CN104017045A - 甾体cyp17抑制剂的新型药物前体及其应用、制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种新型阿比特龙药物的前体化合物，它提供了改进的口服生物利用度和药物动力学特性。所述药物是人体CYP17酶的不可逆抑制剂，可用于治疗泌尿生殖系或与雄激素相关的癌症、疾病或病患，如人前列腺癌、乳癌和前列腺肥大。

Description

甾体CYP17抑制剂的新型药物前体及其应用、制备方法

技术领域

本发明提供了一种胆固醇CYP17酶抑制剂阿比特龙的新型药物前体，用于治疗泌尿生殖系或与雄激素相关的癌症、疾病或病患，包括去势难治性前列腺癌。本发明还描述了该新型化合物的合成方法。 

背景技术

前列腺癌是世界范围内最普遍的恶性致死性肿瘤，并且随年龄增长发病率升高。当前的人口老龄化趋势导致前列腺癌患者迅速增加，除肺癌外，前列腺癌为男性癌症的最常见形式且为美国男性死亡的第二主要原因。根据美国癌症学会的数据，美国每年约有21.8万名男子被诊断患上前列腺癌，3.2万人因此死亡。 

在我国，前列腺癌曾经是比较少见的疾病，但近年该病的发病率也呈上升趋势。流行病学数据显示，中国前列腺癌发病率从1993年的1.71人/10万男性人口增加到2005年的7.9人/10万男性人口，而且在以每年10％的速度攀升。也就是说，10年后，我国前列腺癌的发病率或将增加1倍，甚至更严重。随着我国社会老龄化现象日趋严重，未来10年，我国前列腺癌的发病可能会进入高峰期。我国人口基数大，老龄化速度也快。前列腺癌这种男性疾病也将变得越来越常见。 

已经证明体内的一些疾病是由体内过高的雄激素导致的，如前列腺良性增生、前列腺癌等。雄激素在前列腺癌的发生，增长和扩散中起着重要作用。具体而言，最重要的两类雄激素是睾酮和二氢睾酮。其中，90％的睾酮由睾丸合成，剩下的10％由肾上腺合成。睾酮在一种还原酶(steroid5α-reductas)的作用下进一步转化为活性更强的二氢睾酮。体内微量的睾酮和二氢睾酮就能够刺激前列腺癌的增长。 

CYP17(17α-羟化酶/C17，20-裂解酶)是一种细胞色素P450酶，位于睾丸和肾上腺及其它组织如前列腺肿瘤组织中。它是雄激素生物合成途径中的关键酶，催化睾酮生物合成的两个顺序反应：首先通过17α-羟化酶活性将孕烯醇酮和孕酮转化为其17α-羟基衍生物，随后通过C17，20-裂解酶活性二者分别形成脱氢表雄酮(DHEA)和雄烯二酮。DHEA和雄烯二酮均为雄激素，是睾酮的前体。睾酮在一种还原酶(steroid5α-reductas)的作用下进一步转化为活性更强的二氢睾酮。雄激素的生物合成路径如下： 

如果发生的肿瘤仅限于前列腺，病人可通过手术或放疗进行切除。在患前列腺肿瘤的男子中，大约15％的人癌症将会扩散。对于这些病人，目前并没有治愈的办法。治疗的目的是为了防止睾丸生成睾丸激素以及其它雄性激素，前列腺癌细胞的生长离不开这些激素。当患者用诸如根除性前列腺切除术或放射疗法失败时，前列腺癌的药物治疗成了非常重要的治疗手段。 

CYP17酶抑制剂不仅能够抑制睾丸中雄激素的生物合成，还能抑制肾上腺及其他组织如前列腺肿瘤组织中雄激素的生物合成，相比目前临床上常用的去势疗法只能抑制睾丸中雄激素的生物合成具有更好的治疗作用。选择性高、作用强的CYP17酶抑制剂可以通过抑制雄激素生物合成中较初始环节，降低体内雄激素水平，在临床上用于治疗前列腺癌。 

基于上述的流行病学和分子生物学认识，防治前列腺癌的工作已刻不容缓，而研究开发CYP17酶抑制剂是前列腺癌药物治疗的重要方向。作为新型CYP17酶抑制剂，醋酸阿比特龙被Centocor Ortho公司研发出来用于治疗前列腺癌。醋酸阿比特龙于2011年4月28日经美国FDA批准上市，与泼尼松联用治疗去势抵抗性前列腺癌，其商品名为Zytiga。2011年7月28日，Zytiga获加拿大卫生部批准。对于前列腺癌患者，荷尔蒙睾丸激素可刺激肿瘤的生长，药物或手术治疗在内的去势治疗可减少睾丸激素的生成或阻断睾丸激素的作用，但这种治疗无法抑制身体其它部位产生雄激素，前列腺癌仍可以继续增长。阿比特龙靶向抑制调节雄激素生成的CYP17酶活性，减少雄激素的生成，从而减缓肿瘤生长。与安慰剂联用泼尼松相比，接受醋酸阿比特龙酯联用泼尼松治疗患者的中值存活期延长3.9个月(分别是14.8和10.9个月，p<0.0001)，即死亡风险减少35％。 

为寻找新的阿比特龙酯前体药物，为临床提供的新的选择，本发明提供了新型化合物，其可以与醋酸阿比特龙酯媲美，具有很大的市场价值。 

发明内容

本发明提供了一种化学式I所示化合物，或其药学上可接受的盐： 

本发明化合物的药学上可接受的盐是指相对无毒的，本发明化合物的无机酸成盐或有机酸成盐。可以这样产生，例如用酸、半酸或盐处理本发明化合物，得到相应的盐形式。代表性盐的例子包括氯化物、溴化物、碘化物、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、苯甲酸盐、吡啶甲酸盐、富马酸盐、马来酸盐、苹果酸盐、琥珀酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐、三氟甲磺酸盐、四氟硼酸盐或六氟磷酸盐。 

利用本发明所得的化合物可给药于人，将药物组合物配成口服形式。用于口服给药的固体剂型包括胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂。在这些固体剂型中，活性化合物与至少一种常规惰性辅料混合，如淀粉、微晶纤维素，或与下述成分混合：(a)填充剂，例如淀粉、乳糖、微晶纤维素、糊精、磷酸氢钙、甘露醇；(b)粘合剂，例如纤维素衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉浆；(c)崩解剂，例如交联羧甲基纤维素钠、交联羧甲基淀粉钠、低取代羟丙基纤维素、干淀粉；(d)润滑剂，例如硬脂酸镁、滑石粉、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠，或其混合物。 

固体剂型如胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂可采用包衣制备，例如肠衣和其它本领域公知的材料。它们可包含不透明剂，并且，这种组合物中活性化合物或化合物的释放可以延迟的方式在消化道中释放。必要时，活性化合物也可与上述赋形剂中的一种或多种形成微胶囊形式。 

用于口服给药的液体剂型包括药学上可接受的乳液、溶液、悬浮液、糖浆。除了活性化合物外，液体剂型可包含本领域中常规采用的惰性稀释剂，如水和其它溶剂，增溶剂和乳化剂，例如，乙醇、乙酸乙酯、丙二醇以及油，特别是棉籽油、花生油、玉米胚芽油、橄榄油和芝麻油或这些物质的混合物等。 

除了这些惰性稀释剂外，组合物也可包含助剂，如润湿剂、乳化剂和悬浮剂、甜味剂、娇味剂和香料。 

除了活性化合物外，悬浮液可包含悬浮剂，例如，乙氧基化异十八烷醇、聚氧乙烯山梨醇、脱水山梨醇酯、微晶纤维素和琼脂或这些物质的混合物。 

本发明化合物制成药剂施予受疗者时，其剂量是有效剂量。有效剂量在有用治疗有效期内在受疗者中产生治疗反应。有效剂量包含治疗有效量的化合物，具体剂量水平和用药频度受多种因素影响，包括活性、代谢稳定性、生物利用度、排泄速率、生物半衰期以及施用化合物的方式和时间；受疗者的年龄、体重、健康状况、性别、饮食以及身体和健康特点；癌症或其它疾病或病患的严重程度。 

本发明的阿比特龙药物的前体化合物按总重量给药，其量为每kg体重1-1000mg，最好 是24h的用量为每kg体重5-100mg，亦可采用几次给药方法。最佳方案是一天一次给予阿比特龙药物的前体化合物的量为1-50mg/kg体重，优选剂量为3-20mg/kg体重。为了符合理想给药方案，这一剂量可视病情轻重、治疗难易的不同上下波动，或遵医嘱。 

本发明化合物可单独使用，也可与一种或多种其它药物和/或激素组合使用，例如抗雄激素物质，如氟他胺和安得乐；另外一种CYP17抑制剂，如醋酸阿比特龙；黄体化激素释放激素激动剂，如亮丙瑞林、戈舍瑞林和布舍瑞林；防治肾上腺分泌雄激素的药物，如酮康唑和氨鲁米特；以及雌激素。或者与非限制性的癌症药物联合使用，癌症药物的非限制性例子包括环磷酰胺、甲胺蝶呤、5-氟尿嘧啶、阿霉素、卡波铂、亚硝脲氮芥、苯丁酸氮芥、顺铂、氮烯唑胺、异环磷酰胺、氮芥、美法仑、甲苄肼、博来霉素、去甲氧正定霉素、米托蒽醌、2-氯脱氧腺苷、阿糖胞苷、氟达拉滨、6-巯嘌呤、喷司他丁、依托泊苷、2,2-二氟脱氧胞嘧啶核苷、类固醇霜、皮质类固醇、强的松和地塞米松。 

本发明化合物作为已知癌症治疗方法的一部分或与其联合使用，所述已知癌症治疗的方法例如激素治疗、化学治疗、放射治疗、免疫治疗和/或手术治疗。 

本发明化合物在泌尿生殖系和/或与雄激素相关的疾病或病患晚期施用，可在任何时候施予受疗者，具体由治疗医师决定。具体的，化合物在癌症第二期、第三期和第四期中的一个或多个阶段施用。 

本发明还提供了一种制备化学式I所示化合物的方法：在碱性条件下，将阿比特龙在溶剂中与通式化合物XC(＝O)OEt反应，式中，X是指卤素；Et代表乙基，反应完毕后经处理纯化得到最终产物。 

在制备过程中，反应在-10℃至回流温度下进行，通常在回流温度为5-80℃进行，较佳地室温(25℃)，反应时间没有特别限制，通常为1分钟至24小时，较佳地为1-20小时。所用溶剂通常为二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、DMF、DMSO、吡啶等。所用缚酸剂(碱)通常为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、醋酸钾、三乙胺、吡啶、DMAP等。 

本发明作用机理：本发明化合物通过动物实验证明有优异的前药特性，在体内被迅速吸收，再降解成有效成分阿比特龙，其余降解物从化学角度分析为相应的醇和二氧化碳，对人体安全有效。 

有益效果 

1、临床研究表明，作为阿比特龙的前药，醋酸阿比特龙酯口服后能被人体吸收，在肝脏内去乙酰化得到活性成分阿比特龙。本发明提供的阿比特龙碳酸乙酯，同样具有前药的特性，在体内被迅速吸收，再降解成有效成分阿比特龙，其余降解物为乙醇和二氧化碳，安全有效。 

2、从实施例4的体外实验获知本发明的IC₅₀优于现有醋酸阿比特龙。 

3、实施例4的犬的药物动力学特性对比研究表明结果发现，阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙给药后，在体内均只检出阿比特龙，说明它们进入体内后均迅速代谢为阿比特龙，AUC_0-12和AUC_0-∞经对数转换后双单侧t-检验表明，口服阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙相比，阿比特龙碳酸乙酯的Cmax增加，Tmax无变化，MRT增加，与醋酸阿比特龙相比，阿比特龙碳酸乙酯口服的AUC有明显增加，说明本化合物阿比特龙碳酸乙酯能够提高口服的生物利用度。由说明书附图1和表1表明，本发明的体内半衰期长于醋酸阿比特龙，约为1倍，其可以在临床实现2天给药一次的目标，这在临床具有很大优势。 

4、阿比特龙碳酸乙酯对人前列腺癌DU-145裸鼠异种移植肿瘤生长的抑制作用表明阿比特龙碳酸乙酯中、高剂量优于醋酸阿比特龙，证明其具有良好的抗肿瘤活性，具有很好的应用前景。 

附图说明

图1阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙犬口服给药后血药浓度-时间曲线 

图2：阿比特龙碳酸乙酯氢谱整体图 

图3：阿比特龙碳酸乙酯氢谱局部放大图1 

图4：阿比特龙碳酸乙酯氢谱局部放大图2 

图5：阿比特龙碳酸乙酯碳谱局部放大图 

图6：阿比特龙碳酸乙酯碳谱整体图 

图7：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱图 

图8：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱局部放大图1 

图9：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱局部放大图2 

图10：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱局部放大图3 

图11：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱局部放大图4 

图12：阿比特龙碳酸乙酯HMBC谱局部放大图5 

图13：阿比特龙碳酸乙酯质谱图 

具体实施方式

以下将结合实施例具体说明本发明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明的实质。 

实施例1 

化合物(阿比特龙碳酸乙酯)的合成 

于10ml单口反应瓶中加入原料阿比特龙0.3g，再注入1.0ml二氯甲烷和0.5ml吡啶，室温搅拌10min，再室温下滴加由1.0ml二氯甲烷稀释的氯甲酸乙酯0.19g，室温反应3h。反应结束后，反应液浓缩至干，往浓缩物中加入10ml乙酸乙酯和10ml水，振摇萃取，分出有 机相再用水洗两次，每次10ml。取有机相用无水硫酸钠干燥5h，过滤后浓缩滤液至干，得白色固体，该白色固体再用乙酸乙酯/石油醚＝1/5混合溶液打浆洗涤，最后过滤，减压真空干燥后得到白色固体阿比特龙碳酸乙酯0.2g。下面是波谱数据(图谱见说明书附图，图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13)： 

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):8.62(s,1H),8.46(d,1H),7.65(t,1H),7.22(q,1H),6.00(q,1H),5.44(t,1H),4.50(q,1H),4.19(t,2H),2.39-2.45(m,2H),2.23-2.32(m,1H),2.02-2.11(m,3H),1.94-1.96(d,1H),1.87-1.92(m,1H),1.48-1.79(m,7H),1.29-1.33(t,3H),1.09-1.20(m,2H),1.07(s,3H),1.04(s,3H) 

¹³CNMR(400MHz,CDCl₃):154.47,151.57,147.79,147.74,139.72,133.67,132.90,129.20,122.98,122.48,77.40,63.62,57.41,50.16,47.26,38.02,36.72,36.68,35.13,31.73,31.45,30.33,27.62,20.77,19.15,16.52,14.22. 

EI-MS:m/z calcd for C₂₇H₃₅NO₃[M+H]⁺422.26Found:422 

实施例2阿比特龙碳酸乙酯片的制备 

按上述原料、辅料混合均匀后，按照常规湿法制粒，干燥，压片。 

实施例3阿比特龙碳酸乙酯注射液的制备 

取氯化钠，用注射用水搅拌溶解，然后加入阿比特龙碳酸乙酯，继续搅拌使完全溶解，盐酸/氢氧化钠调pH值4～8，添加注射用水至总量，滤过至澄明，灌封，灭菌，即得。 

实施例4阿比特龙碳酸乙酯片的制备 

按上述原料、辅料混合均匀后，按照常规湿法制粒，干燥，压片。 

实施例5阿比特龙碳酸乙酯片的制备 

按上述原料、辅料混合均匀后，按照常规湿法制粒，干燥，压片。 

实施例6CYP17体外测定 

本发明化合物(阿比特龙碳酸乙酯)和醋酸阿比特龙(购自杨森)的体外CYP17抑制活性使用快速醋酸释放测定(AARA)来评价：利用完整的P450c17-表达E.coli作为酶源，用[21-³H]-17α-羟基孕烯醇酮作为底物，在底物的C-21侧链分裂期间转化成去氢表雄酮(DHEA)，同时释放醋酸。通过大量氚标记醋酸的形式可测量CYP17活性，该方法的精确度和可靠性与本领域技术人员使用的HPLC分析方法相当。IC₅₀值从超过适当范围的抑制百分比与抑制浓度的关联曲线直接获得。 

该生物检测在微量离心管中以100μL体积进行，使用5μL稀释的大鼠睾丸微粒体碎片作为酶源，在添加微粒体碎片之前，将含有pH7.5的50mM磷酸钠缓冲溶液、0.5mM NADPH、1μM[21-³H]-17-α-羟基孕烯醇酮及适量浓度的测试化合物的反应混合物在37℃的振摇水浴中培育5min，无酶源的反应作为阴性对照，无测试化合物的反应作为阳性对照。5min预培育之后，向反应混合物(除阴性对照之外，其接受5μL水)加入5μL稀释的大鼠睾丸微粒体碎片。在37℃的振摇水浴中培育30min后，借由添加200μL氯仿并剧烈振摇30min终止反应。将微量离心管在4℃下以1500rpm离心15min，并将水相转移至新微量离心管中。向管中加入40μL8.5％活性炭悬浮液，充分混合并在4℃下培育30min。将微量离心管在4℃下以1500rpm离心15min，移取上层清液100μL至96孔板的微孔中，并加入闪烁液，上下抽吸三次混合均匀。使用氚程序量测放射性并评价DHEA浓度，并使用纯化的DHEA产生标准曲线。将阴性对照中的DHEA的量自总DHEA浓度扣除并将从新和成的DHEA的量对测试化合物的浓度做图。在“非线性回归分析”下使用软件产生抑制曲线，且IC₅₀值经计算为导致阳性对照物的50％抑制的化合物浓度。 

化合物在五个不同浓度下实验。测量三份，并且IC₅₀值取三次实验的平均值。标准偏差为平均值的±5％。实验结果，本发明的IC₅₀为10.6nM，醋酸阿比特龙的IC₅₀为13.0nM。说 明本发明优于市售的醋酸阿比特龙的作用效果。 

实施例7阿比特龙碳酸乙酯—犬的药物动力学特性对比研究 

为证明本发明的阿比特龙碳酸乙酯优于现有醋酸阿比特龙在体内的生物利用度，以醋酸阿比特龙为参比药物，进行生物利用度和生物等效性评价。6只健康Beagle犬，雌雄各半，体重范围12～14kg，实验前一天禁食12h，给药4h后统一进食低脂肪标准餐。在试验前两周及试验期间不得服用其它药物。本实验采用双制剂双周期交叉实验设计，将6只Beagle犬随机分为A，B两组(每组3只)。每种化合物按40mg/kg的剂量口服给药，周期之间的净洗期为一周。服药前取空白血，服药后于0.33h，0.67h，1.0h，1.5h，2.0h，2.5h，3.0h，4.0h，6.0h，12.0h分别采血3mL于涂有肝素的试管中，立即离心，取上层血浆，冷冻保存。加乙腈8ml，混合3分钟，4000rpm离心10分钟，取上清7ml，氮气吹干，冷冻保存，测定前用流动相溶解后进样，用HPLC-MS/MS法测定阿比特龙的体内药物浓度。 

表1阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙犬给药后药动学参数 

结果发现，阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙给药后，在体内均只检出阿比特龙，说明它们进入体内后均迅速代谢为阿比特龙，AUC_0-12和AUC_0-∞经对数转换后双单侧t-检验表明，口服阿比特龙碳酸乙酯与醋酸阿比特龙相比，阿比特龙碳酸乙酯的Cmax增加，Tmax无变化，与醋酸阿比特龙相比，阿比特龙碳酸乙酯口服的AUC有明显增加，说明本化合物阿比特龙碳酸乙酯能够提高口服的生物利用度。由附图1和表1表明，本发明的体内半衰期长于醋酸阿比特龙，约为1倍，其可以在临床实现2天给药一次的目标，这在临床具有很大优势。 

实施例8阿比特龙碳酸乙酯对人前列腺癌DU-145裸鼠异种移植肿瘤生长的抑制作用 

取对数生长期的人前列腺癌DU-145细胞株(购自上海中国科学院细胞库)，在无菌条件下制备成5×10⁷/ml细胞悬液，以0.1ml接种于裸鼠右侧腋窝皮下。用游标卡尺测量裸鼠移植瘤直径，待肿瘤生长至100-200mm³后将动物随机分组。使用测量瘤径的方法，动态观察阿比特龙碳酸乙酯的抗肿瘤效果。肿瘤直径的测量次数为每2天测1次。给药方式均采用灌胃注射。阴性对照组注射等量生理盐水，每天1次；醋酸阿比特龙组16mg/kg，每天给药1次；阿比特龙碳酸乙酯组(低、中、高剂量组)8mg/kg、16mg/kg、32mg/kg，每天给药1次。试验结束后，小鼠处死，手术剥取瘤块称重。 

表2阿比特龙碳酸乙酯对人前列腺癌DU-145裸鼠异种移植肿瘤生长的抑制作用 

由表2获知，阿比特龙碳酸乙酯中、高剂量优于醋酸阿比特龙，证明其具有良好的抗肿瘤活性，具有很好的应用前景。 

Claims (10)

1.一种化学式I所示化合物或其药学上可接受的盐

。

2.如权利要求1所述的一种化学式I所示化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于可接受的盐包括氯化物、溴化物、碘化物、磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、苯甲酸盐、吡啶甲酸盐、富马酸盐、马来酸盐、苹果酸盐、琥珀酸盐、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐、三氟甲磺酸盐、四氟硼酸盐或六氟磷酸盐。

3.一种药物组合物，其特征在于其包含如权利要求1所述化合物或其药学上可接受的盐与一种以上药学上可接受的填充剂、粘合剂、崩解剂、润滑剂。

4.如权利要求3所述的药物组合物，其特征在于，所述组合物适合于口服给药，也适合其它如注射给药等的给药方法。

5.如权利要求4所述的药物组合物，其特征在于，所述组合物可以是片剂、胶囊、颗粒剂、口服液或悬液等液体制剂形式。

6.如权利要求3-5所述的一种药物组合物，其特征在于其包含50-2000mg的所述化合物或其盐。

7.如权利要求1-3所述的化合物或如4-6药物组合物在制备预防或治疗癌症或泌尿生殖系疾病的药物中应用。

8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述癌症是泌尿生殖系癌症或与雄激素有关的癌症。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述泌尿生殖系癌症是前列腺癌、乳腺癌、卵巢癌、其它泌尿生殖系癌症或前列腺肥大。

10.一种制备权利要求1所述的化学式I所示化合物的方法，其特征在于按如下步骤实现：碱性条件下，阿比特龙在溶剂中与通式化合物XC(=O)OEt反应，获得化学式I所示化合物； 其中式中X是指卤素；Et代表乙基    

 

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