(yù)測(cè)的那些更短。另外，對(duì)于兒童、老年人和非常虛弱的患者來(lái)說(shuō)，可能需要比Kleiber定律估算出的那些時(shí)間延遲更長(zhǎng)的時(shí)間延遲以確保對(duì)正常組織的毒性最低。時(shí)間延遲可能是1天直至數(shù)月。
當(dāng)時(shí)間延遲期用于人體或者獸醫(yī)臨床時(shí)，監(jiān)測(cè)原型藥物的消除代謝物，以便測(cè)定何時(shí)正常組織內(nèi)的原型藥物的毒性水平下降至安全水平(即，測(cè)定何時(shí)應(yīng)當(dāng)給予活化藥物)。也就是說(shuō)，可以預(yù)先建立毒素的患者可以安全耐受的最大劑量。利用化學(xué)分析方法例如HPLC監(jiān)測(cè)代謝產(chǎn)物的排泄能夠測(cè)定何時(shí)原型藥物已經(jīng)在機(jī)體的正常組織內(nèi)達(dá)到安全水平-該水平下原型藥物的激活將導(dǎo)致毒素在機(jī)體的正常組織內(nèi)的水平足夠低?；罨幬镌诖藭r(shí)的給藥能夠使毒素在靶向癌癥組織內(nèi)的劑量最大。如果毒素在靶向組織內(nèi)的水平不充分時(shí)，則必須施用更高初始劑量的原型藥物，并且采用更長(zhǎng)的時(shí)間延遲。如果這種改進(jìn)不能在靶向組織內(nèi)在激活時(shí)提供足夠的毒性劑量，則重新設(shè)計(jì)差別濃集部分、毒性部分，或者這兩者，以便提供優(yōu)異藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。然而，測(cè)試的原型藥物和活化藥物的實(shí)例已經(jīng)證實(shí)具有所需的優(yōu)異藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
藥物的協(xié)同作用是已知的并且常常由于兩種或多種藥物同時(shí)或在相互接近的時(shí)間內(nèi)給藥而出現(xiàn)危險(xiǎn)。相反地，本發(fā)明需要藥物相互作用并且希望當(dāng)單獨(dú)給藥時(shí)各藥物對(duì)機(jī)體作用很小或沒(méi)有作用。此外，可以測(cè)定原型藥物和活化藥物之間給藥的最佳時(shí)間延遲并用于避免抗癌、抗病藥物的有害副作用。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種選擇性傳遞原型藥物并通過(guò)等待一個(gè)時(shí)間延遲且隨后施用活化藥物來(lái)激活該原型藥物、使之變?yōu)榛蜥尫偶?xì)胞毒性化合物至腫瘤組織內(nèi)部的方法。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種選擇性傳遞式I和式II的化合物并通過(guò)等待一個(gè)時(shí)間延遲且隨后施用氟化鈉來(lái)激活式I和II的化合物、使之變?yōu)榛蜥尫偶?xì)胞毒性化合物至腫瘤組織內(nèi)部的方法。
本發(fā)明還提供一種治療哺乳動(dòng)物內(nèi)腫瘤的方法，該方法包括給需要這種治療的哺乳動(dòng)物施用治療有效量的原型藥物，該原型藥物含有差別濃集部分、毒性部分，和端封部分，等待一個(gè)時(shí)間延遲并隨后施用活化藥物。
本發(fā)明還提供一種治療哺乳動(dòng)物腫瘤的方法，該方法包括給需要這種腫瘤的哺乳動(dòng)物施用腫瘤有效量的式I或II的化合物
式I式II其中R1是SiZ3；R2是甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3是氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4是H，SO3H，或牛磺酸；R5是SiZ3；R6是H，SO3H，或?；撬?；Z3的各Z獨(dú)立地是叔丁基或甲基；X是碳，氧或氮；和W是碳，氧，或氮等待一個(gè)時(shí)間延遲且隨后施用氟化鈉。
體外試驗(yàn)的方法用于評(píng)估本發(fā)明的化合物和集合物的體外方法依據(jù)許多目前所用體系的常規(guī)原理。例如，將單層或懸浮細(xì)胞鋪板，用原型藥物處理，和在適當(dāng)條件下培養(yǎng)特定細(xì)胞類型。
隨后在整個(gè)試驗(yàn)期間內(nèi)(例如，7天)計(jì)算或評(píng)估細(xì)胞健康的若干參數(shù)。如果提供體外方法在一個(gè)時(shí)間延遲期后(例如3天的培養(yǎng))評(píng)估該集合物，向適當(dāng)孔內(nèi)加入活化藥物并在附加時(shí)期內(nèi)連續(xù)測(cè)試(例如，4天)。
藥物引起50％群體的細(xì)胞死亡或生長(zhǎng)停止的濃度是通過(guò)對(duì)比藥物處理孔和未處理對(duì)照孔之間來(lái)計(jì)算得到的。另一可以用體外方法測(cè)定的有效參數(shù)為藥物隨時(shí)間的活性。該參數(shù)對(duì)于那些由于代謝反應(yīng)或者吸收不良導(dǎo)致的作用緩慢的藥物來(lái)說(shuō)特別重要。
鼠科腫瘤試驗(yàn)對(duì)移植到小鼠中的腫瘤的抑制作用是一種研究抗腫瘤藥物的有效性的可接受方法。通常該方法利用套針將自荷瘤小鼠提取的腫瘤片皮下植入來(lái)進(jìn)行，或者以5百萬(wàn)/動(dòng)物的級(jí)別通過(guò)皮下注射癌細(xì)胞來(lái)完成。
實(shí)施例本發(fā)明給出本發(fā)明方法設(shè)計(jì)和評(píng)估聚合物的詳細(xì)說(shuō)明。此外，本發(fā)明涉及具體分子設(shè)計(jì)(例如.原型藥物)，制備這些化合物的方法，其試驗(yàn)詳情，和測(cè)定時(shí)間延遲的方法。下列實(shí)施例僅僅是舉例說(shuō)明本發(fā)明并且不應(yīng)以任何方式視為是對(duì)本發(fā)明范圍的限定。
實(shí)施例I上述新方法所示的集合物的制備由對(duì)差別濃集部分的選擇開(kāi)始。為了縮小對(duì)適當(dāng)候選物的尋找，該方法從現(xiàn)有文獻(xiàn)的回顧著手。
有關(guān)苯并吩卓嗪類化合物的信息表明，如果毒性部分能夠在藥物在癌癥組織內(nèi)達(dá)到不同濃度后被激活時(shí)此類化合物與毒素結(jié)合的應(yīng)用是有效的。然而，苯并吩卓嗪類化合物卻具有不良的物理化學(xué)性質(zhì)(例如，溶解度不好)，該問(wèn)題使它們成為傳遞部分沒(méi)有太大的吸引力。除了苯并吩卓嗪染料之外，其他物質(zhì)顯示出組織選擇性。其中，黃色噻噸酮表現(xiàn)出組織選擇性和某些抗癌活性(Miller等.U.S.Pat.No5,346,917)。這些染料的選擇性，結(jié)合其適宜的物化學(xué)性質(zhì).，使它們成為藥物選擇性傳遞的良好候選物。
在式I中，黃色染料噻噸酮業(yè)已被選擇作為原型藥物的差別濃集部分。噻噸酮具有差別濃集性質(zhì)的確認(rèn)是通過(guò)正常和腫瘤組織的體外試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的。該研究得出的數(shù)據(jù)證明，黃色噻噸酮具有差別濃集性質(zhì)。
給植入可觸知腫瘤(胰腺)的若干小鼠iv注射40mg/kg的噻噸酮黃色染料。在施用噻噸酮后第4小時(shí)，1天，2天，3天，4天，和5天時(shí)處死動(dòng)物。切取腫瘤，胰腺、胃、部分的腸道和肝臟并在醇中切碎以提取染料。各組織內(nèi)染料的量是通過(guò)HPLC定量評(píng)估。染料在腫瘤組織內(nèi)比在其他組織內(nèi)的濃度升高最先是在給藥后第1天發(fā)現(xiàn)。到第3-4天時(shí)正常組織內(nèi)保留的染料的量已不明顯。
該體內(nèi)研究的數(shù)據(jù)還用于測(cè)定含有這種差別濃集部分的原型藥物的時(shí)間延遲。小鼠內(nèi)4天的最佳時(shí)間延遲推測(cè)出在人體內(nèi)時(shí)間延遲約為32天。在小鼠模型中，可行的時(shí)間延遲為2.5-6天，轉(zhuǎn)化為在人體中時(shí)為20-48天的時(shí)間延遲。在侵潤(rùn)性癌癥的情況中，可能需要較短的時(shí)間延遲，可能為1天，從而提供在腫瘤組織內(nèi)所需的毒性水平。形成對(duì)照，在嚴(yán)重患病的患者中可能需要數(shù)月的時(shí)間延遲。
與該差別濃集部分連接的毒性部分的選擇是通過(guò)回顧現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)進(jìn)行的。雙氯乙基甲胺的強(qiáng)有力抗癌活性長(zhǎng)久以來(lái)歸因于該分子的氮芥部分。它通過(guò)烷基化生物上重要的細(xì)胞組分來(lái)起作用，所述細(xì)胞組分的功能則被損傷。其臨床應(yīng)用的主要指征包括支氣管原癌，何杰金氏病，非何杰金氏淋巴瘤，淋巴肉瘤，和慢性髓細(xì)胞或慢性淋巴細(xì)胞白血病。然而，氮芥在體外比其臨床使用建議具有更廣譜的作用。限制其體內(nèi)用途的局限性直接與其毒性有關(guān)(惡心，嘔吐，厭食，白血病減少血小板減少，局部刺激)。人們已經(jīng)通過(guò)將其與多種化合物結(jié)合來(lái)嘗試改善其選擇性或傳遞性(例如，Haines等.，J.Med.Chez.30，542(1987)；Alexander等.，Tet.Lett.27，3269(1991)。因此，雙氯乙基甲胺是遞送的最佳候選物，且噻噸酮核給將其傳遞到靶向組織和細(xì)胞提供了適當(dāng)?shù)妮d體。在式I的實(shí)施例中，氮芥，特別是雙氯乙基甲胺，已經(jīng)被選擇用于原型藥物的細(xì)胞毒性部分。
另一類強(qiáng)有力的抗癌藥物是天然鬼臼毒素，它業(yè)已用于治療腦腫瘤和急性粒細(xì)胞白血病。這些物質(zhì)是通過(guò)抑制再生細(xì)胞中的有絲分裂來(lái)起作用。其應(yīng)用的局限性類似于上述氮芥的那些，并且還存在貧血的附加毒性。另外，這些種類的物質(zhì)是利用噻噸酮選擇性傳遞的良好候選物。在式II中，鬼臼毒素衍生物已經(jīng)選擇作為原型藥物的細(xì)胞毒性部分。
在對(duì)差別濃集部分和毒性部分的選擇之后，需要掩蔽或端封部分來(lái)完成原型藥物的構(gòu)成。在式I和II中，無(wú)機(jī)部分，特別是硅酸鹽SiZ3，(其中Z3的各Z獨(dú)立地是叔丁基或甲基)業(yè)已選擇作為原型藥物的掩蔽或端封部分。這種無(wú)機(jī)硅酸鹽部分，SiZ3，還具有與氟化物鹽高度反應(yīng)的化學(xué)特性，其中一些沒(méi)有明顯的毒性。所以，該部分通過(guò)在患者體內(nèi)發(fā)生的非毒性或低毒性化學(xué)反應(yīng)來(lái)脫除。
一種這樣的反應(yīng)發(fā)生在當(dāng)牙膏中存在的氟化物與牙齒中存在的鈣反應(yīng)時(shí)。形成的產(chǎn)物，氟化鈣，非常穩(wěn)定且比牙齒中存在的天然鈣鹽更加堅(jiān)固。這是通過(guò)更穩(wěn)定物質(zhì)的形成推動(dòng)置換反應(yīng)的一個(gè)實(shí)例。在式I和II的化合物的情況中，硅離子對(duì)氟化物具有強(qiáng)吸引力，比氟化鈉或氟化鉀的吸引力更強(qiáng)，所以，當(dāng)氟化鈉或氟化鉀與硅化合物相遇時(shí)可發(fā)生置換反應(yīng)。該反應(yīng)具有非常強(qiáng)的選擇性和特異性。
所得原型藥物必須由活化藥物激活。在式I和II的實(shí)例中，無(wú)機(jī)化學(xué)物，氟化物鹽，業(yè)已選擇用作與原型藥物反應(yīng)的去端封化學(xué)物。特定的氟化物鹽，氟化鈉，是基于其已知化學(xué)性質(zhì)來(lái)進(jìn)行選擇的。這種無(wú)機(jī)氟化物鹽活化藥物特別適合與式I和II的原型藥物的反應(yīng)，因?yàn)樗c這些化合物中用作端封部分的特定硅酸鹽高度反應(yīng)。此外，氟化鈉在去端封該原型藥物所需的數(shù)量上沒(méi)有顯著的毒性。所以，原型藥物的掩蔽或端封部分通過(guò)非常無(wú)毒的無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)在患者體內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)來(lái)脫除，同時(shí)對(duì)患者沒(méi)有副作用。
實(shí)施例II下面詳細(xì)給出式I的原型藥物的合成。
制備路線I
制備例11，4-二羥基噻噸酮將硫代水楊酸(5.0g)和氫醌(5.0g)在濃硫酸(100ml)中的混懸液室溫下攪拌4小時(shí)。將該紅色混懸液傾到冰上且使其達(dá)到室溫，隨后過(guò)濾，所得固體用飽和碳酸氫鈉處理且該溶液小心用20％鹽酸中和。過(guò)濾固體，溶解在丙酮中并再次經(jīng)硅膠塞過(guò)濾。濃縮該溶液并通過(guò)硅膠柱層析、利用己烷、乙酸乙酯(1∶1)的混合物作為洗脫劑純化該固體。在減壓條件下濃縮含有產(chǎn)物的餾分，得到黃色標(biāo)題化合物(2.36g，30％)。
FDMS；m/e＝244(M+)制備例21-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮將120mg 1，4-二羥基噻噸酮在100ml丙酮中的溶液在室溫下與138mg碳酸鉀攪拌0.5小時(shí)。隨后加入80mg存在于5ml丙酮中的1-溴-2-氯乙烷且將該混合物回流24小時(shí)。冷卻該不均勻的混合物，減壓下濃縮并通過(guò)硅膠柱層析、用己烷和乙酸乙酯的1∶1化合物純化，得到100mg的紅黃色晶體(65％)。
FDMS；m/e＝307(M+)制備例31-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮將0.5g 1-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮在5ml二乙醇胺中的溶液在氮?dú)夂?10℃下加熱1小時(shí)。冷卻后，加入水并用乙酸乙酯萃取該混合物4次。用水洗滌該乙酸乙酯萃取物，用硫酸鈉干燥，濃縮且通過(guò)氧化鋁柱層析、利用乙酸乙酯∶乙醇(4∶1)作為洗脫劑純化。將所得物質(zhì)由丙酮結(jié)晶得到0.23g(38％)的黃色產(chǎn)物。
FDMS；m/e＝376(M+)制備例41-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮方法I將0.5g 1-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮在5ml亞硫酰氯中的溶液加熱回流6小時(shí)。通過(guò)蒸餾除去過(guò)量的亞硫酰氯，并且將殘余固體經(jīng)氧化鋁柱層析、利用乙酸乙酯∶己烷(1∶1)作為洗脫劑純化得到0.3g(58％)黃色固體。
FDMS；m/e＝413(M+)方法II0.5g 1-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮在10ml吡啶中的溶液在低溫和氮?dú)庀掠?.4g甲磺酰氯處理并將該混合物在冷凍條件下保持24小時(shí)。隨后將該混合物傾入水中且用乙酸乙酯萃取。該乙酸乙酯萃取液用水洗滌，硫酸鈉干燥并濃縮得到黃色固體。將該固體溶解在二甲基甲酰胺中(5ml)并在氮?dú)夂?0℃下與3g的氯化鋰攪拌24小時(shí)。冷卻該混合物，與水活化且用乙酸乙酯萃取。該乙酸乙酯萃取液用水洗滌，用硫酸鈉干燥且濃縮。經(jīng)氧化鋁色譜用乙酸乙酯∶己烷(1∶1)作為洗脫劑純化得到0.37g(71％)的黃色固體。
FDMS；m/e＝413(M+)制備例51-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮將0.50g的1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮在10ml二甲基甲酰胺中的溶液與0.22g的叔丁基二甲基甲硅烷基氯、0.20g咪唑和催化量的二甲基氨基吡啶混和，并且在室溫下攪拌12小時(shí)。隨后向該溶液加入水且用乙酸乙酯萃取。該乙酸乙酯萃取液接著用飽和的碳酸氫鈉和水洗滌，用硫酸鈉干燥，濃縮并溶解在乙酸乙酯∶己烷(1∶4)的混合物中且經(jīng)過(guò)氧化鋁塞。所得固體在濃縮后純化并稱重為0.48g(70％)。
FDMS；m/e＝527(M+)實(shí)施例III1-(N-氯乙基-N-甲基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮將0.5g 1，4-二羥基噻噸酮在20ml的二甲基甲酰胺重的溶液室溫下與6g碳酸鉀在無(wú)水條件下攪拌0.5小時(shí)。隨后加入雙氯乙基甲胺鹽酸鹽(0.4g)并在50℃下將該不均勻混合物攪拌12小時(shí)。加入水且該混合物用乙酸乙酯萃取。該乙酸乙酯溶液用水洗滌，用硫酸鈉干燥，通過(guò)氧化鋁塞并在真空下濃縮得到0.4g(55％)。
FDMS；m/e＝364(M+)實(shí)施例IV式I的化合物利用鼠的白血病L1210細(xì)胞系、胰腺瘤(Pan 03)、Lewis肺癌和正常成纖維細(xì)胞進(jìn)行體外試驗(yàn)。所有集合物的IC50值，是指活化藥物氟化鈉作用后的式I的原型藥物，對(duì)于癌癥組織來(lái)說(shuō)低于0.4微摩爾。獲得了體外正常成纖維細(xì)胞的可比值。在未用活化藥物進(jìn)行后續(xù)處理的完整原型藥物的試驗(yàn)中，IC50在正常細(xì)胞中為0.1摩爾。該試驗(yàn)證實(shí)活化作用明顯改變了原型藥物的毒性。
實(shí)施例V采用三種腫瘤模型白血病、肺和胰腺對(duì)小鼠進(jìn)行式I化合物活性的研究。各腫瘤系使用共5只動(dòng)物且植入后2周開(kāi)始處理(后期試驗(yàn))。該原型藥物化合物以是氮芥毒性部分的小鼠LD50的約30％的劑量給藥三次，隨后施用活化藥物，氟化鈉，4天后以5倍摩爾當(dāng)量給藥(過(guò)量)。
試驗(yàn)C57雄性小鼠(5/腫瘤系)皮下植入懸浮在鹽水溶液內(nèi)的約1百萬(wàn)癌細(xì)胞，并且令其生長(zhǎng)2周至它們可觸知時(shí)。然后將試驗(yàn)化合物以0.2ml含有水、聚乙二醇(3％)和醇(5％)的混懸液腹膜內(nèi)注射給藥?；罨瘎┰?天后作為腹膜內(nèi)注射溶液給藥。再處理2次且兩次之間間隔1周。
結(jié)果肺部腫瘤在處理后未受影響且在研究30天結(jié)束時(shí)處死動(dòng)物。對(duì)感染白血病的動(dòng)物的處理達(dá)到4只治愈(共5只動(dòng)物)，證據(jù)為腫瘤消失，5只植入胰腺腫瘤細(xì)胞動(dòng)物中的三只動(dòng)物在藥物處理方案后治愈。治愈的動(dòng)物維持超過(guò)30天的研究期。處死其余的動(dòng)物。
第二組試驗(yàn)在實(shí)體白血病L1210和胰腺腫瘤二者中都達(dá)到5/5的治愈。
權(quán)利要求
1.一種含有基本上生物惰性的原型藥物和基本上生物惰性的活化藥物的集合物，其中該原型藥物含有差別選擇性部分、毒性部分和端封部分并且其中該原型藥物的部分以使該原型藥物自身基本上惰性的方式連接在一起。
2.一種制備基本上生物惰性的原型藥物的方法，該方法包括(a)差別濃集部分的選擇，通過(guò)一種選自示差HPLC、示差色譜和體內(nèi)示差率分析的方法；(b)毒性部分的選擇，通過(guò)一種選自對(duì)毒性部分的公開(kāi)目錄進(jìn)行的體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)和評(píng)估法的方法；(c)端封部分的選擇，通過(guò)一種選自用毒性部分對(duì)公開(kāi)的試劑目錄進(jìn)行的體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)和評(píng)估法的方法；和(d)連接差別濃集部分、毒性部分和端封部分，連接方式為使該原型藥物本身基本上為生物學(xué)惰性。
3.一種制備集合物的方法，該方法包括(a)差別濃集部分的選擇，通過(guò)一種選自示差HPLC、示差色譜和體內(nèi)示差率分析的方法；(b)毒性部分的選擇，通過(guò)一種選自對(duì)毒性部分的進(jìn)行的體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)和評(píng)估法的方法；(c)端封部分的選擇，通過(guò)一種選自用毒性部分對(duì)公開(kāi)的試劑目錄進(jìn)行的體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)和評(píng)估法的方法；和(d)活化藥物的選擇，通過(guò)一種選自用端封部分對(duì)公開(kāi)的試劑目錄進(jìn)行的體外試驗(yàn)、體內(nèi)試驗(yàn)和評(píng)估的方法；和(e)連接差別濃集部分、毒性部分和端封部分，連接方式為使該原型藥物本身基本上為生物學(xué)惰性。
4.一種治療動(dòng)物中腫瘤的方法，該方法包括(a)給需要該治療的哺乳動(dòng)物施用有效量的原型藥物，該原型藥物含有差別濃集部分，毒性部分和端封部分；(b)等待一個(gè)時(shí)間延遲期；和(c)給哺乳動(dòng)物施用活化量的活化藥物，由此該活化藥物使該原型藥物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為藥理學(xué)活性的化合物。
5.一種使基本上室溫下惰性的化合物轉(zhuǎn)化為藥理學(xué)活性劑的方法，該方法包括(a)給哺乳動(dòng)物施用原型藥物，該原型藥物含有差別濃集部分，毒性部分，和端封部分，其中這些部分以能夠產(chǎn)生生物學(xué)惰性化合物的方式連接在一起；(b)等待一個(gè)時(shí)間延遲期；和(c)給該哺乳動(dòng)物施用活化量的活化藥物，由此該活化藥物使原型藥物轉(zhuǎn)化為藥理學(xué)活性劑。
6.一種選擇性傳遞細(xì)胞毒性化合物至腫瘤組織的方法，該方法包括給哺乳動(dòng)物施用原型藥物含有差別濃集部分，毒性部分和端封部分，由此該原型藥物以防止嚴(yán)重?fù)p傷正常組織的方式將細(xì)胞毒性化合物傳遞至腫瘤組織，這是通過(guò)保持所述端封部分位于原型藥物上直至該原型藥物在一個(gè)時(shí)間延遲期內(nèi)差別濃集在腫瘤組織內(nèi)為止，并且在該時(shí)間延遲后原型藥物在施用活化藥物后產(chǎn)生細(xì)胞毒性化合物。
7.一種藥物制劑，含有(a)有效量的原型藥物以及藥學(xué)可接受賦形劑；和(b)活化量的活化藥物以及藥學(xué)可接受賦形劑，由此所述的原型藥物和活化藥物包裝為分別給藥。
8.式I的化合物 式I其中R1為SiZ3；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬幔籞3的各個(gè)Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和X為碳，氧，或氮.
9.式II的化合物 式II其中R5是SiZ3；R6是H，SO3H，或?；撬?；Z3中的各Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和W是碳，氧，或氮。
10.式III的化合物 式III其中R1是H；R2是甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3是氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4是H，SO3H，或牛磺酸；和X是碳，氧，或氮.
11.式IV的化合物 式IV其中R5是H；R6是H，SO3H，或?；撬?；和W是碳，氧，或氮。
12.一種治療哺乳動(dòng)物中腫瘤的方法，該方法包括(a)給需要該治療的動(dòng)物施用有效量的式I化合物 式I其中R1為SiZ3；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬?；Z3的各Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和X是碳，氧，或氮；(b)等待一個(gè)時(shí)間延遲期；和(c)給該哺乳動(dòng)物施用活化量的氟化物鹽。
13.權(quán)利要求12的方法，其中該時(shí)間延遲是約1-約32天。
14.權(quán)利要求12的方法，其中該氟化物鹽是氟化鈉。
15.一種治療哺乳動(dòng)物中腫瘤的方法，包括(a)給需要該治療的動(dòng)物施用有效量的式II的化合物 式II其中R5為SiZ3；R6為H，SO3H，或?；撬?；Z3的各個(gè)Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和W為碳，氧，或氮；(b)等待一個(gè)時(shí)間延遲期；和(c)給該哺乳動(dòng)物施用活化量的氟化物鹽。
16.權(quán)利要求15的方法，其中該時(shí)間延遲是約1-約32天.
17.權(quán)利要求15的方法，其中氟化物鹽為氟化鈉。
18.一種治療哺乳動(dòng)物中腫瘤的方法，包括給需要該治療的動(dòng)物施用治療有效量的式III化合物 式III其中R1為H，R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬?；和X為碳，氧，或氮。
19.一種治療哺乳動(dòng)物中腫瘤的方法，包括給需要該治療的動(dòng)物施用治療有效量的式IV化合物 式IV其中R5為H；R6為H，SO3H，或?；撬?；和W為碳，氧，或氮。
20.一種藥物制劑，含有(a)有效量的式I的化合物 式I其中R1為SiZ3；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬?；Z3的各個(gè)Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和X為碳，氧，或氮以及藥學(xué)可接受賦形劑；(b)活化量的氟化物鹽以及藥學(xué)可接受賦形劑；其中式I的化合物和該氟化物鹽包裝為分別給藥。
21.權(quán)利要求20的藥物制劑，其中該氟化物鹽為氟化鈉。
22.權(quán)利要求20的藥物制劑，其中式I的化合物為1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮。
23.一種藥物制劑，含有(a)有效量的式II的化合物 式II其中R5為SiZ3；R6為H，SO3H，或牛磺酸；Z3的各Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和W為碳，氧，或氮以及藥學(xué)可接受賦形劑；(b)活化量的氟化物鹽以及藥學(xué)可接受賦形劑，其中式II的化合物和該氟化物鹽包裝為分別給藥。
24.權(quán)利要求23的藥物制劑，其中該氟化物鹽為氟化鈉。
25.一種測(cè)定原型藥物和活化藥物給藥之間的時(shí)間延遲期的方法，其包括測(cè)定下面方程中的TR＝EA/EB＝(bB/bA)exp[(bB-bA)T]其中R是細(xì)胞種類A和B的擴(kuò)散常數(shù)的比，EA是細(xì)胞種類A與原型藥物的接觸；EB是細(xì)胞種類B與原型藥物的接觸；bA是細(xì)胞種類A的消除常數(shù)；和bB是細(xì)胞種類B的消除常數(shù)。
26.權(quán)利要求25的方法，其中該時(shí)間延遲期是通過(guò)體內(nèi)方法評(píng)估。
27.一種原型藥物，含有(a)噻噸酮部分，其充當(dāng)差別濃集部分；(b)氮芥部分，其充當(dāng)毒性部分；和(c)硅烷部分，其充當(dāng)端封部分其中噻噸酮，氮芥和硅烷部分連接構(gòu)成基本上生物學(xué)惰性的化合物。
28.一種制備1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮，該方法包括(a)在硫酸的存在下混和硫代水楊酸和氫醌得到1，4-二羥基噻噸酮；(b)回流下在丙酮中混和1，4-二羥基噻噸酮、碳酸鉀和1-溴-2-氯乙烷得到1-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮；(c)氮?dú)庀略诙掖及返拇嬖谙录訜?-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮，加入水并用乙酸乙酯萃取得到1-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮；(d)加熱回流1-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮和亞硫酰氯并隨后蒸餾除去過(guò)量的亞硫酰氯，單獨(dú)1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮；和(e)在二甲基甲酰胺中室溫下攪拌1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮和叔丁基二甲基甲硅烷基氯，咪唑和催化量的二甲基氨基吡啶，并且隨后進(jìn)行水-乙酸乙酯萃取，得到1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮。
29.一種制備1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮的方法，該方法包括(a)在硫酸的存在下混和硫代水楊酸和氫醌，得到1，4-二羥基噻噸酮；(b)回流下在丙酮中混和1，4-二羥基噻噸酮，碳酸鉀和1-溴-2-氯乙烷得到1-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮；(c)在氮?dú)庀露掖及返拇嬖谙录訜?-氯乙氧基-4-羥基噻噸酮，加入水并用乙酸乙酯萃取得到1-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮；(d)在氮?dú)庀聦⑦拎ぶ械?-(N，N-雙二乙醇氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮和甲磺酰氯混合生成一種混合物，將其保持在冷凍下，用水-乙酸乙酯萃取該混合物得到一種固體，此后將該固體溶解在二甲基甲酰胺中，加熱并在氮?dú)庀屡c氯化鋰攪拌，加入水且用乙酸乙酯萃取得到1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮；和(e)在二甲基甲酰胺中室溫下攪拌1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮和叔丁基二甲基甲硅烷基氯、咪唑和催化量的二甲基氨基吡啶，隨后進(jìn)行水-乙酸乙酯萃取得到1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮。
30.一種制備1-(N-氯乙基-N-甲基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮的方法，該方法包括(a)室溫下在無(wú)水條件下將1，4-二羥基噻噸酮在二甲基甲酰胺中與碳酸鉀混和，并且隨后加入氮芥鹽酸鹽生成不均勻混合物，加熱并攪拌該混合物；和(b)加入水至該不均勻混合物中，并且用乙酸乙酯萃取得到1-(N-氯乙基-N-甲基氨基乙氧基)-4-羥基噻噸酮。
31.化合物1-(N，N-雙氯乙基氨基乙氧基)-4-叔丁基二甲基甲硅烷氧基噻噸酮。
32.一種選擇性傳遞細(xì)胞毒性化合物至腫瘤組織的方法，該方法包括給哺乳動(dòng)物施用式I的原型藥物 式I其中R1為SiZ3；R2為甲基，氯乙基，羥乙基，或溴乙基；R3為氯乙基，羥乙基，或溴甲基；R4為H，SO3H，或?；撬幔籞3的各個(gè)Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和X為碳，氧，或氮其中該原型藥物以防止嚴(yán)重?fù)p傷正常組織的方式將細(xì)胞毒性化合物傳遞至腫瘤組織，這是通過(guò)保持所述端封部分位于原型藥物上直至該原型藥物在一個(gè)時(shí)間延遲期內(nèi)差別濃集在腫瘤組織內(nèi)，并且在該時(shí)間延遲后原型藥物在施用活化藥物后產(chǎn)生細(xì)胞毒性化合物為止。
33.一種選擇性傳遞細(xì)胞毒性化合物至腫瘤組織的方法，該方法包括給哺乳動(dòng)物施用式II的原型藥物 式II其中R5為SiZ3；R6為H，SO3H，或?；撬?；Z3的各Z獨(dú)立地是甲基或叔丁基；和W為碳，氧，或氮，其中該原型藥物以防止嚴(yán)重?fù)p傷正常組織的方式將細(xì)胞毒性化合物傳遞至腫瘤組織，這是通過(guò)保持所述端封部分位于原型藥物上直至該原型藥物在一個(gè)時(shí)間延遲期內(nèi)差別濃集在腫瘤組織內(nèi)，并且在該時(shí)間延遲后原型藥物在施用活化藥物后產(chǎn)生細(xì)胞毒性化合物為止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備新的抗癌藥物的方法，使該藥物可以以無(wú)毒、原型藥物形式給藥，并且在一個(gè)在靶向癌癥和侵潤(rùn)組織或細(xì)胞內(nèi)的差別濃集的時(shí)間延遲后，無(wú)毒藥物在活化藥物的修飾下選擇性地使靶向組織內(nèi)的藥理學(xué)活性劑達(dá)到毒性水平。
文檔編號(hào)C07D409/04GK1723206SQ200380105583
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者E·H·沃克, E·帕洛米諾, S·L·布盧門塔爾 申請(qǐng)人:沃克癌癥研究院