氟化環氧酮系化合物及其作為蛋白酶體抑制劑的用圖
【專利說明】氟化環氧酮系化合物及其作為蛋白酶體抑制劑的用途
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2012年8月14日提交的共同待審的第61/682, 836號美國臨時申 請的優先權，其內容以其整體援引加入本文。 發明領域
[0003] 本發明涉及新穎的氟化環氧酮系化合物、其制備方法、包含其的組合物以及其在 治療中的用途。更特別地，本申請涉及用于治療由蛋白酶體抑制介導的或與蛋白酶體抑制 相關的疾病、病癥或病況。
[0004] 發明背景
[0005]多催化蛋白酶體是在整個植物界和動物界的細胞中發現的普遍存在的蛋白酶，其 負責細胞內蛋白的泛素依賴性降解。在所有細胞（即在細胞質和細胞核）中發現了數千 的副本，其構成了所有細胞蛋白內含物的至多3%。蛋白酶體發揮多種細胞內作用，例如包 括受損蛋白的降解和影響炎性過程、病毒脫落、細胞周期、生長和分化的多種調節蛋白的調 整[Celll994,79,13-21 ;Nat.Rev.Mol.CellBiol. 2005,6,79-87 ;Semin.Oncol. 2004,31， 3-9 ;Chem.Biol. 2001，8,739-758]。
[0006] 也稱為泛素-蛋白酶體系統（UPS)的泛素-蛋白酶體途徑（UPP)調節對靶標、時間 和空間有特異性的細胞內蛋白的降解。在大部分哺乳動物細胞中，該途徑在識別和降解錯 誤折疊和異常的蛋白中發揮核心作用[Nature2000,404,770-774]。此類過程在維持不同 細胞過程的生物體內平衡和調節方面是非常重要的，所述不同細胞過程例如但不限于細胞 分化、細胞周期控制、抗原加工和激素代謝[EMBOJ. 1998,17,7151-7160 ;Chem.Biol. 2001， 8, 739-758]。在該途徑中，26S蛋白酶體是主要的蛋白水解組分，其在所有真核細胞中發現 并由圓柱形多催化蛋白酶復合物（MPC)20S蛋白酶體和兩個調節顆粒（RP)19S蛋白酶體組 成。位于20S蛋白酶體各端的19S蛋白酶體由18個亞基組成，并且控制蛋白底物到20S蛋 白酶體內腔中的識別、重疊和易位[Annu.Rev.Biochem. 1999,68,1015-1068]。
[0007] 26S蛋白酶體的X-射線結晶學揭示了 20S蛋白酶體由布置在四個堆疊環中的28 個蛋白亞基組成，并且各環由按照a1-7M-7化學計量的七個a-型和型亞基組成。 兩個外部腔室由a亞基形成，而包含蛋白水解活性位點的中心腔室由0亞基組成。14個 0亞基中的三個亞基分別負責谷氨酰后肽水解活性（PGPH，歸因于M)、胰蛋白酶樣活性 (T-L，0 2)和糜蛋白酶樣活性（CT-L，0 5)，并且這三種活性亞基均水解蛋白底物與N-端蘇 氨酸（〇y-Thrl)的親水y-羥基的酰胺鍵。
[0008] 對蛋白酶體和泛素系統的機制和功能的不斷關注揭示了，難以發現不受降解系統 的直接或間接影響的任何方面的細胞代謝網絡。這包括例如細胞周期、新合成的蛋白的"品 質控制"（ERAD:內質網相關性蛋白降解）、轉錄因子調節、基因表達、細胞分化和免疫反應， 以及病理學過程，例如癌癥、神經變性疾病、脂褐質形成、糖尿病、動脈粥樣硬化、炎性過程 和白內障形成，還包括老化過程和為了維持細胞體內平衡而進行的氧化蛋白的降解。但這 似乎僅是總體的一小方面。能夠改變蛋白水解的速率或特異性（將其配置成用于高度專門 的任務）或通過泛素介導的降解而精確調節細胞蛋白的半衰期的各種調節蛋白使蛋白酶 體和泛素-蛋白酶體系統成形為在細菌界、植物界和動物界這三界中的細胞功能的有用部 分。
[0009] 癌癥是全世界的主要死因。盡管有大量的努力來尋找治療癌癥的新方法，但主要 治療選擇仍為單獨的外科手術、化學療法和放射療法或其組合。然而，外科手術和放射療法 一般僅用于清楚界定的癌癥類型，并且對于治療患有散播性疾病的患者具有有限的用途。 化學療法是可用于治療患有轉移性癌癥或諸如白血病的彌散性癌癥的方法。然而，盡管化 學療法可以提供治療益處，但其通常不能導致疾病的治愈，因為患者的癌細胞變得對化學 治療劑有抗性。因此，存在對額外的治療癌癥的化學療法的需求。
[0010] 已知蛋白酶體抑制作為癌癥治療方法的構思。新藥抑制劑硼替佐米是有效的選擇 性且可逆性蛋白酶體抑制劑，其靶向26S蛋白酶體復合物并抑制其功能。通過由26S蛋白 酶的19S調節亞基識別聚泛素化蛋白來進行錯誤重疊或受損的細胞的蛋白酶體降解，并且 隨后水解成小的多肽。
[0011] 用于治療復發性/難治性多發性骨髓瘤（MM)和外膜細胞淋巴瘤的硼替佐米的 成功開發已表明蛋白酶體抑制是有用的治療策略[Nat.Rev.Cancer2004,4,349-360 ; Bioorg.Med.Chem.Lett. 1998,8,333-338 ;J.Clin.Oncol. 2002,20,4420-4427 ;N.Engl. J.Med. 2003, 348,2609-2617 ;N.Engl.J.Med. 2005,352, 2487-2498 ;J.Clin.Oncol. 2007， 25,3892-3901]。硼替佐米主要抑制糜蛋白酶的蛋白酶體活性，而不改變胰蛋白酶或半胱氨 酸天冬氨酸蛋白酶樣蛋白酶體活性。硼替佐米通過靶向下述a)至e)而對多發性骨髓瘤 生物學具有多效性作用：a)細胞周期調節蛋白；b)經由調整漿細胞分化因子X-盒結合蛋 白-l(XBP-l)的轉錄活性的未折疊蛋白酶反應（UPR)途徑；c)p53-介導的細胞凋亡/MDM2 ; d)DNA修復機制；以及e)經由固有細胞死亡級聯（半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9介導的）和 外源細胞死亡級聯（半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3介導的）的經典應力反應途徑。具體地， 硼替佐米活化c-JunN-端激酶（JNK)，其觸發線粒體細胞凋亡信號轉導：從線粒體向細胞 溶質釋放細胞色素-c(cyt〇-c)及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶（Smac)的第二線粒體活化劑， 然后活化半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-9和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶_3。
[0012] 盡管硼替佐米已表現出臨床成功，但大部分患者復發或是難治的[J.Clin. Oncol. 2005, 23,676-684 ;J.Clin.Oncol. 2005, 23,667-675]。另外，已經報道了包括疼痛 性周圍神經病變和血小板減少癥在內的劑量限制性毒性〇)LT) [J.Clin.Oncol. 2006, 24， 3113-3120;Blood2005,106, 3777-3784]。迄今為止，不清楚這些毒性是否可歸因于脫靶作 用，因為硼替佐米抑制了諸如絲氨酸蛋白酶的其他酶。
[0013] 最近報道的稱為卡非佐米（也稱為PR-171)的微生物天然產物環氧霉素的結 構類似物被初步確認了其抗腫瘤活性，并隨后表現為蛋白酶體的有效抑制劑[Cancer Res.2007,67,6383-6391 ；Curr.Opin.DrugDiscovery2008,11,616-625 ；J.Am.Chem. Soc. 2000,122,1237-1238J.Antibiot. (Tokyo) 1992,45,1746-1752 ;Bioorg.Med.Chem. Lett. 1999,9,2283-2288；CancerRes. 1999,59,2798-2801 ；Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A. 1999,96,10403-10408]。卡非佐米選擇性抑制20S蛋白酶體的CT-L活性，并且與其 他蛋白酶類型的交叉反應性最小。
[0014]臨床前研宄和I期臨床研宄表明采用卡非佐米的連續每日給藥方案是完全耐受 的，并促進血液學惡性腫瘤的抗腫瘤活性，包括先前用硼替佐米治療的患者[Blood2007， 110,3281-3290 ;Br.J.Hamaetol. 2007,136,814-828;Blood2007,110,409;Blood2007， 110,411]。目前在多發性骨髓瘤、非霍金奇淋巴瘤和實體瘤的I期和II期臨床試驗中評價 卡非佐米。
[0015] 已知蛋白酶體抑制劑治療的臨床反應需要頻繁給藥（例如每周兩次）和長久治 療。例如，硼替佐米和卡非佐米每兩周或以更頻繁的給藥方案來靜脈給藥（iv)，并且治療可 以延長超過6個月。因此，期望允許給藥靈活并改善患者便利性的口服生物可用的蛋白酶 體抑制劑的開發。
[0016] 基于蛋白酶體抑制劑的治療可用于超出臨床腫瘤學的其他疾病。除了其在腫瘤 治療中的作用，蛋白酶體與大部分I型抗原的產生相關[Nature1992,357,375-379]。因 此，蛋白酶體的過度抑制可能增加病毒感染的機會。例如，報道了HIV-1病毒的復制可受到 蛋白酶體的降解作用的限制，并且報道了蛋白酶體抑制劑MG-132或乳胞素增強了病毒復 制的能力[J.Virol. 1998,72,3845-3850]。相反，許多最近的出版物已經表明泛素-蛋白 酶體途徑在對逆轉錄病毒的組裝、成熟和出芽的加工中具有有用的作用[Proc.Natl.Acad. Soc.USA2000,97,13069-13074 ；Proc.Natl.Acad.Sci.USA2000,97,13057-13062 ；Proc. Natl.Acad.Sci.USA2000,97,13063-13068]。蛋白酶體抑制還干擾HIV-1 和HIV-2 的gag 多多蛋白加工、釋放和成熟，并且泛素化是逆轉錄病毒釋放所需的。因此，蛋白酶體抑制劑 可用于治療HIV和其他病毒感染。
[0017] 蛋白酶體抑制還具有通過多種途徑治療炎性疾病和自身免疫性疾病的臨床潛 能，所述多種途徑包括MHC-介導的抗原呈遞、細胞因子和細胞周期調節以及細胞凋亡 [J.Rheumatol. 2005，32，1192-119]。在炎性關節炎中，表明NF-kB調節在類風濕關節 炎（RA)發病機理中所涉及的多個關鍵細胞因子[ArthritisRheum. 2004,50,2381-2386 ; ArthritisRheum. 2004, 50, 3541-3548]。在肽聚糖（peptoglycan)/多聚糖誘導的炎性關節 炎模型中，蛋白酶體抑制劑通過抑制NF-kB活化、降低細胞粘附分子和IL-6的表達來改善 關節炎分數。此外，蛋白酶體抑制可以通過控制血管生成來調節炎性關節炎的產生[J.Mol. Med. 2003,81，235-245]。
[0018] 銀肩病是原型T細胞介導的疾病之一，并且其產生與NF-kB活化相關。已經報 道蛋白酶體抑制劑的給藥降低了移植到小鼠上的人類皮膚外植體中的銀肩病病灶的尺寸。 治療還導致超抗原介導的T-細胞活化降低、細胞粘附分子表達減弱和T-細胞活化標記物 (其在疾病過程中顯著升高）的表達降低[J.Cl