CN101265259A - 新型ido抑制剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了治疗恶性肿瘤的化合物、药物组合物及方法。本申请特别涉及新型IDO抑制剂及其使用方法。

Description

新型IDO抑制剂及其使用方法

本申请是申请号为200480008331.4的中国专利申请(为PCT/US2004/005154进入国家阶段，申请日2004年2月20日，发明名称“新型IDO抑制剂及其使用方法”)的分案申请。

本申请根据35U.S.C.§119(e)请求享受美国临时申请号60/527,449(于2003年12月5日提出)美国临时申请号60/458,162(于2003年3月27日提出)的优先权，两篇申请的全部内容在这里引入。

技术领域

本发明涉及肿瘤学领域。特别地是，本发明为肿瘤的治疗提供新型化疗剂及这种药剂的使用方法。

背景技术

肿瘤特有地表达非典型的、具有潜在免疫反应性的抗原，共同地被称为肿瘤抗原。越来越多的证据表明，免疫系统不能对日益生长增多的肿瘤建立有效的响应不能归咎于缺少已了解的肿瘤免疫抗原。对肿瘤的抑制免疫反应了解不多，对肿瘤逃避免疫监督的机理一直没有深入研究。最近，有证据表明，细胞毒素T细胞通过由吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)的活性引起的色氨酸局部浓度的降低而变成耐受。

IDO是一种在色氨酸的分解代谢中催化色氨酸分解代谢中的限速步骤。这种酶在结构上与在肝脏内负责饮食的色氨酸分解代谢的色氨酸加双氧酶(TDO)截然不同。IDO是一种IFN-γ目标基因，并认为在免疫调节中会起一定的作用[Mellor和Munn，(1999)当今免疫学(Immunol.Today)，20：469-473]。IDO活性的增加降低了局部细胞环境的色氨酸水平。IDO在抗原提呈细胞中的诱导(在该细胞中IDO由IFN-γ调节)，阻断了T细胞的活化作用，对色氨酸的损耗尤为敏感。T细胞必须经过1-2轮的细胞分裂才会变成有活性的，但是为了对应色氨酸的损耗，它们滞留在G1内。这样，建议用IDO来抑制能促进细胞毒素T细胞发展的T_H1反应。

IDO在免疫抑制中的作用的主要证据由1-甲基-色氨酸(1MT)——一种特殊的、生物活性的IDO抑制剂[Cady和Sono，(1991)生物化学和生物物理档案(Arch.Biochem.Biophys.)，291：326-333]的性能所证明，诱出同种异体鼠胚胎的MHC限制和T细胞介导的排异作用[Mellor等，(2001)自然免疫学(Nat.Immunol.)，2：64-68；Munn等，(1998)科学(Science.)，281：1191-93]。这种作用与胎盘滋养层细胞内的IDO表达的高水平是一致的[Sedlmayr等，(2002)分子组成的人类繁殖(Mol.Hum.Reprod.)，8：385-391]。

值得注意的是，IDO活性在人类肿瘤或癌症患者体内呈不断提高的趋势[Yasui等，(1986)国家科学研究院学报(Proc.Natl.Acad.Sci.)，美国，83：6622-26；泰勒和冯，(1991)FASEBJ.5：2516-22]。既然IDO能够调节免疫反应，那么就会得出一个合理逻辑的含意：IDO在肿瘤中的增加可能会促进肿瘤的免疫抑制反应[Mellor和Munn，(1999)当今免疫学(Immunol.Today)，20：469-473；Munn等，(1999)实验医学期刊(J.Exp.Med.)，189：1363-72；Munn等，(1998)科学(Science.)，281：1191-93]。这种可能性由可以限制其恶性发展的有利的免疫功能的降低来表现其特征的诸多肿瘤，包括乳腺癌的观察资料所支持。例如，促进细胞毒素T细胞产生的T_H1反应(其标志是产生IFN-γ)在癌症恶化期间受到抑制。从该数据所得出的假设就是，如果IDO通过减弱T细胞的活化作用促使癌症恶化，那么通过改变以IDO为媒介的免疫抑制反应，IDO在动物体内的抑制作用应该降低肿瘤的生长。但是，在小鼠模型中，IDO抑制剂1-甲基-色氨酸(1MT)的传递只是减慢并不能阻止肿瘤的生长[Friberg等，(2002)国际癌症期刊(Int.J.Cancer)，101：151-155；美国专利(USPatent)，6,482,416]。

细胞信号转换，即一系列来自于细胞外的作用导致成细胞内后果，是正常状态和生病状态下细胞功能的一个方面。大量起信号转导分子作用的蛋白质已被识别出来，包括受体和非受体酪氨酸激酶、磷酸酶及其他具有酶或调节活性的分子。这些分子通常证明其有特定能力可以与其他蛋白质结合形成一种能够改变细胞增生的信号复合物。

异常的信号转导可能导致恶性肿瘤的转化、生长和发展。因此，可以使用信号转导路径的抑制剂来治疗癌症。在过去几年中，已研发出许多信号转导抑制剂(STIs)，如今正在研究它们抑制肿瘤生长的能力。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了新型吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂的活性。新型化合物是由分子式(I)和分子式(II)中选择的：

分子式(I)：

其中，R₁是H或低级烷基；R₂是H；R₃是从以下基团中选择：

其中R_A和R_B独立地从基团H和烃基中选择；

其中R_C从基团H和烃基中选择； 其中n是1-10的整数，R_D是分子式：

的咔啉取代基；及

其中R_A和R_B独立地从基团H和烃基中选择；或者R₂和R₃结合在一起并代表分子式(I)的与吡咯稠合的和从基团：

和

选择的环的一部分，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表分子式：的取代基，分子式(I)的化合物，当R₂和R₃结合在一起代表(i)时升级成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；当R₂和R₃结合到一起并代表一个环状系统的一部分，Y也可以是异硫氰酸基；条件是分子式(I)不含从以下物质中选择的化合物：3-(N-甲基-乙内酰硫脲)-吲哚，3-(N-苯基-乙内酰硫脲)-吲哚，3-(N-烯丙基-乙内酰硫脲)-吲哚，5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉；分子式(II)：

其中X、Y和Z可能是一样的也可能是不同的，是从由H、卤素、NO₂及烃基中选取的；条件是分子式(II)中不含3-氨基-2-萘甲酸。

根据本发明的另一方面，提供一种在患者体内治疗癌症的方法。该方法包括施用有效量的在药学可接受一载体介质中含有至少一种吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)抑制剂的药物组合物，优选是一种本发明的新抑制剂。

在本发明的另一个情况中，提供在需要其的患者身上进行癌症治疗的方法。该方法包括是让患者施用，同时地或按顺序地，有效量的至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂和至少一种信号转导抑制剂(STI)。在本发明的一个特殊实施方式中，至少一种STI是从bcr/abl激酶抑制剂、表皮生长因子(EGF)受体抑制剂、her-2/neu受体抑制剂和法呢基转移酶抑制剂(FTIs)中选择的。化合物可以药学可接受的载体介质中给药。

本发明还有一个实施方式就是，提供在需要的患者身上进行癌症治疗的另一个方法。该方法包括给患者施用，同时地或按顺序地，有效量的至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂和至少一种化疗剂。在本发明的一个具体实施方式中，上述至少一种化疗剂是从以下各类中选择的：紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物。该化合物可以在药学可接受载体介质中进行。

再根据本发明的一方面，提供一种方法，在需要的患者身上进行癌症治疗，其中通过给患者施用，同时地或按顺序地，有效量的至少一种除一种IDO抑制剂以外的免疫调节剂，和有效量的至少一种细胞毒素化疗剂或至少一种STI。在一具体实施方式中，至少一种免疫调节剂是从以下各类中选择的：CD40L、B7、B7RP1、ant-CD40、anti-CD38、anti-ICOS、4-IBB配体、树枝状细胞癌疫苗、IL2、IL12、ELC/CCL19、SLC/CCL21、MCP-1、IL-4、IL-18、TNF、IL-15、MDC、IFNa/b、M-CSF、IL-3、GM-CSF、IL-13及anti-IL-10。在另一种具体实施方式中，上述至少一种细胞毒素化学治疗剂是从以下各类中选择的：紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康及埃坡霉素衍生物。

本发明还有一种情况就是，提供一种方法，在需要其的患者身上进行慢性病毒感染的治疗，通过给患者施用，同时地或按顺序地，有效量的至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂和至少一种化疗剂。上述至少一种化疗剂可以从以下各类中选择：紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康及埃坡霉素衍生物。活性药剂采用或不采用药学可接受的载体介质给药。本发明的方法可以用于治疗下面任意的慢性病毒性感：丙肝病毒(HCV)、人类乳头状瘤病毒(HPV)、细胞巨化病毒(CMV)、爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)、水痘带状疱疹病毒、柯萨奇病毒及人类免疫缺陷病毒(HIV)。

附图说明

图1提供本发明中乙内酰硫脲衍生物的合成方法。

图2提供本发明中吲哚在C-4和N-1位置上衍生的路线。

图3提供本发明中C-6取代的吲哚的合成路线。

图4提供本发明中C-4、C-5和C-6三取代的吲哚的合成路线。

图5提供本发明中乙内酰硫脲衍生物的选择性的合成路线。

图6提供本发明中brassinin衍生物的合成路线。

图7提供本发明中C-5和C-6取代的β-咔啉衍生物的合成路线。

图8提供本发明中C-3烷基取代的β-咔啉衍生物的合成路线。

图9提供本发明中β-咔啉衍生物的选择性的合成路线。

图10提供本发明中3-氨基-6/7-溴代-2-萘甲酸的合成路线。

图11提供本发明中C-6、C7和C-8三取代的3-氨基-2-萘甲酸的合成路线。

图12提供本发明中C-6、C-7和C-8三取代的3-氨基-2-萘甲酸的选择性的合成路线。

图13提供本发明中brassilexin衍生物的合成路线。

图14提供本发明中取代的brassilexin衍生物的选择性的合成路线。

图15提供本发明中N-取代的brassilexin衍生物的合成路线。

图16提供本发明中环丙基色氨酸的合成路线。

图17提供本发明中氮丙啶基色氨酸衍生物的合成路线。

图18提供本发明中系留的竞争性用的/非竞争性衍生物的合成路线。

图19A和19B为IDO抑制剂的酶实验结果的曲线图。A)1MT和B)MTH-Trp的浓度不断增加的情况下，得到有关人体IDO的酶动力数据的球形非线性的回归分析。利用Prism4软件包(GraphPad)进行绘图并分析。1MT的Ki最适合值是34.6μM而MTH-Trp的则是11.4μM。

图20是有关1MT对IDO、1MT对TDO及MTH-Trp对IDO的2log剂量递增研究的细胞基础上的IDO抑制剂实验的结果曲线图。利用Prism4数据分析系统(GraphPad)来绘图，通过非线性回归分析确定坡度和EC50值。

图21是犬尿氨酸新陈代谢路径的示意图。IDO是一种源于肝外的、干扰素-γ诱发的氧化还原酶。IDO反应的产物——N-甲酰犬尿氨酸迅速地水解成犬尿氨酸。犬尿氨酸分布在组织和血液的空隙之间，因为酶只有很小的或没有活性使犬尿氨酸在组织内进一步新陈代谢。清除犬尿氨酸的主要途径是在肝脏和/或肾内转化成黄尿酸后随尿液排出，尽管它也是在生物合成途径中产生烟碱腺嘌呤二核苷酸(NAD)的媒介[Takikawa等，(1986)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)，261：3648-3653；托马斯和施托克尔，(1999)氧化还原作用报告(Redox.Report)，4：199-220]。

图22A-D为小鼠血清HPLC分析结果的色谱图。血清通过在4℃下过夜培育采集的血样并除去血凝块制备而成。通过TCA沉淀作用除去蛋白质。在由20％MeOH、5％乙腈、10mMKPO₄(pH5.3)、0.15mMEDTA构成的等度缓冲器内的250mm×4.5mm银5μC18柱(Phenomenex)上溶解样品。血清样品从按下列各步治疗过的FVB类鼠体内制备：A)未治疗(用30μM以下每种控制化合物搀入到血清内：色氨酸、犬尿氨酸和1MT)；B)未治疗(可以检测到55μM血清色氨酸)；C)LPS测试24小时(可以检测到达到5.6μM犬尿氨酸的诱导)；D)1MT小药丸皮下注入3天(可以检测到104μM的1MT)。在6.66分钟和14.5分钟时调节输出灵敏度(Y轴)，并最优化每一个预期的峰高。Ky是犬尿氨酸，W是色氨酸，1MT是1-甲基-色氨酸。

图23阐明MMTVneu鼠的肿瘤体积的合并改变的曲线图，该鼠被模拟治疗(未治疗)或者用1MT、L-744，832(FTI)、1MT和L-744，832以及有1MT或无1MT的化疗剂治疗过。每个数据点都由单个小鼠来确定，柱状体表示数据点的平均数，列在曲线图的下面。

图24是体外生物化学实用于筛查IDO抑制剂候选物者的结果曲线图。提供抑制剂存在的情况下有关犬尿氨酸数量的数据。

图25A和25B是细胞基础上的实用于筛查IDO抑制剂候选物的结果曲线图。图25A中，提供抑制剂不存在的情况下有关犬尿氨酸数量的数据。图25B中，提供有关荧光性方面的数据，表示犬尿氨酸的产生(即，IDO活性)。细胞用空的表达运载体(运载体)或者用含有IDO的cDNA的表达运载体来转染。

图26提供细胞基础上的实验用于筛查IDO抑制剂候选物的吲哚胺的乙内酰硫脲衍生物的曲线图。细胞用空的表达运载体(运载体)或者用含有IDO或TDO的表达运载体来转染。为了对照，用IDO表达运载体转染的细胞也要在1MT存在的情况下进行化验。

图27为几种IDO抑制剂的图表，包括其结构和它们在细胞基础上的实验中浓度为250μM时抑制IDO和TDO活性的能力。

图28提供曲线图，证实几种新生转移的乳腺(顶板)或前列腺(底板)癌细胞的IDO抑制剂的毒性。细胞未治疗(Untx)或者用100μM的抑制剂来治疗。

图29是说明MMTVneu鼠的肿瘤体积的总变化的曲线图，该鼠被模拟治疗(未治疗)或者用1MT、紫杉醇(紫杉酚

)、1MT和紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂或1MT和顺氯氨铂治疗过。每个数据点都由单个小鼠来确定，柱状体表示数据点的平均数，列在曲线图的下面。

具体实施方式

本发明的一个实施方式中，提供了许多显示IDO抑制活性的新型化合物。另外，由这种化合物构成的药物组合物及其抑制肿瘤生长的使用方法都包含在本发明中。

本发明的另一个实施方式是，提供了一种包括施用信号转导抑制剂(STI)和IDO抑制剂的组合治疗方案，它对抑制肿瘤的生长是有效的。

而且根据本发明的另一方面，提供另一种包括施用化疗剂和IDO抑制剂的组合治疗方案。它对抑制肿瘤的生长也是有效的。

本发明还有一个具体实施方式中，提供了一种组合治疗方案用于治疗慢性病毒感染，该方案包括施用IDO抑制剂和化疗剂。

I.定义

术语“IDO抑制剂”是指能够抑制吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)的活性从而逆转以IDO介导的抑制免疫反应的一种药物。IDO抑制剂可能是竞争性的，非竞争性的或是不可逆的。“竞争性IDO抑制剂”是一种化合物，能够在催化位点可逆地抑制IDO酶的活性(例如但不限于，1-甲基-色氨酸)；“非竞争性IDO抑制剂”是一种能够在非催化部位可逆地抑制IDO酶活性的化合物(例如但不限于，二氮芴)；还有，“不可逆IDO抑制剂”是一种通过与酶形成共价键而不可逆地破坏IDO酶活性的化合物(例如但不限于，环丙基/氮丙啶基色氨酸衍生物)。

本发明中的IDO抑制剂可能包括但不限于：i)之前已确定的(已知的)IDO抑制剂，例如但不限于：1-甲基-DL-色氨酸(1MT；Sigma-Aldrich；圣路易斯，密苏里州)，β-(3-苯并呋喃基)-DL-丙胺酸(Sigma-Aldrich)，β-(3-苯并(b)噻吩基)-DL-丙胺酸(Sigma-Aldrich)，6-硝基-L-色氨酸(Sigma-Aldrich)，吲哚3-甲醇(LKT实验室，圣保罗，明尼苏达州)，3，3’-二吲哚基甲烷(LKT实验室)，表没食子儿茶酸棓酸盐(LKT实验室)，5-溴-4-氯-吲哚酚1，3-双乙酸酯(Sigma-Aldrich)，9-乙烯基咔唑(Sigma-Aldrich)，阿西美辛(Sigma-Aldrich)，5-溴代-DL-色氨酸(Sigma-Aldrich)，5-溴代吲哚酚双乙酸盐(Sigma-Aldrich)；和ii)本发明中的新IDO抑制剂。本发明的优选实施方式是，该IDO抑制剂包括发明的新IDO抑制剂。

“信号转导抑制剂”是一种能够在癌细胞的正常功能中有选择性地抑制信号路径中一个或一个以上的重要步骤，从而导致细胞凋亡的药物。

本发明中的信号转导抑制剂(STIs)包括但不限于(i)bcr/abl激酶抑制剂，例如，STI 571(Gleevec)；(ii)表皮生长因子(EGF)受体抑制剂，例如，激酶抑制剂(Iressa，SSI-774)和抗体(Imclone：C225[Goldstein等，(1995)，临床癌症研究(Clin Cancer Res.)，1：1311-1318]，及Abgenix：ABX-EGF)；(iii)her-2/neu受体抑制剂，例如，赫赛汀^TM(曲妥珠单抗)，以及法呢基转移酶抑制剂(FTI)如L-744，832[Kohl等，(1995)，国家医药(Nat Med.)，1(8)：792-797]；(iv)Akt系列的激酶或Akt路径的抑制剂，例如，雷帕霉素(如参见Sekulic等著的(2000)癌症研究(Cancer Res.)，60：3504-3513)；(v)细胞周期激酶抑制剂，例如，flavopiridol和UCN-01(如参见Sausville写的(2003)当前医药化学的抗癌剂(Curr.Med.Chem.Anti-Canc Agents)，3：47-56)；(vi)磷脂酰肌醇激酶抑制剂，例如，LY294002(如参见Vlahos等著述的(1994)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)，269：5241-5248)。

化合物或药物组合物的“治疗有效量”是指一种药量，可以在动物体内调节肿瘤生长或转移，特别是在人体内，包括但不限于降低肿瘤生长或大小或者予防给药之前没有任何肿瘤形成的动物体内肿瘤生长的形成，即预防性服用。

“药学可接受的”是指经过联邦或国家政府或美国药典或其他通常已公认的药典中列出的管理机构的批准，用于动物特别是用于人类。

“载体”是指，例如，稀释剂、辅剂、赋形剂、助剂或媒介物，利用它们本发明的活性剂可以被施用。这种药学载体可以是灭菌液体，如水或油，包括石油、动物、蔬菜或合成来源的油，如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等等。水或盐水溶液及葡萄糖水溶液和甘油溶液都是比较适宜用作载体的，尤其是用于可注射溶液。一些合适的配药载体在E.W.马丁所写的“雷明顿的制药科学”中有所阐述(“Remington′s Pharmaceutical  Sciences″by E.W.Martin.)。

“同时地”意思是(1)时间上是同时的，或(2)在同一个治疗计划过程中的不同时间。

“按顺序地”是指施用该方法的一种成分接着施用另一种成分。施用一种成分以后，下一个成分可以基本上在第一种成分之后立刻施用，或者下一个成分可以在第一种成分之后经过一段有效的时间周期以后再施用；该有效的时间周期是指从第一种成分的施用获得最大限度效果的时间。

“烃基”是指未取代或取代的碳氢化合物部分，其含有约1个至约10个碳原子或含有约1个至约25个碳原子，这些碳原子可以是直链、支链或是环状的烃基。被取代时，烃基可能在任何可用连接点上被取代。有代表性的未取代基团包括烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、n-丁基、t-丁基、异丁基、戊基、己基、异己基、庚基、4，4-二甲基戊基、辛基、2，2，4-三甲基戊基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基等等；芳基，如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、联苯、四苯基等等；芳烷基，如苯甲基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯己基、萘辛基等等；以及环烷基，如环丙基、环丁基、环己基、环庚基、环辛基等等。有代表性的取代基可能包括但不限于下列的一个或一个下列基团：卤代基(如F，Cl，Br，I)，卤烷基(如CCl₃或CF₃)，烷氧基、烷硫基、羟基、羧基(-COOH)，羰基(-C(＝O))，环氧基，烷氧基羰基(-C(＝O)-OR)，烷基羰基氧基(-OC(＝O)-R)，氨基(-NH₂)，氨基甲酰(NH₂C(＝O)-或NHRC(＝O)-)，脲基(-NHCONH₂)，烷脲基(-NHCONHR)或硫醇(-SH)，其中上述取代基中的R代表一个烃基部分。按这里所定义的烃基基团(部分)也可能包含一个或一个以上的碳碳双键或一个或一个以上的碳碳三键(即，烃基基团可能是不饱和的)。有代表性的不饱和烃基基团包括链烯基，如烯丙基和乙烯基。烃基基团也可能被至少一个氧、氮或硫原子中断。

术语“卤素”、“卤代”及“卤化物”是指氯、溴、氟或碘。

“低级烷基”是指含有约1至4个碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基及异丙基。在一特定实施方式中，低级烷基是指甲基。

II.具有IDO抑制活性的新型化合物及其使用方法

根据本发明的说法，提供具有下列分子式的新型化合物，其能够抑制IDO活性从而抑制肿瘤生长：

分子式(I)：

其中R₁是H或低级烷基；R₂是H；R₃是从以下基团中选择的：

其中R_A和R_B独立地从H和烃基基团中选择；

其中R_C是从H和烃基基团中选择的；

其中n是从1到10的整数，R_D是分子式：

的咔啉取代基；和其中R_A和R_B分别从H和烃基基团中选择；或者R₂和R₃结合在一起并代表分子式(I)与吡咯部分稠合的和从基团：

和

中选择的环的一部分，其中R_E是一个烃基或烷基-Q，Q代表分子式：

的取代基，分子式(I)的化合物，当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；当R₂和R₃结合到一起并代表一个环状系统的一部分，Y也可能是异硫氰酸基；条件是分子式(I)不含从以下物质中选择的化合物：3-(N-甲基-乙内酰硫脲)-吲哚，3-(N-苯基-乙内酰硫脲)-吲哚，3-(N-烯丙基-乙内酰硫脲)-吲哚，5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉；和

分子式(II)：

其中X、Y和Z可能是一样的也可能是不同的，是从由H、卤素、NO₂及烃基中选取的；条件是分子式(II)中不含3-氨基-2-萘甲酸。

本发明的一个实施方式是，分子式(I)的新型化合物可能通过以下附加条件进一步表现其特征：1)如果R₃是取代基(a)并且R_A不是H，那么R_B是烃基，或者X、Y或Z的至少一个不是H、NO₂、COH、CH₂OH或CH₃；2)如果R₃是取代基(a)并且R_B是H，那么R_A是H，或者X、Y或Z的至少之一不是H、NO₂、COH、CH₂OH或CH₃；3)如果R₃是取代基(a)并且X、Y和Z都是从H、NO₂、COH、CH₂OH或CH₃基团中选择的，那么R_A是H，或者R_B是烃基。

而本发明的另一个实施方式是，分子式(I)的新型化合物可能通过以下附加条件进一步表现其特征：当R₃是(f)时，Y是卤素。

本发明的一个具体实施方式是，当R₃是(f)时，X和Z是H，Y是Br，R₁是-CH₃，R₂是H，R_A是-CH₃或-CH₂-CH＝CH₂，R_B是H。

分子式(I)的化合物，其中R₃从基团(a)、(b)和(f)中选择的，和分子式(II)均认为能够竞争性抑制IDO活性，而分子式(I)的化合物，其中R₃从基团(c)、(d)和(e)中选择的，或者R₂和R₃结合形成基团(i)、(ii)和(iii)之一，似乎非竞争性抑制IDO的活性。

本发明也提供在药学可接受载体中含有具有从分子式(I)和(II)选择的一个分子式的至少一个IDO抑制剂的药物组合物。这种药物组合物可以以一定治疗有效量给需要它来治疗癌症的患者使用。

另外，本发明也提供一种治疗癌症的方法，即给需要其的患者施用一定治疗有效量的至少一种含有从分子式(I)和(II)中选择的分子式的IDO抑制剂。

可以使用本发明中的方案来治疗包括但不限于以下器官组织的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌(cutaneousbasocellular carcinoma)及睾丸精原细胞瘤。

III.用于癌症治疗的联合疗法

本发明也提供肿瘤的抑制方法。根据本发明，已发现，IDO抑制剂与信号转导抑制剂(STI)的组合可产生协同作用来抑制肿瘤的生长。因此，本发明提供一种药物组合物来治疗癌症患者，该组合物在药学可接受载体中含有至少一种IDO抑制剂和至少一种STI。另外还提供一种治疗癌症患者的方法，即施用有效量的至少一种IDO抑制剂并与至少一种STI相联合。适宜的IDO抑制剂包括含有从分子式(I)和(II)中选择的一个分子式的化合物且显示出IDO抑制性活性的任何化合物。适配的STI，如同上文中所写，包括但不限于：(i)bcr/abl激酶抑制剂，例如，STI 571(Gleevec)；(ii)表皮生长因子(EGF)受体抑制剂，例如，激酶抑制剂(Iressa，SSI-774)及抗体(Imclone：C225[Goldstein等(1995)，临床癌症研究(Clin CancerRes.)，1：1311-1318]，及Abgenix：ABX-EGF)；(iii)her-2/neu受体抑制剂，例如，赫赛汀^TM(曲妥珠单抗)，以及法呢基转移酶抑制剂(FTI)，例如L-744，832[Kohl等，(1995)，国家医药(Nat Med.)，1(8)：792-797]；(iv)Akt系列的激酶抑制剂或Akt路径，例如，雷帕霉素(如参见Sekulic等著的(2000)癌症研究(Cancer Res.)，60：3504-3513)；(v)细胞周期激酶抑制剂，例如，flavopiridol和UCN-01(如参见Sausville写的(2003)当前医药化学的抗癌剂(Curr.Med.Chem.Anti-Canc Agents)，3：47-56)；(vi)磷脂酰肌醇激酶抑制剂，例如，LY294002(如参见Vlahos等著述的(1994)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)，269：5241-5248)。

本发明的一具体实施方式是，至少一种IDO抑制剂和至少一种STI可以同时地或按顺序地施用给患者。换句话说，可以先施用至少一种IDO抑制剂再施用至少一种STI；或者至少一种IDO抑制剂和至少一种STI可以同时施用。另外，当使用一种以上的IDO抑制剂和/或STI时，可以按任何顺序施用这些化合物。

可以使用本发明中的联合方案来治疗的癌症包括但不限于以下器官组织的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌及睾丸精原细胞瘤。

除了IDO以外，也了解到其他分子也具有免疫调节的作用。这些分子也可能是用来抑制癌症患者中肿瘤生长的潜在靶向。因而，本发明也提供治疗癌症患者的联合方法，除了施用IDO抑制剂与至少一种化疗剂以外，再施用至少一种免疫调节剂。适配的可以用在本发明中的免疫调节剂包括但不限于：共刺激分子，如CD40L，B7和B7RP1；共刺激受体的活化单克隆抗体(mAbs)，如ant-CD40，anti-CD38，anti-ICOS和4-IBB配体；树枝状细胞抗原负载(体外或体内)；树枝状细胞癌症疫苗；细胞因子/趋化因子，如IL1、IL2、IL12、IL18、ELC/CCL19、SLC/CCL21、MCP-1、IL-4、IL-18、TNF、IL-15、MDC、IFNa/b、M-CSF、IL-3、GM-CSF、IL-13及anti-IL-10；细菌脂多糖(LPS)；以及免疫刺激低聚核苷酸(例如，CpG DNA聚合物(参见，如Verthelyi和Zeuner(2003)，治疗免疫学(Tr.Immunol.)，24：519-522))。适配的化疗剂包括但不限于细胞毒性化疗剂和信号转导抑制剂(STIs)。

根据本发明，也发现，IDO抑制剂与化疗剂的组合可协同作用来抑制肿瘤生长。因此，本发明提供一种药物组合物来治疗癌症患者，该组合物在药学可接受载体中含有至少一种IDO抑制剂和至少一种化疗剂。另外还提供一种治疗癌症患者的方法，即施用有效量的至少一种IDO抑制剂并与至少一种化疗剂相结合。适配的IDO抑制剂包括含有从分子式(I)和(II)中选择的一个分子式的化合物且显示出IDO抑制性活性的任何化合物。适配的化疗剂，如同上文中所写，包括但不限于：紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物。

本发明的一个具体实施方式是，至少一种IDO抑制剂和至少一种化学治疗剂可以同时地或按顺序地施用给患者。换句话说，可以先施用至少一种IDO抑制剂再施用至少一种化学治疗剂；或者至少一种IDO抑制剂和至少一种化学治疗剂可以同时施用。另外，当使用一种以上的IDO抑制剂和/或化学治疗剂时，可以按任何顺序施用这些化合物。

可以使用本发明中的组合方案来治疗包括但不限于以下器官组织的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌及睾丸精原细胞瘤。

IV.治疗慢性病毒感染的联合疗法

此外，本发明提供了一种药物组合物用于治疗患者的慢性病毒感染，其在药学可接受载体中含有至少一种IDO抑制剂、至少一种的癌症治疗药物以及可有可无的至少一种抗病毒剂。另外，提供一种通过施用上述的有效量的组合物来治疗患者的慢性病毒感染的方法。

适宜的IDO抑制剂包括含有从分子式(I)和(II)中选择的一个分子式的化合物且显示出IDO抑制性活性的任何化合物。

适宜的化学治疗剂是任何显示出抗癌活性的化合物，包括但不限于：烷化剂(例如，氮芥如苯丁酸氮芥、环磷酰胺、isofamide、二氯甲基二乙胺、苯丙氨酸氮芥和尿嘧啶氮芥；氮丙啶如三胺硫磷；甲烷磺酸酯类如白消安；亚硝基脲如亚硝基脲氮芥、环己亚硝脲和链脲霉素；铂配合物如顺氯氨铂和卡波铂；生物还原的烷化物如丝裂霉素、甲基苄肼、氮烯唑胺和六甲蜜胺)；DNA链断裂剂(例如，博来霉素)；拓扑异构酶II抑制剂(例如，安吖啶、更生霉素、道诺霉素、黄胆素、米托蒽醌、亚德里亚霉素、足叶乙甙和替尼泊甙)；DNA小沟结合剂(例如，plicamydin)；抗代谢物(例如，叶酸拮抗药如甲氨蝶呤和三甲氧苯氨喹唑啉；嘧啶拮抗药如氟尿嘧啶、氟脱氧尿苷、CB3717、阿扎胞苷、阿糖胞苷和氟尿苷；嘌呤拮抗药如巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤、氟拉达滨、戊糖苷；门冬酰胺酶；以及核苷酸还原酶如羟基脲)；微管蛋白相互作用剂(例如，长春新碱、长春碱及紫杉醇(紫杉酚))；激素药(例如，雌激素；共轭雌激素；乙炔雌二醇；己烯雌酚；chlortrianisen；idenestrol；孕酮如己酸羟孕酮、甲孕酮及甲地孕酮；雄激素如睾丸激素、睾丸流毒丙酸酯、氟羚甲基睾丸素及甲基睾丸激素)；肾上腺皮质类固醇(例如，强的松、地塞米松、甲强龙及脱氢皮质醇)；促黄体生成激素释放剂或促性腺激素释放激素拮抗剂(例如，亮脯利特醋酸盐和戈舍瑞林醋酸盐)；抗荷尔蒙抗原(例如，三苯氧胺、抗雄激素物质如氟他胺；抗肾上腺药如米托坦和氨基导眠灵)。化疗剂最好是从下列药物中选择：紫杉醇(紫杉酚)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物。

适宜的抗病毒药剂包括但不限于：无环鸟苷；gangcyclovir；磷酸胆碱钙；病毒唑；以及抗反录病毒药如核苷类似物逆转录酶抑制剂(例如，叠氮胸腺嘧啶脱氧核苷(AZT)、ddl、ddC、3TC、d4T)，非核苷逆转录酶抑制剂(例如，依发韦仑，奈韦拉平)，核苷类似物逆转录酶抑制剂以及蛋白酶抑制剂。

本发明的一个具体实施方式是，至少一种IDO抑制剂和至少一种化疗剂可以同时或按顺序给患者施用。换句话说，可以先施用至少一种IDO抑制剂再施用至少一种化学治疗剂；或者至少一种IDO抑制剂和至少一种STI可以同时施用。另外，当使用一种以上的IDO抑制剂和/或化学治疗剂时，可以按任何顺序施用这些化合物。类似地，抗病毒药也可以在任何时间施用。

这种联合治疗的化合物也可以给药治疗局部感染。尤其是，可以施用至少一种IDO抑制剂、至少一种化疗剂、可有可无的至少一种抗病毒药来治疗皮肤感染，如带状疱疹和疣。该化合物可以在药学可接受载体中来施用，这些载体包括但不限于：凝胶、霜剂、洗剂、软膏、散剂、气雾剂及传统的将药物应用到皮肤上的其他形式。

可以使用本发明中联合治疗法来治疗的慢性病毒感染，包括但不限于以下病毒引起的疾病：丙肝病毒(HCV)、人体乳突淋瘤病毒(HPV)、细胞巨化病毒(CMV)、疱疹单一病毒(HSV)、爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)、水痘带状疹病毒、柯萨奇病毒、人体免疫缺陷病毒(HIV)。

特别是，寄生性感染(例如疟疾)也可以用上述的方法来治疗，其中公认的治疗寄生性感染的化合物可选择性地添加，代替抗病毒药。

V.药物组合物和化合物的施用

本发明中的药物组合物也可以按其他合适的路径来给药，例如，注射、口服、肺部、鼻腔或其他给药方式。大体上，除了别的以外，本发明的药物组合物包含药学可接受的稀释液、防腐剂、增溶剂、乳化剂、辅药和/或载体。这种组合物可能包括不同缓冲内容物的稀释剂(例如，Tris-HCl、醋酸盐、磷酸盐)，pH和离子强度；以及添加剂如清洁剂和增溶剂(例如，吐温80、聚山梨醇80)，抗氧化剂(例如，抗坏血酸、偏亚硫酸氢钠)，防腐剂(例如，噻汞撒、苯甲醇)及膨化物质(例如，乳糖、甘露醇)。该组合物可以与聚合化合物如聚乳酸、聚乙醇酸等的颗粒式制剂或脂质体合并在一起。这种组合物可以影响本发明中药物组合物的组份的物理状态、稳定性、体内释放速度及体内清除速度。参见如雷明顿的“制药科学”(Remington′sPharmaceutical Sciences)，第18版(1990，马克出版公司，伊斯顿，宾夕法尼亚州18042)第1435-1712页，这里引入作为参考。例如，本发明的药物组合物可以以液体的形式配制，或者也可以以干粉的形式配制(如冻干粉)。

而另一个实施方式是，本发明的药物组合物可以在控释系统内传送，比如利用静脉注入，可移植的渗透泵，透皮贴剂，脂质体或其他服用方式。在特殊情况下，可以使用泵(参见兰格，见上；Sefton，CRC评论参考生物制药工程(CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.)(1987)14：201；Buchwald等，外科(1980)88：507；Saudek等，新英格兰医学杂志(N.Engl.J.Med.)(1989)321：574)。另一种实施方式，可以利用聚合材料(参见受控释放的医药应用(MedicalApplications of Controlled Release)，兰格和怀斯(eds.)，CRC出版：Boca Raton，佛罗里达州(1974)；受控药物的生物药效率(Controlled Drug Bioavailability)，药物产品设计和性能(DrugProduct Design and Performance)，Smolen和鲍尔(eds.)，Wiley：纽约(1984)；Ranger和Peppas，高分子科学期刊，高分子化学的修订本(J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.)(1983)23：61；同时参见利维等，科学(Science)(1985)228：190；During等，神经学年报(Ann.Neurol.)(1989)25：351；霍华德等，神经外科期刊(J.Neurosurg.)(1989)71：105)。而在另一种实施方式中，控释系统可以放在动物的目标组织的附近，因而只需要全身剂量的一部分(如参见，Goodson，在受控释放的医药应用中(Medical Applications ofControlled Release)，见上，(1984)2卷，115-138页)。特别地，可控释放设备可以在不适宜的免疫活化或肿瘤的附近引入到动物体内。其他可控释放系统由兰格在评论文章内讨论(“科学”(Science)(1990)249：1527-1533)。

提供下列实例来阐明本发明的不同情况。不管怎样，本发明不会仅局限于这些实例。

例1：

乙内酰硫脲衍生物的合成

概述：乙内酰硫脲衍生物，或分子式(I)的化合物，其中R₃是基团(a)，通过筛选商业上可用的色氨酸衍生物来鉴别。N-甲基(R₁＝H；R_A＝CH₃；R_B＝H；X，Y，Z＝H)，N-烯丙基(R₁＝H；R_A＝-CH₂CH＝CH₂；R_B＝H；X，Y，Z＝H)及N-苯基(R₁＝H；R_A＝Ph；R_B＝H；X，Y，Z＝H)。证明乙内酰硫脲衍生物比结构上截然不同的酶色氨酸2，3-加双氧酶(TDO2)在抑制作用和重要的选择性上均高出50％。为进一步改善抑制剂的潜能，本发明的重点可能就是吲哚环的取代，该程序在过去已增强了色氨酸衍生物的潜能。特别是，文献报告指出吲哚环的N-1、C-5和C-6的取代将提供更多的有效的抑制剂(Cady和Sono(1991)生物化学和生物物理档案(Arch.Biochem.Biophys.)，291：326-33；Munn，D.H.等(1998)科学(Science)，281：1191-3；Peterson，A.C.等(1994)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，3：531-544；Southan，M.D.等(1996)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，6：343-352)。另外，虽然在文献中没有报告C-4卤化物衍生物(Southan等)，但是本发明已经确定5-溴代-4-氯代-1，3-双乙酸酯是一种有效的抑制剂(在250μM时比IDO的抑制作用大50％)。

合成：通过在吲哚-3-甲醛和乙内酰硫脲1之间进行厄伦美厄-Plochl吖内酯型缩合反应来合成乙内酰硫脲衍生物(图1；Djura和福克纳(1980)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，45：735-7；Guella，G.等(1988)Helv.Chim.Acta，71：773-82；Guella，G.等(1989)Helv.Chim.Acta，72：1444-50；克劳福德和利特尔(1959)化学协会期刊(J.Chem.Soc.)，729-731；朱利安和Sturgis(1935)美国化学协会期刊(J.Am.Chem.Soc.)，1126-28)。很可能会产生共轭烯烃立体异构体3的混合物，可以检测出这些产物是乙内酰硫脲的平面类似物。3中共轭烯烃的还原可以由亲核还原剂来完成(例如，NaBH₄，Li(s-Bu)₃BH及[(Ph₃P)CuH]₆)，因为硫的存在会禁止更多的常用的催化加氢方法。

比如，可以通过例如甘氨酸甲酯或甘氨酸乙酯与烷基异硫氰酸酯类之间的反应来合成乙内酰硫脲(图1；西蒙和Ganesan(1997)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，62：3230-35)。值得注意地是，这种乙内酰硫脲合成方法允许各种不同的烷基基团通过还原氨化作用在N-1氮原子上(西蒙和Ganesan(1997)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，62：3230-35)和N-3氮原子上结合，这取决于异硫氰酸酯试剂的选择。

在之前的IDO抑制剂研究的基础上，在与乙内酰硫脲的缩合反应中可以使用各种各样的卤取代的吲哚-3-甲醛。5-溴-和5-氯吲哚-3-甲醛在商业上都可以获得。可以通过吲哚-3-甲醛5的铊化-卤化作用来完成吲哚-3-甲醛的C-4位置上的取代(图2；Somei，M.等，(1984)杂环类(Heterocycles)，22(4)：797-801；Ohta，T.等(1987)杂环类(Hetereocycles)26：2817-22；Somei，M.等(1985)化学制药公告(Chem.Pharm.Bull.)33：3696-708)。通过与二甲基碳酸盐反应来完成吲哚-3-甲醛6的N-甲基化(Jiang，X.等(2001)有机过程研究的偏差(Org.Proc.Res.Dev.)，5：604-8)。

6-卤化基-吲哚-3-甲醛的产生可以通过商业上易于利用的2，4-二硝基甲苯合成的6-氨基吲哚经由Leimgruber-Batcho吲哚合成来进行(图3；Batcho和Leimgruber(1990)有机合成集合(Org.Syn.Coll.)，3：34)。6-氨基基团可以作为乙酰胺来保护。C-3位置的维尔斯梅尔甲酰化反应可提供6-取代的吲哚-3-甲醛10(史密斯，G.F.(1954)化学协会期刊(J.Chem.Soc.)，3842-6；詹姆士和斯奈德(1963)有机合成集成(Org.Syn.Coll.)，4：539)。释电子的乙酰胺基团的存在可以提高维尔斯梅尔甲酰化反应的效率。吲哚氮的甲基化可以象之前所阐述的那样进行。在酸性回流条件下，6-氨基基团可以去保护，然后胺12通过Sandmeyer或希门反应可以转化成为卤素(Somei，M.等(1985)化学制药公告(Chem.Pharm.Bull.)，33：3696-708；Somei和Tsuchiya(1981)化学制药公告(Chem.Pharm.Bull.)，29：3145-57；Moriya，T.等(1975)日本化学协会公告(Bull.Chem.Soc.Jpn.)，48：2217-8)或与过氧酸氧化反应生成硝基基团(Pagano和Emmons，有机合成集合(Org.Syn.Coll.)，5：367)。在Sandmeyer、希门或胺氧化反应中涉及到的3-甲醛的副反应，这个问题可以通过在稍后的N-1位置上改变引入3-甲醛和甲基化物的顺序来解决。

在5和6位置上都有取代的衍生物的合成是通过14的亲电子芳香取代来完成(图4)。据报道称，1-甲基-吲哚-3-甲醛的硝化作用已经提供5-硝基和6-硝基产物的混合物的产量的93％(Da Settimo和Saettone(1965)四面体(Tetrahedron)，21：1923-9)。6-乙酰胺基衍生物的使用阻止6位置上的硝化反应，此外，激活5位置进行亲电芳香取代。除了硝化作用以外，溴化作用和氯化作用也可以利用，所以使各种不同的5，6-双取代的吲哚-3-甲醛类得以合成。另外，5，6-双取代的吲哚-3-甲醛15的铊化-卤化作用(Somei，M.等(1984)杂环类(Heterocycles)，22(4)：797-801；Ohta，T.等(1987)杂环类(Heterocycles)，26：2817-22；Somei，M.等(1985)化学制药公告(Chem.Pharm.Bull.)，33：3696-708)允许C-4位置的功能化作用。而且，根据方法3(图3)中详细阐述的方法，C-4乙酰胺基团可以修饰。结合时，这些工序允许以一种高效的方式获得复杂的多取代的吲哚-3-甲醛。

值得注意的是，证明IDO对L-色氨酸有偏爱(彼得逊，A.C.等(1994)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，3：531-544)，但是也接受D-色氨酸作为一种底物质(Sono，M.(1989)生物化学(Biochemistry)，28：5400-7)。因此，不可能绝对地要求一种映照体纯产物。

乙内酰硫脲衍生物合成的另一方法包括2与乙酰胺基丙二酸的乙基半酯的缩合作用(图5；Hengartner，U.等(1979)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，44：3741-7)。与威尔金森的催化剂的氢化作用产生19(Horwell，D.C.等(1994)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，59：4418-23)。乙酰胺和乙酯的水解作用提供色氨酸类似物20。与烷基异硫氰酸酯的反应会提供乙内酰硫脲产物(Cejpek，K.等(2000)农业食品化学期刊(J.Agric.Food.Chem.)，48：3560-5；Mizrach和Polonska(1987)Khim.Farm.Zh.，21：322-8)，尽管在类似的氨基酯上进行异硫氰酸酯反应可能会更有效(西蒙和Ganesan(1997)有机化学期刊(J.Org.Chem.)，62：3230-35)。

该选择性途径的一个潜在的重要好处就是有能力得到一种映照体富集的缩产物。已报道了相关去氢色氨酸的化合物的几种不对称的氢化作用(Hengartner，U.等(1979)有机化学期刊(J.Or g.Chem.)，44：3741-7；Knowles，W.S.等(1975)美国化学协会期刊(J.Am.Chem.Soc.)，97：2567-8)。所以，威尔金森催化剂的三苯基磷配体与手性磷化氢配体的取代作用可能导致色氨酸类似物的L异构体的立体选择性合成。

例2：

Brassinin衍生物的合成

概述：证明Brassinin及相关植物杭毒素具有抗癌性能，据报道是由于致癌物质的自解毒而收到的预防性作用(帕克和Pezzuto(2002)癌症复分解回顾(Cancer Metathesis Rev.)，21：231-255；Meht a，R.G.等(1995)致癌作用(Carcinogenesis)，16：399-404；Mehta，R.G.等(1994)抗癌研究(Anticancer Research)，14：1209-1213)。有趣地是，brassilexin，一种相关的植物抗毒素，据报道称是IDO的一个非竞争性抑制剂(彼得逊，A.C.等(1993)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，3：473-482)，然而，初期的工作显示出，brassinin是IDO竞争性抑制剂。到现在为止，还没有brassinin衍生物(即：具有分子式(I)的化合物，其中R₃是基团(b))或brassilexin衍生物(即：具有分子式(I)的化合物，其中R₃和R₂结合形成(ii)或(iii))的IDO抑制作用的相关研究。Brassinin与色氨酸的结构上的类似及鉴定其是一种竞争性抑制剂，认为衍生作用类似于已经报导的色氨酸基础上的抑制剂。

合成：上面所讨论的吲哚-3-甲醛(图2-4)可以用来产生brassinin衍生物，即具有分子式(I)的IDO抑制剂，其中R₃是基团(b)。吲哚-3-甲醛2通过与羟胺进行还原氨化反应可以转化成3-氨甲基衍生物22(图6)。3-氨甲基吲哚衍生物可能不稳定(Kutschy，P.等(1991)Synlett，289-290；Kutschy，P.等(1998)Tet.54：3549-66)，所以要立即用二硫化碳来处理，接着用碘甲烷来处理，生成苯环上有取代的brassinin衍生物(Takasugi，M.等(1988)日本化学协会公告(Bull.Chem.Soc.Jpn.)61：285；Pedras，M.S.C.等(1992)生命科学进展(植物化学)(Life Science Advances(Phytochemistry))，11：1；Mehta，R.G.等(1995)致癌作用(Carcinogenesis)，16(2)：399-404)。

例3：

β-咔啉衍生物的合成

概述：β-咔啉或二氮芴衍生物，即具有分子式(I)的化合物，其中R₃和R₂结合形成(i)，之前曾报道过(Sono和Cady(1989)生物化学(Biochemistry)，28：5392-5399；彼得逊，A.C.等(1993)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，3：473-482；Eguchi，N.等(1984)生物化学及生物物理档案(Arch.Biochem.Biophys.)，232(2)：602-609)。但是，没有报道最具活性的衍生物的类似物——3-丁基-β-咔啉。特别是，β-咔啉核在C-6位置上的取代(-F和-N＝C＝S)产生几种活性类似的衍生物，但是结合了C-3和C-6取代的类似物没有试验过；其他任何比已研究的β-咔啉的C-3丁基大的取代也没有试验(彼得逊，A.C.等(1993)医药化学研究(Med.Chem.Res.)，3：473-482)。在C-5，7和8位置上取代的β-咔啉衍生物也没有报道。特别让人感兴趣的是报道的β-咔啉衍生物作为竞争性抑制剂的作用机理，例如，在含铁酶的血红素铁上与氧竞争一个结合位置(Sono和Cady(1989)生物化学(Biochemistry)，28：5392-5399)。

合成：β-咔啉-3-羧酸乙基酯24的商业上的实用性使这种结构的化学变异具有足够的吸引力用于β-咔啉衍生物的合成(图7)。24的C-6位置的硝化作用(Settimj，G.等(1988)杂环化学期刊(J.Heterocyclic Chem.)，25：1391-7)和碘化作用(Huth，A.等(1987)Tet.，43：1071-4)已经实现了很好的收率。另外，β-咔啉的区域性选择的溴化作用(庞塞和Erra-Balsells(2001)杂环化学期刊(J.Heterocyclic Chem.)，38：1087-1095；Kardono，L.B.S.等(1991)天然产物期刊(J.Na t.Prod.)54：1360-7)及氯化作用(Ponce，M.A.等(2003)杂环化学期刊(J.Heterocyclic Chem.)，40：419-426)过程也已报道。C-6硝化产物的还原已经实现(Settimj，G.等(1988)杂环化学期刊(J.Heterocyclic Chem.)，25：1391-7)，结果所产生的胺已用于β-咔啉的C-5位置上的直接溴化(Huth，A.等(1987)Tet.，43：1071-4)。这些反应将促进C-5和C-6取代的β-咔啉衍生物的合成。

C-3位置上的衍生作用可以经由C-3甲醛来实现(图8)。24的C-3酯与DIBAL的化学选择性还原(或还原成乙醇及化学选择性的氧化作用)可产生C-3甲醛。有机锂或格氏试剂添加到乙醛中可产生醇衍生物29。该醇的脱水会产生烯烃30，它可以选择性地还原而产生不同长度的C-3烷基基团，这取决于有机金属试剂的选用。也可以试验醇和烯烃中间体。二者可以选择其一，与甲醛的维蒂希反应可以产生烯烃。

β-咔啉衍生物的另一方法涉及到色氨酸衍生物32的环化作用和氧化作用(图9；Haffer，G.等(1998)杂环类(Heterocycles)48(5)：993-8)。先前所讨论的色氨酸衍生物(图2-4)可以进行环化反应而形成吡啶并-吲哚结构。使用此工序的一个优势就是有能力产生潜在的β-咔啉基础上的IDO抑制剂，且在β-咔啉的C-7位置上进行功能化作用。

例4：

3-氨基-2-萘甲酸衍生物的合成

概述：1994年，彼得逊及其同事报道了3-氨基-2-萘甲酸在色氨酸衍生物和相关化合物之中是最有效的IDO抑制剂(彼得逊，A.C.等(1994)医药化学研究(Med.Chem.Res.)3：531-544)。值得注意的是，在文章中没有报道3-氨基-2-萘甲酸的其他衍生物，据目前已知，也没有这种相关衍生物的结构试验的报道，尽管事实上这种化合物比原型IDO抑制剂L-1-甲基-色氨酸(1MT)更有效。既然3-氨基-萘甲酸是一种竞争性抑制剂，萘核的C-6、C-7和C-8位置上(类似于色氨酸的吲哚环的C-4、C-5和C-6位置)都有取代基的衍生物可以提供一种更优良的IDO抑制剂。

合成：虽然存在很多方法来合成萘类化合物(de Koning，C.B.等(2003)Tet.59：7-36)，在两个环上都有取代基的不对称取代的萘类的合成仍是一项挑战。然而，第一步进行取代的苯二甲醛的苯环化反应可以产生取代的3-氨基-2-萘甲酸(Kienzle，F.(1980)Helv.Chim.Acta 63：2364-9；Singh和Khade(2002)生物链接化学(Bioconj.Chem.)13：1286-91)。3-氨基-7-溴代-2-萘甲酸36的快速合成证明了这种方法的有效性(图10)。

可以由4-溴代-氧-二甲苯或二甲基邻苯二甲酸酯来合成苯二甲醛34。由亚硝酸银和乙基-3-溴代丙酸酯在一个步骤之内就可合成出乙基-3-硝基丙酸酯(Belikov，V.M.(1956)Izv.Akad.Nauk.，S.S.S.R.；Otdel.Khim.Nauk 855-62；化学摘要(Chemicalabstract)(1957)51：1837j)。这两种化合物的缩合反应会产生6-溴代及7-溴代3-硝基-2-萘甲酸的混合物35。硝基基团的还原反应和酯基的水解作用会产生溴化的3-氨基-2-萘甲酸。这两种区域异构体在合成中在任一点都可以分离，但是这两种化合物可以以一种快速的方式来试验，此方式中两种化合物很可能组配在一起，胜过区域性异构的混合物的任何不便之处。

其他取代的3-氨基-2-萘甲酸类的合成考虑到区域性控制，通过使用供电子基团来代替溴(图11)。邻苯二甲醛37可以由3，4-二甲基苯胺或二甲基邻苯二甲酸酯来生成。氨基的亲电子芳香族取代或乙酰胺基苯二甲醛前体允许基团引入到3-氨基-2-萘甲酸的C-6位置上。由于释电子的乙酰胺基基团的存在，所以苯环化反应是区域性选择的(Kienzle，F.(1980)Helv.Chim.Acta 63：2364-9)。苯环化反应之后，7-乙酰胺基或氨基基团考虑到经由亲电子芳香取代反应在C-8位置上的有效取代。去保护以后，7-氨基基团可以经过重氮化作用及Sandneye或希门反应产生各种各样的取代基。硝基基团还原和酯基水解可产生3-氨基-2-萘甲酸的衍生物，即用于试验的含分子式(II)的化合物。

作为另一种方法，甲氧基邻苯二甲醛43(Z＝H)在与3-硝基丙酸酯的缩合反应中已展示出相当大的控制力(图12；Kienzle，F.(1980)Helv.Chim.Acta 63：2364-9)。甲氧基指导在邻位位置上进行亲电子芳香族的取代反应，只是将甲氧基转化成胺然后转化成卤素，可以利用Buchwald-Hartwig氨化作用的方法(乌尔夫，J.P.等(2000)有机化学期刊(J.Org.Chem.)65：1158-74；乌尔夫和Buchwald(1997)有机化学期刊(J.Org.Chem.)62：1264-7；路易，J.等(1997)有机化学期刊(J.Org.Chem.)62：1268-73；Hartwig，J.F.(1998)Angew.Chem.Int.Ed.Engl.37：2046-67)。甲氧基转化成三氟物45考虑到氨化作用，但羧酸酯由于强碱性条件而与此过程不相容。因此，3-硝基-丙腈——可以类似于乙基3-硝基丙酯酯来合成只是要用3-溴代丙腈作为起始材料，可以在缩合反应中使用，氰基在合成结束的时候可以被水解。

例5：

Brassilexin衍生物的合成

Brassilexin衍生物，分子式(I)的化合物，其中R₃和R₂结合形成(ii)或(iii)，可以按图13所示的方法来合成(如，参见Devys和Barbier(1993)Org.Prep.Proc.Int.25：344-346)。

取代的brasilexin衍生物的合成方案如图14和15所示(如，参见Yeung等(2002)Tet.Lett.43：5793-5795)。

例6：

环丙基/氮丙啶基色氨酸衍生物的合成

合成环丙基/氮丙啶基色氨酸衍生物的方案，R₃是(c)或(d)的分子式(I)的化合物，如图16和17所示(如，参见Donati等(1996)四面体(Tetrahedron)52：9901-9908；Ishikawa等(2001)美国化学协会期刊(J.Am.Chem.Soc.)123：7705-7706)。

例7：

系留的竞争性/非竞争性衍生物的合成

图18显示出合成系留的竞争性/非竞争性衍生物，即R₃是(e)的分子式(I)的化合物的合成方案。

例8：

二去氢衍生物的合成

图1显示二去氢衍生物(图1中的化合物3)的合成方法，即R₃是(f)的分子式(I)的化合物。上文的例1提供了有关这些化合物更详细的描述。特别是，本发明中也包括E和Z的非对映异构体。

例9：

新型IDO抑制剂的测定

1.新型IDO抑制剂的生物化学测定：

概述：IDO的生物化学很好确定，是最初于1963年分离出来的一种酶(Higuchi，K.等(1963)联邦学报(Federation Proc.)22：243(摘要)((abstr.))；Shimizu，T.等(1978)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)253：4700-6)。IDO是一种分子量大约为41kDa的单节、含血红素的氧化还原酶。为在体外催化作用中维持活性亚铁形式，酶需要亚甲基蓝与过氧化物或还原剂，如抗坏血酸结合。在体内，认为四羟酮醇或四氢生物蝶呤可以实现亚甲基蓝染料的作用，很可能处于非竞争性IDO抑制剂的特异位置上。活性酶可以通过哺乳动物基因在细菌中显示出克隆的、His标记性形式产生(利特尔约翰，T.K.等(2000)Prot.Exp.Purif.19：22-29)。这也为酶的生物化学分析提供了一种方便的资料来源。在从色氨酸产生的犬尿氨酸(N-甲酸基-犬尿氨酸的水解产物)的分光光度法测定基础上进行的IDO活性的常规生物化学化验(Daubener，W.等(1994)免疫学方法期刊(J.Immunol.Methods)168：39-47)用作酶及细胞基础上化验的读出过程。酶的化验为鉴别具有IDO抑制活性的化合物提供了一种容易地、高通过量的筛查。这种化验也用于测定特殊化合物的Ki值，该值对围绕不同的化合物系列的结构活性关系(SAR)的发展很重要。细胞基础上的化验可以确定已鉴别的化合物的IDO抑制活性，也可以提出生物药效率——化合物抑制细胞内IDO的能力的初始结果。IDO抑制作用的特殊性通过与其他已知的使酶色氨酸加双氧酶(TDO，在文献中也称为TDO2)分解的色氨酸对比在细胞基础上的化验中进行检查。

方法：人和鼠的IDO的cDNA克隆已按先后顺序进行分离和检验。为制备用于生物化学研究的酶，C-末端的His标记的IDO蛋白质可以在大肠埃舍利希氏杆菌中，利用IPTG诱导的pET5a运载体系统来产生，并在镍柱上进行分离。可以通过凝胶电泳及与蛋白质标准对比而估计的浓度来验证部分纯化的蛋白质的生产量。为了化验IDO的酶活性，可以根据已出版的工序(利特尔约翰，T.K.等(2000)Prot.Exp.Purif.19：22-29；Takikawa，O.等(1988)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)263：2041-8)进行犬尿氨酸产物所用的96孔板分光光度法进行实验。为鉴别IDO抑制活性的证据，与50ng的IDO酶在100μl反应体积内与添加的浓度递增的如0、2、20及200μM的色氨酸对照，测定单一浓度如200μM的化合物。犬尿氨酸产物可以在1小时时进行测量。可以收集更广泛的酶动力数据用于选择的化合物。1MT(Ki＝34.6μM)及MTH-Trp(Ki＝11.4μM)的最优Ki值的确定如图19所示。这些数据显示出，乙内酰硫脲形态直接抑制IDO酶活性且潜能比用1MT得到的潜能大约3倍。

下列过程是细胞基础上的实验的实例。按制造商所推荐利用脂转染胺2000试剂(Invitrogen)，COS-1细胞用显示IDO的cDNA的CMV促进剂驱动的质体进行瞬时转染。一组伴细胞由TDO显示的质体进行瞬时转染。转染后48小时，细胞被分配成96孔格式，每孔有6×10⁴个细胞。第二天，冲洗这些孔，与抑制剂一起添加含20μg/ml色氨酸的新媒体(酚红游离基)。反应进行5小时后停止，除掉上清液，按所阐述的酶定量分析的方法对犬尿氨酸进行分光光度法实验(利特尔约翰，T.K.等(2000)Prot.Exp.Purif.19：22-29；Takikawa，O.等(1988)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)263：2041-8)。为获得IDO活性的初级确认，化合物可以在单一浓度如100μM时进行测定。可以收集更广泛的剂量增加的简要描述用于选择的化合物。图20中显示1MT(EC50＝267μM)及MTH-Trp(EC50＝12.9μM)的EC50值的确定。这些数据表明，至于抑制细胞内的IDO，MTH-Trp比1MT更有效得多(约20倍)。

2.新型IDO抑制剂的药效/药动测定：

概述：细菌脂多糖(LPS)的腹膜内给予会在各种不同的组织内诱发IDO活性，导致犬尿氨酸的产生，并释放进血流内(图21)。LPS施用后一天就达到最高犬尿氨酸水平(Takikawa，O.等(1986)生物化学期刊(J.Biol.Chem.)261：3648-53；Yoshida，H.等(1998)细胞(Cell)94：739-750)。这里所描述的药效分析是在测定犬尿氨酸和色氨酸的血清水平的基础上。计算犬尿氨酸/色氨酸比率可以估计IDO的活性，此活性不依赖于基础色氨酸水平(Fuchs，D.等(1991)免疫学通讯(Immunol.Lett.)28：207-11；Gasse，T.等(1994)临床化学及临床生物化学的欧洲期刊(Eur.J.Clin.Chem.Clin.Biochem.)32：685-9)，这种测量IDO活性的方法已频繁地用于人类。这种方法对直接评估组织内IDO酶活性的原则性优势是，它是一种非侵入性过程且允许从同一个动物采集多种样品。这使IDO的活性能够在一只小鼠体内多个时间点上进行监控。血清中的色氨酸和犬尿氨酸水平可以通过HPLC分析来确定。血清中的化合物水平也可以通过相同的高效液相色谱仪来测定，这样允许在一个试验中同时收集药动数据。

方法：可以利用约8-10周大的FVB MMTVneu雄性鼠进行大多数的药效分析，因为它们的遗传背景与用在乳腺癌测试中评估化合物功效的MMTVneu雌性鼠相同。源自于LPS的沙门氏菌属明尼苏达州突变种R-595(S.minuetsotaR)已显示出，在不同细菌种株的LPS制剂的比较分析中，能够诱出最延缓水平的犬尿氨酸诱发作用(Yoshida，R.等(1981)生物化学及生物物理档案(Arch.Biochem.Biophys.)212：629-37)。由于它可提供最宽的窗口来评定IDO抑制剂的影响力，这种LPS制剂可以用在药效分析中。LPS沙氏明尼苏达R能够诱出最高IDO活性的最小i.p.快速浓注剂量，已经报道是约1mg/kg，LPS治疗后大约24小时时，IDO的活性作用达到最高(Yoshida，R.等(1981)生物化学及生物物理档案(Arch.Biochem.Biophys.)212：629-37)。

犬尿氨酸和色氨酸的血清水平可以通过HPLC分析在数量上进行确定(Hwu，P.等(2000)免疫学期刊(J Immunol)164：3596-9；Widner，B.等(1997)临床化学(Clin.Chem.)43：2424-6；参见图22A-D)。通过此过程，检测到至少1.25μM犬尿氨酸和3μM色氨酸的血清浓度。在未刺激的FVB雄鼠体内，血清犬尿氨酸处于检测限值上或低于限值，血清色氨酸约在50μM时很容易就可检测到(图22B)。LPS激发后24小时，血清犬尿氨酸诱发至约6μM(图22C)。血清内1MT在至少5μM浓度时也可以有效地测定。这刚好处于2×140mg的1MT小药丸的生物学上有效的给药剂量时达到的约100μM的1MT的血清水平之下(图22D)。

首先用LPS激发然后在血清犬尿氨酸达到稳定水平的时候给予快速浓注剂量的化合物，可以评估该化合物。犬尿氨酸池随着小于10分钟的血清中的半衰期而迅速翻转(Bender与McCreanor(1982)生物化学与生物物理学报(Biochim.Biophys.Acta)717：56-60；Takikawa，O.等(1986)生物化学期刊261：3648-53)，所以不期望先存在的犬尿氨酸过度地掩盖对犬尿氨酸产物的IDO抑制作用。选择用于给药的载体可在很大程度上取决于每个具体化合物的物理性质。最适宜的载体是等渗盐水，但这需要化合物能够在水溶液中溶解。可以预料到，一些化合物可能不会充分溶解，这种情况下，化合物可以作为甲基纤维素

/非离子活性剂

(0.5％甲基纤维素/1％非离子活性剂

80)中的悬浮液来施用。

每项实验均可能包括非LPS接触的小鼠(确定原始犬尿氨酸水平，与另一只鼠相对比)及一组LPS接触的只利用媒介物来服药的小鼠(为IDO活化作用提供明确的控制)。小鼠服用LPS后可以进行监控，如果它们呈现出显著的内毒素血症迹象就立即施行安乐死(毛竖起，呆滞)。每种化合物最初都可以在至少100mg/kg范围内单一高i.p.快速浓注剂量给药的小鼠体内测定。可以按定义的时间间隔来采集血液(例如，服用化合物后5、15、30分钟及1、2、4、6、8及24小时取50μl/样品)用于犬尿氨酸和色氨酸水平的HPLC分析(药效分析)，同时也用于化合物水平的分析(药动分析)。从药动数据看，可以测定化合物达到的最高血清浓度以及清除的估计速度。通过比较不同时间点的化合物在血清中的水平相对于犬尿氨酸/色氨酸比率，可以粗略地估计体内IDO抑制作用的有效IC₅₀。

在单一剂量研究的基础上，每一种有效的化合物可以进行第二次剂量增加研究。例如，研究可以针对一组小鼠内在峰值浓度(如果可能)时达到100％IDO抑制作用的最大剂量，给其他几组服药的浓度以3倍增量逐步减少以覆盖最高剂量和最低剂量之间的2个log₁₀范围。可以从这些数据中选取精确的IC₅₀测定值。同样的方法可以用于测试生物活性化合物的口服的生物药效率，首先在单一的最大浓度p.o.大药丸剂量时测试每一种化合物，然后进一步测定在剂量增加研究中展示出显著的口服功效的那些化合物。为确保体内响应不受性别的二态性的影响，单一的i.p快速浓注剂量实验可以在雌性鼠中用每种活性化合物计算出来的IC₅₀剂量上进行。

例10：

利用IDO抑制剂和信号转导抑制剂的肿瘤组合治疗

利用乳癌的MMTVneu转录“肿瘤鼠”测试模式来测量IDO抑制剂和STIs在肿瘤病理生理学上的作用。MMTVneu转录鼠使乳腺侵略性肿瘤变大，类似于不易区分的人体乳腺导管癌。在MMTVneu鼠测试模式中，乳癌是由频繁在侵略性人体乳腺导管癌中被激活的HER-2/neu基因突变种的组织特异性表达所引起的。HER-2是细胞表面生长因子受体的EGF-R科的一份子。Myc是一种HER-2/Neu驱动癌症的专性的下游受动器。雌性MMTVneu“肿瘤鼠”交配两次促使小鼠的乳腺肿瘤病毒(MMTV)启动子(驱动乳腺组织中Neu/HER2致癌基因的转录)表达。该测试系统中＞90％的小鼠于5个月大小时产生乳腺肿瘤。具有约150mm³类似大小的肿瘤的MMTVneu“肿瘤鼠”为随机分配对照或实验治疗组。对照鼠植入安慰剂限时释放小药丸(创新研究有限公司，萨拉索塔，佛罗里达州)。小鼠实验组(1)植入含1MT的限时释放小药丸，(2)用L-744，832治疗，或(3)植入含1MT的限时释放小药丸并用L-744，832治疗。L-744，832，酷似添加法呢基的CaaX基序，是一种有效的、选择性的法呢基转移酶(FTI)抑制剂(Kohl等(1995)国家医药(Nat Med.)1(8)：747-748)。

限时释放小药丸由一种共聚物构成，这种共聚物是惰性的，可逐步溶解并分解成无毒物质，这种物质在实验过程中主要保留在某一局部。随1MT注入的限时释放小药丸按商业供应商的证明文件在14天内会释放10mg/天的剂量(创新研究有限公司/Innovative Research，Inc.，萨拉索塔，佛罗里达州)。每只小鼠植入两个小药丸释放总剂量为20mg/天。因此，对于一只25g的小鼠，在14天中总剂量为800mg/kg/天或280mg。基于厂商的说明书，12-24小时内达到稳态水平，且在整个时期内维持此水平。按Munn等人的阐述(科学(Science)281：1191-1193，1998)，释放的剂量对诱出同种异体的孕体的排异反应是有效的(A.马勒，J.B.DuHadaway，G.C.Prendergast，未发表的结果)。

在用氯胺酮/甲苯噻嗪肌肉注射而麻醉的小鼠后背皮下植入限时释放小药丸。使用伴随止血钳的钝器解剖将皮肤从下面的肌肉分离开以产生皮下袋状物。一或两个可生物分解的缓释小药丸植入到这个袋状物内，而不是直接在切口的下面，以便防止机械应力及伤口裂开。然后用创口夹将切口合拢。在已植入安慰剂限时释放小药丸支持怀孕直到正常的分娩期的雌鼠的能力基础之上，由本过程产生的痛苦似乎可以忽略不计。

信号转导抑制剂，例如FTI L-744，832，按Kohl等人的阐述，制备并提供给小鼠(自然医学(Nature Med.)(1995)1：792-797)。

图23概述了测试1MT与FTIL-744，832(也是化学治疗剂)一起引起MMTVneu“肿瘤鼠”模式中既定肿瘤退化的能力实验的研究结果。在两个星期的实验过程中，观察到模拟治疗对照鼠的肿瘤体积增大了约200％。用20mg/天的1MT治疗小鼠，由皮下限时释放小药丸来提供，可使肿瘤减速但没有阻止其生长。同样地，患肿瘤的小鼠用FTIL-744，832来治疗可减速但不能阻止肿瘤的生长。相反地，本测试模式中1MT加上L-744，832的组合治疗会使肿瘤退化。

例11：

试验新型IDO抑制剂

要筛选各种各样的化合物确定其作为IDO抑制剂的功效。某些化合物按如下生物化学化验进行筛选。IDO cDNAs在细菌中表达为His标记蛋白质，按之前所述的方式进行纯化(利特尔约翰等(2000)实验纯化杂志(Prot.Exp.Purif.)19：22-29)。简要地说，纯IDO用培养基孵化并改变IDO抑制剂供试品的数量。测量反应混合物的荧光性以确定供试抑制剂的功效，因为反应的产物——犬尿氨酸是荧光的。体外生物化学筛选的结果于图24中阐述。

供试化合物也在细胞基础上的化验中进行筛选(至于类似的实验请参考Munn等(1999)J.Exp.Med.189：1363-1372)。简要地说，人体293/菲尼克斯细胞由人体IDO或TDO cDNA表达带菌媒介瞬时转染。供试化合物以不同的浓度添加到转染的细胞上。利用荧光性基础上的方法在组织培养基内估计犬尿氨酸的数量。图25-27中显示这些实验的结果。

按这些图所表明的结果，已鉴别的最有效的抑制剂为一组吲哚胺的乙内酰硫脲衍生物。图26提供使用这些特殊抑制剂的结果。这些抑制剂中最有效的——甲基-TH-DL-trp，在浓度为250μM时显示出的IDO活性的抑制作用比1MT高2.7倍(图27)。

除了吲哚胺的乙内酰硫脲衍生物以外，也筛选出一组天然产物。有趣地是，这组产物的有效抑制剂来自于具有防癌特性的食物的化合物(例如十字花科蔬菜)。Brassinin——一种在大白菜中发现的化合物具有与已确定为IDO抑制剂的天然产物中最有效的化合物一样的功效(图25A)。

一些筛选出来的化合物的毒性也要检测。如图28所示，大多数IDO抑制性化合物对外科整形转化的乳腺或前列腺细胞都不是在本质上就具有生长抑制性或细胞毒素的(图28)。

例12：

IDO抑制剂与细胞毒性化疗剂的肿瘤组合疗法

乳腺癌的MMTVneu转基因“肿瘤鼠”模型也用于测定IDO抑制作用和细胞毒素化疗剂对肿瘤病理生理学的影响。

具有约150mm³类似大小肿瘤的MMTVneu“肿瘤鼠”为随机分配对照或实验治疗组。对照鼠植入安慰剂限时释放小药丸(创新研究有限公司/Innovative Research，Inc.，萨拉索塔，佛罗里达州)。小鼠实验组(1)植入含1MT的限时释放小药丸，如例10中所述，(2)用紫杉醇(紫杉酚

)或其他细胞毒素剂治疗，或(3)植入含1MT的限时释放小药丸并用紫杉醇(紫杉酚

)或其他细胞毒素剂治疗。

按之前所述在小鼠后背皮下植入限时释放小药丸。

按如下方式制备细胞毒素化学治疗剂并释放给小鼠。将紫杉醇溶解在等体积的无水酒精和临床上使用的增溶剂Cremophor

EL中。溶液经声波处理30分钟，在4℃时保存一周用作20mg/ml常备溶液。使用之前，该溶液要进一步以1∶5比例用无菌生理盐水稀释。按此方式设计的紫杉醇给小鼠服下，通过单一快速浓注静脉(i.v.)注射到尾部静脉内。小鼠尾部可以加热便于鉴定和静脉注射。紫杉醇的最大耐受剂量(MTD)(13.3mg/kg)在三周时间表的2周实验期间注射五次(即，周五——小药丸植入；周一/周三/周五，周一/周三——紫杉醇注射；周五——让动物安乐死并获取肿瘤用于分析)。按照盐水中临床制剂并按同一时间表用快速浓注静脉注射，获得顺氯氨柏的MTD(1mg/kg)。对照治疗小鼠接收没有紫杉醇的Cremophor

EL媒介配方设计。

图29和表1，加上图23，总结了MMTVneu“肿瘤鼠”模式中测试1MT与两种细胞毒素剂一起导致既定肿瘤的退化能力的实验结果。在两周的实验过程期间，观察到模拟治疗对照鼠的肿瘤体积增大了约200％。用20mg/天的1MT治疗小鼠，由皮下限时释放小药丸来提供，可使肿瘤减速但没有阻止其生长。同样地，患肿瘤的小鼠用最大耐受剂量的紫杉醇或顺氯氨柏通过静脉注射进行治疗可减速但不能阻止肿瘤生长。相反地，本测试模型中1MT加上紫杉醇或顺氯氨柏的组合治疗可使肿瘤退化。紫杉醇减量至约最大耐受剂量的25％时可观察到类似的结果(未显示数据)。由于这些研究中使用的细胞毒素剂众所周知对真正要恢复并激活IDO抑制剂的T细胞是有毒的，所以鉴于之前的应用这些结果都是未预料到的。

表1

不同疗法后，MMTVneu小鼠的肿瘤的统计分析。以治疗后的肿瘤体积与治疗前的肿瘤体积对比的变化百分数提供数字。95％Cl的下限和上限表示95％置信限度的下限值和上限值。

从对照组和实验组中分离的肿瘤切片的组织学和免疫组织化学分析显示了只发生在用组合法治疗的小鼠的肿瘤组织上的戏剧性的变化。最显著地是，在用组合法治疗的小鼠体内发现了CD3阳性T细胞的显著出血、细胞死和渗透的有关证据(未显示数据)。总之，1MT与细胞毒素剂的组合应用在MMTVneu“肿瘤鼠”模型系统中诱发规定的乳腺肿瘤退化是有效的。

虽然上文中已经描述并明确地举例说明了几种本发明的优选实施方式，但并不意味着本发明会局限于这些情况。另外可能也做了各种各样的修正且没有违反本发明的范围和精神，如同下列声明中所提出的。

为了更充分地阐述本发明所属技术领域的状况，在之前的说明中引用了几种刊物和专利文件。这些引用文献各自内容在此引入作为参考。

Claims (34)

1.具有吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制活性的化合物，该化合物具有式(I)结构：

式(I)：其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和

中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

2.含有有效量的权利要求1化合物和药学可接受载体介质的用于治疗癌症的药物组合物。

3.含有至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂的药物组合物在制备用于治疗癌症的药物中的用途，其中所述至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和

中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

4.权利要求3的用途，其中所述癌症选自以下组织器官的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌及睾丸精原细胞瘤。

5.至少一种吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)抑制剂在制备用于治疗癌症的药物中的应用，其中所述药物用于与至少一种信号转导抑制剂(STI)同时地或按顺序地施用，其中，所述至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)：

其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和

中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

6.权利要求5的用途，其中所述的至少一种STI是从bcr/abl激酶抑制剂、表皮生长因子(EGF)受体抑制剂、her-2/neu受体抑制剂、法呢基转移酶抑制剂(FTIs)、Akt系激酶或Akt路径的抑制剂以及细胞周期激酶抑制剂中选择。

7.权利要求6的用途，其中所述的至少一种STI是从STI 571、SSI-774、C225、ABX-EGF、曲妥珠单抗、L-744，832、雷帕霉素、LY294002、flavopiridal以及UNC-01中选择。

8.权利要求7的用途，其中所述的至少一种STI是L-744，832。

9.权利要求5的用途，其中所述的药物和所述的至少一种STI同时施用。

10.权利要求5的用途，其中所述的药物和所述的至少一种STI按顺序施用。

11.权利要求10的用途，其中所述的药物在所述的至少一种STI之前施用。

12.权利要求10的用途，其中所述的至少一种STI在所述的药物之前施用。

13.权利要求5的用途，其中所述的癌症选自以下组织器官的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌及睾丸精原细胞瘤。

14.一种用于治疗癌症的药物组合物，该组合物在药学可接受载体介质中含有有效量的至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂和至少一种信号转导抑制剂(STI)，其中所述至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)：

其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和

中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

15.权利要求14的药物组合物，其中所述至少一种STI是从bcr/abl激酶抑制剂、表皮生长因子(EGF)受体抑制剂、her-2/neu受体抑制剂、法呢基转移酶抑制剂(FTIs)、Akt系激酶或Akt路径的抑制剂以及细胞周期激酶抑制剂中选择的。

16.权利要求15的药物组合物，其中所述的至少一种STI是从STI571、SSI-774、C225、ABX-EGF、曲妥珠单抗、L-744，832、雷帕霉素、LY294002、flavopiridal以及UNC-01中选择的。

17.权利要求16的药物组合物，其中所述的至少一种STI是L-744，832。

18.至少一种吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)抑制剂在制备用于治疗慢性病毒感染的药物中的应用，其中所述药物用于与至少一种化疗剂同时地或按顺序地施用，其中所述的至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)：其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

19.权利要求18的用途，其中所述的至少一种化疗剂由紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物构成的组中选择。

20.权利要求18的用途，其中所述的药物和所述的至少一种化疗剂同时施用。

21.权利要求18的用途，其中所述的药物和所述的至少一种化疗剂按顺序施用。

22.权利要求21的用途，其中所述的药物在所述的至少一种化疗剂之前施用。

23.权利要求21的用途，其中所述的至少一种化疗剂在所述的药物之前施用。

24.权利要求18的用途，其中所述的慢性病毒感染是由丙肝病毒(HCV)、人类乳头状瘤病毒(HPV)、细胞巨化病毒(CMV)、爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)、水痘带状疱疹病毒、柯萨奇病毒及人类免疫缺陷病毒(HIV)构成的组中选择。

25.一种药物组合物，其中所述的组合物在药学可接受载体介质中含有有效量的至少一种吲哚胺2，3-加双氧酶(IDO)抑制剂和至少一种化疗剂，其中所述的至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)：

其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和

中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

26.权利要求25的组合物，其中所述的至少一种化疗剂由紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物构成的组中选择。

27.至少一种吲哚胺2，3-双加氧酶(IDO)抑制剂在制备用于治疗癌症的药物中的应用，其中所述药物用于与至少一种化疗剂同时地或按顺序地施用，其中所述的至少一种IDO抑制剂具有式(I)结构：

式(I)：

其中R₁是H或低级烷基；R₂和R₃结合在一起，代表环的一部分，所述环的一部分是与式(I)的吡咯部分稠合的且是从：

和中选择的，基中R_E是烃基或烷基-Q，Q代表式

的取代基，所述式(I)的化合物当R₂和R₃结合在一起代表(i)时成为β-咔啉衍生物，当R₂和R₃结合在一起代表(ii)时成为brassilexin衍生物，另外当R₂和R₃结合在一起代表(iii)时成为N-取代的brassilexin衍生物；X、Y和Z可以相同也可以不同，是从H、卤素、NO₂及烃基中选取的；并且，当R₂和R₃结合在一起，代表一个环状系统的一部分时，Y也可能是异硫氰酸基；条件是式(I)不含从以下物质中选择的化合物：5-甲基-brassinin，brassinin，brassilexin，β-咔啉，3-丁基-β-咔啉，6-氟代-3-甲酯基-β-咔啉，6-异硫氰酸基-3-甲酯基-β-咔啉，3-丙氧基-β-咔啉，3-羧基-β-咔啉，3-丙酯基-β-咔啉及3-叔丁酯基-β-咔啉。

28.权利要求27的用途，所述的至少一种化疗剂由紫杉醇(紫杉酚

)、顺氯氨铂、多西他赛、卡波铂、长春新碱、长春碱、甲氨蝶呤、环磷酰胺、CPT-11、5-氟尿嘧啶(5-FU)、吉西他滨、雌氮芥、亚硝基脲氮芥、亚德里亚霉素(阿霉素)、足叶乙甙、三氧化二砷、伊立替康和埃坡霉素衍生物构成的组中选择。

29.权利要求28的用途，所述的至少一种化疗剂是紫杉醇。

30.权利要求27的用途，所述的药物和所述的至少一种化疗剂同时施用。

31.权利要求27的用途，其中所述的药物和所述的至少一种化疗剂按顺序施用。

32.权利要求31的用途，其中所述的药物在所述的至少一种化疗剂之前施用。

33.权利要求31的用途，其中所述至少一种化疗剂在所述的药物之前施用。

34.权利要求27的用途，其中所述癌症选自以下组织器官的癌症：前列腺、结肠直肠、胰腺、子宫颈、胃、子宫内膜、脑、肝、膀胱、卵巢、睾丸、头、颈、皮肤(包括黑素瘤和基底细胞癌)、间皮内层、白细胞(包括淋巴瘤和白血病)、食道、乳腺、肌肉、结缔组织、肺(包括小细胞肺癌和非小细胞癌)、肾上腺、甲状腺、肾或骨；恶性胶质瘤、间皮瘤、肾细胞癌、胃癌、肉瘤、绒毛膜癌、皮脂腺癌及睾丸精原细胞瘤。

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