選擇性雄激素受體調節劑及其使用方法

專利名稱：選擇性雄激素受體調節劑及其使用方法
技術領域：
本發明涉及新一類組織選擇性雄激素受體靶向劑(ARTA)，它們顯示出雄激素受體之非甾族配體的促雄性和合成代謝活性。靶向劑定義那些是組織選擇性雄激素受體調節劑(SARM)的新一亞類化合物，它們對于雄性激素療法如口服睪酮替補療法、男性避孕、維持婦女性欲、治療前列腺癌和前列腺癌成像有用。還將這些試劑給予受試者以治療少肌癥(sarcopenia)、性欲缺乏、骨質疏松癥、紅細胞生成和生育力。靶向劑可以單獨使用或者與孕酮或雌激素聯合使用。
背景技術：
雄激素受體(“AR”)是配體激活的轉錄調節蛋白，其通過其內源雄激素活性而介導男性性發育和功能。雄激素通常被稱為男性激素。然而，在女性生理和生殖中，雄激素也發揮關鍵作用。雄激素是由睪丸和腎上腺皮質在體內產生的，或者在實驗室中合成的類固醇。雄激素類固醇在許多生理過程中起重要作用，所述過程包括男性性征(如肌肉和骨量(bone mass)、前列腺生長、精子發生以及男性毛發分布)的發育和維持(Matsumoto，Endocrinol.Met.Clin.N.Am.23857-75(1994)。內源類固醇雄激素包括睪酮和二氫睪酮(“DHT”)。睪酮是由睪丸分泌的主要類固醇，并且是在男性血漿中發現的主要循環雄激素。在許多外周組織中，睪酮被酶5α-還原酶轉化為DHT。因此認為，對于大多數雄激素作用而言，DHT起著胞內介質的作用(Zhou等人，Molec.Endocrinol.9208-18(1995))。其它類固醇雄激素包括睪酮的酯，如環戊丙酸酯、丙酸酯、苯基丙酸酯、環戊基丙酸酯、isocarporate、庚酸酯和癸酸酯，及其它合成雄激素如7-甲基去甲睪酮(“MENT”)及其乙酸酯)(Sundaram等人，“7Alpha-Methyl-Nortestosterone(MENT)The Optimal Androgen For Male Contraception，”Ann.Med.，25199-205(1993)(“Sundaram”))。由于在男性性發育與功能中涉及AR，所以AR很可能是實現男性避孕或其它形式的激素替補療法的靶。AR還調節女性性功能(即性欲)、骨形成和紅細胞生成。
世界范圍的人口增長和計劃生育的社會意識已經激勵人們在避孕方面開展大量研究。在任何情況下避孕都是個難題。它充滿文化和社會烙印、宗教牽連，而最確定的是重大的健康影響。當主題集中在男性避孕時，這些情形只會更為加劇。盡管有適宜的避孕器，歷史上，社會還是期望婦女擔負起避孕決定和其后果的責任。雖然出于對性傳播疾病的健康考慮使得男性更多地意識到需要養成安全和負責任的性習慣，但是婦女仍然常常承受避孕選擇的壓力。婦女有許多選擇，從暫時機械器具如海綿和隔膜到暫時化學器具如殺精子劑。婦女還具有受她們支配的更持久的選擇，如象IUDs和子宮帽之類的物理器具，以及諸如口服避孕藥和皮下植入物的更持久的化學治療。然而，迄今為止，男子僅有的選擇包括使用避孕套或輸精管切除術。可是，由于減少性敏感度、中斷性自發性以及因破裂或誤用而引起妊娠的明顯可能性，所以，許多男子不贊成使用避孕套。輸精管切除術也未得到贊成。如果男子有更方便的避孕方法，特別是性行為前即刻無需預備活動的長效方法，此類方法可以顯著地增加男子對避孕承擔更多責任的可能性。
在此方面，給予男性激素(例如睪酮及其衍生物)已經顯示出特別的希望，這是由于這些化合物具有抑制促性腺激素和替代雄激素的聯合性質(Steinberger等人，“Effect of Chronic Administration ofTestosterone Enanthate on Sperm Production and Plasma Testosterone，Follicle Stimulating Hormone，and Luteinizing Hormone LevelsAPreliminary Evaluation of a Possible Male Contraceptive”，Fertility andSterility 281320-28(1977))。長期給予高劑量睪酮完全消除精子產生(無精子)或使精子減少至極低水平(精子減少)。對于產生不育所需的精子發生抑制的程度并不確切知道。然而，世界衛生組織的新近報告表明，每周肌內注射睪酮庚酸酯在98％的接受治療的男子中引起無精子或嚴重的精子減少(即每毫升小于三百萬個精子)和不育(WorldHealth Organization Task Force on Methods Ar Regulation of MaleFertility，“Contraceptive Efficacy of Testosterone-Induced Azoospermiaand Oligospermia in Normal Men，”Fertilily and Sterility 65821-29(1996))。
已經開發出肌內注射后更慢地被吸收的各種睪酮酯，因此，導致更強的促雄性作用。在這些酯中，睪酮庚酸酯應用最為廣泛。雖然睪酮庚酸酯在建立用于男性避孕的激素藥的可行性方面有價值，但其具有若干缺陷，包括需要每周注射和肌內注射后立即出現的睪酮的超生理峰水平的存在(Wu，“Effects ofTestosterone Enanthate in Normal MenExperience From a Multicenter Contraceptive Efficacy Study，”Fertilityand Sterility 65626-36(1996))。
結合AR并充當雄激素(例如睪酮庚酸酯)或充當抗雄激素(例如醋酸環丙孕酮)的類固醇配體已知多年，并在臨床上使用(Wu 1988)。盡管非甾族抗雄激素在臨床上用于激素依賴性前列腺癌，但是，尚沒有非甾族雄激素的報道。因此，對男性避孕藥的研究主要集中在類固醇化合物上。

發明內容
本發明提供新一類組織選擇性雄激素受體靶向劑(ARTA)。靶向劑定義那些是組織選擇性雄激素受體調節劑(SARM)的新一亞類化合物，它們對于口服睪酮替補療法、男性避孕、維持婦女性欲、骨質疏松癥、治療前列腺癌和前列腺癌成像有用。這些試劑具有未預期和組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的促雄性和合成代謝活性的體內活性。這些試劑選擇性地在一些組織中充當部分激動劑，而在其它組織中充當完全激動劑，提供新的和未預期的引發組織選擇性促雄性或合成代謝作用的手段。這些試劑可能單獨即具有活性，或者與孕酮或雌激素聯合而具有活性。本發明進一步提供新一類非甾族激動劑化合物。本發明進一步提供包含選擇性雄激素調節劑化合物或非甾族激動劑化合物的組合物，提供結合AR、調節精子發生、骨形成和/或再吸收、前列腺癌治療和成像的方法，并提供用于雄激素依賴性病況的激素療法。
本發明涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式I結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；Q是烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是烷基、芳基、羥基、C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；或者Q和與其所連接的苯環一起是由結構A、B或C表示的稠環系統
R1是CH3、CF3、CH2CH3或CF2CF3；且T是OH、OR、-NHCOCH3或NHCOR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
在一個實施方案中，Q在對位。在另一個實施方案中，X是O。在另一個實施方案中，Q在對位而X是O。在另一個實施方案中，Q是對位烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是烷基、芳基、羥基、C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
本發明涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式II結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是氫鍵受體、NO2、CN、COR、CONHR；Y是脂溶性基團、I、CF3、Br、Cl、SnR3；R是烷基或芳基或OH；且Q是乙酰氨基-、三氟乙酰氨基-、烷基胺、醚、烷基、N-磺酰基、O-磺酰基、烷基磺酰基、羰基或酮。
本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式III結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR或CONHR；Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；R是烷基或芳基或OH；且Q是乙酰氨基或三氟乙酰氨基。
本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式IV結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式V結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式VI結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有對于組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性及合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式VII結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體結合的方法，其包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合的條件下，使雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及調節受試者精子發生的方法，其包括在有效增加或減少精子產生的條件下，使受試者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及激素治療方法，包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使受試者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及治療患有激素相關病況的受試者的方法，包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使受試者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。本發明還涉及口服給予選擇性雄激素受體調節劑化合物的方法。
本發明還涉及治療患有慢性肌肉萎縮疾病狀態的受試者的方法，包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使所述受試者的雄激素受體與如本文所述的選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。本發明還涉及口服給予選擇性雄激素受體調節劑化合物的方法。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
如本文所定義，“慢性肌肉萎縮”是指本發明還涉及治療患有前列腺癌的受試者的方法，包括給予受試者有效量的選擇性雄激素受體調節劑化合物。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及組合物和藥物組合物，它們包含單獨的選擇性雄激素受體調節劑及適宜的載體、稀釋劑或鹽，或者還包含孕酮或雌激素。在一個實施方案中，組合物包含化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明涉及非甾族激動劑化合物，該非甾族激動劑化合物由式VIII的結構表示
其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；R1是CH3、CF3、CH2CH3或CF2CF3；且T是OH、OR、-NHCOCH3或NHCOR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；A是由如下結構代表的5或6元飽和、不飽和或芳族碳環或雜環 或 B是由如下結構代表的5或6元飽和、不飽和或芳族碳環或雜環 或 其中A1-A11各自是C、O、S或N；B1-B11各自是C、O、S或N；Z是NO2、CN、COOH、COR或CONHR；Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；且Q1和Q2彼此獨立地是烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
本發明還涉及組合物和藥物組合物，其包含單獨的非甾族激動劑化合物及適宜的載體、稀釋劑或鹽，或者還包含孕酮或雌激素。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及非甾族激動劑化合物與雄激素受體結合的方法，其包括在使非甾族激動劑化合物與雄激素受體有效結合的條件下，使雄激素受體與非甾族激動劑化合物接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及調節受試者精子發生的方法，包括在有效增加或減少精子產生的條件下，使受試者的雄激素受體與非甾族激動劑化合物接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及激素治療方法，包括在使非甾族激動劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使受試者的雄激素受體與非甾族激動劑接觸。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及治療患有激素相關病況的受試者的方法，包括在使非甾族激動劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使所述受試者的雄激素受體與非甾族激動劑化合物接觸。在一個實施方案中，非甾族激動劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。本發明還涉及口服給予非甾族激動劑化合物的方法。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明還涉及治療患有前列腺癌的受試者的方法，包括給予受試者有效量的非甾族激動劑化合物。在一個實施方案中，非甾族激動劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明的另一方面涉及生產本發明的選擇性雄激素受體調節劑或非甾族雄激素受體激動劑化合物的方法。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明進一步涉及確定樣本中本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物和/或非甾族激動劑化合物的存在的方法。該方法包括下列步驟獲得樣本，以及檢測樣本中的化合物，從而確定化合物在樣本中的存在。在一個實施方案中，樣本是血清、血漿、尿或唾液樣本。在另一個實施方案中，檢測步驟包括測量化合物的吸光度。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明的新的選擇性雄激素受體調節劑化合物和非甾族激動劑化合物，單獨或是作為組合物，對于治療男性和女性的各種激素相關病況有用，所述病況如性腺功能減退癥、少肌癥、紅細胞生成、勃起功能、性欲缺乏、骨質疏松癥和生育力。此外，選擇性雄激素受體調節劑化合物和非甾族激動劑化合物對于治療前列腺癌、前列腺癌成像和維持婦女性欲的口服睪酮替補療法有用。這些藥物可以單獨或者與孕酮或雌激素聯合使用。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物和非甾族激動劑化合物提供較類固醇雄激素治療而言的顯著優越性，因為已證明本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物和非甾族激動劑化合物在體內具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的促雄性及合成代謝活性。而且，本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物和非甾族激動劑化合物不伴有嚴重的副作用、氧化代謝能力、不方便的給藥方式或高成本，并且還具有口服生物利用度、與其它類固醇受體無交叉反應，以及長生物半衰期的優點。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。


通過以下詳細說明并結合附圖，將更加全面地理解和評價本發明，其中圖1(S)-GTx-007在大鼠中的促雄性和合成代謝活性。大鼠未經治療(完整對照)、經閹割(閹割對照)、用丙酸睪酮(TP)治療或用S-GTx-007治療，測定體重增加和雄激素敏感組織(前列腺、精囊和肛提肌)的重量。
圖2S-GTx-007在大鼠中的促雄性和合成代謝活性。大鼠未經治療(完整對照)、經閹割(閹割對照)、用0.1、0.3、0.5、0.75和1.0mg/日丙酸睪酮(TP)治療或用0.1、0.3、0.5、0.75和1.0mg/日S-GTx-007治療，測定雄激素敏感組織(前列腺、精囊和肛提肌)的重量。
圖3S-GTx-014在大鼠中的促雄性和合成代謝活性。大鼠未經治療(完整對照)、經閹割(閹割對照)、用0.1、0.3、0.5、0.75和1.0mg/日丙酸睪酮(TP)治療或用0.1、0.3、0.5、0.75和1.0mg/日S-GTx-014治療，測定雄激素敏感組織(前列腺、精囊和肛提肌)的重量。
圖4靜脈注射給予小獵犬3和10mg/kg S-GTx-007后的平均血漿濃度-時間曲線。
圖5以溶液形式口服給予小獵犬10mg/kg S-GTx-007后的平均血漿濃度-時間曲線。
圖6以膠囊形式靜脈注射給予小獵犬mg/kg S-GTx-007后的平均血漿濃度-時間曲線。
圖7GTx-014和GTx-007對LH水平的影響。
圖8GTx-014和GTx-007對FSH水平的影響。
圖9GTX-007的合成路線。
具體實施方案本發明提供新一類雄激素受體靶向劑(ARTA)。該靶向劑定義那些是組織選擇性雄激素受體調節劑(SARM)的新一亞類化合物，它們對于口服睪酮替補療法、男性避孕、維持婦女性欲、治療前列腺癌和前列腺癌成像有用。這些試劑具有未預期的雄激素受體之非甾族配體的促雄性和合成代謝活性的體內活性。這些試劑可能單獨具有活性，或者與孕酮或雌激素聯合而具有活性。本發明進一步提供新一類非甾族激動劑化合物。本發明進一步提供包含選擇性雄激素調節劑化合物或非甾族激動劑化合物的組合物，以及結合雄激素受體、調節精子發生、前列腺癌治療和成像的方法，并提供雄激素依賴性病況的激素療法。
本文所述的化合物定義顯示強效合成代謝作用(例如肌肉生長)而較少促雄性活性(例如前列腺生長)的新一類選擇性雄激素受體調節劑(SARMS)。此新一類藥物具有若干超出非選擇性雄激素的優點，包括在男性和女性中調節生育力、紅細胞生成、骨質疏松癥、性欲的潛在治療應用，以及在患有前列腺癌或前列腺癌高危的男性中的潛在治療應用。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
此外，在一個實施方案中，化合物具有組織特異性藥理活性。如圖7和8所示，GTx-007在能夠引發肛提肌生長的最大刺激的劑量下不抑制LH水平，并且在能夠引發肛提肌生長的最大刺激的劑量下不抑制FSH水平。
本發明涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的體內雄激素受體之非甾族配體的促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式I結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；Q是烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是芳基、C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；或者Q和與其所連接的苯環一起是由結構A、B或C表示的稠環系統 R是CH3、CF3、CH2CH3或CF2CF3；且T是OH、OR、-NHCOCH3或NHCOR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
在一個實施方案中，Q在其所連接的苯環的對位。在另一個實施方案中，Q在對位且X是O。在另一個實施方案中，Q在對位并且是烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是烷基、芳基、C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
本發明涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式II結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是氫鍵受體、NO2、CN、COR、CONHR；Y是脂溶性基團、I、CF3、Br、Cl、SnR3；R是烷基或芳基或OH；且Q是乙酰氨基、三氟乙酰氨基、烷基胺、醚、烷基、N-磺酰基、O-磺酰基、烷基磺酰基、羰基或酮。
本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式III結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；
Z是NO2、CN、COR或CONHR；Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；R是烷基或芳基或OH；且Q是乙酰氨基或三氟乙酰氨基。
本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式IV結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式V結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式VI結構表示 本發明還涉及選擇性雄激素受體調節劑化合物，它具有組織選擇性的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性，該選擇性雄激素受體調節劑化合物由式VII結構表示 本發明涉及具有下式結構的非甾族激動劑化合物(化合物VIII) 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；R1是CH3、CF3、CH2CH3或CF2CF3；T是OH、OR、-NHCOCH3或NHCOR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；A是由如下結構代表的5或6元飽和、不飽和或芳族碳環或雜環 或 B是由如下結構代表的5元或6元飽和、不飽和或芳族碳環或雜環 或 其中A1-A11各自是C、O、S或N；B1-B11各自是C、O、S或N；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；
Y是I、CF3、Br、Cl或SnR3；且Q1和Q2彼此獨立地是烷基、鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR，其中R是C1-C4烷基、C1-C4鹵烷基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基。
取代基Z和Y可以在攜帶這些取代基的5或6元環(下文中稱為“A環”)的任何位置。類似地，取代基Q可以在攜帶該取代基的5或6元環(下文中稱為“B環”)的任何位置。應理解，當環成員A1-A11或B1-B11中的任何環成員是O或S時，那么這些環成員是未被取代的。還應理解，當環成員A1-A11或B1-B11中的任何環成員是O或S時，那么在所述環成員和其它環成員之間的虛線代表單鍵。
在一個實施方案中，A環包括任何類型的飽和或不飽和碳環。在一個實施方案中，A環是6元飽和碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在一個實施方案中，A環是5元飽和碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是含有一個或多個雙鍵的6元碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是含有一個或多個雙鍵的5元碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。
在另一個實施方案中，A環包括任何類型的飽和、不飽和或芳族雜環。在另一個實施方案中，A環是6元飽和雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是5元飽和雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是含有一個或多個雙鍵的6元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是含有一個或多個雙鍵的5元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是6元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，A環是5元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。
類似地，B環包括任何類型的飽和或不飽和碳環。在一個實施方案中，B環是6元飽和碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在一個實施方案中，B環是5元飽和碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是含有一個或多個雙鍵的6元碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是含有一個或多個雙鍵的5元碳環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。
在另一個實施方案中，B環包括任何類型的飽和、不飽和或芳族雜環。在另一個實施方案中，B環是6元飽和雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是5元飽和雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是含有一個或多個雙鍵的6元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是含有一個或多個雙鍵的5元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是6元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。在另一個實施方案中，B環是5元雜環，其可以是未被取代的、被上文描述的任何取代基單取代或多取代的。
適宜的A環和/或B環的非限制性實例是碳環如環戊烷、環戊烯、環己烷和環己烯環，以及雜環如吡喃、二氫吡喃、四氫吡喃、吡咯、二氫吡咯、四氫吡咯、吡嗪、二氫吡嗪、四氫吡嗪、嘧啶、二氫嘧啶、四氫嘧啶、吡唑、二氫吡唑、四氫吡唑、哌啶、哌嗪、吡啶、二氫吡啶、四氫吡啶、嗎啉、硫代嗎啉、呋喃、二氫呋喃、四氫呋喃、噻吩、二氫噻吩、四氫噻吩、噻唑、咪唑、異噁唑等。
如本文所使用，胞外信號分子的受體統稱為“細胞信號受體”(cellsignaling receptor)。許多細胞信號受體是細胞表面的跨膜蛋白；當它們結合胞外信號分子(即配體)時，它們變成激活形式從而引起改變細胞行為的胞內信號級聯。相反，有時候受體在細胞內，信號配體必須進入細胞來激活它們；因而，這些信號分子必須足夠小并且疏水，以跨越細胞質膜擴散。如本文所使用，這些受體統稱為“胞內細胞信號受體”。
類固醇激素是直接跨越靶細胞質膜擴散或轉運并與胞內細胞信號受體結合的小疏水分子的一個實例。這些受體在結構上相關并且構成胞內受體超家族(或類固醇激素受體超家族)。類固醇激素受體包括孕酮受體、雌激素受體、雄激素受體、糖皮質激素受體和鹽皮質激素受體，以及許多孤兒受體。本發明特別針對雄激素受體及其所有同種型。
除配體結合于受體之外，可以阻斷受體以防止配體結合。當物質與受體結合時，該物質的三維結構以球窩形式(ball and socketconfiguration)適合該受體的三維結構形成的空間。
球越適合窩，則其被越緊密地保持。此現象稱為親合性。如果物質的親合性足夠高，那么它將與激素競爭并更經常地結合結合位點。配體的結合也可以導致其它重要蛋白的組織選擇性募集以轉導信號。這些蛋白被稱為協激活劑(coactivator)和協阻抑劑，參與信號轉導，并可以被配體結合選擇性地誘導或抑制。一旦結合，信號就可以通過受體傳送到細胞中，引起細胞以某種方式應答。這稱為激活。激活后，激活的受體直接調節特定基因的轉錄。但是，物質和受體可能具有親合性之外的激活細胞的某些屬性。在物質的原子和受體的原子之間可以形成化學鍵。有時候，這導致受體構型的改變，從而足以啟動激活過程(稱為信號轉導)。結果，產生結合受體并激活它們的物質(稱為受體激動劑)或使它們失活的物質(稱為受體拮抗體)。
本發明針對選擇性雄激素受體調節劑化合物，它們是激動劑化合物，因而在結合并激活類固醇激素受體方面有用。這些化合物是非甾族化合物。優選地，本發明的激動劑化合物是結合雄激素受體的激動劑。優選地，該化合物對于雄激素受體具有高親合性。化合物既可以可逆地，也可以不可逆地與雄激素受體結合。本發明的化合物可以含有允許雄激素受體烷基化(即共價鍵形成)的官能團(親和標記)。因此，在這種情況下，化合物與受體不可逆地結合，并因而不能被類固醇如內源配體二氫睪酮和睪酮所置換。然而，優選本發明的化合物與雄激素受體可逆地結合。
根據本發明的一個方面，提供通過在有效引起本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體結合的條件下，使該受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸而使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體結合的方法。選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體的結合使本發明的化合物適用于男性和女性的多種激素療法。激動劑化合物結合并激活雄激素受體。激動劑化合物的結合或者是可逆的或者是不可逆的，優選是可逆的。
根據本發明的一個方面，提供，通過在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并增加或減少精子產生的條件下，使患者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸，而調節精子發生的方法。
根據本發明的另一個方面，提供患者(即患有雄激素依賴性病況)的激素療法，包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使患者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。根據本發明，可被治療的雄激素依賴性病況包括那些與老化有關的病況，如性腺功能減退癥、少肌癥、紅細胞生成、骨質疏松癥以及任何其他后來確定取決于低雄激素(例如睪酮)水平的病況。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物單獨給藥。在另一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物和孕酮聯合給藥。在另一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物和雌激素聯合給藥。
根據本發明的另一方面，提供治療患有前列腺癌的受試者的方法。所述方法包括給予受試者有效量的選擇性雄激素受體調節劑化合物。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。
本發明還涉及治療患有慢性肌肉萎縮疾病狀態的受試者的方法，包括在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使所述受試者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸。在一個實施方案中，選擇性雄激素受體調節劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。本發明還涉及口服給予選擇性雄激素受體調節劑化合物的方法。在一個實施方案中，化合物是化合物I。在另一個實施方案中，化合物是化合物II。在另一個實施方案中，化合物是化合物III。在另一個實施方案中，化合物是化合物IV。在另一個實施方案中，化合物是化合物V。在另一個實施方案中，化合物是化合物VI。在另一個實施方案中，化合物是化合物VII。在另一個實施方案中，化合物是化合物VIII。
根據本發明的一個方面，提供通過在有效引起本發明的非甾族激動劑化合物與雄激素受體結合的條件下，使該受體與非甾族激動劑化合物接觸，而使非甾族激動劑化合物與雄激素受體結合的方法。非甾族激動劑化合物與雄激素受體的結合使本發明的化合物適用于男性和女性的多種激素療法。激動劑化合物結合并激活雄激素受體。激動劑化合物的結合或者是可逆的，或者是不可逆的，優選是可逆的。
根據本發明的一個方面，提供通過在使選擇性雄激素受體調節劑化合物與雄激素受體有效結合并增加或減少精子產生的條件下，使患者的雄激素受體與選擇性雄激素受體調節劑化合物接觸，而調節精子發生的方法。
根據本發明的另一個方面，提供患者(即患有雄激素依賴性病況的個體)的激素療法，包括在使非甾族激動劑化合物與雄激素受體有效結合并實現雄激素依賴性病況的改變的條件下，使患者的雄激素受體與非甾族激動劑化合物接觸。根據本發明，可以被治療的雄激素依賴性病況包括那些與老化相關的病況，如性腺功能減退癥、少肌癥、紅細胞生成、骨質疏松癥、缺乏性欲以及任何后來確定取決于低雄激素(例如睪酮)水平的病況。在一個實施方案中，非甾族激動劑化合物單獨給藥。在另一個實施方案中，非甾族激動劑化合物和孕酮聯合給藥。在另一個實施方案中，非甾族激動劑化合物和雌激素聯合給藥。
根據本發明的另一方面，提供治療患有前列腺癌的受試者的方法。所述方法包括給予受試者有效量的非甾族激動劑化合物。在一個實施方案中，非甾族激動劑化合物對雄激素或睪酮受體是選擇性的。
本發明的化合物具有不對稱中心，并且可以是R或S異構體，或者二者的混合物。在一個實施方案中，化合物是R和S對映體的外消旋混合物。在另一個實施方案中，化合物是基本上純的R對映體。在另一個實施方案中，化合物是基本上純的S對映體。“基本上純的”在本文中定義為一種異構體占大于約95％的優勢。當上述制備本發明所用化合物的方法得到立體異構體混合物時，可以通過常規技術，如制備色譜法，來分離這些異構體。化合物可以制備成消旋形式，或者通過對映特異性合成或通過拆分而制備單個的對映體。
如本文所使用，“藥物組合物”指治療有效量的本發明的SARM或非甾族激動劑化合物和適宜的稀釋劑、防腐劑、增溶劑、乳化劑、輔劑和/或載體在一起。如本文所使用，“治療有效量”指對于給定的病況和給藥方案，提供療效的量。這種組合物是液體或凍干的或者其他干燥的配方，并包括各種緩沖成分(例如Tris-HCl、乙酸鹽、磷酸鹽)、pH和離子強度的稀釋劑、防止吸附于表面的添加劑如白蛋白或明膠、去污劑(例如吐溫20、吐溫80、Pluronic F68、膽汁酸鹽)、增溶劑(例如甘油、聚乙二醇)、抗氧化劑(例如抗壞血酸、焦亞硫酸鈉)、防腐劑(例如硫汞撒、苯甲醇、對羥基苯甲酸酯)、增量(bulking)物質或張力改性劑(例如乳糖、甘露醇)、共價連接的聚合物如連接于蛋白的聚乙二醇、與金屬離子配合，或將物質摻入聚合物如聚乳酸、聚乙醇酸、水凝膠等的顆粒制品中或其上，或者摻入脂質體、微乳、膠束、單層或多層囊泡、紅細胞影或球形體上。這種組合物將影響物理狀態、溶解度、穩定性、體內釋放速率以及體內清除速率。控釋或緩釋組合物包括在親脂性貯庫(例如脂肪酸、蠟、油)中的配方。
本發明還包括用聚合物(例如泊洛沙姆或poloxamines)包衣的顆粒組合物。本發明的組合物的其它實施方案包括用于各種給藥途徑，包括腸外、經肺、經鼻和口服的顆粒形式、保護性包衣、蛋白酶抑制劑或滲透增強劑。在一個實施方案中，藥物組合物經下列途徑給藥腸外、癌瘤外(paracancerally)、經粘膜、經皮、肌內、靜脈內、皮內、皮下、腹膜內、心室內、顱內和腫瘤內。
此外，如本文所使用，“藥學可接受的載體”為本領域技術人員所熟知，包括但不限于，0.01-0.1M并優選0.05M磷酸鹽緩沖液或0.8％鹽水。另外，此類藥學可接受的載體可以是含水或非水溶液、懸浮液和乳液。非水溶劑的實例是丙二醇、聚乙二醇、植物油如橄欖油，以及可注射的有機酯如油酸乙酯。含水載體包括水、乙醇/水溶液、乳液或懸浮液，包括鹽水和緩沖介質。
腸外載體包括氯化鈉溶液、Ringer′s右旋糖、右旋糖和氯化鈉、乳酸化Ringer′s或不揮發性油。靜脈內載體包括液體和營養補充物、電介質補充物如基于Ringer′s右旋糖的那些，等等。也可以含有防腐劑及其它添加劑，例如抗微生物劑、抗氧化劑、整理劑(collatingagents)、惰性氣體等。
控釋或緩釋組合物包括在親脂性貯庫(例如脂肪酸、蠟、油)中的配方。本發明還包括用聚合物(例如泊洛沙姆或poloxamines)包衣的顆粒組合物，而且化合物偶聯在針對組織特異性受體的抗體、配體或抗原上，或者偶聯在組織特異性受體的配體上。
本發明的組合物的其它實施方案包括用于各種給藥途徑，包括腸外、經肺、經鼻和口服的顆粒劑型、保護性包衣、蛋白酶抑制劑或滲透增強劑。
已知通過水溶性聚合物如聚乙二醇、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物、羧甲基纖維素、葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚脯氨酸的共價連接修飾的化合物在靜脈注射后，在血中顯示出比相應的未修飾的化合物顯著更長的半衰期(Abuchowski等，1981；Newmark等，1982；和Katre等，1987)。這些修飾還可能增加化合物在水溶液中的溶解度、消除聚集、提高化合物的物理和化學穩定性，并極大地降低化合物的免疫原性和反應性。結果，通過以與未修飾的化合物相比更低的頻率和更低的劑量給予這種聚合物-化合物加合物(abducts)，可以實現期望的生物活性。
在另一個實施方案中，藥物組合物可以經控釋系統給藥。例如，可以使用靜脈輸注、可植入的滲透泵、透皮貼劑、脂質體或其它給藥方式給予藥物。在一個實施方案中，可以使用泵(參見Langer，上述；Sefton，CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14201(1987)；Buchwald等，Surgery 88507(1980)；Saudek等，N.Engl.J.Med.321574(1989)。在另一個實施方案中，可以使用聚合材料。在另一個實施方案中，可以將控釋系統放置于治療靶，即腦的附近，從而僅需要全身劑量的一部分(參見例如，Goodson，in Medical Applications of ControlledRelease，上述，vol.2，pp.115-138(1984)。優選地，把控釋裝置引入受試者不適宜的免疫激活或腫瘤的附近。在Langer的綜述中討論了其它控釋系統(Science 2491527-1533(1990)。
藥物制劑可以只包含選擇性雄激素受體調節劑，或者還包含藥學可接受的載體，并且可以是固體或液體形式，如片劑、散劑、膠囊劑、小丸、溶液劑、混懸劑、酏劑、乳劑、凝膠劑、乳膏或栓劑，包括直腸和尿道栓劑。藥學可接受的載體包括凝膠、淀粉、糖、纖維素物質和它們的混合物。含有選擇性雄激素受體調節劑的藥物制劑可以通過例如皮下植入小丸而給與受試者；在另一個實施方案中，小丸在一段時期內提供選擇性雄激素受體調節劑的控制釋放。制劑也可以通過靜脈內、動脈內或肌內注射液體制劑、口服給予液體或固體制劑，或通過局部施用而給予。也可以通過使用直腸栓劑或尿道栓劑而完成給藥。
本發明的藥物制劑可以通過已知的溶解、混合、造粒或壓片方法而制備。為了口服給藥，把選擇性雄激素受體調節劑或其生理學可耐受的衍生物如鹽、酯、N-氧化物等與常規用于此目的的添加劑如載體、穩定劑或惰性稀釋劑混合，并通過常規方法轉化為用于給藥的適宜形式，如片劑、包衣片劑、硬或軟明膠膠囊、水、醇或油溶液。適宜的惰性載體的實例是常規的片劑基質如乳糖、蔗糖或玉米淀粉與粘合劑如阿拉伯樹膠、玉米淀粉、明膠，或者與崩解劑如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、藻酸，或者與潤滑劑如硬脂酸或硬脂酸鎂。
適宜的油載體或溶劑的實例是植物油或動物油，如向日葵油或魚肝油。制劑可以作為干顆粒或濕顆粒得到。為了腸外給藥(皮下、靜脈內、動脈內或肌內注射)，將SARM劑或非甾族激動劑或它們的生理學耐受的衍生物如鹽、酯、N-氧化物等轉化成溶液、懸浮液或乳液，如果期望，與慣用并適合于該目的物質例如增溶劑或其它輔劑一起配制。實例是無菌液體如水和油，添加或不添加表面活性劑及其它藥學可接受的輔劑。油的實例是來源于石油、動物、植物或合成的油，例如花生油、大豆油或礦物油。通常，水、鹽水、右旋糖水溶液及有關的糖溶液，以及二醇如丙二醇或聚乙二醇是優選的液體載體，特別是為了注射溶液用。
含有活性組分的藥物組合物的制備是本領域公知的。通常，將這些組合物制備成給藥到鼻咽部的多肽氣溶膠，或者制備成注射液體溶液或懸浮液，然而，也可以制備成適合在注射前溶解于或懸浮于液體中的固體形式。制劑也可以被乳化。活性治療成分常常與藥學可接受的且與活性成分相容的賦形劑混合。適宜的賦形劑是例如水、鹽水、右旋糖、甘油、乙醇等以及它們的組合。
另外，如果期望，組合物可以含有少量輔助物質，如潤濕劑或乳化劑、pH緩沖劑，這些輔助物質提高活性成分的有效性。
可以將活性組分以中和的藥學可接受的鹽形式配方在組合物中。藥學可接受的鹽包括酸加成鹽(與多肽或抗體分子的自由氨基形成)，它們是與無機酸如鹽酸或磷酸形成的鹽，或者是與有機酸如醋酸、草酸、酒石酸、苦杏仁酸形成的鹽，等等。由自由羧基形成的鹽也可以來源于無機堿如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化鈣或氫氧化鐵等，來源于有機堿如異丙胺、三甲胺、2-乙胺基乙醇、組氨酸、普魯卡因等。
為了向體表局部給藥，例如使用乳膏、凝膠劑、滴劑等，制備SARM劑或非甾族激動劑化合物或它們的生理學耐受的衍生物如鹽、酯、N-氧化物等，并以在生理學可接受的稀釋劑中，有或沒有藥物載體的溶液、懸浮液或乳液形式使用。
在另一個實施方案中，活性化合物可以以囊泡，尤其是脂質體給藥(參見Langer，Science 2491527-1533(1990)；Treat等，in Liposomesin the Therapy of infectious Disease and Cancer，Lopez-Berestein andFidler(eds.)，Liss，紐約，pp.353-365(1989)；Lopez-Berestein，出處同上，pp.317-327；一般參見，出處同上)。
為了醫學應用，SARM或非甾族激動劑化合物的鹽是藥學可接受的鹽。然而，其它鹽在制備本發明的化合物或它們的藥學可接受的鹽中可能有用。本發明的化合物的適宜的藥學可接受的鹽包括酸加成鹽，其可以，例如通過使本發明的化合物的溶液與藥學可接受的酸的溶液混合而制得，所述藥學可接受的酸如鹽酸、硫酸、甲磺酸、富馬酸、馬來酸、琥珀酸、醋酸、苯甲酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、碳酸或磷酸。
本發明進一步涉及確定樣品中本發明的選擇性雄激素調節劑化合物和/或非甾族激動劑化合物的存在的方法。所述方法包括下列步驟獲得樣本、檢測樣本中的化合物，從而確定化合物在樣本中的存在。
在一個實施方案中，樣本是血清樣本。在另一個實施方案中，樣本是血漿樣本。在另一個實施方案中，樣本是尿樣本。在另一個實施方案中，樣本是唾液樣本。在另一個實施方案中，樣本是任何其它組織樣本。
在一個實施方案中，檢測步驟包括在預定波長測量化合物的吸光度。例如，本發明的化合物在光譜的紫外區吸收，吸收峰在270nm。因此，在本發明的一個實施方案中，通過監測樣本在270nm的UV吸光度來檢測化合物。應當注意，本發明不限于UV吸收，任何其它光譜鑒定方法均適用。例如，通過測定化合物在紅外區或可見區的吸光度來檢測它們。
在另一個實施方案中，本發明進一步提供測定樣本中本發明的選擇性雄激素受體調節劑化合物和/或非甾族激動劑化合物濃度的方法。所述方法包括下列步驟獲得樣本；測定樣本中化合物的水平，通過與含有已知濃度化合物的標準樣品的水平進行比較，計算出化合物在樣本中的濃度。可以得到樣本中化合物的已知濃度的校正曲線。從校正曲線計算測試樣本中化合物的濃度。“水平”指化合物在測量波長的吸收水平。
在另一個實施方案中，通過下列步驟檢測樣本中的化合物使樣本與特異性地與該化合物結合的結合蛋白接觸，測定結合于該化合物的結合蛋白的量。通過測定結合于該化合物的結合蛋白的量，并將該量與含有已知濃度的化合物-結合蛋白復合物的標準樣品進行比較，即可測得化合物的濃度。
根據如Sambrook等描述的標準技術，可以測定蛋白水平。簡而言之，使得自受試者的樣本與特異性地與本發明的特定化合物結合的結合蛋白接觸，測定結合蛋白和化合物之間形成的復合物的量。在一個實施方案中，結合蛋白是特異性地與本發明的一種或多種化合物結合的抗體。在另一個實施方案中，結合蛋白具有連接其上的可檢測標記，通過觀察結合蛋白-標記化合物之間的復合物來測定該復合物。
如本文所定義，“接觸”指把結合蛋白引入試管、燒瓶、組織培養物、芯片(chip)、陣列(array)、平板、微板、毛細管等中的樣本中，并在足以使結合組分與細胞或其含有靶的部分或血漿/血清或其含有靶的部分結合的溫度和時間下進行溫育。樣本與結合蛋白或其它特異性結合組分接觸的方法為本領域技術人員所公知，并可以根據采取的實驗方案的類型予以選擇。溫育方法也是標準的，并為本領域技術人員所公知。
可以通過本領域巳知的任何方法完成“觀察”復合物，所述方法包括但不限于ELISA、放射免疫測定、流式細胞術、斑點印跡、western免疫印跡聯合凝膠電泳、光和電子水平的免疫組織化學、HPLC和質譜。
在各種免疫測定中，可以使用對本發明的選擇性雄激素調節劑化合物或非甾族激動劑化合物特異性的單克隆或多克隆抗體(以及任何重組抗體)。使用本領域眾所周知的常規標記技術，可以將抗體可檢測地標記。如本文所使用，術語“標記”指可以綴合或連接(即共價或非共價)于本文所定義的結合蛋白的分子。標記為本領域技術人員所公知。因此，可以使用本領域公知的技術，可以用放射性同位素、非放射性同位素標記、熒光標記、酶標記、化學發光標記、生物發光標記、自由基標記或噬菌體標記來標記抗體。放射性同位素標記的實例是3H、125I、131I、35S、14C等。非放射性同位素標記的實例是55Mn、56Fe等。熒光標記的實例是用優選的熒光標記直接標記的熒光標記，或者是用優選的熒光標記間接標記的熒光標記。在后一種情況下，優選的熒光標記綴合于針對第一抗體的第二抗體，如抗種Ig抗體。常規熒光標記包括但不限于，螢光素標記、異硫氰酸酯標記、羅丹明標記、藻紅蛋白標記等，例如異硫氰酸螢光素(FITC，InternationalBiological Supplies，Melbourne，PL)、羅丹明、藻紅蛋白(P.E.，CoulterCorp.，Hialeah，FL)、藻藍蛋白、別藻藍蛋白(alophycocyanin)、藻紅蛋白-花青苷染料5(PECy5，Coulter)標記、藻藍蛋白標記、別藻藍蛋白標記、鄰苯二甲醛(O-phthaldehyde)標記、熒光胺和德克薩斯紅(Texas Red)。
酶標記的實例包括堿性磷酸酶、β-半乳糖苷酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、馬來酸脫氫酶和過氧化物酶。兩種主要類型的酶免疫測定是酶聯免疫吸附測定(ELISA)和同源酶免疫測定，亦稱為酶放大免疫測定(EMIT，Syva Corporation，Palo Alto，CA)。在ELISA系統中，可以例如通過使用偶聯于固相的抗體進行分離。EMIT系統依賴于示蹤抗體復合物中酶的失活；因此，無需分離步驟即可測定活性。
特別適宜的標記包括允許通過流式細胞術進行分析的那些，例如熒光染料。其它適宜的可檢測標記包括用于比色酶系統的標記，例如辣根過氧化物酶(HRP)和堿性磷酸酶(AP)。其它相近的酶系統為本領域技術人員所公知，包括與葡萄糖-6-磷酸脫氫酶綴合的己糖激酶。
另外，化學發光化合物可以用作標記。化學發光標記，如綠色熒光蛋白、藍色熒光蛋白和它們的變體是已知的。分別使用帶有螢光素酶和底物NADH和FNIN的NAD氧化還原酶，和帶有魯米諾和酶底物過氧化物的過氧化物酶，也可以檢測生物發光或化學發光。常規化學發光化合物包括魯米諾、異魯米諾(isoluminol)、芳族吖啶鎓(acridinium)酯、咪唑、吖啶鎓鹽和草酸酯。類似地，生物發光化合物可以用于標記，生物發光化合物包括螢光素、螢光素酶和水母素。一旦被標記，利用本領域眾所周知的技術，可以使用抗體來識別并定量免疫互補物(抗體或抗原多肽)。
以下實施例用于更全面地闡釋本發明的優選實施方案。然而，它們決不是為了限制本發明的寬的保護范圍。
實驗細節部分實施例1具有促雄性和合成代謝活性的非甾族配體設計、合成本文所提供的SARM化合物，并評價其體外和體內藥理學活性。研究了體外雄激素受體結合親合性和維持閹割動物中雄激素依賴性組織生長的能力。通過SARM化合物維持和/或刺激前列腺和精囊生長的能力來監測促雄性活性，前列腺和精囊生長通過測定重量而獲得。通過SARM化合物維持和/或刺激肛提肌生長的能力來監測合成代謝活性，肛提肌生長通過測定重量而獲得。
化合物I-VIII的合成過程(2R)-1-甲基丙烯酰吡咯烷-2-羧酸(R-129).將D-脯氨酸(R-128，14.93g，0.13mol)溶于71mL 2N NaOH中，并在冰浴中冷卻；用丙酮(71mL)稀釋所得的堿性溶液。在40min內，將甲基丙烯酰氯127(13.56g，0.13mol)的丙酮溶液(71mL)和2N NaOH溶液(71mL)同時加入冰浴中的D-脯氨酸水溶液中。在添加甲基丙烯酰氯期間，將混合物的pH保持在10-11℃。攪拌(3h，室溫)后，于35-45℃的溫度下，真空蒸發混合物以除去丙酮。用乙醚洗滌所得的溶液，并用濃HCl酸化至pH 2。用NaCl飽和酸性混合物，并用EtOAc提取(100mL×3)。將合并的提取物用Na2SO4干燥，經C鹽過濾，并真空蒸發，得到無色油狀粗品。從乙醚和己烷中重結晶該油，得到16.2(68％)的期望的化合物的無色晶體mp 102-103℃(lit.[214]mp 102.5-103.5℃)；該化合物的NMR譜表明，存在標題化合物的兩種旋轉異構體。1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ對于第一種旋轉異構體5.28(s)和5.15(s)，對于第二種異構體5.15(s)和5.03(s)(兩種異構體均共有2H，乙烯基CH2)，對于第一種異構體4.48-4.44，對于第二種異構體4.24-4.20(m)(兩種異構體均共有1H，手性中心的CH)，3.57-3.38(m，2H，CH2)，2.27-2.12(1H，CH)，1.97-1.72(m，6H，CH2，CH，Me)；13C NMR(75MHz，DMSO-d6)主要旋轉異構體的δ173.3，169.1，140.9，116.4，58.3，48.7，28.9，24.7，19.5；較少異構體的δ174.0，170.0，141.6，115.2，60.3，45.9，31.0，22.3，19.7；IR(KBr)3437(OH)，1737(C＝O)，1647(CO，COOH)，1584，1508，1459，1369，1348，1178cm-1；[α]D26+80.8°(c＝1，MeOH)；C9H13NO3的分析計算值C59.00，H7.15，N7.65.實測值C59.13，H7.19，N7.61。
(3R，8aR)-3-溴甲基-3-甲基-四氫-吡咯并[2，1c][1，4]噁嗪-1，4-二酮(R，R-130)。在室溫氬氣下，將在100mL DMF中的NBS(23.5g，0.132mol)溶液滴加到化合物R-129(16.1g，88mmol)在70mL DMF的攪拌溶液中，并將所得的混合物攪拌3天。真空除去溶劑，沉淀出黃色固體。將固體懸浮在水中，室溫下攪拌過夜，過濾并干燥，得到18.6(81％)(干燥時重量變小，～34％)標題化合物黃色固體mp 152-154℃(lit.[214]S-異構體mp 107-109℃)；1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ4.69(dd，J＝9.6Hz，J＝6.7Hz，1H，手性中心CH)，4.02(d，J＝11.4Hz，1H，CHHa)，3.86(d，J＝11.4Hz，1H，CHHb)，3.53-3.24(m，4H，CH2)，2.30-2.20(m，1H，CH)，2.04-1.72(m，3H，CH2和CH)，1.56(s，2H，Me)；13C NMR(75MHz，DMSO-d6)δ167.3，163.1，83.9，57.2，45.4，37.8，29.0，22.9，21.6；IR(KBr)3474，1745(C＝O)，1687(C＝O)，1448，1377，1360，1308，1227，1159，1062cm-1；[α]D26+124.5°(c＝1.3，氯仿)；C9H12BrNO3的分析計算值C41.24，H4.61，N5.34.實測值C41.46，H4.64，N5.32。
(2R)-3-溴-2-羥基-2-甲基丙酸(R-131).將在300mL 24％HBr中的溴內酯R-130(18.5g，71mmol)混合物加熱回流1h。用鹽水(200mL)稀釋所得的溶液，并用乙酸乙酯提取(100mL×4)。用飽和NaHCO3洗滌合并的提取物(100mL×4)。用濃HCl酸化水溶液至pH＝1，然后再用乙酸乙酯提取(100mL×4)之。將合并的有機溶液用Na2SO4干燥，經C鹽過濾，并真空蒸發至干。從甲苯中重結晶得到10.2g(86％)期望的化合物的無色晶體mp 107-109℃(lit.[214]S-異構體109-113℃)；1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ3.63(d，J＝10.1Hz，1H，CHHa)，3.52(d，J＝10.1Hz，1H，CHHb)，1.35(s，3H，Me)；IR(KBr)3434(OH)，3300-2500(COOH)，1730(C＝O)，1449，1421，1380，1292，1193，1085cm-1；[α]D26+10.5°(c＝2.6，MeOH)；C4H7BrO3的分析計算值C26.25，H3.86.實測值C26.28，H3.75。
N-[4-硝基-3-(三氟甲基)苯基]-(2R)-3-溴-2-羥基-2-甲基丙酰胺(R-132).在氬氣和-5至-10℃下，將亞硫酰二氯(8.6g，72mmol)滴加到在70mL DMA中的溴代酸R-131(11.0g，60mmol)溶液中。在相同條件下將所得的混合物攪拌2h。向以上溶液中滴加在80mL DMA中的4-硝基-3-三氟甲基-苯胺(12.4g，60mmol)溶液，并將所得的混合物在室溫下攪拌過夜。使用高真空油泵在Rotavapor中除去溶劑；用飽和的NaHCO3溶液稀釋殘余物，并用乙醚提取(100mL×3)。合并的提取物經無水Na2SO4干燥，經C鹽過濾，并在硅膠上使用二氯甲烷作為洗脫劑通過閃蒸色譜純化，得到18.0g(80％)期望的化合物mp 98-100℃(Rf＝0.2，硅膠，CH2Cl2)；1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ10.54(s，1H，NH)，8.54(d，J＝2.1Hz，1H，ArH)，8.34(dd，J＝9.0Hz，J＝2.1Hz，1H，ArH)，8.18(d，J＝9.0Hz，1H，ArH)，6.37(s，1H，OH)，3.82(d，J＝10.4Hz，1H，CHHa)，3.58(d，J＝10.4Hz，1H，CHHb)，1.48(s，3H，Me)；13C NMR(75MHz，DMSO-d6)δ173.6(C＝O)，143.0，127.2，123.2，122.6(q，J＝33.0Hz)，122.0(q，J＝271.5Hz)，118.3(q，J＝6.0Hz)，74.4，41.4，24.9；IR(KBr)3344(OH)，1680(C＝O)，1599，1548(C＝C，Ar)，1427，1363，1161cm-1；MS(ESI)m/z 370.8(M)+；C11H10BrN2O4的分析計算值C35.60，H2.72，N7.55.實測值C35.68，H2.72，N7.49。
N-[4-硝基-3-(三氟甲基)苯基]-(2S)-3-[4-(乙酰氨基)苯氧基]-2-羥基-2-甲基丙酰胺(S-147).由化合物R-132(0.37g，1.0mmol)、4-乙酰氨基苯酚(0.23g，1.5mmol)、K2CO3(0.28g，2.0mmol)制備標題化合物，在20mL甲基乙基酮中的10％氯化芐基三丁銨作為相轉移催化劑在氬氣下加熱回流過夜。接著將反應物進行TLC，經C鹽過濾所得的混合物，真空濃縮至干。在硅膠上通過閃蒸柱色譜純化(己烷-乙酸乙酯，3∶1)，得到0.38g(86％)(Rf＝0.18己烷-乙酸乙酯，3∶1)期望的化合物的淡黃色粉末mp 70-74℃；固體可以從乙酸乙酯和己烷中重結晶；1H NMR(300MHz，DMSO-d6)δ10.62(s，1H，NH)，9.75(s，1H，NH)，8.56(d，J＝1.9Hz，1H，ArH)，8.36(dd，J＝9.1Hz，J＝1.9Hz，1H，ArH)，8.18(d，J＝9.1Hz，1H，ArH)，7.45-7.42(m，2H，ArH)，6.85-6.82(m，2H，ArH)，6.25(s，1H，OH)，4.17(d，J＝9.5Hz，1H，CHHa)，3.94(d，J＝9.5Hz，1H，CHHb)，1.98(s，3H，Me)，1.43(s，3H，Me)；13C NMR(75MHz，DMSO-d6)δ174.6(C＝O)，167.7，154.2，143.3，141.6，132.8，127.4，123.0，122.7(q，J＝33.0Hz)，122.1(q，J＝271.5Hz)，120.1，118.3(q，J＝6.0Hz)，114.6，74.9，73.8，23.8，23.0；IR(KBr)3364(OH)，1668(C＝O)，1599，1512(C＝C，Ar)，1457，1415，1351，1323，1239，1150，1046cm-1；MS(ESI)m/z 464.1(M+Na)+；C19H18F3N3O6的分析計算值C51.71，H4.11，N9.52.實測值C52.33，H4.40，N9.01。
SARM化合物，尤其是化合物VII的體外活性顯示高雄激素受體結合親合性(Ki＝7.5nM)。用SARM化合物，特別是化合物V進行的動物研究證明，該化合物是有效的促雄性和合成代謝非甾族藥物。四組大鼠用于這些研究(1)完整對照，(2)閹割對照，(3)用丙酸睪酮(100μg/日)治療的閹割動物，和(4)用化合物V(100μg/日)治療的閹割動物。經皮下滲透泵以恒定速度給予睪酮和化合物VII，持續14天。
研究結果示于圖1。閹割顯著降低促雄性(例如前列腺和精囊)和合成代謝(例如肛提肌)組織的重量，但對動物體重(BW)幾乎沒有影響。用丙酸睪酮或化合物VII治療閹割的動物將促雄性組織的重量維持在相同的程度。化合物VII與丙酸睪酮具有相似的促雄性活性(即前列腺和精囊重量相同)，但作為合成代謝藥物具有更大的效力。化合物VII在所測試的劑量下顯示出強于丙酸睪酮的合成代謝活性(即將肛提肌維持在與完整對照動物相同的重量，并大于在睪酮治療的動物中觀察到的重量)。本文描述的試驗是首個證明雄激素受體之非甾族配體的組織選擇性促雄性和合成代謝活性(即不同的促雄性和合成代謝能力)的體內結果。
實施例2具有促雄性和合成代謝活性的非甾族配體在大鼠中檢驗了四種新的非甾族雄激素(化合物IV、V、VI和VII)的體內效力和急性毒性。體外實驗證實這些化合物以高親合性結合雄激素受體。四種化合物的結構和名稱如下
GTx-014 R＝FGTx-015 R＝COCH3GTx-016 R＝COC2H5GTx-007 R＝NHCOCH3試驗方法材料.按照圖9所示的路線合成化合物GTx-014(化合物IV)、GTx-015(化合物V)、GTx-016(化合物VI)和GTx-007(化合物VII，其中R是NHCOCH3)的S-異構體和GTx-014的R-異構體。丙酸睪酮(TP)、聚乙二醇300(PEG300，試劑等級)和中性緩沖福爾馬林(10％w/v)購自Sigma Chemical Company(St Louis，MO)。Alzet滲透泵(2002型)購自Alaa Corp.(Palo Alto，CA)。
動物.未成熟的雄性Sprague-Dawley大鼠，體重90-100g，購自Harlan Biosciences(Indianapolis，IN)。將動物保持在12小時明-暗周期中，隨意獲取食物和水。動物實驗方案得到Institutional LaboratoryAnimal Care and Use Committee的審閱和批準。
研究設計.將大鼠隨機分成二十九(29)組，每組5只動物。治療組如表1所述。開始藥物治療前一天，將2至29組中的動物從籠中單獨地取出，稱重，并用腹膜內氯胺酮/甲苯噻嗪(87/13mg/kg；約1mL/kg)麻醉。當適度麻醉時(即對于掐捏腳趾無反應)，在動物耳部做標記以便于識別。然后，將動物放在無菌臺上，用貝塔定和70％乙醇洗凈它們的腹部和陰囊。沿中線切開陰囊，除去睪丸，在手術除去各睪丸前，用無菌縫合線結扎睪丸上組織。用無菌不銹鋼創緣夾(woundclips)閉合手術傷口部位，用貝塔定清潔該部位。使動物在無菌臺上蘇醒(直至能夠站立)，然后，放回籠中。
二十四小時后，用氯胺酮/甲苯噻嗪對2至29組中的動物再進行麻醉，將一個或多個Alzet滲透泵(2002型)皮下置入肩胛區。在這種情況下，肩胛區經剃毛和清潔(貝塔定和乙醇)，使用無菌解剖刀產生小切口(1cn)。插入滲透泵，用無菌不銹鋼創緣夾閉合傷口。使動物蘇醒并回到它們的籠中。滲透泵含有溶解在聚乙二醇300(PEG300)中的適宜治療劑(在表1中給出)。在植入前一天，用適宜的溶液充滿滲透泵。每日監測動物對藥物治療的急性毒性征象(例如嗜睡、皮毛粗糙)。
藥物治療14天后，用氯胺酮/甲苯噻嗪麻醉大鼠。然后，麻醉下放血處死動物。經腹主動脈穿刺采集血液樣本，供全血細胞分析之用。將部分血置于單獨的試管中，在12000g下離心1分鐘，取出血漿層并冷凍于-20℃。取出前列腺腹葉、精囊、肛提肌、肝、腎、脾、肺和心臟，剔除周圍組織，稱重，并放入含有10％中性緩沖福爾馬林的小瓶中。將保存的組織送至GTx，Inc.進行組織病理學分析。
為了數據分析，將所有器官的重量歸一化為體重，并通過單因素ANOVA分析任何的統計學顯著性差異。將前列腺和精囊的重量用作評價促雄性活性的指標，而將肛提肌重量用于評價合成代謝活性。
結果給藥14天后，檢測了閹割大鼠模型中化合物GTx-014、GTx-015、GTx-016和GTx-007的S-異構體以及GTx-014的R異構體的促雄性和合成代謝活性。將遞增劑量的丙酸睪酮用作合成代謝和促雄性作用的陽性對照。
如圖2和3所示，在閹割、載體治療的大鼠中，由于內源雄激素產生的消除，前列腺、精囊和肛提肌的重量顯著降低。丙酸睪酮，一種促雄性和合成代謝類固醇的外源給藥，以劑量依賴性方式增加閹割大鼠中前列腺、精囊和肛提肌的重量。GTx-014的R-異構體，以及GTx-015和GTx-016的S-異構體對閹割動物的前列腺、精囊和肛提肌的重量無影響(數據未顯示)。GTx-007(圖2S-GTx-007)和GTx-014(圖3S-GTx-014)的S-異構體導致前列腺、精囊和肛提肌重量的劑量依賴性增加。與丙酸睪酮相比，S-GTx-007在增加前列腺和精囊重量方面顯示更低的效力和內在活性，但在增加肛提肌重量方面顯示更大的效力和內在活性。具體而言，在低至0.3mg/日的劑量下，S-GTx-007能夠使閹割動物的肛提肌重量維持在與完整動物相同的水平。因此，S-GTx-007是強效非甾族合成代謝藥物，具有較丙酸睪酮少的促雄性活性但更多的合成代謝活性。這是超過先前主張的顯著改進，因為該化合物選擇性地刺激肌肉生長及其它合成代謝作用，而對前列腺和精囊具有較少影響。這可能尤其與老年男子擔心發生前列腺癌或前列腺癌進展有關。
GTx-014比GTx-007的效力低，但顯示更大的組織選擇性(圖2和3中比較對前列腺和精囊的影響)。GTx-014顯著增加肛提肌重量，但幾乎不顯示或完全不顯示刺激前列腺和精囊生長的能力(即前列腺和精囊重量小于在完整動物或用丙酸睪酮治療的動物中觀察到的20％)。
結果證明，受試化合物無一對體重或其它器官(即肝、腎、脾、肺和心臟)的重量產生顯著影響。對接受治療的動物進行診斷性血液病學測試和外觀檢查，也沒有任何化合物產生任何急性毒性征象。重要地，GTx-007在0.3mg/日的劑量(即顯示最大合成代謝作用的劑量)下也不抑制黃體生成素(LH)或促卵泡激素(FSH)的產生。
總之，S-GTx-007在動物中顯示出非凡的合成代謝活性，維持除去內源雄激素后的肛提肌重量。該發現代表開發治療有用的非甾族雄激素的主要進展和超越先前此類藥物的主要改進(即組織選擇性和效力)。與丙酸睪酮，一種促雄性和合成代謝類固醇相比，S-GTx-014和S-GTx-007顯示出選擇性合成代謝活性。事實上，組織選擇性活性是非甾族雄激素在合成代謝相關應用方面的優越性。
盡管在結構和體外功能活性類似，但化合物GTx-014、GTx-015、GTx-016和GTx-007的S-異構體在它們的體內活性方面顯示出相當大的差異。GTx-007在動物中具有最有效的促雄性和合成代謝活性，其合成代謝活性高于丙酸睪酮的合成代謝活性。GTx-014顯示低的促雄性活性程度，但合成代謝活性類似于丙酸睪酮。相反，GTx-015和GTx-016在體內不產生任何促雄性或合成代謝活性。
這些研究顯示，發現新一類選擇性雄激素受體調節劑(SARMS)的兩個成員(GTx-014和GTx-007，分別是化合物II和化合物V)顯示強效合成代謝作用(例如肌肉生長)而較少促雄性活性(例如前列腺生長)。此新一類藥物具有若干超出非選擇性雄激素的優點，包括調節男性和女性的生育力、紅細胞生成、骨質疏松癥、性欲的潛在治療應用，以及在患有前列腺癌或前列腺癌高危的男性中的潛在治療應用。
此外，圖7和8證明了GTx-014和GTx-007對大鼠LH和FSH水平的影響。這些結果進一步證明，由于這些新的SARMs對生殖激素的不同影響，從而顯示它們的組織特異性藥理活性。在圖7中，在大于或等于0.3mg/日的劑量下，用TP和GTx-014治療的閹割動物中，LH水平顯著低于未經治療的動物(即閹割對照)的LH水平。然而，在觀察到LH水平顯著降低之前，需要更高劑量(即0.5mg/日或更高)的GTx-007。因此，GTx-007在能夠引起最大肛提肌生長刺激的劑量下不抑制LH水平。在圖8中，在0.5mg/日或更高劑量下，用GTx-014治療的閹割動物中的FSH水平顯著低于未經治療的動物(即閹割對照)的FSH水平。類似地，在用TP治療的動物中觀察到更低的FSH水平。然而，僅在0.75mg/日的劑量下才觀察到該差異是顯著性的。在所測試的任何劑量下，用GTx-007治療的動物中FSH水平明顯不同于未經治療的動物的FSH水平。因此，GTx-007在能夠引起最大肛提肌生長刺激的劑量下不抑制FSH水平。
表1.動物組和試驗設計

實施例3GTx-007在犬中的藥代動力學在小獵犬中表征了S-GTx-007，一種新的選擇性雄激素受體調節劑(SARM)的藥代動力學。在研究中使用四治療、四周期交叉設計，總共涉及六只小獵犬，雌雄各三只。在隨機分配的次序中，各動物接受為3mg/kg IV劑量、10mg/kg IV劑量、10mg/kg PO劑量的溶液和10mg/kg PO劑量的膠囊。在治療之間有一周的清除時間。給予藥物后，收集直至72小時的血漿樣本。用認證的HPLC方法分析血漿S-GTx-007濃度。使用非室模型方法測定清除率(CL)、分布容積(Vss)、半衰期(T1/2)及其它藥代動力學參數。結果表明，IV給藥后，S-GTx-007從犬血漿清除的末端T1/2約4小時，CL為4.4mL/min/kg。圖4、5和6顯示分別給予靜脈內溶液、口服溶液和口服膠囊后S-GTx-007的血漿濃度-時間曲線。藥代動力學是劑量和性別非依賴性的。S-GTx-007的口服生物利用度依劑型不同而異，溶液和膠囊劑的平均值分別為38％和19％。因此，S-GTx-007在小獵犬中顯示中等半衰期、緩慢消除和中等生物利用度，確定它為新一類口服可生物利用的組織選擇性雄激素受體調節劑的第一個。
實施例4GTx-007的HPLC分析開發反相高壓液相色譜(HPLC)實驗，以定量犬血漿中的GTx-007濃度。經靜脈穿刺得到犬血樣，在1000g下離心15分鐘。將樣本冷凍貯藏在-20℃直至分析。迅速解凍各試樣，并取等份試樣(0.5ml)與內標(2μl 200μg/ml CM-II-87水溶液)一起出波峰。將1ml乙腈等份試樣加入樣本中以沉淀血漿蛋白。渦旋樣本后，在1000g下離心15分鐘。將上清液輕輕倒入玻璃萃取管中，加入7.5ml乙酸乙酯。將萃取混合物室溫下放置20分鐘，在此期間渦旋若干次。然后，在1000g下離心樣本10分鐘，取出有機相并裝入錐形底玻璃管中。在氮氣下蒸發有機相。用200μl流動相(35∶65乙腈∶水)重新配制樣本，并轉移至HPLC注射用的自動進樣器小瓶中(Waters 717 plus autosampler，Waters Corp.，Milord，MA)。將水中的35％(v/v)乙腈的等度流動相以1ml/min的流速泵入(510型，Waters Corp.)。固定相是C18反相柱(Novapak C18，3.9×150mm)。用UV檢測器(486型吸光度檢測器，Waters Corp.)在270nm監測分析物。GTx-007和CM-II-87的保留時間分別為11.1和16.9分鐘。收集色譜數據，并用Millenium軟件分析。通過與校正曲線比較而確定各樣本中的GTx-007血漿濃度。通過向犬血漿中加入已知量的GTx-007而繪制校正曲線。制作校正曲線使用的犬血漿樣本中GTx-007的終濃度是0.08、0.2、0.4、2、4、10和20μg/ml。在該濃度范圍內校正曲線是直線，相關系數(r2)為0.9935或更大。標準的日內和日間變異系數為從0.08μg/ml的6.4％到20μg/ml的7.9％。
在Thomas-Hoover毛細管熔點儀上測定熔點，熔點是未校正的。在Perkin Elmer System 2000FT-IR上記錄紅外光譜。在AutopolIIIAutomatic Polarimeter(Rudolph Research Model III-589-10，Fairfield，New Jersey)上測定旋光性。在Bruker AX 300波譜儀上得到質子和碳-13核磁共振譜(對于1H和13C分別為300和75MHz)。化學位移值報告為相對于四甲基硅烷(TMS)的百萬分之一(δ)。波譜數據與指定的結構一致。在Bruker-HP Esquire LC System上測定質譜。通過AtlanticMicrolab Inc.(Norcross，GA)進行元素分析，實測值在理論值的0.4％內。在鋁版硅膠(silica gel 60F 254，20×20cm，Aldrich ChemicalCompany Inc.，Milwaukee，WI)上進行常規薄層色譜(TLC)。在硅膠(Merck，60級，230-400目，60)上進行閃蒸色譜。通過用金屬鈉蒸餾、而干燥四氫呋喃(THF)。通過用P2O5蒸餾而干燥乙腈(MeCN)和二氯甲烷(CH2Cl2)。
權利要求
1.一種藥物組合物，其包含具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性的選擇性雄激素受體調節劑(SARM)化合物或其類似物、異構體、代謝物、衍生物、藥學可接受的鹽、N-氧化物、水合物或它們的任意組合，以及藥學可接受的載體或稀釋劑，所述化合物由式(I)的結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；Y是CF3、F、Br、Cl、I、CN或SnR3；R是烷基、鹵代烷基、芳基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；且Q是鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR。
2.權利要求1的組合物，其中X是O。
3.權利要求1的組合物，其中Z是NO2。
4.權利要求1的組合物，其中Y是CF3。
5.權利要求1的組合物，其中Q是NHCOCH3。
6.權利要求1的組合物，其中所述選擇性雄激素受體調節劑化合物由式(II)的結構表示
7.權利要求1的組合物，其中所述載體或稀釋劑是樹膠、淀粉、糖、纖維素材料、丙烯酸酯、碳酸鈣、氧化鎂、滑石或它們的混合物。
8.權利要求1的組合物，其中所述載體或稀釋劑為乳糖一水合物、微晶纖維素或它們的混合物。
9.權利要求1的組合物，其還包含潤滑劑。
10.權利要求9的組合物，其中所述潤滑劑為硬脂酸鎂。
11.權利要求1的組合物，其還包含助流劑。
12.權利要求11的組合物，其中所述助流劑是膠態二氧化硅。
13.權利要求1的組合物，其還包含一種或多種選自以下的添加劑粘合劑、崩解劑、緩沖劑、蛋白酶抑制劑、表面活性劑、增溶劑、增塑劑、乳化劑、穩定劑、增粘劑、甜味劑、成膜劑或它們的任意組合。
14.權利要求1的組合物，其中所述組合物為丸劑、片劑、膠囊劑、溶液劑、混懸劑、分散體、乳劑、酏劑、凝膠劑、軟膏劑、乳膏劑或栓劑的形式。
15.權利要求1的組合物，其中所述組合物為膠囊劑的形式。
16.權利要求1的組合物，其中所述組合物為適于口服、靜脈內、動脈內、肌內、皮下、腸胃外、經粘膜、經皮或局部給藥的形式。
17.權利要求1的組合物，其中所述組合物為適于口服給藥的形式。
18.權利要求1的組合物，其中所述組合物為控釋組合物。
19.權利要求1的組合物，其中所述組合物為速釋組合物。
20.權利要求1的組合物，其中所述組合物為液體劑型。
21.權利要求1的組合物，其中所述組合物為固體劑型。
22.一種藥物組合物，其包含具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性的選擇性雄激素受體調節劑(SARM)化合物或其類似物、異構體、代謝物、衍生物、藥學可接受的鹽、N-氧化物、水合物或它們的任意組合，以及藥學可接受的載體或稀釋劑、助流劑和潤滑劑，所述化合物由式(I)的結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；Y是CF3、F、Br、Cl、I、CN或SnR3；R是烷基、鹵代烷基、芳基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；且Q是鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR。
23.權利要求22的組合物，其中X是O。
24.權利要求22的組合物，其中Z是NO2。
25.權利要求22的組合物，其中Y是CF3。
26.權利要求22的組合物，其中Q是NHCOCH3。
27.權利要求22的組合物，其中所述選擇性雄激素受體調節劑化合物由式(II)的結構表示
28.權利要求22的組合物，其中所述載體或稀釋劑是樹膠、淀粉、糖、纖維素材料、丙烯酸酯、碳酸鈣、氧化鎂、滑石或它們的混合物。
29.權利要求22的組合物，其中所述載體或稀釋劑為乳糖一水合物、微晶纖維素或它們的混合物。
30.權利要求22的組合物，其中所述潤滑劑為硬脂酸鎂。
31.權利要求22的組合物，其中所述助流劑是膠態二氧化硅。
32.權利要求22的組合物，其還包含一種或多種選自以下的添加劑粘合劑、崩解劑、緩沖劑、蛋白酶抑制劑、表面活性劑、增溶劑、增塑劑、乳化劑、穩定劑、增粘劑、甜味劑、成膜劑或它們的任意組合。
33.權利要求22的組合物，其中所述組合物為丸劑、片劑、膠囊劑、溶液劑、混懸劑、分散體、乳劑、酏劑、凝膠劑、軟膏劑、乳膏劑或栓劑的形式。
34.權利要求22的組合物，其中所述組合物為膠囊劑的形式。
35.權利要求22的組合物，其中所述組合物為適于口服、靜脈內、動脈內、肌內、皮下、腸胃外、經粘膜、經皮或局部給藥的形式。
36.權利要求22的組合物，其中所述組合物為適于口服給藥的形式。
37.權利要求22的組合物，其中所述組合物為控釋組合物。
38.權利要求22的組合物，其中所述組合物為速釋組合物。
39.權利要求22的組合物，其中所述組合物為液體劑型。
40.權利要求22的組合物，其中所述組合物為固體劑型。
41.一種藥物組合物，其包含具有雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性的選擇性雄激素受體調節劑(SARM)化合物或其類似物、異構體、代謝物、衍生物、藥學可接受的鹽、N-氧化物、水合物或它們的任意組合，以及乳糖一水合物、微晶纖維素、硬脂酸鎂和二氧化硅，所述化合物由式(I)的結構表示 其中X是O、CH2、NH、Se、PR或NR；Z是NO2、CN、COR、COOH或CONHR；Y是CF3、F、Br、Cl、I、CN或SnR3；R是烷基、鹵代烷基、芳基、苯基、鹵素、鏈烯基或羥基；且Q是鹵素、NR2、NHCOCH3、NHCOCF3、NHCOR、NHCONHR、NHCOOR、OCONHR、CONHR、NHCSCH3、NHCSCF3、NHCSR、NHSO2CH3、NHSO2R、OR、COR、OCOR、OSO2R、SO2R或SR。
42.權利要求41的組合物，其中X是O。
43.權利要求41的組合物，其中Z是NO2。
44.權利要求41的組合物，其中Y是CF3。
45.權利要求41的組合物，其中Q是NHCOCH3。
46.權利要求41的組合物，其中所述選擇性雄激素受體調節劑化合物由式(II)的結構表示
47.權利要求41的組合物，其還包含一種或多種選自以下的添加劑粘合劑、崩解劑、緩沖劑、蛋白酶抑制劑、表面活性劑、增溶劑、增塑劑、乳化劑、穩定劑、增粘劑、甜味劑、成膜劑或它們的任意組合。
48.權利要求41的組合物，其中所述組合物為丸劑、片劑、膠囊劑、溶液劑、混懸劑、分散體、乳劑、酏劑、凝膠劑、軟膏劑、乳膏劑或栓劑的形式。
49.權利要求41的組合物，其中所述組合物為膠囊劑的形式。
50.權利要求41的組合物，其中所述組合物為適于口服、靜脈內、動脈內、肌內、皮下、腸胃外、經粘膜、經皮或局部給藥的形式。
51.權利要求41的組合物，其中所述組合物為適于口服給藥的形式。
52.權利要求41的組合物，其中所述組合物為控釋組合物。
53.權利要求41的組合物，其中所述組合物為速釋組合物。
54.權利要求41的組合物，其中所述組合物為液體劑型。
55.權利要求41的組合物，其中所述組合物為固體劑型。
全文摘要
本發明提供新一類雄激素受體靶向劑(ARTA)。該靶向劑定義那些是組織選擇性雄激素受體調節劑(SARM)的新一亞類化合物，它們對于口服睪酮替補療法、男性避孕、維持婦女性欲、治療前列腺癌和前列腺癌成像有用。這些試劑具有未預期的雄激素受體之非甾族配體的體內促雄性和合成代謝活性。這些試劑可能單獨具有活性，或者與孕酮或雌激素聯合而具有活性。本發明進一步提供新一類非甾族激動劑化合物。本發明進一步提供含有選擇性雄激素調節劑化合物或非甾族激動劑化合物的組合物，提供結合雄激素受體、調節精子發生、前列腺癌治療和成像的方法，并提供雄激素依賴性病況的激素療法。
文檔編號C07D271/12GK1736371SQ20051006749
公開日2006年2月22日 申請日期2001年8月23日 優先權日2000年8月24日
發明者詹姆斯·多爾頓, 杜安·D·米勒, 尹東華, 何雅麗 申請人:田納西大學研究公司