CN118078850A - 用于癌症治疗的脱氧胞苷或尿苷衍生物 - Google Patents

用于癌症治疗的脱氧胞苷或尿苷衍生物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于治疗(特别用于治疗癌症)的式(I)化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：式中X、W1、W2、Y、Z、R1、R2和R3如本文所定义。本发明还涉及治疗癌症的方法，包括向需要的受试者施用式(I)化合物。本发明还涉及包含这种化合物的药物组合物和试剂盒。

Description

用于癌症治疗的脱氧胞苷或尿苷衍生物
本申请是申请日为2020年02月03日、申请号为202080011688.7、名称为“用于癌症治疗的脱氧胞苷或尿苷衍生物”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于治疗，特别是用于治疗或预防癌症的化合物。本发明还涉及包含此类化合物的药物制剂以及此类药物制剂在治疗中的用途，特别是在治疗或预防癌症中的用途。本发明还涉及用于与已知抗癌剂联合治疗的此类化合物。因此，本发明涉及本发明化合物单独以及与一种以上额外或另外的抗癌剂组合在癌症治疗或预防中的用途。本发明还涉及单独或与一种以上另外的抗癌剂组合使用本发明化合物来治疗或预防癌症的方法。
背景技术
癌症是一种以失去对细胞生长和增殖的适当控制为特征的疾病。美国癌症协会估计，2010年美国境内新发癌症病例超过150万，估计当年约有570,000人死于癌症。世界卫生组织估计，癌症是2010年全球主要的死亡原因，到2030年，每年因癌症造成的死亡人数将增加到1200万。
虽然有许多可用的疗法，但对已知抗癌药物的耐药性对患者癌症的成功治疗是一个问题。仍然存在对另外的癌症疗法的需要。
在某些情况下，需要能够杀死多种癌细胞类型的抗癌剂。氟尿嘧啶(Fluorouracil，5-FU)是一种这样的抗癌剂，通常用于治疗多种癌症。
然而，许多能够杀死多种癌细胞类型的抗癌剂也会杀死非癌细胞，例如正在分裂的正常健康细胞。这在某些情况下是有问题的，因此还需要对非癌细胞无细胞毒性的广泛细胞毒性抗癌剂。此外，需要更具有特异性细胞毒性的抗癌剂，即，其杀死更小范围的癌细胞类型。这种更具特异性的抗癌剂不太可能具有不希望的脱靶效应。
多形性胶质母细胞瘤(Glioblastoma multiforme)是中枢神经系统最常见和最具侵袭性的癌症。多形性胶质母细胞瘤是儿童中第二常见的癌症。被诊断患有多形性胶质母细胞瘤的成年人在肿瘤学方面有一些最高的无法满足的需求。使用目前可用的治疗方法，诊断后的平均生存期为14.6个月。诊断为多形性胶质母细胞瘤的患者中，只有不到5％的患者存活时间超过5年。多形性胶质母细胞瘤诊断后的长期生存很少见，且通常在儿童中发生。
目前的疗法主要是保守的，旨在提高生活质量。诊断后，目前的多形性胶质母细胞瘤治疗遵循类似的过程：手术切除受影响的大脑区域，预计患者可以在手术后存活，然后进行放疗和化疗。多形性胶质母细胞瘤在受感染的大脑中形成触手状结构；因此，即使有指征的完全手术切除也是具有挑战性的，而且通常是不可能的。除了手术干预和放射治疗外，还有三种药物被批准用于多形性胶质母细胞瘤的治疗：
1)阿瓦斯汀(Avastin)(RTM)(bevacizumab)—一种具有多种肿瘤适应症的血管生成抑制剂。阿瓦斯汀(RTM)被认为通过抑制肿瘤内新血管的发育来抑制肿瘤生长，从而有效地使肿瘤处于饥饿状态。Avastin(RTM)在美国和日本获得批准；然而，阿瓦斯汀(RTM)在欧盟未被批准用于GBM治疗。事实上，II期试验表明阿瓦斯汀(RTM)没有产生总体生存益处(NCI 06-C-0064E)。虽然在某些试验中，阿瓦斯汀(RTM)略微提高了无进展生存期，但患者获益通常是微不足道的，并且阿瓦斯汀(RTM)治疗对复发性多形性胶质母细胞瘤的患者没有任何益处。
2)替莫唑胺(Temodal(RTM)/Temodar(RTM))(4-甲基-5-氧代-2,3,4,6,8-五氮杂双环[4.3.0]壬-2,7,9-三烯-9-甲酰胺)—一种诱变DNA烷化剂；还具有通用结构。替莫唑胺被认为通过使肿瘤DNA严重突变以诱导细胞死亡来抑制多形性胶质母细胞瘤的生长。由于该作用机制，表达DNA修复蛋白MGMT的细胞几乎普遍对替莫唑胺治疗具有抗性。替莫唑胺治疗可将总生存期提高2.5个月。同时，替莫唑胺治疗往往会引起显著的副作用。替莫唑胺是多形性胶质母细胞瘤的主要治疗方法。
3)Gliadel(RTM)(卡莫司汀膜剂)(1,3-双(2-氯乙基)-1-亚硝基脲)—一种具有细胞毒性的氮芥。它以生物降解膜片(disc)的形式在手术切除肿瘤后直接植入大脑。一项随机试验表明Gliadel(RTM)将中位生存期提高了2.1个月。与替莫唑胺治疗的患者相比，接受Gliadel(RTM)治疗的患者报告的副作用更少且更轻；然而，与替莫唑胺相比，总体存活率降低。
仍然存在对用于治疗多形性胶质母细胞瘤和其他癌症的其他抗癌剂的需求。特别地，仍然存在对有效治疗对替莫唑胺治疗有抗性的癌症的抗癌剂的需求。
人蛋白胞苷脱氨酶(CDA)分别催化胞苷和脱氧胞苷水解脱氨成尿苷和脱氧尿苷。一些已知的抗癌剂是核苷/核苷酸类似物，例如吉西他滨(2,2-二氟脱氧胞苷)和阿糖胞苷(Ara-C，阿糖胞苷)。CDA有害地使此类抗癌剂(包括吉西他滨和阿糖胞苷)失活。仍然存在对不被CDA灭活的其他抗癌剂的需求。
发明内容
本发明人发现了一类选定的化合物，它们在治疗多形性胶质母细胞瘤和多种其他癌症中表现出活性。此类化合物适用于抑制一般肿瘤细胞的增殖，特别是与脑癌，特别是多形性胶质母细胞瘤相关的那些肿瘤细胞。
在第一方面，本发明提供用于治疗的式(I)化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：
式中：
X是包含1至20个非氢原子的基团，其包含至少一个选自醛、醇、受保护的醇、醚、酯和羧酸的官能团，并且X不是-COOH；
W1和W2为各自独立的O、S或NH；
Y是H或含有1至15个非氢原子的基团；
Z为-OPG、-ORz或-N(RxRy)，其中Rx、Ry和Rz独立地为H或含有1至10个非氢原子的基团；
R1是H或含有1至15个非氢原子的基团；
R2是H、-OH、-OPG、-F、-Cl、-Br、-I或-N3；和
R3是H、-F、-Cl、-Br、-I或-N3；
其中PG是醇保护基团，例如乙酰基(Ac)、苄基(Bn)或苯甲酰基(Bz)。
本发明的化合物特别用于治疗或预防癌症。因此，在另一方面，本发明提供用于治疗或预防癌症的式(I)化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：
式中：
X是包含1至20个非氢原子的基团，其包含至少一个选自醛、醇、受保护的醇、醚、酯和羧酸的官能团，并且X不是-COOH；
W1和W2为各自独立地O、S或NH；
Y是H或含有1至15个非氢原子的基团；
Z为-OPG、-ORz或-N(RxRy)，其中Rx、Ry和Rz独立地为H或含有1至10个非氢原子的基团；
R1是H或含有1至15个非氢原子的基团；
R2是H、-OH、-OPG、-F、-Cl、-Br、-I或-N3；和
R3是H、-F、-Cl、-Br、-I或-N3；
其中PG是醇保护基团，例如乙酰基(Ac)、苄基(Bn)或苯甲酰基(Bz)。
本发明适用于任何癌症。癌症在本文中被广义地定义为包括任何肿瘤性病症，并且特别包括恶性或癌前病症。癌症可能引发、导致或表现在实体瘤中，但不限于此，并且还包括造血系统的癌症。自始至终，术语“癌症”和“癌细胞”可互换使用。自始至终，术语“肿瘤”和“肿瘤细胞”可互换使用。良性肿瘤和恶性肿瘤也包括在本文使用的术语癌症中，即术语癌症和肿瘤可互换使用。优选治疗恶性肿瘤。
因此，换言之，本发明提供了用于治疗或预防肿瘤的式(I)化合物。
或者，本发明提供用作抗癌剂的式(I)化合物。或者，本发明提供式(I)化合物用于治疗或预防癌症的用途。
或者，本发明提供用作抗肿瘤剂的式(I)化合物。或者，本发明提供式(I)化合物用于治疗或预防肿瘤的用途。
或者，本发明的这个方面提供了式(I)化合物在制备抗癌症治疗产品(即制剂或药物，例如药物组合物、制剂、组合产品、共配制产品或试剂盒)的用途，或替代地，式(I)化合物用于制备用作抗癌剂或治疗或预防癌症的药物的用途。
或者，本发明的这个方面提供了式(I)化合物在制备抗肿瘤治疗产品(即制剂或药物，例如药物组合物、制剂、组合产品、共配制产品或试剂盒)的用途，或替代地，式(I)化合物用于制备用作抗肿瘤剂或治疗或预防肿瘤的药物的用途。
在另一方面，本发明还提供了一种治疗或预防受试者的癌症的方法，该方法包括向所述受试者施用式(I)化合物。
在另一方面，本发明还提供了治疗或预防受试者的肿瘤的方法，该方法包括向所述受试者施用式(I)化合物。
在本发明的一些优选实施方式中，式(I)化合物用作唯一活性剂(治疗方案中的唯一活性剂)。因此，在一些优选的实施方式中，治疗是单一疗法。单一疗法是指使用单一药物治疗这种癌症(即肿瘤)中的疾病或病症。因此，在一些优选的实施方式中，式(I)化合物是单独使用的。“唯一活性剂”(或唯一活性成分)是指具有治疗活性(或生物活性)的唯一药剂或成分。因此，成分例如防腐剂或赋形剂或与所治疗的疾病无关的药剂不被认为是活性剂。
在癌症(即肿瘤)的治疗或预防中，式(I)的化合物可以单独使用或任选地与另外的，即一种以上另外的抗癌剂(即额外的或第二抗癌剂)组合使用。
根据本发明，式(I)化合物可以单独或与另外的抗癌剂组合用于任何治疗或预防受试者的癌症(即肿瘤)的方法中。
如实施例中所证明的，式(I)化合物与一种以上另外的抗癌剂的组合使用导致了协同的细胞毒性作用。
因此，在另一方面，本发明提供了式(I)化合物与另外的抗癌剂一起用于治疗或预防癌症(即肿瘤)，或者式(I)化合物连同另外的抗癌剂用于治疗或预防癌症(即肿瘤)。
或者，本发明的这个方面提供了式(I)化合物在制备抗癌(即抗肿瘤)治疗产品(即制剂或药物，例如药物组合物、制剂、共配制产品或试剂盒)中的用途，或替代地，式(I)化合物在制备用作抗癌剂(即抗肿瘤剂)或用于治疗或预防癌症(即肿瘤)的药物中的用途，其中所述治疗进一步包括施用另外的抗癌剂。
在另一方面，本发明还提供了一种治疗或预防受试者的癌症(即肿瘤)的方法，该方法包括向所述受试者施用式(I)化合物，任选地同时施用另外的(即第二)抗癌剂。特别地，在这方面，该方法包括施用有效量的所述式(I)化合物和任选的另外的抗癌剂。
式(I)的化合物和另外的抗癌剂可以共同配制成单一组合物。然而，这不是必需的。药物可以是组合制剂、组合物或试剂盒等，并且在本发明的任何方面中都不必将式(I)化合物和另外的抗癌剂共同配制为单一的组合物——它们可以分开配制，也可以分开给药，包括依次给药或同时给药。
因此，本发明还提供了包含式(I)化合物和用于治疗或预防癌症(即肿瘤)的另外的(即另外一种以上或第二)抗癌剂的试剂盒。
更具体地，本发明提供一种产品(特别是药物产品)，其包含式(I)化合物和另外的(即另外一种以上或第二)抗癌剂作为在治疗或预防癌症(即肿瘤)中单独使用、依次使用或同时使用的组合制剂。
此外，本发明提供一种产品(特别是药物产品)，其包含与另外的(即另外一种以上或第二)抗癌剂共同配制的式(I)化合物。
本发明提供了一种药物组合物，其包含式(I)化合物和一种以上药学上可接受的赋形剂，任选地还包含另外的抗癌剂。
关于本发明的所有方面，本发明的化合物是如本文别处所述的式(I)化合物，并且关于本发明的一个方面所述的化合物的优选和任选实施方式比照适用于本发明的每个以及所有其他方面。
在本发明的所有方面和实施方式中，恶性肿瘤的治疗是优选的。
X
X是包含1至20个非氢原子的基团，其包含至少一个选自醛、醇、受保护的醇、醚、酯和羧酸的官能团，并且X不是-COOH。
优选地，X是包含1至10个非氢原子、更优选地1至5个非氢原子、甚至更优选地1至3个非氢原子，最优选地2个非氢原子的基团。
更优选地，X是包含至少2个非氢原子的基团，即包含2至20个非氢原子的基团。因此，优选地，X是包含2至10个非氢原子、甚至更优选地2至5个非氢原子、甚至更优选地2至3个非氢原子且最优选地2个非氢原子的基团。
优选地，X包含至少一种选自醛、醇、受保护的醇、醚和酯的官能团。更优选地，X包含至少一种选自醛、醇、醚和酯的官能团。最优选地，X包含至少一种选自醛和醇的官能团。例如，X优选包含醛官能团。例如，X优选包含醇官能团。
优选地，X仅包含一个官能团。
优选地，X是如本文所定义的基团，并且X不是-COOH或-OH。
X可以定义为-L-X'，其中：
L为键(bond)、烷基、烯基、炔基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基；并且
X'为-CHO、-OH、-OPG、-COOH、-OR、-OC(＝O)R或-C(＝O)OR，其中PG为醇保护基，如乙酰基(Ac)、苄基(Bn)或苯甲酰基(Bz)，并且其中R是烷基，优选甲基。
术语“烷基”是指直链和支链饱和脂肪烃链。优选地，烷基是指C1-10烷基。烷基的实例包括但不限于甲基(Me)、乙基(Et)、丙基(例如正丙基和异丙基)、丁基(例如正丁基、异丁基、叔丁基)和戊基(例如、正戊基、异戊基、新戊基)。
R可以是任何烷基，例如上面例举的那些。例如，R可以是-(CH2)nH，其中n为1至10，优选1至5，更优选1至3，最优选1。当n为1时，R为CH3。
术语“烯基”是指具有一个以上，优选一或两个碳-碳双键的直链和支链烃链。优选地，烯基是指C2-10烯基。烯基的实例包括但不限于乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、2-甲基-2-丙烯基和4-甲基-3戊烯基。
术语“炔基”是指具有一个以上，优选一或两个碳-碳三键的直链和支链烃链。优选地，炔基是指C2-10炔基。炔基的实例包括但不限于乙炔基、丙炔基和炔丙基。
术语“卤代烷基”是指被一个以上卤素(氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I))取代的直链和支链饱和脂肪烃链。优选地，卤代烷基是指C1-10卤代烷基。卤代烷基的实例包括但不限于氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、三氯甲基、五氟乙基、五氯乙基、2,2,2-三氟乙基、七氟丙基和七氯丙基。
术语“烷氧基”是指O-烷基。优选地，烷氧基是指C1-10烷氧基。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基(例如正丙氧基和异丙氧基)和叔丁氧基。
术语“卤代烷氧基”是指通过氧桥连接的如上定义的卤代烷基。优选地，卤代烷氧基是指C1-10卤代烷氧基。卤代烷氧基的实例包括但不限于三氟甲氧基、2,2,2-三氟乙氧基和五氟乙氧基。
当X是-L-X'时，X基团必须还包含所需数量的非氢原子。
优选地，L为键、烷基、烯基或炔基，更优选为键或烷基。例如，L可以是键或C1-6烷基。更优选地，L为键或C1-4烷基。最优选地，L为键或C1烷基(-CH2-)。
X'优选为-CHO、-OH、-OPG、-OR、-OC(＝O)R或-C(＝O)OR，更优选为-CHO、-OH、-OR、-OC(＝O)R或-C(＝O)OR，最优选-CHO、-OH、-OR或-OC(＝O)R。
因此，优选X是-(CH2)n-X'，其中n是0到6，优选0到4，更优选0或1，并且X'如上定义，优选-CHO、-OH、-OR或-OC(＝O)R，其中R的定义同上。
优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到6并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到4并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH或-CHO。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到2并且X'为-CHO。
更优选地，X是-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-OH或-CHO。优选地，X是-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-OH。优选地，X是-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-CHO。
更优选地，X是-CHO、-CH2OH、-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。
更优选地，X是a)-CHO或-CH2OH；或b)-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。
更优选地，X是-CHO或-CH2OH，最优选地是CH2OH。
在X的所有上述定义中，优选X不是-OH。因此，当X'是-OH时，优选L不是键(即n不为0)。在这种情况下，n可以为1至6，优选1至4，更优选1至2，最优选1。
W1和W2
W1和W2各自独立地为O、S或NH，优选O或S，更优选O。
因此，优选地，W1是O或S并且W2是O、S或NH；或W2为O或S且W1为O、S或NH。
更优选地，W1和W2均为O或S，甚至更优选W1为O且W2为O或S；或W2是O，W1是O或S。
最优选地，W1和W2都是O。
Y
Y是H或含有1至15个非氢原子的基团。优选地，Y是H或包含1至10个非氢原子的基团。更优选地，Y是H或包含1至5个非氢原子的基团。
例如，Y可以是H、-OH、-OPG、-F、-Cl、-Br、-I或-N3，其中PG是醇保护基团，例如乙酰基、苄基或苯甲酰基。
当Y是H或含有1至5个非氢原子的基团时，Y可以是H、-OH、-OAc、-F、-Cl、-Br、-I或-N3。
最优选地，Y是H。
Z
Z为-OPG、-ORz或-N(RxRy)，其中Rx、Ry和Rz独立地为H或含有1至10个非氢原子的基团，且其中PG为醇保护基团，例如乙酰基、苄基或苯甲酰基。
优选地，Z是-ORz或-N(RxRy)。
优选地，Rz是H或含有1至5个非氢原子的基团，更优选H或含有1至3个非氢原子的基团，最优选H。
优选地，Rx和Ry独立地是H或C1-8酯。更优选地，Rx和Ry独立地为H或-C(O)O(CH2)nCH3，其中n为1至4，优选为4。
优选地，Rx和Ry中的至少一个为H。例如，优选地，Rx为H且Ry独立地为H或-C(O)O(CH2)nCH3，其中n为1至4，优选地为4。更优选地，Rx和Ry都是H。
Z因此优选为-NH2或-OH。更优选地，当X是-CHO或-CH2OH(最优选-CH2OH)时，Z是-NH2；并且当X是-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3时，Z是-OH。
当Z为-OH时，式(I)化合物可以绘制为互变异构式，如下所示：
式(I)的互变异构式，当Z为-OH时
或者，Z优选为-OPG、-ORz或-N(RxRy)，其中PG、Rx和Ry如上所定义，且其中Rz为包含1至10个非氢原子的基团。
在这种情况下，Rz优选为含有1至5个非氢原子的基团，更优选为含有1至3个非氢原子的基团。
在这种情况下，Z优选为-OPG或-N(RxRy)，其中PG、Rx和Ry如上所定义。
最优选地，Z为-N(RxRy)，其中Rx和Ry如上所定义。
Z因此优选为-NH2。
R1
R1是H或含有1至15个非氢原子的基团，优选H或含有1至13个非氢原子的基团。
优选地，R1为H、-OH、-OPG、-F、-Cl、-Br、-I、-N3或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，且其中PG为醇保护基团，例如乙酰基、苄基或苯甲酰基。
优选地，R1为H、-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-N3或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，优选为3。更优选地，R1为H、-OH或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，优选为3。甚至更优选地，R1为-OH或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，优选为3。最优选R1为-OH。
R2
R2是H、-OH、-OPG、-F、-Cl、-Br、-I或-N3，其中PG是醇保护基团，例如乙酰基、苄基或苯甲酰基。
优选地，R2是H、-OH、-F、-Cl、-Br、-I或-N3。更优选地，R2是H或-OH，最优选地R2是-OH。
R3
R3是H、-F、-Cl、-Br、-I或-N3，优选H。
最优选地，R1为-OH或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，优选为3；R2为-OH；R3为H。
优选实施方式
优选地，式(I)化合物为式(IIa)化合物或式(IIb)化合物或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：
其中X、R1和R2如上所定义。
更优选地，式(I)化合物为式(IIa)化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
在这些优选实施方式中，特别地在式(IIa)中，优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到6并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到4并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH或-CHO。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到2并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'是-OH或-CHO。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-CHO。
更优选地，X为-CHO、-CH2OH、-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。更优选地，X为a)-CHO或-CH2OH；b)-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。更优选地X为-CHO或-CH2OH，最优选CH2OH
在式(IIa)中，优选X为-CHO或-CH2OH，最优选-CH2OH。在式(IIb)中，优选X是-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。
在所有这些优选实施方式中，优选X不是-OH。因此，当X'是-OH时，优选n不为0。在这种情况下，n可以是1至6，优选1至4，更优选1至2，最优选1。
在式(IIa)和(IIb)中，优选R1为-OH或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3，优选为3；R2为-OH。
更优选地，式(I)化合物是式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)或(IIId)化合物或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐，其中X如上所定义：
更优选地，式(I)化合物为式(IIIa)、(IIIb)或(IIIc)化合物或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
甚至更优选地，式(I)化合物是式(IIIa)或(IIIc)化合物，或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
在式(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)和(IIId)中，特别是在式(IIIa)和(IIIc)中，优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至6且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到6并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH或-CHO。优选X为-(CH2)n-X'，其中n为0至4且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到4并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH或-CHO。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0至2且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0到2并且X'为-CHO。
更优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-OH或-CHO。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-OH。优选地，X为-(CH2)n-X'，其中n为0或1并且X'为-CHO。
更优选地，X为-CHO、-CH2OH、-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。更优选地，X为a)-CHO或-CH2OH；或b)-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。更优选地X为-CHO或-CH2OH，最优选CH2OH。
在式(IIIa)和式(IIIc)中，优选X为-CHO或-CH2OH，最优选-CH2OH。在式(IIIb)和式(IIId)中，优选X为-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。
在所有这些优选实施方式中，优选X不为-OH。因此，当X'是-OH时，优选n不为0。在这种情况下，n可以为1至6，优选1至4，更优选1至2，最优选1。
最优选地，式(I)化合物是式(IVa)、(IVb)、(IVc)、(IVd)、(IVe)或(IVf)化合物或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：
式(IVa)为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(本文也称为5f2dC、5fdC、2d5fC和d5fC)。式(IVb)为5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(本文中也称为5hm2dC、5hmdC、2d5hmC和d5hmC)。式(IVc)为5-甲氧基甲基-2'-脱氧尿苷。式(IVd)为5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷。式(IVe)为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸。式(IVf)是5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸。
因此，优选地，使用的本发明化合物选自5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷、5-甲氧基甲基-2'-脱氧尿苷、5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。更优选地，该化合物为a)5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐；或b)5-甲氧基甲基-2'-脱氧尿苷或5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷或它们的立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
或者，使用的本发明化合物优选选自5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
最优选地，该化合物为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐，最优选5-羟甲基-2'-脱氧胞苷或立体异构体，其溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
术语“治疗”或“疗法”包括导致患者健康或状况或他们所患癌症症状改善的任何治疗或疗法。“治疗”不限于治愈性疗法(例如导致从患者中消除癌细胞或肿瘤或转移瘤的那些疗法)，而是包括对癌症或患者具有有益效果的任何疗法，例如，肿瘤消退或减少、潜在转移降低、总生存期增加、生命延长或缓解、诱导缓解、疾病进展或疾病进展速度或肿瘤发展减慢或降低、生活质量主观改善、与疾病相关的疼痛或其他症状减轻、食欲改善、恶心减少或癌症任何症状的减轻。
因此，如本文所用，“治疗”可指相对于治疗前的癌症或症状，正在治疗的癌症或其一种以上的症状减少、减轻、改善或消除。治疗可以包括减少或消除例如肿瘤中例如实体瘤中的癌细胞。治疗是针对受试者的治疗，即针对有需要的受试者的治疗。因此，治疗可包括肿瘤大小减小，或防止肿瘤生长或肿瘤进一步生长，即稳定肿瘤大小。
“预防”是指延迟或预防癌症症状的发作，例如在肿瘤的发展过程中。
优选地，本发明的化合物对癌症/肿瘤细胞具有直接作用。如本文所用，“直接作用”是指本发明的化合物直接与癌症/肿瘤细胞相互作用以发挥它们的抗癌/抗肿瘤作用。换言之，优选地，本发明的化合物，即式(I)的化合物对癌症/肿瘤细胞具有细胞毒性。优选地，将本发明的化合物施用于受试者以对癌症/肿瘤细胞发挥直接作用。
优选地，本发明的方法不包括施用本发明的化合物以消耗作为基于细胞的疗法的一部分施用的细胞群。基于细胞的疗法是众所周知的疗法，其将细胞群施用于受试者以引发特定的治疗效果。众所周知的基于细胞的疗法包括T-细胞疗法，例如CAR-T细胞疗法。
优选地，本发明的方法不包括在施用作为基于细胞的疗法的一部分而施用的细胞群之后施用本发明的化合物。
优选地，本发明的方法不包括CAR-T细胞疗法。优选地，本发明的方法不包括T-细胞疗法。优选地，本发明的方法不包括基于细胞的疗法。
优选地，本发明的方法包括将本发明的化合物施用于未进行CAR-T细胞疗法(优选T细胞疗法，优选基于细胞的疗法)的受试者。换言之，优选地，受试者未接受并且将不会接受CAR-T细胞疗法(优选T细胞疗法，优选基于细胞的疗法)作为其治疗的一部分。
如本文所指，受试者可以是任何人类或非人类动物，优选哺乳动物，例如牛、马、绵羊、猪、山羊、兔、猫、狗，特别优选人。因此，优选本文提及的癌症是人类癌症，并且本文提及的肿瘤优选存在于人类受试者中。
在一些实施方式中，根据本发明的治疗可用于有癌症复发或再发生或转移风险的受试者。因此，换言之，式(I)化合物可用于预防癌症复发或再发生或转移。
在特定的实施方式中，本发明可涉及首次鉴定或确定待治疗的受试者患有癌症(即肿瘤)或易患癌症或有患癌症的风险。
或者或另外，本发明可涉及评估或监测式(I)化合物和/或另外的抗癌剂对受试者(或更特别地对癌症(肿瘤)或对癌症(肿瘤)的发展或进展)的施用效果。用于评估和/或监测抗癌效果的步骤和手段是本领域众所周知的，例如通过确定或监测症状、临床状况、肿瘤大小或扩散(例如通过成像技术)或其他癌症或肿瘤指标，例如癌症/肿瘤标志物等。
如上所述，本发明适用于任何癌症。癌症在本文中被广义地定义为包括任何肿瘤性病症，并且特别包括恶性或癌前病症。癌症可能引起或导致或表现在实体瘤中，但不限于此，并且还包括造血系统的癌症。良性肿瘤和恶性肿瘤也包括在本文使用的术语癌症中，即术语癌症和肿瘤可互换使用。优选治疗恶性肿瘤。
癌症/可能发生在身体的任何组织或器官中。例如，本发明可用于治疗或预防患者或受试者的以下任何癌症：
中枢神经系统的癌症，优选为脑癌，优选为神经胶质瘤；急性淋巴细胞白血病(ALL)；急性髓性白血病(AML)；肾上腺皮质癌；艾滋病相关癌症(例如卡波西肉瘤和淋巴瘤)；肛门癌；阑尾癌；基底细胞癌；胆管癌；肝外膀胱癌；骨癌(例如尤文肉瘤；骨肉瘤和恶性纤维组织细胞瘤)；乳腺癌；支气管肿瘤；基特淋巴瘤；类癌；心脏肿瘤；宫颈癌(宫颈腺癌)；脊索瘤；急性早幼粒细胞白血病；慢性淋巴细胞白血病(CLL)；慢性粒细胞白血病(CML)；慢性骨髓增生性疾病；结肠癌；结直肠癌；皮肤T-细胞淋巴瘤；胆管癌；肝外导管原位癌(DCIS)；胚胎肿瘤；子宫内膜癌；食道癌；嗅神经母细胞瘤；尤文肉瘤；颅外生殖细胞肿瘤；性腺外生殖细胞肿瘤；肝外胆管癌；眼癌(包括眼内黑色素瘤和视网膜母细胞瘤)；骨纤维组织细胞瘤；胆囊癌；胃癌；胃肠道类癌；胃肠道间质瘤(GIST)；生殖细胞肿瘤；妊娠滋养细胞疾病；毛细胞白血病；头颈癌；心脏癌；肝细胞癌(肝癌)；组织细胞增生症；朗格汉斯细胞；霍奇金淋巴瘤；下咽癌；眼内黑色素瘤；胰岛细胞肿瘤；胰腺神经内分泌肿瘤；卡波西肉瘤；肾癌(包括肾细胞瘤和肾母细胞瘤)；朗格汉斯细胞组织细胞增生症；喉癌；白血病(包括急性淋巴母细胞白血病(ALL)；急性髓细胞白血病(AML)；慢性淋巴细胞白血病(CLL)；慢性髓细胞白血病(CML)；唇和口腔癌；肝癌(原发性)；小叶原位癌(LCIS)；肺癌；淋巴瘤；巨球蛋白血症；巨球蛋白血症黑色素瘤(恶性黑色素瘤)；默克尔细胞癌；间皮瘤；原发灶不明的转移性鳞状颈癌；涉及NUT基因的中线癌；口腔癌(mouth cancer)；多发性内分泌肿瘤综合征；儿童癌(Childhood)；多发性骨髓瘤/浆细胞瘤；蕈样真菌病；骨髓增生异常综合征；骨髓增生异常/骨髓增生性肿瘤；多发性骨髓瘤；骨髓增生性疾病；鼻腔和鼻窦癌；鼻咽癌；神经母细胞瘤；非霍奇金淋巴瘤；非小细胞肺癌；口腔癌(oral cancer)；口内腔癌(oral cavity cancer)；口咽癌；骨肉瘤；卵巢癌(卵巢腺癌)；胰腺癌；胰腺神经内分泌肿瘤(胰岛细胞肿瘤)；乳头状瘤病；副神经节瘤；鼻旁窦和鼻腔癌；甲状腺旁腺癌；阴茎癌；咽癌；嗜铬细胞瘤；上皮腺癌；浆细胞肿瘤/多发性骨髓瘤；胸膜肺母细胞瘤；妊娠合并乳腺癌；前列腺癌；直肠癌；肾细胞(肾)癌；肾盂和输尿管恶性肿瘤；移行细胞癌；视网膜母细胞瘤；横纹肌肉瘤；唾液腺癌；肉瘤；Sézary综合征；皮肤癌；小细胞肺癌；小肠癌；软组织肉瘤；鳞状细胞癌；原发灶不明的鳞状颈癌；转移癌；胃(gastric)癌；T-细胞淋巴瘤；睾丸癌；咽喉癌；胸腺瘤和胸腺癌；甲状腺癌；肾盂和输尿管移行细胞癌；尿道癌；子宫癌；子宫内膜癌；子宫肉瘤；阴道癌；外阴癌；瓦尔登斯特伦巨球蛋白血症；和威尔姆斯肿瘤。
人类胚胎的细胞排列成不同的胚层：外胚层和内胚层，以及在外胚层和内胚层之间发育的中胚层。身体的所有器官都从这三个主要胚层有序地发育或分化。
在本发明中，优选地，癌症/肿瘤是源自外胚层、近轴中胚层或侧板中胚层，优选源自外胚层的组织的癌症/肿瘤。
优选地，癌症是中枢神经系统的癌症，优选脑癌。为免生疑义，脑癌在本领域和本文中被认为是中枢神经系统的癌症。中枢神经系统包括大脑和脊髓。因此，优选地，肿瘤是中枢神经系统的肿瘤，优选地是脑肿瘤。优选地，CNS的癌症/肿瘤选自CNS淋巴瘤、横纹肌样肿瘤、胚胎肿瘤、生殖细胞肿瘤和脊索瘤，或者是脑癌/肿瘤。优选地，脑癌/肿瘤选自神经胶质瘤、听神经瘤、CNS淋巴瘤、颅咽管瘤、成神经管细胞瘤、脑膜瘤、转移性脑肿瘤、垂体瘤、原始神经外胚层(PNET)、神经鞘瘤、松果体瘤、三侧视网膜母细胞瘤和横纹肌样瘤。
最优选地，癌症/肿瘤是脑癌/脑肿瘤，更优选地神经胶质瘤。神经胶质瘤可以是任何类型的神经胶质瘤，例如星形细胞瘤、室管膜瘤、室管膜下瘤、少突神经胶质瘤、脑干神经胶质瘤、视神经神经胶质瘤或混合神经胶质瘤。
优选地，神经胶质瘤是星形细胞瘤。星形细胞瘤可以是I级星形细胞瘤(优选毛细胞型星形细胞瘤或室管膜下巨细胞星形细胞瘤)、II级(优选低级别星形细胞瘤、多形性黄色星形细胞瘤或混合少突星形细胞瘤)、III级(间变性星形细胞瘤)或最优选IV级(胶质母细胞瘤)。
用于中枢神经系统肿瘤分类的分级系统是本领域普通技术人员众所周知的。优选地，使用世界卫生组织(WHO)分级系统。WHO分级方案在该领域是众所周知的，并且基于某些特征的出现：异型性、有丝分裂、内皮增殖和坏死，这反映了肿瘤在侵袭和生长速度方面的恶性潜力。
胶质瘤也可以根据它们是在脑幕(将大脑与小脑隔开的膜)之上还是之下来分类。幕上神经胶质瘤位于脑幕上方的大脑中，而幕下胶质瘤位于脑幕下方的小脑中。根据本发明治疗的神经胶质瘤可以是幕上神经胶质瘤或幕下神经胶质瘤。
因此，在本发明的上下文中，特别优选地，癌症/肿瘤是神经胶质瘤，最优选IV级神经胶质瘤，即多形性胶质母细胞瘤。多形性胶质母细胞瘤是一种恶性星形细胞瘤，也是成人中最常见的原发性脑肿瘤。多形性胶质母细胞瘤也称为IV级胶质瘤、成胶质细胞瘤和GBM。
优选地，癌症/肿瘤选自脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)、胃癌、胰腺癌、淋巴瘤、肺癌、皮肤癌、急性早幼粒细胞白血病、卵巢癌、乳腺癌、骨癌和宫颈癌。
更优选地，癌症/肿瘤选自脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)、胃癌、淋巴瘤、乳腺癌和宫颈癌。
优选地，癌症/肿瘤选自脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)、胃癌、胰腺癌、皮肤癌、急性早幼粒细胞白血病、乳腺癌和宫颈癌。
优选地，癌症/肿瘤选自脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)、皮肤癌和乳腺癌，更优选脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)和皮肤癌。
在这些实施方式中，本发明的优选化合物是其中X含有醛官能团的那些，优选其中X是-(CH2)n-X'，其中X'为-CHO并且n为0至6，更优选0至4，更优选0至2，更优选0或1，最优选其中X为-CHO，并且优选其中Z为-NH2。如本实施例中所证明的，本发明的此类化合物有利地对多种癌症类型具有广泛的细胞毒性，而对非癌细胞具有有限的细胞毒性。
或者优选地，癌症/肿瘤选自脑癌(如上定义，优选神经胶质瘤，更优选成胶质细胞瘤)和慢性髓性白血病。在这些实施方式中，本发明的优选化合物是其中X含有醇官能团的那些，优选其中X为-(CH2)n-X'，其中X'为-OH并且n为0至6，更优选0至4，更优选0至2，更优选0或1，最优选其中X为-CH2OH并且优选其中Z为-NH2。如本实施例中所证明的，本发明的此类化合物有利地针对这些优选癌症类型具有特异性细胞毒性，而针对非靶向癌细胞和非癌细胞的细胞毒性有限。
优选地，胃肿瘤是胃癌。优选地，胰腺肿瘤是胰腺癌。优选地，皮肤癌是恶性黑色素瘤。优选地，卵巢癌是卵巢腺癌。优选地，乳腺癌是上皮腺癌。优选地，骨癌是骨骨肉瘤。优选地，肺癌是转移性腺癌，优选转移性非小细胞腺癌。优选地，宫颈癌是宫颈腺癌。
然而，优选地，癌症不是肺癌或乳腺癌。优选地，癌症也不是胰腺癌、胃癌、睾丸癌或阴道癌。优选地，癌症也不是肾癌或肠癌。
优选地，癌症不是肺癌。优选地，癌症也不是前列腺癌、肾癌、肝癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌或宫颈癌。
优选地，癌症/肿瘤不是结肠癌、肺癌、前列腺癌或肾癌。优选地，癌症/肿瘤也不是胰腺癌。
优选地，癌症/肿瘤也不是慢性骨髓性白血病，在这种情况下，本发明的优选化合物(即式(I)、(IIa)、(IIb)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId)、(Iva)、(IVb)、(IVc)、(IVd)、(IVe)和(IVf)的化合物)是其中X包含醛官能团的那些，优选其中X为-(CH2)n-X'，其中X'为-CHO并且n为0到6，更优选地0到4，更优选地0到2，更优选地0或1，最优选其中X为-CH2OH并且优选其中Z为-NH2。
此外，优选地，癌症也不是：
i)乳腺癌，优选也不是胰腺癌、胃癌、睾丸癌或阴道癌，更优选也不是肠癌；和/或
ii)肝癌、乳腺癌、卵巢癌或宫颈癌。
优选地，癌症不是选自肺癌、前列腺癌、肾癌、肝癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、宫颈癌、慢性粒细胞白血病、胰腺癌、胃癌、睾丸癌、阴道癌和肠癌。优选地，癌症不是这些癌症中的任何一种。
优选地，根据本发明治疗的乳腺癌是：
i)浸润性导管癌；和/或
ii)表达野生型(wildtype)p53；和/或
iii)不是三阴性的，即表达雌激素受体(ER+)、孕激素受体(PR+)和HER2(HER2+)中的一种或多种，优选为ER+和PR+；和/或
iv)p53杂合子。
优选不根据本发明治疗的乳腺癌优选地仅为如下的乳腺癌：
i)腺癌；和/或
ii)三阴性的，即不表达雌激素受体(ER-)、孕激素受体(PR-)或HER2(HER2-)；和/或
iii)表达p53的突变变体；和/或
iv)p53纯合子。
人蛋白胞苷脱氨酶(CDA)分别催化胞苷和脱氧胞苷水解脱氨为尿苷和脱氧尿苷。一些已知的抗癌剂是核苷/核苷酸类似物，例如吉西他滨(2,2-二氟脱氧胞苷)和阿糖胞苷(Ara-C，阿糖胞苷)。CDA有害地使此类抗癌剂失活，包括吉西他滨和阿糖胞苷。如本实施例中所证明的，本发明的化合物独立于CDA的表达而发挥其细胞毒性作用。
因此，在优选的实施方式中，癌症/肿瘤是表达CDA的癌症/肿瘤，优选其中CDA是：
i)过度表达的；
ii)非过度表达的；
iii)表达不足的；
iv)非表达不足的；
v)过度表达的或表达不足的；或者
vi)既不是过度表达的也不是表达不足的。
上文i)至vi)中的每一种癌症/肿瘤类型代表本发明的优选实施方式。在一个特别优选的实施方式中，根据本发明治疗的癌症/肿瘤是CDA未过度表达的癌症/肿瘤。
在癌症/肿瘤细胞基因表达的上下文中，术语“过度表达”和“表达不足”具有明确且广泛理解的含义，即分别处于升高/更高或降低/更低水平。
过度表达(或升高或更高的水平)或表达不足(或降低或更低的水平)可以与任何合适的对照(例如对照水平或对照样品或活组织检查)相比较来确定。例如，对照水平可以是来自健康受试者(例如未患有癌症的受试者)的样品(例如血液或血清样品或组织样品或活组织检查)中的水平。本领域技术人员可以容易地选择合适的对照水平(或对照样品或值)。例如参考正常受试者的范围，也可以很容易地确定适当的对照“值”，而无需在每次测试中运行对照“样品”。
优选地，术语过度表达和表达不足是指，在两种情况下使用相同的方法和条件进行评估时，癌细胞中相关基因的RNA转录水平高于(过度表达)或低于(表达不足)来自与癌细胞相同组织的非癌细胞中的水平。用于评估基因表达(例如CDA表达)水平的优选方法和条件如本文中其他地方所公开。
优选地，过度表达或表达不足是显著的。显著过度表达/表达不足，即显著更高/更低是指统计学显著的高/低表达(统计学显著更高/更低)。统计上显著是指观察到的增加或减少的水平大于预期单独偶然发生的水平。通过本领域已知的任何方法确定统计显著性。例如，统计显著性由概率值(p值)确定。p值是对实验期间组间差异偶然发生的概率的量度。例如，p值为0.01意味着结果是偶然发生的可能性为100分之一。p值越低，组间差异是由治疗引起的可能性就越大。优选地，概率值<0.05或<0.01。
在一些实施方式中，增加的水平(即过度表达)可以是(例如，与对照水平相比)增加至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％。在一些实施方式中，降低的水平(即表达不足)可以是(例如，与对照水平相比)降低至少5％、至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％。
优选地，通过参考包含此类信息的数据库来确定待测细胞中的基因表达水平。资源例如：癌症基因组图谱(TCGA，https：//cancergenome.nih.gov/)、EMBL-EBI、表达图谱(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)、(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle)和其他包含包括癌症在内的多种细胞类型的基因表达水平的信息的资源，以及提供有关特定癌症类型中基因表达水平是否显著高于或低于来自同一组织的非癌细胞的统计数据(即基因是否在癌症类型中过度表达或表达不足)。这些数据库是首选。因此，可以容易地识别出具有统计学显著性高或低表达的待测基因的癌症类型。为此目的利用这些资源在本领域普通技术人员的能力范围内。
因此优选地，癌症/肿瘤如本文任何地方所定义，其中所述癌症/肿瘤内的CDA表达通过参考选自下组的数据库来确定：EMBL-EBI表达图谱数据库(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)。
优选地，癌症/肿瘤表达CDA的水平不高于来自与癌症/肿瘤相同的组织的非癌细胞的表达水平，其中所述过度表达通过参考以下数据库确定：EMBL-EBI表达图谱数据库(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.Broadinstitute.org/ccle)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)。
优选地，癌症/肿瘤是这样一种癌症/肿瘤，其中在相同条件下使用相同方法确定的CDA表达水平不高于参考癌细胞系的CDA表达水平的90％，其中所述参考癌细胞系是MDA-MB-231。
MDA-MB-231是一种充分表征的细胞系，可在商业上广泛获得。MDA-MB-231细胞系是一种上皮人乳腺癌细胞系，它是从一名患有转移性乳腺癌的51岁白人女性的胸腔积液中建立的，是医学研究实验室中最常用的乳腺癌细胞系之一。例如，它可以从欧洲认证细胞培养物保藏中心(ECACC)获得，目录号92020424。如表4A所示，MDA-MB-231细胞系中CDA的表达水平为153TPM。
MDA-MB-231是一种高侵袭性、侵略性和低分化的三阴性乳腺癌(TNBC)细胞系，因为它缺乏雌激素受体(ER)和孕激素受体(PR)表达，以及HER2(人类表皮生长因子受体2)放大。该细胞系被认为属于克劳丁低(claudin-low)分子亚型，因为它表现出claudin-3和claudin-4的下调、Ki-67增殖标志物的低表达、与上皮间充质转化相关的标志物的富集和与乳腺癌干细胞(CSC)相关的特征的表达，例如CD44+CD24-/低表型。在3D培养中，细胞系显示出内皮样形态，并以其侵袭性表型为区别特征，具有通常连接多个细胞集落的星状突起。培养该细胞系的标准条件是众所周知的。优选的培养条件是在37℃下在添加了2mM谷氨酰胺和15％胎牛血清(FBS)的Leibovitz的L-15培养基中生长。这种培养基支持细胞在没有CO2平衡的环境中生长。MDA-MB-231细胞优选以1-3x104个细胞/cm2的密度接种，并在70-80％汇合度时进行继代培养。
优选地，癌症/肿瘤这样一种癌症/肿瘤：CDA表达水平不大于在相同条件下使用相同方法测定的参考癌细胞系中CDA表达水平的80％，优选不大于70％，优选不大于60％，优选不大于50％，优选不大于40％，优选不大于30％，优选不大于25％，其中所述参考癌细胞系是MDA-MB-231。
优选地，癌症/肿瘤是这样一种癌症/肿瘤：CDA表达水平比在相同条件下使用相同方法测定的参考癌细胞系中的CDA表达水平低至少2倍，优选低至少2.5倍，优选低至少3倍，优选低至少3.5倍，优选低至少4倍，优选低至少4.5倍，其中所述参考癌细胞系是MDA-MB-231。在此上下文中“至少低X倍”是指癌症/肿瘤中的最大CDA表达水平是比参考癌细胞系中的表达水平正好低X倍的值。
用于确定癌症/肿瘤和参考癌细胞系中CDA表达水平的方法和条件可以是任何合适的方法和条件，前提是使用与用于确定参考癌细胞系中CDA的表达水平相同的方法和条件来确定癌症/肿瘤中的CDA表达水平。因此参考癌细胞系是对照。本领域普通技术人员能够容易地确定癌细胞和类似的非癌细胞中待测基因(例如CDA)的表达水平。这样的方法是本领域公知常识的一部分，并且任何合适的方法都可以用于本发明的上下文中。
例如，可以在蛋白质水平测量表达水平。测量蛋白质表达水平的方法是本领域公知的。这些方法通常涉及将待测生物样品与一种以上适合测量蛋白质表达水平的可检测试剂(例如抗体)接触，然后根据检测到的试剂水平确定蛋白质表达水平，优选在归一化之后。通常涉及使用抗体的方法的实例包括但不限于蛋白质印迹、免疫印迹、酶联免疫吸附测定(ELISA)、酶联免疫斑点(ELISPOT)、放射免疫测定(RIA)、免疫组织化学和免疫沉淀。可以使用适用于测量蛋白质表达水平的其他方法，这些方法不一定涉及使用抗体，包括但不限于荧光激活细胞分选(FACS)、显微术如原子力显微术、流式细胞术、微细胞术、蛋白质结合测定、配体结合测定、微阵列、聚丙烯酰胺凝胶电泳如SDS-PAGE、表面等离子体共振(SPR)、福斯特共振能量转移(FRET)、生物发光共振能量转移(BRET)、化学发光、荧光偏振、磷光、质谱分析法例如液相色谱质谱(LC-MS)或液相色谱/质谱/质谱(LC-MS-MS)、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)、表面增强激光解吸/电离飞行时间质谱(SELDI-TOF)和磁共振成像(MRI)。
然而，优选地，基因表达水平，例如CDA表达水平，可以在RNA水平测量。测量RNA水平的方法是本领域公知的，并且在本发明的上下文中可以使用任何合适的方法。例如，可以使用微阵列、RT-PCR、定量实时PCR、RNA测序、northern印迹、引物延伸、RNase保护和RNA表达谱方法。优选地，所使用的方法是RNA-seq或微阵列。RNA-Seq是一种众所周知的方法，它使用新一代测序(NGS)来确定特定时刻生物样品中RNA的存在和数量。
优选地，用于确定与参考癌细胞系(其中所述参考癌细胞系是MDA-MB-231)中的CDA表达水平相比的待测癌症/肿瘤中的CDA表达水平的方法，为以下所述的“微阵列方法A”。
微阵列方法A包括以下步骤：
1)从待测癌症/肿瘤细胞中提取RNA，所述提取优选使用Norgen Total RNA纯化试剂盒(Norgen Biotek，目录号17200)进行；
2)由提取的RNA制备Poly(A)+RNA，优选按照制备商的说明使用MEGApure试剂盒(Ambion)；
3)通过逆转录酶处理，即进行逆转录，由Poly(A)+RNA制备互补DNA(cDNA)；
4)使用TdT(末端脱氧核苷酸转移酶)对cDNA进行片段化；
5)使用GeneChip WT末端标记试剂盒(Affymetrix)对cDNA片段进行生物素化；
6)用参考细胞系重复步骤1-5，其中所述参考细胞系为MDA-MB-231；
7)将步骤5中获得的5.5μg生物素化cDNA片段与第一个DNA微阵列在45℃杂交16小时，将步骤6中获得的5.5μg生物素化cDNA片段与DNA微阵列在45℃杂交16小时，优选其中所述微阵列是Affymetrix GeneChip Human Gene 2.0ST Arrays(Applied Biosystems)；
8)洗涤和染色杂交的微阵列，优选在Affymetrix GeneChip Fluidics Station450(Applied Biosystems)中；
9)利用Affymetrix GeneChip Command软件用Affymetrix GeneChipScanner3000 7G扫描所述染色的微阵列以产生CEL文件形式的原始数据信号值；
10)使用Affymetrix软件包(1.36.1版)中的Robust Multiarray Average(RMA)对CEL文件进行归一化以产生基因水平的表达值，优选如RA Irizarry等在Exploration,normalization,and summaries of high density oligonucleotide array probe leveldata.Biostatistics 4,249-264(2003)中所述；
11)通过使用affyPLM包(1.34.0版)计算相对对数表达式(RLE)和归一化未缩放标准误差(NUSE)来评估阵列质量。affyPLM包的输出是RLE和NUSE分布的箱线图。RLE箱线图不以0为中心以及NUSE箱线图不以1为中心的阵列被标记为低质量，将其从后续分析中排除。如果阵列被排除，则重复该方法的先前步骤。
12)使用Prcomp R函数执行主成分分析(PCA)，其中表达值已在所有样本中归一化为零均值和标准差为1。PCA被用作降维方法，以降低基因表达数据集的高维度，同时保留数据中的大部分变量。因此，PCA的性能实现了数据的低维表示用于下游分析和可视化。
13)使用limma包(3.14.4版，http：//bioinf.wehi.edu.au/limma)中应用的(经验贝叶斯)适度t-检验(t-test)，评估CDA在待测癌症/肿瘤细胞和参考细胞系MDA-MB-231中的表达差异；
其中微阵列分析步骤10至13使用用于统计计算的R环境(版本2.15.1)进行。
优选地，与参考癌细胞系(其中参考癌细胞系是MDA-MB-231)中的CDA表达水平相比的待测癌症/肿瘤中的CDA表达水平通过参考选自以下的数据库来确定：EMBL-EBI表达图谱数据库(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)/portals.broadinstitute.org/ccle)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)。
基因的表达水平通常以该基因的RNA转录物相对于相关细胞/组织中RNA转录物总量的相对量表示。表达水平通常以每百万转录物(TPM)为单位表示，即相对于待测细胞/组织内的每100万个RNA分子，[x]许多来自待测基因。同样，技术人员可以通过常规方法如定量实时PCR或RNA测序方法获得针对TPM的RNA转录水平，此类信息可从资源如TCGA、EMBL-EBI表达图谱、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle/)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org)中获得。此类方法在本文中是优选的。确定TPM中基因表达水平的方法在文献中有所描述，例如，Wagner等，(2012)Theory Biosci131(4)：281-285或者Mortazavi A等，(2008)“Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq.”Nature methods 5(7)：621-8。
优选地，过度表达CDA的癌细胞/肿瘤含有水平高于140TPM的CDA RNA转录物。相反，非过度表达CDA的癌细胞/肿瘤优选包含水平≤140TPM(小于或等于140TPM)的CDA RNA转录物。或者，本发明优选的癌细胞/肿瘤具有≤140TPM的CDA表达水平。因此，根据本发明治疗的特别优选的癌症/肿瘤是CDA表达水平≤140TPM，更优选≤100TPM，更优选≤50TPM的癌症/肿瘤。
优选地，待测癌症/肿瘤中以TPM为单位的CDA的表达水平通过参考以下数据库获得：EMBL-EBI表达图谱数据库(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)。
优选地，待测癌症/肿瘤中以TPM为单位的CDA水平通过实时定量PCR或RNA测序(RNA-seq)使用源自所述癌症/肿瘤的细胞来确定和量化。优选地，所使用的方法是RNA测序。优选地，所使用的方法是以下所述的“RNA-seq方法A”。
可以使用任何已知方法确定以TPM为单位的基因表达水平，但优选使用RNA-seq确定。RNA-seq方法在本领域中是众所周知的并且在商业上广泛使用。可以使用任何合适的RNA-seq方法来确定目标癌症中以TPM为单位的CDA表达水平。以下称为RNA-seq方法A的方法是优选的，包括以下步骤：
1.从待测癌细胞/肿瘤细胞中提取总RNA。这可以根据制备商的说明使用标准RNA提取试剂盒进行，优选QIAGEN AllPrep DNA/RNA Mini试剂盒(Hilden，德国)。
2.可选地，量化和评估提取的RNA的纯度，优选通过自动电泳工具，优选2100Bioanalyzer(安捷伦科技)。安捷伦Bioanalyzer是一个微流体平台，用于RNA(和DNA/蛋白质)的大小测定、定量和质量控制，并提供“RNA完整值”(RIN)，其量化RNA样品的片段。优选地，仅在该过程中进一步使用RIN为至少7，优选至少8的样品。
3.制备RNA测序库，优选使用Illumina TruSeqTMRNA样品制备试剂盒(Illumina，美国加利福尼亚州圣地亚哥)和相关方案。优选地，在该过程中每个样品使用500-1000μg的总RNA。该试剂盒和方案在该领域是众所周知的。本步骤包括以下步骤：
3a.按照制备商的说明处理提取的RNA，去除细菌和真核生物核糖体RNA，优选使用Ribo-Zero rRNA去除试剂盒(Epicentre，麦迪逊，威斯康星州，美国)。
3b.用逆转录酶和随机六聚体处理剩余的RNA，产生长度为100-150个碱基，或优选长度为200-300个碱基的单链cDNA片段。
3c.用DNA聚合酶I和RNase H处理单链cDNA片段，产生双链互补DNA片段(cDNA)；和
3d.将RNA-seq接头连接到cDNA片段的末端，产生一个能够被RNA-seq分析的接头-cDNA序列库。RNA-seq接头在本领域是众所周知的，可以使用任何合适的接头。接头包含允许测序的功能元件；例如，一个扩增元件和一个初始测序位点。优选地，接头是Illumina索引接头。接头可以连接到每个cDNA片段的一端以产生单端库(在测序时，这将导致每个片段有一个“读数”)，在这种情况下，步骤3b中的cDNA片段长度为100-150个碱基。然而，优选地，将接头连接到每个cDNA片段的两端以产生双端库(在测序时，这将导致每个片段有两个“读数”，所谓的“配对(mate)读数”或“配对(paired)读数”)，在这种情况下，步骤3b中的cDNA片段长度为200-300个碱基。
4.可选地，通过PCR扩增接头-cDNA序列。如果DNA的量不足以进行序列分析步骤5，则可以进行本步骤。序列分析所需的DNA量是本领域技术人员众所周知的(在步骤5中，优选将70-135μl，更优选125μl的20pM DNA溶液进样到测序仪的流动池中)。评估样品中DNA量的方法是常规方法，可以使用任何合适的方法。优选地，所使用的方法是荧光测定法，优选使用荧光计。
5.对接头-cDNA序列进行测序，优选使用Illumina Flowcell测序仪，优选Illumina Flowcell HiSeq 2500测序仪或Illumina Flowcell NovaSeq 6000测序仪，如果在步骤3中产生单端库，优选使用100-150个碱基对的循环测序，更优选使用200-300个碱基对的循环测序(在步骤3中产生双端库)。优选将70-135μl，更优选125μl的20pM DNA溶液进样到流动池中。获得的原始数据集将为所分析的每个片段、其序列(所谓的“读数”)提供唯一的序列标识符，并表明测序仪确定读数内每个碱基位置的序列的置信度(所谓的Phred质量得分)。
6.通过将以下从已确定序列的数据集中移除，准备经过质量过滤的读数数据集：
i)读数中Phred质量得分小于10的碱基；
ii)读数中位于同一读数中Phred质量评分小于10的碱基下游(即在测序方向上的后面)的碱基；
iii)包含任何未确定(“未调用”)碱基(“N”)的读数；
iv)映射到污染物参考基因组的读数，其中所述污染物参考基因组是大肠杆菌基因组；和
v)如果使用的RNA-seq库是双端库，则为步骤6(iii)至6(iv)之一中丢弃的“配对读数”的读数。
7.将质量过滤的读数与主题物种的基因组(即优选人类基因组)进行比对。优选地，质量过滤的读数与来自Ensembl数据库(版本98)的人类参考基因组比对，优选来自Human GRCh38基因组和Ensembl基因参考特征数据库(版本Ensembl Genomes 45，GENCODE32)的人类参考基因组。适用于该步骤的比对工具是众所周知的、广泛可用的并且可以使用任何合适的比对工具。优选地，比对工具是TopHat2(版本2.1.1)[Trapnell等，(2010)Nature Biotechnology 28,511-515]。
8.确定CDA基因和可选的任何其他待测基因的读数计数。用于该步骤的生物信息学工具是众所周知的、广泛可用的，并且可以使用任何合适的工具。优选地，使用HTSeq包(htseq-count)确定每个基因的读数计数。该步骤从而提供原始读数计数数据。
9.将步骤8中获得的原始读数计数数据转换为每百万转录物(TPM)的单位。这是一个在本领域中经常使用的标准数学运算。以TPM为单位提供计数数据可以对基因表达水平进行有意义的评估，因为TPM值的确定涉及对i)基因长度原始数据的归一化；和ii)测序深度原始数据的归一化。
i)关于基因长度归一化，在原始数据中，更长的基因可能会观察到更高的读数计数，这纯粹是因为基因更长，因此更多的片段与该基因比对。基因长度归一化包括将每个基因的读数计数除以基因长度(以千碱基为单位)。
ii)测序深度是一种样本间效应，它改变了不同样本中相同基因之间读数计数的比较。为了对此进行归一化，将在步骤9i)中获得的每千碱基读数计数除以“每百万比例因子”，该比例因子本身是通过将样本中的读数总数除以100万而获得的。
使用RNA-seq获得的基因表达数据可以以RPKM(每千碱基百万个读数)为单位表示。这是通过以下计算：
i.将样本中的读数总数除以1,000,000，提供“每百万比例因子”；
ii.将每个基因的读数计数除以“每百万比例因子”，对测序深度进行归一化，从而提供每百万读数的单位(RPM)；和
iii.将RPM值除以以千碱基为单位的基因长度，对基因长度进行归一化，从而提供RPKM单位。
基因表达的另一个单位是每千碱基百万个片段(FPKM)，它与RPKM非常相似。RPKM适用于使用单端RNA-seq的情况，其中每个读数对应一个已测序的片段。FPKM适用于双端RNA-seq，其中两个读数可以对应一个片段，或者，如果配对中的一个读数没有映射，一个读数可以对应一个片段。RPKM和FPKM之间的唯一区别是FPKM考虑了两个读数可以映射到一个片段(因此它不会将该片段计数两次)。
TPM与RPKM和FPKM非常相似。唯一的区别是上述操作(i)到(iii)的顺序。因此，TPM如下确定：
i.将每个基因的读数计数除以基因长度(以千碱基为单位)，对基因长度进行归一化，从而提供每千碱基读数的单位(RPK)；
ii.将样本中的总RPK值除以1,000,000，提供“每百万比例因子”；和
iii.将步骤(i)中获得的RPK值除以步骤(ii)中获得的“每百万”比例因子，对测序深度进行归一化，从而提供TPM的单位。
与RPKM或FPKM相比，计算TPM时的唯一区别是在计算TPM时首先执行基因长度的归一化。然而，结果是，使用TPM单位时，每个样本中所有TPM的总和是相同的(即100万)。这允许对映射到每个样本中基因的读数比例进行更有意义的比较。
与对照相比(即如上定义的对照细胞或参考细胞系，其中所述参考细胞系为MDA-MB-231)，确定以TPM为单位的CDA表达水平的上述RNA-seq方法A也可用于确定以TPM为单位的待测癌症/肿瘤中CDA的表达水平。在这些实施方式中，RNA-seq方法A可以使用待测癌细胞/肿瘤细胞进行，并使用用对照细胞或参考细胞重复，然后比较确定的TPM值。或者，RNA-seq方法A可以使用待测癌症/肿瘤细胞进行，并将以TPM为单位确定的CDA表达水平与之前使用对照细胞系或参考细胞系并使用相同的方法获得的以TPM为单位的CDA表达水平的值进行比较。
或者，基因的表达水平可以通过微阵列来确定，这是该领域的标准技术。在本发明的上下文中可以使用任何合适的微阵列技术。微阵列允许同时检测数千个基因的表达。
由微阵列确定的基因表达水平可以以任何标度表达，例如线性标度。来自微阵列的数据也可以被转换，优选以2为底进行对数转换，其具有产生值的连续谱和以类似方式处理上调和下调基因的优点。通过以2为因子上调的基因的log2转换值为1。
优选地，癌症/肿瘤以2为底进行对数转化的CDA表达水平小于11.75。此类癌症/肿瘤被描述为非过度表达CDA。优选地，癌症/肿瘤以2为底进行对数转化的CDA表达水平小于11.5，更优选小于11，更优选小于10.5，更优选小于10，更优选小于9.5。
优选地，癌症/肿瘤的线性CDA表达水平低于6500。此类癌症/肿瘤被描述为非过度表达CDA。优选地，癌症/肿瘤的线性CDA表达水平低于6000，更优选低于5000，更优选低于4000，更优选低于3000，更优选低于2000，更优选低于1500。
优选地，待测癌症/肿瘤以2为底进行对数转化的CDA表达水平通过参考以下数据库确定，数据库选自：EMBL-EBI表达图谱数据库(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home)、数据库(https：//genevestigator.com/gv/)、癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle)和人类蛋白质图谱(https：//www.proteinatlas.org/)。
技术人员知晓，相同癌症类型的肿瘤之间某些基因的表达水平可能存在差异。例如，一些乳腺癌可能会过度表达CDA，而另一些可能不会过度表达CDA。因此，优选地，在本文别处描述的作为优选的癌症/肿瘤优选是其中表达CDA的那些类型的癌症/肿瘤，优选其中CDA是：
i)过度表达；
ii)非过度表达；
iii)表达不足；
iv)非表达不足；
v)过度表达或表达不足；或者
vi)既非过度表达也非表达不足。
优选地，癌症/肿瘤是CDA非过度表达的癌症/肿瘤。优选地，癌症/肿瘤是CDA过度表达的癌症/肿瘤。CDA过度表达如上所定义。
相反，在本文其他任何地方描述为不优选的癌症优选地仅为其中CDA为以下类型的癌症/肿瘤：
i)过度表达；
ii)非过度表达；
iii)表达不足；
iv)非表达不足；
v)过度表达或表达不足；或者
vi)既非过度表达也非表达不足。
优选地，癌症/肿瘤不是CDA过度表达的癌症/肿瘤。CDA过度表达如上所定义。
在一个优选的实施方式中，癌症/肿瘤对吉西他滨和/或阿糖胞苷治疗具有抗性。因此，本文别处描述的作为优选的癌症/肿瘤优选是对吉西他滨和/或阿糖胞苷治疗具有抗性的那些类型的癌症/肿瘤。优选地，对吉西他滨和/或阿糖胞苷具有抗性的癌症/肿瘤是脑癌，优选神经胶质瘤，更优选多形性胶质母细胞瘤。
人类蛋白质O-6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)可去除烷基化DNA损伤。MGMT的表达使癌细胞(如胶质母细胞瘤细胞)几乎完全抵抗替莫唑胺的细胞毒作用，替莫唑胺是通过使肿瘤细胞严重突变以杀死肿瘤细胞来发挥其癌症化疗活性的。替莫唑胺通过使DNA烷基化而起作用，从而引起突变。
如本实施例所示，式(I)化合物在HPRT测定中没有致突变性。因此，式(I)化合物在治疗MGMT表达(优选过度表达)的癌症中特别有用。因此，本文其他任何地方作为优选的癌症/肿瘤优选是其中MGMT表达(优选过度表达)的那些类型的癌症/肿瘤。
替莫唑胺(4-甲基-5-氧代-2,3,4,6,8-五氮杂双环[4.3.0]壬-2,7,9-三烯-9-甲酰胺)是多形性胶质母细胞瘤的一线治疗药物，也用于治疗其他一些脑癌。然而，如本实施例中所示，替莫唑胺有效地杀死了所评估的不到一半的成胶质细胞瘤细胞系，并且替莫唑胺抗性细胞系被本发明的化合物有效地杀死。因此，在一个优选的实施方式中，癌症/肿瘤是对替莫唑胺具有抗性的癌症/肿瘤。
因此，作为优选的本文别处描述的癌症/肿瘤优选是对替莫唑胺治疗具有抗性的那些类型的癌症/肿瘤。优选地，替莫唑胺抗性癌症/肿瘤是脑癌，优选神经胶质瘤，更优选多形性胶质母细胞瘤。
如本实施例所示，5-氟尿嘧啶抗性细胞系被本发明的化合物有效杀死。因此，在一个优选的实施方式中，癌症是氟嘧啶抗性癌症。因此，本文别处描述的作为优选的癌症/肿瘤优选是对氟嘧啶治疗具有抗性的那些类型的癌症/肿瘤。优选地，氟嘧啶抗性癌症/肿瘤是脑癌，优选神经胶质瘤，更优选多形性胶质母细胞瘤。优选地，氟嘧啶是5-氟尿嘧啶。
优选地，癌症/肿瘤对替莫唑胺和氟嘧啶治疗均具有抗性。
在癌症/肿瘤治疗的上下文中，术语“抗性”在本领域中具有明确且易于理解的含义。“抗性”是指癌症/肿瘤对使用相关抗癌剂的治疗没有积极响应，即相对于治疗前的癌症、肿瘤或症状而言，使用抗癌剂进行治疗没有减少、减轻、改善或消除癌症或其的一个以上症状或减少或消除肿瘤内的癌细胞。癌症/肿瘤可能在治疗开始时具有抗药性，也可能在治疗过程中变得抗药性。
如上所述，在治疗或预防癌症中，式(I)化合物可以单独使用或任选地与另外的(即一种以上另外的)抗癌剂组合使用。在本发明的所有方面和实施方式中，另外的抗癌剂可以是本领域已知的任何合适的抗癌剂。已知或提议使用多种不同类型的药剂来治疗癌症，可以使用这些药剂中的任何一种，而不管化学性质或作用方式。
因此，抗癌剂包括天然或合成衍生或制备的化学分子(例如有机化学小分子)和生物分子例如蛋白质和肽(例如下文讨论的免疫治疗剂)。因此，抗癌药物包括化学治疗剂或药物，它们可能具有广泛的不同化学类别或功能类别，以及抗体或抗体衍生物和其他生物分子，其作用是例如刺激、激活或增强体内的各种生理过程或细胞，例如免疫和/或抗炎反应或细胞等。
“化疗”类抗癌剂的代表性实例包括但不限于：氟达拉滨、吉西他滨、卡培他滨、甲氨蝶呤、紫杉醇、泰索帝、巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、羟基脲、阿糖胞苷、环磷酰胺、异环磷酰胺、亚硝基脲、铂络合物例如顺铂、卡铂和奥沙利铂、丝裂霉素、达卡巴嗪、丙卡巴肼、依托泊苷、替尼泊苷、喜树碱、博来霉素、多柔比星、伊达比星、柔红霉素、更生霉素、普卡霉素、米托蒽醌、L-天冬酰胺酶、epimbicm、5-氟尿嘧啶、紫杉烷类如多西紫杉醇和紫杉醇(paclitaxel)、亚叶酸、左旋咪唑、伊立替康、雌莫司汀、依托泊苷、氮芥、BCNU、亚硝基脲类如卡莫司汀和洛莫司汀、长春花生物碱如长春花碱、长春新碱和长春瑞滨、甲磺酸伊马替尼、六甲基苯胺(hexamethyhnelamine)或拓扑替康。
抗癌剂可包括激酶抑制剂、磷酸酶抑制剂、ATP酶抑制剂、酪氨酸磷酸化抑制剂、蛋白酶抑制剂、除草霉素A、染料木黄酮、erbstatin和lavendustin A。
在一个实施方式中，抗癌剂可以选自但不限于以下一类药剂的一种或组合：烷化剂、植物生物碱、DNA拓扑异构酶抑制剂、抗叶酸剂、嘧啶类似物、嘌呤类似物、DNA抗代谢物、紫杉烷、鬼臼毒素、激素疗法、类视黄醇、光敏剂或用于光动力疗法的药剂、血管生成抑制剂、抗有丝分裂剂、异戊二烯化抑制剂、细胞周期抑制剂、放线菌素、博来霉素、蒽环类、MDR抑制剂和Ca2+ATP酶抑制剂。
另外的抗癌剂可选自但不限于：细胞因子、趋化因子、生长因子、生长抑制因子、激素、可溶性受体、诱饵受体、单克隆或多克隆抗体、单特异性、双特异性或多特异性抗体，单体，多体。
替代的抗癌剂可以选自但不限于：生长因子或造血因子，例如促红细胞生成素和血小板生成素，以及它们的生长因子模拟物。
在一个代表性实施方式中，药物是小分子，更具体地是小分子化疗剂。小分子药剂可限定为具有小于2000Da的分子量，更特别地小于1800、1500、1200、1000、900、800或700Da，通常小于1000Da。例如，小分子药剂的大小可在100-1000Da范围内，例如100-800Da或300-700Da。
在一个替代实施方式中，另外的抗癌剂是免疫治疗剂。诱导治疗癌症的免疫反应被称为癌症“免疫疗法”。免疫疗法可以包括例如基于细胞的疗法、抗体疗法或细胞因子疗法。这三种方法都利用了这样一个事实，即癌细胞通常具有不同的细胞表面标志物或癌症抗原，这些标志物可以被免疫系统检测到。这些抗原最常见的是蛋白质，但也可能包括其他分子，如碳水化合物。免疫疗法的另一个例子是通过检查点(checkpoint)抑制，从而抑制检查点蛋白。这将在下面进一步讨论。
因此，免疫疗法用于激发免疫系统攻击癌细胞，并且如下文进一步讨论的，各种分子可能是基于免疫疗法的方法的目标。例如，癌症免疫治疗干预的靶标包括“CD”(“分化簇”)蛋白，例如CD52、CD30、CD33、CD20、CD152(也称为CTLA4)和CD279(也称为程序性细胞死亡1蛋白PD-1)；生长因子，如血管内皮生长因子(VEGF)；生长因子受体，例如表皮生长因子受体(EGFR)或人表皮生长因子受体2(HER2)；淋巴细胞活化基因3(LAG3)；和B7家族蛋白，如B7-H3和B7-H4。然而，这些仅仅是代表性的实例，其他分子也可能是癌症免疫治疗干预的目标。
免疫治疗剂可以是肽、多肽或蛋白质。免疫治疗剂可以选自抗体、细胞因子和检查点抑制剂。如上所述，治疗性抗癌抗体可具有一系列靶标，包括检查点蛋白。因此，抗体可以是检查点抑制剂。
因此，在第一个实例中，免疫治疗剂是抗体。抗体可以选自单克隆或多克隆抗体、单特异性、双特异性或多特异性抗体、单体和多体或实际上选自当今本领域已知的许多类抗体或抗体衍生物分子中的任一种。因此，术语“抗体”在本文中广泛使用并且包括本领域已知的任何此类抗体和任何抗体片段、衍生物或变体。抗体可以是任何方便的或期望的物种、类别或亚型。此外，抗体可以是天然的、衍生的或合成的。
因此，抗体可以是：
(a)免疫球蛋白的各种类别或亚类中的任何一种，例如衍生自任何动物的IgG、IgA、IgM、IgD或IgE，任何动物例如任何常规使用的动物，例如绵羊、兔子、山羊或老鼠或卵黄；
(b)单克隆或多克隆抗体；
(c)完整抗体或抗体片段，单克隆或多克隆，片段是那些包含抗体结合区的片段，例如不含Fc部分(例如Fab、Fab'、F(ab')2、Fv)的片段，即所谓的“半分子”片段，其通过还原切割连接完整抗体中重链组分的二硫键获得。Fv可以定义为含有轻链可变区和重链可变区的片段，表示为两条链；
(d)通过重组DNA或其他合成技术产生或修饰的抗体，包括单克隆抗体、抗体片段、人源化抗体、嵌合抗体或合成制备或改变的抗体样结构。
还包括抗体的功能衍生物或“等价物”，例如单链抗体。单链抗体可被定义为包含轻链可变区、重链可变区的基因工程分子，其通过合适的多肽接头连接为融合的单链分子。产生抗体和抗体的片段和衍生物的方法是本领域公知的。
在优选的实施方式中，抗体是单克隆抗体。
在许多情况下，单克隆抗体是未经修饰的抗体，目前使用的大多数治疗性抗体都属于这一类。然而，在本发明的一个实施方式中，抗体，例如单克隆抗体，与另外的分子例如有毒物质或放射性物质缀合或融合。因此，缀合或融合的抗体与另一个对细胞有毒性的分子(例如药物)或具有放射性的分子相连。抗体与癌细胞表面的特定抗原结合，并将毒素或放射物引导至肿瘤。
已知和批准的抗体包括：阿仑单抗(Alemtuzumab)、贝伐单抗(Bevacizumab)、本妥昔单抗(Brentuximab vedotin)、西妥昔单抗(Cetuximab)、吉妥单抗(Gemtuzumabozogamicin)、替伊莫单抗(Ibritumomab tiuxetan)、伊匹单抗(Ipilimumab)、奥法木单抗(Ofatumumab)、帕尼单抗(Panitumumab)、利妥昔单抗(Rituximab)、托西妥单抗(Tositumomab)和曲妥珠单抗(Trastuzumab)。
在第二个实例中，免疫治疗剂是细胞因子。细胞因子包括免疫调节剂，例如白介素(IL)和干扰素(IFN)以及集落刺激因子、肿瘤坏死因子(TNF)和其他调节分子。细胞因子根据其功能、分泌细胞或作用靶标被归类为淋巴因子、白介素和趋化因子。每个细胞因子具有一个匹配的细胞表面受体，其启动改变细胞功能的细胞内信号级联(cascade)。在癌症的情况下，细胞因子通过肿瘤内存在的许多细胞类型产生。细胞因子是本领域公知的，并且所有这些细胞因子都包括用于根据本发明的用途。因此，在一个实施方式中，免疫治疗剂是细胞因子。在一个优选的实施方式中，细胞因子是白介素或干扰素。
白介素是一组对免疫系统具有广泛影响的细胞因子。白介素(IL)的实例为IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-15和IL-17。
干扰素是免疫系统产生的细胞因子，通常参与抗病毒反应，但也可用于治疗癌症。干扰素(IFN)分为三组：I型(IFNα和IFNβ)、2型(IFNγ)和较新发现的III型(IFNλ)。
以上讨论的细胞因子的所有已知形式均可用于本发明，还包括其功能等效的变体、衍生物和片段。因此，本文使用的术语“细胞因子”包括已知细胞因子多肽的氨基酸序列变体、细胞因子多肽的片段或其衍生物，只要此类片段、变体或衍生物是有活性的或“功能性的”，即保留相关细胞因子的至少一种功能或活性(例如生物活性)。细胞因子可以是重组多肽、合成多肽或可以从天然来源分离。合适的细胞因子是可商购的并且是技术人员已知的，例如人细胞因子可从GenScript(Piscataway，新泽西州，美国)获得。
在第三个实例中，免疫治疗剂是靶向免疫检查点的药剂，即检查点抑制剂。检查点蛋白通过向免疫系统指示哪些细胞是健康的以及哪些细胞应该被破坏来控制免疫系统。检查点蛋白通过阻止T-细胞活化来充当免疫系统的“刹车”。如果细胞表面没有足够的检查点蛋白，它可能会被免疫系统破坏。在癌细胞的情况下，虽然可能有分子信号表明细胞癌变，但如果细胞表面有足够的检查点蛋白，细胞可能会逃避免疫反应，据推测检查点蛋白会导致一些癌症免疫疗法失败。
几种检查点抑制剂是已知的并且可以用于本发明，例如在Creelan(2014)CancerControl21：80-89中描述的那些抑制剂。
检查点抑制剂的例子包括：曲美木单抗(Tremelimumab)(CP-675,206)；伊匹单抗(MDX-010)；纳武单抗(BMS-936558)；MK-3475(原名兰博利珠单抗)；优利单抗(Urelumab)(BMS-663513)；抗LAG-3单克隆抗体(BMS-986016)；和巴维妥昔单抗(Bavituximab)(嵌合3G4)。所有这些检查点抑制剂均可用于本发明。
免疫疗法的替代选择涉及免疫细胞疗法，并且本发明也可以与此类疗法组合使用，例如过继细胞转移。已经开发了许多用于治疗癌症的基于T-细胞的疗法，这些被称为过继细胞转移(ACT)的疗法近年来变得越来越有吸引力。迄今为止，已经使用了三种主要的ACT策略。其中第一个，也是最成熟的，涉及从外周或肿瘤部位分离患者自身的肿瘤反应性T-细胞(称为肿瘤浸润淋巴细胞(TIL))。这些细胞在体外扩增并重新注射到患者体内。
有两种替代疗法可用，其中涉及用能够识别肿瘤的受体修饰患者自身的T-细胞。在一种选择中，可以分离和表征对癌抗原具有活性的TcR，并且可以将编码TcR的基因插入到T-细胞中并重新注射到患者体内。这种疗法已被证明可以缩小某些患者的实体瘤，但存在一个明显的缺点：所使用的TcR必须与患者的免疫类型相匹配。因此，作为使用TcR的替代方案，还提出了涉及在T-细胞中表达嵌合抗原受体(CAR)的疗法。CAR是融合蛋白，包含与TcR复合物的信号结构域相连的抗体，如果选择了合适的抗体，则可用于指导T-细胞对抗肿瘤。与TCR不同，CAR不需要与接受者进行MHC匹配。
或者，细胞可以是自然杀伤(NK)细胞，其任选地可以被修饰以表达CAR。
因此，根据本发明，免疫治疗剂可以是细胞，特别是免疫细胞，例如淋巴细胞，特别是如上所述的T细胞或NK细胞，例如T细胞可以是TIL或被修饰以表达TcR或CAR。NK可以被修饰以表达CAR。
另一种抗癌剂的替代选择是微RNA(miRNA)。MicroRNA是在植物、动物和一些病毒中发现的非编码小RNA分子(包含约22个核苷酸)，其功能是RNA沉默和基因表达的转录后调控。miRNA通过与mRNA分子内的互补序列碱基配对发挥作用。结果，这些mRNA分子通过将mRNA链切割成两部分而沉默，通过缩短其poly(A)尾端来破坏mRNA的稳定性，或者降低mRNA翻译成蛋白质的效率。miRNAs类似于上面提到的siRNAs，除了miRNAs来源于RNA转录物的区域，这些区域自身折叠形成短发夹(hairpin)，而siRNAs来源于较长的双链RNA区域。许多miRNA已被发现与各种类型的癌症有关，因此有时被称为“oncomirs”。
MicroRNA可用于治疗癌症中的基于microRNA的肿瘤学疗法。发展miRNA疗法的基本原理是基于异常表达的miRNA在癌症发展中起关键作用的前提，并且通过拮抗或恢复miRNA功能来纠正这些miRNA缺陷可能会提供治疗益处，例如通过miRNA替代疗法。
根据本发明，任何合适的miRNA都可以用作另外的抗癌剂。miRNA可以是游离形式，即不与其他分子结合。或者，miRNA可以缀合或结合到另一个分子，例如。如本文所讨论的抗体。
最优选地，另外的抗癌剂选自：替莫唑胺、5-氟尿嘧啶、吉西他滨、阿糖胞苷和Gliadel(RTM)。优选地，另外的抗癌剂是替莫唑胺。优选地，另外的抗癌剂是5-氟尿嘧啶。优选地，另外的抗癌剂是吉西他滨。优选地，另外的抗癌剂是阿糖胞苷。优选地，另外的抗癌剂是Gliadel(RTM)。
式(I)的化合物和另外的抗癌剂可以根据本发明以组合物的形式使用，即药物组合物。本发明提供了一种药物组合物，其包含式(I)化合物和一种或多种药学上可接受的赋形剂，任选地还包含另外的抗癌剂。
包含式(I)的化合物和另外的(即一种以上其他或第二种)抗癌剂的产品(特别是药物产品)可以是用于分开、依次或同时使用治疗或预防癌症(即肿瘤)的组合制剂，或者可以是式(I)的化合物与另外的抗癌剂共同配制的产品。
因此，式(I)化合物和另外的抗癌剂可以一起配制为单一组合物或配置为单独的组合物以用于单独给药。这将取决于另外的抗癌剂的性质及其选择的给药方式或需要的给药方式。
用于本发明的组合物可以根据制药领域已知的技术和程序以任何方便的方式配制，例如使用一种或多种药学上可接受的稀释剂、载体或赋形剂。这样的制剂可以用于药物或兽医用途。用于此类制剂的合适稀释剂、赋形剂和载体是技术人员已知的。
本文所指的“药学上可接受的”是指与组合物的其他成分相容以及接受者生理上可接受的成分。组合物和载体或赋形剂材料的性质、剂量等可以根据选择和所需的给药途径、治疗目的等以常规方式选择。
因此，“药学”或“药学上可接受的”是指当适当地施用于哺乳动物，尤其是人类时，不会产生不良反应、过敏反应或其他不良反应的分子实体和组合物。药学上可接受的载体或赋形剂是指任何类型的无毒固体、半固体或液体填充剂、稀释剂、包封材料或制剂助剂。
药物组合物含有对制剂而言是药学上可接受的赋形剂。这些可以特别是等渗的、无菌的、盐水溶液(磷酸一钠或磷酸二钠、氯化钠、氯化钾、氯化钙或氯化镁等或这些盐的混合物)，或干燥的、冷冻干燥的组合物并根据情况在添加时加入无菌水或生理盐水，以允许溶液的施用。
本发明的化合物可以以常规药理学给药形式存在，例如片剂、包衣片剂、鼻喷雾剂、溶液、乳液、脂质体、粉剂、胶囊或缓释形式。可以使用常规的药物赋形剂以及通常的生产方法来制备这些形式。
为了制备药物组合物，可以将有效量的式(I)化合物或本发明的其他抗癌药溶解或分散在药学上可接受的载体或水性介质中。组合物可包含任何已知的载体、稀释剂或赋形剂。例如，适合肠胃外给药的制剂方便地包含药学活性成分的无菌水溶液和/或悬浮液，优选地，通常使用氯化钠、甘油、葡萄糖、甘露醇、山梨糖醇等使其与接受者的血液等渗。
可包含在任何药物组合物中的赋形剂包括防腐剂(例如对羟基苯甲酸酯)、螯合剂(例如EDTA)、稳定剂、张力调节剂、抗微生物剂、絮凝剂/悬浮剂、润湿剂、溶剂和溶剂系统、抗氧化剂和缓冲剂等。当配制用于特定所需目的的药物组合物时，选择和优化此类赋形剂及其量在本领域普通技术人员的能力范围内。
组合物优选为水溶液形式。这种溶液根据本领域已知的方法制备，然后装入注射小瓶或安瓿中。
药物组合物的形式、给药途径、剂量和方案自然取决于要治疗的癌症的性质、疾病的严重程度、患者的年龄、体重和性别等，或者所需的治疗持续时间。
治疗包括施用式(I)化合物，任选地与另外的抗癌剂一起施用。
根据本发明使用的式(I)化合物可以通过任何合适的途径施用于受试者。这同样适用于包含式(I)化合物的组合物或制剂。
式(I)的化合物以及因此包含其的组合物和制剂可以例如以适合于口服、经鼻、肠胃外、静脉内、局部、直肠或鞘内给药的形式存在。优选地，化合物以适合全身(例如静脉内)给药的形式存在。
可以使用本领域常见或标准的任何给药方式，例如注射、输注、局部给药、吸入、透皮给药，通过医学领域中已知的任何合适的方法向体内和体表给药等。因此，给药方式包括口服、鼻腔、肠内、直肠、阴道、粘膜、局部或肠胃外给药或通过吸入给药。给药可以直接施用于肿瘤(瘤内给药)。
优选口服或肠胃外给药。优选的肠胃外给药方式是静脉内、肌内、腹膜内、颅内和皮下给药，以及向脑脊液给药(鞘内给药)。更优选地，给药是腹膜内或静脉内给药，最优选静脉内给药。
优选地，给药是口服或静脉内。
静脉内给药可以是静脉注射或静脉输注，最优选静脉输注(例如通过输液泵)。
式(I)化合物和另外的抗癌剂可以通过相同或不同的途径给药。
如上所述，式(I)化合物和另外的抗癌剂可以同时、分开或依次给药。在一个优选的实施方式中，式(I)化合物和另外的抗癌剂依次给药，例如在不同的时间，即不在同一个组合物中给药。在替代实施方式中，式(I)化合物和另外的抗癌剂同时一起施用，例如在相同组合物中或在分开的组合物中。分开给药的时间可以根据具体的式(I)化合物或具体的其他抗癌剂、制剂和/或使用的给药方式来确定。因此，式(I)化合物可以在另外的抗癌剂之前或之后给药。
例如，可以首先施用另外的抗癌剂，在合适的时间间隔后施用式(I)的化合物，以与另外的抗癌剂递送到靶位点的最佳时间一致，或者反之亦然。这种合适时间的确定完全在临床医生的常规技能范围内。因此，例如式(I)化合物可以在另外的抗癌剂之前或之后的至少或最多20、30、40、50、60、70或90分钟或2、3、4、5或6小时给药，优选肠胃外给药，更优选静脉内给药。
剂量(dose)和剂量(dosage)可以常规方式确定并且可以取决于分子的性质、治疗目的、患者年龄、给药方式等确定。如上所述的本发明的任何治疗剂可以与药学上可接受的赋形剂组合以形成治疗组合物。剂量是指一次接受的药物的特定剂量，即术语“单剂量”和剂量可互换使用。一个疗程可以包括在一段时间内的多个剂量，即多个单剂量。
在本发明的方法和用途中，优选施用有效量的式(I)化合物和任选的另外的抗癌剂(如果存在)。换言之，剂量优选包含有效量的式(I)化合物和任选的另外的抗癌剂(如果存在)。
如实施例中所示，与杀死肿瘤所需的剂量相比，式(I)化合物在高剂量下是耐受的。这个性质不同于许多化疗化合物；事实上，大多数化疗化合物在杀死癌症所需的剂量下都会产生明显的副作用。本公开的实施例表明，有利地，式(I)化合物可以以远远超过杀死肿瘤所需剂量的剂量给药。
如实施例中所示，小鼠耐受300mg/kg和2000mg/kg的单剂量的式(I)化合物，但不能耐受8000mg/kg的单剂量。这些数据表明在小鼠中式(I)化合物的最大耐受剂量为至少2000mg/kg但小于8000mg/kg。小鼠剂量和人体剂量之间的转换系数为0.081(Nair等，(2016)Basic Clin Pharm.7(2)：27-31)。因此，实施例中的数据表明，在人类中，式(I)化合物的最大耐受剂量为至少162mg/kg但小于648mg/kg。
因此，优选地，式(I)化合物以≤405mg/kg、优选≤324mg/kg、更优选≤243mg/kg、更优选≤162mg/kg、更优选≤81mg/kg，更优选≤40.5mg/kg，更优选≤24.3mg/kg的剂量给药。优选地，式(I)化合物以至少10mg/kg、更优选至少20mg/kg、更优选至少30mg/kg、更优选至少40mg/kg、更优选至少500mg/kg，更优选至少100mg/kg的剂量给药。
优选地，式(I)化合物以介于10mg/kg和405mg/kg之间、优选介于20mg/kg和324mg/kg之间、更优选介于20mg/kg和243mg/kg之间、更优选介于30mg/kg和162mg/kg之间，更优选介于40mg/kg和81mg/kg之间的剂量给药。
这些剂量是对人类受试者的优选剂量。
剂量和给药方案可根据诸如受试者的年龄、体重、状况和性别、治疗目的、所治疗的疾病、患者的年龄和/或状况、给药方式等参数而变化.
可以容易地建立适当的剂量和方案。可以容易地制备合适的剂量单位。可以以常规方式确定给药方案。
治疗可以包括单次施用式(I)化合物，任选地与另外的抗癌剂一起，或可以包括重复施用式(I)的化合物，任选地与另外的抗癌剂一起。式(I)化合物和另外的抗癌剂(如果存在)的给药方案不必相同。或者，治疗可包括式(I)化合物的单次给药和另外的抗癌剂的重复给药，或反之亦然。
优选地，式(I)的化合物优选以上述剂量中的任何一种给药，每1、2、3、4、5或6天，更优选每2、3或4天，更优选每3天，总共2至10次，更优选3至8次，更优选4至6次，更优选5次给药。
然而，根据化合物的性质、治疗目的、所治疗的疾病、年龄和/或患者的状况、给药方式等，确定适当的给药方案和其中的相关剂量将在本领域普通技术人员的能力范围内。
本发明还提供包含式(I)化合物和另外的抗癌剂的产品或试剂盒。试剂盒或产品可用于本文所述的任何用途或方法，即用于治疗或预防癌症。特别地，试剂盒或产品用于同时、分开或依次使用。优选地，式(I)化合物以及任选地还有另外的抗癌剂被配制用于肠胃外给药，优选静脉内给药。
本发明试剂盒的每个成分(即每个抗癌剂)可以在单独的隔室或容器中提供。在方便和实用的情况下，可以提供组分的混合物。组件可以以干燥的形式提供，例如。结晶的、冷冻干燥的或冻干的形式或在溶液中，通常这样的液体组合物是水性的并且用标准缓冲液例如Tris、HEPES等缓冲。
优选地，试剂盒用于治疗癌症，例如用于本文所述的本发明的方法或用途。
本发明的化合物(即式(I)、(IIa)、(IIb)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IIId)、(Iva)、(IVb)、(IVc)、(IVd)、(IVe)和(IVf)的化合物)是可商购的、在文献中已知的，或者可以根据标准技术从可用的起始材料使用合适的试剂和反应条件通过常规合成程序获得。在这方面，技术人员尤其可以参考B.M.Trost和I.Fleming的“Comprehensive OrganicSynthesis”，Pergamon Press，1991和“Protective Groups in Organic Synthesis”，第3版，T.W.Greene&P.G.M.Wutz,Wiley-Interscience(1999)。
本发明的化合物可从例如Berry and Associates、Toronto ResearchChemicals、Sigma Aldrich、Carbosynth、Trilink Biotech和其他知名商业供应商商购获得。
附图说明
将参考以下非限制性实施例进一步描述本发明，其中：
图1示出了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基胞苷在小鼠中具有良好的耐受性，并在小鼠异种移植模型中降低了人类多形性胶质母细胞瘤。
图1A：单剂量最大耐受剂量方案。小鼠以指定剂量单次腹膜内注射给药。如果相关组中的所有小鼠均耐受指定剂量，则按指定增加剂量。
图1B：小鼠腹膜内注射指定剂量和指定化合物后，每三天在指定时间点测量小鼠体重，总共五次。
图1C-H：将U87-MG细胞植入32只免疫缺陷小鼠的侧腹。在肿瘤达到129-131mm3后，将小鼠分成四组，每组8只。阴性对照组用赋形剂治疗，阳性对照组用40mg/kg替莫唑胺每天一次治疗五天，治疗组用2000mg/kg 5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或2000mg/kg 5-羟甲基-2'-脱氧胞苷治疗，每三天一次，总共五剂。每三天测量一次肿瘤体积(图1C)，每三天测量一次小鼠体重(图1D)。在研究完成时，计算肿瘤生长抑制百分比(TGI(％))(图1E)，切除肿瘤，拍照(图1F)，测量(图1G)并切片并用苏木精和伊红染色(图1H)。
图2示出了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷通过与当前核苷酸类似物无关的机制杀死多形性胶质母细胞瘤。
图2A：5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5'-羟甲基-2'-脱氧胞苷处理细胞的流式细胞术，用膜联蛋白V和7AAD染色。
图2B：用5-甲酰胞嘧啶、5-甲酰胞苷或5-甲酰基-2'-脱氧胞苷滴定治疗的HeLa细胞的存活曲线。
图2C：用5-羟甲基胞嘧啶、5-羟甲基胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷滴定治疗的U87-MG细胞的存活曲线。
图3示出了哺乳动物细胞中由5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷诱导的次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(HPRT)基因突变的量化。5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷被证明没有致突变性。
图4示出了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-甲酰胞苷和5-氯-2'-脱氧胞苷在处理三天后对HeLa细胞的细胞毒性水平(％存活率)。
图5示出了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(d5fC)、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(d5hmC)、5-氯-2'-脱氧胞苷(5CldC)、5-溴-2'-脱氧胞苷(5BrdC)、5-碘-2'-脱氧胞苷(5IdC)和胸苷对U87-MG细胞的细胞毒性水平(％存活率)。
图6示出了U87-MG细胞中5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的细胞毒性作用(％存活率)未因添加胸苷而减轻，表明5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷不通过抑制胸苷合成酶起作用。
图7示出了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷与替莫唑胺组合在U87-MG细胞中的细胞毒性作用(％存活率)。
图8示出了5-羟甲基-2'-脱氧胞苷与替莫唑胺组合在U87-MG细胞中的细胞毒性作用(％存活率)。
图9示出了5-甲氧基甲基-2'-脱氧尿苷和5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷对U87-MG细胞的细胞毒性作用。治疗持续72小时。使用MTT测定法对存活进行量化。
图10示出了用d5fCTP或d5hmCTP治疗后各种细胞的存活百分比。
图10A：用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸(d5fCTP)治疗72小时后HeLa的存活率百分比。使用MTT测定法对存活率进行量化。
图10B：用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸治疗72小时后U87-MG细胞(神经胶质瘤，IV级)的存活率百分比。使用MTT测定法对存活进行量化。
图11示出了不同细胞系中的CDA表达水平。这些值是归一化的Log2 CDA表达水平。使用Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0Array平台和Genevestigator数据库(https：//genevestigator.com/gv/)确定表达水平。
图12示出了各种细胞系中的线性CDA表达水平。使用Affymetrix Human GenomeU133 Plus 2.0Array Platform和Genevestigator数据库(https：//genevestigator.com/gv/)确定表达水平。
图13A和13B示出了各种人脑肿瘤中的CDA表达水平。这些值是归一化的Log2 CDA表达水平。使用Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0Array平台和Genevestigator数据库(https：//genevestigator.com/gv/)确定表达水平。
图14A和14B示出了各种人脑肿瘤中的线性CDA表达水平。使用Affymetrix HumanGenome U133 Plus 2.0Array平台和数据库(https：//genevestigator.com/gv/)确定表达水平。
图15示出了PAMPA分析的结果，证明2d5hmC和2d5fC可以通过血脑屏障。
具体实施方式
实施例
材料和方法
动物
这项工作的所有方面，包括动物的饲养、实验和处置，均在AAALAC认可的实验动物设施内并按照实验动物护理和使用指南：第八版(美国国家科学院出版社，华盛顿特区，2011年)进行。
细胞培养
在聚-D-赖氨酸(Merck Millipore，目录号A-003-E)和层粘连蛋白(R&D Systems，目录号3446)涂覆的平板上，在神经干细胞培养基(50％ DMEM-F12(Thermofisher，目录号21041025)、50％神经基础培养基(Thermofisher，目录号10888-022)、N2(LifeTechnologies，目录号A-003-E)和B27补充剂(Life Technologies，目录号12587010)、1mM丙酮酸钠(Life Technologies，目录号11360-039)，2mM谷氨酰胺(Life Technologies，目录号35050038)、1mM HEPES(Fisher Scientific，目录号BP299-1)、0.1mMβ-巯基乙醇(LifeTechnologies，目录号31350010)、1x非必需氨基酸(Life Technologies，目录号11140-035)、0.006％牛血清白蛋白(Sigma，目录号A8577-10ML)、4μg/ml肝素(Sigma，目录号H3149-25KU)、100U/ml青霉素、100μg/ml链霉素、20ng/ml hEGF(R&D Systems，目录号236-EG-200)、10ng/ml bFGF(Peprotech，目录号100-18B))中培养原代神经胶质瘤神经干(GNS)细胞(G7、G14、G144、G166)。
HCT116在McCoy's 5a改良培养基(Life Technologies，目录号36600021)中生长，McCoy's 5a改良培养基补充有10％胎牛血清、100U/ml青霉素和100U/ml链霉素。
Arpe 19在DMEM：F12培养基(Life Technologies，21331-020)中生长，DMEM：F12培养基补充有10％胎牛血清、100U/ml青霉素和100U/ml链霉素。
HAP1在IMDM(Gibco，目录号12440-05)中生长，IMDM中补充有10％胎牛血清、100U/ml青霉素和100U/ml链霉素。
上面未提及的细胞系在DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长，DMEM补充有10％胎牛血清、100U/ml青霉素和100U/ml链霉素。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
药物
本实施例中使用的化合物如下获得(CAT#＝目录号)。
存活率实验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以8种浓度加入，一式三份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行3次，数据代表9个孔的平均值±SEM。
MTD(最大耐受剂量)
5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(Berry and Associates)在二甲基亚砜(DMSO)/Solutol(RTM)R HS15/磷酸盐缓冲盐水(PBS)(5/5/90,v/v/v)中以30、200和400mg/mL的浓度配置，用于腹膜内给药，给药体积为5mL/kg。应用10或20mL/kg的剂量体积。
重23±3g的雄性ICR小鼠由中国台湾BioLasco提供(符合Charles RiverLaboratories Licensee)。动物在使用前适应3天，并确认其健康状况良好。所有动物都保持在受控的温度(20-24℃)、湿度(30％-70％)和12小时光/暗循环的卫生环境中。允许自由获得无菌标准实验室饮食[MFG(东方酵母工业株式会社，日本)]和高压灭菌自来水。
将5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷腹膜内给药至三只重23±3g的雄性ICR小鼠的组。动物接受300mg/kg的初始剂量。如果动物存活72小时，则增加下一组的剂量。如果一只或多只动物死亡，则减少下一组的剂量。当所有动物在上限存活时，或者当已经测试了三个剂量水平，或者当达到上限或下限时，测试停止。在每个剂量水平，在第一个30分钟，观察动物是否出现急性毒性症状(死亡、抽搐、震颤、肌肉松弛、镇静等)和自主神经效应(腹泻、流涎、流泪、血管舒张、立毛等)，并在第1、24、48和72小时再次观察。在给药前和72小时时记录体重。在化合物给药后每天观察动物并记录死亡率。在不收集组织的情况下对所有动物进行肉眼尸检，并根据研究设计表确定下一个剂量水平。
多重MTD
在二甲基亚砜(DMSO)/Solutol(RTM)R HS15/磷酸盐缓冲盐水(PBS)(5/5/90，v/v/v)中配制5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(Berry and Associates))，浓度为15、50和100mg/mL，使用腹膜内给药，给药体积为20mL/kg。测试化合物每三天给药一次，总共5个剂量(q3dx5)。
重23±3g的雄性ICR小鼠由中国台湾BioLasco提供(符合Charles RiverLaboratories Licensee下)。动物在使用前适应3天，并确认其健康状况良好。所有动物都保持在受控的温度(20-24℃)、湿度(30％-70％)和12小时光/暗循环的卫生环境中。允许自由获得无菌标准实验室饮食[MFG(东方酵母工业株式会社，日本)]和高压灭菌自来水。
在每次治疗(第1、4、7、10和13天)后的前30分钟观察动物是否存在急性中毒症状(死亡、抽搐、震颤、肌肉松弛、镇静等)和自主神经效应(腹泻、流涎、流泪、血管舒张、立毛等)，并在最后一次给药(第13天)后的第1、24、48和72小时再次观察。以同一方案记录死亡率。此外，在每次治疗前和最后一次给药后的第24、48和72小时记录体重。在不收集组织的情况下对所有动物进行肉眼尸检。
异种移植
每次给药前，重新配置5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(Berryand Associates)给药溶液：首先将适当体积的DMSO加入预先称重的化合物中，然后加入适当体积的Solutol(RTM)和PBS(5％DMSO/5％Solutol(RTM)/90％ PBS)。标准药剂替莫唑胺由奥斯陆大学医院(Oslo University Hospital)以粉末形式提供，并在每次给药前重新配制：首先向预先称重的化合物中加入适当体积的DMSO，然后加入适当体积的Solutol(RTM)和PBS(5％ DMSO)/5％ Solutol(RTM)/90％ PBS)。5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷以20mL/kg的剂量体积给药。标准药剂替莫唑胺以10mL/kg的剂量体积给药。
人脑恶性胶质瘤细胞系U87-MG(ATCC HTB-14，上皮胶质母细胞瘤)获自美国典型培养物保藏中心(ATCC)。细胞在含有5％胎牛血清(FBS)的最低必需培养基中于37℃和5％CO2的培养箱中培养。
使用从中国台湾BioLasco获得的6-7周龄的雌性(nu/nu)裸鼠(符合CharlesRiver Laboratories Licensee)。将动物圈养在单独通风的笼子(IVC，36Mini Isolatorsystem)中。5只动物的配置为27x20x14厘米。所有动物都保持在受控的温度(20-24℃)和湿度(30％-70％)和12小时光/暗循环的卫生环境中。允许自由获得标准实验室饮食[MFG(东方酵母工业株式会社，日本)]和高压灭菌的自来水。
将活的U87-MG(ATCC HTB-14)细胞皮下(SC)植入雌性nu/nu小鼠的右侧(PBS中5x106个细胞/小鼠，0.2mL/小鼠)。当组平均肿瘤体积达到约129mm3至131mm3时，将植入肿瘤的小鼠分为四个治疗组，每组包含八只动物，并开始给药(表示为第1天)。
2000mg/kg的5-羟甲基-2'-脱氧胞苷、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和相应的赋形剂(5％DMSO/5％Solutol(RTM)/90％PBS)每三天腹膜内(IP)给药一次，总共给药五次。每天口服(PO)40mg/kg替莫唑胺一次，总共五次。
每周两次监测和记录肿瘤体积、体重、死亡率和明显毒性的迹象，持续29天。根据椭球公式估计肿瘤体积(mm3)为：长度x(宽度)2x0.5。肿瘤生长抑制率(T/C)由下式计算：
％T/C＝(Tn/Cn)x100％
Cn：对照组在第n天测量的肿瘤重量
Tn：治疗组在第n天测量的肿瘤重量
％T/C值≤42％被认为具有显著的抗肿瘤活性(#)。
肿瘤生长抑制百分比(TGI)也通过以下公式计算：
％TGI＝(1-(Tn/Cn))×100％
％TGI值≥58％被认为具有显著的抗肿瘤活性(#)。
还使用双向方差分析(RTM)和Bonferroni检验来确定研究期间(第1天到第29天)与阴性对照组相比的统计学显著差异。差异在P<0.05(*)被认为是显著的。
研究完成后，从研究中的所有动物身上切除肿瘤并拍照。
HPRT实验
HPRT致突变性实验在V79细胞中进行。50,000个V79细胞在6孔板中用三种不同浓度的d5hmC或d5fC(1、10、100μM)处理24小时。DMSO用作阴性对照。处理后，根据需要将细胞在T75烧瓶中传代培养9天以允许HPRT-突变体的表达。将10,000个细胞重新接种到具有选择性培养基(2.5μg/ml 6TG)的10个复制培养皿(100x15mm)中。
通过将200个细胞置于四个不具有选择性培养基的复制培养皿(60x15mm)中，来确定存活率(相对平板效率)。将集落固定，吉姆萨染色，7天后计数。突变频率表示为在所有平板上计数的突变总数除以接种细胞数，通过重新接种平板效率校正。实验进行了三次，数据表示为三份的平均值±SEM。
细胞凋亡流式细胞术
将100,000个细胞接种在6孔板中，并用100μM替莫唑胺、2'-脱氧-5-羟甲基胞苷、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或DMSO孵育72小时。根据制备商的方案，使用膜联蛋白V-7-氨基-放线菌素D(7-AAD)凋亡检测试剂盒(Nordic Biosite AS，目录号640922)评估检测凋亡细胞。
在LSR Fortessa(BD Biosciences)上进行荧光激活细胞分选分析，并在FlowJo软件上分析数据。所有实验进行三次。
蛋白质印迹
如前所述(Towbin等，1979.Biotechnology,24,145-149)进行蛋白质印迹。根据制备商的推荐浓度使用抗CDA抗血清(Abcam，目录号Ab82346)。通过偶联二抗的辣根过氧化物酶氧化鲁米诺产生的信号对蛋白质进行定量。
实施例1：对肿瘤细胞的细胞毒性
如上所述(材料和方法)生长的HeLa细胞用5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷处理。用这些化合物处理三天后，如上所述(材料和方法)评估细胞存活率。虽然用5-羟甲基-2'-脱氧胞苷处理后的存活率与DMSO处理的细胞没有区别，但令人惊讶的是，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对HeLa细胞具有细胞毒性。
将5-甲酰基-2'-脱氧胞苷的细胞毒性作用与两种充分描述的细胞毒性化合物5-氟尿嘧啶和替莫唑胺进行了比较。确定5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对HeLa细胞的细胞毒性(IC50＝0.76μM)比5-氟尿嘧啶(IC50>25μM)和替莫唑胺(IC50>25μM)更强。
知晓5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对宫颈癌(HeLa)细胞具有细胞毒性后，该研究扩展到两个方向：(i)评估了另一个化合物：5-羧基-2'-脱氧胞苷；(ii)评估了它们对多种人类癌细胞系的细胞毒性作用(表1)。
表1：5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(2d5fC)、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(2d5hmc)和5-羧基-2'-脱氧胞苷(2d5caC)在一系列人类癌细胞系中的评估，并与替莫唑胺和5-氟尿嘧啶(5fU)进行比较。IC50是相关化合物杀死一半细胞时的浓度。
如表1所示，5-羧基-2'-脱氧胞苷在任何评估的癌细胞系中都没有细胞毒性。有趣的是，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对多种人类癌细胞具有细胞毒性，表明其在治疗多种癌症方面具有潜在用途。5-羟甲基-2'-脱氧胞苷具有较窄的细胞毒性特征；实际上，这种胞苷衍生物仅对两种评估的细胞系具有细胞毒性：U87-MG，IV级神经胶质瘤细胞(IC50>0.3340μM)和HAP1慢性髓性卢克米亚细胞(IC50>3.027μM)。这表明该化合物可被患者很好地耐受。5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷被观察到对多形性胶质母细胞瘤细胞(U87-MG)系最具细胞毒性。
由于在IV级神经胶质瘤(U87-MG)细胞中观察到了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的最大细胞毒性作用，在更广泛的患者来源的IV级神经胶质瘤细胞中评估了这些化合物的细胞毒性(表2)。由于在之前的实验中缺乏活性，5-羧基-2'-脱氧胞苷不包括在这个更严格的分析中。
表2：评估5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(2d5fC)和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(2d5hmc)对来自于患者的多形性胶质母细胞瘤细胞系(神经胶质瘤，IV级)的细胞毒性，并与替莫唑胺和5-氟尿嘧啶(5fU)相比较。IC50是相关化合物杀死一半细胞时的浓度。
如表2所示，用相关化合物治疗后，12个IV级神经胶质瘤细胞系中有5个被5-甲酰基-2'-脱氧胞苷杀死，12个IV级神经胶质瘤细胞系中有6个被5-羟甲基-2'-脱氧胞苷杀死。这表明这些化合物具有对抗多种神经胶质瘤的能力。这些结果以替莫唑胺(目前IV级神经胶质瘤的一线治疗药物)和5-氟尿嘧啶(一种广泛使用的抗癌药物)为基准。替莫唑胺有效杀死了12个IV级神经胶质瘤细胞系中的5个，5-氟尿嘧啶杀死了12个IV级神经胶质瘤细胞系中的11个。因此，数据表明5-甲酰基-2'-脱氧胞苷与当前IV级神经胶质瘤的一线治疗剂一样有效，而5-羟甲基-2'-脱氧胞苷比当前IV级神经胶质瘤的一线治疗剂更有效。
此外，表2表明5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷对对当前一线治疗剂(替莫唑胺)具有抗性的细胞系均具有细胞毒性。这提供了证据表明这些化合物可以比针对此类替莫唑胺耐药肿瘤的当前疗法具有更好的效果。或者，表2表明替莫唑胺与5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和/或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷联合将是最佳治疗方法。
实施例2：对正常细胞的细胞毒性
如实施例1所示，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷是治疗癌症的有用疗法，尤其是针对IV级神经胶质瘤，尤其是对替莫唑胺治疗有抗性的癌症。
本发明人进一步研究了这些化合物杀死正常人体细胞的程度；对正常人体细胞的低细胞毒性是抗癌剂的有利特性。因此研究了这些化合物在各种正常人细胞系中的细胞毒性(表3)。如上所述(材料和方法)进行细胞生长并进行存活率测定。
表3：评估5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(2d5fC)和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(2d5hmC)对正常(非癌性)人类细胞系的细胞毒性，并与替莫唑胺和5-氟尿嘧啶(5fU)相比较。IC50是相关化合物杀死一半细胞时的浓度。
如表3所示，5-羟甲基-2'-脱氧胞苷对任何评估的正常细胞系都没有细胞毒性。5-甲酰基-2'-脱氧胞苷仅对一种正常人细胞系(HaCat、角质形成细胞)具有细胞毒性。这些结果表明这些化合物不仅是有效的癌症化疗剂，而且人类可以很好地耐受。
实施例3：最大耐受剂量
由于5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对正常细胞的作用有限，本发明人认为这些化合物可以以相对高的剂量给药而不会引起通常与癌症化疗相关的副作用。如上所述(材料和方法)确定这些化合物在小鼠中的最大耐受剂量(MTD)。制定了MTD方案(图1A)。虽然研究的终点是72小时后的存活率，但在最初的30分钟期间监测了动物中是否存在急性毒性症状(死亡、抽搐、震颤、肌肉松弛、镇静等)和自主神经效应(腹泻、流涎、流泪、血管舒张、立毛等)，并且在第1、24、48和72小时再次监测。在给药前和第72小时记录体重。
结果表明，小鼠可以耐受单剂量300mg/kg和2000mg/kg的5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷。小鼠无法耐受单剂量8000mg/kg的5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(未显示)。这些结果表明，在小鼠中，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的单剂量最大耐受至少为2000mg/kg，但低于8000mg/kg。
小鼠剂量和人体剂量之间的换算系数是0.081(Nair等，(2016)Basic ClinPharm.7(2)：27–31)。因此，数据表明，在人类中，式(I)化合物的单剂量最大耐受为至少162mg/kg但小于648mg/kg。
在多天多次重复给药后仍可以耐受的癌症化疗药物是有利的。因此，本发明人如上所述(材料和方法)对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷两者重复进行了最大耐受剂量评估。由于它们在两个治疗组中作为单剂量的耐受性良好，因此选择300mg/kg、1000mg/kg和2000mg/kg剂量进行重复的多次耐受剂量评估。
小鼠腹膜内注射指定剂量的指定化合物，每三天一次，总共5个剂量。虽然存活率是本研究的一个终点，但本研究的主要终点是体重；在前30分钟内还监测了动物是否存在急性中毒症状(死亡、抽搐、震颤、肌肉松弛、镇静等)和自主神经效应(腹泻、流涎、流泪、血管舒张、立毛等)，并在第1、24、48和72小时再次监测。在给药前和第72小时记录体重。
未经治疗的动物的体重与用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷以任何评估剂量治疗的动物的体重没有统计学差异(图1B)。这些结果表明，这些化合物在指定剂量下的长期耐受性良好。
实施例4：体内细胞毒性
如上所述(材料和方法)，在多形性胶质母细胞瘤小鼠异种移植模型中评估5-甲酰基-2'脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷。U87-MG细胞被皮下注射到裸鼠的侧腹。如上所述(材料和方法)地形成肿瘤。在肿瘤达到129mm3和131mm3之间后，将动物分成4组：两个治疗组，一个阴性对照组和一个阳性对照组。两个治疗组分别是5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷。治疗组中的小鼠每三天接受一次2000mg/kg剂量的5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷，总共5个剂量。阴性对照组的处理与治疗组相同，不同之处在于腹膜内注射液含有赋形剂而不含化合物。阳性对照组用5日剂量的40mg/kg替莫唑胺处理。
每周两次监测和记录肿瘤体积(图1C)、体重(图1D)、死亡率和明显毒性的迹象，持续29天。根据椭球公式估计肿瘤体积(mm3)为：长度x(宽度)2x0.5。使用以下公式确定肿瘤生长抑制百分比(％TGI)：％TGI＝(1-[(Tn)/(Cn)])×100，其中Tn＝治疗组在第“n”天的平均肿瘤体积，和Cn＝对照组在“n”天的平均肿瘤体积。与阴性对照组相比，％T/C值≤42％或TGI百分比值≥58％被认为具有显著的抗肿瘤活性。在研究期间，还使用双向方差分析(RTM)和Bonferroni检验来确定与阴性对照组相比的统计学显著差异；第1天到第29天(*p<0.05)。
图1C表明，在所有时间点，使用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷治疗导致肿瘤体积显著减小，与使用替莫唑胺达到的效果相当。
在研究结束时，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷均显示出显著的抗肿瘤活性，分别为83％和93％ TGI(图1E)。用替莫唑胺治疗的阳性对照组显示94％TGI。小鼠对所有化合物都具有良好的耐受性，治疗后未观察到体重的显著变化(图1D)。在这项研究完成后，从小鼠身上解剖肿瘤并拍照(图1F)和测量(图1G)；两个治疗组均观察到显著的细胞毒性作用。
对照组中的一只小鼠在该实验中死亡，该小鼠的肿瘤体积在第29天未报告；然而，包含了前几天该小鼠的肿瘤体积。
总之，这些令人惊讶的结果表明5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷可有效杀死多形性胶质母细胞瘤细胞(神经胶质瘤，IV级)，并且对正常细胞没有强细胞毒性。此外，这些化合物在小鼠中具有良好的耐受性，并显著减少了肿瘤体积，同时对小鼠的副作用最小。结果表明，本发明的化合物可用于治疗人类癌症，并且它们可以以高剂量使用来杀死肿瘤细胞而不杀死非癌细胞。因此，使用这些化合物作为抗癌药物具有宽的治疗窗口。
实施例5：细胞毒性与细胞抑制作用
上述细胞系实验测量了代谢活性，因此不区分细胞分裂的抑制和细胞死亡。因此，评估了5-甲酰基-2'脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷是否会杀死敏感细胞或导致它们的细胞周期延迟。SF-188IV级神经胶质瘤细胞用指定浓度的DMSO、替莫唑胺、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷治疗。收获细胞并用膜联蛋白V(通过其结合磷脂酰丝氨酸的能力检测凋亡细胞)和7AAD(DNA染色剂，不容易通过完整细胞膜；因此膜受损的细胞将被选择性染色)染色并通过流式细胞术分析，如上所述(材料和方法)。用DMSO或替莫唑胺处理的SF-188细胞产生类似的细胞计数图，替莫唑胺处理的对照组中死细胞的数量略有增加。根据流式细胞仪分析，大多数用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷处理的SF-188细胞死亡(图2A)。显然，暴露于5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的SF188细胞已经死亡，不会在细胞周期检查点处停滞。
实施例6：对2'-脱氧糖衍生物的要求
5-氟尿嘧啶是广泛使用的癌症化疗药物，具有多种具有细胞毒性的变体；这些变体包括核苷(5-氟尿苷和5-氟-2'-脱氧尿苷)和核碱基5-氟尿嘧啶。本发明人评估了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的核糖核苷和核碱基变体是否也具有细胞毒性。
如表1所示，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷对HeLa细胞具有细胞毒性。5-甲酰胞苷和5-甲酰胞嘧啶在HeLa细胞中的细胞毒性在如上所述的存活率实验中进行评估。令人惊讶的是，与5-氟尿苷和5-氟尿嘧啶相比，5-甲酰胞苷和5-甲酰胞嘧啶对HeLa细胞都没有细胞毒性(图2B)。
表1显示5-羟甲基-2'-脱氧胞苷对U87-MG细胞具有细胞毒性。5-羟甲基胞苷和5-羟甲基胞嘧啶在U87-MG细胞中的细胞毒性在如上所述的存活率实验中进行评估。令人惊讶的是，与5-氟尿苷和5-氟尿嘧啶相比，显示5-羟甲基胞苷和5-羟甲基胞嘧啶对U87-MG细胞没有细胞毒性(图2C)。
这些结果表明，2'-脱氧核糖是本发明化合物的细胞毒性所必需的。相应地，这一结果令人惊讶地表明，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷利用了与氟嘧啶根本不同的细胞途径。
实施例7：胞苷脱氨酶的无作用
突变的核苷和核苷酸类似物通常通过胞苷脱氨酶(CDA)从核苷酸库中去除。CDA使吉西他滨和阿糖胞苷(两种常见的核苷酸类似物抗癌剂)失活。不被CDA灭活的抗癌剂将是合乎需要的。由于5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷是胞苷衍生物，本发明人假设表达CDA的细胞对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的治疗具有抗性。
然而，令人惊讶的是，如表4A所示，事实上CDA表达与对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的抗性或敏感性之间没有观察到相关性。表4中的IC50数据与表1中的相同。使用EMBL表达图谱(https：//www.ebi.ac.uk/gxa/home，使用搜索词CDA)确定指定细胞系中的CDA表达水平。CDA表达被报告为每百万RNA转录物(TPM)，如Wagner等，(2012)Theory Biosci 131(4)：281-285和Mortazavi A等，(2008)“Mapping and quantifyingmammalian transcriptomes by RNA-Seq.”Nature methods 5(7)：621-8中所述。如果报告了多个值，则使用最低值。
表4A：CDA表达水平与对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷治疗的敏感性之间没有相关性。
细胞毒性和药物暴露之间的线性相关性表明拟合不佳(2d5fc的线性模型，Rz＝0.00173；2d5hmC的线性模型，Rz＝0.02262)。该数据与来自EMBL的数据一起表明CDA表达与对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的敏感性或抗性无关。
此外，还测定了各种神经胶质瘤细胞系的CDA表达水平(TPM)，如表4B所示。指定细胞系中的CDA表达水平使用以下确定：癌细胞系百科全书(https：//portals.broadinstitute.org/ccle)，其描述于Barretina,J等(2012)，The Cancer Cell Line Encyclopedia enablespredictive modelling of anticancer drug sensitivity.Nature.483：603-7。CDA表达报告为每百万RNA转录物(TPM)，如Wagner等(2012)Theory Biosci 131(4)：281-285中所述。如果报告了多个值，则使用最高值。
表4B：各种神经胶质瘤细胞系中的CDA表达水平。
实施例8：非诱变效应
目前多形性胶质瘤的一线治疗药物替莫唑胺是一种强效诱变剂。事实上，替莫唑胺发挥其癌症化疗活性是通过使肿瘤细胞发生严重的突变以致于杀死肿瘤细胞。替莫唑胺通过使DNA烷基化引起突变而作用。MGMT(负责去除烷基化DNA损伤的蛋白质)的表达使胶质母细胞瘤细胞几乎完全抵抗替莫唑胺的细胞毒性作用。
因此，本发明人研究了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷是否具有相似的作用机制。如上所述(材料和方法)，在次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶(HPRT)测定中评估这些化合物的致突变性。如HPRT实验所示，5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷在任何评估浓度下都对哺乳动物细胞没有遗传毒性(图3)。这些结果表明5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷不是诱变剂，即它们的细胞毒性作用不是由诱变活性引起的。
实施例9：其他化合物对HeLa细胞的细胞毒性
HeLa细胞用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-甲酰胞苷或5-氯-2'-脱氧胞苷治疗。用这些化合物以100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006μM的浓度治疗三天后，如上所述(材料和方法)通过MTT测定评估细胞存活率。
如图4所示，用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷治疗后观察到的细胞毒性作用显著大于用5-甲酰胞苷或5-氯-2'-脱氧胞苷治疗的细胞毒性。
实施例10：其他化合物对神经胶质瘤细胞的细胞毒性
U87-MG细胞(神经胶质瘤，IV级)用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷、5-羧基-2'-脱氧胞苷、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶、5-溴-2'-脱氧胞苷、5-碘-2'-脱氧胞苷或5-氯-2'-脱氧胞苷治疗，浓度为100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006μM。用这些化合物治疗三天后，如上所述(材料和方法)通过MTT测定评估细胞存活率。
细胞培养
U87-MG细胞系在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活率实验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006μM的浓度加入，一式三份。细胞与药物一起温育72小时。根据制备商的方案(ATCC,目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行3次，数据表示为9个孔的平均值±SEM。
如表5所示，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷对U87-MG细胞的细胞毒性出乎意料地优于其他测试化合物，包括5-溴-2'-脱氧胞苷、5-碘-2'-脱氧胞苷和5-氯-2'-脱氧胞苷。
表5：评估各种化合物对U87-MG细胞的细胞毒性。IC50是相关化合物杀死一半细胞时的浓度。
此外，U87-MG细胞用5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(d5fC)、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(d5hmC)、5-氯-2'-脱氧胞苷(5CldC)、5-溴-2'-脱氧胞苷(5BrdC)、5-碘-2'-脱氧胞苷(5IdC)和胸苷治疗。结果如图5所示。d5hmC和d5fC对神经胶质瘤细胞的细胞毒性明显高于5CldC、5BrdC、dIdC和胸苷。
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006M的浓度加入，一式三份。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行了3次，数据代表平均值±SD。
实施例11：非通过胸苷合酶介导的作用
细胞培养
U87-MG细胞系在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活率试验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006μM的浓度加入，制作3份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以8种浓度加入，一式三份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行了3次，数据代表平均值±SD。
结果如图6所示。在U87-MG细胞中添加胸苷不会影响5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的细胞毒性。该结果表明5-甲酰基-2'-脱氧胞苷和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷不通过抑制胸苷合成酶起作用。
实施例12：与替莫唑胺联合治疗
细胞培养
多形性胶质母细胞瘤细胞系(U87-MG)在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活率试验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以8种浓度加入，一式三份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行了3次，数据以这些实验的均值表示。
如图7所示，对替莫唑胺具有抗性的人多形性胶质母细胞瘤细胞系用单独的替莫唑胺、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷(d5fC)、或d5fC和替莫唑胺的组合进行治疗。替莫唑胺和d5fC的组合在治疗人类多形性胶质母细胞瘤方面比单独使用任何一种化学品都更有效。
如图8所示，对替莫唑胺具有抗性的人多形性胶质母细胞瘤细胞系用单独的替莫唑胺、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷(d5hmC)、或d5hmC和替莫唑胺的组合进行治疗。替莫唑胺和d5hmC的组合在治疗人类多形性胶质母细胞瘤方面比单独使用任何一种化学品都更有效。
因此，5-羟甲基-2'-脱氧胞苷和5-甲酰基-2'-脱氧胞苷与替莫唑胺协同作用。
实施例13：尿苷类似物
评估了5-甲氧基甲基-2'-脱氧尿苷和5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷的细胞毒性作用。
细胞培养
U87-MG细胞系在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活试验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以8种浓度加入，一式三份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行了3次，数据以9个孔的平均值±SEM表示。
如图9所示，U87-MG(多形性胶质母细胞瘤)细胞系无法在5-甲氧基甲基-2-脱氧尿苷或5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷浓度增加的治疗中存活。因此，5-甲氧基甲基-2-脱氧尿苷和5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷是有效的抗癌剂，尤其是针对多形性胶质母细胞瘤。
实施例14：5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸(HeLa)的细胞毒性
细胞培养
HeLa细胞系在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活试验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以8种浓度加入，一式三份。从100μM开始，以4倍稀释系列添加药物。细胞与药物一起温育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行3次，数据以9个孔的平均值±SEM表示。
如图10A所示，HeLa宫颈癌细胞无法在5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸浓度增加的治疗中存活。这证明了5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸在治疗人类癌症(例如宫颈癌)中的效用。
实施例15：5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸的细胞毒性(神经胶质瘤)
用浓度为100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006μM的5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸治疗U87-MG细胞(神经胶质瘤，IV级)。用这些化合物治疗三天后，如上所述(材料和方法)通过MTT测定法评估细胞存活。
细胞培养
U87-MG细胞系在补充有10％胎牛血清的DMEM(Sigma，目录号D6429)中生长。所有细胞均保持在5％ CO2、加湿、水夹套的培养箱中，温度为37℃。细胞在70％和90％汇合度之间传代。
存活率试验
将在100μl相应培养基中的4000个细胞接种在96孔板中。第二天，在DMSO中稀释的药物以100、25、6.25、1.56、0.39、0.1、0.02或0.006M的浓度加入，一式三份。细胞与药物一起培育72小时。根据制备商的方案(ATCC，目录号30-1010K)通过MTT测定评估细胞增殖。将细胞存活率归一化为仅用DMSO处理的细胞的存活率。实验进行了3次，数据代表至少3个孔的平均值±SD。
如图10B所示，5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸和5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸均对U87-MG神经胶质瘤细胞具有细胞毒性。
实施例16：CDA表达
确定了各种神经胶质瘤细胞系的线性和对数底2转化的CDA表达水平。使用数据库(https：//genevestigator.com/gv/)，通过搜索CDA，生物体：智人，平台：Affymetrix Human Genome U133 2.0 Array，确定指定细胞系中的CDA表达水平。结果如图11至13和表6所示。
图11示出了针对各种癌症确定的CDA归一化的Log2 CDA表达水平。图12示出了针对各种癌症确定的线性CDA表达水平。图13A和13B显示了各种人脑肿瘤中CDA归一化的Log2表达水平。图14A和14B显示了各种人脑肿瘤中的线性CDA表达水平。
下表6显示了各种细胞系的CDA表达水平以及这些细胞系中2d5hmC和/或2d5fc的IC50值。IC50值通过如上所述(材料和方法和实施例1)获得。
表6：各种细胞系中的CDA表达水平(Log2归一化值)和2d5hmC和/或2d5fc IC50值。
下表7示出了各种细胞系的线性CDA表达水平以及这些细胞系中2d5hmC和/或2d5fc的IC50值。IC50值通过如上所述(材料和方法和实施例1)获得。
表7：各种细胞系中的线性CDA表达水平和2d5hmC和/或2d5fc IC50值。
这些结果共同表明，许多癌症，包括所有测试的中枢神经系统癌症，都不会过度表达CDA；相反，它们表达低水平的CDA。结果还表明，CDA表达与对5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷的敏感性之间没有相关性。
实施例17：血脑屏障渗透性
使用来自BioAssay系统的平行人工膜渗透性测定试剂盒(PAMPA)测量血脑屏障渗透性。按照制备商的说明确定渗透性。
制备商的说明：1.在单独的离心管中，制备500μL 500μM的测试化合物：在DMSO+475μL PBS中混合25μL 10mM的测试化合物。如果使用渗透性对照，也将它们稀释到500μM：混合25μL渗透性对照+475μL PBS。2.在单独的试管中，为每个测试化合物和对照制备200μM平衡标准品：将80μL 500μM的测试化合物或对照与120μL PBS混合。如果化合物能够渗透膜并完全达到平衡，200μM将是供体孔和受体孔中溶液的最终浓度。接下来，在一个单独的管中，混合5μL DMSO+245μL PBS以制备空白对照。留出平衡标准品和空白对照品用于第二天的分析。3.在受体板的孔中加入300μL PBS。4.在供体板仍在托盘中的情况下，将5μL 4％卵磷脂的十二烷溶液直接添加到供体板的孔膜中。注意移液器吸头不要刺破膜。5.将200μL的每种500μM的测试化合物和500μM渗透性对照添加到供体板的重复孔中。注意：建议所有实验变量重复进行至少5次。小心地将供体板放入受体板孔中。在室温或37℃下孵育18小时或所需的孵育时间(例如16-24小时)。6.小心取出供体板并收集受体板孔中的液体进行分析。这将被称为受体溶液。7.为每个测试化合物和渗透性对照添加100μL受体溶液和平衡标准液。还将100μL空白对照添加到UV板(目录号#P96UV)的孔中。8.以10nm的间隔读取200nm至500nm的吸光度光谱，以确定测试化合物的峰值吸光度。空白对照是为了确认峰是由测试化合物引起的，而不是溶液中的DMSO。高渗透性、中等渗透性和低渗透性对照的峰值吸光度分别为280nm、270nm和270nm。
如图15所示，2d5hmC和2d5fC通过了血脑屏障。

Claims (37)

1.式(IIa)化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐在制备用于治疗或预防CDA在受试者中未过度表达的癌症的药物中的用途：
式中：
X为-(CH2)n-X'，n为0至6，X'为-CHO、-OH、-OR或-OC(＝O)R，R为甲基；
R1为-OH或-O(P(＝O)(OH)O)nH，其中n为1至3；和
R2为-OH。
2.根据权利要求1所述的用途，其中所述化合物为式(IIIa)或(IIIc)的化合物或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐：
式中：
X如权利要求1所限定。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中，X为：
a)-CHO或-CH2OH；或
b)-CH2OCH3或-CH2OC(＝O)CH3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其中，X为-CHO或-CH2OH。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其中，X为CHO。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其中，所述化合物为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷、5-羟甲基-2'-脱氧胞苷、5-甲酰基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸，或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
7.根据权利要求6所述的用途，其中，所述化合物为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或5-羟甲基-2'-脱氧胞苷，或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
8.根据权利要求7所述的用途，其中，所述化合物为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用途，其中，所述癌症的CDA表达水平≤140每百万转录物(TPM)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的用途，其中，所述癌症中的CDA表达水平不大于在相同条件下使用相同方法测定的参考癌细胞系中CDA表达水平的90％，所述参考癌细胞系是MDA-MB-231。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的用途，其中，所述癌症为源自外胚层、近轴中胚层或侧板中胚层的组织的癌症。
12.根据权利要求11所述的用途，其中，所述癌症为源自外胚层的组织的癌症。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的用途，其中，所述癌症为淋巴瘤、卵巢癌、急性髓细胞白血病(AML)或慢性粒细胞白血病(CML)。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的用途，其中，所述癌症对吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺或5-氟尿嘧啶的治疗具有抗性。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制成提供10mg/kg至405mg/kg的化合物剂量。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制用于与另外的抗癌剂一起给药。
17.根据权利要求16所述的用途，其中，所述另外的抗癌剂选自吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶和卡莫司汀(RTM)。
18.一种化合物在制备用于治疗或预防慢性粒细胞白血病的药物中的用途，其中，所述化合物为5-羟甲基-2'-脱氧胞苷或其或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或药学上可接受的盐。
19.一种化合物在制备用于治疗或预防淋巴瘤、急性髓细胞白血病或卵巢癌的药物中的用途，其中，所述化合物为5-甲酰基-2'-脱氧胞苷或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或其药学上可接受的盐。
20.根据权利要求18或19所述的用途，其中，所述癌症为源自外胚层、近轴中胚层或侧板中胚层的组织的癌症。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的用途，其中，所述癌症对吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺或5-氟尿嘧啶的治疗具有抗性。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制成提供10mg/kg至405mg/kg的化合物剂量。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制用于与另外的抗癌剂一起给药。
24.根据权利要求23所述的用途，其中，所述另外的抗癌剂选自吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶和卡莫司汀(RTM)。
25.化合物在制备用于治疗或预防i)中枢神经系统癌症和/或ii)CDA未过度表达的癌症的药物中的用途，其中，所述化合物为5-乙酰氧基甲基-2'-脱氧尿苷或其立体异构体、溶剂化物、互变异构体或其药学上可接受的盐。
26.根据权利要求25所述的用途，其中，所述癌症的CDA表达水平≤140每百万转录物(TPM)。
27.根据权利要求25或26所述的用途，其中，所述癌症中的CDA表达水平不大于在相同条件下使用相同方法测定的参考癌细胞系中CDA表达水平的90％，所述参考癌细胞系是MDA-MB-231。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的用途，其中，所述癌症为源自外胚层、近轴中胚层或侧板中胚层的组织的癌症。
29.根据权利要求28所述的用途，其中，所述癌症为源自外胚层的组织的癌症。
30.根据权利要求25所述的用途，其中，所述癌症为淋巴瘤、卵巢癌、急性髓细胞白血病(AML)或慢性粒细胞白血病(CML)。
31.根据权利要求25所述的用途，其中，所述癌症为脑癌。
32.根据权利要求31所述的用途，其中，所述癌症为神经胶质瘤。
33.根据权利要求32所述的用途，其中，所述癌症为胶质母细胞瘤。
34.根据权利要求25至33中任一项所述的用途，其中，所述癌症对吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺或5-氟尿嘧啶的治疗具有抗性。
35.根据权利要求25至34中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制成提供10mg/kg至405mg/kg的化合物剂量。
36.根据权利要求25至35中任一项所述的用途，其中，所述药物被配制用于与另外的抗癌剂一起给药。
37.根据权利要求25所述的用途，其中，所述另外的抗癌剂选自吉西他滨、阿糖胞苷、替莫唑胺、5-氟尿嘧啶和卡莫司汀(RTM)。
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