JP2013531038A - 癌の治療のための低酸素活性化プロドラッグおよび血管新生阻害剤の投与方法 - Google Patents

Abstract

低酸素活性化プロドラッグを血管新生阻害剤と併用して投与することは、癌の治療のために有用である。

Description

本出願は、米国仮特許出願第６１／３６３，６１０号（２０１０年７月１２日出願）；同第６１／４７０，４１２号（２０１１年３月３１日出願）；および同第６１／４７０，８１２号（２０１１年４月１日出願）の、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張するものであり、前記出願のそれぞれの内容は、引用することにより本明細書中に組み込まれる。

本発明は、低酸素活性化プロドラッグおよび血管新生阻害剤の投与により、癌を治療する方法に関し、一般的に医学、薬理学、医薬品化学の分野に関する。

血管新生阻害剤は、種々の癌を治療するために使用されている。これらの薬剤の投与は、しばしば有望な無増悪生存期間（ＰＦＳ）を示す。しかし、このような治療での癌患者の全生存期間（ＯＳ）は、多くの場合、血管新生阻害剤以外の薬剤を用いた治療に対して観察された生存期間と同程度である。例えば、乳癌における、Ａｖａｓｔｉｎ（登録商標）ベバシズマブ（Ｒｏｃｈｅ）とパクリタキセルの併用、およびパクリタキセル単独に対するＰＦＳ中央値は、ある研究では、それぞれ１１．３カ月と５．８カ月であった。しかし、ベバシズマブとパクリタキセルの併用およびパクリタキセル単独のＯＳは、それぞれ、２４．８カ月と２６．５カ月であった。

別の例では、転移性腎細胞癌（ｍＲＣＣ）の研究からは、ベバシズマブとインターフェロン−αの併用およびプラセボとインターフェロンの併用のＰＦＳ中央値は、それぞれ、１０．２カ月と５．４ヵ月であった。しかし、ベバシズマブとインターフェロンの併用およびプラセボとインターフェロンの併用に対するＯＳは、それぞれ２１カ月と２３カ月であった。第３の例では、ＲＣＣの研究から、Ｓｕｔｅｎｔ（登録商標）スニチニブ（Ｐｆｉｚｅｒ）とＩＦＮ−αおよびＩＦＮ−α単独に対するＰＦＳ中央値は、それぞれ、１１カ月と５カ月であった。しかし、スニチニブとＩＦＮ−αの併用およびＩＦＮ−α単独のＯＳは、それぞれ、２６．４カ月と２１．８カ月であった。別の例では、ＲＣＣの治療から、Ｎｅｘａｖａｒ（登録商標）ソラフェニブ（Ｂａｙｅｒ）およびプラセボに対するＰＦＳ中央値は、それぞれ、２４週間および１２週間であった。しかし、ソラフェニブおよびプラセボに対するＯＳは、それぞれ、１７．８カ月と１４．３カ月であった。

血管新生阻害剤は、腫瘍組織の血管新生を阻害または標的とし、したがって、腫瘍の低酸素を増加させると予測することができ、それは予後不良と非常に関連している。腫瘍の低酸素は、長年にわたって癌治療研究で対象とされてきており、成功することなく、低酸素活性化プロドラッグが使用されている。最近では、ＴＨ−３０２（参照：ＰＣＴ公開番号第２００７／００２９３１号、同第２００８／０８３１０１号、および同第２０１０／０４８３３０号ならびにＰＣＴ出願ＵＳ２０１１／０４２０４７）と呼ばれる低酸素活性化プロドラッグは、第２相臨床試験で有望な活性を示したが、現在まで低酸素活性化プロドラッグはＦＤＡによって承認されていない。

理論的には、低酸素活性化プロドラッグの有効性は、血管新生阻害剤の投与による腫瘍微小環境における低酸素の増加が、低酸素腫瘍ゾーンでの低酸素活性化プロドラッグの活性化を増大させることを予測することができるので、血管新生阻害剤との共投与により改善される可能性がある。しかし、逆に、特定の血管新生阻害療法の初期効果は、不十分な周皮細胞被覆に特徴付けられる未熟な脈管構造に対する、血管新生の最初の作用によって介在される血管の正常化であるという仮説が立てられている。これは、低酸素の減少および低酸素活性化プロドラッグの活性化の減少をもたらすであろう。この初期効果は、より大きな腫瘍低酸素につながる全体的な脈管阻害が続くと予測される。

しかし、血管新生阻害療法の結果として、腫瘍血管新生の減少が低酸素活性化プロドラッグの低酸素ゾーンへの送達を減少させるであろうし、それは、低酸素活性化プロドラッグの効果の減少につながることを予測することもできる。さらに、血管新生阻害剤の投与は、腫瘍の低酸素を増加させ、攻撃的な固形腫瘍の表現型の出現につながり得る（ベバシズマブについては、参照：Ｒａｐｉｓａｒｄａら、Ｍｏｌ．Ｃａｎｃｅｒ Ｔｈｅｒ．８：１８６７−７７，２００９；ソラフェニブについては、参照：Ｃｈａｎｇら、Ｃａｎｃｅｒ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒ．Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．５９：５６１−５７４，２００７；スニチニブについては、参照：Ｐａｅｚ−Ｒｉｂｅｓら、Ｃａｎｃｅｒ Ｃｅｌｌ １５：２２０−２３１，２００９およびＥｂｏｓら、Ｃａｎｃｅｒ Ｃｅｌｌ １５：２３２−２３９，２００９；モテサニブについては、参照：Ｋｒｕｓｅｒら、Ｃｌｉｎ．Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．１６：３６３９−３６４７，２０１０，およびＤＣ１０１については、参照：Ｆｒａｎｃｏら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．６６：３６３９−３６４８，２００６、これらのそれぞれは、引用により本明細書に組み込まれる）。これらのより攻撃的な表現型は、低酸素活性化プロドラッグ療法に対しても耐性であり得る。

このように、血管新生阻害剤を用いた癌の改善された治療法が必要である。

本発明は、低酸素活性化プロドラッグおよび血管新生阻害剤を共投与して癌を治療する方法を提供することによりこの必要性を満たす。

本明細書では、癌を治療する方法であって、前記方法は、治療有効量の低酸素活性化プロドラッグを投与することおよび治療有効量の血管新生阻害剤を投与することを含む方法が提供される。いくつかの実施形態では、前記血管新生阻害剤の投与が、低酸素活性化プロドラッグの投与時に癌の低酸素比率が増加する、低酸素活性化プロドラッグの投与前に有効に行われる。種々の実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、一般式Ｉ：

で表される化合物またはその薬学的に許容される塩であり、式中、Ｙ_２は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ_６、ＮＣＯＲ_６、またはＮＳＯ_２Ｒ_６であり、ここで、Ｒ_６は、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり；Ｒ_３およびＲ_４は、２−ハロアルキル、２−アルキルスルホニルオキシアルキル、２−ヘテロアルキルスルホニルオキシアルキル、２−アリールスルホニルオキシアルキル、および２−ヘテロアルキルスルホニルオキシアルキルからなる群から独立して選択され；Ｒ_１は、式Ｌ−Ｚ_３を有し；Ｌは、Ｃ（Ｚ_１）_２であり；各Ｚ_１は、独立して、水素、ハロゲン、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ_３−Ｃ_８シクロアルキル、ヘテロシクリル、Ｃ_１−Ｃ_６アシル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアシル、アロイル、またはヘテロアロイルであり；またはＬは、

であり；Ｚ_３は、

から成る群から選択される式を有するバイオ還元性基であり、ここで、各Ｘ_１は、
独立してＮまたはＣＲ_８であり；Ｘ_２は、ＮＲ_７、ＳまたはＯであり；各Ｒ_７は、独立して、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアルキル、Ｃ_３−Ｃ_８シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり；そして、Ｒ_８は、独立して、水素、ハロゲン、シアノ、ＣＨＦ_２、ＣＦ_３、ＣＯ_２Ｈ、アミノ、Ｃ_１−Ｃ_６アルキル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_６シクロアルキル、Ｃ_１−Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルアミノ、Ｃ_１−Ｃ_６ジアルキルアミノ、アリール、ＣＯＮ（Ｒ_７）_２、Ｃ_１−Ｃ_６アシル、Ｃ_１−Ｃ_６ヘテロアシル、アロイルまたはヘテロアロイル；またはそれらの薬学的に許容される塩である。本発明の種々の実施形態において、本発明で利用される化合物は、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、またはＴＨ−３０８（構造は、以下に示す）である式Ｉの化合物である。

１つの実施形態では、血管新生阻害剤は、ベバシズマブ、パゾパニブ、ソラフェニブ、およびスニチニブからなる群から選択される。１つの実施形態では、ベバシズマブとＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグは、ベバシズマブ単剤療法に耐性のある（すなわち、ベバシズマブによる治療を受けたにもかかわらず癌が進行している）癌患者に投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグおよびパゾパニブは、限定されるものではないが、腎細胞癌（ＲＣＣ）、肉腫、および膵神経内分泌腫瘍（ＰＮＥＴ）を初めとする膵臓癌からなる群から選択される癌を治療するために併用して投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグおよびソラフェニブは、肝細胞癌（ＨＣＣ）およびＲＣＣから成る群から選択される癌を治療するために組み合わせて投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または別の低酸素活性化プロドラッグおよびスニチニブは、進行性ＲＣＣを始めとするＲＣＣ、限定されるものではないが、消化管間質腫瘍（ＧＩＳＴ）を始めとする消化器癌、およびＰＮＥＴを始めとする膵臓癌から成る群から選択される癌を治療するために組み合わせて投与される。

これらの方法は、固形腫瘍を含む様々な癌の治療に有用である。本発明の種々の実施形態において、低酸素のバイオマーカーは、治療のために患者を選択するために、および／または低酸素活性化プロドラッグおよび血管新生阻害剤を含む治療に応答する患者を識別するために使用される。患者を選択するために使用する場合、これらの方法は、低酸素と共に増加するバイオマーカーの増加したレベル（または低酸素と共に減少するバイオマーカーの減少したレベル）が、患者が治療によく応答する可能性が増えることと相関することを提供する。治療を監視するために使用する場合、これらの方法は、低酸素に関連付けられるバイオマーカーの減少したレベルが有利な治療応答と相関することを提供する。

本発明のこれらおよび他の態様ならびに実施形態は、以下にさらに詳細に説明される。

本発明の実施は、当該分野の技術内にある、分子生物学（組換え技術を含む）、微生物学、細胞生物学、生化学、および免疫学の使用を含む。

定義
以下の本明細書および特許請求の範囲において、以下の意味を有するように定義される多くの用語について言及する。全ての数値指定、例えば、範囲を含む、ｐＨ、温度、時間、濃度、および重量は、一般的に０．１、１．０、または１０．０刻みで（＋）または（−）に適宜変化し得る近似値である。全ての数値指定は、用語「約」が先行しているものとして理解することができる。本明細書中に記載の試薬は、例示的なものであり、それらの均等物は当該技術分野で公知であろう。

文脈上、そうでないとする明確な指示がない限り、単数形の「１つ“ａ”」、「１つ“ａｎ”」および「それ“ｔｈｅ”」は、複数の言及も含む。

用語「含む“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”」は、任意の列挙要素が必然的に含まれており、他の要素が場合により含まれてもよいことを意味する。「から本質的になる“ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ”」は、任意の列挙要素が必然的に含まれており、列挙された要素の基本的かつ新規な特性に実質的に影響を与える要素は除外され、そして、他の要素は場合により含まれてもよいことを意味する。「〜からなる“ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ”」は、列挙された要素以外の全ての要素が除外されることを意味する。これらの用語のそれぞれによって定義される実施形態は、本発明の範囲内である。

式Ｉに関連する特定の用語は、以下に定義される。

「アシル」は、−ＣＯ−アルキルを意味し、ここでアルキルは本明細書で定義される。

「アロイル」は、−ＣＯ−アリールを意味し、ここでアリールは本明細書で定義される。

「アルコキシ」は、−Ｏ−アルキルを意味し、ここでアルキルは本明細書で定義される。

「アルケニル」は、接頭辞で示された炭素原子数を有し、少なくとも１個の２重結合（しかし、３個以下の２重結合）を含む直鎖状の１価炭化水素基または分岐状の１価炭化水素基を意味する。例えば、（Ｃ_２−Ｃ_６）アルケニルは、エテニル、プロペニル、１，３−ブタジエニルなどを含む。アルケニルは、例えば、重水素（“Ｄ”）、ヒドロキシル、アミノ、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルアミノ、ハロ、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニルエーテル、シアノ、ニトロ、エチニル、Ｃ_１−Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルチオ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２、モノ−もしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルカルボキサミド、−ＳＯ_２ＮＨ_２、−ＯＳＯ_２−（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキル、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルスルホンアミド、アリール、ヘテロアリール、アルキルもしくはヘテロアルキルスルホニルオキシ、およびアリールもしくはヘテロアリールスルホニルオキシを含む置換基で場合により置換することができる。

「アルキル」は、接頭辞で示された炭素原子数を有する、直鎖状の飽和１価炭化水素基または分岐状の飽和１価炭化水素基を意味する。（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルは、例えば、重水素（“Ｄ”）、ヒドロキシル、アミノ、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルアミノ、ハロ、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニルエーテル、シアノ、ニトロ、エテニル、エチニル、Ｃ_１−Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルチオ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２、モノ−もしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルカルボキサミド、−ＳＯ_２ＮＨ_２、−ＯＳＯ_２−（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキル、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルスルホンアミド、アリール、ヘテロアリール、アルキルスルホニルオキシ、ヘテロアルキルスルホニルオキシ、アリールスルホニルオキシまたはヘテロアリールスルホニルオキシを含む置換基で場合により置換することができる。

本開示で使用される場合、接頭辞（Ｃ_１−Ｃ_ｑｑ）、Ｃ_１−ｑｑ，およびＣ_１−Ｃ_ｑｑ（ここで、ｑｑは２〜２０の整数である）は、同じ意味を有する。例えば、（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキル、Ｃ_１−６アルキル、またはＣ_１−Ｃ_６アルキルは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、２−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、などを含む。この中の定義の各々（例えば、アルキル、アルケニル、アルコキシ、その他）は、接頭辞がアルキル部分の主鎖炭素原子の数を示すために含まれていないときは、該基またはその部分は６個以下の主鎖炭素原子を有するものとする。

「アルキルアミノ」またはモノ−アルキルアミノは、−ＮＨ−アルキルを指し、該アルキルは本明細書で定義される。

「アルキニル」は、接頭辞で示された炭素原子数を有し、少なくとも１個の３重結合（しかし、２個以下の３重結合）を含む直鎖状の１価炭化水素基または分岐状の１価炭化水素基を意味する。例えば、（Ｃ_２−Ｃ_６）アルキニルは、エチニル、プロピニル、などを含む。アルキニルは、例えば、重水素（“Ｄ”）、ヒドロキシル、アミノ、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルアミノ、ハロ、Ｃ_２−Ｃ_６アルケニルエーテル、シアノ、ニトロ、エテニル、Ｃ_１−Ｃ_６アルコキシ、Ｃ_１−Ｃ_６アルキルチオ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＮＨ_２、モノ−もしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルカルボキサミド、−ＳＯ_２ＮＨ_２、−ＯＳＯ_２−（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキル、モノもしくはジ（Ｃ_１−Ｃ_６）アルキルスルホンアミド、アリール、ヘテロアリール、アルキルもしくはヘテロアルキルスルホニルオキシ、およびアリールもしくはヘテロアリールスルホニルオキシを含む置換基で場合により置換することができる。

「アリール」は、６から１０個の環原子を有する１価の単環式または２環式芳香族炭化水素基を意味し、これは、重水素（“Ｄ”）、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、アミノ、アシルアミノ、モノ−アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ヘテロアルキル、ＣＯＲ（ここで、Ｒは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）、−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＯＲ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、Ｒは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）または−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＮＲ^ｘＲ^ｙ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、そして、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルから独立して選択される）から選択される、１〜８個の置換基で、好ましくは、１個、２個、３個、４個、５個の置換基で、独立して置換されている。１つの実施形態では、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは一緒になって、シクロアルキルまたはヘテロシクリルである。具体的には、アリールという用語は、限定されるものではないが、フェニル、ビフェニル、１−ナフチル、および２−ナフチル、ならびにそれらの置換形態を含む。

「シクロアルキル」は、３〜７個の環炭素の１価の環状炭化水素基を意味する。該シクロアルキル基は、１つ以上の２重結合を有することができ、アルキル、場合により置換されたフェニル、または−Ｃ（Ｏ）Ｒ^２（ここで、Ｒ^２は、水素、アルキル、ハロアルキル、アミノ、モノ−アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、ヒドロキシル、アルコキシ、または場合により置換されたフェニルである）から選択される１個、２個、３個、または４個の置換基で独立して場合により置換されることができる。具体的には、シクロアルキルという用語は、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、シクロヘキセニル、フェニルシクロヘキシル、４−カルボキシシクロヘキシル、２−カルボキサミドシクロヘキセニル、２−ジメチルアミノカルボニル−シクロヘキシル、などを含む。

「ジアルキルアミノ」またはジ−アルキルアミノは、−Ｎ（アルキル）_２を意味し、ここで、アルキルは本明細書で定義されている。

「ヘテロアルキル」は、シアノ、−ＯＲ^ｗ、−ＮＲ^ｘＲ^ｙ、および−Ｓ（Ｏ）_ｐＲ^ｚ（ここで、ｐは０から２の整数である）から独立して選択される１個、２個、または３個の置換基を有する、本明細書で定義されたアルキル基を意味し、ヘテロアルキル基の結合点は、該ヘテロアルキル基の炭素原子を介してであることが理解される。Ｒ^ｗは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリール、アラルキル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキサミド、またはモノ−もしくはジ−アルキルカルバモイルであり、Ｒ^ｘは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリールまたはアラルキルである。Ｒ^ｙは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリール、アラルキル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルボキサミド、モノ−もしくはジ−アルキルカルバモイルまたはアルキルスルホニルである。Ｒ^ｚは、水素（ただし、ｎは０である）、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリール、アラルキル、アミノ、モノ−アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、またはヒドロキシアルキルである。代表的な例としては、例えば、２−ヒドロキシエチル、２，３−ジヒドロキシプロピル、２−メトキシエチル、ベンジルオキシメチル、２−シアノエチル、および２−メチルスルホニル−エチルが挙げられる。上記のそれぞれについて、Ｒ^ｗ、Ｒ^ｘ、Ｒ^ｙ、およびＲ^ｚは、アミノ、ハロ、フッ素、アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、ＯＨまたはアルコキシでさらに置換されることができる。さらに、炭素原子の数を示す接頭辞（例えば、Ｃ_１−Ｃ_１０）は、シアノ、−ＯＲ^ｗ，−ＮＲ^ｘＲ^ｙ、または−Ｓ（Ｏ）_ｐＲ^ｚ部分を除く該ヘテロアルキル基の部分の炭素原子の合計を意味する。１つの実施形態では、Ｒ^ｘとＲ^ｙは、一緒になって、シクロアルキルまたはヘテロシクリルである。

「ヘテロアリール」は、Ｎ、Ｏ、またはＳから選択される１個、２個、または３個の環ヘテロ原子を含む少なくとも１つの芳香環を有し、残りの環原子はＣである、５〜１２個の環原子の１価の単環式基、２環式基または３環式基を意味し、前記ヘテロアリール基の結合点が芳香環上であることが理解される。前記ヘテロアリール環は、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、ハロ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、アミノ、アシルアミノ、モノ−アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ヘテロアルキル、−ＣＯＲ（ここで、Ｒは、水素、アルキル、フェニルまたはフェニルアルキル、−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＯＲ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、Ｒは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）、または−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＮＲ^ｘＲ^ｙ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、そして、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、互いに独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）から選択される１〜８個の置換基、好ましくは１個、２個、３個または４個の置換基で独立して場合により置換される。１つの実施形態では、Ｒ^ｘとＲ^ｙは、一緒になってシクロアルキルまたはヘテロシクリルである。具体的には、ヘテロアリールという用語は、限定されるものではないが、ピリジル、フラニル、チエニル、チアゾリル、イソチアゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、イソオキサゾリル、ピロリル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリミジニル、ベンゾフラニル、テトラヒドロベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾトリアゾリル、インドリル、イソインドリル、ベンゾオキサゾリル、キノリル、テトラヒドロキノリニル、イソキノリル、ベンズイミダゾリル、ベンズイソオキサゾリルまたはベンゾチエニル、インダゾリル、ピロロピリミジニル、インドリジニル、ピラゾロピリジニル、トリアゾロピリジニル、ピラゾロピリミジニル、トリアゾロピリミジニル、ピロロトリアジニル、ピラゾロトリアジニル、トリアゾロトリアジニル、ピラゾロテトラジニル、ヘキサアザ−インデニル、およびヘプタアザ−インデニルならびにそれらの誘導体を含む。特に断りのない限り、環内のヘテロ原子の配置は、構成環原子の結合特性によって許されるどのような配置をも取ることができる。

「ヘテロシクリル」または「シクロヘテロアルキル」は、３〜８個の環原子を有する飽和または不飽和の非芳香環基を意味し、ここで、１〜４個の環原子は、Ｏ、ＮＲ（ここで、Ｒは水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）、Ｐ（＝Ｏ）ＯＲ^ｗ、または−Ｓ（Ｏ）_ｐ（ここで、ｐは０〜２の整数である）から選択されるヘテロ原子であり、残りの環原子は、Ｃであり、ここで１個または２個のＣ原子は、場合によりカルボニル基で置換されることができる。ヘテロシクリル環は、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ハロ、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、アルコキシ、アミノ、モノ−アルキルアミノ、ジ−アルキルアミノ、ハロアルキル、ハロアルコキシ、−ＣＯＲ（ここで、Ｒは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）、−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＯＲ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、Ｒは、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）、または−（ＣＲ’Ｒ”）_ｎ−ＣＯＮＲ^ｘＲ^ｙ（ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ’およびＲ”は、独立して水素またはアルキルであり、Ｒ^ｘおよびＲ^ｙは、互いに独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、フェニルまたはフェニルアルキルである）から選択される１個、２個、３個または４個の置換基で独立して場合により置換することができる。具体的には、用語ヘテロシクリルは、限定されるものではないが、ピリジル、テトラヒドロピラニル、Ｎ−メチル−ピペリジン−３−イル、Ｎ−メチルピロリジン−３−イル、２−ピロリドン−１−イル、フリル、キノリル、チエニル、ベンゾチエニル、ピロリジニル、ピペリジニル、モルホリニル、ピロリジニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフラニル、１，１−ジオキソ−ヘキサヒドロ−１Δ^６−チオピラン−４−イル、テトラヒドロイミダゾ［４，５−ｃ］ピリジニル、イミダゾリニル、ピペラジニル、およびピペリジン−２−オンイル、ならびにその誘導体を含む。炭素原子の数を示す接頭辞（例えば、Ｃ_３−Ｃ_１０）は、ヘテロ原子の数を除いたシクロヘテロアルキル基またはヘテロシクリル基の部分の炭素原子の総数を指す。

「ヘテロアシル」は、−ＣＯ−ヘテロアルキルを意味し、ここで、ヘテロアルキルは本明細書に定義されている通りである。

「ヘテロアロイル」は、−ＣＯ−ヘテロアリールを意味し、ここで、ヘテロアリールは、本明細書に定義されている通りである。

「Ｒ_ｓｕｌスルホニルオキシ」は、Ｒ_ｓｕｌ−Ｓ（＝Ｏ）_２−Ｏ−を意味し、アルキルスルホニルオキシ、ヘテロアルキルスルホニルオキシ、シクロアルキルスルホニルオキシ、ヘテロシクリルスルホニルオキシ、アリールスルホニルオキシおよびヘテロアリールスルホニルオキシを含み、ここで、Ｒ_ｓｕｌは、それぞれ、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールであって、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールおよびヘテロアリールは本明細書で定義した通りである。アルキルスルホニルオキシの例として、Ｍｅ−Ｓ（＝Ｏ）_２−Ｏ−、Ｅｔ−Ｓ（＝Ｏ）_２−Ｏ−、ＣＦ_３−Ｓ（＝Ｏ）_２−Ｏ−などが挙げられ、アリールスルホニルオキシの例として、

（式中、Ｒ_ａｒは、Ｈ、メチル、または臭素である）が挙げられる。

「置換基」は、特に先の各基の定義において記載した置換基の他に、重水素、−ハロゲン、−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ’’、−ＳＲ’、−ＳｉＲ’Ｒ’’Ｒ’’’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ_２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ’’、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’’Ｒ’’’、−ＮＲ’’Ｃ（Ｏ）_２Ｒ’、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ_２）＝ＮＨ、−ＮＲ’Ｃ（ＮＨ）＝ＮＨ、−ＮＨ−Ｃ（ＮＨ_２）＝ＮＲ’、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）_２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）_２ＮＲ’Ｒ’’、−ＮＲ’Ｓ（Ｏ）_２Ｒ’’、−ＣＮ、−ＮＯ_２、−Ｒ’、−Ｎ_３、パーフルオロ（Ｃ_１−Ｃ_４）アルコキシ、およびパーフルオロ（Ｃ_１−Ｃ_４）アルキルから選択される基であって、０から前記の基における開放原子価の総数までの範囲の数で置換され；そして、式中、Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’は、水素、Ｃ_１−８アルキル、Ｃ_３−６シクロアルキル、Ｃ_２−８アルケニル、Ｃ_２−８アルキニル、非置換アリールおよびヘテロアリール、（非置換アリール）−Ｃ_１−４アルキル、および非置換アリールオキシ−Ｃ_１−４アルキル、１〜３個のハロゲンで置換されたアリール、非置換Ｃ_１−８アルキル、Ｃ_１−８アルコキシもしくはＣ_１−８チオアルコキシ基、または非置換アリール−Ｃ_１−４アルキル基から独立して選択される。Ｒ’およびＲ’’が同じ窒素原子に結合する場合、それらは、窒素原子と一緒になって、３−、４−、５−、６−、または７−員環を形成することができる。例えば、−ＮＲ’Ｒ’’は、１−ピロリジニルおよび４−モルホリニルを含むことを意味する。他の適切な置換基として、１〜４個の炭素原子のアルキレンエーテルにより、環原子に結合する前記各アリール置換基を含む。アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の２個の置換基は、場合によっては、式：−Ｔ^２−Ｃ（Ｏ）−（ＣＨ_２）_ｑ−Ｕ^３−（式中、Ｔ^２およびＵ^３は、独立して、−ＮＨ−、−Ｏ−、−ＣＨ_２−または単結合であり、ｑは０〜２の整数である）の置換基で置換されていてもよい。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の２個の置換基は、場合によっては、式：−Ａ−（ＣＨ_２）_ｒ−Ｂ−（式中、ＡおよびＢは、独立して、−ＣＨ_２−、−Ｏ−、−ＮＨ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）_２−、−Ｓ（Ｏ）_２ＮＲ’−または単結合であり、ｒは１〜３の整数である）の置換基で置換されていてもよい。そのように形成された新しい環の単結合の１つは、場合によっては、２重結合で置換されていてもよい。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の２個の置換基は、場合によっては、式：−（ＣＨ_２）_ｓ−Ｘ^５−（ＣＨ_２）_ｔ−（式中、ｓおよびｔは、独立して、０〜３の整数であり、Ｘ^５は、−Ｏ−、−ＮＲ’−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）_２−または−Ｓ（Ｏ）_２ＮＲ’−である）の置換基で置換されていてもよい。−ＮＲ’−および−Ｓ（Ｏ）_２ＮＲ’−中の置換基Ｒ’は、水素または非置換Ｃ_１−６アルキルから選択される。

本発明で利用される特定の化合物は、不斉炭素原子（光学中心）または２重結合を有しており、ラセミ体、ジアステレオマー、幾何異性体、位置異性体および個々の異性体（例えば、別個の鏡像体）は全て、本発明の範囲内に包含されるものである。また、本発明の化合物は、そのような化合物を構成する１個以上の原子で、原子同位体を非天然の割合で含んでもよい。例えば、化合物は、例えば、限定されるものではないが、トリチウム（^３Ｈ）、ヨウ素−１２５（^１２５Ｉ）または炭素−１４（^１４Ｃ）などの放射性同位元素で放射標識化されていてもよい。本発明の化合物の同位体変種は、放射性であるか、放射性でないかに関わらず、全て本発明の範囲内に包含されるものとする。

本発明に関連するその他の用語を以下に定義する。

薬物を患者へ「投与すること」または患者への薬物「投与」（およびこの語句の文法的に同等のもの）は、医療専門家による患者への投与であってもよいし、あるいは自己投与であってもよい直接投与、および／または薬物を処方する行為である間接投与を意味する。例えば、薬物を自己投与することを患者に指示する、および／または患者に薬物の処方箋を提供する医者は、患者に薬物を投与している。

「血管新生」は、既存の血管からの新たな血管の成長を指す。

「血管新生阻害剤」は、血管新生を阻害することができる薬物または薬剤を意味し、限定されることなく、抗ＶＥＧＦ抗体、ＶＥＧＦ−トラップ、抗ＶＥＧＦＲ抗体、ＶＥＧＦＲ阻害剤、またはそれらの生物学的均等物；サリドマイド、またはサリドマイド誘導体；Ｄ１１４−Ｎｏｔｃｈ阻害剤；抗チューブリン血管破壊剤（ＶＤＡ）；アンジオポエチン−Ｔｉｅ２阻害剤；一酸化窒素合成酵素（ＮＯＳ）阻害剤；カチオン性ポリアミノ酸デンドリマー；ラパマイシン（シロリムス）またはラパマイシン誘導体（限定はされないがエベロリムスおよびテムセロリムスを含む）；低分子量ヘパリン；ＳＰＡＲＣ（オステオネクチン）ペプチド；ベバシズマブ、Ｌｕｃｅｎｔｉｓ（登録商標）ラニビズマブ（Ｒｏｃｈｅ）、ラムシルマブ（Ｌｉｌｌｙ）、Ｚａｌｔｒａｐ（登録商標）アフリベルセプト、ＶＥＧＦ−トラップ（Ｒｅｇｅｎｅｒｏｎ）、インターロイキン１７（ＩＬ−１７）、またはそれらの生物学的均等物；ＤＣ１０１；スニチニブ；ソラフェニブ；Ｖｏｔｒｉｅｎｔ（登録商標）パゾパニブ（ＧＳＫ）；Ｍｏｔｅｓａｎｉｂ（登録商標）ＡＭＧ７０６（Ａｍｇｅｎ）；Ｒｅｃｅｎｔｉｎ（登録商標）セジラニブ（ＡｓｔｒａＺｅｎｅｃａ）；Ｃａｐｒｅｌｓａ（登録商標）バンデタニブ（ＡｓｔｒａＺｅｎｅｃａ）；Ｖａｒｇａｔｅｆ（登録商標）ＢＩＢＦ １１２０（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ−Ｉｎｇｅｌｈｅｉｍ）；Ｂｒｉｖａｎｉｂ（登録商標）ＢＭＳ−５８２６６４（ＢＭＳ）；Ｃａｒｂｏｚａｎｔｉｎｉｂ（登録商標）ＸＬ−１８４（Ｅｘｅｌｉｘｉｓ）；Ａｘｉｔｉｎｉｂ ＡＧ−０１３７３６（Ｐｆｉｚｅｒ）；Ｔｉｖｏｚａｎｉｂ ＡＶ−９５１（Ａｖｅｏ、Ａｓｔｅｌｌａｓ）、Ｒｅｖｌｉｍｉｄ（登録商標）レナリドミド（Ｃｅｌｇｅｎｅ）、５，６−ジメチルキサンテノン−４−酢酸（ＤＭＸＡＡ）；ナドロパリン、２，５−ジメチル−セレコキシブ、シクロホスファミド；Ｃａ^＋＋／カルモジュリン拮抗薬４−｛３，５−ビス［２−（４−ヒドロキシ−３−メトキシ−フェニル）−エチル］−４，５−ジヒドロ−ピラゾール−１−イル｝−安息香酸（ＨＢＣ）；およびタスキニモド（キノリン−３−カルボキサミド）。さらに、「メトロノーム投薬」（標準用量レベルよりも低用量で、標準的な投与に比べてより頻繁に投与）と呼ばれるような方法で投与されるドセタキセル、イリノテカン、トポテカン、およびテモゾロミドなどの従来の化学療法剤は、血管新生阻害剤である（参照：Ｗｕら、Ｃａｎｃｅｒ Ｃｈｅｍｏｔｈｅｒ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ．２０１１ Ｆｅｂ ３．［印刷版前のオンライン出版］；Ｔａｋａｎｏら、Ｊ Ｎｅｕｒｏｏｎｃｏｌ．２０１０ Ｓｅｐ；９９：１７７−１８５，２０１０；Ｍｅｒｒｉｔｔら、Ｃａｎｃｅｒ Ｂｉｏｌ Ｔｈｅｒ．８：１５９６−１６０３，２００９；Ｓａｒｍｉｅｎｔｏら、Ｏｎｋｏｌｏｇｉｅ ３１：１６１−１６２，２００８；Ｋｉｍら、Ｏｎｃｏｌ Ｒｅｐ．１６：３３−３９，２００６；およびＧｉｌｌｅら、Ｊ Ｄｔｓｃｈ Ｄｅｒｍａｔｏｌ Ｇｅｓ．３：２６−３２，２００５。これらは、引用により本明細書に組み込まれる。）。

抗体またはその断片に関する「生物学的均等物」は、参照抗体または断片と、同じエピトープに結合するタンパク質またはペプチドを指す。

「癌」は、無制限に増殖する可能性のある悪性の固形腫瘍、ならびに侵潤によって局所に、および転移によって全身に広がることがあり得る低酸素骨髄中の癌幹細胞に由来し得る様々な血液癌を意味する。癌の例としては、限定されないが、副腎、骨、脳、乳房、気管支、結腸および／または直腸、胆嚢、消化管、頭頸部、腎臓、喉頭、肝臓、肺、神経組織、膵臓、前立腺、副甲状腺、皮膚、胃、ならびに甲状腺の癌が挙げられる。癌の他の例としては、腺癌、腺腫、基底細胞癌、子宮頚部異形成と上皮内癌、ユーイング肉腫、扁平上皮癌、巨細胞腫、多形性神経膠芽腫、有毛細胞腫瘍、腸管神経節細胞腫、過形成性角膜神経腫瘍、膵島細胞癌、カポジ肉腫、平滑筋腫、白血病、リンパ腫、悪性カルチノイド、悪性黒色腫、悪性高カルシウム血症、マルファン症候群様体質腫瘍、髄様癌、転移性皮膚癌、粘膜神経腫、骨髄異形性症候群、骨髄腫、菌状息肉腫、神経芽細胞腫、骨肉腫、骨原性肉腫および他の肉腫、卵巣腫瘍、褐色細胞腫、真性赤血球増加症、原発性脳腫瘍、小細胞肺腫瘍、潰瘍型および乳頭型の両方の扁平上皮細胞癌腫、精上皮腫、軟部組織肉腫、網膜芽腫、横紋筋肉腫、腎細胞腫瘍または腎細胞癌、細網細胞肉腫、ならびにウィルムス腫瘍が挙げられる。また、癌の例としては、星状細胞腫、消化管間質腫瘍（ＧＩＳＴ）、神経膠腫や神経膠芽腫、腎細胞癌（ＲＣＣ）、肝細胞癌（ＨＣＣ）、および膵神経内分泌癌が含まれる。

「併用療法」または「併用治療」は、治療に２つ以上の薬物を使用することを指し、すなわち、癌を治療するために使用される１つまたは複数の血管新生阻害剤と一緒に、本明細書に記載の低酸素活性化プロドラッグを使用することが併用療法である。「併用」での投与は、両方の薬理作用が同時に患者で現れる任意の方法で２つの薬剤の投与（例えば、癌を治療するための低酸素活性化プロドラッグと血管新生阻害剤）を意味する。したがって、併用での投与は、単一医薬組成物、同一の剤形、または同一の投与経路までもを両薬剤の投与のために使用すること、あるいは２つの薬剤を正確に同時に投与することを必要とはしない。例えば、限定されるものではないが、血管新生阻害剤は、併用療法で本発明の低酸素活性化プロドラッグと一緒に投与することができると考えられる。

「過剰増殖性疾患」は、細胞の過剰増殖（例えば、異常に増大した速度または量の細胞増殖）を特徴とする疾患を指す。癌は過剰増殖性疾患である。固形腫瘍以外の過剰増殖性疾患の例としては、限定されないが、アレルギー性血管炎および肉芽腫症（Ｃｈｕｒｇ−Ｓｔｒａｕｓｓ病）、石綿症、喘息、萎縮性胃炎、良性前立腺増殖症、水疱性類天疱瘡、セリアック病、慢性気管支炎および慢性閉塞性気道疾患、慢性副鼻腔炎、クローン病、脱髄性ニューロパシー、皮膚筋炎、湿疹（アトピー性皮膚炎を含む）、耳管疾患、巨細胞性動脈炎、移植片拒絶、過敏性肺炎、過敏性血管炎（Ｈｅｎｏｃｈ−Ｓｃｈｏｎｌｅｉｎ紫斑病）、刺激性皮膚炎、炎症性溶血性貧血、炎症性好中球減少症、炎症性腸疾患、川崎病、多発性硬化症、心筋炎、筋炎、鼻ポリープ、鼻涙管の疾患、新生物性脈管炎、膵炎、尋常性天疱瘡、原発性糸球体腎炎、乾癬、歯周疾患、多嚢胞性腎臓疾患、結節性多発性動脈炎、多発性血管炎重複症候群、原発性硬化性胆管炎、関節リウマチ、血清病、手術による癒着、狭窄症または再狭窄、強膜炎、強皮症、胆管の狭窄、狭窄（十二指腸、小腸および結腸の）、珪肺症および他の形態の塵肺症、Ｉ型糖尿病、潰瘍性大腸炎、潰瘍性直腸炎、結合組織の障害に関連した脈管炎、補体系の先天的欠損症に関連した脈管炎、中枢神経系の脈管炎、ならびにＷｅｇｎｅｒ肉芽腫症が挙げられる。

「低酸素活性化プロドラッグ」は、低酸素下または無酸素下に比べて、正常酸素下で弱い活性または非活性である薬物を指す。低酸素活性化プロドラッグは、さまざまな還元剤および還元酵素、例えば限定されないが、単一電子伝達酵素（シトクロムＰ４５０レダクターゼなど）および２電子伝達（またはヒドリド転移）酵素によって活性化される薬物が挙げられる（参照：米国特許出願公開第２００５／０２５６１９１号、同第２００７／００３２４５５号および同第２００９／０１３６５２１号、およびＰＣＴ特許出願公開番号ＷＯ２０００／０６４８６４、同ＷＯ２００４／０８７０７５および同ＷＯ２００７／００２９３１；これらは、それぞれ引用により本明細書に組み込まれる）。本発明の方法における有用な低酸素活性化プロドラッグは、式Ｉの化合物であるが、その式によって定義されるように、Ｚ_３が２−ニトロイミダゾール部分である化合物を含むがこれに限定されるものではない。本発明の方法で有用な特定の低酸素活性化プロドラッグの例としては、限定するものではないが、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、およびＴＨ−３０８が挙げられる。ＴＨ−３０２および式Ｉの他の化合物の合成方法、製剤化方法、および使用方法は、ＰＣＴ特許出願公開番号ＷＯ２００７／００２９３１、同ＷＯ２００８／０８３１０１、および同ＷＯ２０１０／０４８３３０、ならびにＰＣＴ特許出願番号ＵＳ２０１１／０４２０４７に記載されており、これらのそれぞれは、引用により本明細書に組み込まれる。

「低酸素比率」は、腫瘍、腫瘍セグメント、または癌の細胞総数に対して１０ｍｍＨｇ以下の酸素分圧（_ｐＯ_２）を含む細胞の、腫瘍、腫瘍セグメント、または別の癌における割合を意味する。「低酸素比率」は、低酸素比率に１００を乗じてパーセンテージで表現することができる。「増加した低酸素比率」は、例えば、低酸素比率における、少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも８％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、または少なくとも２５％の増加を意味する。あるいはまた、低酸素比率と増加した低酸素比率は、低酸素マーカーのレベルに対する相関関係によって測定することができる。この実施形態では、腫瘍、腫瘍セグメント、または別の癌における低酸素細胞の数または割合が測定されるのではなく、むしろ、そのような低酸素マーカーのレベルは、それに相当する低酸素比率を割り当てるために使用される。

「患者」または「対象」は、哺乳動物、特にヒトを指すが、また、癌や他の過剰増殖性疾患を患っている、サル、ウシ、ウマ、イヌ、ネコ、げっ歯類などの獣医学および研究対象の動物を含む。

「薬学的に許容される塩」は、例示としてのみであるが、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、およびテトラアルキルアンモニウムなどの当該技術分野で周知の様々な有機および無機の対イオン由来の薬学的に許容される塩を意味し、そして、分子が塩基性の機能を有する場合は、塩酸塩、臭化水素酸塩、酒石酸塩、メシル酸塩、酢酸塩、マレイン酸塩、およびシュウ酸塩などの有機酸または無機酸との塩を意味する。適切な塩としては、ＳｔａｈｌおよびＷｅｒｍｕｔｈ編、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓａｌｔｓ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｕｓｅ；２００２に記載されているものが含まれる。

「ＱｎＤ」または「ｑｎｄ」は、ｎ日毎に１回の薬物投与を意味する。例えば、ＱＤ（またはｑｄ）は、毎日１回すなわち１日１回の投与を云い、Ｑ２Ｄ（またはｑ２ｄ）は、２日毎に１回の投与を云い、Ｑ７Ｄは、７日毎に１回すなわち週１回の投与を云い、Ｑ５Ｄは、５日毎に１回の投与を云う。

１つまたは複数の症状の「低減」（およびこの語句の文法的相当語句）は、症状（１つもしくは複数）の重症度または頻度の減少、あるいは症状（１つもしくは複数）の解消を云う。

「再発性または難治性」は、血管新生阻害剤などの薬剤による治療に耐性である癌の種類、あるいは薬剤の治療に応答するが、その薬剤に耐性であるかないかを問わず、再発する癌の種類を意味する。

ＴＨ−２８１は、式：

の化合物を指し、その薬学的に許容される塩を含む。

ＴＨ−３０２は、式：

の化合物を指し、その薬学的に許容される塩を含む。

ＴＨ−３０８は、式：

の化合物を指す。

薬物または薬剤の「治療有効量」は、癌または他の過剰増殖性疾患を有する患者に投与した場合、その患者において意図される治療効果（例えば、患者の癌または別の過剰増殖性疾患の１つ以上の症状発現の緩和、改善、軽減または解消）を有する薬物または薬剤の量を云う。治療効果は、必ずしも１回の用量の投与ではもたらされず、一連の用量を投与してからようやくもたらされるものであり得る。したがって、治療有効量は、１回または複数の投与にて投与され得る。

病状または患者を「治療すること」または「治療」は、臨床結果を始めとする有益な、または所望の結果を得るために取るステップをいう。本発明の目的のために、有益な、または所望の臨床結果としては、限定されないが、条件付き生存や腫瘍量または腫瘍体積の減少を含む、癌もしくは他の過剰増殖性疾患の１つ以上の症状の緩和もしくは改善；疾患の程度の低下；疾患進行の遅延もしくは遅滞；疾患状態の改善、軽減もしくは安定化；または他の有益な結果が挙げられる。
治療方法

１態様では、本発明は、そのような治療の必要性のある癌患者の治療方法であって、前記方法は、治療有効量の低酸素活性化プロドラッグを投与することおよび治療有効量の血管新生阻害剤を投与することを含み、それにより癌を治療する方法を提供する。１つの実施形態では、併用療法は、以前に血管新生阻害剤で治療されたが、その治療にもかかわらず癌が進行している患者に投与されるか、あるいは治療が癌の進行のために中止されている患者に投与される。いくつかの実施形態では、併用療法で使用される血管新生阻害剤の投与は、低酸素活性化プロドラッグの投与の少なくとも２４時間前から少なくとも７日前に開始される。いくつかの実施形態では、血管新生阻害剤の開始と低酸素活性化プロドラッグの初回投与の間に、２週間、１カ月、６週間、またはさらに長い期間を含むさらに長期間が介在する。低酸素活性化プロドラッグの初回投与後、血管新生阻害剤および低酸素活性化プロドラッグは、短期間で、あるいは介在期間なしで投与することが可能であり、すなわち、それらの両方を同じ日に投与してもよい。

１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、およびＴＨ−３０８からなる群から選択される。１つの実施形態では、投与される低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−３０２である。様々な実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグは、１日１回、３日毎に１回、１週間毎に、または３週間毎に１回、投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグは、非経口的に投与される。

１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−３０２であり、これは、毎日約１２０ｍｇ／ｍ^２〜約４６０ｍｇ／ｍ^２の投与量で投与される。いくつかの実施形態では、ＴＨ−３０２の毎日の投与量は、すなわち、治療の１週間サイクル当たり単回投与で５日間連続して投与され、続いてＴＨ−３０２は２日間投与されない。そのような治療の１週間サイクルは、１〜３回のさらなるサイクルを繰り返し、続いて薬物を１〜３週間投与しないようにすることができ、この治療投与計画は１回または複数回繰り返すことができる。投与がより頻繁でないほど、低酸素活性化プロドラッグの１日投与量は、より多くなる可能性がある。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグは、週に１回投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２の治療有効量は、約４８０ｍｇ／ｍ^２〜約６７０ｍｇ／ｍ^２、すなわち、５７５ｍｇ／ｍ^２の投与量の週１回投与である。別の実施形態では、ＴＨ−３０２の治療有効量は、４週サイクルの３週間において、約２４０ｍｇ／ｍ^２の投与量で週１回投与される。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２の治療有効量は、約２４０ｍｇ／ｍ^２〜約４８０ｍｇ／ｍ^２の１日投与量が３週サイクルの１日目と８日目に投与される。

本発明の方法の種々の実施形態では、血管新生阻害剤は、ベバシズマブ（Ａｖａｓｔｉｎ）、パゾパニブ（Ｖｏｔｒｉｅｎｔ）、ソラフェニブ（Ｎｅｘａｖａｒ）、およびスニチニブ（Ｓｕｔｅｎｔ）からなる群から選択される。様々な実施形態において、癌は、脳、消化管、腎臓、肝臓、または膵臓の癌である。様々な実施形態において、癌は、星状細胞腫、消化管間質腫瘍（ＧＩＳＴ）、神経膠腫もしくは神経膠芽腫、腎細胞癌（ＲＣＣ）、肝細胞癌（ＨＣＣ）、または膵神経内分泌癌である。

本発明の方法のいくつかの実施形態によれば、血管新生阻害剤との併用で低酸素化プロドラッグを患者に最初に投与する場合、血管新生阻害剤が最初に投与され、低酸素化プロドラッグは、血管新生阻害剤がその抗血管効果を発揮し、腫瘍内の低酸素を増加（低酸素比率の増加）する時間まで投与されない。いくつかの実施形態では、血管新生阻害剤は、ＴＨ−３０２などの低酸素活性化プロドラッグが投与される１週前に投与されるであろう。他の実施形態では、血管新生阻害剤は、ＴＨ−３０２などの低酸素化プロドラッグが投与される少なくとも１日前に、３日前に、５日前に、または４２日前に投与される。典型的には、低酸素活性化プロドラッグおよび血管新生阻害剤の追加投与があるであろうし、これら２つの薬物（治療のそれぞれの「サイクル」）のこれらのその後の投与のために、血管新生阻害剤の投与と低酸素活性化プロドラッグの次の投与との間の遅延は、血管新生阻害剤がすでに腫瘍内低酸素を増加しているので重要ではない。１つの実施形態では、ＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグは、本発明の方法に従い、治療のこれら第２サイクルおよびそれ以降のサイクルでの他の薬剤の少なくとも２時間前に投与される。引用により本明細書に組み込まれるＰＣＴ出願公開番号第２０１０／０４８３３０号を参照されたい。本発明の方法の他の実施形態では、低酸素活性化プロドラッグの最初（および／または１つまたは複数の後続の）の投与（複数回を含む）は、血管新生阻害剤の投与と同じ日に行われる。

１つの実施形態では、治療される患者の癌は、転移癌あるいは難治性および／または１次治療、２次治療または３次治療に対して難治性である再発癌である。別の実施形態では、治療は、１次治療、２次治療または３次治療である。本明細書で使用される場合、「１次」または「２次」または「３次」という語句は、患者が受ける治療の順序を意味する。１次治療計画は、最初に与えられる治療であるのに対して、２次治療または３次治療は、１次治療の後に、または２次治療の後にそれぞれ与えられる。したがって、１次治療は、疾患または状態についての最初の治療である。癌患者では、主要な治療法は、手術、化学療法、放射線療法、あるいはこれらの治療法の組み合わせとすることができる。１次治療はまた、主要な治療法または主要な措置として当業者に付託されている。典型的には、患者が陽性の臨床応答を示さなかったり、１次治療に不顕性の応答を示すのみであったり、あるいは１次治療が中止になったとの理由から、患者はその後の化学療法計画を与えられる。

本発明の特定の方法の実施によって達成される改善された治療結果は、低酸素活性化プロドラッグが最初に投与されるか、あるいは血管新生阻害剤の抗血管形成効果が腫瘍で発現する時点より前に投与される症例における同じ癌の低酸素比率に比べて、低酸素活性化プロドラッグが最初に投与される時点の増加した低酸素比率を有する癌に由来し、血管新生阻害剤の初回投与から生じることが本開示を考慮して理解されるであろう。

別の態様において、本発明の治療法は、癌以外の過剰増殖性疾患を治療するために使用される。

低酸素活性化プロドラッグの製造法および医薬組成物、ならびに式Ｉの様々な低酸素活性化プロドラッグを投与することによる癌を治療する他の方法は、Ｄｕａｎら、Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．２００８，５Ｉ，２４１２−２４２０ならびにＰＣＴ公開番号ＷＯ２００７／００２９３１、同２００８／０８３１０１、および同２０１０／０４８３３０に記載されており、これらの各々は引用により本明細書に組み込まれる。本発明の方法と組み合わせて使用することができる癌を治療する他の方法は、当業者に公知であり、例えば、Ｐｈｙｓｉｃｉａｎ’ｓ Ｄｅｓｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，Ｏｒａｄｅｌｌ，ＮＪの２０１０年版またはもっと最近の版で見られる製品の記述；Ｇｏｏｄｍａｎ ａｎｄ Ｇｉｌｍａｎ’ｓ Ｔｈｅ ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ．，Ｈａｒｄｍａｎら編，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ．（ＵＳ）２０１１，第１２版，および米国ＦＤＡ（Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ｄｒｕｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ）の刊行物ならびにＮＣＣＮのガイドライン（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｃａｎｃｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に記載されている。このような方法は、本発明の治療方法を実施するために本開示に鑑みて当業者であれば適切に変更することができる。

１つの実施形態では、ＴＨ−３０２は、１００ｍｇのバイアルの凍結乾燥形態で提供され、Ｄ５Ｗに溶解され、約３０〜６０分かけて輸液ポンプを経由して静脈内（ＩＶ）に投与される。注入量は、注入の過程で与えられる総投与量（ｍｇ単位で）に依存する。約１０００ｍｇ未満が注入される場合は、約５００ｃｃのＤ５Ｗが、注入のために使用される。総用量が１０００を超える場合は、約１０００ｃｃのＤ５Ｗが注入のために使用される。

次に、本発明の方法は、特定の血管新生阻害剤を含む併用療法との関連で説明される。

ベバシズマブとの併用治療
１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、脳腫瘍のために手術後２週間毎に１回のスケジュールで約２４０ｍｇ／ｍ^２〜約４８０ｍｇ／ｍ^２の投与量で約３０分〜約６０分かけて静脈内に投与されるＴＨ−３０２であり、血管新生阻害剤は、２週間毎に１回１０ｍｇ／ｋｇ（静脈内）の標準投与量で投与されるベバシズマブである。この実施形態は、以前にベバシズマブまたは別の血管新生阻害剤で治療された再発神経膠芽腫を含む再発膠芽腫の治療において特に有用である。治療することが考慮される他の癌は、転移性結腸直腸癌（ここで、標準ベバシズマブの投与量は、静脈内５−ＦＵ系治療との併用で２週間毎に５ｍｇ／ｋｇまたは１０ｍｇ／ｋｇである）；限定されないが、非扁平上皮非小細胞肺癌を含む肺癌（ここで、標準投与量は、カルボプラチンとパクリタキセルとの併用で３週間毎に１回の１５ｍｇ／ｋｇである）；転移性乳癌を含む乳癌（ここで、標準投与量は、パクリタキセルとの併用で２週間毎に１回の１０ｍｇ／ｋｇである）；および限定されないが、転移性腎細胞癌を含む腎細胞癌；を含む。これらの例の各々では、癌はベバシズマブまたは別の血管新生阻害剤による先の治療後に再発または進行した癌を含むことができる。必要に応じて、低酸素状態は、静脈内投与される約５００ｍｇ／ｍ^２のピモニダゾール塩酸塩（Ｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ−１）を使用して確認することができる。

パゾパニブとの併用療法
１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグはＴＨ−３０２であり、これは約２４０ｍｇ／ｍ^２、約３４０ｍｇ／ｍ^２、約４８０ｍｇ／ｍ^２、または約５７５ｍｇ／ｍ^２の投与量で１週間に１回、約３０分かけて静脈内に投与されるか、１週間休薬して、治療スケジュールに基づいて３週間続けるか、あるいは３週間続けて、１週間休薬し、そして、血管新生阻害剤はパゾパニブであり、これは、８００ｍｇという最大限の単剤投与量（経口投与）が１日１回投与される。したがって、本発明の方法の１つの実施形態では、パゾパニブが最初に投与され、治療の１週間後に、ＴＨ−３０２などの低酸素活性化プロドラッグが、毎週１週間遅れで、あるいは４週間スケジュールのうち３週間のいずれかに初めて投与される。本発明の方法の別の実施形態では、パゾパニブおよびＴＨ−３０２は、最初に一緒に投与され、ＴＨ−３０２療法は、毎週または４週スケジュールの３週間にわたり施される。このスケジュールでのパゾパニブの他の適切な投与量は、毎日１回４００ｍｇおよび毎日１回２００ｍｇである。この治療投与計画は、限定されるものではないが、腎細胞癌（ＲＣＣ）、肉腫、膵神経内分泌腫瘍を含む膵臓癌、または他の固形腫瘍の癌患者に本発明に従って投与することができる。

ソラフェニブとの併用治療
１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−３０２であり、これは、２８日サイクルの８日目、１５日目および２２日目に投与され、血管新生阻害剤は、ソラフェニブであって、これはこれらのサイクルの１日目〜２８日目まで食物抜きで経口投与される。この実施形態では、限定されるものではないが、肝細胞癌（ＨＣＣ）およびＲＣＣを含む進行性固形腫瘍癌を治療することができる。ソラフェニブは、例えば、１日目〜２８日目まで毎日２回経口で２００ｍｇ投与（１日２回、２日投与量で４００ｍｇの総日数投与量）され、そして、ＴＨ−３０２は、２８日間のサイクルの８日目、１５日目および２２日目に、約２４０ｍｇ／ｍ^２を静脈内（例えば、３０〜６０で注入）に投与することができる。このスケジュールでのソラフェニブの他の適切な投与量は、１日２回の４００ｍｇ（経口）、毎日１回の４００ｍｇ（経口）、および２日に１回の４００ｍｇ（経口）である。ソラフェニブ投与量は、治療関連毒性を管理するために、１日１回あるいは１日おきに１回の４００ｍｇに減少することができる。このスケジュールで、ＴＨ−３０２の他の適切な投与量は、静脈内投与で約１８０、約３４０、約４８０ｍｇ／ｍ^２を含む。

スニチニブとの併用治療
１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグはＴＨ−３０２であり、これは４２日サイクルの８日目、１５日目および２２日目に投与され、血管新生阻害剤はスニチニブであって、これはこれらのサイクルの１日目〜２８日目まで５０ｍｇが毎日、経口投与され、同じ４２日サイクルで２週間休薬する。ＴＨ−３０２は、４２日サイクルの８日目、１５日目および２２日目に、約２４０ｍｇ／ｍ^２を静脈内（例えば、３０〜６０分の注入）に投与することができる。このスケジュールでのＴＨ−３０２の他の適切な投薬量は、約１２０、約１８０、約３４０、および約４８０ｍｇ／ｍ^２（静脈内投与）を含む。様々な実施形態において、本発明の併用療法は進行性ＲＣＣを含むＲＣＣ、限定されるものではないが、消化管間質腫瘍（ＧＩＳＴ）を含む胃腸腫瘍、および膵神経内分泌腫瘍を含む膵臓癌からなる群から選択される癌患者に投与される。

１つの実施形態では、血管新生阻害剤は、スニチニブの薬学的に許容される塩である。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩は、１日１回（ＱＤ）投与される。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩の投与は、そのＴＨ−３０２を投与する少なくとも約７日前に開始される。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩は、低酸素活性化プロドラッグを投与する約１週間〜約６週間前に投与される。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩は、約３週間〜約１年間、投与される。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩の治療有効量は、毎日約５０ｍｇの投与量である。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩の治療有効量は、約２５ｍｇ、約３７．５ｍｇ、約６２．５ｍｇ、または約７５ｍｇの群から選択される量である。１つの実施形態では、スニチニブまたはその薬学的に許容される塩は、経口的に投与される。

低酸素マーカー
様々な本発明の実施形態では、低酸素マーカー（本明細書では「バイオマーカー」とも称される）は、治療する患者を選択するために、および／または治療に応答している（または応答していない）患者を識別するために使用される。低酸素マーカーは、低酸素がより攻撃的な固形腫瘍の表現型を促進し、放射線照射や多くの化学療法に対する耐性のみならず、腫瘍の浸潤や悪い患者生存率の可能性を伴うことを示す研究の過程で開発されてきた。特に、＜１０ｍｍＨｇの酸素分圧における細胞は、放射線療法のイオン化効果と化学療法の細胞毒性効果に抵抗する。偽柵状構造の腫瘍細胞を有する低酸素壊死巣は、例えば、神経膠芽腫（ＧＢＭ）を定義する特徴の一つである。したがって、種々の方法が異種移植片および患者の腫瘍における低酸素の程度を評価するために考案され、本発明に従ってこれらの方法は本明細書に記載されるように適切に修正され、実施されて、患者を選択し、治療に対する応答を評価するために本発明の方法の特定の実施形態で使用される。一般に、本発明は、低酸素活性化プロドラッグでの治療に適した患者を識別するための方法を提供し、そこでは、患者の癌が低酸素であるかどうかを識別するために低酸素マーカーが使用され、そして、そうであれば、患者を低酸素活性化プロドラッグで治療する。すなわち、低酸素の程度が高いほど、患者は低酸素活性化プロドラッグでの治療に応答する可能性がより高くなる。当業者は、本開示を考慮して、これらの方法はすべての癌に有用であることを理解する。

伝統的に、低酸素測定のための標準基準は、ポーラログラフの酸素感受性プローブの使用であり、組織酸素分圧の直接測定を提供する。しかし、この方法には、生存巣と壊死巣とを区別することができないこと、骨髄の造血器腫瘍に関連するものを含む多くの腫瘍組織に到達しにくいこと、およびその技術を大規模に適用する実用的な手段が欠如していることなどの限界を有する。ピモニダゾールとＥＦ５（両方共２−ニトロイミダゾール化合物である）は、ピモニダゾールまたはＥＦ５のタンパク質付加物の免疫組織化学的な同定を通して、放射線生物学的に関連した低酸素の信頼できる評価をすることができる低酸素マーカーである。分子状酸素は、ピモニダゾール（およびＥＦ５）の結合が、１４マイクロモルより上の酸素濃度で効果的に阻害されるような方法で還元性均等物と競合する。この方法は、具体的に生存低酸素細胞を確実に特定する（壊死細胞は、ピモニダゾールまたはＥＦ５を代謝することができない）。

本発明の方法に従って使用するのに適している、前臨床試験で確認されているその他の低酸素マーカーとしては、ＧＬＵＴ−１、ＨＩＦ−１ａ、ＣＡ−ＩＸ、ＬＤＨ−Ａ、オステオポンチン、ＶＥＧＦ、および限定されないが、ｍｉＲ−２１０を含むマイクロＲＮＡマーカーが挙げられる。これらのタンパク質またはＲＮＡの各々は、低酸素状態においてアップレギュレートされ、それらは腫瘍生検によって検出することができる。しかし、より好都合なことに、これらのマーカーの一部、すなわち、ＣＡ−ＩＸ、ＬＤＨ−Ａ、オステオポンチン、ＶＥＧＦ、および限定されないが、ｍｉＲ−２１０を含むマイクロＲＮＡマーカーは、患者の血液、血清、または血漿で検出されて、腫瘍生検の代わりに簡単な血液検査を可能とし、低酸素活性化プロドラッグ療法のための患者を選択するために使用される。

また、研究では、免疫組織化学によって評価される腫瘍の低酸素と、［１８Ｆ］−ＦＤＧおよび［１８Ｆ］−ＦＭＩＳＯオートラジオグラフィーやＰＥＴイメージングの間の空間的関係を検討しており、これらの化合物および［１８Ｆ］−ＥＦ５、［１８Ｆ］−ＦＡＺＡ、および［１８Ｆ］−ＨＸ４などの同様のＰＥＴトレーサーを、本発明の方法に従って使用することができる。例えば、銅［６０Ｃｕ］、［６１Ｃｕ］、［６２Ｃｕ］または［６４Ｃｕ］の陽電子放射性同位体で標識された銅（ＩＩ）−ジアセチル−ビス（Ｎ^４−メチルチオセミカルバゾン）（Ｃｕ−ＡＳＴＭ）、ならびに［６８Ｇａ］−１，４，７−トリアザシクロノナン−１，４，７−三酢酸−２−ニトロイミダゾール−Ｎ−エチルアミン（６８Ｇａ−ＮＯＴＡ−ＮＩ）および［６８Ｇａ］イソチオシアナトベンジル−１，４，７−トリアザシクロノナン−１，４，７−三酢酸−２−ニトロイミダゾール−Ｎ−エチルアミン（６８Ｇａ−ＳＣＮ−ＮＯＴＡ−ＮＩ）もまた、本発明の方法に従って使用することができる。オートラジオグラフィーやＰＥＴイメージングに加えて、ＭＲＩやＥＰＲＩもまた、低酸素の検出（すなわち、腫瘍の低酸素比率を測定するか、またはそうでなければ、癌の低酸素状態の測定法を提供する）するために使用することができる。特に、動的コントラスト強調ＭＲＩ（ＤＣＥ−ＭＲＩ）、血液酸素レベル依存性ＭＲＩ（ＢＯＬＤ−ＭＲＩ）、または拡散強調（ＤＷ ＭＲＩ）は、低酸素の癌を識別するため、したがって、低酸素活性化プロドラッグでの治療のための理想的な患者を識別するために使用することができる。

Ｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ（登録商標）−１（ピモニダゾール塩酸塩；Ｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ社によって市販されている）は、静脈内または経口的に投与された場合、脳を含む身体のすべての組織に送達されるが、１４マイクロモル未満の酸素濃度（摂氏３７度で１０ｍｍＨｇの酸素分圧に相当）を有する細胞内では、タンパク質付加体を形成するのみである。Ｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ−１ＭＡｂ１は、低酸素細胞におけるＨｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ−１のタンパク質付加体を検出するマウスＩｇＧ１モノクローナル抗体である。この試薬は、典型的には、各組織サンプルに加えられる。発色または蛍光２次抗体試薬は、次にＨｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ−１付加体が低酸素組織のどこで形成されたかを明らかにするために本発明に従って使用される。

本開示を考慮して、当業者はこれらの方法もまた、血管新生阻害剤が腫瘍の低酸素比率を増加させるためにそれにより治療される患者に作用する十分な時間を有したかどうかを決定するために、したがって、患者が低酸素活性化プロドラッグで何時、最初に治療される準備ができているかどうかを確認するために、本発明に従って使用することができることを理解する。この実施形態では、低酸素比率の増加は、前述の方法の１つにより確認されるように、低酸素活性化プロドラッグの投与を開始してもよいことを知らせる。

また、これらの方法は、低酸素活性化プロドラッグでの治療に応答している患者を識別するために使用することができるが、それはそのような患者では低酸素活性化プロドラッグが低酸素比率で細胞を殺すにつれて腫瘍の低酸素比率が時間の経過とともに低下するからである。

これらの低酸素マーカーに加えて、低酸素活性化プロドラッグ療法のための患者を選択するために使用できる他のマーカーがある。式Ｉによって定義される本発明の低酸素活性化プロドラッグは、レダクターゼによって活性化され、したがってＰＯＲ（Ｐ４５０オキシドレダクターゼ）、ＭＴＲＲ（メチオニンシンターゼレダクターゼ）、および／またはＮＯＳ（一酸化窒素シンターゼ）などの活性化レダクターゼの高レベルを有する患者を示す生検や血液検査は、患者が低酸素活性化プロドラッグ療法に応答する可能性が高いことを実証している。さらに、これらの低酸素活性化プロドラッグにより誘発されるＤＮＡの損傷は、ＨＤＲ（ＨＲとしても知られている）系により修復され、患者の血液または腫瘍生検における、限定はされないがＢＲＣＡ、ＦＡＮＣ、ＸＰＦ（ＥＲＣＣ４としても知られている）、ＸＲＣＣ２および／またはＸＲＣＣ３を含むこの系でのタンパク質のレベルが低いほど、この系によって修復されるＤＮＡ損傷を負わせる低酸素活性化プロドラッグによる低酸素活性化プロドラッグ療法に患者がより応答する可能性が高くなる。

従って、別の態様において、本発明は、低酸素活性化プロドラッグの投与を含む治療に適している可能性が高いか、またはそうでない癌患者を決定する方法を提供し、該方法は、
場合により血管新生阻害剤で治療された癌患者を含む癌患者から単離された癌検体の低酸素比率を決定すること、
低酸素比率を所定のレベルの低酸素比率と比較すること、を含み、
ここで、所定のレベルに比べて増加した低酸素比率は、場合により血管新生阻害剤と併用して低酸素活性化プロドラッグを投与することを含む治療に適している可能性が高い癌患者を示し、そして、
所定のレベルと比較して類似または減少した低酸素比率は、低酸素活性化プロドラッグを投与することを含む治療に適していない可能性が高い癌患者を示す方法である。

本明細書で使用される場合、「治療に適している可能性が高い癌患者またはそうでない癌患者」は、治療を受けてきたか、受けているか、あるいは受け得る癌患者を指す。本明細書で使用される場合、「治療に適している」は、同じ病気を有し、同じ治療を受けているが、比較の目的のために考慮される異なる特性を有する患者と比較して、患者が１つ以上の望ましい臨床結果を示す可能性があることを意味する。１つの実施形態では、より望ましい臨床結果は、腫瘍量の縮小などの好ましい抗腫瘍効果の相対的に高い可能性である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、比較的長い全生存率である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、比較的長い、無増悪生存期間または腫瘍進行の時間である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、比較的長い無病生存率である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、腫瘍再発の除去または遅延である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、転移の除去または減少である。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、より低い相対的リスクである。別の実施形態では、より望ましい臨床結果は、相対的に減少した毒性や副作用である。いくつかの実施形態では、複数の臨床結果が達成される。１つの実施形態では、特性を有する患者は、１つまたは複数の望ましい臨床結果を示し得るが、同時に１つまたは複数のあまり望ましくない臨床結果を示し得る。臨床結果は、その後、全体的に考慮され、患者が治療に適しているかどうかの判断は、患者の特定の状況とそれぞれの臨床結果の関連性を考慮して、それに応じてなされる。いくつかの実施形態では、無増悪生存率や全生存率は、そのような意思決定の際に、腫瘍応答よりもより重要視される。

１つの実施形態では、所定の低酸素比率は、限定されるものではないが、血管新生阻害剤を含む任意の抗癌剤で治療する前に癌患者から採取された癌検体、の低酸素比率である。

１つの実施形態では、本発明は、癌患者が低酸素活性化プロドラッグでの治療に適している可能性が低いと決定する方法を提供する；この実施形態では、この方法は、患者の癌が小さい低酸素比率あるいは非現実的な低酸素比率によって特徴づけられることを明らかにする。

１つの実施形態では、本発明は、低酸素活性化プロドラッグを用いた治療に適している可能性が高い癌患者を決定する方法を提供する。１つの実施形態では、本方法は、さらに、患者が治療に効果的に応答する可能性が高いことを決定した後に低酸素活性化プロドラッグを投与することを含む。１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、またはＴＨ−３０８である。１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−３０２である。様々な実施形態では、ＴＨ−３０２は、毎日１回、３日毎に１回、週１回、または３週間毎に１回、投与され、場合により、その後１週間は休薬期間である。別の実施形態では、ＴＨ−３０２は、非経口的に投与される。１つの実施形態では、本方法はさらに、癌患者にＴＨ−３０２または別の低酸素活性化プロドラッグを約１２０ｍｇ／ｍ^２〜約４６０ｍｇ／ｍ^２の投与量で毎日、投与することを含む。他の投与量、投与頻度、およびＴＨ−３０２または他の低酸素活性化プロドラッグの投与期間は、本明細書に開示されるように、本態様の種々の実施形態においても有用である。

種々の実施形態では、血管新生阻害剤は、ベバシズマブ、スニチニブ、パゾパニブ、またはソラフェニブである。上記に開示したように実施される治療法は、上記に特定される癌患者を治療するために用いられる。

種々の実施形態では、癌は転移癌または１次、２次、または３次治療（これらのうちの１つは、血管新生阻害剤で治療され得る）に対して難治性の癌である。

１つの実施形態では、低酸素活性化プロドラッグは、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、およびＴＨ−３０８から成る群から選択される。１つの実施形態では、低酸素比率の所定の値は、同一または異なる患者からの同一または類似の癌検体の低酸素比率である（複数の患者または患者集団の研究によって測定される所定の値を含むが、これに限定されない）。１つの実施形態では、所定の値は、血管新生阻害剤で治療されていない患者または複数の患者からの癌検体を用いて測定される。

前記したように、低酸素比率は、様々な公知のプローブおよび方法を使用して測定することができる。このような方法は、癌検体を分離し、それをｈｙｐｏｘｙｐｒｏｂｅ−１（ピモニダゾール）、ＥＦ５、または別の２−ニトロイミダゾール誘導体などの低酸素の化学プローブで染色し、次いで免疫組織化学による工程を含むことができるか、または代わりに患者から血液、血清、または血漿の検体を採取し、その中に含まれる低酸素マーカーのレベルを測定する工程を含むことができる。例えば、ＨＩＦ−１ａまたは炭酸脱水酵素のレベルは、低酸素比率値を決定するために測定することができる。これらの遺伝子産物を同定するための方法は、当業者に知られている。他の適切な低酸素マーカーは上記に開示されている。他の方法としては、酸素濃度を測定するために、癌検体を単離するか、あるいは単離することなく、酸素電極を使用することを含む。本明細書で使用する場合、「単離すること」とは、患者由来の生物学的または細胞学的材料を得ることを意味する。

要約して、そして詳細に記述された本発明は、以下の実施例によって説明されるが、これらに限定されない。

実施例１．Ａ． ７８６−Ｏ異種移植腫瘍担持ヌードマウスでのスニチニブ誘発低酸素
低酸素活性化プロドラッグを用いた治療に腫瘍がより感受性となるように、腫瘍の低酸素の程度を測定し、そして血管新生阻害剤を用いて腫瘍の低酸素比率を増加させるための方法を説明するために、７８６−Ｏ ＲＣＣ異種移植腫瘍担持ヌードマウスは、３群に無作為化された：ビヒクル（８匹のマウス）とスニチニブ（Ｓｕｔｅｎｔ、Ｐｆｉｚｅｒ）（２０ｍｇ／ｋｇおよび４０ｍｇ／ｋｇ）をＱＤ（１日１回）×５の頻度でそれぞれ（各６匹）に経口投与した。最後のスニチニブを投与して７１時間後に、ピモニダゾールを投与した。ヘキスト３３３４２をピモニダゾールの投与１時間後に投与した。ヘキスト３３３４２を投与１分後に、動物を屠殺し、組織を採取した。採取した組織の顕微鏡評価に基づいて、用量依存性の低酸素の増加と血流の減少が観察された。形態学的解析により、７８６−Ｏ異種移植腫瘍内の低酸素比率は、ビヒクル投与の場合の１．４±０．９％と比較して、２０ｍｇ／ｋｇ投与の場合、１．６±０．９％、そして４０ｍｇ／ｋｇ投与の場合、１７．２±０．９％であった。４０ｍｇ／ｋｇのスニチニブを投与した場合には、有意な低酸素比率の増加が観察された。７８６−Ｏ ＲＣＣ腫瘍は、ＣＤ３１と、異種移植腫瘍における比較的小さな基本的な低酸素コンパートメント（＜５％の体積）のヘキスト染色によって特徴づけられるよく血管新生した腫瘍である。しかし、スニチニブは、腫瘍の低酸素体積の用量依存的な増加とＲＣＣ腫瘍血管系の機能的な脈管構造の減少を誘発した。

実施例１．Ｂ． Ｈ４６０異種移植腫瘍担持ヌードマウスでのスニチニブ誘発低酸素
低酸素活性化プロドラッグを用いた治療に腫瘍がより感受性となるように、腫瘍の低酸素の程度を測定し、そして血管新生阻害剤を用いて腫瘍の低酸素比率を増加させるための方法を説明するために、Ｈ４６０非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）の異種移植腫瘍担持ヌードマウスに、２０ｍｇ／ｋｇおよび４０ｍｇ／ｋｇの投与量のスニチニブを、ＱＤ（１日１回）×５の頻度でそれぞれ（各５匹）に腹腔内投与し、ビヒクル処置動物（５匹のマウス）と比較した。次いで、ピモニダゾールとヘキスト３３３４２を投与し、動物を上記のように屠殺し、その結果は、再度、低酸素における用量依存的な増加と血流の減少を示した。採取された組織の低酸素比率（％）は、形態計測学により分析された。ＮＳＣＬＣ（Ｈ４６０）腫瘍は、７％のベースライン低酸素比率を示す。スニチニブは腫瘍の低酸素体積の用量依存的な増加（２４±３．２％（４０ｍｇ／ｋｇ）対７．３±３．８％（ビヒクル）、ｐ＜０．０５）と腫瘍の微細血管系における対応する減少を誘発した。

実施例１．Ｃ． ７８６−Ｏ ＲＣＣ異種移植腫瘍担持ヌードマウスでのソラフェニブ誘発低酸素
同様の証明が、別の血管新生阻害剤のソラフェニブ（Ｎｅｘａｖａｒ（登録商標）ソラフェニブ）を使用して、７８６−Ｏ ＲＣＣで行われた。２０ｍｐｋ（ｋｇ当たりのｍｇ）と４０ｍｐｋのソラフェニブを経口で１日１回、７日間投与した。ピモニダゾールは、ソラフェニブの最後の投与後３時間に投与された。ヘキスト３３３４２は、ピモニダゾールを投与して１時間後に投与された。ヘキスト３３３４２を投与した１分後に、動物を屠殺し、組織を採取した。７８６−Ｏ（ＲＣＣ）腫瘍は、０．８％のベースライン低酸素比率を示す。ソラフェニブは、腫瘍の低酸素体積の用量依存性増加を誘発した：ビヒクルの場合０．８±０．２％；２０ｍｇ／ｋｇのソラフェニブ投与の場合３．５±１．６％、および４０ｍｇ／ｋｇのソラフェニブの場合１０±２．５％。有意に増加した低酸素体積が、４０ｍｇ／ｋｇ治療群で観察された（ｐ＜０．０５対ビヒクル）。

実施例１．Ｄ． ＰＬＣ／ＰＲＦ／５異種移植腫瘍担持ＳＣＩＤマウスでのソラフェニブ誘発低酸素
ソラフェニブ投与後に、別の癌すなわち肝細胞癌ＰＬＣ／ＰＲＦ／５の低酸素レベルも測定された。測定は、２０または４０ｍｇ／ｋｇのソラフェニブを８日間毎日１回投与した以外は、上記と同様に行った。ＰＬＣ／ＰＲＦ／５（ＨＣＣ）の腫瘍は、４．３％のベースライン低酸素比率を示す。ソラフェニブは、腫瘍の低酸素体積の用量依存性増加を誘発した：ビヒクルの場合４．３±０．４％；２０ｍｇ／ｋｇのソラフェニブ投与の場合６．５±０．６％、および４０ｍｇ／ｋｇのソラフェニブの場合９．３±０．７％。有意に増加した低酸素体積が、２０ｍｇ／ｋｇ治療群（ｐ＜０．０５対ビヒクル）および４０ｍｇ／ｋｇ治療群（ｐ＜０．００１対ビヒクル）で観察された。

実施例２． ＴＨ−３０２による血管新生阻害剤の抗腫瘍活性の増強
ＴＨ−３０２の抗癌効果は、抗血管新生療法との組み合わせで実証された。異種移植腫瘍は、５×１０^６の７８６−Ｏヒト腎細胞癌（ＲＣＣ）細胞、５×１０^６のＡ３７５メラノーマ細胞、または１×１０^６のＨ４６０ヒト非小細胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）細胞のヌードマウスの脇腹への皮下移植によって、あるいは５×１０^６のＰＬＣ／ＰＲＦ／５肝細胞癌（ＨＣＣ）の重症複合免疫不全（ＳＣＩＤ）マウスの脇腹への皮下移植によって確立された。腫瘍の低酸素は、ピモニダゾール免疫染色により検出され、形態学的分析が低酸素比率を測定するために行われた。腫瘍の大きさが約１００〜１５０ｍｍ^３であったとき、スニチニブまたはソラフェニブを毎日投与した。２０、４０、または８０ｍｇ／ｋｇのスニチニブを経口で毎日３週間投与した（ＱＤ×２１）。Ａ３７５メラノーマモデルを利用する研究を除いて、これらの研究のすべてについては、ＴＨ−３０２の投与を血管新生阻害剤の投与後１週間に始めた。Ａ３７５メラノーマモデルでは、ＴＨ−３０２の投与は、ソラフェニブ投与と同じ日に開始された。５０ｍｇ／ｋｇのＴＨ−３０２は、毎日１回５日間と２日間の休薬（ＱＤ×５）の２週間、腹腔内に投与された。スニチニブは、両方の薬剤が与えられた日に、ＴＨ−３０２投与の４時間前に投与された。

ＲＣＣ腫瘍では、スニチニブの活性は、ＴＨ−３０２の併用療法で増強された：腫瘍増殖抑制率（ＴＧＩ）は、４０ｍｇ／ｋｇのスニチニブ単剤療法の３８％から５０ｍｇ／ｋｇのＴＨ−３０２との共投与で７５％に増加した。

ＮＳＣＬＣ腫瘍では、スニチニブ（８０ｍｇ／ｋｇのＱＤ×２１）の活性は、ＴＨ−３０２で増強された。ＴＧＩは、８０ｍｇ／ｋｇのスニチニブ単剤療法の７８％から５０ｍｇ／ｋｇのＴＨ−３０２の併用療法で９７％に増加した。

別の研究では、本発明の方法に従って、スニチニブを５週間投与し、ＴＨ−３０２をスニチニブ療法が開始された１週間後に開始して４週間投与した。この長期間の投与計画では、抗腫瘍活性が増加した。ＴＨ−３０２との併用による中用量のスニチニブ（４０ｍｇ／ｋｇ）は、９９％ＴＧＩに達し、腫瘍増殖を２９日間で５００ｍｍ^３に遅延させた。重要なことに、毒性の指標である体重減少は、これらの研究における血管新生阻害剤のいずれかとの併用によるＴＨ−３０２では有意に増加しなかった。

ソラフェニブとの併用によるＴＨ−３０２（１６日間毎日１回、すなわちＱＤ×ｌ６）の相補的効果もＰＬＣ／ＰＲＦ／５ ＨＣＣ、Ｈ４６０ ＮＳＣＬＣ、およびＡ３７５メラノーマの異種移植片を含む複数の異種移植腫瘍でも観察された。例えば、ＮＳＣＬＣ腫瘍のいずれかの単剤療法については８０％未満のＴＧＩであるのに対し、併用療法については９４％のＴＧＩが観察された。ソラフェニブの併用療法はまた、７８６−Ｏ ＲＣＣ担持マウスにＴＨ−３０２との併用で投与（ＱＤ×１４）した場合に、ＴＧＩを増加させた（ＱＤ×５／週を２週間、５０ｍｇ／ｋｇ）。

別の研究では、エベロリムス（１日１回１９日間投与、すなわちＱＤ×１９）との併用によるＴＨ−３０２（５０ｍｇ／ｋｇを１９日間毎日１回（ＱＤ×１９）または第８日目から始めて５０ｍｐｋを１２日間投与のいずれか）の効果もまた、７８６−Ｏ ＲＣＣ異種移植で観察された。例えば、エベロリムスの単剤療法について５０％未満のＴＧＩあるいはＴＨ−３０２単剤投与群では１６％のＴＧＩであるのに対し、併用療法については８４％のＴＧＩが観察された。興味深いことに、ほぼ同じＴＧＩが、両方のＴＨ−３０２治療群で観察されたが、このことは、エベロリムスが腫瘍の低酸素比率を増加した後までＴＨ−３０２の最初の投与を遅らせることは、増強された有効性（すなわち、投与されたＴＨ−３０２の総量のほとんど３分の１の減少は、完全な投与量と同程度の有効性をもたらした）を提供したことを実証した。次の表は、上記の研究で得られたデータをまとめたものである。

実施例３．進行性腎細胞癌、消化管間質腫瘍および膵神経内分泌腫瘍の治療のためのＴＨ−３０２とスニチニブの臨床投与
臨床試験では、本発明の方法に従って腎細胞癌、消化管間質腫瘍および膵神経内分泌腫瘍の患者に投与されたスニチニブとの併用において、ＴＨ−３０２の安全性、忍容性および臨床関連疾患の応答性を証明している。スニチニブは、４２日サイクルの１日目から２８日目まで毎日、経口投与される。ＴＨ−３０２は、４２日サイクルの８日目、１５日目と２２日目に、１週間に１回、３０〜６０分の静脈内に点滴投与される。深刻な治療関連毒性または進行性疾患の所見なしで６週間の治療サイクルを成功裏に完了した患者は、治療を継続し、最大６サイクルの治療を受けることができる。他の実施形態では、追加のサイクルを施してもよい。

進行性腎細胞癌のある患者は、毎日５０ｍｇのスニチニブの投与量と２４０ｍｇ／ｍ^２のＴＨ−３０２の投与量を併用して治療されている。

上述した実施例に、特定の実施形態が説明され記述されているが、変更および修正は以下の特許請求の範囲で定義されているようにその広い態様において、本発明から逸脱することなく当業者に従って上記のプロセスにおいて行うことができることが理解されるであろう。

Claims (15)

1. 癌の治療を必要とする癌患者の治療方法であって、前記方法は、前記患者に血管新生阻害剤を投与することおよび低酸素活性化プロドラッグを投与することを含む方法。
2. 前記血管新生阻害剤の投与が癌の低酸素比率の増加をもたらした後に初めて、低酸素活性化プロドラッグの初回投与を行う請求項１に記載の方法。
3. 前記低酸素活性化プロドラッグの初回投与が、血管新生阻害剤の初回投与の少なくとも７日後である請求項２に記載の方法。
4. 前記低酸素活性化プロドラッグが、ＴＨ−２８１、ＴＨ−３０２、およびＴＨ−３０８からなる群から選択される請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記血管新生阻害剤が、抗ＶＥＧＦ抗体、ＶＥＧＦ−トラップ、抗ＶＥＧＦＲ抗体、ＶＥＧＦＲ阻害剤、サリドマイド、Ｄ１１４−Ｎｏｔｃｈ阻害剤、抗チューブリン血管破壊剤（ＶＤＡ）、アンジオポエチン−Ｔｉｅ２阻害剤、一酸化窒素合成酵素（ＮＯＳ）阻害剤、カチオン性ポリアミノ酸デンドリマー、ラパマイシン、エベロリムス、テムセロリムス、低分子量ヘパリン、ＳＰＡＲＣ（オステオネクチン）ペプチド、ベバシズマブ、ラニビズマブ、ラムシルマブ、アフリベルセプト、インターロイキン１７（ＩＬ−１７）、ＤＣ１０１、スニチニブ、ソラフェニブ、パゾパニブ、ＡＭＧ７０６、セジラニブ、バンデタニブ、バルガテフ、ブリバニブ、ＸＬ−１８４、アキシチニブ、チボザニブ、サリドマイド、レナリドミド、ＤＭＸＡＡ、ナドロパリン、２，５−ジメチル−セレコキシブ、シクロホスファミド、ＨＢＣ、およびタスキニモドからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
6. 前記血管新生阻害剤が、ベバシズマブ、パゾパニブ、ソラフェニブ、およびスニチニブからなる群から選択される請求項４のいずれか１つに記載の方法。
7. 前記血管新生阻害剤がベバシズマブであり、前記低酸素活性化プロドラッグがＴＨ−３０２である請求項６に記載の方法。
8. 前記癌が、乳癌、結腸直腸癌、神経膠芽腫、非扁平上皮非小細胞肺癌、および腎細胞癌からなる群から選択される請求項７に記載の方法。
9. 前記血管新生阻害剤がパゾパニブであり、前記低酸素活性化プロドラッグがＴＨ−３０２である請求項６に記載の方法。
10. 前記癌が、膵臓癌、腎細胞癌、および肉腫からなる群から選択される請求項９に記載の方法。
11. 前記血管新生阻害剤がソラフェニブであり、前記低酸素活性化プロドラッグがＴＨ−３０２である請求項６に記載の方法。
12. 前記癌が、肝細胞癌および腎細胞癌からなる群から選択される請求項１１に記載の方法。
13. 前記血管新生阻害剤がスニチニブであり、前記低酸素活性化プロドラッグがＴＨ−３０２である請求項６に記載の方法。
14. 前記癌が、消化管間質腫瘍、腎細胞癌、および膵神経内分泌腫瘍からなる群から選択される請求項１３に記載の方法。
15. 前記癌の低酸素比率が、血管新生阻害剤の初回投与の前または後に測定される請求項１および６〜１４のいずれかに記載の方法。