CN110022878A - Egfr/pi3k的小分子双重抑制剂及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于药物化学领域。具体而言，本发明涉及一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的小分子，及其用作用于治疗癌症(例如，与突变的KRAS和BRAF相关的癌症)的治疗剂(例如，与MAPK途径抑制剂(例如，BRAF抑制剂、MEK抑制剂、ERK抑制剂)组合)的用途。

Description

EGFR/PI3K的小分子双重抑制剂及其用途

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2016年11月3日提交的美国临时专利申请第62/417,070号的优先权，其特此通过引用整体并入。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是受政府支持在国立卫生研究院授予的资助CA155198下完成的。政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明属于药物化学领域。具体而言，本发明涉及一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的小分子，及其用作治疗癌症(例如，与突变的KRAS和BRAF相关的癌症)的治疗剂(例如，与MAPK途径抑制剂(例如，BRAF抑制剂、MEK抑制剂、ERK抑制剂)组合)的用途。

简介

与KRAS和BRAF突变相关的癌症是当前治疗策略难以治疗的。实际上，被诊断患有与KRAS和BRAF突变相关的癌症(例如，结直肠癌、胰腺癌)的患者具有有限的治疗选择和不良预后。

因此，需要用于治疗与KRAS和BRAF两者突变相关的癌症的改进方法。

发明内容

本发明解决了对治疗与KRAS和BRAF两者突变相关的癌症的改进方法的需要。实际上，在开发本发明实施方案的过程中进行的实验设计了一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的强效小分子。此类实验进一步确定此类双重EGFR/PI3K抑制剂与MAPK途径抑制剂(例如，曲美替尼)的组合对于治疗与KRAS和BRAF两者突变相关的癌症产生协同效应。

因而，本发明提供了一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的小分子，及其用作治疗癌症和其它疾病的治疗剂(例如，与MAPK途径抑制剂组合)的用途。

因此，本发明考虑到，使患有癌症(例如，与KRAS和BRAF突变相关的癌症)(例如，和/或癌症相关病症)的动物(例如，人)暴露于治疗有效量的一种或多种抑制EGFR和PI3K两者活性的具有喹唑啉结构的药物(例如，具有喹唑啉结构的小分子)中，将彻底抑制此类癌细胞或支持细胞的生长和/或使此类细胞成为对癌症治疗药物或辐射疗法的细胞死亡诱导活性更敏感的群体。

而且，本发明考虑到通过与MAPK途径抑制剂组合治疗(例如，同时、不同时)来增强(例如，协同增强)此类治疗效果。实际上，本发明考虑到将EGFR和PI3K活性的双重抑制剂按以下两种方式施用来满足未被满足的治疗多种癌症类型的需要：作为单一疗法施用以诱导癌细胞的细胞生长抑制、凋亡和/或细胞周期阻滞，或者与一种或多种另外的剂诸如其它诱导细胞死亡或破坏细胞周期的癌症治疗药物(例如，MAPK途径抑制剂)或辐射疗法(组合疗法)一起以某种时间关系施用，以便使得与仅用单独的癌症治疗药物或辐射疗法治疗的动物中的细胞的相应比例相比，更大比例的癌细胞或支持细胞易于执行凋亡程序。

在本发明的某些实施方案中，用治疗有效量的本发明化合物与一疗程的抗癌剂(例如，MAPK途径抑制剂)对动物进行的组合治疗在此类动物中产生与用单独的化合物或抗癌药物/辐射治疗的那些动物相比更大的肿瘤反应和临床益处。由于所有批准的抗癌药物和辐射治疗的剂量是已知的，因此本发明考虑了它们与本发明化合物的各种组合。

申请人发现某些喹唑啉化合物起EGFR和PI3K的双重抑制剂的作用，并且用作治疗癌症和其它疾病的治疗剂。因此，本发明涉及可用于抑制EGFR和PI3K两者活性(例如，从而促进细胞凋亡)和增加细胞对凋亡和/或细胞周期阻滞诱导剂的敏感性的喹唑啉化合物-单独施用或与MAPK途径抑制剂组合施用。本发明的某些喹唑啉化合物可以作为包括光学异构体在内的立体异构体存在。本发明包括所有立体异构体，其可为纯的单独立体异构体制剂和每一立体异构体的富集制剂的形式，也可为此类立体异构体的外消旋混合物和可根据本领域技术人员熟知的方法分离的单独的非对映异构体和对映异构体的形式。

在一个特定实施方案中，提供了式I所涵盖的喹唑啉化合物：包括其药学上可接受的盐、溶剂化物和/或前药。

式I不限于针对R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z的特定化学半族。在一些实施方案中，针对R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z的特定化学半族独立地包括容许所得化合物抑制EGFR和PI3K两者活性的任何化学半族。在一些实施方案中，针对R1、R2、R3、X、Y或Z的特定化学半族独立地包括容许所得化合物在单独施用或与MAPK途径抑制剂组合施用时有效地治疗与KRAS和BRAF突变相关的癌症的任何化学半族。

在一些实施方案中，R1为氢、卤素(例如，氯、氟)，或

在一些实施方案中，R2为氢、卤素(例如，氯、氟)，或甲氧基(例如，)。

在一些实施方案中，R3为氢、卤素(例如，氯、氟)、甲氧基，或吡啶-2-基甲氧基(例如，)。

在一些实施方案中，X1为氮或CH(例如，)。

在一些实施方案中，X2为氮或C-腈(例如，)。

在一些实施方案中，Y为氢、NHSO₂CH₃，或NHSO₂CH₂CH₂N(CH₃)₂(例如，)。

在一些实施方案中，Z为氮或CH(例如，)。

在一些实施方案中，对于式I而言考虑到以下化合物：

(化合物MTX-151)，

(化合物MTX-153)，

(化合物MTX-160)，

(化合物MTX-161)，

(化合物MTX-162)，

(化合物MTX-163)，

(化合物MTX-184)，

(化合物MTX-201)，

(化合物MTX-202)，

(化合物MTX-211)，和

(化合物MTX-213)，

(化合物MTX-216)，

(化合物MTX-215)，

(化合物MTX-221)，或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药。

表1(参见实施例)给出了本发明的特定化合物抑制EGFR和PI3K的IC50值。

本发明还提供了通过本领域熟知的以下技术制备本发明的任何化合物的工艺。

本发明还提供了化合物用于在含有突变形式的KRAS和BRAF的细胞(例如，结直肠癌、胰腺癌、黑素瘤、非小细胞肺癌等)中诱导细胞周期阻滞和/或凋亡的用途。本发明还涉及化合物用于使细胞对一种或多种另外的剂(诸如凋亡和/或细胞周期阻滞诱导剂)变得敏感，以及通过在用化学治疗剂治疗之前诱导细胞周期阻滞而对正常细胞进行化学保护的用途。

本发明的化合物可用于治疗、改善或预防病症，诸如对凋亡性细胞死亡的诱导有反应的那些病症，例如特征在于凋亡失调的病症，包括过度增生性疾病，诸如癌症。在某些实施方案中，所述化合物可用于治疗、改善或预防特征在于对癌症疗法有抵抗力的癌症(例如，对化疗有抵抗力(chemoresistant)、对辐射有抵抗力、对激素有抵抗力的那些癌细胞，等)(例如，与突变的BRAF和KRAS活性相关的癌症)。在某些实施方案中，所述癌症是与异常BRAF和KRAS活性相关的任何类型或形式的癌症。在某些实施方案中，所述癌症选自，例如结直肠癌、胰腺癌、黑素瘤和非小细胞肺癌。

本发明还提供了药物组合物，其包含在药学上可接受的载体中的本发明的化合物。

本发明还提供了试剂盒，其包含本发明的化合物和向动物施用所述化合物的说明书。所述试剂盒可任选地含有其它治疗剂，例如抗癌剂或凋亡调节剂，例如MAPK途径抑制剂。

如实施例中所述，在开发本发明实施方案的过程中进行的努力导致形成具有喹唑啉结构的新型小分子，其起到EGFR和PI3K的双重抑制剂的作用。例如，设计、合成了具有喹唑啉骨架的化合物MTX-211并其被表征为最强效的有前景的抑制剂即EGFR和PI3K的双重抑制剂之一(参见，例如实施例及表I和表II)。

因此，本发明还提供了通过向患有癌症的受试者施用治疗量的化合物MTX-211来治疗与BRAF和KRAS活性相关的癌症的方法。所述方法不限于特定类型的癌症。在一些实施方案中，所述癌症是与突变的BRAF和KRAS相关的任何癌症。在一些实施方案中，所述癌症选自结直肠癌、胰腺癌、黑素瘤和非小细胞肺癌。在一些实施方案中，所述化合物与一种或多种抗癌剂一起共同施用。在一些实施方案中，所述抗癌剂为MAPK途径抑制剂(例如，BRAF抑制剂(例如，维罗非尼(vemurafenib)、LY3009120、达拉非尼(Dabrafenib)、LGX818)(例如，MEK抑制剂(例如，CH5126766/RO5126766、曲美替尼(trametinib)、MEK162、PDO325901)(例如，ERK抑制剂(例如，SCH772984))。

而且，本发明提供了通过使此类细胞暴露于本发明的一种或多种喹唑啉化合物中来抑制细胞中的EGFR和PI3K活性的方法。在一些实施方案中，喹唑啉化合物为化合物MTX-211。在一些实施方案中，使所述细胞同时暴露于MAPK途径抑制剂(例如，BRAF抑制剂(例如，维罗非尼、LY3009120、达拉非尼、LGX818)(例如，MEK抑制剂(例如，CH5126766/RO5126766、曲美替尼、MEK162、PDO325901)(例如，ERK抑制剂(例如，SCH772984))中。

附图说明

图1显示MTX-211对ERBB和PI3K家族成员有强效和高选择性。

图2显示MTX-211具有有利的代谢稳定性。

图3显示MTX-211具有有利的生物活性。

图4显示MTX-211调节细胞EGFR和PI3K途径信号传导。

图5示出了MTX-211对抗HCT-116(KRAS^mt)和RKO(BRAF^mt)肿瘤的单剂活性。

图6显示每天口服给药100mg/kg的MTX-211耐受良好。

图7A显示MTX-211和曲美替尼在体外在KRAS^mt和BRAF^mt模型中具有协同作用。

图7B示出了MTX-211和曲美替尼在RKO集落形成测定中的协同作用；从克隆形成测定分析获得的结果。

图8示出了MTX-211和曲美替尼在集落形成测定中的协同作用。

图9示出MTX-211/曲美替尼组合导致信号传导事件增强。

图10示出了MTX-211/曲美替尼组合对存活率(A、B、C)、Ki-67表达(D)，及关键信号传导分子激活(E)的影响。

图11示出了MTX-211/曲美替尼对KRAS突变体细胞系的作用；并且展示了MTX-211与MEK抑制剂曲美替尼对抗KRAS突变体(HCT-116)结直肠癌细胞的体外协同作用(数据获自细胞活力测定)。

图12示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图13示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图14示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用；并且展示了MTX-211与MEK抑制剂曲美替尼对抗BRAF突变体(RKO)结直肠癌细胞的体外协同作用(数据获自细胞活力测定)。

图15示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图16示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图17示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图18示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF肿瘤负荷的作用。

图19A示出了MTX-211/维罗非尼在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/LY3009120在RKO细胞系中的作用。

图19B示出了MTX-211/达拉非尼在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/LGX818在RKO细胞系中的作用。

图20A示出了MTX-211/考比替尼(Cobimetinib)在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/MEK162在RKO细胞系中的作用。

图20B示出了MTX-211/PD0325901在RKO细胞系中的作用，MTX-211/AZD6244在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/R05126766在RKO细胞系中的作用。

图21示出了MTX-211/SCH772984在RKO细胞系中的作用。

图22显示与MEK抑制剂组合时MTX-211的体内功效增强。

定义

如本文所用的术语“抗癌剂”是指在治疗过度增生性疾病诸如癌症(例如，在哺乳动物中，例如在人中)时使用的任何治疗剂(例如，化学治疗性化合物和/或分子治疗性化合物)、反义疗法、辐射疗法或手术干预。

本文所用的术语“前药”是指母体“药物”分子的药理学上无活性的衍生物，其需要在靶标生理系统内进行生物转化(例如，自发的或酶促的)才能释放活性药物或将前药转化(例如，酶促性、生理性、机械性、电磁性地转化)为活性药物。设计前药是为了克服与稳定性、水溶性、毒性、特异性的缺乏或有限的生物利用率相关的问题。示例性前药包含活性药物分子本身和化学掩蔽基团(例如，可逆地抑制药物活性的基团)。一些前药是具有在代谢条件下可断裂的基团的化合物的变型或衍生物。使用本领域已知的方法可以容易地由母体化合物制备前药，所述方法例如以下中描述的那些：A Textbook of DrugDesign andDevelopment,Krogsgaard-Larsen和H.Bundgaard(编辑),Gordon&Breach,1991，特别是第5章："Design and Applications of Prodrugs"；Design of Prodrugs,H.Bundgaard(编辑),Elsevier,1985；Prodrugs:Topical and Ocular Drug Delivery,K.B.Sloan(编辑),Marcel Dekker,1998；Methods in Enzymology,K.Widder等人(编辑)，第42卷，AcademicPress,1985，特别是第309-396页；Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery，第5版，M.Wolff(编辑),John Wiley&Sons,1995，特别是第1卷及第172-178页和第949-982页；Pro-Drugs as Novel Delivery Systems,T.Higuchi和V.Stella(编辑),Am.Chem.Soc.,1975；及Bioreversible Carriers in Drug Design,E.B.Roche(编辑),Elsevier,1987。

当示例性前药在生理条件下经历溶剂分解或经历酶促降解或其它生物化学转化(例如，磷酸化、氢化、脱氢、糖基化)时，在体内或体外变得具有药物活性。前药常常提供水溶性、组织相容性或在哺乳动物生物体中延迟释放的优点。(参见，例如Bundgard,Designof Prodrugs，第7-9、21-24页，Elsevier,Amsterdam(1985)；和Silverman,The OrganicChemistry of Drug Design and Drug Action，第352-401页，Academic Press,SanDiego,CA(1992))。常见的前药包括酸衍生物，诸如通过母体酸与合适的醇(例如，低级烷醇)反应制备的酯或通过母体醇与合适的羧酸(例如，氨基酸)反应制备的酯，通过母体酸化合物与胺反应制备的酰胺，碱性基团反应形成酰化碱衍生物(例如，低级烷基酰胺)，或含磷衍生物，例如磷酸酯、膦酸酯和氨基磷酸酯，包括环状磷酸酯、膦酸酯和氨基磷酸酯(参见，例如，美国专利申请公布US 2007/0249564 A1号；通过引用整体并入本文)。

如本文所用的术语“药学上可接受的盐”是指目标动物(例如，哺乳动物)中生理上耐受的本发明化合物的任何盐(例如，通过与酸或碱反应获得)。本发明化合物的盐可以衍生自无机或有机酸和碱。酸的实例包括但不限于盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、高氯酸、富马酸、马来酸、磷酸、乙醇酸、乳酸、水杨酸、琥珀酸、对甲苯磺酸、酒石酸、乙酸、柠檬酸、甲磺酸、乙磺酸、甲酸、苯甲酸、丙二酸、磺酸、萘-2-磺酸、苯磺酸等。其它酸，诸如草酸，虽然本身不是药学上可接受的，但可用于制备可用作用于获得本发明的化合物及其药学上可接受的酸加成盐的中间体的盐。

碱的实例包括但不限于碱金属(例如，钠)氢氧化物、碱土金属(例如，镁)氢氧化物、氨和式NW₄ ⁺的化合物(其中W为C_1-4烷基)等。

盐的实例包括但不限于：乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、硫酸氢盐、丁酸盐、柠檬酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、氟庚酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氯化物、溴化物、碘化物、2-羟基乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、苯丙酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐、十一酸盐等。盐的其它实例包括本发明化合物的阴离子与合适的阳离子如Na⁺、NH₄ ⁺和NW₄ ⁺(其中W为C_1-4烷基)等化合而成的盐。对于治疗用途，将本发明化合物的盐考虑为药学上可接受的。然而，非药学上可接受的酸和碱的盐也可用于例如制备或纯化药学上可接受的化合物。

如本文所用的术语“溶剂化物”是指本发明化合物与一种或多种溶剂分子(无论是有机的还是无机的)的物理结合。这种物理缔合常常包括氢键结合。在某些情况下，溶剂化物能够分离，例如，当一种或多种溶剂化物分子掺入在结晶固体的晶格中时。“溶剂化物”涵盖溶液相和可分离的溶剂化物。示例性的溶剂化物包括水合物、乙醇化物和甲醇化物。

如本文所用，术语“治疗有效量”是指足以引起病症的一种或多种症状改善，或预防病症进展，或引起病症消退的治疗剂的量。例如，关于癌症的治疗，在一个实施方案中，治疗有效量将是指降低肿瘤生长速率，降低肿瘤质量，减少转移数量，增加肿瘤进展时间，或增加存活时间至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少100％的治疗剂的量。

如本文所用，术语“增敏”和“使……对……变得敏感”是指通过施用第一剂(例如，本发明的喹唑啉化合物)，使动物或动物内的细胞对第二剂的生物学效应(例如，促进或延缓细胞功能的方面，包括但不限于细胞分裂、细胞生长、增殖、侵袭、血管生成、坏死或凋亡)更敏感或更具反应性。第一剂对靶细胞的增敏效应可以作为在施用和未施用第一剂的情况下在第二剂施用后观测到的预期生物学效应(例如，促进或延缓细胞功能的方面，包括但不限于细胞生长、增殖、侵袭、血管生成或凋亡)的差异来衡量。经增敏的细胞的反应可以与在第一剂不存在时的反应相比增加了至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、至少约100％、至少约150％、至少约200％、至少约250％、至少300％、至少约350％、至少约400％、至少约450％或至少约500％。

如本文所用，术语“凋亡失调”是指细胞通过凋亡经历细胞死亡的能力(例如，易感性)的任何异常。凋亡失调与多种病状相关或由多种病状诱导，所述病状的非限制性实例包括自身免性病症(例如，全身性红斑狼疮、类风湿性关节炎、移植物抗宿主病、重症肌无力或干燥综合征(syndrome))、慢性炎症性病状(例如，银屑病、哮喘或克罗恩病(Crohn's disease))、过度增生性病症(例如，肿瘤、B细胞淋巴瘤或T细胞淋巴瘤)、病毒感染(例如，疱疹、乳头瘤或HIV)，以及其它病状诸如骨关节炎和动脉粥样硬化。

如本文所用，术语“进行预防”、“加以预防”“预防”是指减少动物中病理细胞(例如，过度增生细胞或肿瘤细胞)的出现。预防可以是完全的，例如，受试者中完全不存在病理细胞。预防也可以是部分的，使得受试者中病理细胞的出现少于在不存在本发明的情况下出现的病理细胞。

术语“药学上可接受的载体”或“药学上可接受的媒介物”涵盖标准药物载体、溶剂、表面活性剂或媒介物中的任一种。合适的药学上可接受的媒介物包括水性媒介物和非水性媒介物。标准药物载体及其剂型(formulation)在Remington's PharmaceuticalSciences,Mack Publishing Co.,Easton,PA，1995年第19版中有描述。

具体实施方式

本发明解决了对治疗与KRAS和BRAF两者突变相关的癌症的改进方法的需要。实际上，在开发本发明实施方案的过程中进行的实验设计了一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的强效小分子。此类实验进一步确定此类双重EGFR/PI3K抑制剂与MAPK途径抑制剂(例如，曲美替尼)的组合对于治疗与KRAS和BRAF两者突变相关的癌症产生协同效应。

因而，本发明提供了一类新的具有喹唑啉结构、起到EGFR和PI3K双重抑制剂作用的小分子，及其用作用于治疗癌症和其它疾病的治疗剂(例如，与MAPK途径抑制剂组合)的用途。

因此，本发明考虑到，使患有癌症(例如，与KRAS和BRAF突变相关的癌症)(例如，和/或癌症相关病症)的动物(例如，人)暴露于治疗有效量的一种或多种抑制EGFR和PI3K两者活性的具有喹唑啉结构的药物(例如，具有喹唑啉结构的小分子)中，将彻底抑制此类癌细胞或支持细胞的生长和/或使此类细胞成为对癌症治疗药物或辐射疗法的细胞死亡诱导活性更敏感的群体。

而且，本发明考虑到通过与MAPK途径抑制剂组合治疗(例如，同时、不同时)来增强(例如，协同增强)此类治疗效果。实际上，本发明考虑到将EGFR和PI3K活性的双重抑制剂按以下两种方式施用来满足未被满足的治疗多种癌症类型的需要：作为单一疗法施用以诱导癌细胞的细胞生长抑制、凋亡和/或细胞周期阻滞，或者与一种或多种另外的剂诸如其它诱导细胞死亡或破坏细胞周期的癌症治疗药物(例如，MAPK途径抑制剂)或辐射疗法(组合疗法)一起以某种时间关系施用，以便使得与仅用单独的癌症治疗药物或辐射疗法治疗的动物中的细胞的相应比例相比，更大比例的癌细胞或支持细胞易于执行凋亡程序。

在特定实施方案中，提供了式I所涵盖的喹唑啉化合物：包括其药学上可接受的盐、溶剂化物和/或前药。

式I不限于针对R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z的特定化学半族。在一些实施方案中，针对R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z的特定化学半族独立地包括容许所得化合物抑制EGFR和PI3K两者活性的任何化学半族。在一些实施方案中，针对R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z的特定化学半族独立地包括容许所得化合物在单独施用或与MAPK途径抑制剂(例如，BRAF抑制剂(例如，维罗非尼、LY3009120、达拉非尼、LGX818)(例如，MEK抑制剂(例如，CH5126766/RO5126766、曲美替尼、MEK162、PDO325901)(例如，ERK抑制剂(例如，SCH772984))组合施用时有效地治疗与KRAS和BRAF突变相关的癌症的任何化学半族。

在一些实施方案中，R1为氢、卤素(例如，氯、氟)，或

在一些实施方案中，R2为氢、卤素(例如，氯、氟)，或甲氧基(例如，)。

在一些实施方案中，R3为氢、卤素(例如，氯、氟)、甲氧基，或吡啶-2-基甲氧基(例如，)。

在一些实施方案中，X1为氮或CH(例如，)。

在一些实施方案中，X2为氮或CH-腈(例如，)。

在一些实施方案中，Y为氢、NHSO₂CH₃，或NHSO₂CH₂CH₂N(CH₃)₂(例如，)。

在一些实施方案中，Z为氮或CH(例如，)。

在一些实施方案中，对于式I而言考虑到以下化合物：

(化合物MTX-151)，

(化合物MTX-153)，

(化合物MTX-160)，

(化合物MTX-161)，

(化合物MTX-162)，

(化合物MTX-163)，

(化合物MTX-184)，

(化合物MTX-201)，

(化合物MTX-202)，

(化合物MTX-211)，和

(化合物MTX-213)，

(化合物MTX-216)，

(化合物MTX-215)，

(化合物MTX-221)，

或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药。

本发明的一个重要方面是本发明的化合物诱导细胞周期阻滞和/或凋亡，并且还单独或响应于另外的凋亡诱导信号而增强细胞周期阻滞和/或凋亡的诱导。因此，考虑到这些化合物能使细胞对细胞周期阻滞和/或凋亡的诱导变得敏感，所述细胞包括对此类诱导刺激有抵抗力的细胞。本发明的双重EGFR和PI3K抑制剂(例如，喹唑啉化合物)可用于诱导任何可通过诱导凋亡治疗、改善或预防的病症中的凋亡。

在一些实施方案中，本发明的组合物和方法用于治疗动物(例如，哺乳动物患者，包括但不限于人和兽医动物)中的患病细胞、组织、器官或病理病状和/或疾病状态。在这方面，各种疾病和病理适合于使用本发明的方法和组合物进行治疗或预防。这些疾病和病状的非限制性示例性列表包括但不限于胰腺癌、乳腺癌、前列腺癌、淋巴瘤、皮肤癌、结肠癌、黑素瘤、恶性黑素瘤、卵巢癌、脑癌、原发性脑癌、头和颈癌、胶质瘤、胶质母细胞瘤、肝癌、膀胱癌、非小细胞肺癌、头或颈癌瘤、乳腺癌瘤、卵巢癌瘤、肺癌、小细胞肺癌、维尔姆斯瘤(Wilms'tumor)、宫颈癌、睾丸癌、膀胱癌、胰腺癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌瘤、泌尿生殖系统癌、甲状腺癌、食管癌、骨髓瘤、多发性骨髓瘤、肾上腺癌、肾细胞癌、子宫内膜癌、肾上腺皮质癌、恶性胰腺胰岛瘤、恶性类癌癌瘤、绒毛膜癌、蕈样霉菌病、恶性高钙血症、颈椎增生(cervical hyperplasia)、白血病、急性淋巴细胞白血病、慢性淋巴细胞白血病、急性髓性白血病、慢性髓性白血病、慢性粒细胞白血病、急性粒细胞白血病、毛细胞白血病、神经母细胞瘤、横纹肌肉瘤、卡波西肉瘤(Kaposi's sarcoma)、真性红细胞增多、原发性血小板增多症、霍奇金病(Hodgkin's disease)、非霍奇金淋巴瘤(non-Hodgkin's lymphoma)、软组织肉瘤、骨源性肉瘤、原发性巨球蛋白血症和视网膜母细胞瘤等、T细胞和B细胞介导的自身免疫性疾病；炎症性疾病；感染；过度增生性疾病；AIDS；退行性病状、血管疾病等。在一些实施方案中，受治疗的癌细胞是转移性的。

在其它实施方案中，受治疗的癌细胞对抗癌剂有抵抗力。

在其它实施方案中，所述病症是含有具有BRAF和KRAS活性的细胞的任何病症。

本发明的一些实施方案提供了施用有效量的本发明化合物和至少一种另外的治疗剂(包括但不限于化学治疗性抗肿瘤药、凋亡调节剂、抗微生物剂、抗病毒剂、抗真菌剂和抗炎剂)的方法和/或治疗技术(例如，手术干预和/或辐射疗法)。在特定实施方案中，所述的一种或多种另外的治疗剂为抗癌剂。

在一些实施方案，所述另外的治疗剂为MAPK途径抑制剂。MAPK途径抑制剂的实例包括但不限于BRAF抑制剂(例如，维罗非尼、LY3009120、达拉非尼、LGX818)、MEK抑制剂(例如，CH5126766/RO5126766、曲美替尼、MEK162、PDO325901)和/或ERK抑制剂(例如，SCH772984))。

考虑将许多合适的抗癌剂用于本发明的方法中。实际上，本发明考虑到但不限于施用许多抗癌剂，诸如：诱导凋亡的剂；多核苷酸(例如，反义、核酶、siRNA)；多肽(例如，酶和抗体)；生物模拟物；生物碱；烷化剂；抗肿瘤抗生素；抗代谢物；激素；铂类化合物；单克隆抗体或多克隆抗体(例如，与抗癌药物、毒素、防御素缀合的抗体)、毒素；放射性核素；生物反应调节剂(例如，干扰素(例如，IFN-α)和白细胞介素(例如，IL-2))；过继免疫治疗剂；造血生长因子；诱导肿瘤细胞分化的剂(例如，全反式维甲酸)；基因治疗试剂(例如，反义治疗试剂和核苷酸)；肿瘤疫苗；血管生成抑制剂；蛋白酶体抑制剂：NF-КB调节剂；抗CDK化合物；HDAC抑制剂；等等。适合于与所公开的化合物共同施用的化学治疗化合物和抗癌疗法的许多其它实例是本领域技术人员已知的。

在某些实施方案中，抗癌剂包括诱导或刺激凋亡的剂。诱导凋亡的剂包括但不限于辐射(例如，X射线、γ射线、UV)；肿瘤坏死因子(TNF)相关因子(例如，TNF家族受体蛋白、TNF家族配体、TRAIL、针对TRAIL-R1或TRAIL-R2的抗体)；激酶抑制剂(例如，表皮生长因子受体(EGFR)激酶抑制剂、血管生长因子受体(VGFR)激酶抑制剂、成纤维细胞生长因子受体(FGFR)激酶抑制剂、血小板源生长因子受体(PDGFR)激酶抑制剂和Bcr-Abl激酶抑制剂(诸如GLEEVEC))；反义分子；抗体(例如，HERCEPTIN、RITUXAN、ZEVALIN和AVASTIN)；抗雌激素(例如，雷洛昔芬(raloxifene)和他莫昔芬(tamoxifen))；抗雄激素(例如，氟他胺(flutamide)、比卡鲁胺(bicalutamide)、非那雄胺(finasteride)、氨基导眠能(aminoglutethamide)、酮康唑(ketoconazole)和皮质类固醇)；环氧合酶2(COX-2)抑制剂(例如，塞来昔布(celecoxib)、美洛昔康(meloxicam)、NS-398和非甾体抗炎药(NSAID))；抗炎药(例如，苯丁唑啉(butazolidin)、DECADRON、DELTASONE、地塞米松(dexamethasone)、地塞米松浓缩口服液(dexamethasone intensol)、DEXONE、HEXADROL、羟基氯喹、METICORTEN、ORADEXON、ORASONE、羟保泰松(oxyphenbutazone)、PEDIAPRED、保泰松(phenylbutazone)、PLAQUENIL、泼尼松龙(prednisolone)、泼尼松(prednisone)、PRELONE和TANDEARIL)；和癌症化学治疗药物(例如，伊立替康(irinotecan)(CAMPTOSAR)、CPT-11、氟达拉滨(fludarabine)(FLUDARA)、达卡巴嗪(dacarbazine)(DTIC)、地塞米松、米托蒽醌、MYLOTARG、VP-16、顺铂(cisplatin)、卡铂(carboplatin)、奥沙利铂(oxaliplatin)、5-FU、多柔比星(doxorubicin)、吉西他滨(gemcitabine)、硼替佐米(bortezomib)、吉非替尼(gefitinib)、贝伐单抗(bevacizumab)、TAXOTERE或TAXOL)；细胞信号传导分子；神经酰胺和细胞因子；星孢菌素(staurosporine)等。

在另一些其它实施方案中，本发明的组合物和方法提供本发明的化合物和至少一种选自以下的抗过度增生剂或抗肿瘤剂：烷化剂、抗代谢物和天然产物(例如，草药和其它植物和/或动物来源的化合物)。

适合用于本发明组合物和方法中的烷化剂包括但不限于：1)氮芥类(例如，二氯甲基二乙胺(mechlorethamine)、环磷酰胺、异环磷酰胺、美法仑(melphalan)(L-溶肉瘤素)；和苯丁酸氮芥)；2)乙烯亚胺和甲基三聚氰胺(例如，六甲基三聚氰胺和噻替派(thiotepa))；3)烷基磺酸盐(例如，白消安(busulfan))；4)亚硝基脲(例如，卡莫司汀(carmustine)(BCNU)；洛莫司汀(lomustine)(CCNU)；司莫司汀(semustine)(甲基-CCNU)；和链佐星(streptozocin)(链脲佐菌素(streptozotocin))；5)三氮烯类(例如，达卡巴嗪(DTIC；二甲基三氮烯基咪唑甲酰胺)。

在一些实施方案中，适合用于本发明组合物和方法中的抗代谢物包括但不限于：1)叶酸类似物(例如，甲氨蝶呤(氨甲蝶呤))；2)嘧啶类似物(例如，氟尿嘧啶(5-氟尿嘧啶；5-FU)、氟尿苷(氟脱氧尿苷；FudR)和阿糖胞苷(胞嘧啶阿拉伯糖苷))；和3)嘌呤类似物(例如，巯基嘌呤(6-巯基嘌呤；6-MP)、硫鸟嘌呤(6-硫鸟嘌呤；TG)和喷司他丁(pentostatin)(2'-脱氧助间型霉素))。

在另一些进一步实施方案中，适合用于本发明组合物和方法中的化学治疗剂包括但不限于：1)长春花生物碱(例如，长春碱(vinblastine)(VLB)、长春新碱(vincristine))；2)表鬼臼毒素(例如，依托泊苷(etoposide)和替尼泊苷(teniposide))；3)抗生素(例如，更生霉素(dactinomycin)(放线菌素D(actinomycin D))、柔红霉素(daunorubicin)(道诺霉素(daunomycin)；红比霉素(rubidomycin))、多柔比星(doxorubicin)、博来霉素(bleomycin)、普卡霉素(plicamycin)(光神霉素(mithramycin))和丝裂霉素(mitomycin)(丝裂霉素C))；4)酶(例如，L-天冬酰胺酶)；5)生物反应调节剂(例如，干扰素-α)；6)铂配位络合物(例如，顺铂(顺式-DDP)和卡铂)；7)蒽二酮类(例如，米托蒽醌)；8)经取代的脲(例如，羟基脲)；9)甲基肼衍生物(例如，丙卡巴肼(procarbazine)(N-甲基肼；MIH))；10)肾上腺皮质抑制剂(例如，米托坦(mitotane)(o,p’–DDD)和氨鲁米特(aminoglutethimide))；11)肾上腺皮质类固醇(例如泼尼松)；12)孕激素(例如，己酸羟孕酮、醋酸甲羟孕酮和醋酸甲地孕酮)；13)雌激素(例如，二乙基己烯雌酚(diethylstilbestrol)和乙炔雌二醇(ethinyl estradiol))；14)抗雌激素(例如，他莫昔芬)；15)雄激素(例如，丙酸睾酮和氟甲睾酮)；16)抗雄激素(例如，氟他胺)；和17)促性腺激素释放激素类似物(例如，亮丙瑞林(leuprolide))。

在癌症治疗背景下例行使用的任何溶瘤剂都可用于本发明的组合物和方法中。例如，美国食品和药物管理局保存了批准在美国使用的溶瘤剂的处方集。美国食品和药物管理局(U.S.F.D.A.)的国际对应机构保存了类似的处方集。表3提供了批准在美国使用的示例性抗肿瘤剂的列表。本领域的技术人员将理解，所有美国批准的化学治疗剂所需的“产品标签”描述了示例性剂的批准适应症、剂量信息、毒性数据等。

表3

抗癌剂还包括已经被鉴定具有抗癌活性的化合物。实例包括但不限于3-AP、12-O-十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯、17AAG、852A、ABI-007、ABR-217620、ABT-751、ADI-PEG 20、AE-941、AG-013736、AGRO100、阿拉诺新(alanosine)、AMG 706、抗体G250、抗瘤酮(antineoplaston)、AP23573、阿帕齐醌(apaziquone)、APC8015、阿替莫德(atiprimod)、ATN-161、阿曲生坦(atrasenten)、阿扎胞苷(azacitidine)、BB-10901、BCX-1777、贝伐单抗(bevacizumab)、BG00001、比卡鲁胺(bicalutamide)、BMS 247550、硼替佐米(bortezomib)、苔藓抑素-1(bryostatin-1)、布舍瑞林(buserelin)、骨化三醇(calcitriol)、CCI-779、CDB-2914、头孢克肟(cefixime)、西妥昔单抗(cetuximab)、CG0070，西仑吉肽(cilengitide)、氯法拉滨(clofarabine)、康普瑞汀A4磷酸酯(combretastatinA4phosphate)、CP-675,206、CP-724,714、CpG 7909、姜黄素(curcumin)、地西他滨(decitabine)、DENSPM、度骨化醇(doxercalciferol)、E7070、E7389、海鞘素743(ecteinascidin 743)、乙丙昔罗(efaproxiral)、依洛尼塞(eflornithine)、EKB-569、恩扎妥林(enzastaurin)、厄洛替尼(erlotinib)、依昔舒林(exisulind)、芬维A胺(fenretinide)、夫拉平度(flavopiridol)、氟达拉滨、氟他胺、福莫司汀(fotemustine)、FR901228、G17DT、加利昔单抗(galiximab)、吉非替尼(gefitinib)、染料木素(genistein)、葡磷酰胺(glufosfamide)、GTI-2040、组氨瑞林(histrelin)、HKI-272、高三尖杉酯碱(homoharringtonine)、HSPPC-96、hu14.18-白细胞介素-2融合蛋白、HuMax-CD4、伊洛前列素(iloprost)、咪喹莫特(imiquimod)、英夫利昔单抗(infliximab)、白细胞介素-12、IPI-504、伊洛福芬(irofulven)、伊沙匹隆(ixabepilone)、拉帕替尼(lapatinib)、来那度胺(lenalidomide)、来妥替尼(lestaurtinib)、亮丙瑞林、LMB-9免疫毒素、洛那法尼(lonafarnib)、鲁昔单抗(luniliximab)、马磷酰胺(mafosfamide)、MB07133、MDX-010、MLN2704、单克隆抗体3F8、单克隆抗体J591、莫特沙芬(motexafin)、MS-275、MVA-MUC1-IL2、尼鲁米特(nilutamide)、硝基喜树碱(nitrocamptothecin)、诺拉曲塞二氢氯化物(nolatrexed dihydrochloride)、诺瓦得士(nolvadex)、NS-9、O6-苄基鸟嘌呤、奥利默森钠(oblimersen sodium)、ONYX-015、奥戈伏单抗(oregovomab)、OSI-774、帕尼单抗(panitumumab)、铂尔定(paraplatin)、PD-0325901、培美曲塞(pemetrexed)、PHY906、吡格列酮(pioglitazone)、吡非尼酮(pirfenidone)、匹杉琼(pixantrone)、PS-341、PSC 833、PXD101、吡唑啉吖啶、R115777、RAD001、豹蛙酶(ranpirnase)、蝴蝶霉素(rebeccamycin)类似物、ruAngiostatin蛋白()、rhuMab 2C4、罗格列酮(rosiglitazone)、鲁吡替康(rubitecan)、S-1、S-8184、沙铂(satraplatin)、SB-、15992、SGN-0010、SGN-40、索拉非尼(sorafenib)、SR31747A、ST1571、SU011248、辛二酰苯胺异羟肟酸(suberoylanilidehydroxamic acid)、苏拉明(suramin)、他拉博司他(talabostat)、他仑帕奈(talampanel)、他立喹达(tariquidar)、坦西莫司(temsirolimus)、TGFa-PE38免疫毒素、沙利度胺(thalidomide)、胸腺法新(thymalfasin)、替比法尼(tipifarnib)、替拉扎明(tirapazamine)、TLK286、曲贝替定(trabectedin)、葡醛酸三甲曲沙(trimetrexateglucuronate)、TroVax、UCN-1、丙戊酸、长春氟宁(vinflunine)、VNP40101M、伏洛昔单抗(volociximab)、伏立诺他(vorinostat)、VX-680、ZD1839、ZD6474、齐留通(zileuton)和唑喹达(zosuquidar)三盐酸盐。

对于抗癌剂和其它治疗剂的更加详细的说明，本领域技术人员可参考许多说明手册，包括但不限于医师案头参考(Physician's Desk Reference)以及Goodman和Gilman的“Pharmaceutical Basis ofTherapeutics”第10版，Hardman等人编辑，2002。

本发明提供了将本发明的化合物与辐射疗法一起施用的方法。本发明不受用于向动物递送治疗剂量的辐射的类型、量或递送和施用系统的限制。例如，所述动物可接受光子辐射疗法、粒子束辐射疗法、其它类型的辐射疗法及其组合。在一些实施方案中，使用线性加速器向动物递送辐射。在另一些其它实施方案中，使用伽玛刀递送辐射。

辐射源可以是动物外部的或内部的。外部辐射疗法是最常见的并且涉及使用例如线性加速器引导一束高能辐射穿过皮肤到达肿瘤部位。虽然辐射束定位于肿瘤部位，但几乎不可能避免正常、健康组织的暴露。然而，动物通常可以很好地耐受外部辐射。内部辐射疗法涉及在体内的肿瘤部位处或附近植入辐射发射源，诸如珠粒、线、团粒、胶囊、颗粒等，包括使用特异性地靶向癌细胞的递送系统(例如，使用附着于癌细胞结合配体的颗粒)。此类植入物可以在治疗后取出，或无活性地留在体内。内部辐射疗法的类型包括但不限于近距离辐射疗法、间质照射、腔内照射、辐射免疫疗法等。

动物可任选地接受辐射增敏剂(例如，甲硝唑(metronidazole)、米索硝唑(misonidazole)、动脉内溴脱氧尿苷(Budr)、静脉内碘脱氧尿苷(IudR)、硝基咪唑、5-取代-4-硝基咪唑、2H-异吲哚二酮，[[(2-溴乙基)-氨基]甲基]-硝基-1H-咪唑-1-乙醇、硝基苯胺衍生物、DNA-亲和性低氧选择性细胞毒素、卤化DNA配体、1,2,4-苯并三嗪氧化物、2-硝基咪唑衍生物、含氟硝基唑衍生物、苯甲酰胺、烟酰胺、吖啶-嵌入剂、5-硫代四唑衍生物、3-硝基-1,2,4-三唑、4,5-二硝基咪唑衍生物、羟化替沙林(hydroxylated texaphrin)、顺铂、丝裂霉素、替拉扎明(tiripazamine)、亚硝基脲、巯基嘌呤、甲氨蝶呤、氟尿嘧啶、博来霉素、长春新碱、卡铂、表柔比星、多柔比星、环磷酰胺、长春地辛、依托泊苷、紫杉醇、热(热疗)等)、辐射防护剂(例如，半胱胺、氨基烷基二氢硫代磷酸酯、氨磷汀(WR 2721)、IL-1、IL-6等)。辐射增敏剂增强对肿瘤细胞的杀伤作用。辐射防护剂可保护健康组织免受辐射的有害影响。

可以向动物施用任何类型的辐射，只要动物耐受辐射剂量而没有不可接受的负面副作用。合适类型的辐射疗法包括例如电离(电磁)辐射疗法(例如，X射线或γ射线)或粒子束辐射疗法(例如，高能线性辐射)。电离辐射定义为包含具有足以产生电离(即获得或失去电子)的能量的粒子或光子的辐射(例如，如U.S.5,770,581中所述，其通过引用整体并入本文)。辐射的影响可以至少部分地由临床医生控制。在一个实施方案中，将辐射剂量分级以最大化靶细胞暴露并降低毒性。

在一个实施方案中，施用于动物的辐射总剂量为约.01戈瑞(Gy)至约100Gy。在另一个实施方案中，在整个治疗过程中施用约10Gy至约65Gy(例如，约15Gy、20Gy、25Gy、30Gy、35Gy、40Gy、45Gy、50Gy、55Gy或60Gy)。虽然在一些实施方案中完整剂量的辐射可在一天的过程中施用，但是理想的情况是将总剂量分级并在几天内施用。期望地，辐射疗法在至少约3天，例如至少5、7、10、14、17、21、25、28、32、35、38、42、46、52或56天(约1-8周)的过程中施用。因此，每日辐射剂量将包括大约1-5Gy(例如，约1Gy、1.5Gy、1.8Gy、2Gy、2.5Gy、2.8Gy、3Gy、3.2Gy、3.5Gy、3.8Gy、4Gy、4.2Gy或4.5Gy)或1-2Gy(例如，1.5-2Gy)。每日辐射剂量应该足以诱导对靶细胞的破坏。在一个实施方案中，如果延伸超过一段时间，则不每天施用辐射，从而允许动物休息并实现治疗效果。例如，期望地对于每周的治疗而言，连续5天施用辐射，2天不施用，从而允许每周休息2天。然而，辐射可以1天/周、2天/周、3天/周、4天/周、5天/周、6天/周或全部7天/周施用，这取决于动物的反应性和任何可能的副作用。辐射疗法可在治疗周期内的任何时间开始。在一个实施方案中，辐射在第1周或第2周开始，并且在治疗周期的剩余持续时间内施用。例如，对于治疗例如实体瘤，在包含6周的治疗周期的第1-6周或第2-6周内施用辐射。可替代地，在包含5周的治疗周期的第1-5周或第2-5周内施用辐射。然而，这些示例性辐射疗法施用方案并非旨在限制本发明。

抗微生物治疗剂也可用作本发明的治疗剂。可以使用能够杀伤、抑制或以其它方式减弱微生物功能的任何剂，以及任何考虑到具有此类活性的剂。抗微生物剂包括但不限于单独或组合使用的天然和合成抗生素、抗体、抑制蛋白(例如，防御素)、反义核酸、膜破坏剂等。实际上，可以使用任何类型的抗生素，包括但不限于抗菌剂、抗病毒剂、抗真菌剂等。

在本发明的一些实施方案中，本发明的化合物和一种或多种治疗剂或抗癌剂在以下的一种或多种条件下施用给动物：按不同周期，按不同持续时间，以不同浓度，通过不同的施用途径等。在一些实施方案中，所述化合物在治疗剂或抗癌剂之前施用，例如在治疗剂或抗癌剂施用前0.5、1、2、3、4、5、10、12或18小时，1、2、3、4、5或6天，或1、2、3或4周施用。在一些实施方案中，所述化合物在治疗剂或抗癌剂之后施用，例如在抗癌剂施用后0.5、1、2、3、4、5、10、12或18小时，1、2、3、4、5或6天，或1、2、3或4周施用。在一些实施方案中，所述化合物和所述治疗剂或抗癌剂并行施用但按不同的时间表施用，例如，所述化合物每天施用，而所述治疗剂或抗癌剂每周施用一次，每两周施用一次，每三周施用一次，或每四周施用一次。在其它实施方案中，所述化合物每周施用一次，而所述治疗剂或抗癌剂每天施用，每周施用一次，每两周施用一次，每三周施用一次，或每四周施用一次。

本发明范围内的组合物包括本发明化合物以有效实现其预期目的的量包含在其中的所有组合物。虽然个体需求不同，但确定每种组分的有效量的最佳范围在本领域技术范围内。通常，所述化合物可以口服施用给哺乳动物(例如人)，剂量为按因对凋亡诱导有反应的病症而接受治疗的哺乳动物的体重每天0.0025mg至50mg/kg或所述化合物的药学上可接受的盐的等效量。在一个实施方案中，口服施用约0.01至约25mg/kg以治疗、改善或预防此类病症。对于肌内注射，剂量一般约为口服剂量的一半。例如，合适的肌内剂量将为约0.0025至约25mg/kg，或约0.01至约5mg/kg。

单位口服剂量可包含约0.01至约1000mg，例如约0.1至约100mg的所述化合物。单位剂量可以作为一个或多个片剂或胶囊每天施用一次或多次，每个片剂或胶囊含有约0.1至约10mg，方便地约0.25至50mg的所述化合物或其溶剂化物。

在外用剂型中，所述化合物可以以每克载体约0.01至100mg的浓度存在。在一个实施方案中，所述化合物以约0.07-1.0mg/ml，例如约0.1-0.5mg/ml的浓度存在，并且在一个实施方案中，以约0.4mg/ml的浓度存在。

除了将所述化合物作为原始化学制品施用外，本发明的化合物还可以作为含有合适的药学上可接受的载体的药物制剂的一部分施用，所述载体包括有助于将所述化合物加工成可以在药学上使用的制剂的赋形剂和助剂。制剂，特别是那些可口服或外用施用并可用于一种施用类型的制剂，诸如片剂、糖衣丸、缓释锭剂和胶囊、口腔清洗剂和漱口水、凝胶、液体悬浮液、护发素(hair rinse)、发胶、洗发水以及还有可以直肠施用的制剂，诸如栓剂，以及通过静脉输注、注射、外用或口服施用的合适溶液，含有与赋形剂在一起的约0.01-99％，在一个实施方案中约0.25-75％的一种或多种活性化合物。

本发明的药物组合物可以施用给任何可能经历本发明化合物的有益效果的患者。此类患者中最重要的是哺乳动物，例如人，但本发明并不限于此。其它患者包括兽医动物(牛、绵羊、猪、马、狗、猫等)。

所述化合物及其药物组合物可以通过实现其预期目的的任何方式施用。例如，可以通过肠胃外、皮下、静脉内、肌内、腹膜内、透皮、经颊、鞘内、颅内、鼻内或外用途径施用。可替代地，或并行地，可通过口服途径施用。施用剂量将取决于接受者的年龄、健康状况和体重，并行治疗的种类(如果有的话)，治疗频率和期望效果的性质。

本发明的药物制剂以本身已知的方式制备，例如，通过常规的混合、制粒、制糖衣丸、溶解或冻干工艺制备。因此，供口服使用的药物制剂可以通过如下方式获得：将活性化合物与固体赋形剂混合，任选地研磨所得混合物，并且如果需要或有必要的话，在添加合适的助剂后对颗粒混合物进行加工，以获得片剂或糖衣丸核。

合适的赋形剂为，尤其填充剂，诸如糖类(例如乳糖或蔗糖)、甘露糖醇或山梨糖醇、纤维素制剂和/或磷酸钙(例如磷酸三钙或磷酸氢钙)，以及粘合剂(诸如淀粉糊)，所述粘合剂使用例如玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、明胶、黄蓍胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和/或聚乙烯吡咯烷酮。如果需要，可以添加崩解剂，诸如上面提到的淀粉以及还有羧甲基淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或海藻酸或其盐(诸如海藻酸钠)。首先，助剂是流动调节剂和润滑剂，例如二氧化硅、滑石、硬脂酸或其盐(例如硬脂酸镁或硬脂酸钙)和/或聚乙二醇。糖衣丸核具有合适的包衣，如果需要，包衣能抵抗胃液。为此目的，可以使用浓缩的糖溶液，其可以任选地含有阿拉伯树胶、滑石、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和/或二氧化钛、漆溶液和合适的有机溶剂或溶剂混合物。为了制得抵抗胃液的包衣，使用合适的纤维素制剂诸如乙酰纤维素邻苯二甲酸酯或羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯的溶液。可以将染料或色素添加到片剂或糖衣丸包衣中，例如，用于鉴定或以便表征活性化合物剂量的组合。

可口服使用的其它药物制剂包括由明胶制成的推入配合式胶囊，以及由明胶和增塑剂(诸如甘油或山梨糖醇)制成的密封软胶囊。推入配合式胶囊可含有颗粒形式的活性化合物，其可与填充剂(诸如乳糖)、粘合剂(诸如淀粉)和/或润滑剂(诸如滑石或硬脂酸镁)和任选的稳定剂混合。在软胶囊中，在一个实施方案中活性化合物溶解或悬浮在合适的液体(例如脂肪油或液体石蜡)中。另外，可以添加稳定剂。

可以直肠使用的可能的药物制剂包括例如栓剂，其由一种或多种活性化合物与栓剂基质的组合组成。合适的栓剂基质是，例如天然或合成的甘油三酯或石蜡烃。另外，还可以使用由活性化合物与基质的组合组成的明胶直肠胶囊。可能的基质材料包括，例如液体甘油三酯，聚乙二醇或石蜡烃。

用于肠胃外施用的合适剂型包括水溶形式的活性化合物的水溶液，例如水溶性盐和碱性溶液。另外，活性化合物悬浮液可以作为适当的油性注射悬浮液施用。合适的亲脂性溶剂或媒介物包括脂肪油例如芝麻油，或合成的脂肪酸酯例如油酸乙酯或甘油三酯或聚乙二醇-400。水性注射悬浮液可含有增加悬浮液粘度的物质，包括例如羧甲基纤维素钠、山梨糖醇和/或葡聚糖。任选地，悬浮液还可含有稳定剂。

在一个实施方案中，通过选择适当的载体将本发明的外用组合物调配成油状物、霜剂、洗剂、膏剂等。合适的载体包括植物油或矿物油、白凡士林(白色软石蜡)、支链脂肪或油、动物脂肪和高分子量醇(大于C₁₂)。所述载体可以是活性成分可溶于其中的那些载体。如果需要，还可包括乳化剂、稳定剂、湿润剂和抗氧化剂以及赋予颜色或香味的剂。另外，在这些外用剂型中可以使用透皮渗透增强剂。此类增强剂的实例可以在美国专利第3,989,816号和第4,444,762号中找到；其各自通过引用整体并入本文。

膏剂可以通过将活性成分在植物油(诸如杏仁油)中的溶液与热的软石蜡混合并且使混合物冷却来调配。此类膏剂的典型实例是按重量计包含约30％杏仁油和约70％白色软石蜡的膏剂。通过将活性成分溶解在合适的高分子量醇诸如丙二醇或聚乙二醇中，可以方便地制备洗剂。

本领域的普通技术人员将容易认识到，前述内容仅代表对本发明某些优选实施方案的详细描述。上述组合物和方法的各种修改和改变可以容易地使用本领域可获得的专业知识来实现，并且在本发明的范围内。

实施例

以下实施例是对本发明的化合物、组合物和方法的说明而非限制。临床治疗中通常遇到的并且对于本领域技术人员显而易见的各种条件和参数的其它合适的修改和改变都在本发明的精神和范围内。

实施例I.

图1显示本发明的化合物对ERBB和PI3K家族成员有强效和高选择性。

表1给出了本发明的特定化合物抑制EGFR和PI3K的IC50值。

表1

表2给出了本发明的特定化合物的小鼠和人微粒体稳定性。

表2

图2显示MTX-211具有有利的代谢稳定性。

图3显示MTX-211具有有利的生物活性。

图4显示MTX-211调节细胞EGFR和PI3K途径信号传导。

图5示出了MTX-211对抗HCT-116(KRAS^mt)和RKO(BRAF^mt)肿瘤的单剂活性。

图6显示每天口服给药100mg/kg的MTX-211耐受良好。

图7A显示MTX-211和曲美替尼在体外在KRAS^mt和BRAF^mt模型中具有协同作用。

图7B示出了MTX-211和曲美替尼在RKO集落形成测定中的协同作用；从克隆形成测定分析获得结果。

图8示出了MTX-211和曲美替尼在集落形成测定中的协同作用。

图9显示MTX-211/曲美替尼组合导致信号传导事件增强。

图10示出了MTX-211/曲美替尼组合对存活率(A、B、C)，Ki-67表达(D)，及关键信号传导分子激活(E)的影响。

图11示出了MTX-211/曲美替尼对KRAS突变体细胞系的作用；并且展示了MTX-211与MEK抑制剂曲美替尼对抗KRAS突变体(HCT-116)结直肠癌细胞的体外协同作用(数据获自细胞活力测定)。

图12示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图13示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图14示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF突变体细胞系的作用；并且展示了MTX-211与MEK抑制剂曲美替尼之间对抗BRAF突变体(RKO)结直肠癌细胞的体外协同作用(数据获自细胞活力测定)。

图15示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图16示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图17示出了MTX-211/维罗非尼对BRAF突变体细胞系的作用。

图18示出了MTX-211/曲美替尼对BRAF肿瘤负荷的作用。

图19A示出了MTX-211/维罗非尼在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/LY3009120在RKO细胞系中的作用。

图19B示出了MTX-211/达拉非尼在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/LGX818在RKO细胞系中的作用。

图20A示出了MTX-211/考比替尼在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/MEK162在RKO细胞系中的作用。

图20B示出了MTX-211/PD0325901在RKO细胞系中的作用，MTX-211/AZD6244在RKO细胞系中的作用，以及MTX-211/R05126766在RKO细胞系中的作用。

图21示出了MTX-211/SCH772984在RKO细胞系中的作用。

图22显示与MEK抑制剂组合时MTX-211的体内功效增强。

实施例II.

该实施例描述了用于实施例I的材料和方法。

细胞培养和抑制剂

从美国模式培养物保藏所(American Type Culture Collection，ATCC)获得HCT-116和RKO细胞。将HCT-116细胞保持在补充有10％FBS(HyClone)、1％GlutaMax(Invitrogen)和1％青霉素链霉素(Invitrogen)的McCoy’s 5A培养基(Invitrogen)中。将RKO细胞保持在补充有10％FBS(HyClone)、1％GlutaMax(Invitrogen)和1％青霉素链霉素(Invitrogen)的EMEM培养基(Lonza)中。将所有细胞在37℃下于5％CO₂中孵育。由密歇根大学DNA测序中心使用短串联重复序列分析进行细胞系验证。

药物

对于细胞研究，将药物以10mmol/L的浓度溶解在DMSO中并将原液储存在-20℃下。

细胞活力测定

对于生长抑制分析，将细胞接种在白色壁/透明底的经组织培养处理的96孔板中并使其粘附24小时，然后添加含有MTX-211、MAP激酶途径抑制剂或这两种药物组合的连续稀释液的生长培养基。对照孔接受最终浓度为0.2％的DMSO。在药物或DMSO持续存在下孵育细胞3天并使用CellTiter-Glo(Promega)测量活力。将活力计算为占经DMSO处理的细胞的百分比。每种不同的药物处理条件，进行四次重复。使用GraphPad Prism 6(GraphPadSoftware)，使用利用S型剂量-反应的非线性回归曲线拟合对数据建模。使用Combenefit软件(Cancer Research UK Cambridge Institute)进行协调作用计算。

集落形成测定

对于每种细胞系，向6孔板中每孔中接种500个细胞，每个处理条件重复6次。让细胞附着过夜。用MTX-211、曲美替尼或组合以图例中指示的浓度处理细胞。十天后，用10％中性缓冲福尔马林(NBF)固定细胞，并用0.1％结晶紫染色。使用OpenCFU开放访问软件对集落计数。将定量用平均值±SEM表示。在评估不同处理条件时，使用单因素方差分析(one-wayANOVA)检验进行统计分析。

蛋白质印迹

使细胞或肿瘤在NP-40裂解缓冲液[25mmol/L Tris-HCl(pH 7.6)、150mmol/LNaCl、1％Nonidet P-40、10％甘油、1mmol/L EDTA、1mmol/L二硫苏糖醇和蛋白酶和磷酸酶抑制剂]中裂解，在4℃下震动30分钟，并在4℃下以13,200rpm离心20分钟。通过BioRad蛋白质测定来确定蛋白质浓度并且随后对裂解物进行SDS凝胶电泳。将蛋白质转移到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上，并用识别p-EGFR(tyr1068)、EGFR、p-HER2(tyr1248)、HER2、p-AKT(ser473)、p-AKT(thr308)、AKT、pERK1/2(thr202/tyr204)、ERK1/2、pS6K(ser235/236)、S6K和切割的PARP(全部来自于Cell Signaling Technology)和β-肌动蛋白(Abcam)的一抗进行探测。在与抗家兔HRP连接的二抗(Jackson ImmunoResearch Laboratories,Inc.)一起孵育后，使用化学发光(GE Healthcare)来检测蛋白质。

异种移植物研究

对于由患者来源的异种移植物(PDX)模型(UM CRC 14-929和UM CRC 15-1269)建立的异种移植物研究，在6至7周龄的雌性NCR裸小鼠(来自于Taconic的CrTac:NCr-Foxn1nu)的右腋窝区皮下植入低传代PDX肿瘤碎片(30mg)。对于由细胞系(CT-26)建立的异种移植物研究，将细胞注射(每次注射1X 10⁶个细胞)到6至7周龄的雌性NCR裸小鼠的侧腹。在这两种情况下，将小鼠随机分入治疗组并且在肿瘤达到100至200mg时开始治疗。将MTX-211和曲美替尼或MEK162作为在5％二甲亚砜和95％聚乙二醇中的溶液(MTX-211)以及在0.5％HPMC与0.2％吐温-80(Tween-80)中的微细悬浮液(曲美替尼和MEK162)，根据个体动物的体重(0.2mL/20g)通过口服强饲而每天施用。每周测量皮下肿瘤体积和体重两次至三次。通过用卡尺测量两条垂直直径并使用公式：肿瘤体积1/4(长x宽²)/2来计算肿瘤体积。在治疗最后一天，通过将经治疗肿瘤的中值重量除以对照肿瘤的中值重量并乘以100来计算治疗组/对照组百分比(％T/C)。使用单侧非配对T-检验来评估媒介物对照和MTX-211治疗的小鼠之间的差异。将部分反应者(PR)定义为与开始治疗时的基线肿瘤体积相比，肿瘤体积减小>50％。对于寿命测定，每天如指示的那样对小鼠进行治疗，直至它们的单独肿瘤负荷超过1000mg，此时对小鼠施安乐死。通过将寿命的中值增量(天数)除以媒介物对照组的中值存活时间来计算寿命增量。进行对数秩(Mantel-Cox)检验以比较治疗组之间的存活率差异。与对动物的操作、照护和治疗有关的所有程序均依照密歇根大学的机构动物护理及使用委员会指导方针进行。

免疫组织化学

将组织在10％NBF中固定，包埋在石蜡中并根据标准程序切片。从Abcam(ab15580)获得Ki67抗体。使用3D Histotech Panoramic SCAN II扫描切片。使用CaseViewer软件捕获图像。用Nikon E-800显微镜、Olympus DP71数字照相机和DP Controller软件拍摄图像。为了进行染色定量，在×40物镜放大倍数下从染色的切片获得代表性图像用于ImmunoRatio分析。对于每种治疗条件，分析来自于四个单独肿瘤的5个代表性视野。在ImmunoRatio软件中使用基本模式分析图像。将定量表示为平均值±SEM。在评估不同的治疗条件时，使用单因素ANOVA检验进行统计分析。

现在已经全面描述了本发明，本领域的技术人员将理解，在不影响本发明或其任何实施方案的范围的情况下，可以在条件、剂型和其它参数的广泛而等效范围内进行相同的操作。本文引用的所有专利、专利申请和出版物均通过引用整体并入本文。

通过引用本文

本文提及的每个专利文件和科学论文的全部公开内容通过引用并入本文用于所有目的。

等同方案

在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其它特定形式实施。因此，前述实施方案在所有方面都被认为是说明性的，而不限制本文所述的发明。因此，本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的描述指明，并且落在权利要求书的等同含义和范围内的所有变化都旨在包括在其中。

Claims (33)

1.一种具有式I的化合物：包括其药学上可接受的盐、溶剂化物和/或前药，其中R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z独立地包括容许所得化合物抑制EGFR和PI3K两者活性的任何化学半族

2.根据权利要求1所述的化合物，其中R1、R2、R3、X1、X2、Y或Z独立地包括容许所得化合物在单独施用或与MAPK途径抑制剂组合施用时有效地治疗与KRAS和BRAF突变相关的癌症的任何化学半族

3.根据权利要求1所述的化合物，其中R1为氢、卤素(例如，氯、氟)m，或

4.根据权利要求1所述的化合物，其中R2为氢、卤素(例如，氯、氟)，或甲氧基(例如，)。

5.根据权利要求1所述的化合物，其中R3为氢、卤素(例如，氯、氟)、甲氧基，或吡啶-2-基甲氧基(例如，)。

6.根据权利要求1所述的化合物，

其中X1为氮或CH(例如，)，和/或

其中X2为氮或C-腈(例如，)。

7.根据权利要求1所述的化合物，其中Y为氢、NHSO₂CH₃，或NHSO₂CH₂CH₂N(CH₃)₂(例如，)。

8.根据权利要求1所述的化合物，其中Z为氮或CH(例如，)。

9.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的组：

或其药学上可接受的盐、溶剂化物或前药。

10.一种药物组合物，其包含权利要求1所述的化合物。

11.一种治疗、改善或预防患者的过度增生性疾病的方法，其包括向所述患者施用治疗有效量的权利要求10所述的药物组合物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述过度增生性疾病为癌症。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述癌症与突变体BRAF和KRAS相关。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述癌症为结直肠癌、胰腺癌、黑素瘤或非小细胞肺癌。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述患者为人患者。

16.根据权利要求11所述的方法，其还包括向所述患者施用一种或多种抗癌剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述抗癌剂为MAPK途径抑制剂。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述MAPK途径抑制剂选自BRAF抑制剂、MEK抑制剂和ERK抑制剂。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述BRAF抑制剂选自维罗非尼、LY3009120、达拉非尼和LGX818。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述MEK抑制剂选自CH5126766/RO5126766、曲美替尼、MEK162和PDO325901。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述ERK抑制剂为SCH772984。

22.根据权利要求16所述的方法，其中所述抗癌剂为化学治疗剂和/或辐射疗法。

23.一种试剂盒，其包含权利要求1所述的化合物和向患有过度增生性疾病的患者施用所述化合物的说明书。

24.根据权利要求23所述的试剂盒，其中所述过度增生性疾病为癌症。

25.根据权利要求24所述的试剂盒，其中所述癌症与突变的BRAF和KRAS相关。

26.根据权利要求24所述的试剂盒，其中所述癌症为结直肠癌、胰腺癌、黑素瘤或非小细胞肺癌。

27.根据权利要求23所述的试剂盒，其还包含一种或多种抗癌剂。

28.根据权利要求27所述的试剂盒，其中所述抗癌剂为化学治疗剂。

29.根据权利要求27所述的试剂盒，其中所述抗癌剂为MAPK途径抑制剂。

30.根据权利要求29所述的试剂盒，其中所述MAPK途径抑制剂选自BRAF抑制剂、MEK抑制剂和ERK抑制剂。

31.根据权利要求30所述的试剂盒，其中所述BRAF抑制剂选自维罗非尼、LY3009120、达拉非尼和LGX818。

32.根据权利要求30所述的试剂盒，其中所述MEK抑制剂选自CH5126766/RO5126766、曲美替尼、MEK162和PDO325901。

33.根据权利要求30所述的试剂盒，其中所述ERK抑制剂为SCH772984。