CN108348492A - 使用包括don在内的谷氨酰胺类似物的用于癌症和免疫疗法的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的主题涉及降低谷氨酰胺代谢、糖酵解和/或脂肪酸合成的代谢重编程剂,包含至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂的药物组合物,以及那些剂和组合物作为免疫疗法,和增强免疫疗法来治疗癌症的用途。

Description

使用包括DON在内的谷氨酰胺类似物的用于癌症和免疫疗法 的方法
相关申请的交叉引用
本发明要求于2015年7月31日提交的美国临时申请号62/199,381和62/199,566的优先权,每个申请的内容其整体通过引用并入本文。
背景技术
细胞在某些条件下可能会经历从需要某些代谢途径的较小活性来满足细胞的能量需求的代谢特征至需要这些代谢途径的较大的活性或其他代谢途径的增强的活性来满足其能量需求的代谢特征的代谢转换。例如,细胞在某些条件下可能会经历朝向糖酵解增加并远离氧化磷酸化(OXPHOS)的转化。尽管糖酵解提供的三磷酸腺苷(ATP)少于氧化磷酸化,但已经提出,有氧糖酵解允许产生生成氨基酸、核酸和脂质所必需的底物,所有这些对于增殖都是至关重要的(Vander Heiden等人(2009)Science 324(5930):1029-1033)。OttoWarburg在癌细胞中首次描述了在氧存在的情况下糖酵解的这种用途(Warburg(1956)Science124(3215):269-270),并且随后发现其在活化的T细胞中是重要的(Warburg等人(1958)[Metabolism of leukocytes].Zeitschrift fur Naturforschung.Teil B:Chemie,Biochemie,Biophysik,Biologie 13B(8):515‐516)。这些代谢重编程的细胞依赖某些代谢途径的活性增加,例如参与谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成的途径。然而,仅这些代谢途径中单个酶的特异性抑制剂未被证实是有效的,因为随着细胞的代谢被重新编程以满足异常、有害或不健康状态的非常大的能量需求,每个代谢途径中的多个点均被调节了。
发明内容
除非另外指明,否则本发明的实践通常将采用本领域技术范围内的细胞生物学、细胞培养、分子生物学、转基因生物学、微生物学、重组核酸(例如DNA)技术、免疫学和RNA干扰(RNAi)的常规技术。某些这些技术的非限制性描述见于以下出版物:Ausubel,F.,等人(编辑)Current Protocols in Molecular Biology,Current Protocols in Immunology,Current Protocols in Protein Science和Current Protocols in Cell Biology,全部由John Wiley&Sons,N.Y.出版,截至2008年12月版;Sambrook,Russell和Sambrook,Molecular Cloning.A Laboratory Manual,第3版,Cold Spring Harbor LaboratoryPress,Cold Spring Harbor,2001;Harlow,E.和Lane,D.,Antibodies—A LaboratoryManual,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,1988;Freshney,R.I.,“Culture of AnimalCells,A Manual of Basic Technique”,第5版,John Wiley&Sons,Hoboken,N.J.,2005。关于治疗剂和人类疾病的非限制性信息见于Goodman andGilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics,第11版,McGraw Hill,2005,Katzung,B.(编辑)Basic and Clinical Pharmacology,McGraw-Hill/Appleton&Lange第10版(2006)或第11版(2009年七月)。有关基因和遗传疾病的非限制性信息见于McKusick,V.A.:Mendelian Inheritance in Man.A Catalog of Human Genes and GeneticDisorders.Baltimore:Johns Hopkins University Press,1998年(第12版)或更新的在线数据库:Online Mendelian Inheritance in Man,OMIMTM.McKusick-Nathans Instituteof Genetic Medicine,Johns Hopkins University(Baltimore,Md.)和National Centerfor Biotechnology Information,National Library of Medicine(Bethesda,Md.),截至2010年5月1日,万维网URL:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/和Online MendelianInheritance in Animals(OMIA),一个关于动物物种(除了人和小鼠)的基因、遗传疾病和性状数据库,在http://omia.angis.org.au/contact.shtml
在一些方面,本发明公开的主题提供了用于治疗需要其的受试者中的癌症(cancer)的方法,所述方法包括:(a)向受试者施用治疗有效量的第一免疫疗法,其中所述第一免疫疗法是降低谷氨酰胺代谢活性的代谢重编程剂;和(b)任选地向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法。
在特定实施方案中,代谢重编程剂是谷氨酰胺拮抗剂。在特定实施方案中,代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物。在特定实施方案中,代谢重编程剂选自由阿西维辛(acivicin)(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸),氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)组成的组。在特定实施方案中,代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物的前药。在特定实施方案中,至少一种代谢重编程剂是阿西维辛、氮杂丝氨酸、DON和L-DONV的前药。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是免疫检查点阻断疗法。在特定实施方案中,免疫检查点阻断疗法选自由PD-1拮抗剂,PD-L1拮抗剂,CTLA-4拮抗剂,LAG-3拮抗剂,B7-H3拮抗剂及其组合组成的组。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是过继性细胞疗法。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是骨髓浸润淋巴细胞(MIL)。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是腺苷A2aR阻断。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是肿瘤疫苗。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是被动免疫疗法抗体。在特定实施方案中,所述被动免疫疗法抗体选自由贝伐单抗(bevacizumab),西妥昔单抗(cetuximab),利妥昔单抗(rituximab),曲妥珠单抗(trastuzumab),阿仑单抗(alemtuzumab),替伊莫单抗(ibritumomab tiuxetan),帕尼单抗(panitumumab)及其组合。
在特定实施方案中,所述方法包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的癌症疗法,所述癌症疗法选自由以下组成的组:(i)化学疗法;(ii)光动力疗法;(iii)质子疗法;(iv)放射疗法;(v)手术;及其组合。
在特定实施方案中,在不存在癌症疗法的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话),所述癌症疗法选自由以下组成的组:(i)化学疗法;(ii)光动力疗法;(iii)质子疗法;(iv)放射疗法;(v)手术;及其组合。
在特定实施方案中,癌症是:(i)中枢神经系统的癌症;(ii)与移植和/或免疫抑制有关的癌症;(iii)难以用化学疗法治疗的癌症;(iv)难以用光动力疗法治疗的癌症;(v)难以用质子疗法治疗的癌症;(vi)难以用放射疗法治疗的癌症;和(vii)难以用手术治疗的癌症。
在特定实施方案中,所述癌症是新诊断的、复发性和/或难治性癌症,选自由以下组成的组:鼻咽癌(celnasopharyngeal cancer),滑膜癌,肝细胞癌,肾癌,结缔组织癌,黑色素瘤,肺癌,大肠癌,结肠癌,直肠癌,结肠直肠癌,脑癌,喉癌,口腔癌,肝癌,骨癌,胰腺癌,绒毛膜癌,胃泌素瘤,嗜铬细胞瘤,泌乳素瘤,T细胞白血病/淋巴瘤,神经瘤,冯·希佩尔-林道病(von Hippel-Lindau disease),佐林格-埃利森综合征(Zollinger-Ellisonsyndrome),肾上腺癌,肛门癌,胆管癌,膀胱癌,输尿管癌,脑癌,寡树突神经胶质瘤,神经母细胞瘤,脑膜瘤,脊髓肿瘤,骨癌,骨软骨瘤,软骨肉瘤,尤因氏肉瘤(Ewing's sarcoma),原发位点不明性癌症,类癌,胃肠道类癌,纤维肉瘤,乳腺癌,佩吉特氏病(Paget's disease),宫颈癌,结肠直肠癌,直肠癌,食管癌,胆囊癌,头癌,眼癌,颈癌,肾癌,威尔姆氏肿瘤(Wilms'tumor),肝癌,卡波西肉瘤(Kaposi's sarcoma),前列腺癌,肺癌,睾丸癌,霍奇金病(Hodgkin's disease),非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin's lymphoma),口腔癌,皮肤癌,间皮瘤,多发性骨髓瘤,卵巢癌,内分泌胰腺癌,胰高血糖素瘤,胰腺癌,甲状旁腺癌,阴茎癌,垂体癌,软组织肉瘤,成视网膜细胞瘤,小肠癌,胃癌,胸腺癌,甲状腺癌,滋养细胞癌,葡萄胎,子宫癌,子宫内膜癌,阴道癌,外阴癌,听神经瘤,蕈样真菌病,胰岛瘤,类癌瘤综合征,生长抑素瘤,牙龈癌,心脏癌,唇癌,脑膜癌,口癌,神经癌,腭癌,腮腺癌,腹膜癌,咽癌,胸膜癌,唾液腺癌,舌癌和扁桃体癌。
在一些方面,本发明公开的主题提供了一种预防缓解期癌症受试者的复发的方法,所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的代谢重编程剂,其中所述代谢重编程剂选自由阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸)、氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)及其前药组成的组。
在特定实施方案中,代谢重编程剂:(i)在移植后向受试者施用;(ii)在化疗后向受试者施用;(iii)在免疫疗法后向受试者施用;(iv)在光动力疗法后向受试者施用;(v)在质子疗法后向受试者施用;(vi)在放疗后向受试者施用;(vii)在手术后向受试者施用;及其组合。
已经在上文中陈述了本发明公开的主题的某些方面,其全部或部分地由当前公开的主题来解决,其他方面将随着结合所附示例和附图进行的描述变得显而易见,如最佳描述在下文中。
附图说明
已经以一般术语描述了当前公开的主题,现在将参考附图,附图不一定按比例绘制,并且其中:
图1说明使用至少一种代谢重编程剂(例如,DON)的代谢重编程疗法显著抑制EL4小鼠淋巴瘤模型中的淋巴瘤生长,表明骨髓衍生的肿瘤可能对使用至少一种代谢重编程剂(例如,DON)的代谢重编程疗法非常敏感;
图2说明使用至少一种代谢重编程剂(例如DON)的代谢重编程疗法对抑制黑色素瘤生长有适度作用,所述黑色素瘤不是骨髓衍生的肿瘤;
图3说明使用至少一种代谢重编程剂(例如,DON)的代谢重编程疗法通过抑制肿瘤浸润性调节性T细胞(Foxp3+)来调理B16黑色素瘤使其通过免疫疗法被杀死;
图4说明了DON和基于DON的前药的结构;
图5A和图5B说明DON(1)体内抑制谷氨酰胺代谢和GBM肿瘤生长。图5A显示化合物1(0.8mg/kg,i.p.)抑制谷氨酰胺代谢,由以下证明:相对于溶媒处理的对照,在施用后2小时,侧翼GBM肿瘤中内源性谷氨酰胺浓度增加;*p<0.05。图5B显示在药效研究中,与第0天基线相比,溶媒处理的小鼠在实验过程中表现出侧翼GBM肿瘤的显著生长。相比之下,全身施用1(0.8mg/kg,i.p,q.d.1-6天)引起肿瘤尺寸显著减小;***p<0.001,****p<0.0001。注意,术语“DON”、“DON前药”、“基于DON的前药”等后的粗体数字是指下表1中公开的特定化合物。
图6说明了口服施用DON(1)和5c后,化合物DON(1)在小鼠中的体内脑和血浆药代动力学。1和5c通过口服灌胃以0.8mg/kg当量向小鼠给药,并通过LC/MS评估化合物1的血浆和脑浓度。口服施用化合物1和5c表现出类似的血浆和脑药代动力学特征,这是由于5c在小鼠血浆中完全并快速地代谢成1;
图7说明了了静脉内施用DON(1)和5c后,DON在猴血浆和CSF中的体内药代动力学。1和5c通过i.v.施用以1.6mg/kg当量向两只短尾猴给药,并通过LC/MS评估DON的血浆(0.25-6h)和CSF(30min)浓度。相对于1,5c递送显著较低的DON血浆浓度。在CSF中观察到相反的结果,其中5c递送显著更高的DON CSF浓度,在给药后30分钟,CSF与血浆比例提高10倍;
图8说明在CT26肿瘤模型中25(从第7天开始,给药5天)优于CB-839(从第1天开始,给药30天);
图9说明在CT26肿瘤模型中25(从第6天开始,给药4天)优于CB-839(从植入前第1天开始,连续每日两次给药)。图9显示了在第6-15天每天接受25(1.9mg/kg)的小鼠与在第1-15天每天两次接受谷氨酰胺酶抑制剂的小鼠;
图10说明在4T1乳腺癌模型中25(第7-22天,每日)优于CB-839(第1-29天,连续每日两次给药)。第7-22天每天接受25(1.0mg.kg/d)的小鼠,对比第1-29天每天两次接受谷氨酰胺酶抑制剂的小鼠;
图11说明1mg/kg然后0.3mg/kg的25给药导致MC38肿瘤中的完全且持久的应答;
图12说明在多种肿瘤模型(包括例如CT26结肠癌)中25给出了强有力的应答并改善了总体存活;
图13说明在多种肿瘤模型(包括例如4T1乳腺癌)中25提供了强有力的应答并改善了总体存活;
图14说明单独用25治愈的小鼠在再次激发时会免疫排斥肿瘤,表明25单一疗法是免疫疗法;
图15进一步说明25单一疗法是免疫疗法;
图16说明谷氨酰胺抑制(例如,DON)降低肿瘤细胞的氧消耗和乳酸产生;
图17说明谷氨酰胺抑制(例如,DON)改善了肿瘤中的CD8/Treg比例并降低TIL中的缺氧;
图18说明在MC38模型中25调理肿瘤使其被抗PD1疗法消除,并且特别地,25能够挽救抗PD1的失败;
图19说明即使在更困难的CT26模型中,25也能增强针对抗PD1疗法的应答;
图20说明抑制谷氨酰胺代谢也加强对腺苷A2a受体(A2aR)阻断的抗肿瘤应答;
图21说明抑制谷氨酰胺代谢增强过继性细胞疗法(ACT)在B16-OVA模型中的功效;
图22A、图22B和图23C说明了静脉内施用DON(1)和14后,DON在猴血浆和脑脊液(CSF)中的体内药代动力学。1和14通过i.v.施用以1.6mg/kg当量向两只短尾猴给药,并通过LC/MS评估DON的血浆(0.25-6h)和CSF(30min)浓度。相对于1,14递送显著较低的DON血浆浓度。在CSF中观察到相反的结果,其中14递送显著更高的DON CSF浓度,在给药后30分钟,CSF与血浆比例提高10倍;
图23说明了(14)的物种特异性血浆稳定性;14在人、猪、狗和猴的血浆中稳定,但在小鼠血浆中迅速代谢;
图24说明了DON和基于DON的前药25、9、38和60的示例性结构;不同的N-氨基酸前体部分(promoiety)(例如亮氨酸、色氨酸)提供差异性血浆和微粒体稳定性;
图25A、图25B、图25C和图25D说明了DON前药9、25、38和60的体外血浆稳定性。通过去除N-保护基团发生代谢;乙酯和异丙酯在猪和人的血浆中均稳定;
图26A、图26B、图26C和图26D说明了DON前药9、25、38和60的体外肝微粒体稳定性;所有前药均在人和猪的微粒体中显示出中-高度稳定性;
图27A、图27B、图27C、图27D、图27E、图27F、图27G、图27H、27I、27J说明了9、25、38和60在人全血和猪全血中的离体研究的结果;与血浆相比,DON前药选择性地将DON递送至人和猪中的PBMC;与DON相比,PBMC/血浆比提高了10-100+倍;
图28A、图28B、图28C、图28D和图28E说明了用DON前药9、25、38和60进行的猪体内研究的结果;与血浆相比,DON前药选择性地将DON递送至PBMC;与DON相比,PBMC/血浆比例提高了6倍至10倍;
图29A、29B和29C说明了化合物甲基-POM 14及其衍生物的血浆稳定性;
图30说明了用于细胞内靶向和脑渗透的基于N-酰基烷氧基DON的前药类似物的示例性结构;向“桥”添加空间位阻可能导致较慢的水解;
图31说明抗PD1单一疗法在4T1肿瘤模型中不起作用。将4T1肿瘤细胞(10万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。在第3、5、8和11天施用抗PD1(5mg/Kg),每周测量肿瘤体积2-3次,直至评估肿瘤的肿瘤浸润细胞。组:a-PD1(第3、5、8、11天100ug/小鼠)=5mg/kg I.P.;
图32A和图32B说明谷氨酰胺类似物(6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(L-DON)衍生物=25)抑制肿瘤生长。图32A显示接种30天后(8天无药)的4T1(乳腺癌细胞系)。图32B显示组1:PBS溶媒,组2:25,每日1mg/kg(自第5天-第22天)。将4T1肿瘤细胞(10万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠从第5天至第22天每天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在肿瘤接种后第30天拍摄照片。每周测量肿瘤体积2-3次,直至WT小鼠被处死(当尺寸达到20mm长或发生坏死时)。第0天:将100K 4T1细胞皮下注射至第四乳腺垫。第5-22天:每日25;
图33说明谷氨酰胺类似物(6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(L-DON)衍生物=25)抑制肿瘤生长。将4T1-Luc肿瘤细胞(10万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠从第7天起每天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在第5、8和12天施用抗PD1(5mg/Kg)。携带4T1-luc肿瘤的小鼠注射萤光素以测量肿瘤的发光。在第13天进行IVIS成像;
图34A和图34B说明谷氨酰胺类似物(6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(L-DON)衍生物=25)抑制肿瘤生长。图34B显示在第21天收获的肿瘤重量(mg)。将4T1-Luc肿瘤细胞(0.1百万)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠从第7天至第16天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在第5、8、12和17天施用抗PD1(5mg/Kg)。每周测量肿瘤体积2-3次,直至在第21天评估肿瘤的肿瘤浸润细胞。在第21天测量肿瘤重量。在第21天,PD1组肿瘤尺寸看起来减小了,然而,结果并不是由于肿瘤尺寸减小,而是因为一个大肿瘤小鼠死亡;
图35显示在25治疗的小鼠中CD11b+细胞和G-MDSC减少,证明降低谷氨酰胺代谢活性的代谢重编程剂抑制髓系衍生抑制性细胞(myeloid derived suppressor cell)。将4T1-Luc肿瘤细胞(10万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠从第7天至第16天每天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在第5、8、12和17天施用抗PD1(5mg/Kg)。在第6、9和17天通过流式细胞术用CD11b和Ly6C/Ly6G监测来自循环血液的髓系衍生抑制性细胞(MDSC)的百分比。粒细胞MDSC(G-MDSC):CD11b+Ly6g+Ly6c lo单核细胞MDSC(Mo-MDSC):CD11b+Ly6G-Ly6c Hi;
图36说明在25治疗的小鼠中TNFα增加,表明降低谷氨酰胺代谢活性的代谢重编程剂增加炎性肿瘤相关巨噬细胞(inflammatory tumor associated macrophages,TAM)。将4T1-Luc肿瘤细胞(20万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠自第7天至第16天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在第5、8、12和17天施用抗PD1(5mg/Kg)。在第21天评估肿瘤的肿瘤浸润细胞。将细胞接种在平板上,并添加200μl高尔基体阻断剂(Golgi plug)过夜以抑制细胞因子分泌(无额外刺激)。肿瘤相关巨噬细胞标记物:活的/CD45+/CD11b+/F4-80+/CD8-用于流式细胞术分析。巨噬细胞衍生自肿瘤。将细胞与高尔基体阻断剂孵育过夜,w/o刺激(stim)。TAM:活的/CD45+/CD11b+/F4-80+/CD8-;
图37说明在25治疗的小鼠中纤维细胞减少,证明降低谷氨酰胺代谢活性的代谢重编程剂抑制骨髓衍生的纤维细胞,这被认为在抑制免疫疗法中以及在产生围绕肿瘤并抑制化疗的细胞外基质中发挥作用。将4T1-Luc肿瘤细胞(10万个)注射到8周龄雌性BALB/c小鼠的乳腺脂肪垫中。小鼠从第7天至第16天每天接受溶媒(PBS)或1mg/kg 25。在第5、8、12和17天施用抗PD1(5mg/Kg)。在第21天评估肿瘤的肿瘤浸润细胞。纤维细胞标记物:胶原I+CD11b+CD45+live用于流式细胞术分析。
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具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述本公开的主题,其中示出了本发明公开主题的一些但非全部实施方案。相似的数字通篇指代相似的元素。本公开的主题可以以许多不同的形式来实施,而不应被解释为限于在此阐述的实施方式;而是,提供这些实施方式以使本公开将满足适用的法律要求。事实上,本文所阐述的本发明公开的主题的许多修改和其它实施方案将被本领域技术人员想到,其具有在前面的描述和相关附图中给出的教导的益处。因此,应当理解的是,本发明公开的主题不限于所公开的具体实施方案,并且旨在将修改和其他实施方案包括在所附权利要求的范围内。
本发明公开的主题证实,某些病况、疾病或/或病症涉及代谢重编程细胞,异常、有害和/或不健康状态下的代谢重编程细胞的活化、功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种、至少两种或至少三种代谢途径的活性增加,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。应该理解的是,细胞的异常、有害和/或不健康状态是指对其细胞受到病况、疾病或病症影响的受试者的影响或相对于该受试者的影响,而不是对在异常、有害和/或不健康状态下以被认为与至少一种、至少两种或至少三种代谢途径(例如,谷氨酰胺代谢,糖酵解和/或脂肪酸合成)的活性增加成比例的方式表现出增强的繁衍(thrive)能力的细胞本身的影响或相对于该细胞本身的影响。
本发明公开的主题已经证实,本文称为“代谢重编程病症”的这种病况、疾病和/或病症中的某些适合于使用至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂治疗,所述至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂降低至少一种、至少两种或至少三种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。在一些情况下,所述代谢重编程病症包括涉及谷氨酰胺代谢异常和/或过度、糖酵解异常和/或过度或脂肪酸合成异常和/或过度的病况、疾病或病症。
如本文所用,术语“谷氨酰胺代谢过度”意指与不患类似疾病或病况的受试者中谷氨酰胺代谢活性的量相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中谷氨酰胺代谢活性的量增加,例如增加近100%,100%,200%,300%,400%,500%,600%,700%,800%,900%,1000%或者更多。如本文所用,术语“谷氨酰胺代谢异常”意指与不患类似病况、疾病或病症的受试者中的谷氨酰胺活性相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中谷氨酰胺的生物活性发生变化,例如恶性、赘生性或其他病理性细胞过程(例如免疫病症、神经退行性病症、炎性病症等)的生长和/或增殖中谷氨酰胺利用增加。
如本文所用,术语“糖酵解代谢过度”意指与不患类似疾病或病况的受试者中糖酵解代谢活性的量相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中糖酵解代谢活性的量增加,例如增加近100%,100%,200%,300%,400%,500%,600%,700%,800%,900%,1000%或者更多。如本文所用,术语“糖酵解代谢异常”意指与不患类似病况、疾病或病症的受试者中的糖酵解活性相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中糖酵解的生物活性发生变化,例如恶性、赘生性或其他病理性细胞过程(例如免疫病症、神经退行性病症、炎性病症等)的生长和/或增殖中葡萄糖利用增加。
如本文所用,术语“脂肪酸合成过度”意指与不患类似病况、疾病或病症的受试者中脂肪酸合成的量相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中脂肪酸合成的量增加,例如增加近100%,100%,200%,300%,400%,500%,600%,700%,800%,900%,1000%或者更多。如本文所用,术语“脂肪酸合成异常”意指与不患类似病况、疾病或病症的受试者中的脂肪酸合成相比,患有病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的受试者中脂肪酸合成的生物活性发生变化,例如恶性、赘生性或其他病理性细胞过程(例如免疫病症、神经退行性病症、炎性病症等)的生长和/或增殖中脂肪酸利用增加。
如本文所用,“代谢重编程的”细胞是指这样的细胞:其中至少一种、至少两种或至少三种代谢途径(例如谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成)的活性响应于细胞对细胞高能量和生物合成需求而增加,以使异常、有害和/或不健康状态下的细胞被激活、发挥功能、生长、增殖和/或存活。如本文所用,“代谢重编程剂”是指这样的剂:其能够逆转细胞的代谢重编程,使其从一种细胞(异常、有害和/或不健康状态下的该细胞的激活、发挥功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种、至少两种或至少三种代谢途径(例如谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成)的活性增加)逆转为另一种细胞(异常、有害和/或不健康状态下的该细胞的繁衍能力(例如激活、发挥功能、生长、增殖和/或存活)降低或丧失)。在一些情况下,“代谢重编程剂”抑制谷氨酰胺代谢异常和/或过度、糖酵解异常和/或过度和脂肪酸合成异常和/或过度中的至少一种、至少两种或全部。
现在将在下文中参照附图更充分地描述本公开的主题,其中示出了本发明的一些但非全部实施方案。相似的数字通篇指代相似的元素。本公开的主题可以以许多不同的形式来实施,而不应被解释为限于在此阐述的实施方式;而是,提供这些实施方式以使本公开将满足适用的法律要求。事实上,本文所阐述的本发明公开的主题的许多修改和其它实施方案将被本领域技术人员想到,其具有在前面的描述和相关附图中给出的教导的益处。因此,应当理解的是,本发明公开的主题不限于所公开的具体实施方案,并且旨在将修改和其他实施方案包括在所附权利要求的范围内。
I.使用代谢重编程剂的治疗方法
在一方面,本发明公开的主题提供了用于治疗患有病况、疾病或病症的受试者的方法,所述病况、疾病或病症涉及代谢重编程的细胞,代谢重编程的细胞的活化、功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种代谢途径的活性增加,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组,所述方法包括以有效治疗所述病况、疾病或病症的量向所述受试者施用至少一种代谢重编程剂,所述至少一种代谢重编程剂降低至少一种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。
在一些方面,本发明公开的主题提供了用于治疗患有病况、疾病或病症的受试者的方法,所述病况、疾病或病症涉及谷氨酰胺代谢异常和/或过度、糖酵解异常和/或过度或脂肪酸合成异常和/或过度中的至少一种,所述方法包括以有效治疗所述病况、疾病或病症的量向受试者施用至少一种代谢重编程剂,所述至少一种代谢重编程剂降低至少一种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。
通常,本公开的方法导致受试者的病况、疾病或病症(例如代谢重编程病症)的严重程度降低。术语“降低”是指抑制(inhibit)、压制(suppress)、减弱(attenuate)、减少(diminish)、阻止(arrest)或稳定(stabilize)病况、疾病或病症的症状。如本文所用,术语“治疗(treat,treating,treatment)”等是指减轻或改善疾病或病况和/或与其相关的症状。应该理解,虽然不排除,但治疗疾病或病况不需要所述病症、病况或与其相关的症状完全消除。
在一些实施方案中,所述方法包括以有效治疗所述病况、疾病或病症的量向所述受试者施用至少两种代谢重编程剂,所述至少两种代谢重编程剂降低至少两种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。在其他实施方案中,所述方法包括以有效治疗所述病况、疾病或病症的量向所述受试者施用至少三种代谢重编程剂,每个所述代谢重编程剂降低选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组的不同代谢途径的活性。
术语“受试者”和“患者”在本文中可互换使用。在本发明的许多实施方案中,由本公开的方法、用途、代谢重编程剂和包含那些剂的组合物治疗的受试者理想地是人类受试者,但应理解,本文所述方法对于所有脊椎动物物种都是有效的,所有脊椎动物物种旨在被包括在术语“受试者”中。因此,“受试者”可以包括用于医疗目的的人类受试者,例如用于治疗现有病况或疾病或预防性治疗以预防病况或疾病的发作,或用于医疗、兽医目的或发育目的的动物受试者。合适的动物受试者包括哺乳动物,包括但不限于灵长类动物,例如人,猴,猿等;牛科动物,例如牛(cattle,oxen)等;绵羊类,例如绵羊等;山羊类,例如山羊等;猪科动物,例如猪(pig,hog)等;马科动物,例如马、驴、斑马等;猫科动物,包括野猫和家猫;犬科动物,包括狗(dog);兔类,包括家兔(rabbit)、野兔(hare)等;和啮齿动物,包括小鼠、大鼠等。动物可以是转基因动物。在一些实施方案中,受试者是人,包括但不限于胎儿、新生儿、婴儿、青少年和成人受试者。进一步地,“受试者”可以包括患有或疑似患有病况或疾病的患者。
A.癌症
本发明的一些方面涉及至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂,单独地或任选地与化疗剂、免疫治疗剂和/或放疗剂组合,来治疗癌症的用途。因此,在一些实施方案中,所述病况、疾病或病症是癌症。在这样的实施方案中,代谢重编程的细胞包含恶性或癌性细胞。这样的恶性或癌性细胞(异常、有害或不健康状态下该恶性或癌性细胞的激活、功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种、至少两种或至少三种代谢途径的代谢活性增加,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组)的实例包括但不限于cMyc依赖性癌细胞、谷氨酰胺依赖性癌细胞及其组合。如本文所用,“谷氨酰胺依赖性癌细胞”是这样的癌细胞:其中谷氨酰胺是癌细胞(例如,造血肿瘤、肝细胞瘤、埃里希氏癌(Ehrilich carcinoma)(参见Huber等人,"Uptake of glutamine antimetabolites 6-diazo-5-oxo-L L-norleucine(DON)and acivicin in sensitive and resistant tumorcell lines,"Int.J.Cancer.1988;41:752-755))中细胞能量的重要燃料来源。如本文所用,“cMyc依赖性癌细胞”是指表现出c-Myc激活、过表达和/或扩增的癌细胞。在一些情况下,“Myc依赖性癌症”是其中c-Myc在癌细胞的谷氨酰胺代谢增加中起作用的癌症,即cMyc依赖性谷氨酰胺成瘾性癌细胞。Myc-依赖性癌症的实例包括但不限于淋巴瘤、神经母细胞瘤和小细胞肺癌。
本公开主题的一些方面还涉及至少一种代谢重编程剂(例如,降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂)作为癌症维持疗法的用途。如本文所用,“癌症维持疗法”是指向癌症缓解期的癌症患者施用的疗法。
因此,在一方面,本发明公开的主题提供了一种预防缓解期癌症受试者的复发的方法,所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。如本文所用,“缓解”包括部分和完全缓解,并且指癌症迹象和症状的减少或消失。“部分缓解”是指癌症对主要疗法的治疗有应答,但受试者中仍存在至少一部分肿瘤和/或至少一部分癌性细胞,例如治疗后的受试者中仍存在至少1%,5%,10%,15%,20%,25%,30%,35%,40%,45%或49%的可测量的肿瘤和/或可测量的癌性细胞。“完全缓解”是指受试者不表现出癌症迹象或症状,例如,在医疗保健提供者使用可用于检测癌症的最准确和最新的测试后,无法检测到任何癌症迹象或症状。应该理解的是,癌性细胞可能仍然以不可检测的水平存在于完全缓解的受试者中。
在一些实施方案中,在移植后向受试者施用代谢重编程剂。如本文所用,“移植后”是指最近接受细胞、组织或器官移植的受试者,包括例如接受免疫抑制剂以预防或降低移植排斥风险和/或严重程度的受试者。在一些实施方案中,在化疗后向受试者施用代谢重编程剂。在一些实施方案中,在免疫疗法后向受试者施用代谢重编程剂。在一些实施方案中,在光动力疗法后向受试者施用代谢重编程剂。在一些实施方案中,在质子疗法后向受试者施用代谢重编程剂。在一些实施方案中,在放疗后向受试者施用代谢重编程剂。在一些实施方案中,在手术后向受试者施用代谢重编程剂;及其组合。在一些实施方案中,在移植后、化疗后、免疫疗法后、光动力疗法后、质子疗法后、放疗后、手术后及其组合中的两项或更多项后向受试者施用代谢重编程剂。
如本文所用,受试者中的“癌症”是指存在具有典型致癌细胞特征(例如,不受控制的增殖、特化功能的丧失、不死性、显著的转移潜能、抗凋亡活性的显著增加、快速生长和增殖速度以及某些特征性形态和细胞标记)的细胞。在一些情况下,癌细胞将呈肿瘤的形式;这样的细胞可以局部存在于动物内,或作为独立的细胞例如白血病细胞在血流中循环。如本文所用,“肿瘤”是指所有赘生性细胞生长和增殖,无论是恶性的还是良性的,以及所有的癌前和癌性细胞和组织。如本文所用,“实体瘤”是通常不包含囊肿或液体区域的异常组织块。作为非限制性实例,实体瘤可以在脑,结肠,乳腺,前列腺,肝,肾,肺,食道,头和颈,卵巢,子宫颈,胃,结肠,直肠,膀胱,子宫,睾丸和胰腺中。在一些实施方案中,在用本申请公开的方法治疗实体瘤后,实体瘤消退(regress)或其生长减慢或停滞(arrest)。在其他实施方案中,实体瘤是恶性的。在一些实施方案中,癌症包含0期癌症。在一些实施方案中,癌症包含I期癌症。在一些实施方案中,癌症包含II期癌症。在一些实施方案中,癌症包含III期癌症。在一些实施方案中,癌症包含IV期癌症。在一些实施方案中,癌症是难治性和/或转移性的。例如,癌症对于用放疗、化疗或免疫治疗的单一治疗可能是难治性的。
在特定实施方案中,癌症是中枢神经系统的癌症(CNS癌症)。相信,某些本发明公开的代谢重编程剂和组合物在治疗CNS癌症和CNS起源的癌症中特别有用。具体地说,图22A、图22B、图22C、图29A、图29B、图29C和图30中描述的数据证明,某些代谢重编程剂(例如谷氨酰胺类似物的前药,例如DON前药)将DON有效靶向并递送至脑,例如在给药后30分钟,CSF与血浆比例实现高达10倍的增加。因此,预期将某些本发明公开的代谢重编程剂用作癌症疗法(例如维持疗法)、免疫疗法和针对免疫疗法的增强,用于治疗CNS癌症和CNS起源的癌症。
可用本发明公开的方法、组合物和剂治疗的示例性CNS癌症包括但不限于神经胶质瘤,星形细胞瘤,寡树突神经胶质瘤,室管膜瘤,混合神经胶质瘤(例如少突星形细胞瘤),脑膜瘤(例如非典型、浸润型、间变型等),髓母细胞瘤,神经节神经胶质瘤,许旺氏细胞瘤(神经鞘瘤),颅咽管瘤,脊索瘤,CNS起源的非霍奇金淋巴瘤和垂体瘤。在特定实施方案中,CNS癌症包括多形性胶质母细胞瘤(GBM)。
在特定实施方案中,癌症是与移植和/或免疫抑制相关的癌症。众所周知,在美国器官移植(例如肾脏、肝脏、心脏、肺等)具有发展为各种癌症类型的高风险(参见,例如Engels等人,2011)。在一些情况下,由于免疫抑制,例如,由于施用抑制免疫系统和预防移植排斥(例如器官)的药物,导致感染相关癌症的癌症风险升高。在一些实施方案中,与移植和/或免疫抑制相关的癌症与感染因素有关。与移植和/或免疫抑制相关的癌症的实例包括但不限于肛门癌,卡波西肉瘤,肾癌,肝癌,肺癌,黑色素瘤,非霍奇金淋巴瘤和甲状腺癌。在特定实施方案中,受试者是可能感染或可能未感染爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barrvirus)的儿童或老年成人移植接受者(例如肝脏、心脏、肾脏等)。在特定实施方案中,癌症是难以用化疗治疗的癌症。在特定实施方案中,癌症是难以用光动力疗法治疗的癌症。在特定实施方案中,癌症是难以用质子疗法治疗的癌症。
在特定实施方案中,癌症是难以用放疗治疗的癌症。
在特定实施方案中,癌症是难以用手术治疗的癌症。
如本文所用的癌症包括新诊断的或复发的和/或难治性癌症,包括但不限于急性成淋巴细胞性白血病,急性骨髓性白血病,晚期软组织肉瘤,脑癌,转移性或侵袭性乳腺癌症(breast cancer),乳腺癌(breast carcinoma),支气管癌,绒毛膜癌,慢性粒细胞白血病,结肠癌,结肠直肠癌,尤因氏肉瘤,胃肠道癌,神经胶质瘤,多形性胶质母细胞瘤,头颈部鳞状细胞癌,肝细胞癌,霍奇金病(Hodgkin's disease),颅内室管膜母细胞瘤(ependymoblastoma),大肠癌,白血病,肝癌,肺癌,Lewis肺癌,淋巴瘤,恶性纤维组织细胞瘤,乳房肿瘤,黑色素瘤,间皮瘤,神经母细胞瘤,骨肉瘤,卵巢癌,胰腺癌,脑桥肿瘤,绝经前乳腺癌,前列腺癌,横纹肌肉瘤,网状细胞肉瘤,肉瘤,小细胞肺癌,实体瘤,胃癌,睾丸癌和子宫癌。
在特定实施方案中,所治疗的癌症是新诊断的或复发性和/或难治性癌症,选自由以下组成的组:鼻咽癌,滑膜癌,肝细胞癌,肾癌,结缔组织癌,黑色素瘤,肺癌,大肠癌,结肠癌,直肠癌,结肠直肠癌,脑癌,喉癌,口腔癌,肝癌,骨癌,胰腺癌,绒毛膜癌,胃泌素瘤,嗜铬细胞瘤,泌乳素瘤,T细胞白血病/淋巴瘤,神经瘤,冯·希佩尔-林道病,佐林格-埃利森综合征,肾上腺癌,肛门癌,胆管癌,膀胱癌,输尿管癌,脑癌,寡树突神经胶质瘤,神经母细胞瘤,脑膜瘤,脊髓肿瘤,骨癌,骨软骨瘤,软骨肉瘤,尤因氏肉瘤,原发位点不明性癌症,类癌,胃肠道类癌,纤维肉瘤,乳腺癌,佩吉特氏病,宫颈癌,结肠直肠癌,直肠癌,食管癌,胆囊癌,头癌,眼癌,颈癌,肾癌,威尔姆氏肿瘤,肝癌,卡波西肉瘤,前列腺癌,肺癌,睾丸癌,霍奇金病,非霍奇金淋巴瘤,口腔癌,皮肤癌,间皮瘤,多发性骨髓瘤,卵巢癌,内分泌胰腺癌,胰高血糖素瘤,胰腺癌,甲状旁腺癌,阴茎癌,垂体癌,软组织肉瘤,成视网膜细胞瘤,小肠癌,胃癌,胸腺癌,甲状腺癌,滋养细胞癌,葡萄胎,子宫癌,子宫内膜癌,阴道癌,外阴癌,听神经瘤,蕈样真菌病,胰岛瘤,类癌瘤综合征,生长抑素瘤,牙龈癌,心脏癌,唇癌,脑膜癌,口癌,神经癌,腭癌,腮腺癌,腹膜癌,咽癌,胸膜癌,唾液腺癌,舌癌和扁桃体癌。
在一些实施方案中,所述病况、疾病或病症是淋巴瘤。因此,在一个方面,本发明公开的主题提供了用于治疗需要其的受试者中的淋巴瘤的方法,所述方法包括以有效治疗受试者中淋巴瘤的量向所述受试者施用至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在一些实施方案中,所述病况、疾病或病症是黑色素瘤。因此,在一个方面,本发明公开的主题提供了用于治疗需要其的受试者中的黑色素瘤的方法,所述方法包括以有效治疗受试者中黑色素瘤的量向所述受试者施用至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在一些实施方案中,所述方法包括向受试者施用有效量的放疗。在一些实施方案中,所述方法包括向受试者施用有效量的免疫疗法(例如第二免疫疗法)。在一些实施方案中,所述方法包括向受试者施用有效量的光动力疗法。在一些实施方案中,所述方法包括向受试者施用有效量的质子疗法。在一些实施方案中,所述方法包括在用至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂以及任选地至少一种化疗剂、免疫治疗剂和/或放疗剂治疗之前、期间或之后手术切除至少一部分肿瘤。
在一些实施方案中,所述病况、疾病或病症是新诊断的或复发的和/或难治性癌症,选自由以下组成的组:急性成淋巴细胞性白血病,急性骨髓性白血病,晚期软组织肉瘤,脑癌,转移性或侵袭性乳腺癌症,乳腺癌,支气管癌,绒毛膜癌,慢性粒细胞白血病,结肠癌,结肠直肠癌,尤因氏肉瘤,胃肠道癌,神经胶质瘤,多形性胶质母细胞瘤,头颈部鳞状细胞癌,肝细胞癌,霍奇金病,颅内室管膜母细胞瘤(ependymoblastoma),大肠癌,白血病,肝癌,肺癌,Lewis肺癌,淋巴瘤,恶性纤维组织细胞瘤,乳房肿瘤,黑色素瘤,间皮瘤,神经母细胞瘤,骨肉瘤,卵巢癌,胰腺癌,脑桥肿瘤,绝经前乳腺癌,前列腺癌,横纹肌肉瘤,网状细胞肉瘤,肉瘤,小细胞肺癌,实体瘤,胃癌,睾丸癌和子宫癌。
在一些实施方案中,癌症不是急性成淋巴细胞性白血病。在一些实施方案中,癌症不是急性骨髓性白血病。在一些实施方案中,癌症不是晚期软组织肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是脑癌。在一些实施方案中,癌症不是转移性或侵袭性乳腺癌症。在一些实施方案中,癌症不是乳腺癌。在一些实施方案中,癌症不是支气管癌。在一些实施方案中,癌症不是绒毛膜癌。在一些实施方案中,癌症不是慢性粒细胞白血病。在一些实施方案中,癌症不是结肠癌。在一些实施方案中,癌症不是结肠直肠癌。在一些实施方案中,癌症不是尤因氏肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是胃肠道癌。在一些实施方案中,癌症不是神经胶质瘤。在一些实施方案中,癌症不是多形性胶质母细胞瘤。在一些实施方案中,癌症不是头颈部鳞状细胞癌。在一些实施方案中,癌症不是肝细胞癌。在一些实施方案中,癌症不是霍奇金病。在一些实施方案中,癌症不是颅内室管膜母细胞瘤。在一些实施方案中,癌症不是大肠癌。在一些实施方案中,癌症不是白血病。在一些实施方案中,癌症不是肝癌。在一些实施方案中,癌症不是肺癌。在一些实施方案中,癌症不是Lewis肺癌。在一些实施方案中,癌症不是淋巴瘤。在一些实施方案中,癌症不是恶性纤维组织细胞瘤。在一些实施方案中,癌症不是乳房肿瘤。在一些实施方案中,癌症不是黑色素瘤。在一些实施方案中,癌症不是间皮瘤。在一些实施方案中,癌症不是神经母细胞瘤。在一些实施方案中,癌症不是骨肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是卵巢癌。在一些实施方案中,癌症不是胰腺癌。在一些实施方案中,癌症不是脑桥肿瘤。在一些实施方案中,癌症不是绝经前乳腺癌。在一些实施方案中,癌症不是前列腺癌。在一些实施方案中,癌症不是横纹肌肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是网状细胞肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是肉瘤。在一些实施方案中,癌症不是小细胞肺癌。在一些实施方案中,癌症不是实体瘤。在一些实施方案中,癌症不是胃癌。在一些实施方案中,癌症不是睾丸癌。在一些实施方案中,癌症不是子宫癌。
B.免疫疗法
本发明公开主题的一些方面涉及至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂,单独地或任选地与另外的免疫疗法(例如,检查点阻断、过继性细胞疗法(ACT)、疫苗(例如肿瘤疫苗)、被动免疫疗法抗体组合,来治疗癌症的用途。
因此,在一方面,本发明公开的主题提供了用于治疗需要其的受试者中的癌症的方法,所述方法包括:(a)向受试者施用治疗有效量的第一免疫疗法,其中所述第一免疫疗法是代谢重编程剂;和(b)任选地向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法。在特定实施方案中,代谢重编程剂是谷氨酰胺拮抗剂。在特定实施方案中,代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物。在特定实施方案中,代谢重编程剂选自由阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸),氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)组成的组。在特定实施方案中,代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物的前药。在特定实施方案中,至少一种代谢重编程剂是阿西维辛、氮杂丝氨酸、DON和L-DONV的前药。
在一些方面,谷氨酰胺拮抗剂的前药或其药学上可接受的盐或酯具有式(I)的结构:
其中:X选自由键、-O-和-(CH2)n-组成的组,其中n是选自由1、2、3、4、5、6、7和8组成的组的整数;R1选自由H和能够形成盐或酯的第一前药形成部分组成的组;并且R2是H或能够与相邻于R2的氮形成酰胺键、氨基甲酸酯键、氨基磷酸酯键或二氨基磷酸酯键的第二前药形成部分;R2’选自由H、C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基组成的组,或者R2和R2’一起形成包含–C(=O)–G–C(=O)–的环结构,其中G选自由以下组成的组:C1-C8亚烷基、C1-C8杂亚烷基、C5-C8环亚烷基、C6-C12亚芳基、C5-C14杂亚芳基、二价C4-C10杂环,其各自可任选地被取代;或者R1和R2’一起形成包含与R1相邻的氧原子和与R2’相邻的氮原子的4至6元杂环;条件是所述化合物具有至少一个、选自由第一和第二前药形成部分组成的组的前药形成部分。
如本文所用,术语“酰胺键”包含由下式表示的结构:
其中Rv选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“氨基甲酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Rw选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“氨基磷酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Rx和Rx’各自独立地选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“二氨基磷酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Ry和Rz各自独立地选自由H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、-(CR3R4)m-Z、-(CR3R4)m-Q-Z、芳基、取代的芳基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基、取代的杂芳基和组成的组。
在一些实施方案中,X是-CH2-,并且n是1。
在其他实施方案中,X是-O-。在一些实施方案中,前药化合物具有第一前药形成部分和第二前药形成部分两者。在一些实施方案中,谷氨酰胺类似物是谷氨酰胺拮抗剂,即,前药是拮抗谷氨酰胺途径的谷氨酰胺类似物的前药。示例性的谷氨酰胺拮抗剂包括但不限于6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)、氮杂-丝氨酸和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)。
在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了DON的前药。在一些实施方案中,DON的前药具有式(I)的结构。在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了L-DONV的前药。一些实施方案中,L-DONV的前药具有式(I)的结构。在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了氮杂丝氨酸的前药。一些实施方案中,氮杂丝氨酸的前药具有式(I)的结构。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与碱性部分和末端羟基基团一起形成盐。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与烷基基团和相邻羟基基团的氧一起形成酯。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与烷基基团和邻近R2’基团的氮一起形成二氢唑酮或噁唑烷酮。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代炔基、环烯基、取代的环烯基、三(烃基)铵和四(烃基)铵。优选的烷基基团、环烷基基团、烯基基团、炔基基团和环烯基基团取代基包括烷基、取代的烷基、卤素、芳基氨基、酰基、羟基、芳氧基、烷氧基、烷硫基、芳硫基、芳烷氧基、芳烷硫基、羧基、烷氧羰基、氧代和环烷基。
在一些实施方案中,式(I)的R1不是H。在一些实施方案中,当R2和R2’是H时,式(I)的R1不是H。在一些实施方案中,当R1不是H时,式(I)的R2和R2’均是H。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:C1-6直链烷基、取代的C1-6直链烷基、C1-6支链烷基、取代的C1-6支链烷基、三(C1-C8-烷基)铵、四(C1-C8-烷基)铵、三苯基铵、三(羟基-C1-C8-烷基)铵和四(羟基-C1-C8-烷基)铵。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:甲基、乙基、异丙基、环戊基、环己基、三甲基铵、三乙基铵、三(羟乙基)铵、三丙基铵和三(羟丙基)铵。在一些实施方案中,式(I)的R1是甲基。在一些实施方案中,式(I)的R1是乙基。在一些实施方案中,式(I)的R1是异丙基。
在一些实施方案中,式(I)的R2包含第二前药形成部分的残基PRO2,其与羰基、氧羰基或膦酰基基团和相邻NH的氮一起形成酰胺、氨基甲酸酯、氨基磷酸酯或二氨基磷酸酯键。
在一些实施方案中,式(I)的R2包含选自由以下组成的组的部分:氨基酸、N-取代的氨基酸、肽、取代的肽、单环、取代的单环、双环、取代的双环、嘌呤核苷、取代的嘌呤核苷、嘧啶核苷和取代的嘧啶核苷。
在某些方面,谷氨酰胺拮抗剂的前药或其药学上可接受的盐或酯具有式(I)的结构:
其中:X选自由键、-O-和-(CH2)n-组成的组,其中n是选自由1、2、3、4、5、6、7和8组成的组的整数;R1选自由H和能够形成盐或酯的第一前药形成部分组成的组;并且R2是H或能够与相邻于R2的氮形成酰胺键、氨基甲酸酯键、氨基磷酸酯键或二氨基磷酸酯键的第二前药形成部分;R2’选自由H、C1-C6烷基、取代的C1-C6烷基组成的组,或者R2和R2’一起形成包含–C(=O)–G–C(=O)–的环结构,其中G选自由以下组成的组:C1-C8亚烷基、C1-C8杂亚烷基、C5-C8环亚烷基、C6-C12亚芳基、C5-C14杂亚芳基、二价C4-C10杂环,其各自可任选地被取代;或者R1和R2’一起形成包含与R1相邻的氧原子和与R2’相邻的氮原子的4至6元杂环;条件是所述化合物具有至少一个、选自由第一和第二前药形成部分组成的组的前药形成部分。
如本文所用,术语“酰胺键”包含由下式表示的结构:
其中Rv选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“氨基甲酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Rw选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“氨基磷酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Rx和Rx’各自独立地选自由烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、芳基、取代的芳基、芳烷基、取代的芳烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基和取代的杂芳基组成的组。
如本文所用,术语“二氨基磷酸酯键”包含由下式表示的结构:
其中Ry和Rz各自独立地选自由H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、-(CR3R4)m-Z、-(CR3R4)m-Q-Z、芳基、取代的芳基、烷基胺、取代的烷基胺、杂芳基、取代的杂芳基和组成的组。
在一些实施方案中,X是-CH2-,并且n是1。
在其他实施方案中,X是-O-。在一些实施方案中,前药化合物具有第一前药形成部分和第二前药形成部分两者。在一些实施方案中,谷氨酰胺类似物是谷氨酰胺拮抗剂,即,前药是拮抗谷氨酰胺途径的谷氨酰胺类似物的前药。示例性的谷氨酰胺拮抗剂包括但不限于6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)、氮杂-丝氨酸和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)。
在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了DON的前药。在一些实施方案中,DON的前药具有式(I)的结构。在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了L-DONV的前药。一些实施方案中,L-DONV的前药具有式(I)的结构。在一些实施方案中,本发明公开的主题提供了氮杂丝氨酸的前药。一些实施方案中,氮杂丝氨酸的前药具有式(I)的结构。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与碱性部分和末端羟基基团一起形成盐。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与烷基基团和邻近羟基基团的氧一起形成酯。
在一些实施方案中,式(I)的R1包含前药形成部分的残基PRO1,其与烷基基团和邻近R2’基团的氮一起形成二氢唑酮或噁唑烷酮。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、烯基、取代的烯基、炔基、取代炔基、环烯基、取代的环烯基、三(烃基)铵和四(烃基)铵。优选的烷基基团、环烷基基团、烯基基团、炔基基团和环烯基基团取代基包括烷基、取代的烷基、卤素、芳基氨基、酰基、羟基、芳氧基、烷氧基、烷硫基、芳硫基、芳烷氧基、芳烷硫基、羧基、烷氧羰基、氧代和环烷基。
在一些实施方案中,式(I)的R1不是H。在一些实施方案中,当R2和R2’是H时,式(I)的R1不是H。在一些实施方案中,当R1不是H时,式(I)的R2和R2’均是H。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:C1-6直链烷基、取代的C1-6直链烷基、C1-6支链烷基、取代的C1-6支链烷基、三(C1-C8烷基)铵、四(C1-C8烷基)铵、三苯基铵、三(羟基-C1-C8烷基)铵和四(羟基-C1-C8烷基)铵。
在一些实施方案中,式(I)的R1选自由以下组成的组:甲基、乙基、异丙基、环戊基、环己基、三甲基铵、三乙基铵、三(羟乙基)铵、三丙基铵和三(羟丙基)铵。在一些实施方案中,式(I)的R1是甲基。在一些实施方案中,式(I)的R1是乙基。在一些实施方案中,式(I)的R1是异丙基。
在一些实施方案中,式(I)的R2包含第二前药形成部分的残基PRO2,其与羰基、氧羰基或膦酰基基团和相邻NH的氮一起形成酰胺、氨基甲酸酯、氨基磷酸酯或二氨基磷酸酯键。
在一些实施方案中,式(I)的R2包含选自由以下组成的组的部分:氨基酸、N-取代的氨基酸、肽、取代的肽、单环、取代的单环、双环、取代的双环、嘌呤核苷、取代的嘌呤核苷、嘧啶核苷和取代的嘧啶核苷。
在一些实施方案中,式(I)的R2选自由以下组成的组:H,烷基,-C(=O)-Ar,-C(=O)-Y-(CR3R4)m-Ar,-C(=O)-Y-(CR3R4)m-NR5R6,-P(=O)(OR7)n(NHR9)o,-C(=O)-Y-(CR3R4)m-Ar-O-C(=O)-R8,-C(=O)-Y-(CR3R4)m-Ar-O-R8,-C(=O)-O-(CR3R4)m-O-C(=O)-R10,-C(=O)-O-R9,-C(=O)-Y-(CR3R4)m-Ar-O-C(=O)-Ar,和-C(=O)-Y-(CR3R4)m-Ar-NR5R6;其中:Y是–O–或键;m是选自由0、1、2、3、4、5、6、7和8组成的组的整数;每个n和o均是从0至2的整数,条件是n和o的和为2;R3和R4独立地为H,C1-C6烷基或取代的C1-C6烷基,芳基或取代的芳基,-(CR3R4)m-NR5R6,或者每个R5和R6独立地为H,烷基,-C(=O)-(CR3R4)m,-C(=O)-(NR5R6)或-C(=O)-(CR3R4)m-NR5R6;每个R7独立地选自由以下组成的组:H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、-(CR3R4)m-Z、-(CR3R4)m-Q-Z,其中Q是单糖、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基,并且其中Z是或者其中R7与它所连接的氧原子一起形成嘌呤或嘧啶核苷;每个R9独立地选自由以下组成的组:H、烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、杂环基、取代的杂环基、烯基、取代的烯基、环烯基、取代的环烯基、-(CR3R4)m-Z、-(CR3R4)m-Q-Z、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基和其中R1和X如上所定义,条件是R1不是H;
每个R8独立地为烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、单糖、酰化的单糖、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基;每个R10独立地为烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、单糖、酰化的单糖、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基;并且Ar是芳基、取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基。应当理解的是,除了Z的氨基基团上的取代之外,还可以在Z的5或6元环上进行一个或多个R3、R4、R5和/或R6取代。
表1中提供了代表性DON前药的结构
1.检查点阻断
本发明公开主题的一些方面涉及使用代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与检查点阻断调节剂一起(例如,以增强检查点阻断疗法)以组合免疫疗法来治疗癌症的用途。在一些方面,本发明公开的主题涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与A2aR阻断一起,并任选地与第三免疫疗法、第四免疫疗法和/或第五免疫疗法组合,例如肿瘤疫苗、A2aR阻断和/或过继性细胞疗法,作为组合免疫疗法的用途。
因此,在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是免疫检查点阻断调节剂。如本文所用,术语“免疫检查点调节剂”是指完全或部分减少、抑制、干扰、激活或调节一种或多种检查点蛋白(即免疫检查点受体或免疫检查点受体的配体)的剂。
本文所用的免疫检查点调节剂的实例包括但不限于有机小分子(例如半抗原)或无机小分子;糖类;寡糖;多糖;生物大分子,选自肽(例如aptides)、蛋白质、肽类似物和衍生物;肽模拟物;核酸,选自由miRNA、siRNA、shRNA、反义核酸例如反义RNA、核糖酶和适配体组成的组;由生物材料制成的提取物,所述生物材料选自由细菌、植物、真菌、动物细胞和动物组织组成的组;天然存在或合成的组合物;及其任意组合。免疫检查点调节剂的其他实例包括正构抑制剂(orthosteric inhibitor)、变构调节剂、界面结合剂和作为竞争性抑制剂的底物的分子类似物。
免疫检查点调节剂的具体实例包括但不限于PD-1拮抗剂,PD-L1拮抗剂,CTLA-4拮抗剂,LAG-3拮抗剂,CD137拮抗剂,KIR拮抗剂,Tim3拮抗剂,Ox40激动剂,B7-H3拮抗剂及其组合。
示例性CTLA-4拮抗剂包括但不限于易普利姆玛(ipilimumab)、曲美目单抗(tremelimumab)及其组合。目前抗CTLA-4抗体正在进行治疗黑色素瘤的临床试验。
示例性Lag-3拮抗剂包括但不限于BMS-986016和IMP321。
示例性CD137拮抗剂包括但不限于CD137特异性抗体、肽、有机小分子、反义寡核苷酸、siRNA、反义表达载体或重组病毒。在一些实施方案中,CD137特异性抗体是克隆BBK-2或克隆4B4-1,如WIPO国际申请公开号WO200405513A2中所述,其整体通过引用并入本文。
已经描述了T细胞免疫球蛋白和粘蛋白结构域3(TIM3)拮抗剂(例如抗TIM3抗体)用作免疫疗法(参见,例如Ngiow等人,2011)。示例性Tim3拮抗剂包括但不限于抗TIM3单克隆抗体,例如,如Jun等人的海报展示"Generation of antagonistic anti-TIM-3andanti-LAG-3monoclonal antibodies for potential novel immunotherapycombinations"中所述,其可在万维网http://www.tesarobio.com/documents/ 2014AACRposterLB266.pdf上获得,其通过引用并入本文。
Ox40激动剂由Linch等人的"OX40Agonists and Combination Immunotherapy:Putting the Pedal to the Metal"Front Oncol 5:34;2015描述,其整体通过引用并入本文。示例性Ox40激动剂包括但不限于抗Ox40激动剂抗体。其他示例性Ox40激动剂包括但不限于OX86和Fc-OX40L。
示例性B7-H3拮抗剂包括但不限于MGA271。
示例性PD-L1拮抗剂包括但不限于BMS-936559/MDX-1105,MEDI4736,MPDL3280A,MPDL3280A,MSB0010718C及其组合。目前PD-L1拮抗剂正在进行临床试验,例如,用于治疗黑色素瘤,非小细胞肺癌,肾细胞癌和卵巢癌。
已经综述了PD-1拮抗剂(参见例如Dolan和Gupta 2014)。本文使用的示例性PD-1拮抗剂包括但不限于AMP-224,AMP-554,纳武单抗(nivolumab),普罗珠单抗(pembrolizumab),皮地利珠单抗(pidilizumab)及其组合。
在一些实施方案中,PD-1拮抗剂包含抗PD-1抗体。示例性抗PD-1抗体包括但不限于阿唑珠单抗(atezolizumab),纳武单抗,普罗珠单抗,皮地利珠单抗及其组合。目前PD-1拮抗剂正在进行临床试验,例如用于治疗结肠直肠癌,胃癌,黑色素瘤,非小细胞肺癌,卵巢癌,胰腺癌和肾细胞癌。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗晚期实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的BMS-936559;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗晚期实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MEDI4736;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗黑色素瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MPDL3280A与维罗非尼(vemurafenib)组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗黑色素瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MEDI4736与达拉菲尼(dabrafenib)和曲美替尼(trametinib)组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗黑色素瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MEDI4736与曲美替尼组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗非小细胞肺癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MPDL3280A;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,MPDL3280A与厄洛替尼(erlotinib)组合施用。在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗非小细胞肺癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MEDI4736;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,MEDI4736与曲美目单抗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗肾细胞癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MPDL3280A;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,MPDL3280A与贝伐单抗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗实体或血液恶性肿瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MPDL3280A;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MPDL3280A;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,MPDL3280A与贝伐单抗和/或化疗组合施用。在一些实施方案中,MPDL3280A与考比替尼(cobimetinib)组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MEDI4736;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,MEDI4736与曲美目单抗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的MSB0010718C;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗晚期癌症的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的AMP-224;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗晚期实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的纳武单抗与iliolumbar(抗KIR)组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗去势抵抗性前列腺癌、肝细胞癌、黑色素瘤、非小细胞肺癌或肾细胞癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的纳武单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗结肠癌、胃癌、头颈癌、霍奇金淋巴瘤、黑色素瘤、骨髓瘤、骨髓增生异常综合征、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、实体瘤或三阴性乳腺癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的普罗珠单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗胃癌、胰腺癌、小细胞肺癌、胶质母细胞瘤或三阴性乳腺癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的纳武单抗与易普利姆玛组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗恶性胶质瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的皮地利珠单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗胰腺癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的皮地利珠单抗与吉西他滨组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗肾细胞癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的皮地利珠单抗与树突细胞/RCC融合细胞疫苗组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
2.过继性细胞疗法
过继性细胞疗法(ACT)是治疗癌症的有用方法。过继性细胞转移是指离体生长细胞(通常是免疫衍生的细胞)被动转移到宿主中,目的是转移移植物的免疫功能和特征。过继性细胞转移可以是自体的,如常见于过继性T细胞疗法,或是同种异体的。自体肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)或遗传学重定向的外周血单核细胞的过继性转移已成功用于治疗晚期实体瘤患者,例如黑色素瘤,以及表达CD19的血液恶性肿瘤患者。用于ACT的示例性细胞类型包括但不限于T细胞(例如CD8+细胞、CD4+细胞等),NK细胞,δ-γT细胞,调节性T细胞和外周血单核细胞。这种细胞可以是未修饰的,如TIL疗法,或是遗传修饰的。实现T细胞对肿瘤特异性靶标的遗传靶向的一种方式是转移具有已知特异性(TCR疗法)和匹配的人白细胞抗原(HLA,已知为啮齿动物中的主要组织相容性复合体)类型的T细胞受体。另一种方法是用人造分子如嵌合抗原受体(CAR)修饰细胞,通常称为CAR-T细胞疗法。例如,可以使用单链抗体,并且CAR也可以掺入共刺激结构域。
本发明公开主题的一些方面涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与过继性细胞疗法一起(例如,以增强过继性细胞疗法)以组合免疫疗法来治疗癌症的用途。在一些方面,本发明公开的主题涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与过继性细胞疗法一起,并任选地与第三免疫疗法、第四免疫疗法和/或第五免疫疗法组合,例如肿瘤疫苗、A2aR阻断和/或检查点阻断,作为组合免疫疗法的用途。
因此,在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是过继性细胞疗法。在一些实施方案中,过继性细胞疗法选自由T细胞,CD8+细胞,CD4+细胞,NK细胞,δ-γT细胞,骨髓浸润性淋巴细胞(MIL),调节性T细胞和外周血液单核细胞组成的组。在一些实施方案中,过继性细胞疗法包含肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)。在一些实施方案中,过继性细胞疗法包含T细胞受体修饰的淋巴细胞。在一些实施方案中,过继性细胞疗法包含嵌合抗原受体修饰的淋巴细胞。在一些实施方案中,过继性细胞疗法包含嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞。在一些实施方案中,过继性细胞疗法包含骨髓浸润性淋巴细胞(MIL)。在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是骨髓浸润性淋巴细胞(MIL)。
3.腺苷A2AR阻断
已经综述了腺苷A2a受体(A2aR)阻断,并且据报道其能增强肿瘤疫苗、检查点阻断和过继性T细胞疗法(参见例如Powell等人,2015)。因此,本发明公开主题的一些方面涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与腺苷A2a受体(A2aR)阻断一起(例如,以增强A2aR阻断)以组合免疫疗法来治疗癌症的用途。在一些方面,本发明公开的主题涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与A2aR阻断一起,并任选地与第三免疫疗法、第四免疫疗法和/或第五免疫疗法组合,例如肿瘤疫苗、检查点阻断和/或过继性细胞疗法,作为组合免疫疗法的用途。
在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是腺苷A2aR阻断。作为免疫疗法用于A2aR阻断的示例性A2aR抑制剂包括但不限于SCH58261,SYN115,ZM241365和FSPTP。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗具有表达CD73的肿瘤的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的SCH58261;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。示例性的表达CD73的肿瘤包括但不限于乳腺肿瘤(例如乳腺腺癌、转移性乳腺癌)和黑色素瘤(例如转移性的)。在一些实施方案中,表达CD73的肿瘤是转移性肿瘤,并且施用SCH58261抑制表达CD73的肿瘤中的转移。在一些实施方案中,表达CD73的肿瘤是黑色素瘤,并且SCH58261和代谢重编程剂与抗PD1抗体组合施用以延长存活并减少转移性黑色素瘤负荷。在一些实施方案中,表达CD73的肿瘤是乳腺癌,并且SCH58261和代谢重编程剂与抗PD1抗体组合施用以延长存活并减少转移性乳腺癌负担。在一些实施方案中,表达CD73的肿瘤是乳腺癌肿瘤,并且SCH58261和代谢重编程剂与化疗剂(例如多柔比星)组合施用以增加乳腺癌肿瘤对化疗剂的敏感性。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗具有表达CD73的肿瘤的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的SYN115;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,抗PD-1抗体与SYN115和代谢重编程剂组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗黑色素瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的ZM241365;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,抗CTLA4抗体与ZM241365和代谢重编程剂组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗膀胱癌的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的FSPTP;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,FSPTP通过肿瘤内注射施用。
4.杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)阻断
本发明公开主题的一些方面涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)阻断一起(例如,以增强KIR阻断)以组合免疫疗法来治疗癌症的用途。在一些方面,本发明公开的主题涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与KIR阻断一起,并任选地与第三免疫疗法、第四免疫疗法和/或第五免疫疗法组合,例如肿瘤疫苗、A2aR阻断和/或检查点阻断,作为组合免疫疗法的用途。
在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是KIR阻断。
作为免疫疗法用于KIR阻断的示例性KIR抑制剂包括但不限于IPH2102/BMS-986015(利丽单抗(lirilumab))。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗急性骨髓性白血病的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利丽单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗实体瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利丽单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,实体瘤是黑色素瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,实体瘤是非小细胞肺癌肿瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,实体瘤是胃肠道肿瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,实体瘤是头颈部鳞状细胞癌肿瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,实体瘤是肝细胞癌肿瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗血液肿瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利丽单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,血液肿瘤是复发性和/或难治性非霍奇金淋巴瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,血液肿瘤是复发性和/或难治性霍奇金淋巴瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,血液肿瘤是复发性和/或难治性多发性骨髓瘤,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。在一些实施方案中,血液肿瘤是复发性和/或难治性慢性骨髓性白血病,并且利丽单抗与纳武单抗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗自体移植后复发性和/或难治性多发性骨髓瘤的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利丽单抗,任选地与埃罗妥珠单抗(elotuzumab)组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了治疗复发性和/或难治性急性髓性白血病的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利丽单抗,任选地与5-氮杂胞苷(5-azacytidine)组合;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
5.疫苗
疫苗刺激机体的免疫系统攻击异常或恶性细胞,例如癌症,导致这些细胞减少。在免疫原性制剂中,癌症或肿瘤疫苗通常含有肿瘤抗原,其刺激肿瘤抗原特异性辅助细胞,CTL和/或B细胞。疫苗的示例性制剂包括但不限于树突细胞(例如,用肿瘤细胞或抗原脉冲(pulse)的自体树突细胞),用免疫刺激剂如GM-CSF、重组病毒和/或肽或蛋白质转染的异体肿瘤细胞,其与佐剂如CpG一起施用。
本发明公开主题的一些方面涉及组合免疫疗法,其使用代谢重编程剂,例如降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂(例如,DON或DON前药),相继或同时使用疫苗,来治疗癌症。相信,当与疫苗一起用作组合免疫疗法时,代谢重编程剂可以帮助延缓或终止癌细胞生长、引起肿瘤缩小、预防癌症复发和/或消除未被其他治疗根除的癌细胞。
因此,在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是疫苗(例如肿瘤疫苗)。
示例性的这种疫苗包括但不限于肽疫苗,树突细胞(DC)疫苗,EGFRvIII疫苗,间皮素疫苗,G-VAX,李斯特氏菌(listeria)疫苗和树突细胞/RCC融合细胞疫苗。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗或预防需要其的受试者中的人乳头瘤病毒(HPV)相关性癌症的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的重组HPV疫苗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在一些实施方案中,所述受试者具有致癌性6型HPV感染,并且所述rHPV疫苗包含6型rHPV疫苗。在一些实施方案中,所述受试者具有致癌性11型HPV感染,并且所述rHPV疫苗包含11型rHPV疫苗。在一些实施方案中,所述受试者具有致癌性16型HPV感染,并且所述rHPV疫苗包含16型rHPV疫苗。在一些实施方案中,所述受试者具有致癌性18型HPV感染,并且所述rHPV疫苗包含18型rHPV疫苗。在一些实施方案中,所述受试者是女性,并且癌症选自由宫颈癌、阴道癌和外阴癌组成的组。在一些实施方案中,所述受试者是9至26岁之间的女性。在一些实施方案中,所述受试者是9至26岁之间的女性,并且HPV相关性癌症是宫颈癌。在一些实施方案中,所述受试者是9至26岁之间的女性,并且HPV相关性癌症是阴道癌。在一些实施方案中,所述受试者是9至26岁之间的女性,并且HPV相关性癌症是外阴癌。在一些实施方案中,所述受试者是男性或女性,并且HPV相关性癌症包括肛门癌。在一些实施方案中,所述受试者是9至26岁之间的男性或女性,并且HPV相关性癌症是肛门癌。在一些实施方案中,HPV疫苗包含GARDASIL。在一些实施方案中,所述受试者是10至25岁之间的女性,并且HPV相关性癌症是宫颈癌。在一些实施方案中,HPV疫苗包含CERVARIX。在一些实施方案中,HPV疫苗作为悬浮液通过注射肌内施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗或预防需要其的受试者中的乙型肝炎相关性癌症的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的乙型肝炎疫苗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,受试者患有乙型肝炎病毒感染并且癌症是肝癌症。
6.被动免疫疗法
本发明公开主题的一些方面涉及组合免疫疗法,其使用代谢重编程剂,例如降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂(例如,DON或DON前药),相继或同时使用被动免疫疗法抗体,来治疗癌症。
因此,在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是被动免疫疗法。如本文所用,“被动免疫疗法抗体”是指靶向癌细胞表面特异性抗原以提供癌症免疫而不主动(actively)刺激患者的免疫系统的单克隆抗体。
本文使用的示例性被动免疫疗法抗体包括但不限于贝伐单抗(例如AVASTIN),西妥昔单抗(例如ERBITUX),利妥昔单抗(例如RITUXAN),曲妥珠单抗(例如HERCEPTIN),阿仑单抗(例如CAMPATH),替伊莫单抗(例如ZEVALIN),帕尼单抗(例如VECTIBIX)。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有转移性结肠直肠癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,贝伐单抗作为一线或二线治疗与静脉内基于5-氟尿嘧啶的化疗组合施用。在一些实施方案中,在一线治疗(包括贝伐单抗)后癌症进展之后,将贝伐单抗作为二线治疗与基于氟嘧啶的(与伊立替康(irinotecan)或奥沙利铂(oxaliplatin)组合的)化疗组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有非小细胞肺癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,非小细胞肺癌包含晚期非鳞状细胞非小细胞肺癌,并且将贝伐单抗与卡铂和紫杉醇组合施用给尚未针对其晚期疾病接受过化疗的受试者。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有耐铂卵巢癌(plantinum-resistant ovarian cancer)的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,受试者进行了不超过两次的化疗前治疗,并且贝伐单抗与紫杉醇、聚乙二醇化脂质体多柔比星或拓扑替康(topotecan)组合用于治疗受试者中的耐铂复发性上皮卵巢癌、输卵管癌或原发性腹膜癌。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有晚期宫颈癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,所述受试者患有持续性、复发性或转移性宫颈癌,并且贝伐单抗与紫杉醇和顺铂组合施用。在一些实施方案中,所述受试者患有持续性、复发性或转移性宫颈癌,并且贝伐单抗与紫杉醇和拓扑替康组组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有转移性肾细胞癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,所述受试者患有转移性肾癌,并且贝伐单抗与干扰素α组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有复发性胶质母细胞瘤的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的贝伐单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,患有所述复发性胶质母细胞瘤的受试者是成人。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有头颈癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的西妥昔单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,所述受试者患有局部或区域性(regionally)晚期头颈部鳞状细胞癌,并且西妥昔单抗与放疗组合施用。在一些实施方案中,所述受试者患有头颈部复发性局部区域性(locoregional)疾病或转移性鳞状细胞癌,并且西妥昔单抗与基于铂的疗法与5-FU组合施用。在一些实施方案中,所述受试者患有头颈部复发性或转移性鳞状细胞癌,并且对先前的基于铂的疗法无应答。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有转移性结肠直肠癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的西妥昔单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,转移性结肠直肠癌包含KRAS野生型、表达表皮生长因子受体(EGFR)的、转移性结肠直肠癌,并且西妥昔单抗与FOLFIRI(伊立替康、5-氟尿嘧啶和亚叶酸钙(lucovorin))组合施用。在一些实施方案中,转移性结肠直肠癌包含KRAS野生型、表达表皮生长因子受体(EGFR)的、转移性结肠直肠癌,所述受试者难以用基于伊立替康的化疗治疗,并且西妥昔单抗与伊立替康组合施用。在一些实施方案中,转移性结肠直肠癌包含KRAS野生型、表达表皮生长因子受体(EGFR)的、转移性结肠直肠癌,并且所述受试者对基于奥沙利铂和伊立替康的化疗无应答。在一些实施方案中,转移性结肠直肠癌包含KRAS野生型、表达表皮生长因子受体(EGFR)的、转移性结肠直肠癌,并且所述受试者对伊立替康不耐受(inteolerant)。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有非霍奇金淋巴瘤的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的利妥昔单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在一些实施方案中,所述受试者患有复发性或难治性低级别或滤泡性CD20阳性非霍奇金淋巴瘤。在一些实施方案中,所述受试者患有新诊断的CD20阳性非霍奇金淋巴瘤。在一些实施方案中,所述受试者患有低级别或滤泡性CD20阳性非霍奇金淋巴瘤,并且对CVP化疗(环磷酰胺、长春新碱和泼尼松(prednisone))的初始治疗有应答。在一些实施方案中,所述受试者患有CD20阳性弥漫性大B细胞非霍奇金淋巴瘤,并且利妥昔单抗与CHOP化疗(环磷酰胺、盐酸多柔比星、长春新碱和泼尼松龙(prednisolone))组合施用。在一些实施方案中,所述受试者患有新诊断的或复发性CD20阳性慢性淋巴细胞白血病,并且利妥昔单抗与FC化疗(氟达拉滨(fludarabine)和环磷酰胺)组合施用。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有人表皮生长因子受体2阳性(HER2+)的早期乳腺癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的阿仑单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在一些实施方案中,阿仑单抗作为包含多柔比星、环磷酰胺和紫杉醇或多西他赛(docetaxel)在内的疗程的一部分向受试者施用。在一些实施方案中,阿仑单抗与多西他赛和卡铂组合向受试者施用。在一些实施方案中,在用基于蒽环霉素(anhtracylcine)的疗法治疗后向受试者施用阿仑单抗。在一些实施方案中,HER2+乳腺癌已经扩散至受试者的淋巴结中。在一些实施方案中,HER2+乳腺癌尚未扩散至受试者的淋巴结中,并且癌症是雌激素受体/孕酮受体(ER/PR)阴性,或具有一种高风险特征,所述高风险特征选自由以下组成的组:肿瘤尺寸>2cm、年龄<35岁或肿瘤等级为2或3级。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有B细胞慢性淋巴细胞白血病(B-CLL)的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的阿仑单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有在其他抗癌药物治疗期间或之后复发的低级别或滤泡性B细胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)或患有在对初始抗癌疗法有应答后新诊断的滤泡性NHL的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的替伊莫单抗;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。在一些实施方案中,施用替伊莫单抗包括静脉注射,其包含两次利妥昔单抗输注(例如,以减少受试者血液中的B细胞数量)和一次钇-90替伊莫单抗注射。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有野生型KRAS(密码子12或13中的外显子2)转移性结肠直肠癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)向所述受试者施用治疗有效量的帕尼单抗,与亚叶酸(folinic acid)、氟尿嘧啶和奥沙利铂组合作为一线疗法;和(b)相继或同时向受试者施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
在特定实施方案中,本发明公开的主题提供了用于治疗患有野生型KRAS(密码子12或13中的外显子2)转移性结肠直肠癌的受试者的方法,所述方法包括:(a)在先前用含有氟嘧啶、奥沙利铂和伊立替康的化疗治疗之后出现疾病进展后,向所述受试者施用治疗有效量的帕尼单抗;和(b)相继或同时施用治疗有效量的降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂。
7.组合免疫疗法
本发明公开主题的一些方面涉及代谢重编程剂(例如DON、DON前药等)与第二、第三、第四和/或第五免疫疗法一起(例如,以增强免疫疗法)作为组合免疫疗法来治疗癌症的用途。
在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第三免疫疗法,其中所述第三免疫疗法选自由以下组成的组:检查点阻断,过继性细胞疗法,CAR-T细胞疗法,骨髓浸润性淋巴细胞,A2aR阻断,KIR阻断,疫苗(例如肿瘤疫苗),被动免疫疗法抗体及其组合。
在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第三和/或第四免疫疗法,其中所述第三和/或第四免疫疗法选自由以下组成的组:检查点阻断,过继性细胞疗法,CAR-T细胞疗法,骨髓浸润性淋巴细胞,A2aR阻断,KIR阻断,疫苗(例如肿瘤疫苗),被动免疫疗法抗体及其组合。
在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向受试者施用治疗有效量的第三、第四和/或第五免疫疗法,其中所述第三、第四和/或第五免疫疗法选自由以下组成的组:检查点阻断,过继性细胞疗法,CAR-T细胞疗法,骨髓浸润性淋巴细胞,A2aR阻断,KIR阻断,疫苗(例如肿瘤疫苗),被动免疫疗法抗体及其组合。
8.癌症疗法的佐剂
本发明公开主题的一些方面涉及代谢重编程剂(例如DON或DON前药)作为癌症疗法的佐剂,例如来治疗或预防癌症的用途。
因此,在一些实施方案中,治疗癌症的方法进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的癌症疗法,所述癌症疗法选自由以下组成的组:(i)化疗;(ii)光动力疗法;(iii)质子疗法;(iv)放疗;(v)手术;及其组合。
在一些实施方案中,在不存化疗的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话)。在一些实施方案中,在不存光动力疗法的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话)。在一些实施方案中,在不存质子疗法的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话)。在一些实施方案中,在不存放疗的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话)。在一些实施方案中,在不存手术的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话)。
II.代谢重编程剂
本发明公开的主题预期与本文所述的方法、用途和组合物相关的各种剂的用途。某些本文所述的方法和组合物涉及细胞的代谢重编程,其使用本文所述的至少一种代谢重编程剂来治疗病况、疾病或病症,所述病况、疾病或病症涉及代谢重编程的细胞,所述代谢重编程的细胞的活化、功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种、至少两种或至少三种代谢途径的活性增加,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。本文所述的方法和组合物的一些方面涉及使用本文所述的至少一种代谢重编程剂来治疗病况、疾病或病症,所述病况、疾病或病症涉及至少一种、至少两种或至少三种代谢途径异常和/或过度,所述代谢途径异常和/或过度选自由谷氨酰胺代谢异常和/或过度、糖酵解异常和/或过度或脂肪酸合成异常和/或过度组成的组。
如本文所用,“代谢重编程剂”通常是指调节细胞中至少一种代谢途径的代谢活性的剂,例如改变细胞的活化、功能、生长、增殖和/或存活。如本文所用,“调节”广义上是指引起或促进目标分子、过程、途径或现象的定性或定量改变、变化或修饰。没有限制,这样的改变可以是增加、降低、结合特征的改变,或过程、途径或现象的不同组分或分支的相对强度或活性的改变。术语“调节剂”广义上是指引起或促进目标过程、途径或现象的定性或定量改变、变化或修饰的任意分子或剂。如本文所用,术语“调节剂”包含代谢途径或靶标的抑制剂和激活剂。例如,“调节剂”包含参与谷氨酰胺代谢的组分、参与糖酵解的组分和/或参与脂肪酸代谢(例如脂肪酸合成或脂肪酸氧化)的组分的表达和/或活性的抑制剂和活化剂。
如本文所用,短语“调节代谢途径”是指调节代谢途径的至少一种组分的活性。本文预期,代谢途径的调节剂可以是例如受体配体(例如小分子、抗体、siRNA),配体螯合剂(例如抗体、结合蛋白),途径组分的磷酸化调节剂或这些调节剂的组合。本领域技术人员可以容易地测试一种剂以确定它是否调节代谢途径,例如通过评估培养细胞中由该途径控制的受体的磷酸化状态或下游蛋白质或酶的表达或合成,并将结果与无调节剂处理的细胞比较。与在不存在调节剂的情况下培养的细胞中的受体的磷酸化水平或下游蛋白质或酶的表达或合成水平相比,如果细胞培养物中受体的磷酸化水平或下游蛋白质或酶的表达或合成水平降低至少20%,则调节剂被确定为代谢途径调节剂;优选地,在存在代谢途径调节剂的情况下,磷酸化水平或下游蛋白质或酶的表达或合成改变至少30%,至少40%,至少50%,至少60%,至少70%,至少80%,至少90%,至少95%或至少99%。
术语“减少(decrease)”,“降低的(reduced)”,“降低(reduction)”,“减少(decrease)”或“抑制(inhibit)”在本文中全部用于通常意指减少统计学显著量。然而,为避免疑义,“降低的(reduced)”,“降低(reduction)”,“减少(decrease)”或“抑制(inhibit)”意指与参考水平相比减少至少10%,例如减少至少约20%,或至少约30%,或至少约40%,或至少约50%,或至少约60%,或至少约70%,或至少约80%,或至少约90%,其中减少小于100%。在一个实施方案中,与参考水平相比,所述减少包括100%减少(例如与参考样品相比不存在的水平),或10-100%之间的任意减少。
术语“增加的”、“增加”、“增强”或“激活”在本文中全部用于通常意指增加统计学显著量;为避免任何疑义,术语“增加的”,“增加”、“增强”或“激活”意指与参考水平相比增加至少10%,例如,与参考水平相比,增加至少约20%,或至少约30%,或至少约40%,或至少约50%,或至少约60%,或至少约70%,或至少约80%,或至少约90%或至多且包括100%增加或10-100%之间的任意增加,或与参考水平相比,增加至少约2倍,或至少约3倍,或至少约4倍,或至少约5倍或至少约10倍增加,或2倍至10倍或更多倍之间的增加。
本文预期的某些方法、组合物和剂调节免疫应答。在降低免疫应答的情况下(例如,抑制免疫抑制途径,例如通过检查点阻断、A2aR阻断、KIR阻断等),与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前免疫应答的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使免疫应答降低至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%。在增加免疫应答的情况下(例如,激活T细胞共刺激信号),与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前免疫应答的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使免疫应答增加至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%,至少约2倍,或至少约3倍,或至少约4倍,或至少约5倍或至少约10倍增加,或2倍和10倍或更多倍之间的任意增加。
本文预期的某些方法、组合物和剂调节恶性细胞(例如癌细胞)的生长、增殖、转移和侵袭。在抑制恶性细胞(例如癌细胞)的生长、增殖、转移、侵袭和/或存活的情况下,与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前恶性细胞的生长、增殖、转移、侵袭和/或存活的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使恶性细胞(例如癌细胞)的生长、增殖、转移、侵袭和/或存活降低至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%。
术语“统计学显著的”或“显著地”是指统计学显著性,并且通常意指低于标记物标准浓度或更低浓度的两个标准偏差(2SD)。该术语是指存在差异的统计学证据。它被定义为在零假设实际为真时做出拒绝零假设的决定的概率。该决定通常用p值来做出。
如本文在一些背景中更具体地使用的,“调节(modulates)”,“调节(modulating)”和“调节(modulation)”可互换使用且指以下任意一种或组合:谷氨酰胺代谢降低、糖酵解降低和脂肪酸合成降低。在其它背景中,“调节(modulates)”,“调节(modulating)”和“调节(modulation)”可互换使用且指以下任意一种或组合:谷氨酰胺代谢增加、糖酵解增加和脂肪酸合成增加。在某些背景中,“调节(modulates)”,“调节(modulating)”和“调节(modulation)”可互换使用且是指氧化磷酸化增加中的任何一种或组合。
谷氨酰胺(2-氨基-4-氨基甲酰丁酸)被细胞用于生物能量和生物合成需求。谷氨酰胺可用作氨基酸用于蛋白质合成,作为碳源,或作为主要氮供体用于细胞中多种必需生物合成反应。一旦被细胞摄取,许多谷氨酰胺被线粒体谷氨酰胺酶转化为谷氨酸。谷氨酰胺和谷氨酸都有利于合成代谢;谷氨酰胺为核苷酸和己糖胺合成提供氮,而谷氨酸是合成许多非必需氨基酸的氮供体。谷氨酸可用于支持NADPH的产生或转化为代谢中间体丙酮酸和α-酮戊二酸。如本文所用,术语“谷氨酰胺代谢”或“谷氨酰胺代谢活性”是指涉及谷氨酰胺的化学反应、酶和途径。如本文所用,术语“谷氨酰胺代谢途径”是涉及谷氨酰胺的生物化学途径。
如本领域技术人员可以想象的,代谢重编程剂可以调节涉及谷氨酰胺的任意化学反应、酶和/或途径。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可调节不直接涉及谷氨酰胺的化学反应、酶和/或途径,例如丙酮酸向乙酰辅酶A的转化或柠檬酸循环,但间接影响涉及谷氨酰胺的任意化学反应、酶和/或途径。本文预期的某些方法、组合物和代谢重编程剂降低细胞中的谷氨酰胺代谢。在降低细胞中谷氨酰胺代谢的情况下,与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前谷氨酰胺代谢活性的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使细胞中谷氨酰胺代谢降低至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是谷氨酰胺拮抗剂(例如,降低谷氨酰胺代谢的剂)。如本文所用,术语“谷氨酰胺拮抗剂”是指阻断或干扰细胞中,优选作为活生物体一部分的细胞中,谷氨酰胺的合成或使用的剂。当声称谷氨酰胺拮抗剂干扰谷氨酰胺的合成时,意味着拮抗剂将谷氨酰胺合成的量或速率降低至低于不存在谷氨酰胺拮抗剂时的量或速率。当声称谷氨酰胺拮抗剂干扰谷氨酰胺的使用时,意味着拮抗剂抑制或阻断谷氨酰胺下游的代谢途径,即,谷氨酰胺作为一种或多种非谷氨酰胺化合物的前体的途径,或者拮抗剂通过使谷氨酰胺反应形成非谷氨酰胺产物或通过与谷氨酰胺可逆地或不可逆地结合以降低其可利用性来消耗细胞或生物体中的谷氨酰胺。
在一些实施方案中,本公开主题的至少一种代谢重编程剂可以是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物;抑制谷氨酰胺合成的拮抗剂;谷氨酰胺消耗酶(glutaminedepleting enzyme),一种在细胞内条件下与谷氨酰胺反应形成非谷氨酰胺产物的化合物;抑制细胞对谷氨酰胺摄取的拮抗剂;抑制谷氨酰胺氧化的剂;抑制谷氨酰胺转运蛋白的剂;抑制谷氨酰胺分解的剂(一系列生化反应,由此谷氨酰胺裂解成谷氨酸,天冬氨酸,二氧化碳,丙酮酸,乳酸,丙氨酸和/或柠檬酸);或降低谷氨酰胺生物利用度的谷氨酰胺结合化合物。应该认识到,作为有用的代谢重编程剂的化合物可以具有两种或更多种这些特征。例如,作为干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物的化合物也可以作为抑制谷氨酰胺合成的拮抗剂。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是抑制谷氨酰胺合成的拮抗剂。具有这种活性的化合物的实例包括谷氨酰胺合酶(EC 6.3.1.2)抑制剂,如L-甲硫氨酸-DL-亚砜亚胺(L-methionine-DL-sulfoximine)和膦丝菌素(phosphinothricin);谷氨酸合酶(EC 1.4.1.13)抑制剂;酰胺磷酸核糖基转移酶(EC 2.4.2.14)抑制剂;和谷氨酸脱氢酶抑制剂;以及这些中任何两种或更多种的混合物。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是谷氨酰胺消耗酶。这些酶的实例包括氨甲酰基-磷酸合酶(EC 6.3.5.5),谷氨酰胺-丙酮酸转氨酶(EC2.6.1.15),谷氨酰胺-tRNA连接酶(EC 6.1.1.1.18),谷氨酰胺酶(EC 3.5.1.2),D-谷氨酰胺酶(EC3.5.1.35),谷氨酰胺N-酰基转移酶(EC 2.3.1.68),谷氨酰胺酶-天冬酰胺酶(特别是假单胞菌7a(Pseudomonas 7a)和不动杆菌属(Acinatobacter sp.)的谷氨酰胺酶-天冬酰胺酶)以及这些中任意两种或更多种的混合物。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是在细胞内条件下与谷氨酰胺反应形成非谷氨酰胺产物的化合物。具有这种性质的化合物的实例是苯基丁酸酯(参见Darmaun等人,Phenylbutyrate-induce glutamine depletion in humans:effect onleucine metabolism,pp.E801-E807,in Glutamine Depletion and ProteinCatabolism,Am.Physiol.Soc.(1998))。具有这种特征的谷氨酰胺拮抗剂的另一个实例是苯乙酸酯(参见美国专利号6,362,226)。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是抑制细胞对谷氨酰胺摄取的拮抗剂。具有这种性质的化合物的实例包括α-甲基氨基异丁酸(抑制GynT质膜谷氨酰胺转运蛋白;参见Varoqui等人,J.Biol.Chem.,275(6):4049-4054(2000))、渥曼青霉素和LY-294002(抑制肝谷氨酰胺转运蛋白;参见Pawlik等人,Am.J.Physiol.Gastrointest.LiverPhysiol.,278:G532-G541(2000))。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是降低谷氨酰胺的生物利用度的谷氨酰胺结合化合物。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以是干扰谷氨酰胺代谢途径(例如,降低谷氨酰胺代谢/代谢活性)的谷氨酰胺类似物。可以以这种方式起作用的化合物的实例包括阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸),DON(6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸),氮杂丝氨酸,含氮霉素(azotomycin),氯代酮(chloroketone)(L-2-氨基-4-氧代-5-氯戊酸),N3-(4-甲氧基富马酰)-L-2,3-二氨基丙酸(FMDP)(灭活葡糖胺-6-磷酸合酶(EC 2.6.1.16),参见Zgòdka等人,Microbiology,147:1955-1959(2001)),(3S,4R)-3,4-二甲基-L-谷氨酰胺,(3S,4R)-3,4-二甲基-L-焦谷氨酸(参见,Acevedo等人,Tetrahedron.,57:6353-6359(2001)),1,5-N,N′-二取代的-2-(取代的苯磺酰基)谷氨酰胺(参见,Srikanth等人,Bioorganic and Medicinal Chemistry,(2002))或这其中任意两种或更多种的混合物。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂选自由阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸)、氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)组成的组。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径(例如,降低谷氨酰胺代谢/代谢活性)的谷氨酰胺类似物的前药。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸)、氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)的前药。阿西维辛、氮杂丝氨酸、DON和L-DONV的合适的示例性前药可见于“Prodrugs of Glutamine Analogs”(代理人案号111232-00403,与本发明同时提交,并且其整体通过引用并入本文)。
糖酵解是将葡萄糖转化为丙酮酸的代谢途径,同时产生ATP。丙酮酸是一种代谢中间体,其然后可进入线粒体内的三羧酸(TCA)循环产生NADH和FADH2。糖酵解的第一步是葡萄糖被己糖激酶磷酸化形成葡萄糖6-磷酸。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以调节参与糖酵解的任意化学反应和/或酶。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以调节不直接涉及糖酵解的化学反应、酶和/或途径,但间接影响涉及糖酵解的任意化学反应、酶和/或途径。本文预期的某些方法、组合物和代谢重编程剂降低细胞中的糖酵解。在降低细胞中糖酵解的情况下,与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前糖酵解代谢活性的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使细胞中糖酵解降低至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%。如本文所用,术语“糖酵解代谢活性”是指涉及糖酵解途径的化学反应和酶。
在一些实施方案中,本公开主题的至少一种代谢重编程剂可以是干扰糖酵解或影响糖酵解的相关途径的剂;抑制丙酮酸和/或糖酵解中间产物之一的合成的剂;抑制一种或多种参与糖酵解的酶的剂,所述酶例如己糖激酶,磷酸葡糖异构酶,磷酸果糖激酶,果糖-二磷酸醛缩酶,三磷酸异构酶,磷酸甘油醛脱氢酶,磷酸甘油酸激酶,磷酸甘油酸变位酶,烯醇酶和/或丙酮酸激酶;消耗糖酵解中限速产物之一葡萄糖-6-磷酸的剂;抑制葡萄糖被细胞摄取和/或转运穿过质膜的剂;或降低葡萄糖的生物利用度的葡萄糖结合化合物。应该认识到,作为有用的代谢重编程剂的化合物可以具有两种或更多种这些特征。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂干扰或抑制己糖激酶的表达和/或活性。己糖激酶抑制剂的实例包括但不限于2-脱氧葡萄糖(2-DG),3-溴丙酮酸(3-BrPA),氯尼达明(lonidamine)(LND),氟化钠和氟化钾。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是2-脱氧-D-葡萄糖(2-DG)。
脂肪酸合成是细胞中从乙酰-CoA和丙二酰-CoA前体产生脂肪酸的过程。通过脂肪酸氧化过程,脂肪酸分子在线粒体中分解产生进入柠檬酸循环的乙酰-CoA和用于电子传递链的NADH和FADH2。AMP-激活的蛋白激酶(AMPK)在细胞能量平衡中起作用,并且是脂肪酸氧化的刺激剂。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以调节参与脂肪酸合成和/或脂肪酸氧化的任意化学反应和/或酶。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂可以调节不直接涉及脂肪酸合成和/或脂肪酸氧化的化学反应、酶和/或途径,但是间接影响涉及脂肪酸合成和/或脂肪酸氧化的任意化学反应、酶和/或途径。
本文预期的某些方法、组合物和代谢重编程剂降低细胞中的脂肪酸合成和/或增加细胞中的脂肪酸氧化。在降低细胞中的脂肪酸合成和/或增加细胞中的脂肪酸氧化的情况下,与参考水平(例如,在使用所述方法、组合物和/或剂之前脂肪合成的客观量度)相比,本文预期的方法、组合物和剂可以使细胞中的脂肪酸合成降低和/或细胞中的脂肪酸氧化增加至少约10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%或多达100%。
在一些实施方案中,本公开主题的至少一种代谢重编程剂可以是干扰脂肪酸合成和/或脂肪酸氧化或影响脂肪酸合成和/或脂肪酸氧化的相关途径的剂;增加脂肪酸氧化的剂;增加一种或多种脂肪酸氧化产物的剂;增加一种或多种参与脂肪酸氧化的酶的表达和/或活性的剂,如酰基辅酶A脱氢酶,烯酰基辅酶A水合酶,3-羟基酰基辅酶A脱氢酶和β-酮硫解酶;增加AMP-活化的蛋白激酶(AMPK)的表达和/或活性的剂;增加活化的脂肪酸的摄取和/或跨线粒体膜转移的剂;和增加参与活化的脂肪酸的摄取和/或跨线粒体膜转移的酶的表达和/或活性的剂。应该认识到,作为有用的代谢重编程剂的化合物可以具有两种或更多种这些特征。在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是5'AMP-活化的蛋白激酶(AMPK)活性的激活剂。
作为AMPK活性激活剂的至少一种代谢重编程剂可以是增加细胞中AMP浓度的剂;AMP类似物,例如5-氨基-4-咪唑甲酰胺核糖酸(ZMP);增加AMPK磷酸化的剂,例如增加可磷酸化AMPK的激酶的表达和/或活性的剂;和作为AMPK的变构调节剂的剂,例如能够修饰AMPK以使其成为可磷酸化AMPK的激酶的更好底物的剂。
在一些实施方案中,至少一种代谢重编程剂是二甲双胍。
应该理解的是,调节谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸代谢可以导致一种或多种基因或基因表达产物的调节或一种或多种酶的生物合成或降解。
术语“表达”意指这样的过程:通过该过程,来自基因或核酸(例如DNA)的信息用于基因产物(例如mRNA、RNA和/或蛋白质)的合成,并且包括但不是限于复制、转录和翻译中的一个或多个步骤。可以通过本文预期的剂调节的表达步骤可以包括例如蛋白质的转录、剪接、翻译和翻译后修饰。本领域技术人员将会理解,调节任意特定蛋白质的方法可以取决于蛋白质的类型(例如蛋白激酶、转录调节物、酶等),其功能(例如转录调节、催化、磷酸化、信号转导等)和其亚细胞定位(例如细胞外空间、细胞质、细胞核、膜等)。本领域技术人员根据特定情况(例如,蛋白质的类型、生物学功能、亚细胞定位、组成、使用方法、抑制模式等)将容易地理解用于调节的合适剂。例如,可以使用剂来抑制酶的酶活性(例如抑制由谷氨酰胺酶催化的谷氨酰胺分解的至少一种代谢重编程剂(例如谷氨酰胺拮抗剂),抑制部分地由己糖激酶催化的糖酵解的至少一种代谢重编程剂(例如2-DG)等),抑制蛋白激酶的磷酸化水平或活性,抑制转录激活或信号传导途径。
本文所述的代谢重编程剂、化疗剂、细胞毒性剂、免疫治疗剂、免疫抑制剂、放疗剂、抗炎剂和神经保护剂可以是任意类型的剂。可以在本文所述的方法、组合物和用途中用作这种剂的示例性剂类型包括小的有机或无机分子;糖类;寡糖;多糖;生物大分子,选自肽、蛋白质、肽类似物和衍生物;肽模拟物;核酸,选自由siRNA、shRNA、反义RNA、核糖酶、树状聚体和适配体组成的组;由生物材料制成的提取物,所述生物材料选自由细菌、植物、真菌、动物细胞和动物组织组成的组;天然存在或合成的组合物;微载体或纳米载体,由一种或多种聚合物、蛋白质、核酸、脂质体(lip)或金属组成;及其任意组合。
如本文所用,术语“小分子”可以指“天然产物样”剂,然而,术语“小分子”不限于“天然产物样”剂。而是,小分子的典型特征在于其含有数个碳-碳键,并具有小于5000道尔顿(5kD),优选小于3kD,还更优选小于2kD,并且最优选小于1kD的分子量。在一些情况下,优选小分子具有等于或小于700道尔顿的分子量。
如本文所用,“RNA干扰分子”是指通过RNA干扰(RNAi)来干扰或抑制靶基因或基因组序列表达的剂。这样的RNA干扰剂包括但不限于,核酸分子包括与靶基因或基因组序列同源的RNA分子或其片段,短干扰RNA(siRNA),短发夹或小发夹RNA(shRNA),微RNA(miRNA)以及通过RNA干扰(RNAi)来干扰或抑制靶基因表达的小分子。
术语“多核苷酸”在本文中可与“核酸”互换使用以指示核苷的聚合物。典型地,多核苷酸由通过磷酸二酯键连接的、天然存在于DNA或RNA(例如,腺苷,胸苷,鸟苷,胞苷,尿苷,脱氧腺苷,脱氧胸苷,脱氧鸟苷和脱氧胞苷)中的核苷组成。然而,该术语涵盖包含核苷或核苷类似物的分子,所述核苷或核苷类似物包含化学或生物学修饰的碱基、修饰的骨架等,无论是否天然存在于核酸中,并且这样的分子对于某些应用可能是优选的。在本发明涉及多核苷酸的情况下,应理解的是,提供了DNA、RNA,并且在每种情况下提供了单链和双链形式(以及每个单链分子的互补链)。本文使用的“多核苷酸序列”可以指多核苷酸材料本身和/或在生物化学上表征具体核酸的序列信息(例如用作碱基缩写的字母序列)。除非另有说明,否则本文呈现的多核苷酸序列以5'至3'方向呈现。
在一些实施方案中,本文所述的调节代谢途径或靶标的核酸分子可以插入至载体中并用作基因治疗载体。基因治疗载体可通过,例如,静脉注射、局部施用(参见美国专利号5,328,470)或通过立体定向注射(参见例如,Chen等人Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:3054-3057,1994)递送至受试者。基因治疗载体的药物制剂可以包括可接受的稀释剂中的基因治疗载体,或者可以包含嵌入了基因递送载体的缓释基质。或者,当完整的基因递送载体可以从重组细胞完整地产生时,例如逆转录病毒载体,药物制剂可以包括一种或多种产生基因递送系统的细胞。
如本文所用的术语“多肽”是指氨基酸的聚合物。术语“蛋白质”和“多肽”在本文中可互换使用。肽是相对较短的多肽,其长度通常在约2至60个氨基酸之间。本文使用的多肽通常含有氨基酸,例如最常见于蛋白质中的20个L-氨基酸。然而,可以使用本领域已知的其他氨基酸和/或氨基酸类似物。例如,可以通过添加化学实体,例如碳水化合物基团、磷酸基团、脂肪酸基团、用于缀合的连接基团、官能化等来修饰多肽中的一个或多个氨基酸。具有与其共价或非共价缔合的非多肽部分的多肽仍然被认为是“多肽”。示例性修饰包括糖基化和棕榈酰化。多肽可以从天然来源纯化,使用重组DNA技术产生,通过化学手段合成,例如常规固相肽合成等。本文使用的术语“多肽序列”或“氨基酸序列”可以指多肽材料本身和/或在生物化学上表征多肽的序列信息(例如,用作氨基酸名称缩写的字母或三字母代码的序列)。除非另有说明,否则本文呈现的多肽序列以N端至C端方向呈现。
如本文所用,术语“同一性(identity)”是指两种或更多种核酸或多肽序列的相同程度。可以通过比对序列,确定评估窗口内与相同残基对置的残基(核苷酸或氨基酸)的数目(允许引入空位以最大化同一性),将其除以落在窗口内的目标序列或第二序列(取其中较大者)的残基总数,并乘以100,来计算评估窗口内,例如目标序列的长度内,目标序列和第二序列之间的同一性百分比。当计算为达到特定同一性百分比所需的相同残基数时,将分数四舍五入到最接近的整数。可以使用本领域已知的各种计算机程序来计算百分比同一性。例如,计算机程序,例如BLAST2、BLASTN、BLASTP、Gapped BLAST等产生比对并提供目标序列之间的百分比同一性。将Karlin和Altschul的算法(Karlin和Altschul,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 87:22264-2268,1990),如Karlin和Altschul,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:5873-5877,1993中修改,纳入到Altschul等人(Altschul,等人,J.MoT Biol.215:403-410,1990)的NBLAST和XBLAST程序中。为了获得空位比对用于比较目的,如Altschul等人所述使用Gapped BLAST(Altschul,等人Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997)。当使用BLAST和Gapped BLAST程序时,可以使用各个程序的默认参数。可以使用PAM250或BLOSUM62矩阵。进行BLAST分析的软件可通过美国国家生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI)公开获得。关于这些程序,请参阅URL www.ncbi.nlm.nih.gov网站。在具体的实施方案中,使用由NCBI提供的具有缺省参数的BLAST2来计算百分比同一性。
通常,本文所述的至少一种代谢重编程剂可以与另外的治疗剂(例如,药学活性剂,例如由管理机构批准的药物)组合使用。治疗剂可以与本文所述的剂协同起作用,或者它们可以独立地发挥其预期效果。本公开内容涵盖本领域技术人员将结合本文所述的方法、用途或组合物而使用的任意治疗剂。预期与代谢重编程剂组合用于本公开的方法、用途和组合物的治疗剂的实例包括但不限于化疗剂/化学治疗,免疫治疗剂/免疫治疗,免疫抑制剂,抗炎剂,神经保护剂,神经再生剂,神经营养因子,放疗剂/放疗,质子疗法,光动力疗法以及用于替代和/或修复内源性异常,有害或不健康细胞群体的干细胞和祖细胞。
化疗和化疗剂在本文中同义使用。“化疗剂”用于意指在癌症治疗中施用的化合物或组合物。预期与本文所述的至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂组合物组合使用的化疗剂包括但不限于烷化剂类(alkylating agents),例如塞替派(thiotepa)和环磷酰胺(cyclophosphamide);磺酸烷基酯类(alkylsulfonates),例如白消安(busulfan)、英丙舒凡(improsulfan)和哌泊舒凡(piposulfan);氮丙啶类(aziridines),例如苯佐替派(benzodepa)、卡波醌(carboquone)、美妥替派(meturedepa)和乌瑞替派(uredepa);乙撑亚胺类(ethylenimines)和甲基蜜胺类(methylamelamines),包括六甲蜜胺(altretamine)、三乙撑蜜胺(triethylenemelamine)、三乙撑磷酰胺(triethylenephosphoramide)、三乙撑硫代磷酰胺(triethylenethiophosphoramide)和三羟甲蜜胺(trimethylolomelamine);氮芥类(nitrogen mustards),例如苯丁酸氮芥(chlorambucil)、萘氮芥(chlornaphazine)、胆磷酰胺(cholophosphamide)、雌莫司汀(estramustine)、异环磷酰胺(ifosfamide)、双氯乙基甲胺(mechlorethamine)、盐酸氧氮芥(mechlorethamine oxide hydrochloride)、美法仑(melphalan)、新氮芥(novembichin)、苯芥胆甾醇(phenesterine)、泼尼莫司汀(prednimustine)、曲磷胺(trofosfamide)、尿嘧啶氮芥(uracil mustard);亚硝脲类(nitrosoureas),诸如卡莫司汀(carmustine)、氯脲菌素(chlorozotocin)、福莫司汀(fotemustine)、洛莫司汀(lomustine)、尼莫司汀(nimustine)和雷莫司汀(ranimustine);抗生素类,例如阿克拉霉素(aclacinomycin)、放线菌素(actinomycin)、氨茴霉素(anthramycin)、氮杂丝氨酸(azaserine)、博来霉素(bleomycin)、放线菌素C(cactinomycin)、卡里奇霉素(calicheamicin)、carabicin、洋红霉素(carminomycin)、嗜癌霉素(carzinophilin)、色霉素(chromomycin)、放线菌素D(dactinomycin)、道诺霉素(daunorubicin)、地托比星(detorubicin)、6-二氮-5-氧-L-正亮氨酸、多柔比星(doxorubicin)、表柔比星(epirubicin)、依索比星(esorubicin)、伊达比星(idarubicin)、麻西罗霉素(marcellomycin)、丝裂霉素类(mitomycins)、霉酚酸(mycophenolic acid)、诺拉霉素(nogalamycin)、橄榄霉素(olivomycin)、培洛霉素(peplomycin)、泊非霉素(potfiromycin)、嘌呤霉素(puromycin)、三铁阿霉素(quelamycin)、罗多比星(rodorubicin)、链黑菌素(streptonigrin)、链佐星(streptozocin)、杀结核菌素(tubercidin)、乌苯美司(ubenimex)、净司他丁(zinostatin)、佐柔比星(zorubicin);抗代谢物类,例如甲氨蝶呤和5-氟尿嘧啶(5-FU);叶酸类似物,例如二甲叶酸(denopterin)、甲氨蝶呤、蝶酰三谷氨酸(pteropterin)、三甲曲沙(trimetrexate);嘌呤类似物,例如氟达拉滨(fludarabine)、6-巯基嘌呤(mercaptopurine)、硫咪嘌呤(thiamiprine)、硫鸟嘌呤(thioguanine);嘧啶类似物,例如安西他滨(ancitabine)、阿扎胞苷(azacitidine)、6-氮尿苷、卡莫氟(carmofur)、阿糖胞苷(cytosinearabinoside)、双脱氧尿苷(dideoxyuridine)、去氧氟尿苷(doxifluridine)、依诺他滨(enocitabine)、氟尿苷(floxuridine)、5-FU;雄激素类,例如卡鲁睾酮(calusterone)、丙酸屈他雄酮(dromostanolone propionate)、表硫雄醇(epitiostanol)、美雄烷(mepitiostane)、睾内酯(testolactone);抗肾上腺类,例如氨鲁米特(aminoglutethimide)、米托坦(mitotane)、曲洛司坦(trilostane);叶酸补充剂,例如亚叶酸(folinic acid);醋葡醛内酯(aceglatone);醛磷酰胺糖苷(aldophosphamide glycoside);氨基乙酰丙酸(aminolevulinic acid);恩尿嘧啶(eniluracil);安吖啶(amsacrine);bestrabucil;比生群(bisantrene);依达曲沙(edatraxate);地磷酰胺(defosfamide);地美可辛(demecolcine);地吖醌(diaziquone);elfornithine;依利醋铵(elliptinium acetate);;依托格鲁(etoglucid);硝酸镓;羟脲(hydroxyurea);香菇多糖(lentinan);氯尼达明(lonidamine);米托胍腙(mitoguazone);莫哌达醇(mopidamol);二胺硝吖啶(nitracrine);喷司他丁(pentostatin);蛋氨氮芥(phenamet);吡柔比星(pirarubicin);鬼臼酸(podophyllinic acid);2-乙基酰肼(ethylhydrazide);丙卡巴肼(procarbazine);雷佐生(razoxane);西索菲兰(sizofiran);螺旋锗(spirogermanium);细交链孢菌酮酸(tenuazonic acid);三亚胺醌(triaziquone);2,2′,2″-三氯三乙胺;乌拉坦(urethan);长春地辛(vindesine);达卡巴嗪(dacarbazine);甘露醇氮芥(mannomustine);二溴甘露醇(mitobronitol);二溴卫矛醇(mitolactol);哌泊溴烷(pipobroman);gacytosine;阿糖胞苷(arabinoside)(“Ara-C”);类紫杉醇(taxoids),例如紫杉醇(paclitaxel)和多西他塞(doxetaxel);苯丁酸氮芥(chlorambucil);吉西他滨(gemcitabine);6-硫鸟嘌呤(thioguanine);巯基嘌呤(mercaptopurine);铂类似物,例如顺铂(cisplatin)和卡铂(carboplatin);长春碱(vinblastine);铂;依托泊苷(etoposide);异环磷酰胺(ifosfamide);丝裂霉素(mitomycin C);米托蒽醌(mitoxantrone);长春新碱(vincristine);长春瑞滨(vinorelbine);诺维本(navelbine);能灭瘤(novantrone);替尼泊苷(teniposide);道诺霉素(daunomycin);氨基蝶呤(aminopterin);希罗达(xeloda);伊本膦酸盐(ibandronate);CPT11;拓扑异构酶抑制剂RFS 2000;二氟甲基鸟氨酸(difluoromethylornithine);视黄酸(retinoic acid);埃斯波霉素类(esperamicins);卡培他滨(capecitabine);以及任何上述物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物。化疗剂还包括用于调节或抑制激素对肿瘤的作用的抗激素剂,例如抗雌激素药,包括例如他莫昔芬(tamoxifen)、雷洛昔芬(raloxifene)、抑制芳香酶的4(5)-咪唑类、4-羟基他莫昔芬(hydroxytamoxifen)、曲沃昔芬(trioxifene)、盐酸雷洛昔芬(keoxifene)、LY117018、奥那司酮(onapristone)和托瑞米芬(toremifene)(Fareston);和抗雄激素,例如氟他胺(flutamide)、尼鲁米特(nilutamide)、比卡鲁胺(bicalutamide)、亮丙瑞林(leuprolide)和戈舍瑞林(goserelin);和任意上述物质的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在一些实施方案中,化疗剂是拓扑异构酶抑制剂。拓扑异构酶抑制剂是干扰拓扑异构酶(例如,拓扑异构酶I或II)作用的化疗剂。拓扑异构酶抑制剂包括但不限于盐酸多柔比星、柠檬酸道诺霉素、盐酸米托蒽醌、放线菌素D、依托泊苷、盐酸拓扑替康、替尼泊苷和伊立替康以及任意这些的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在一些实施方案中,化疗剂是抗代谢药物。抗代谢药物是具有与正常生化反应所需的代谢物类似的结构,但其不同程度足以干扰细胞的一种或多种正常功能(例如细胞分裂)的化学物质。抗代谢药物包括但不限于吉西他滨,氟尿嘧啶,卡培他滨,甲氨蝶呤钠,雷替曲塞(ralitrexed),培美曲塞(pemetrexed),替加氟(tegafur),阿糖胞苷,硫鸟嘌呤,5-氮杂胞苷,6-巯基嘌呤,硫唑嘌呤,6-硫鸟嘌呤,喷司他丁,氟达拉滨磷酸盐和克拉屈滨,以及任意这些的药学上可接受的盐、酸或衍生物。
在某些实施方案中,化疗剂是抗有丝分裂剂,包括但不限于结合微管蛋白的剂。在一些实施方案中,所述剂是紫杉烷。在某些实施方案中,所述剂是紫杉醇或多西他赛,或紫杉醇或多西他赛的药学上可接受的盐、酸或衍生物。在某些可供选择的实施方案中,抗有丝分裂剂包含长春花生物碱,如长春新碱(vincristine),长春碱(binblastine),长春瑞滨或长春地辛,或其药学上可接受的盐、酸或衍生物。
如本文所用,术语“免疫治疗剂”是指可通过诱导、增强或抑制细胞、组织、器官或受试者中的免疫应答来辅助治疗疾病的分子。预期与本文所述的至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂组合使用的免疫治疗剂的实例包括但不限于免疫检查点分子(例如,针对免疫检查点蛋白的抗体),白介素(例如,IL-2,IL-7,IL-12,IL-15),细胞因子(例如,干扰素,G-CSF,咪喹莫特),趋化因子(例如,CCL3,CCL26,CXCL7),疫苗(例如,肽疫苗,树突细胞(DC)疫苗,EGFRvIII疫苗,间皮素(mesothilin)疫苗,G-VAX,李斯特氏菌疫苗)和过继性T细胞疗法包括嵌合抗原受体T细胞(CART细胞)。
如本文所用,“免疫抑制剂”是指可用于免疫疗法以降低或预防细胞、器官、组织或受试者中的免疫应答的剂。预期与本文所述的至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂组合使用的免疫抑制剂的实例包括但不限于皮质类固醇,钙调磷酸酶抑制剂,抗增殖剂,SIP受体激动剂,激酶抑制剂,单克隆抗淋巴细胞抗体和多克隆抗淋巴细胞抗体。皮质类固醇的非限制性实例包括泼尼松()和甲基泼尼松龙钙调磷酸酶抑制剂的非限制性实例包括环孢菌素(环孢菌素A,SangCya,),ISA,Tx247,ABT-281,ASM981和他克莫司(Tacrolimus)(FK506)。抗增殖剂的非限制性实例包括麦考酚酸酯(Mycophenolate Mofetil)咪唑硫嘌呤(Azathioprene)和西罗莫司(Sirolimus)SIP受体激动剂的非限制性实例包括FTY 720或其类似物。激酶抑制剂的非限制性实例包括mTOR激酶抑制剂,其是靶向、降低或抑制丝氨酸/苏氨酸mTOR家族成员的活性和/或功能的化合物、蛋白质或抗体。它们包括但不限于CCI-779,ABT578,SAR543,雷帕霉素(rapamycin)和其衍生物或类似物,包括40-O-(2-羟乙基)-雷帕霉素,雷帕霉素类似物(rapalogs),包括Ariad的AP23573、AP23464、AP23675和AP23841,依维莫司(Everolimus)(CERTICAN,RAD001),咗他莫司(biolimus)7,咗他莫司9和西罗莫司(RAPAMUNE)。激酶抑制剂还包括蛋白激酶C抑制剂,其包括PCT公开WO 2005/097108和WO2005/068455中描述的化合物,其整体通过引用并入本文。单克隆抗淋巴细胞抗体的非限制性实例包括莫罗单抗-CD3(Muromonab-CD3)(Orthoclone 单抗(basiliximab),)和达利珠单抗(Daclizumab)多克隆抗淋巴细胞抗体的非限制性实例包括抗胸腺细胞球蛋白-马和抗胸腺细胞球蛋白-兔(RATG,)。其它免疫抑制剂包括但不限于在美国专利公开号2004/0029801中描述的SERP-1,一种由恶性兔纤维瘤病毒(MRV)和粘液瘤病毒(MYX)产生的丝氨酸蛋白酶抑制剂,美国专利公开号2004/0029801通过引用并入本文。
免疫抑制剂可根据其具体的分子作用模式进行分类。目前用于治疗具有移植器官的患者的四种主要免疫抑制剂药物类别如下。钙调磷酸酶抑制剂抑制T细胞活化,从而预防T细胞攻击移植器官。硫唑嘌呤破坏DNA和RNA的合成以及细胞分裂的过程。单克隆抗体抑制白细胞介素-2的结合,进而减慢患者免疫系统中T细胞的产生。皮质类固醇抑制与移植排斥相关的炎症。
免疫抑制剂也可根据移植的具体器官进行分类。巴利昔单抗(Simulect)也可以与其他药物如环孢菌素和皮质类固醇组合用于肾移植。IL-2阻断剂,包括Novartis的Simulect,FK506或CyA,MMF,泼尼松或雷帕霉素也用于肾移植。达利珠单抗(Zenapax)也可以与其他药物如环孢菌素和皮质类固醇组合用于肾移植。类似的药物用于心脏移植,但通常使用抗淋巴细胞球蛋白(ALG)代替Simulect。莫罗单抗CD3(Orthoclone OKT3)与环孢菌素一起用于肾移植、肝移植和心脏移植。他克莫司(Prograf)用于肝脏移植和肾脏移植。正在研究骨髓、心脏、胰腺、胰岛细胞和小肠移植。
如本文所用,“光动力疗法”,也称为光辐射疗法、光疗法和光化学疗法,是指使用光敏剂与光组合杀死癌细胞的治疗。光敏剂在光活化后杀死癌细胞。
如本文所用,“质子疗法”也称为质子束疗法,是指使用质子束照射并杀死癌细胞的治疗。
如本文所用,“抗炎剂”是指可用于预防或降低细胞、组织、器官或受试者中的炎性应答或炎症的剂。预期与本文所述的至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂组合使用的示例性抗炎剂包括但不限于甾体抗炎剂、非甾体抗炎剂或其组合。在一些实施方案中,抗炎剂包括氯倍他索(clobetasol),阿氯芬酸(alclofenac),双丙酸阿氯米松(alclometasone dipropionate),丙酮缩二羟孕酮(algestoneacetonide),α淀粉酶(alpha amylase),安西法尔(amcinafal),安西非特(amcinafide),氨芬酸钠(amfenac sodium),盐酸氨普立糖(amiprilose hydrochloride),阿那白滞素(anakinra),阿尼罗酸(anirolac),阿尼扎芬(anitrazafen),阿扎丙宗(apazone),巴柳氮二钠(balsalazide disodium),苄达酸(bendazac),苯噁洛芬(benoxaprofen),盐酸苄达明(benzydamine hydrochloride),菠萝蛋白酶(bromelains),溴哌莫(broperamole),布地奈德(budesonide),卡布洛芬(carprofen),环洛芬(cicloprofen),辛喷他宗(cintazone),克利洛芬(cliprofen),丙酸氯倍他索(clobetasol propionate),丁酸氯倍他松(clobetasone butyrate),氯苯吡咯酸(clopirac),丙酸氯硫卡松(cloticasonepropionate),醋酸三氟米松(cormethasone acetate),去氧可的松(cortodoxone),地夫可特(deflazacort),丙缩羟强龙(desonide),去羟米松(desoximetasone),地塞米松(dexamethasone),醋酸地塞米松(dexamethasone acetate),二丙酸地塞米松(dexamethasone dipropionate),双氯芬酸钾(diclofenac potassium),双氯芬酸钠(diclofenac sodium),双醋二氟拉松(diflorasone diacetate),二氟米酮钠(diflumidone sodium),双氟尼酸(diflunisal),二氟泼尼酯(difluprednate),地弗他酮(diftalone),二甲基亚砜,羟西奈德(drocinonide),甲地松(endrysone),恩莫单抗(enlimomab),依诺利康钠(enolicam sodium),依匹唑,依托度酸(etodolac),依托芬那酯,联苯乙酸(felbinac),非那莫(fenamole),芬布芬(fenbufen),芬氯酸(fenclofenac),苯克洛酸(fenclorac),芬度柳(fendosal),苯吡噁二酮(fenpipalone),芬替酸(fentiazac),夫拉扎酮(flazalone),氟扎可特(fluazacort),氟芬那酸,氟咪唑(flumizole),醋酸氟尼缩松(flunisolide acetate),氟尼辛(flunixin),氟尼辛葡甲胺(flunixin meglumine),氟考丁酯(fluocortin butyl),醋酸氟米龙(fluorometholone acetate),氟喹宗(fluquazone),氟比洛芬(flurbiprofen),氟瑞托芬(fluretofen),丙酸氟替卡松(fluticasone propionate),呋喃洛芬(furaprofen),呋罗布芬(furobufen),哈西奈德(halcinonide),丙酸卤倍他索(halobetasol propionate),醋酸卤泼尼松(halopredoneacetate),异丁芬酸(ibufenac),布洛芬,布洛芬铝,布洛芬吡啶甲醇(ibuprofenpiconol),伊洛达普(ilonidap),吲哚美辛(indomethacin),吲哚美辛钠,吲哚布洛芬(indoprofen),吲哚克索(indoxole),吲四唑(intrazole),醋酸异氟泼尼龙(isoflupredone acetate),伊索克酸(isoxepac),伊索昔康(isoxicam),酮洛芬(ketoprofen),盐酸洛非咪唑(lofemizole hydrochloride),氯诺昔康(lomoxicam),依碳酸氯替泼诺(loteprednol etabonate),甲氯灭酸钠(meclofenamate sodium),甲氯灭酸(meclofenamic acid),二丁酸甲氯松(meclorisone dibutyrate),甲芬那酸(mefenamicacid),美沙拉秦,美西拉宗(meseclazone),磺庚甲泼尼松龙(methylprednisolonesuleptanate),momiflumate,萘丁美酮(nabumetone),甲氧萘丙酸,甲氧萘丙酸钠,萘普索(naproxol),尼马宗(nimazone),奥沙拉秦钠(olsalazine sodium),奥古蛋白(orgotein),奥帕诺辛(orpanoxin),奥沙普秦(oxaprozin),羟布宗(oxyphenbutazone),盐酸瑞尼托林(paranyline hydrochloride),戊聚硫钠(pentosan polysulfate sodium),甘油保泰松钠(phenbutazone sodium glycerate),吡非尼酮,吡罗昔康(piroxicam),肉桂酸吡罗昔康,吡罗昔康乙醇胺,吡洛芬(pirprofen),泼那扎特(prednazate),普立非酮(prifelone),普罗度酸(prodolic acid),普罗喹宗(proquazone),普罗沙唑(proxazole),枸橼酸普罗沙唑,利美索龙(rimexolone),氯马扎利(romazarit),柳胆来司(salcolex),沙那西定(salnacedin),双水杨酯(salsalate),血根氯铵,司克拉宗(seclazone),丝美辛(sermetacin),舒多昔康(sudoxicam),舒林酸(sulindac),舒洛芬(suprofen),他美辛(talmetacin),他尼氟酯(talniflumate),他洛柳酯(talosalate),特丁非隆(tebufelone),替尼达普(tenidap),替尼达普钠(tenidap sodium),替诺昔康(tenoxicam),替昔康(tesicam),苄叉异喹酮(tesimide),四氢甲吲胺(tetrydamine),硫平酸(tiopinac),替可的松匹伐酯(tixocortol pivalate),托美丁(tolmetin),托美丁钠(tolmetin sodium),三氯奈德(triclonide),三氟米酯(triflumidate),齐多美辛(zidometacin),佐美酸钠(zomepirac sodium),阿司匹林(乙酰水杨酸),水杨酸,皮质类固醇,糖皮质激素,他克莫司,吡美莫司(pimecorlimus),其前药,其组合药物及其组合。抗炎剂还可以是促炎症信号传导分子的生物抑制剂,包括这种生物炎症信号传导分子的抗体。
示例性的神经保护剂包括但不限于L-多巴,多巴胺激动剂(例如阿扑吗啡,溴隐亭,培高利特(pergolide),罗匹尼罗(ropinirole),普拉克索(pramipexole)或卡麦角林(cabergoline)),腺苷A2a拮抗剂(Shah等人,Curr.Opin.Drug Discov.Devel.13:466-80(2010));血清素受体激动剂;连续释放左旋多巴(Sinemet CR.RTM.,MSD,以色列);连续十二指肠左旋多巴施用(Duodopa.RTM.,Abbott,UK);儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)抑制剂(例如,Stalevo.RTM,Novartis Pharma,USA;恩他卡朋(entacapone)(Comtan.RTM,NovartisPharma,USA);托卡朋(tolcapone);辅酶Q10和/或MAO-B抑制剂(例如,司来吉兰(Selegiline)或雷沙吉兰(Rasagiline))。另外的神经保护剂描述于例如Hart等人,Mov.Disord.24:647-54(2009)。
如本文所用,“放疗剂”是指在癌症治疗的治疗领域中常规采用的那些剂,并且包括具有足够化学键电离的能量的光子,例如来自放射性核的阿尔法(α)、贝塔(β)和伽马(γ)射线以及X-射线。辐射可以是高LET(线性能量传递)或低LET。LET是每单位长度距离传递的能量。据说高LET是密集电离辐射,且据说低LET是稀疏电离辐射。高LET的代表性实例是中子和阿尔法粒子。低LET的代表性实例是X-射线和伽马射线。低LET辐射,包括X-射线和γ射线最常用于癌症患者的放疗。辐射可以用于外部放疗,其通常在门诊就诊时使用,或者用于内部放疗,其使用非常靠近或位于肿瘤内部的放射物。在内部放疗的情况下,放射源通常密封在称为植入物的小支架中。植入物可以是细线、称为导管的塑料管、带状物、胶囊或种子的形式。植入物直接放入体内。内部放疗可能需要住院。电离辐射源以单位剂量的辐射形式提供,并且优选为X-射线管,因为它提供了许多优点,例如方便调节剂量,其中辐射源可以容易地开启和关闭,最小的处置问题等。通常以戈瑞(gray)(Gy)测量单位剂量的辐射。电离辐射源还可以包括放射性同位素,例如固体放射性同位素源(例如线、条、小球、种子、珠子等)或液体放射性同位素填充的气囊。在后一种情况下,气囊已被专门配置以防止放射性同位素材料从气囊泄漏到体腔或血流中。更进一步,电离辐射源可以在导管主体中包含容器用于接收放射性同位素材料如小球或液体。可以选择放射性同位素材料以发射α、β和γ。通常,α和β辐射是优选的,因为它们可以被周围组织快速吸收并且基本上不会穿透被治疗的体腔壁。因此,可以基本上消除与治疗区域相邻的心脏和其他器官的附带照射。提供的单位总数将是由熟练使用电离辐射治疗的技术人员确定的治疗有效量。这个数量会随着受试者和所治疗的恶性肿瘤或赘生物的类型而变化。数量可能会有所不同,但患者可能会在几周内接受约30-75Gy的剂量。
预期与至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂组合使用的示例性放疗剂包括引起DNA损伤的因子,例如γ-射线、X-射线和/或放射性同位素向肿瘤细胞的定向递送。还预期了其他形式的DNA损伤因子,例如微波和UV-照射。X-射线的剂量范围从每日剂量50到200伦琴持续长时间(3到4周)到单次剂量2000到6000伦琴。放射性同位素的剂量范围差别很大,取决于同位素的半衰期、辐射的强度和类型以及靶细胞的摄取。在一些实施方案中,放疗剂选自由以下组成的组47Sc,67Cu,90Y,109Pd,123I,125I,131I,186Re,188Re,199Au,211At,212Pb,212B,32P and 33P,71Ge,77As,103Pb,105Rh,111Ag,119Sb,121Sn,131Cs,143Pr,161Tb,177Lu,191Os,193MPt,197H,43K,43K,52Fe,57Co,67Cu,67Ga,68Ga,77Br,81Rb/81MKr,87MSr,99MTc,111In,113MIn,127Cs,129Cs,132I,197Hg,203Pb和206Bi,如美国专利号8,946,168所述,其整体通过引用并入本文。
在一些情况下,本文所述的剂可以与抗原(例如,以诱导免疫应答)一起施用。在一些实施方案中,佐剂可以与抗原组合使用。
本文所述的剂还可以与成像剂组合使用。可以将剂(例如代谢重编程剂)连接到成像剂上以成像和诊断各种患病器官、组织或细胞类型。该剂可以被标记或缀合荧光团或放射性示踪剂用作成像剂。许多合适的成像剂是本领域已知的,它们与剂连接的方法(例如,使用金属螯合物、放射性同位素、荧光标记物或酶将成像剂连接到蛋白质或肽上,所述金属螯合物、放射性同位素、荧光标记物或酶的存在可以使用比色标记物(例如但不限于脲酶,碱性磷酸酶,(辣根)过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶)来检测)也是已知的。剂还可以用放射性同位素进行双重标记,以便通过核方法使成像结合,并制成独特的环状结构并针对结合亲和力和药代动力学进行优化。这些剂可以通过本领域普通技术人员已知的许多方法施用,包括但不限于口服施用,吸入,皮下(sub-q),静脉内(I.V.),腹膜内(LP.),肌肉内(I.M.),鞘内注射或肿瘤内注射。本文所述的方法、组合物和用途可以单独使用或与其他技术组合使用,以诊断获取(access)并监测和指导代谢重编程病症的治疗。在一些情况下,成像剂可以用于检测和/或监测受试者中的肿瘤或转移部位。例如,剂(例如代谢重编程剂)可以体内施用,并使用适当的标记进行监测。用于体内检测和/或监测成像剂标记的剂的示例性方法包括伽马闪烁照相术,正电子发射断层摄影术(PET),单光子发射计算机断层摄影术(SPECT),磁共振成像(MRI),X-射线,计算机辅助X-射线断层摄影术(CT),近红外光谱学和超声波。这些技术提供了关于检测肿瘤累及,特别是恶性疾病患者中难以接近的淋巴结的信息。关于结节大小和结节填充的知识也是有益的。例如,在检测应用中靶向淋巴结的剂或组合物将含有合适的造影剂或成像剂,例如铁磁材料如氧化铁、全氟化合物如全氟辛基溴或发射伽马的放射性标记如锝-99m,铟-111,镓-67,铊-201,碘-131、125或123,发射正电子的放射性标记如氟-18,或由中子活化产生的那些,如钐-153。
用于本公开的成像剂包括放射性同位素和染料。根据适用于在体内使用来标记同位素的放射性标记的任意常规方法通常都将适用于标记根据本公开的检测剂。内部检测程序包括术中,血管内或内窥镜(包括腹腔镜)技术,手术侵入性和非侵入性的。例如,当检测淋巴结时,应该达到高信号-背景比。治疗还需要治疗剂在淋巴结中绝对增加,以及合理的长持续时间的摄取和结合。
适合于本公开方法的放射性同位素包括:
锕-225,砹-211,碘-123,碘-125,碘-126,碘-131,碘-133,铋-212,溴-77,铟-111,铟-113m,镓-67,镓-68,钌-95,钌-97,钌-103,钌-105,汞-107,汞-203,铼-186,铼-188,碲-121m,碲-122m,碲-125m,铥-165,铥-167,铥-168,锝-99m,氟-18,银-111,铂-197,钯-109,铜-67,磷-32,磷-33,钇-90,钪-47,钐-153,镥-177,铑-105,镨-142,镨-143,铽-161,钬-166,金-199,钴-57,钴-58,铬-51,铁-59,硒-75,铊-201和镱-169。用于本发明公开主题的最优选的放射性同位素是锝-99m。优选地,放射性同位素将发射10-7,000keV范围内,更优选50-1,500keV范围内,最优选80-250keV范围内的粒子或射线。
对于外部成像优选的同位素包括:碘-123,碘-131,铟-111,镓-67,钌-97,锝-99m,钴-57,钴-58,铬-51,铁-59,硒-75,铊-201和镱-169。在本公开中,锝-99m是用于外部成像的最优选的放射性同位素。
对于内部检测最优选的同位素包括:碘-125,碘-123,碘-131,铟-111,锝-99m和镓-67。锝-99m是用于内部检测的最优选的同位素。
III.代谢重编程剂的用途
本发明公开的主题预期至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂(单独地或任选地与本文所述的一种或多种另外的治疗剂一起)的用途,所述至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂降低至少一种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。因此,在一方面,本发明公开的主题涉及至少一种代谢重编程剂用于治疗病况、疾病或病症的用途,所述至少一种代谢重编程剂降低至少一种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组,所述病况、疾病或病症涉及(i)代谢重编程的细胞,其活化、功能、生长、增殖和/或存活取决于至少一种代谢途径的活性增加,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组,或者(ii)谷氨酰胺代谢异常和/或过度、糖酵解异常和/或过度或脂肪酸合成异常和/或过度中的至少一种。
在一些实施方案中,本公开的主题涉及至少两种代谢重编程剂的用途。在一些实施方案中,本公开的主题涉及至少三种代谢重编程剂的用途。
在一些方面,本发明公开的主题涉及使用至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂作为免疫疗法来治疗癌症。在其他方面,本发明公开的主题涉及使用至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂作为免疫疗法与另外的免疫疗法组合来治疗癌症。预期与至少一种代谢重编程剂组合使用的另外的免疫疗法的实例包括但不限于检查点阻断,过继性细胞疗法,CAR-T细胞疗法,骨髓浸润性淋巴细胞,A2aR阻断,KIR阻断,疫苗(例如肿瘤疫苗),被动免疫疗法抗体及其组合。
在一方面,本发明公开的主题涉及使用有效量的至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂来治疗需要其的受试者中的淋巴瘤。
在一方面,本发明公开的主题涉及使用有效量的至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂来治疗需要其的受试者中的黑色素瘤。
在一些实施方案中,本文所述的用途进一步包括使用有效量的至少一种降低糖酵解的代谢重编程剂。在一些实施方案中,本文所述的用途进一步包括使用有效量的至少一种增加脂肪酸氧化的代谢重编程剂。
IV.包含代谢重编程剂的药物组合物
本发明公开的主题还预期药物组合物,其包含一种或多种用于治疗某些涉及代谢重编程的细胞的病况、疾病和/或病症的代谢重编程剂。在一些实施方案中,本公开的方法包括使用本公开的代谢重编程剂来制造用于治疗某些涉及代谢重编程的细胞的病况、疾病和/或病症的药物。本公开预期了包含至少一种、至少两种和/或至少三种代谢重编程剂的各种药物组合物。
因此,在一个方面,本公开的主题提供了药物组合物,其包含有效量的至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂以及药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂,所述至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂降低至少一种代谢途径的活性,所述代谢途径选自由谷氨酰胺代谢、糖酵解和脂肪酸合成组成的组。
在一些方面,本发明公开的主题提供了一种药物组合物,其包含至少一种降低谷氨酰胺代谢的代谢重编程剂作为免疫疗法来治疗癌症,以及药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。应该理解,预期有另外的免疫疗法形式与包含至少一种代谢重编程剂的药物组合物组合使用,所述另外的免疫疗法形式例如检查点阻断,过继性细胞疗法,CAR-T细胞疗法,骨髓浸润性淋巴细胞,A2aR阻断,KIR阻断,疫苗(例如肿瘤疫苗),被动免疫疗法抗体及其组合。
在一些实施方案中,代谢重编程组合物包含一种或多种本文所述的另外的治疗剂。通常,本公开的组合物(例如包含至少一种代谢重编程剂)可通过任意合适的施用途径向受试者施用用于治疗,包括口服,经鼻,透粘膜,眼部,直肠,阴道内,肠胃外,包括肌内,皮下,髓内注射以及鞘内,直接心室内,静脉内,关节内,胸骨内,滑膜内,肝内,病灶内,颅内,腹膜内,鼻内,眼内注射,肿瘤内注射,脑池内,局部(topically),如通过粉末、软膏或滴剂(包括滴眼剂),包括颊部和舌下,透皮,通过吸入喷雾或本领域已知的其他递送模式。
如本文所用,短语“全身施用”、“全身施用的”、“外周施用”和“外周施用的”意指施用包含至少一种代谢重编程剂的组合物,从而使其进入患者全身,并因此进行代谢和其他类似过程,例如皮下施用。
本文使用的短语“肠胃外施用”和“肠胃外施用的”是指除肠内和局部施用外的施用模式,通常通过注射,并且包括但不限于静脉内,肌内,动脉内,鞘内,囊内,眼眶内,眼内,心内,皮内,腹膜内,经气管,皮下,表皮下,关节内,囊下,蛛网膜下,脊柱内和胸骨内注射和输注。
本公开的药物组合物可以以本领域已知的方式制造,例如,通过常规的混合,溶解,造粒,糖衣丸制作,悬浮,乳化,包封,包埋或冻干过程。
在一些实施方案中,本公开的药物组合物可以通过可再充电或可生物降解装置施用。例如,已经开发并在体内测试了多种缓释聚合物装置用于受控地递送药物,包括蛋白质生物药物。持续释放制剂的合适实例包括成型制品形式的半渗透性聚合物基质,例如薄膜(film)或微胶囊。持续释放基质包括聚酯,水凝胶,聚乳酸(U.S.专利号3,773,919;EP 58,481),L-谷氨酸和伽马乙基-L-谷氨酸的共聚物(Sidman等人,Biopolymers 22:547,1983),聚(2-羟乙基-甲基丙烯酸酯)(Langer等人(1981)J.Biomed.Mater.Res.15:167;Langer(1982),Chem.Tech.12:98),乙烯乙酸乙烯酯(Langer等人(1981)J.Biomed.Mater.Res.15:167)或聚-D-(-)-3-羟基丁酸(EP 133,988A)。持续释放组合物还包括脂质体包埋的组合物,其包含至少一种代谢重编程剂,其可通过本领域已知的方法制备(Epstein等人(1985)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.82:3688;Hwang等人(1980)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.77:4030;U.S.专利号4,485,045和4,544,545;和EP 102,324A)。通常,脂质体是小的(约200-800埃)单层类型,其中脂质含量大于约30mol%胆固醇,调整选择的比例用于最佳疗法。这样的材料可以包括植入物,例如用于持续释放本公开的组合物,在一些实施方案中,其可以植入特定的预定靶部位。
在另一个实施方案中,本公开的药物组合物可以包含聚乙二醇化治疗剂(例如聚乙二醇化抗体)。聚乙二醇化是用于修饰多种抗体、蛋白质和肽的完善且经验证的方法,并且涉及聚乙二醇(PEG)在抗体、蛋白质和肽的具体位点处的连接(Chapman(2002)Adv.DrugDeliv.Rev.54:531-545)。聚乙二醇化的一些效果包括:(a)由于聚合物使分子的表观尺寸增加至高于肾小球滤过限而规避了肾脏清除,和/或通过规避细胞清除机制,而显著改善体内循环半衰期;(b)改善的药代动力学;(c)改善溶解度——已发现PEG可溶于许多不同溶剂,范围从水到许多有机溶剂,如甲苯、二氯甲烷、乙醇和丙酮;(d)聚乙二醇化抗体片段可以浓缩至200mg/ml,并且这样做的能力打开了制剂和给药选择,例如皮下施用高蛋白剂量;这与通常静脉内施用的许多其他治疗性抗体相反;(e)增强缀合蛋白的蛋白水解抗性(Cunningham-Rundles等人(1992)J.Immunol.Meth.152:177-190);(f)通过降低皮下注射部位的损失来改善生物利用度;(g)已观察到毒性降低;对于毒性与峰值血浆水平相关的剂,通过皮下施用聚乙二醇化蛋白质来获得更平稳的药代动力学曲线是有利的;引起具有毒性后果的免疫应答的蛋白质也可能由于聚乙二醇化而受益;和(h)改善聚乙二醇化分子的热稳定性和机械稳定性。
用于肠胃外施用的药物组合物包括含有至少一种代谢重编程剂的组合物的水性溶液。为了注射,本公开的药物组合物可以配制在水性溶液中,例如在一些实施方案中,在生理上兼容的缓冲液中,如汉克氏溶液(Hank’s solution)、林格氏溶液(Ringer’ssolution)或生理缓冲盐水。水性注射混悬剂可含有增加混悬剂粘度的物质,如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇或葡聚糖。另外,组合物的混悬剂包括脂肪油,例如芝麻油,或合成脂肪酸酯,例如油酸乙酯或甘油三酯,或脂质体。任选地,混悬剂还可以含有合适的稳定剂或增加包含至少一种代谢重编程剂的组合物的溶解度的剂以允许制备高浓度溶液。
对于经鼻或透粘膜施用,通常在制剂中使用适合待渗透的特定屏障的渗透剂。这种渗透剂在本领域中通常是已知的。
可以向组合物中添加另外的成分用于局部施用,只要这些成分是药学上可接受的并且对上皮细胞或其功能无害。此外,这些另外的成分不应该不利地影响组合物的上皮渗透效率,并且不应引起组合物稳定性的恶化。例如,可以存在香料,遮光剂,抗氧化剂,胶凝剂,稳定剂,表面活性剂,软化剂(emollient),着色剂,防腐剂,缓冲剂等。可以通过向其中加入缓冲剂来调整本公开局部用组合物的pH至生理上可接受的范围,从约6.0至约9.0,从而使组合物与受试者的皮肤在生理学上兼容。
无论选择何种施用途径,本公开的组合物都配制成药学上可接受的剂型,例如本文所述的或通过本领域技术人员已知的其它常规方法。
通常,活性剂或药物递送装置的“有效量”或“治疗有效量”是指引起所需生物学应答所必需的量。如本领域普通技术人员将理解的,剂或装置的有效量可以根据例如期望的生物学终点、待递送的剂、包封基质的组成、靶组织等因素而变化。
术语“组合”以其最广泛的含义使用,并且意指向受试者施用至少两种剂。更特别地,术语“组合”是指伴随性施用两种(或更多种)活性剂用于治疗例如单一疾病状态。如本文所用,活性剂可以以单一剂型组合并施用,可以作为分开的剂型同时施用,或者可以作为分开的剂型在相同或分开的日期交替或相继施用。在本公开主题的一个实施方案中,活性剂以单一剂型组合并施用。在另一个实施方案中,活性剂以分开的剂型施用(例如,期望改变一种的量而不改变另一种的量)。单一剂型可包含用于治疗疾病状态的另外的活性剂。
此外,本公开的组合物可以单独施用或与佐剂组合施用,所述佐剂增强剂的稳定性、促进在某些实施方案中含有它们的药物组合物的施用、提供增加的溶解或分散、提高活性、提供辅助治疗等,所述佐剂包括其他活性成分。有利的是,这种组合疗法利用较低剂量的常规治疗剂,从而避免了当这些剂用作单一疗法时可能引起的毒性和不良副作用。
至少一种代谢重编程剂的施用时间可以变化,只要达到这些剂组合的有益效果即可。因此,短语“与......组合(in combination with)”是指同时、相继或两者相结合地施用至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂以及任选的另外的剂。因此,施用至少一种、至少两种或至少三种代谢重编程剂以及任选的另外的剂的组合的受试者可以在相同时间(即同时)或在不同时间(即相继地,以任一顺序,在同一天或不同日期)接受至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂和至少三种代谢重编程以及任选的另外的剂,只要在受试者中达到了所有剂的组合效果。
当相继施用时,所述剂可以在彼此施用的1,5,10,30,60,120,180,240分钟或更长时间内施用。在其他实施方案中,相继施用的剂可以在彼此施用的1,2,3,4,5,10,15,20或更多天内施用。当剂同时施用时,它们可作为分开的药物组合物向受试者施用,每种药物组合物包含至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂或至少三种代谢重编程剂以及任选的另外的剂,或它们可作为单一药物组合物向受试者施用,所述单一药物组合物包含所有剂。
当组合施用时,每种剂引发特定生物学应答的有效浓度可小于当单独施用时每种剂的有效浓度,从而允许一种或多种剂的剂量相对于剂作为单一剂施用时所需的剂量降低。多种剂的作用可能,但不一定是相加或协同的。这些剂可以多次施用。
在一些实施方案中,当组合施用时,两种或更多种剂可具有协同作用。如本文所用,术语“协同”,“协同的”,“协同地”及其衍生词如“协同作用”或“协同组合”或“协同组合物”是指剂和至少一种另外的治疗剂的组合的生物活性大于各剂单独施用时的生物学活性的总和的情况。
协同可以用术语“协同指数(SI)”来表示,其一般可以通过F.C.Kull等人AppliedMicrobiology 9,538(1961)中描述的方法,由以下比例确定:
QaQA+QbQB=协同指数(SI)
其中:
QA是单独作用的组分A的浓度,其产生了与组分A有关的终点;
Qa是混合物中组分A的浓度,其产生了终点;
QB是单独作用的组分B的浓度,其产生了与组分B有关的终点;以及
Qb是混合物中组分B的浓度,其产生了终点。
通常,当Qa/QA和Qb/QB之和大于1时,表示拮抗。当总和等于1时,表示相加。当总和小于1时,证明是协同。SI越低,该特定混合物显示的协同越大。因此,“协同组合”具有比基于单独使用时所观察到的各组分的活性所预期的更高的活性。此外,组分的“协同有效量”是指在例如存在于组合物中的另一种治疗剂中引起协同效应所必需的组分的量。
另一方面,本发明公开的主题提供了一种药物组合物,其包含与药学上可接受的赋形剂混合的、单独或与一种或多种另外的治疗剂组合的至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂、至少三种代谢重编程剂以及任选的另外的剂。
更具体地说,本发明公开的主题提供了一种药物组合物,其包含至少一种代谢重编程剂、至少两种代谢重编程剂、至少三种代谢重编程剂以及任选的另外的剂和药学上可接受的载体。
在治疗和/或诊断应用中,本公开的化合物可以配制用于多种施用模式,包括全身和局部(topical)或局部化(localized)施用。技术和制剂通常可见于Remington:TheScience and Practice of Pharmacy(第20版)Lippincott,Williams& Wilkins(2000)。
使用药学上可接受的惰性载体配制本文公开的化合物以将本公开实践成适于全身施用的剂量在本公开的范围内。通过恰当选择载体和合适的制造实践,本公开的组合物,特别是配制成溶液的那些组合物可以肠胃外施用,例如通过静脉内注射。可以使用本领域熟知的药学上可接受的载体很容易地将化合物配制成适于口服施用的剂量。这种载体能够使本公开的化合物配制成用于被待治疗的受试者(例如,患者)口服摄取的片剂,丸剂,胶囊剂,液体剂,凝胶剂,糖浆剂,浆剂,混悬剂等。
对于经鼻或吸入递送,本公开的剂也可以通过本领域技术人员已知的方法配制,并且可以包括,例如但不限于以下实例:增溶物质、稀释物质或分散物质,例如盐水;防腐剂,如苯甲醇;吸收促进剂;和碳氟化合物。
适用于本公开的药物组合物包括这样的组合物:其中含有有效量的活性成分以实现其预期目的。有效量的确定完全在本领域技术人员的能力范围内,特别是根据本文提供的详细公开。通常,根据本公开的化合物在很宽的剂量范围内是有效的。例如,在成年人的治疗中,可以使用的剂量的实例为每日从0.01至1000mg,从0.5至100mg,从1至50mg,和每日从5至40mg。一个非限制性剂量是每日10至30mg。确切的剂量将取决于施用途径,化合物的施用形式,待治疗的受试者,待治疗的受试者的体重和主治医师的偏好和经验。
除了活性成分之外,这些药物组合物还可以含有合适的药学上可接受的载体,所述药学上可接受的载体包含赋形剂和促进活性化合物加工成可药用制剂的助剂。所配制的用于口服施用的制剂可以是片剂、糖衣丸、胶囊或溶液的形式。
如本文所用的术语“指导”患者是指通过任意手段,但优选以书面方式为合适的疗法、药物、治疗、治疗方案等提供指导。指导可以是开一个疗程处方的形式,或者可以是包装插页或其他书面宣传材料的形式。因此,本公开主题的各方面包括指导患者接受治疗方法或使用剂来治疗本文所述的代谢重编程病症。
如本文所用的术语“推广(promoting)”是指通过任意手段,包括书写,例如以包装插页的形式,提供、广告、销售或描述特定药物、药物组合或治疗形式。本文中的推广是指推广用于适应症的代谢重编程剂,其中这种推广被食品和药物管理局(FDA)批准,因为已证明其与受试者群体中的统计学显著的治疗功效和可接受安全性相关。在一些实施方案中,推广没有被美国食品和药物管理局(FDA)(或其他健康管理机构,例如欧洲药品管理局(EMA))批准,并且推广用于标签外的用途。因此,本公开的主题的多个方面包括外的本文所述的治疗方法或用途。
V.一般定义
虽然本文使用了具体术语,但是它们仅以一般和描述性的意义使用,而不是为了限制的目的。除非另外定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明描述的主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
尽管以下关于式(I)化合物的术语被认为是本领域普通技术人员很好理解的,但是仍阐述以下定义以便于解释本发明公开的主题。这些定义旨在补充和说明,而非排除本领域普通技术人员在阅读本公开后将显而易见的定义。
如本文所用,术语取代的(无论前面是否有术语“任选地”)和取代基是指,如本领域技术人员所理解的,将分子上的一个官能团改变为另一个官能团的能力,条件是维持所有原子的化合价。当任意给定结构中多于一个位置可以被选自指定组的多于一个取代基取代时,取代基在每个位置可以相同或不同。取代基还可以被进一步取代(例如,芳基基团取代基可以有另一个取代基取代它,例如在一个或多个位置被进一步取代的另一个芳基基团)。
当以其常规化学式从左至右书写来说明取代基基团或连接基团时,它们同样涵盖从右向左书写结构而导致的化学上相同的取代基,例如-CH2O-等同于-OCH2-;-C(=O)O-等同于-OC(=O)-;-OC(=O)NR-等同于-NRC(=O)O-等。
当使用术语“独立地选择”时,所提及的取代基(例如R基团,如基团R1、R2等,或变量如“m”和“n”)可以是相同的或者不同的。例如,R1和R2都可以是取代的烷基,或者R1可以是氢,R2可以是取代的烷基等。
当用于提及本文取代基的基团时,术语“一个(a,an或a(n))”意指至少一个。例如,当化合物被“一个”烷基或芳基取代时,该化合物任选地被至少一个烷基和/或至少一个芳基取代。此外,当一个部分(moiety)被R取代基取代时,该基团可以被称为“R-取代的”。当一个部分是R-取代的时,该部分被至少一个R取代基取代并且任选地每个R取代基是不同的。
除非本文另有指定,否则所命名的“R”或基团通常具有本领域公认的对应于具有该名称的基团的结构。出于说明的目的,如上所阐述的某些代表性“R”基团定义如下。
本公开的化合物的描述受本领域技术人员已知的化学键合原理的限制。因此,在基团可以被一个或多个取代基取代的情况下,选择这种取代是为了符合化学键合的原理并提供非固有不稳定化合物和/或在环境条件下,例如水性、中性和几种已知的生理条件下将会被本领域普通技术人员认为可能不稳定的化合物。例如,根据本领域技术人员已知的化学键合原理,杂环烷基或杂芳基通过环杂原子与分子的其余部分连接,从而避免固有不稳定化合物。
除非另有明确定义,否则如本文所用,“取代基基团”包括选自以下部分中的一种或多种的官能基团,其在本文定义为:
如本文所用,术语烃(hydrocarbon)是指包含氢和碳的任意化学基团。烃可以是被取代的或未被取代的。如本领域技术人员所知,在进行任何取代时,所有化合价都必须得到满足(satisfied)。烃可以是不饱和的,饱和的,支链的,非支链的,环状的,多环的或杂环的。示例性的烃在下文中进一步定义,并且包括例如甲基,乙基,正丙基,异丙基,环丙基,烯丙基,乙烯基,正丁基,叔丁基,乙炔基,环己基等。
除非另有说明,否则术语“烷基”自身或作为另一个取代基的一部分是指直链(即,非支链)或支链、无环或环状烃基或其组合,其可以是完全饱和的、单不饱和的或多不饱和的并且可以包括二价和多价基团,其具有指定的碳原子数目(即,C1-C10指一至十个碳,包括1、2、3、4、5、6、7、8、9和10个碳)。在特定实施方案中,术语“烷基”是指C1-20(包括端点),包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19和20个碳的线性(即“直链”)、支链或环状,饱和的或至少部分不饱和的和在一些情况下完全不饱和的(即烯基和炔基)烃基,其通过除去单个氢原子而衍生自含有一至二十个碳原子的烃部分。
代表性的饱和烃基包括但不限于甲基,乙基,正丙基,异丙基,正丁基,异丁基,仲丁基,叔丁基,正戊基,仲戊基,异戊基,新戊基,正己基,仲己基,正庚基,正辛基,正癸基,正十一烷基,十二烷基,环己基,(环己基)甲基,环丙基甲基及其同系物和异构体。
“支链”是指其中低级烷基基团,例如甲基、乙基或丙基,连接至线性烷基链的烷基基团。“低级烷基”是指具有1至约8个碳原子的烷基基团(即C1-8烷基),例如1、2、3、4、5、6、7或8个碳原子。“高级烷基”是指具有约10至约20个碳原子的烷基基团,例如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子。在某些实施方案中,“烷基”特别是指C1-8直链烷基。在某些实施方案中,“烷基”特别是指C1-8支链烷基。
烷基基团可以任选地被一个或多个烷基基团取代基取代(“取代的烷基”),所述烷基基团取代基可以相同或不同。术语“烷基基团取代基”包括但不限于烷基、取代的烷基、卤素、芳基氨基、酰基、羟基、芳氧基、烷氧基、烷硫基、芳硫基、芳烷氧基、芳烷硫基、羧基、烷氧羰基、氧代和环烷基。可以任选地沿烷基链插入一个或多个氧、硫或取代的或未取代的氮原子,其中氮取代基为氢、低级烷基(在本文中也称为“烷基氨基烷基”)或芳基。
因此,如本文所用,术语“取代的烷基”包括如本文所定义的烷基基团,其中烷基基团的一个或多个原子或官能团被另一个原子或官能团替代,所述另一个原子或官能团包括例如烷基,取代的烷基,卤素,芳基,取代的芳基,烷氧基,羟基,硝基,氨基,烷基氨基,二烷基氨基,硫酸根和巯基。
除非另有说明,否则术语“杂烷基”本身或与其他术语组合意指稳定的直链或支链、或环状烃基、或其组合,其由至少一个碳原子和至少一个杂原子组成,所述杂原子选自由O、N、P、Si和S组成的组,并且其中氮、磷和硫原子可以任选地被氧化并且氮杂原子可以任选地被季铵化。杂原子O、N、P和S和Si可以位于杂烷基基团的任意内部位置,或者位于烷基基团与分子的其余部分连接的位置。实例包括但不限于-CH2-CH2-O-CH3,-CH2-CH2-NH-CH3,-CH2-CH2-N(CH3)-CH3,-CH2-S-CH2-CH3,-CH2-CH25-S(O)-CH3,-CH2-CH2-S(O)2CH3,-CH=CH-O-CH3,-Si(CH3)3,-CH2-CH=N-OCH3,-CH=CHN(CH3)-CH3,O-CH3,-O-CH2-CH3和-CN。多达两个或三个杂原子可以是连续的,例如-CH2-NH-OCH3和CH2-O-Si(CH3)3
如上所述,如本文所用,杂烷基基团包括那些通过杂原子与分子的其余部分连接的基团,例如-C(O)nR’,-NR’R”,-OR’,-SR,-S(O)R,和/或-S(O2)R’。当列举“杂烷基”,随后列举具体的杂烷基基团,例如-NR’R等时,应当理解,术语杂烷基和-NR’R”不是多余的或相互排斥的。而是,列举具体的杂烷基基团以增加清楚性。因此,术语“杂烷基”在本文中不应被解释为排除具体的杂烷基基团,例如-NR’R”等。
“环状”和“环烷基”是指约3至约10个碳原子,例如3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子的非芳族单环或多环环体系。环烷基基团可以任选地是部分不饱和的。环烷基基团还可以任选地被如本文所定义的烷基基团取代基、氧和/或亚烷基取代。可以任选地沿环烷基链插入一个或多个氧、硫或取代的或未取代的氮原子,其中氮取代基为氢、未取代的烷基、取代的烷基、芳基或取代的芳基,由此提供杂环基团。代表性的单环环烷基环包括环戊基、环己基和环庚基。多环环烷基环包括金刚烷基,八氢萘基,萘烷,樟脑,莰烷和去甲金刚烷基(noradamantyl),以及稠环体系,例如二氢萘和四氢萘等。
如本文所用,术语“环烷基烷基”是指如上文所定义的环烷基基团,其通过同样如上所定义的烷基基团连接至母体分子部分。环烷基烷基的实例包括环丙基甲基和环戊基乙基。
术语“环杂烷基”或“杂环烷基”是指非芳族环体系、不饱和或部分不饱和环体系,例如3元至10元取代的或未取代的环烷基环体系,其包括一个或多个杂原子,所述杂原子可以相同或不同,并且选自由氮(N)、氧(O)、硫(S)、磷(P)和硅(Si)组成的组,并且任选地可以包括一个或多个双键。
环杂烷基环可以任选地与其他环杂烷基环和/或非芳族烃环稠合或以其它方式连接。杂环的环包括具有一至三个杂原子的那些,所述杂原子独立地选自氧、硫和氮,其中氮和硫杂原子可以任选地被氧化并且氮杂原子可以任选地被季铵化。在某些实施方案中,术语杂环是指非芳族5元、6元或7元环或多环基团,其中至少一个环原子是选自O、S和N的杂原子(其中氮和硫杂原子可以任选地被氧化),其包括但不限于双环或三环基团,其包含具有一至三个杂原子的稠合六元环,所述杂原子独立地选自氧、硫和氮,其中(i)每个5元环具有0至2个双键,每个6元环具有0至2个双键,并且每个7元环具有0至3个双键,(ii)氮和硫杂原子可以任选地被氧化,(iii)氮杂原子可以任选地被季铵化,以及(iv)任意上述杂环的环可以与芳基或杂芳基环稠合。代表性环杂烷基环体系包括但不限于吡咯烷基,吡咯啉基,咪唑烷基,咪唑啉基,吡唑烷基,吡唑啉基,哌啶基,哌嗪基,二氢吲哚基,奎宁环基,吗啉基,硫代吗啉基,噻二嗪基(thiadiazinanyl),四氢呋喃基等。
除非另有说明,否则术语“环烷基”和“杂环烷基”本身或与其它术语组合,分别表示“烷基”和“杂烷基”的环状形式。另外,对于杂环烷基,杂原子可以占据杂环与分子的其余部分连接的位置。环烷基的实例包括但不限于环戊基,环己基,1-环己烯基,3-环己烯基,环庚基等。杂环烷基的实例包括但不限于1-(1,2,5,6-四氢吡啶基),1-哌啶基,2-哌啶基,3-哌啶基,4-吗啉基,3-吗啉基,四氢呋喃-2-基,四氢呋喃-3-基,四氢噻吩-2-基,四氢噻吩-3-基,1-哌嗪基,2-哌嗪基等。术语“环亚烷基”和“杂环亚烷基”分别指环烷基和杂环烷基的二价衍生物。
不饱和烷基基团是具有一个或多个双键或三键的基团。不饱和烷基基团的实例包括但不限于乙烯基,2-丙烯基,巴豆基(crotyl),2-异戊烯基,2-(丁二烯基),2,4-戊二烯基,3-(1,4-戊二烯基),乙炔基,1-丙炔基和3-丙炔基,3-丁炔基和更高级的同系物和异构体。限于烃基的烷基基团被称为“同烷基(homoalkyl)”。
更特别地,如本文所用的术语“烯基”是指衍生自C1-20(包括端值)直链或支链烃部分的单价基团,其通过除去单个氢分子而具有至少一个碳-碳双键。烯基基团包括例如乙烯基(ethenyl(i.e.,vinyl)),丙烯基,丁烯基,1-甲基-2-丁烯-1-基,戊烯基,己烯基,辛烯基,丙二烯基和丁二烯基。
如本文所用的术语“环烯基”是指含有至少一个碳-碳双键的环烃。环烯基基团的实例包括环丙烯基,环丁烯基,环戊烯基,环戊二烯,环己烯基,1,3-环己二烯,环庚烯基,环庚三烯基和环辛烯基。
如本文所用的术语“炔基”是指衍生自指定数目碳原子的直链或支链C1-20烃的单价基团,其含有至少一个碳-碳三键。“炔基”的实例包括乙炔基,2-丙炔基(炔丙基),1-丙炔基,戊炔基,己炔基和庚炔基等。
术语“亚烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指衍生自具有1至约20个碳原子,例如1、2、3、4、5、6、7、8、19、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子的烷基基团的直链或支链二价脂族烃基。亚烷基基团可以是直链、支链或环状的。亚烷基基团还可以任选地是不饱和的和/或被一个或多个“烷基基团取代基”取代。可以任选地沿亚烷基基团插入一个或多个氧、硫或取代的或未取代的氮原子(在本文中也称为“烷基氨基烷基”),其中氮取代基是如前所述的烷基。示例性亚烷基基团包括亚甲基(-CH2-);亚乙基(-CH2-CH2-);亚丙基(-(CH2)3-);亚环己基(-C6H10-);-CH=CH–CH=CH-;-CH=CH–CH2-;-CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH=CHCH2-、-CH2CsCCH2-、-CH2CH2CH(CH2CH2CH3)CH2-、-(CH2)q-N(R)-(CH2)r-,其中q和r各自独立地为0至约20的整数,例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20,并且R为氢或低级烷基;亚甲二氧基(methylenedioxyl)(-O-CH2-O-);和亚乙基二氧基(ethylenedioxyl)(-O-(CH2)2-O-)。亚烷基基团可以具有约2至约3个碳原子并且可以进一步具有6-20个碳。典型地,烷基(或亚烷基)基团将具有1至24个碳原子,具有10个或更少个碳原子的那些基团是本公开的一些实施方案。“低级烷基”或“低级亚烷基”是较短链的烷基或亚烷基基团,其通常具有八个或更少的碳原子。
术语“杂亚烷基”本身或作为另一个取代基的一部分意指衍生自杂烷基的二价基团,例如但不限于-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。对于杂亚烷基基团,杂原子也可占据任一个或两个链末端(例如,亚烷氧基,亚烷基二氧基,亚烷基氨基,亚烷基二氨基等)。而且,对于亚烷基和杂亚烷基连接基团,连接基团的式子的书写方向不暗示连接基团的取向。例如,式-C(O)OR’代表-C(O)OR’和-R’OC(O)。
除非另有说明,否则术语“芳基”是指芳族烃取代基,其可以是单环或稠合在一起或共价连接的多环(例如1至3个环)。术语“杂芳基”是指含有一至四个杂原子(在多环的情况下在每个独立的环中)的芳基基团(或环),所述杂原子选自N、O和S,其中氮和硫原子任选地被氧化,并且氮原子任选地被季铵化。杂芳基基团可以通过碳或杂原子与分子的其余部分连接。芳基和杂芳基基团的非限制性实例包括苯基,1-萘基,2-萘基,4-联苯基,1-吡咯基,2-吡咯基,3-吡咯基,3-吡唑基,2-咪唑基,4-咪唑基,吡嗪基,2-噁唑基,4-噁唑基,2-苯基-4-噁唑基,5-噁唑基,3-异噁唑基,4-异噁唑基,5-异噁唑基,2-噻唑基,4-噻唑基,5-噻唑基,2-呋喃基,3-呋喃基,2-噻吩基,3-噻吩基,2-吡啶基,3-吡啶基,4-吡啶基,2-嘧啶基,4-嘧啶基,5-苯并噻唑基,嘌呤基,2-苯并咪唑基,5-吲哚基,1-异喹啉基,5-异喹啉基,2-喹喔啉基,5-喹喔啉基,3-喹啉基和6-喹啉基。上述芳基和杂芳基环体系中的每一个的取代基选自下面描述的可接受的取代基组。术语“亚芳基”和“杂亚芳基”分别指芳基和杂芳基的二价形式。
为简洁起见,当与其它术语(例如,芳氧基、芳硫氧基(arylthioxy)、芳基烷基)组合使用时,术语“芳基”包括如上定义的芳基和杂芳基环。因此,术语“芳基烷基”和“杂芳基烷基”意在包括其中芳基或杂芳基基团与烷基基团连接的那些基团(例如,苄基、苯乙基、吡啶基甲基、呋喃基甲基等),其包括其中碳原子(例如亚甲基)已经被例如氧原子取代的那些烷基基团(例如苯氧基甲基、2-吡啶氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等)。然而,如本文所用,术语“卤代芳基”意在仅覆盖被一个或多个卤素取代的芳基。
当杂烷基、杂环烷基或杂芳基包括具体数目的成员(例如“3至7元”)时,术语“成员”是指碳或杂原子。
进一步地,如本文所用,通常由下式表示的结构:
或者
是指环结构,例如但不限于3-碳、4-碳、5-碳、6-碳、7-碳等脂族和/或芳香族环状化合物,包括饱和的环结构、部分饱和的环结构和不饱和的环结构,其包含取代基R基团,其中R基团可以存在或不存在,并且当存在时,一个或多个R基团可以各自在环结构的一个或多个可用碳原子上被取代。R基团的存在或不存在以及R基团的数目由变量“n”的值确定,变量“n”是一个整数,其值的范围通常为从0至环上可用于取代的碳原子数目。如果有多于一个R基团,则每个R基团取代在环结构的可用碳上,而不是在另一个R基团上。例如,上述结构(其中n为0至2)将包含包括但不限于以下的化合物基团:
等。
在环状环结构中表示键的虚线表示该环中可以存在或不存在该键。即,在环状环结构中表示键的虚线表示该环结构选自由以下组成的组:饱和的环结构、部分饱和的环结构和不饱和的环结构。
符号表示一个部分与分子的其余部分的连接点。
当芳香环或杂环芳香环的被命名的原子被定义为“不存在”时,所述被命名的原子被直接键(a direct bond)代替。
每个上述术语(例如“烷基”,“杂烷基”,“环烷基”和“杂环烷基”,“芳基”,“杂芳基”,“膦酸酯”和“磺酸酯”以及它们的二价衍生物)意在包括指定基团的取代和未取代形式。下面提供了每类基团的可选取代基。
烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基单价和二价衍生基团(包括通常被称为亚烷基、烯基、杂亚烷基、杂烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基和杂环烯基的那些基团)的取代基可以是选自以下但不限于以下的多种基团中的一个或多个:-OR’,=O,=NR’,=N-OR’,-NR’R”,-SR’,-卤素,-SiR’R”R’”,-OC(O)R’,-C(O)R’,-CO2R’,-C(O)nR’R”,-OC(O)nR’R”,-NR”C(O)R’,-NR’-C(O)nR”R’”,-NR”C(O)OR’,-NR-C(NR’R”)=NR’”,-S(O)R’,-S(O)2R’,-S(O)2NR’R”,-NRSO2R’,-CN和-NO2,数目范围为从0至(2m’+l),其中m’是这些基团中碳原子的总数。R’、R”、R’”和R””各自可以独立地指氢、取代的或未取代的杂烷基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的杂环烷基、取代的或未取代的芳基(例如,被1-3个卤素取代的芳基)、取代的或未取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基基团或芳基烷基基团。如本文所用,“烷氧基”基团是通过二价氧与分子的其余部分连接的烷基。当本公开的化合物包括多于一个R基团时,例如,当存在多于一个这些基团时,各R基团独立地选择,各自为R’、R”、R’”和R””基团。当R’和R”与相同的氮原子连接时,它们可以与氮原子组合形成4元,5元,6元或7元环。例如,-NR’R”意在包括但不限于1-吡咯烷基和4-吗啉基。从以上关于取代基的讨论中,本领域技术人员将理解,术语“烷基”意在包括这样的基团:该基团包括与除氢基以外的基团结合的碳原子,例如卤代烷基(例如-CF3和-CH2CF3)和酰基(例如,-C(O)CH3,-C(O)CF3,-C(O)CH2OCH3等)。
与上述关于烷基基团描述的取代基类似,芳基和杂芳基基团(以及它们的二价衍生物)的示例性取代基是多样的并且选自例如:卤素,-OR’,-NR’R”,-SR’,SiR’R”R’”,-OC(O)R’,-C(O)R’,-CO2R’,-C(O)NR’R”,-OC(O)NR’R”,-NR”C(O)R’,-NR’-C(O)NR”R’”,-NR”C(O)OR’,-NR-C(NR’R”R’”)=NR””,-NR-C(NR’R”)=NR’”-S(O)R’,-S(O)2R’,-S(O)2NR’R”,-NRSO2R’,-CN和-NO2,R’,-N3,-CH(Ph)2,氟代(C1-C4)烷氧基和氟代(C1-C4)烷基,数量范围为0至芳香环体系上的开放化合价的总数;并且其中R’,R”,R”’和R“”可独立地选自氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的杂烷基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的杂环烷基、取代的或未取代的芳基和取代的或未取代的杂芳基。当本公开的化合物包括多于一个R基团时,例如,当存在多于一个这些基团时,各R基团独立地选择,各自为R’,R”,R”’和R””基团。
芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可任选地形成式-T-C(O)-(CRR’)q-U-的环,其中T和U独立地为-NR-,-O-,-CRR’-或单键,并且q是0至3的整数。或者,芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可以任选地被式-A-(CH2)r-B-的取代基取代,其中A和B独立地为-CRR’-,-O-,-NR-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,-S(O)2NR’-或单键,并且r是1至4的整数。
如此形成的新环的单键之一可以任选地被双键替代。或者,芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可以任选地被式-(CRR’)s-X’-(C”R’”)d-取代基取代,其中s和d独立地为0至3的整数,并且X’是-O-,-NR’-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,或-S(O)2NR’-。取代基R’,R”,R”’和R””可独立地选自氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的杂环烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的杂芳基。
如本文所用,术语“酰基”是指其中羧基基团的-OH已被另一个取代基替代并且具有通式RC(=O)-的有机酸基团,其中R是如本文所定义的烷基,烯基,炔基,芳基,碳环,杂环或芳族杂环基团)。这样,术语“酰基”具体包括芳基酰基基团,例如2-(呋喃-2-基)乙酰基)-和2-苯基乙酰基。酰基基团的具体实例包括乙酰基和苯甲酰基。酰基基团还旨在包括酰胺-RC(=O)NR’,酯-RC(=O)OR’,酮-RC(=O)R’,和醛-RC(=O)H。
术语“烷氧基”(“alkoxyl”或“alkoxy”)在本文中可互换使用,并且是指通过氧原子与母体分子部分连接的饱和的(即烷基-O-)或不饱和的(即烯基-O-和炔基-O-)基团,其中术语“烷基”、“烯基”和“炔基”如前所述,并且可以包括C1-20(包括端值)线性、支链或环状的饱和或不饱和的氧代烃链,包括例如,甲氧基,乙氧基,丙氧基,异丙氧基,正丁氧基,仲丁氧基,叔丁氧基和正戊氧基,新戊氧基,正己氧基等。
如本文所用的术语“烷氧基烷基”是指烷基-O-烷基醚,例如甲氧基乙基或乙氧基甲基基团。
“芳氧基”是指芳基-O-基团,其中芳基基团如前所述,包括取代的芳基。如本文所用的术语“芳氧基”可以指苯氧基或己氧基、和烷基、取代的烷基、卤素或烷氧基取代的苯氧基或己氧基。
“芳烷基”是指芳基-烷基-基团,其中芳基和烷基如前所述,并且包括取代的芳基和取代的烷基。示例性的芳烷基基团包括苄基、苯乙基和萘甲基。
“芳烷氧基”是指芳烷基-O-基团,其中芳烷基基团如前所述。示例性的芳烷氧基基团是苄氧基,即C6H5-CH2-O。芳烷氧基基团可以任选地被取代。
“烷氧基羰基”是指烷基-O-C(=O)-基团。示例性的烷氧基羰基基团包括甲氧基羰基,乙氧基羰基,丁氧基羰基和叔丁氧基羰基。
“芳氧基羰基”是指芳基-O-C(=O)-基团。示例性的芳氧基羰基基团包括苯氧基-羰基和萘氧基-羰基。
“芳烷氧基羰基”是指芳烷基-O-C(=O)-基团。示例性的芳烷氧基羰基是苄氧基羰基。
“氨基甲酰基”是指式-C(=O)NH2的酰胺基团。“烷基氨基甲酰基”是指R’RN-C(=O)-基团,其中R和R’中的一个是氢并且R和R’中的另一个是如前所述的烷基和/或取代的烷基。“二烷基氨基甲酰基”是指R’RN-C(=O)-基团,其中R和R’各自独立地是如前所述的烷基和/或取代的烷基。
如本文所用,术语羰基二氧基指的是式-OC(=O)-OR的碳酸酯基团。
“酰基氧基”是指酰基-O-基团,其中酰基如前所述。
术语“氨基”是指-NH2基团,并且还指通过用有机基团替代一个或多个氢基团而衍生自氨的如本领域已知的含氮基团。例如,术语“酰基氨基”和“烷基氨基”分别指具有酰基和烷基取代基基团的具体的N-取代的有机基团。
如本文所用的“氨基烷基”是指与亚烷基连接子共价结合的氨基。更特别地,如本文所用的术语烷基氨基、二烷基氨基和三烷基氨基分别指通过氮原子与母体分子部分连接的一个、两个或三个如前所定义的烷基基团。术语烷基氨基是指具有结构-NHR’的基团,其中R’是如前所定义的烷基基团;而术语二烷基氨基是指具有结构-NR’R”的基团,其中R’和R”各自独立地选自由烷基基团组成的组。术语三烷基氨基是指具有结构-NR'R”R”’的基团,其中R’、R”和R”’各自独立地选自由烷基基团组成的组。另外,R’、R”和/或R”’一起可以任选地为-(CH2)k-,其中k为2至6的整数。实例包括但不限于甲基氨基,二甲基氨基,乙基氨基,二乙基氨基,二乙基氨基羰基,甲基乙基氨基,异丙基氨基,哌啶基,三甲基氨基和丙基氨基。
氨基基团是-NR’R”,其中R’和R”通常选自氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的杂烷基、取代的或未取代的环烷基、取代的或未取代的杂环烷基、取代的或未取代的芳基、或取代的或未取代的杂芳基。
术语烷基硫醚和硫代烷氧基是指通过硫原子与母体分子部分连接的饱和(即烷基-S-)或不饱和(即烯基-S-和炔基-S-)基团。硫代烷氧基部分的实例包括但不限于甲硫基,乙硫基,丙硫基,异丙硫基,正丁硫基等。
“酰胺基”是指酰基-NH-基团,其中酰基如前所述。“芳酰基氨基”是指芳酰基-NH-基团,其中芳酰基如前所述。
术语“羰基”是指-C(=O)-基团,并且可以包括由通式R-C(=O)H表示的醛基基团。
术语“羧基”是指-COOH基团。这样的基团在本文中也被称为“羧酸”部分。
如本文所用的术语“卤代”、“卤化物”或“卤素”是指氟,氯,溴和碘基团。此外,术语如“卤代烷基”意在包括单卤代烷基和多卤代烷基。例如,术语“卤代(C1-C4)烷基”意指包括但不限于三氟甲基,2,2,2-三氟乙基,4-氯丁基,3-溴丙基等。
术语“羟基”是指-OH基团。
术语“羟烷基”是指被-OH基团取代的烷基基团。
术语“巯基”是指-SH基团。
如本文所用的术语“氧代”是指与碳原子或另一元素双键连接的氧原子。
术语“硝基”是指-NO2基团。
术语“硫代”是指本文前述的化合物,其中碳或氧原子被硫原子替代。
术语“硫酸根(sulfate)”是指-SO4基团。
如本文所用,术语硫羟基或硫醇是指式-SH的基团。
更特别地,术语“硫化物(sulfide)”是指具有式-SR基团的化合物。
术语“砜”是指具有磺酰基基团-S(O2)R的化合物。
术语“亚砜”是指具有亚磺酰基基团-S(O)R的化合物。
术语脲基是指式-NH-CO-NH2的脲基基团。
在整篇说明书和权利要求书中,给定的化学式或名称应当包括所有互变异构体、同类物、和光学异构体和立体异构体,以及存在这些异构体和混合物的外消旋混合物。
本公开的某些化合物可以具有不对称碳原子(光学或手性中心)或双键;对映异构体、外消旋体、非对映异构体、互变异构体、几何异构体、立体异构体形式(其可按照绝对立体化学被定义为(R)-或(S)-,或对于氨基酸被定义为D-或L-)以及单独的异构体被包含在本公开的范围内。本公开的化合物不包括本领域已知的对于合成和/或分离而言太不稳定的化合物。本公开意在包括外消旋、非外消旋混合的(scalemic)和光学纯形式的化合物。可以使用手性合成子或手性试剂制备,或使用常规技术拆分光学活性(R)-和(S)-异构体或D-和L-异构体。除非另有说明,否则当本文所述的化合物含有烯键(olefenic bond)或其他几何不对称中心时,其意指化合物包括E和Z几何异构体。
除非另有说明,否则本文所述的结构还意在包括结构的所有立体化学形式;即,每个不对称中心的R和S构型。因此,本发明化合物的单一立体化学异构体以及对映体和非对映体混合物在本公开的范围之内。
对于本领域技术人员显而易见的是,本公开的某些化合物可以以互变异构形式存在,所有这些化合物的互变异构形式均在本公开的范围之内。如本文所用,术语“互变异构体”是指平衡存在的并且容易从一种异构体形式转化为另一种异构体形式的两种或更多种结构异构体中的一种。
除非另有说明,否则本文所述的结构还意在包括这样的化合物:该化合物的不同之处仅在于一个或多个同位素富集的原子的存在。例如,具有本发明的结构,氢被氘或氚替代,或碳被13C或14C富集的碳替代的化合物,在本公开的范围内。
本公开的化合物还可以在构成这些化合物的一个或多个原子处含有非天然比例的原子同位素。例如,可以用放射性同位素例如氚(3H)、碘-125(125I)或碳-14(14C)放射性标记化合物。本公开化合物的所有同位素变体,不管是否是放射性的,都包括在本公开的范围之内。
本公开的化合物可以以盐的形式存在。本公开包括这种盐。适用的盐形式的实例包括盐酸盐,氢溴酸盐,硫酸盐,甲磺酸盐,硝酸盐,马来酸盐,乙酸盐,柠檬酸盐,富马酸盐,酒石酸盐(例如(+)-酒石酸盐、(-)-酒石酸盐或其混合物,包括外消旋混合物,琥珀酸盐,苯甲酸盐,和与氨基酸如谷氨酸的盐。这些盐可以通过本领域技术人员已知的方法制备。还包括碱加成盐,如钠、钾、钙、铵、有机氨基或镁盐或类似的盐。当本公开的化合物含有相对碱性的官能团时,可以通过在无溶剂(neat)条件下或在合适的惰性溶剂中或通过离子交换,使这种化合物的中性形式与足够量的所需酸接触来获得酸加成盐。可接受的酸加成盐的实例包括衍生自无机酸如盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、一氢碳酸、磷酸、一氢磷酸、二氢磷酸、硫酸、一氢硫酸、氢碘酸或亚磷酸等的盐,以及衍生自有机酸如乙酸、丙酸、异丁酸、马来酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、富马酸、乳酸、扁桃酸、苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸(p-tolylsulfonic)、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸等的盐。还包括氨基酸如精氨酸等的盐,和有机酸如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等的盐。本公开的某些具体化合物同时含有碱性和酸性官能团,其允许化合物转化为碱或酸加成盐。
化合物的中性形式可以通过以常规方式使盐与碱或酸接触并分离母体化合物而再生。化合物的母体形式在某些物理性质上(例如在极性溶剂中的溶解度)不同于各种盐形式。
本公开的某些化合物可以以非溶剂化形式以及溶剂化形式存在,包括水合形式。通常,溶剂化形式等同于非溶剂化形式,并且包括在本公开的范围内。本公开的某些化合物可以以多晶(multiple crystalline)或无定形形式存在。通常,对于本公开所预期的用途,所有物理形式是等同的,并且旨在包括在本公开的范围内。
除了盐形式之外,本公开提供了前药形式的化合物。本文所述化合物的前药是在生理条件下容易经历化学变化以提供本公开化合物的那些化合物。另外,前药可以在离体环境中通过化学或生物化学方法转化为本公开的化合物。例如,当置于具有合适的酶或化学剂的透皮贴剂储库中时,前药可以缓慢转化为本公开的化合物。
遵循长期的专利法规约,当在本发明,包括权利要求书中使用时,术语“一”,“一个”和“该”是指“一个或多个”。因此,例如,除非上下文明确相反(例如,多个主题),否则提及“一个主题”包括多个主题,等等。
在整篇说明书和权利要求书中,除非上下文另有要求,否则术语“包含”以非排他性的含义使用。同样,术语“包括”及其语法变体意指非限制性的,使得列表中的项目的逐一列举不是排除可被取代或添加到所列项目的其他类似项目。
出于本说明书和所附权利要求书的目的,除非另外指明,否则说明书和权利要求书中使用的表示量、大小、尺寸、比例、形状、配方、参数、百分比、量、特性和其他数值的所有数字都被理解为在所有情况下均由术语“约”修饰,尽管术语“约”可能未明确地与该值、量或范围一起出现。因此,除非有相反指示,否则在下面的说明书和所附权利要求书中阐述的数字参数不是也不必是精确的,而是根据本公开主题试图获得的预期性质因为预期、反映公差、转换因子、舍入、测量误差等,以及本领域技术人员已知的其他因素,其可以是近似的和/或更大或更小。例如,当提及数值时,术语“约”可以意指涵盖在一些实施方式中具体量的±100%变化,一些实施方式中±50%,一些实施方式中±20%,一些实施方式中±10%,一些实施方式中±5%,一些实施方式中±1%,一些实施方式中±0.5%,一些实施方式中±0.1%,因为这样的变化适于执行所公开的方法或者使用所公开的组合物。
此外,当与一个或多个数字或数字范围结合使用时,术语“约”应理解为指代所有这种数字,包括范围内的所有数字,以及通过延伸边界至高于或低于所述数值来修改该范围。通过端点限定的数值范围的记载包括包含在该范围内的所有数字,例如整数,包括其分数(例如,1至5的记载包括1、2、3、4和5,及其分数,例如1.5、2.25、3.75、4.1等)以及该范围内的任意范围。
实施例
包括以下实施例以向本领域的普通技术人员提供用于实践本公开主题的代表性实施方式的指导。根据本公开和本领域的普通技术水平,技术人员可以理解,以下实施例仅旨在作为示例,并且可以在不脱离本公开主题的范围的情况下采用多种改变、修改和变更。以下的合成描述和具体实施例仅用于说明的目的,并且不被解释为以任何方式限制通过其他方法制备本公开的化合物。
实施例1
为了研究DON对癌症的作用,使用了EL4小鼠淋巴瘤模型,并且它显示DON可显著抑制淋巴瘤生长,表明骨髓衍生的肿瘤可能对DON非常敏感(图1)。然而,DON对抑制黑色素瘤生长具有适度作用,所述黑色素瘤不是骨髓衍生的肿瘤(图2)。
实施例2
图3显示DON通过抑制肿瘤浸润性调节性T细胞(Foxp3+)来调理B16黑色素瘤使其通过免疫疗法被杀死。
实施例3
总结
谷氨酰胺拮抗剂6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(DON,1)在临床前和临床研究中显示出强烈的抗癌功效,但由于显著的全身毒性,停止了其开发。在此,我们证实,DON在小鼠胶质母细胞瘤模型中抑制谷氨酰胺代谢并提供抗肿瘤功效,尽管观察到了毒性。为了提高DON的治疗指数,我们使用了前药策略来增加其脑部递送并限制全身暴露。尽管这些双部分前药在小鼠血浆中表现出快速代谢,但几种双部分前药在猴和人血浆中提供了优异的稳定性。在猴中对最稳定的化合物(5c,甲基-POM_DON-异丙基酯)进行了评估,在其中,与DON相比,其脑:血浆比例增加了10倍。该策略可能为DON在GBM患者中的利用提供了途径。
介绍
多形性胶质母细胞瘤(GBM)是神经胶质瘤最常见和最致命的形式(Ostrom等人,2015)。当前延长肿瘤切除术后GBM患者存活率的治疗选择局限于同时施用DNA-烷化剂TemodarTM和/或释放卡莫司汀的聚合物GliadelTM的放射疗法(Weller等人,2014)。但即使在这种护理标准下,术后中值存活率约为14.6个月(Stupp等人,2015),并且平均5年存活率低于10%(Stupp等人,2009)。因此,对于更有效的GBM治疗存在明显未满足的医疗需求。
GBM和其他癌症迅速并持续增殖的能力经常超过血管供应,迫使它们发展特化代谢(Schulze等人,2012;Hensley等人,2013)。谷氨酰胺代谢在这一特化代谢中起重要作用,其进入TCA循环,然后有助于未加抑制的(unchecked)细胞生长所必需的生物合成途径(核苷酸、蛋白质和脂质合成)(Hensley等人,2013),使癌细胞依赖于谷氨酰胺。这种所谓的“谷氨酰胺成瘾”已在GBM(Dranoff等人,1985;Fogal等人,2015;Ru等人,2013;Tanaka等人,2015)和其他癌症包括白血病/淋巴瘤、肺癌、三阴性乳腺癌和胰腺癌(Wise等人,2010;Hu等人,2009)中得到很好的表征。为了对抗这种谷氨酰胺成瘾,几个研究小组探索了选择性谷氨酰胺酶抑制剂的效用(Erickson等人,2010;Lee等人,2014)。最近开发了选择性靶向谷氨酰胺酶(GLS1)的化合物(McDermott等人,2016;Shukla等人,2012),并且一种这样的化合物正在临床试验中(Konopleva等人,2015)。然而,该GLS1抑制剂的脑渗透性差(Gross等人,2014),迄今为止这种方法的临床疗效一直不高(Harding等人,2015)。
越来越多的证据表明,与选择性抑制一种谷氨酰胺利用酶相反,广泛地拮抗谷氨酰胺利用是在体外和体内抑制肿瘤细胞生长的高效手段(Hensley等人,2013;Ahluwalia等人,1990;Dranoff等人,Cancer Res,1985)。6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸(DON),是与谷氨酰胺具有结构相似性的非天然氨基酸,在1950年代初首次从链霉菌中分离出来。由于其反应性重氮基团,已经证明了DON在嘌呤和嘧啶生物合成途径中分别烷基化几种谷氨酰胺利用酶的能力,所述谷氨酰胺利用酶例如谷氨酰胺酶(Thangavelu等人,2014),NAD合成酶(Barclay等人,1966)和CTP合成酶(Hofer,等人,2001)和FGAR氨基转移酶(Grayzel等人,1960)。在临床前模型中,DON在体外强烈抑制谷氨酰胺依赖性人类癌细胞的生长,并减小肿瘤尺寸并改善体内存活率(Ahluwalia等人,1990;Cervantes-Madrid等人,2015)。由于有力的临床前数据,在几项临床研究中对DON进行了评估,其中证实了有希望的结果(Eagan等人,1982;Earhart等人,1982;Lynch等人,1982;Magill等人,1957;Rahman等人,1985;Sklaroff等人,1980;Sullivan等人,1962)。例如,在晚期成人患者(Magill等人,1957)和血液恶性肿瘤或实体瘤儿童患者(Sullivan等人,1988)中,施用DON导致>50%的消退或疾病稳定。不幸的是,因为GI系统高度依赖谷氨酰胺利用,剂量限制性毒性(其中许多是与GI有关的)阻碍了其发展(Magill等人,1957;Rahman等人,1985;Earhart等人,1990)。
改善DON对GBM治疗的治疗指数的一种策略将会增加其大脑暴露,同时限制其全身暴露并因此具有毒性(Upadhyay,等人,2014)。前药方法是一种改变药物分子的药代动力学和组织分布的成熟策略,然而综合来说,这种方法对DON具有挑战性。
在此,我们首次描述了DON在GBM的鼠模型中的显著疗效,尽管观察到了明显的毒性。为了提高DON的治疗指数,我们系统地合成了几种DON前药。我们使用了三种类型的胺前体部分,包括(氧代二氧杂环戊烯基)甲基氨基甲酸酯(3a-b)、二肽(4a-d)和基于新戊酰-氧基-甲基(POM)的酯(5a-c)。含有双前体部分的前药导致足够的化学稳定性,允许在体外代谢稳定性测定中进一步评估。尽管所有前药在小鼠血浆中表现出快速代谢,但一些在猴和人类中提供了优异的血浆稳定性。当在体内评估时,与DON相比,最稳定的DON前药(5c,甲基-POM-DON-异丙基酯)在猴中的脑:血浆比例增强了10倍,这为DON在GBM患者中的利用提供了可能的临床途径。
结果与讨论
DON在小鼠GBM模型中显示出强烈抑制谷氨酰胺代谢和抗肿瘤效力。
尽管有几条证据表明在GBM中靶向谷氨酰胺代谢的潜在治疗功效,但DON对GBM肿瘤生长的影响尚未在体内报道。使用GBM的U87侧腹异种移植小鼠模型(Eshleman等人,2002),我们首次证实,全身施用DON(0.8mg/kg,i.p)抑制了谷氨酰胺代谢,由以下体现:与其他模型系统(Willis等人,1977;Windmueller等人,1974)相似,内源性谷氨酰胺在肿瘤中聚积(图5A;p<0.05)。接下来我们评估了其抗肿瘤效力,并观察到DON不仅阻止肿瘤生长,而且还有效诱导肿瘤消退。具体而言,在实验过程中,溶媒处理的小鼠表现出显著的肿瘤生长,而DON处理的小鼠(0.8mg/kg,i.p,qd)显示肿瘤体积减少>50%(图5B;时间主效应[F(3,48)=6.049,p=0.0014];处理[F(1,16)=33.42,p<0.0001];相互作用[F(3,48)=21.70,p<0.0001])。尽管DON表现出优异的抗肿瘤效力,但是所有接受DON的小鼠均显示出显著的毒性迹象,包括体重减轻(12±4.1%)、拱起背部、上睑下垂和嗜睡。这些发现与DON在体外和体内的功效和毒性的其他报道一致(Fogal等人,2015;Cervantes-Madrid等人,2015;Potter等人,2015)
简单的DON烷基酯前药被发现是不稳定的。需要掩蔽DON的羧酸根和胺官能团以获得稳定的前药。
通常采用前药策略来增强组织渗透和改变有效药物的药代动力学参数。事实上,前药策略在药物开发中是常见的,因为5-7%的批准的全球药物是前药(Rautio等人,2008)。我们关于DON的最初前药策略涉及用简单的烷基酯,如乙基2a和异丙基2b掩蔽羧酸。这两种衍生物的合成直接以高收率得到化合物2a和2b。令我们惊讶的是,60年多年来,DON化学和效用已被许多研究组描述(Magill等人,1957;Dion,等人,1956;Magill等人,1956;Coffey等人,1956),但以前在化学文献中没有报道过这些简单的DON烷基酯。一个潜在的原因是,我们发现2a和2b是不稳定的,其缓慢环化形成独特的重氮亚胺9a和9b。发现这两种独特的衍生物即使在酸性pH下也是化学稳定的,从而排除了它们作为DON前药的用途。
鉴于简单的酯前药的不稳定性,接下来我们用前药部分掩蔽了DON的伯胺和羧酸根。这种双前体部分策略是合理的,消除了环化的可能性,并可能进一步改善亲脂性。我们使用了三种胺前体部分,包括(氧代二氧杂环戊烯基)甲基氨基甲酸酯(图4,化合物3a-b),二肽(4a-d)和基于新戊酰-氧基-甲基(POM)的酯(5a-c)。选择这些前体部分是因为它们分别靶向不同的代谢酶,包括对氧磷酶、氨肽酶和羧酸酯酶。为了赋予POM衍生物进一步的代谢稳定性(表1,5a),我们制备了相应的甲基-POM类似物(5b、5c)。所有含有双前体部分的前药都表现出足够的化学稳定性以允许进一步评估。
所有DON前药都在小鼠血浆中快速代谢,然而,发现5b和5c在人和猴血浆中稳定。
表2概述了DON前药3a-b、4a-d和5a-c的血浆稳定性。在60min的孵育时间内,所有前药均在小鼠血浆中完全代谢。然而在猴和人血浆中,前药5b和5c(分别在胺上具有甲基-POM和在羧酸根上具有乙基或异丙基酯)表现出中度/高度的稳定性,在60分钟的孵育时间内,60-75%的前药保留在猴血浆中,80-90%保留在人血浆中。鉴于5c在人血浆中具有最好的稳定性,选择它用于药代动力学研究中的进一步评估,并将其与DON渗透大脑并释放DON的能力进行比较。
表2.DON前药在小鼠、猴和人血浆中孵育60分钟后的血浆稳定性。
先导(lead)前药5c增强了DON在猴中的脑递送,但不增加在小鼠中的脑递送。
正如由在小鼠血浆中完全代谢的DON前药所预期的,当向小鼠给药时,我们发现口服施用DON(1)(0.8mg/kg)和5c(0.8mg/kg当量)表现出相似的DON血浆(图6)和(图6)浓度曲线。在施用DON和5c后,血浆中DON的AUC0-t分别为1.25nmol*h/mL和1.22nmol*h/mL,表明在体内DON迅速并完全从5c释放。类似地,在小鼠脑中,施用DON或5c后DON的AUC0-t分别为0.57nmol*h/g和0.69nmol*h/g,DON的脑/血浆约为0.46,而来自前药5c的为0.56。这些药代动力学结果证实了体外代谢研究,表明在小鼠血浆中5c完全转化为DON。
在小鼠研究之后,我们在猴中评估了DON和5c(非对映体1)的药代动力学,因为猴更好地模拟了人类血浆稳定性特征。在短尾猴中,i.v.施用DON和5c(1.6mg/kg DON当量)表现出显著不同的DON血浆曲线(图7)。DON施用提供了高血浆暴露,AUC0-t为42.7nmol*h/mL。相比之下,施用5c使DON的血浆暴露量降低~7倍,AUC0-t为5.71nmol*h/mL。在CSF中看到了相反的观察结果,在其中施用5c后观察到增强的DON水平。给药后30min,在CSF中,施用DON导致0.33nmol/g DON,而施用5c则递送1.43nmol/g DON。当在30min比较血浆与CSF比例时,与DON相比,5c表现出DON CSF递送10倍增强(图7)。
结论
我们证明了DON在GBM的鼠模型中的显著疗效,尽管观察到了明显的毒性。为了提高DON的治疗指数,我们使用了前药策略来增加其脑部递送并限制其全身暴露。尽管我们的双前体部分前药在小鼠中表现出快速代谢,但我们的先导前药5c在猴和人血浆中提供了优异的稳定性,并且在猴中,与DON相比,其脑:血浆比例增加了10倍。该策略可能为DON在GBM患者中的利用提供了途径。
小鼠功效研究
所有小鼠功效研究均根据约翰霍普金斯大学动物护理和使用委员会批准的方案#MO13M69进行。获得25至30g的雌性无胸腺(RH-Foxn1nu小鼠)小鼠(Harlan Sprague Dawley公司,Indianapolis,Indiana),并保持12小时的明暗循环,随意取用食物和水。在每只小鼠侧腹的四个分开的位置皮下注射U87人神经胶质瘤细胞(5×106个细胞于100ml PBS中)。当肿瘤生长至约200mm3的平均体积时,将小鼠随机分配至溶媒(HEPES-缓冲盐水,i.p.)或DON(1;0.8mg/kg,i.p.)中。在一个队列中,向小鼠施用单剂量的适当溶液,两小时后,如前所述49定量肿瘤中的谷氨酰胺水平。简而言之,收集肿瘤,速冻,并在液N2中均质化,然后使用甲醇和DI水进行代谢物提取。使用Agilent 6520四极杆飞行时间(Q-TOF)质谱仪和Agilent1290HPLC并使用Agilent Mass Hunter和Agilent定性和定量分析软件包进行定量。对于每个单独肿瘤(n=3-4/组),谷氨酰胺含量按组平均,描绘为相对强度,并且通过单尾t检验分析。在第二个队列中,进行了功效实验。小鼠每日注射一次,持续六天;在治疗开始后2、4和6天使用数字卡尺测量并且根据下式计算肿瘤体积:[体积=(最大肿瘤尺寸)×(最小肿瘤尺寸)2×0.52]。将每个单独的肿瘤(n=8-10/组)标准化至其预处理体积,平均化并通过重复测量双向方差分析(ANOVA)进行分析。如果有显著性,随后应用Bonferroni事后检验。将显著性定义为p<.05。
体外稳定性研究
对于代谢稳定性,使用了啮齿动物物种(小鼠)和非啮齿动物物种(人和猴)的血浆。对于稳定性,在每个血浆基质中掺入前药(10μM),并在37℃的定轨摇床中孵育。在预定的时间(0和60min),取出两份100μL的混合物等分试样,通过加入三倍体积的掺入了内标(氯沙坦(losartan)5μM)的冰冷乙腈淬灭反应。将样品涡旋30s并在12000g离心10min。用50μL水稀释50μL的上清液,并转移至用Teflon帽密封的250μL聚丙烯小瓶中。使用如下所述的液相色谱和串联质谱(LC/MS/MS)方法随时间监测前药消失。
小鼠中的药代动力学研究
根据约翰霍普金斯大学动物护理和使用委员会批准的方案(#MO13M113)进行小鼠中的所有药代动力学研究。从Harlan获得25至30g的C57BL/6小鼠,并保持12小时的明暗循环,随意取用食物和水。为了评估DON和其前药5c的脑和血浆药代动力学,向8-12周龄的C57BL/6施用DON(1;0.8mg/kg,p.o.于磷酸盐缓冲盐水中)和其前药5c(以0.8mg/kg相当的DON(1),p.o.于具有5%EtOH和5%吐温-80的磷酸盐缓冲盐水中)。在施用药物后10、30和90分钟通过戊巴比妥注射处死小鼠,并通过心脏穿刺收集血液并放入冰冻的EDTA包被的BD微量采血管中。将血样以2000g离心15分钟,去除血浆并储存于-80℃。收集血液后收集脑组织并立即在液氮中快速冷冻并储存在-80℃直至LC/MS分析。
非人类灵长类中的药代动力学研究
所有猴研究均根据约翰霍普金斯大学动物护理和使用委员会批准的方案(#PR15M298)进行。将两只雌性短尾猴(约3.5kg,未用药(non-drug naive))相邻地置于社交互动架(a social interaction rack)上的不锈钢笼中(含有4个笼,每个32.5”宽×28”深×32”高),根据美国农业部动物福利法(美国农业部动物福利法案(9CFR,第1,2和3部分)),维持温度64-84F,湿度30-70%,14-10小时明/暗循环交替。每天以适合于动物大小和年龄的量提供食物,并且通过笼内lixit阀门随意提供RO净化水。周一至周五提供丰富的食物。施用药物之前,在施用测试物品之前,肌内注射氯胺酮使短尾猴镇静。通过血液和脑脊液(CSF)样品采集,用起始速率为15mg/kg的氯胺酮维持镇静,在第一小时期间添加剂量为20-30mg。在随后的时间点,以10-15mg/kg给予氯胺酮。以1mL/kg的剂量体积,向动物静脉注射施用(1.6mg/kg当量)DON(50mM HEPES缓冲盐水)和5c(非对映异构体1)(含有5%乙醇和5%吐温的50mM HEPES缓冲盐水)。在给药后30min,通过经皮穿刺小脑延髓池(cisternamagna)获得CSF样品(目标50μL)。通过经皮穿刺外周静脉,在给药后15、30、1、2、4和6h收集血液样品(1mL)。对样品进行血浆处理(在4℃的温度下,在3,000×g下离心10分钟)。在整个处理过程中,将所有样品在冰上保持冰冷。将样品收集在微量离心管中,快速冷冻,并置于冰箱中保持-80℃,直至LC/MS分析。
DON的生物分析
我们先前已经发表了用于在生物基质中分析DON的高度灵敏的方法(Alt,等人,2015)。然而,由于DON及其前药的化学不稳定性,因此开发并验证了一种使用丹磺酰氯(dabsyl chloride)的温和衍生方法。简言之,通过在低保留管中涡旋振荡,用250μL含有谷氨酸盐-d5(10μM ISTD)的甲醇从样品(50mg)中提取DON。将样品在16,000×g下离心5分钟以沉淀蛋白质。将上清液(200μL)移至新管中并在45℃下在真空下干燥1小时。向每个管中加入50μL的0.2M碳酸氢钠缓冲液(pH 9.0)和100μL的10mM丹磺酰氯的丙酮溶液。涡旋后,将样品在60℃孵育15分钟以进行衍生化。注射样品(2μL),并在配备有AgilentEclipse plusC18RRHD 2.1×100mm柱的Agilent 1290上经过20-95%乙腈+0.1%甲酸的2.5分钟梯度分离,并在Agilent 6520QTOF质谱仪上定量。使用加权因子为1/(标称浓度)的线性回归,由分析物与内标物的峰面积比构建DON在血浆和CSF中.005-17.1μg/mL范围内的校准曲线。在所有分析运行中获得大于0.99的相关系数。对于所有分析物的标准和QC的反向计算浓度的平均预测相对标准偏差在85至115%的范围内,除了在80至120%的范围内的最低浓度,其总准确度(accuracy)和精密度(precision)分别为6.7%和6.6%。
药代动力学分析
平均浓度-时间数据用于药代动力学分析。使用(版本5.3)中的非房室分析模块来评估药代动力学参数。峰值血浆浓度(Cmax)和到Cmax的时间(Tmax)是观察值。通过对数-线性梯形规则计算曲线下面积(AUC)至样品收集结束(AUClast)。
实施例4
在头对头比较中,发现25比临床阶段的选择性谷氨酰胺酶抑制剂CB-839显著更有效。
图8说明在CT26肿瘤模型中25(从第7天开始,给药5天)优于CB-839(从第1天开始,给药30天)。
图9说明在CT26肿瘤模型中25(从第6天开始,给药4天)优于CB-839(从植入前第1天开始,连续每日两次给药)。在第6-9天每天接受25(1.9mg/kg)的小鼠,与在第1-15天每天两次接受谷氨酰胺酶抑制剂的小鼠相比。
图10说明在4T1乳腺癌模型中25(第7-22天,每日)优于CB-839(第1-29天,连续每日两次给药)。第7-22天每天接受25(1.0mg.kg/d)的小鼠,与第1-29天每天两次接受谷氨酰胺酶抑制剂的小鼠相比。
实施例5
DON前药在多种肿瘤类型中表现出功效,包括在B&T细胞淋巴瘤、结肠癌、乳腺癌和黑色素瘤中的功效。每日给药提供了有效的单一疗法。每隔一天给药导致最小的耐药性。图11说明1mg/kg然后0.3mg/kg的25给药导致MC38肿瘤中的完全且持久的应答。
图12说明在多种肿瘤模型(包括CT26结肠癌)中25给出了强有力的应答并改善了总体存活。
图13说明在多种肿瘤模型(包括4T1乳腺癌)中25提供了强有力的应答并改善了总体存活。
图14说明单独用25治愈的小鼠在再次激发时会免疫排斥肿瘤,表明有些DON前药的单一疗法,例如25单一疗法,是免疫疗法。图15进一步说明25是免疫疗法。
实施例6
DON/DON前药对肿瘤进行免疫治疗,并显著增强针对检查点抑制剂、过继性细胞转移和A2aR抑制的应答。
结论:DON/DON前药强烈地增强免疫介导的针对抗PD1疗法的应答、针对过继性细胞转移的应答和针对腺苷A2a受体阻断的应答。由于应答迟缓,免疫疗法使疾病迅速进展的患者治疗失败。30-40%用抗PD1疗法治疗的患者在开始的几个月内进展迅速,化疗显示NSCLC的早期存活优势可能是由于与免疫疗法相比,它对快速发展的疾病有快速影响,而免疫疗法的调理和辅助治疗必须能够控制肿瘤生长以使其在这些患者中有效。
图16说明谷氨酰胺抑制(例如使用DON)降低肿瘤细胞的氧消耗和乳酸产生。图17说明谷氨酰胺抑制(例如使用DON)还改善了肿瘤中的CD8/Treg比例并降低TIL中的缺氧。
图18说明在MC38模型中25调理肿瘤使其被抗PD1疗法消除,并且25能够挽救抗PD1失败。另外,图19说明即使在更困难的CT26模型中,25也能增强对抗PD1治疗的应答。类似地,图20说明抑制谷氨酰胺代谢加强对A2a抑制的抗肿瘤应答。最后,图21说明抑制谷氨酰胺代谢增强过继性细胞疗法(ACT)在B16-OVA模型中的功效。
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说明书中提到的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献指示了本公开主题所属领域的技术人员的水平。所有的出版物、专利申请、专利和其他参考文献通过引用并入本文,其程度如同每个出版物、专利申请、专利和其他参考文献被具体地和单独地通过引用并入。应当理解的是,尽管本文提及了许多专利申请、专利和其他参考文献,但是这种参考文献并不构成承认任意这些文献中构成本领域公知常识的一部分。如果说明书与所引用的任何参考文献之间存在冲突,则以该说明书(包括其任何修改,该修改能基于并入的参考文献)为准。除非另有说明,否则本文使用术语的标准领域接受的含义。本文使用各种术语的标准缩写。
虽然为了清楚理解的目的已经通过举例说明和实例详细描述了前述主题,但是本领域技术人员将会理解,可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于治疗需要其的受试者中的癌症的方法,所述方法包括:
(a)向所述受试者施用治疗有效量的第一免疫疗法,其中所述第一免疫疗法是降低谷氨酰胺代谢活性的代谢重编程剂;和
(b)任选地向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法。
2.权利要求1所述的方法,其中所述代谢重编程剂是谷氨酰胺拮抗剂。
3.权利要求1所述的方法,其中所述代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物。
4.权利要求1所述的方法,其中所述代谢重编程剂选自由阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸)、氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)组成的组。
5.权利要求1所述的方法,其中所述代谢重编程剂是干扰谷氨酰胺代谢途径的谷氨酰胺类似物的前药。
6.权利要求1所述的方法,其中所述至少一种代谢重编程剂是阿西维辛、氮杂丝氨酸、DON和L-DONV的前药。
7.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是免疫检查点阻断疗法。
8.权利要求7所述的方法,其中所述免疫检查点阻断疗法选自由PD-1拮抗剂、PD-L1拮抗剂、CTLA-4拮抗剂、LAG3拮抗剂、B7-H3拮抗剂及其组合组成的组。
9.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是过继性细胞疗法。
10.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是骨髓浸润性淋巴细胞(MIL)。
11.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是腺苷A2aR阻断。
12.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是肿瘤疫苗。
13.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的第二免疫疗法,其中所述第二免疫疗法是被动免疫疗法抗体。
14.权利要求14所述的方法,其中所述被动免疫疗法抗体选自由贝伐单抗、西妥昔单抗、利妥昔单抗、曲妥珠单抗、阿仑单抗、替伊莫单抗、帕尼单抗及其组合组成的组。
15.权利要求1所述的方法,其进一步包括同时或相继向所述受试者施用治疗有效量的癌症疗法,所述癌症疗法选自由以下组成的组:(i)化疗;(ii)光动力疗法;(iii)质子疗法;(iv)放疗;(v)手术;及其组合。
16.权利要求1所述的方法,其中在不存在癌症疗法的情况下,向所述受试者施用第一免疫疗法和第二免疫疗法(如果施用的话),所述癌症疗法选自由以下组成的组:(i)化疗;(ii)光动力疗法;(iii)质子疗法;(iv)放疗;(v)手术;及其组合。
17.权利要求1所述的方法,其中所述癌症是:
(i)中枢神经系统的癌症;
(ii)与移植和/或免疫抑制有关的癌症;
(iii)难以用化疗治疗的癌症;
(iv)难以用光动力疗法治疗的癌症;
(v)难以用质子疗法治疗的癌症;
(vi)难以用放疗治疗的癌症;和
(vii)难以用手术治疗的癌症。
18.权利要求1所述的方法,其中所述癌症是新诊断的、复发性和/或难治性癌症,选自由以下组成的组:鼻咽癌,滑膜癌,肝细胞癌,肾癌,结缔组织癌,黑色素瘤,肺癌,大肠癌,结肠癌,直肠癌,结肠直肠癌,脑癌,喉癌,口腔癌,肝癌,骨癌,胰腺癌,绒毛膜癌,胃泌素瘤,嗜铬细胞瘤,泌乳素瘤,T细胞白血病/淋巴瘤,神经瘤,冯·希佩尔-林道病,佐林格-埃利森综合征,肾上腺癌,肛门癌,胆管癌,膀胱癌,输尿管癌,脑癌,寡树突神经胶质瘤,神经母细胞瘤,脑膜瘤,脊髓肿瘤,骨癌,骨软骨瘤,软骨肉瘤,尤因氏肉瘤,原发位点不明性癌症,类癌,胃肠道类癌,纤维肉瘤,乳腺癌,佩吉特氏病,宫颈癌,结肠直肠癌,直肠癌,食管癌,胆囊癌,头癌,眼癌,颈癌,肾癌,威尔姆氏肿瘤,肝癌,卡波西肉瘤,前列腺癌,肺癌,睾丸癌,霍奇金病,非霍奇金淋巴瘤,口腔癌,皮肤癌,间皮瘤,多发性骨髓瘤,卵巢癌,内分泌胰腺癌,胰高血糖素瘤,胰腺癌,甲状旁腺癌,阴茎癌,垂体癌,软组织肉瘤,成视网膜细胞瘤,小肠癌,胃癌,胸腺癌,甲状腺癌,滋养细胞癌,葡萄胎,子宫癌,子宫内膜癌,阴道癌,外阴癌,听神经瘤,蕈样真菌病,胰岛瘤,类癌瘤综合征,生长抑素瘤,牙龈癌,心脏癌,唇癌,脑膜癌,口癌,神经癌,腭癌,腮腺癌,腹膜癌,咽癌,胸膜癌,唾液腺癌,舌癌和扁桃体癌。
19.一种预防缓解期癌症受试者的复发的方法,所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的代谢重编程剂,其中所述代谢重编程剂选自由阿西维辛(L-(α-S,5S)-α-氨基-3-氯-4,5-二氢-5-异噁唑乙酸)、氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧代-正亮氨酸(DON)和5-重氮-4-氧代-L-正缬氨酸(L-DONV)及其前药组成的组。
20.权利要求20所述的方法,其中所述代谢重编程剂:
(i)在移植后向受试者施用;
(ii)在化疗后向受试者施用;
(iii)在免疫疗法后向受试者施用;
(iv)在光动力疗法后向受试者施用;
(v)在质子疗法后向受试者施用;
(vi)在放疗后向受试者施用;
(vii)在手术后向受试者施用;及其组合。
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