JP6321673B2 - 放射線と組み合わせて使用するための放射線増感剤化合物 - Google Patents

Description

関連出願に関する相互参照
本出願は、２０１２年１２月２０日に提出された米国特許仮出願第６１／７９７，９８３号に対する優先権の利益を主張し、内容は参照により全体が本明細書に組み込まれる。

癌は、世界中の主要な健康問題である。現在の治療は一般的に、外科手術、放射線治療（放射線療法）、化学療法、又はそれらのアプローチの組み合せを包含し、その個々は限界がある。併用療法を包含する、新規で且つ改善された癌治療の必要性が、以前として存在する。

癌患者の２／３が、悪性癌を制御するか又は死滅させる治療の一部としてイオン化放射線の適用を包含する放射線療法を受けることが推定される。イオン化放射線が、細胞死滅を導く、照射された組織のＤＮＡを損傷するために使用される。放射線療法は、多くのタイプの癌において治癒的であり得る。それはまた、外科的切除の後、腫瘍の再発を防ぐために、アジュバント療法の一部としても使用され得る。放射線療法は、化学療法と相乗的であり得、そして感受性癌における化学療法の前、間及び後、使用されて来た。多くの一般的タイプの癌は、何らかの形での放射線療法により治療され得る。正確な治療目的は、患者の腫瘍型、位置、段階及び健康に依存するであろう。放射線療法はまた、非悪性状態、例えば三叉神経痛、聴神経腫、重度の甲状腺眼症、翼状片、色素性絨毛結節性滑膜炎の治療、及びケロイド瘢痕成長、血管再狭窄、及び異所性骨化の防止に適用される。

イオン化放射線の生存細胞への照射は、細胞成分、主にＤＮＡとの直接的及び間接的相互作用により生物学的損傷を導く。放射線の直接的作用、例えばＤＮＡに堆積される直接的エネルギーが、生物系中に蓄積されるエネルギーのわずかな部分のみを占めている。細胞は７０〜８０％の水を含む。水の放射線分解を介しての遊離基の生物学的損傷への寄与は、イオン化放射線における直接的作用の寄与を、数十倍超えていることは知られている。

異なった癌は、放射線療法に対して異なる応答をする。放射線に対する癌の応答は、その放射線感受性により説明される。より高い放射線感受性癌細胞ほど、適度な放射線量で急速に死滅する。それらは、白血病、ほとんどのリンパ腫及び胚細胞腫瘍を包含する。上皮癌のほとんどは、中程度ほどの放射線感受性であり、そして完全な治癒を達成するためには、放射線（６０〜７０Ｇｙ）の有意に高い用量を必要とする。いくつかのタイプの癌、例えば腎細胞癌及びメラノーマは、高度に放射線耐性であり、そして臨床診療において安全である放射線量によっては治癒され得ない。放射線療法に対する腫瘍の応答はまた、そのサイズ及び状態にも関連している。複雑な理由のために、非常に大きな腫瘍は、より小さな腫瘍又は顕微鏡疾患よりも放射線に対して少々良好に応答する。癌の放射線感受性を増強するための１つの技法は、放射線療法の間、放射線増感薬剤（いわゆる、「放射線増感剤」）を与えることである。

放射線療法自体は無痛であるが、しかし深刻な副作用を引き起こす可能性がある。特に高い用量は、種々の副作用、例えば治療の数ヶ月後に起こる急性副作用、治療の数年後での長期的副作用、及び再治療後での累積的副作用を引き起こす可能性がある。副作用の性質、重症度及び寿命は、放射線を受ける器官、治療自体（放射線のタイプ、用量、分割、同時化学療法）、及び患者に依存する。急性副作用は、疲労及び皮膚刺激性、吐き気及び嘔吐、上皮表面への損傷、口、喉及び胃潰瘍、腸の不快感、腫脹（浮腫）及び不妊症を包含する。臨床腫瘍学においては、治療効果を増強するための放射線増感剤を用いることにより、毒性副作用を低めるための低用量放射線を使用する努力がなされる。

シスプラチン（ｃｉｓ−Ｐｔ（ＮＨ₃）₂Ｃｌ₂）は、白金系抗腫瘍性薬物であり、そして癌治療のための最も広く使用される薬物の１つである。シスプラチンはまた、放射線療法の間、癌の放射線感受性を増強するために放射線増感剤として使用されて来た［Roseら，1999］。その広範な使用にもかかわらず、シスプラチンは次の２種の重度の欠点を有する：重度の毒性副作用、及び内因性及び後天性耐性。それらの欠点は、重金属Pt系抗癌剤の臨床学的適用の終了を導いた［Reese, 1995］。低毒性類似体を同定し、そしてシスプラチン毒性を低め、そして薬物耐性を防止するか又は克服する併用療法、例えば化学−放射線療法を開発する必要性が依存として存在する。

種々の化学療法剤が放射線療法と組み合わされて来たが、ほぼすべては毒性である。化学療法剤は一般的に重要な及びしばしば危険な副作用を引き起こす。化学療法剤に関連する副作用は一般的にその剤についての用量制限毒性（ＤＬＴ）を規定する大きな要因である。

国際公開第２０１１／０２６２１９号（Combination Therapy for Cancer Comprising a Platinum-Based Antineoplastic Agent and a Biocompatible Electron Donorの標題）（本発明者による）において、シスプラチンの抗癌効果を増強するために、電子供与剤とシスプラチンとの併用化学療法が開示されている（また、Ｌｕ，２０１１も参照のこと）。

一般的に、本発明の開示は、放射線療法を増強するために、放射線治療と組み合わせて使用するための非白金系放射線増感剤化合物に関する。

従って、本発明の開示はまた、放射線治療により治療できる癌及び他の疾患のための併用療法にも関する。前記化合物に関連する、組成物、剤形、方法、使用、市販のパッケージ及びキットもまた、本明細書に開示される。
１つの態様によれば、下記の一般式Ｉ：

［式中、
Ａは、芳香族コアを表し；Ｒ^a及びＲ^bの少なくとも１つは、本明細書に定義されるような電子移動（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ）プロモーターであり；そしてＲ^cの少なくとも１つは、本明細書に定義されるような脱離基である］を有する、放射線と組み合わせて有用である放射線増感剤化合物が提供される。

１つの態様によれば、下記一般式Ｉ：

［式中、Ａは、Ｎ、Ｏ及びＳから成る群から選択される０〜２個の環へテロ原子を含み、残りの環原子は炭素である、５−又は６−員のアリール又はヘテロアリール環であり；Ｒ^a及びＲ^bは、独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール又は電子移動プロモーターであり、ここでＲ^a及びＲ^bの少なくとも１つは電子移動プロモーターであり；Ｒ^cは、出現ごとに独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり、又は２つの隣接するＲ^c基は、それらが結合される環原子と一緒になって、５−又は６−員の飽和、部分的飽和又は不飽和環を形成し、前記環はＮ、Ｏ及びＳから選択される０〜２個の環へテロ原子を含み、そして１〜４個のＲ^dにより任意に置換され得；ここで少なくとも１つのＲ^cは脱離基であり；Ｒ^dは、独立して、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；そしてｎは、１〜４であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］を有する、イオン化放射線と組み合わせた使用のための生体適合性放射線増感剤化合物、又はその医薬的に許容できる塩が提供される。

別の態様によれば、下記一般式ＩＩ：

［式中、Ｘ及びＹは独立して、Ｃ−Ｒ³又はＮであり；Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；Ｒ^a及びＲ^bは、独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール又は電子移動プロモーターであり、ここでＲ^a及びＲ^bの少なくとも１つは電子移動プロモーターであり；Ｒ¹及びＲ²は独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり；ここでＲ¹及びＲ²の少なくとも１つは脱離基であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］を有する放射線増感剤化合物、又はその医薬的に許容できる塩が提供される。

別の態様によれば、下記一般式ＩＩＩ：

［式中、
Ｘ及びＹは独立して、Ｃ−Ｒ³又はＮであり；
Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；
Ｒ¹及びＲ²は独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり；ここでＲ¹及びＲ²の少なくとも１つは脱離基であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］を有する化合物又はその医薬的に許容できる塩が提供される。

式Ｉ又はＩＩのいくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bの個々は電子移動プロモーターである。本明細書に記載されるいくつかの実施態様によれば、前記電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、−ＯＨ、−ＮＨＣＯＣＨ₃、−ＮＨＣＯＲ、−ＯＣＨ₃及び−ＯＲから成る群から選択される。いくつかの実施態様によれば、前記電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ又は−ＮＲ₂である。いくつかの実施態様によれば、Ｒは、置換又は非置換のアルキルである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bの個々は電子移動プロモーターである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bは隣接する環炭素上に存在する。いくつかの実施態様によれば、前記電子移動プロモーターは−ＮＨ₂である。

いくつかの実施態様によれば、前記脱離基はハロゲンである。いくつかの実施態様によれば、前記ハロゲンはＣｌ、Ｂｒ又はＩである。式Ｉのいくつかの実施態様によれば、環Ａ上の２つのＲ^c基は、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩから成る群から選択されるハロゲンである。

式Ｉのいくつかの実施態様によれば、環Ａは、６−員のアリール又はヘテロアリール環、例えばベンゼン、ピリジン又はピラジンである。いくつかの実施態様によれば、環Ａはベンゼンである。

式Ｉのいくつかの実施態様によれば、環Ａはベンゼン、ピリジン又はピラジンであり；Ｒ^a及びＲ^bの個々はＮＨ₂であり；環Ａ上の２つのＲ^c置換基は環Ａ上のＲ^a及びＲ^bに対してメタ位に個々に位置するハロゲンであり；そして任意の残るＲ^c基は本明細書に定義される通りである。いくつかの実施態様によれば、環Ａはベンゼンであり、そしてさらなるいくつかの実施態様によれば、前記環Ａ上の残る炭素は非置換炭素である。いくつかの実施態様によれば、環Ａはピリジンであり、そしてさらなる実施態様によれば、環Ａ上の残る炭素は非置換である。いくつかの実施態様によれば、環Ａはピラジンである。

式ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、Ｒ¹及びＲ²は両者とも脱離基、例えばハロゲンである。いくつかの実施態様によれば、各ハロゲンは、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩから成る群から選択される。

式ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、Ｘ及びＹはＣ−Ｒ³である。式ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、ＸはＣ−Ｒ³であり、そしてＹはＮである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールである。いくつかの実施態様によれば、環炭素が非置換である場合、ＲはＨである。式ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、Ｘ及びＹはそれぞれＮである。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、下記式から成る群から選択される化合物である：

いくつかの実施態様によれば、本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、ＯｅＶ以上の電子親和性を有する。いくつかの実施態様によれば、本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、約＋０．０ｅＶ〜約＋５ｅＶの電子親和性を有する。いくつかの実施態様によれば、本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、約＋０．５ｅＶ〜約＋２．５ｅＶの電子親和性を有する。

別の態様によれば、放射線療法の効果を、前記放射線治療を受ける対象において増強するための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。いくつかの実施態様によれば、前記対象は、癌の治療として前記放射線療法を受ける。

別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療への使用のための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、癌の治療における放射線療法と組み合わせての使用のための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療のための薬剤の製造への使用のための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、癌の治療において放射線療法と組み合わせて使用するための薬剤の製造への使用のための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、放射線療法を、前記放射線療法を受ける対象において増強するための、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療への、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療のための薬剤の製造への、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物；及び医薬的に許容できる担体又は希釈剤を含んで成る、癌の治療においてイオン化放射線と組み合わせて使用するための医薬組成物が提供される。

別の態様によれば、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物及びイオン化放射線を含んで成る、癌のための併用療法が提供される。

別の態様によれば、有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を、有効量のイオン化放射線と組み合わせて、放射線療法の必要な対象に投与することを含んで成る、前記対象において放射線療法を増強するための方法が提供される。

別の態様によれば、ａ）有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を、癌細胞に投与し；そしてｂ）有効量のイオン化放射線を癌細胞に投与することを含んで成り、ここでａ）及びｂ）は、連続的に又は同時に行われ、それにより抗癌効果提供する、癌細胞において抗癌効果を提供するための方法が提供される。いくつかの実施態様によれば、前記抗癌効果は癌細胞の死滅である。いくつかの実施態様によれば、前記癌細胞は腫瘍細胞である。

別の態様によれば、ａ）有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を、対象に投与し；そしてｂ）有効量のイオン化放射線を対象に投与することを含んで成り、ここでａ）及びｂ）は、連続的に又は同時に行われる、治療の必要な対象における癌の治療方法が提供される。いくつかの実施態様によれば、前記化合物は、イオン化放射線の投与の前、間又は後、投与される。

別の態様によれば、治療的有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を、有効量のイオン化放射線の投与の前又は同時に、対象に投与することを含んで成る、治療の必要な対象における癌の治療方法が提供される。

別の態様によれば、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物；及びイオン化放射線と組み合わせて使用するための説明書を含んで成る市販用パッケージ又はキットが提供される。

本発明の開示の他の態様及び特徴は、添付図面に関連した特定の実施態様の以下の説明を検討することにより当業者に明らかになるであろう。

本発明の開示の実施態様は、添付される図面を参照して、単なる例として、説明されるであろう。
図１は、次の１２の典型的な放射線増感剤化合物の分子構造を示す：Ａ：（４，５）−ジクロロ−（１，２）−ジアミノ−ベンゼン（４，５−ジクロロ−１,２−フェニレンジアミン）;Ｂ：（４，５）−ジブロモ−（１，２）ジアミノ−ベンゼン（４，５−ジブロモ−１,２−フェニレンジアミン）；Ｃ：（４，５）−ジヨード−（１，２）−ジアミノ−ベンゼン（４，５−ジヨード−１,２−フェニレンジアミン）；Ｄ：ブロモ−（１，２）−ジアミノ−ベンゼン；Ｅ：クロロ−（１，２）−ジアミノ−ベンゼン；Ｆ：ヨード−（１，２）−ジアミノ−ベンゼン；Ｇ：（４，５）−ジクロロ−（１，２）−ジアミノ−ピラジン；Ｈ：（４，５）−ジブロモ−（１，２）−ジアミノ−ピラジン；Ｉ：（４，５）−ジヨード−（１，２）−ジアミノ−ピラジン；Ｊ：ブロモ−（１，２）−ジアミノ−ピラジン；Ｋ：クロロ−（１，２）−ジアミノ−ピラジン；Ｌ：ヨード−（１，２）−ジアミノ−ピラジン。 図２は、ｆｓ−ＴＲＬＳ測定により観察された、典型的放射線増感剤（化合物Ｄ）との前水和化された電子（ｅ_pre ^-）のＤＥＴ反応を示す。３２２ｎｍでポンピングされ、そしてｆｓ−ＴＲＬＳにおいて３３３ｎｍでプローブされた、化合物Ｄ又はヨードピリミジン（ＩｄＵ）とのｅ_pre ^-のＤＥＴ反応（e _pre ^- + D/IdU→ D*^-/IdU*^-→ラジカル形成）に起因するＤ＊^- /ＩｄＵ＊^-のフェムト秒過渡吸収運動トレースを示し、これは、化合物ＤのＤＥＴ反応効率がＩｄＵのその反応効率よりもはるかに高いことを示す。ここで、ｅ_pre ^-は、ポンプパルスによる水の２−ＵＶ光子励起により生成された。プローブパルスを用いて、D*^-/IdU*^-の形成及び解離をモニターした。 図３は、純水において及び２００μＭの化合物ＢによるプラスミドＤＮＡに対するイオン化放射線誘発性損傷を示す。損傷は、アガロースゲル電気泳動により測定された。純水における及び２００μＭの化合物ＢによるプラスミドＤＮＡに対するイオン化放射線誘発損傷のアガロースゲル電気泳動像、及び示される電力による溶液中の水の２−ＵＶ光子励起により創造される小さな電子源の種々の持続時間が示される。ＳＣ−スーパーコイル化（損傷を受けているＤＮＡ）；ＳＳＢ−一本鎖切断；及びＤＳＢ−二本鎖切断。化合物ＢがＤＳＢの有意な増強を誘発したことが見られる。 図４は、純水における及び２００μＭの化合物ＢによるプラスミドＤＮＡに対するイオン化放射線誘発性損傷を示す。損傷は、アガロースゲルデンシトグラムにより分析された。３０分の２−光子ＵＶイオン化放射線処理後の、純粋における及び２００μＭの化合物ＢによるプラスミドＤＮＡについてのアガロースゲルデンシトグラム（図３を参照のこと）。結果は、化合物ＢがＤＳＢの有意な増強を誘発したことを示す。 図５は、種々の濃度のシスプラチンによる７２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、シスプラチン自体が、イオン化放射線なしで、非常に有毒であることを確認する。 図６は、種々の濃度の化合物Ａによる７２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、化合物Ａ自体が、イオン化放射線なしで、２００μＭまで、ほとんど毒性を示さないことを確認する。 図７は、種々の濃度の化合物Ｂによる７２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、化合物Ｂ自体が、イオン化放射線なしで、２００μＭまで、ほとんど毒性を示さないことを確認する。 図８は、種々の濃度の化合物Ｃによる７２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、化合物Ｃ自体が、イオン化放射線なしで、２００μＭまで、ほとんど毒性を示さないことを確認する。 図９は、種々の濃度の化合物Ｄによる７２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、化合物Ｄ自体が、イオン化放射線なしで、２００μＭまで、ほとんど毒性を示さないことを確認する。 図１０は、種々の濃度のシスプラチン、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。照射の１２日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、化学療法薬として非常に毒性であるにもかかわらず、シスプラチンが放射線毒性を実質的に誘発しなかったことを確認する。従って、シスプラチンは、診療所で放射線増感剤として使用されて来た。 図１１は、種々の濃度の化合物Ａ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。照射の１２日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、細胞生存性が放射線量とは無関係であり、化合物Ａが放射線毒性を誘発しなかったことを示す。 図１２は、種々の濃度の化合物Ｂ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。照射の１２日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、細胞生存性が放射線量とは無関係であり、化合物Ｂが放射線毒性を誘発しなかったことを示す。 図１３は、種々の濃度の化合物Ｄ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。照射の１２日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。この結果は、細胞生存性が放射線量とは無関係であり、化合物Ｄが放射線毒性を誘発しなかったことを示す。 図１４は、種々の濃度の化合物Ａ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト子宮頸癌（ＨｅＬａ）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＡによるＸ−線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図１５は、種々の濃度の化合物Ａ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のシスプラチン耐性ヒト卵巣癌（ＨＴＢ−１６１）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＡによるＸ−線に対するシスプラチン耐性癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図１６は、種々の濃度の化合物Ｂ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト子宮頸癌（ＭＥ−１８０）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＢによるＸ−線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図１７は、種々の濃度の化合物Ｂ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のシスプラチン耐性ヒト肺癌（ＨＴＢ−１６１）細胞の細胞生存率を示す。処理された細胞の生存曲線を、１８日間のクローン形成アッセイにより測定した。化合物ＢによるＸ−線に対するシスプラチン耐性癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図１８は、種々の濃度の化合物Ｃ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト子宮頸癌（ＨｅＬａ）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＣによるＸ−線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図１９は、種々の濃度の化合物Ｄ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト子宮頸癌（ＨｅＬａ）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＤによるＸ−線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図２０は、種々の濃度の化合物Ｄ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のヒト子宮頸癌（ＭＥ−１８０）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＤによるＸ−線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図２１は、種々の濃度の化合物Ｄ、続いて０〜１０のＧｙ ２２５ｋｅＶのＸ線照射による１２時間の処理後のシスプラチン耐性ヒト卵巣癌（ＨＴＢ−１６１）細胞の細胞生存率を示す。照射の６日後、９６−ウェルプレート中の細胞の生存性を、ＭＴＴアッセイにより測定した。化合物ＤによるＸ−線に対するシスプラチン耐性癌細胞の放射線感受性の有意な増強が観察された。 図２２は、１０日間、毎日与えられる、種々の濃度（０、５及び７ｍｇ／ｋｇ）での化合物ＢによりＩＰ注射されたマスクの生存率を示す。結果は、化合物Ｂがマウスにおいて全体的に毒性を有さないことを示す。 図２３は、ＩＰ注射により、１０日間、毎日与えられる、種々の濃度（０．５及び７ｍｇ／ｋｇ）での化合物Ｂによる処理についてのマウス体重変動を示す。結果は、化合物Ｂがマウスにおいて全体的に毒性を有さないことを示す。 図２４は、１０日間、毎日与えられる、種々の濃度（０，５及び７ｍｇ／ｋｇ）での化合物Ｂによる処理についてのマウス血清プロフィール変動を示す。結果は、化合物Ｂにより急性毒性を誘発されなかったことを示す。 図２５は、１０日間、毎日与えられる、種々の濃度（０．５及び７ｍｇ／ｋｇ）での化合物Ｂによる処理についてのマウス電解質変動を示す。結果は、化合物Ｂにより急性毒性を誘発されなかったことを示す。 図２６は、１０日間、毎日与えられる、種々の濃度（０．５及び７ｍｇ／ｋｇ）での化合物Ｂによる処理についてのマウス肝臓タンパク質プロフィール変動を示す。結果は、化合物Ｂにより急性毒性を誘発されなかったことを示す。 図２７は、化合物Ｂが血漿中で検出された薬物動態結果を示す。最高濃度の化合物Ｂが、i.p．注射の約２０分後に観察され、そして注射の約３時間後、ほぼ０まで低下した。 図２８は、対照、７ｍｇ／ｋｇの化合物Ｂのみ、１５Ｇｙ ２２５ｋｅＶ Ｘ−線のみ、７ｍｇ／ｋｇの化合物Ｂ＋１５Ｇｙ ２２５ｋｅＶ Ｘ−線による治療についての腫瘍体積成長曲線を示す。化合物Ｂは、Ｘ−線照射の１時間前、ＩＰ注射により与えられた。 図２９は、対照に比較して、７ｍｇ／ｋｇの化合物Ｂ及び／又は１５Ｇｙ Ｘ−線イオン化放射線（ＩＲ）による治療の１９日後でのマウスにおける腫瘍増殖の写真を示す。 図３０は、対照に比較して、７ｍｇ／ｋｇの化合物Ｂ及び／又は１５Ｇｙ Ｘ−線イオン化放射線（ＩＲ）による治療の２１日後でのマウスの腫瘍体積及びＭＲＩイメージを示す。化合物ＢとＩＲとの組合せが、マウスにおける腫瘍の最も優位な縮小をもたらした。

一般的に、本発明の開示は、例えば放射線治療を増強するために、イオン化放射線と組み合わせて有用な放射線増感剤化合物に関する。前記化合物は、放射線治療の効果を相乗的に増強することが示されている。従って、本発明の開示はまた、放射線治療により治療できる癌及び他の疾患のための併用療法にも関する。前記化合物に関連する、組成物、剤形、方法、使用、市販のパッケージ及びキットもまた、本明細書に開示される。本明細書に開示される化合物は効果的放射線増感剤であると共に、それらは、白金含有放射線増感剤、すなわちシスプラチンよりも、２００μＭまでの用量でさえ、正常細胞に対して有意に毒性が低いことが見出された。

放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）：
本明細書において使用される場合、「放射線増感剤化合物」（radiosensitizer compound）とは、イオン化放射線により治療できる癌及び他の疾患の治療において放射線療法を増強するために使用され得る、本明細書に定義されるような非白金含有化合物を言及する。用語「化合物」（compound）、「分子」（molecule）及び「剤」（agent）は、本明細書においては、交換可能的に使用され得る。

本発明の開示の放射線増感剤化合物は、前記イオン化放射線の効果を増強するためにイオン化放射線と相互作用し、それにより、相乗的組み合わせを提供する。理論に束縛されるものではないが、放射線増感剤化合物は、イオン化放射線に照射される細胞における水の放射線分解により生成される前水和化された電子（ｅ_pre ^-）と高い反応性であると思われる。本発明の開示の放射線増感性化合物のいくつかの一般的特徴は、それらが１又は２以上の電子移動プロモーター、例えばＮＨ₂基、及び１又は２以上の電子受容脱離基、例えばハロゲンに結合される芳香族環（白金配位イオンよりもむしろ）を含むことである。

本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、２００μＭまでの非常に高い用量でさえ、正常細胞に対して非毒性であり、そしてイオン化放射線とのそれらの組合せは、インビトロで、癌細胞を効果的に死滅することができることは実証されている。前記化合物は、たぶん還元性細胞内環境の欠如のために、正常細胞に対して低い親和性を有し、そして身体において、全く無いか又は低い組織的及び急性毒性を有すると思われる。それらは、イオン化放射線により癌細胞の選択的死滅を増強することができる非常に効果的な放射線増感剤であり、そして従って、放射線により治療できる癌及び潜在的に他の患者の放射線療法を増強するのに有用であると思われる。開示される化合物は、高い毒性であるシスプラチン、及び放射線増感剤としては比較的非効果的であるハロピリミジンよりも優れていると思われる。

いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線と組み合わせて使用するための生体適合性放射線増感剤化合物は、下記一般式Ｉ：

［式中、Ａは、Ｎ、Ｏ及びＳから成る群から選択される０〜２個の環へテロ原子を含み、残りの環原子は炭素である、５−又は６−員のアリール又はヘテロアリール環であり；Ｒ^a及びＲ^bは、独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール又は電子移動プロモーターであり、ここでＲ^a及びＲ^bの少なくとも１つは電子移動プロモーターであり；Ｒ^cは、出現ごとに独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり、又は２つの隣接するＲ^c基は、それらが結合される環原子と一緒になって、５−又は６−員の飽和、部分的飽和又は不飽和環を形成し、前記環はＮ、Ｏ及びＳから選択される０〜２個の環へテロ原子を含み、そして１〜４個のＲ^dにより任意に置換され得；ここで少なくとも１つのＲ^cは脱離基であり；Ｒ^dは、独立して、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；そしてｎは、１〜４であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］で表される化合物及びその医薬的に許容できる塩を有する。

いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線と組み合わせて使用するための生体適合性放射線増感剤化合物は、下記一般式ＩＩ：

［式中、Ｘ及びＹは独立して、Ｃ−Ｒ³又はＮであり；Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；Ｒ^a及びＲ^bは、独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール又は電子移動プロモーターであり、ここでＲ^a及びＲ^bの少なくとも１つは電子移動プロモーターであり；Ｒ¹及びＲ²は独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり；ここでＲ¹及びＲ²の少なくとも１つは脱離基であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］で表される化合物及びその医薬的に許容できる塩を有する。

いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線と組合しての使用のための生体適合性放射線増感剤化合物は、下記一般式ＩＩＩ：

［式中、Ｘ及びＹは独立して、Ｃ−Ｒ³又はＮであり；Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；Ｒ¹及びＲ²は独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり；ここでＲ¹及びＲ²の少なくとも１つは脱離基であり、ここで、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される］で表される化合物及びその医薬的に許容できる塩を有する。

芳香族環系
一般式Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩの個々において、分子のコアは、１つのアリール又はヘテロアリール環（単環式）から成るか、又は複数の環（多環式）から成る、共役された環系、又は芳香族環系である。いくつかの場合、芳香族コアは、それぞれ、二環式又は三環式を形成するために２又は３個の縮合環を含むことができる。芳香族環系は、電子移動プロモーター、例えば前水和化された電子との反応を介して得られるＮＨ₂基により過渡的に安定化された電子を、脱離基の部位に輸送することができる。分子の一時的アニオンが形成される場合、それは脱離基、例えば安定アニオンの損失を急速に引き起こし、そして高い反応性の中性ラジカルを生成することができる。

芳香族コアは、単一の５−又は６−員の芳香族環、例えばアリール又はヘテロアリールであり得る。６−員の単環式環のいくつかの例は、ベンゼン、ピリミジン及びピラジンを包含するが、但しそれらだけには限定されない。５−員のヘテロアリール環のいくつかの例は、フラン、ピロール、チオフェン及びオキサゾールを包含するが、但しそれらだけには限定されない。

いくつかの実施態様、例えば一般式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、本発明の化合物は、Ｎ、Ｏ及びＳから成る群から選択される０〜２個の環へテロ原子を含む５−又は６−員のアリール又はヘテロアリール環を含み、残りの環原子は炭素である。いくつかの場合、コアは、Ｎから選択される０、１又は２個の環へテロ原子を含む６−員の芳香族環、例えばベンゼン（０Ｎ）、ピリジン（１Ｎ）又はピラジン（２Ｎ）である。いくつかの場合、コアは、０環へテロ原子を含む６−員のアリール環、例えばベンゼンである。いくつかの場合、コアは、Ｎから選択される１又は２個の環ヘテロ原子を含む６−員のヘテロアリール環、例えばピリジン（１Ｎ）又はピラジン（２Ｎ）である。

いくつかの実施態様によれば、コア環上のお互い隣接する置換基（例えば、式ＩにおけるＲ^c）は、それらが結合される環原子と一緒に、５−又は６−員の飽和、部分的飽和又は不飽和環を形成し、それにより多環式環系を形成する。縮合二環式６−員環のいくつかの例は、ナフタレン、キノロン、イソキノリン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン及びフタラジンを包含するが、但しそれらだけには限定されない。縮合三環式６−員環のいくつかの例は、アントラセン、フェナントラセン及びアクリジンを包含するが、但しそれらだけには限定されない。いくつかの場合、多環系は、５−及び６−員環部分の組み合わせを含む。コアが多環系である場合、化合物は全体として、電子を一時的に安定化し、そして脱離基の部位にその電子を輸送するその能力を保持し、結果的に反応性基が形成され得ることが所望される。

電子移動プロモーター
本発明の開示の放射線増感剤化合物は、芳香環系に結合される１又は２以上の電子移動プロモーター（例えば、式Ｉ又はＩＩにおけるＲ^a及びＲ^bの１つ又は両者、及び式ＩＩＩにおける−ＮＨ₂）を含む。「電子移動プロモーター」（electron transfer promoter）とは、本明細書において使用される場合、前水和化された電子の取り込み、及び一時的安定化を助ける電子又は官能基である。次に、電子は芳香族環系を介して輸送され、環炭素電子と脱離基との間の結合の切断を引き起こす。脱離基が環から切断されると、得られた中性ラジカルはＤＮＡと高い反応性であり、ＤＮＡ損傷及び癌細胞の死滅を引き起こす。従って、電子移動プロモーター、好ましくは、互いに近接した２つの電子移動プロモーターは、放射線増感剤分子を活性化し、放射線分解の間、生成される前水和化電子と共に、より反応性にすると思われる。

分子上に複数の電子移動プロモーター（例えば、Ｒ^a及びＲ^bは両者とも電子移動プロモーターである）が存在する場合、電子移動プロモーターは同じであっても又は異なっていても良い。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは同じである。好ましい実施態様によれば、２つの電子移動プロモーターは、環上で、例えば隣接する環炭素上でお互い近接して位置する。これは、特に強い脱離基が環上に存在する場合、電子の取り込み及び移動のための特に効果的な配置である。

電子移動プロモーターの例は、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、−ＯＨ、−ＯＲ、−Ｏ−、−ＮＨＣＯＣＨ₃、−ＮＨＣＯＲ、−ＯＣＨ₃、−ＯＲ、−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、Ｒ及び−Ｃ₆Ｈ₅を包含するが、但しそれらだけには限定されない。

例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、−ＯＨ、−ＯＲ、−Ｏ−、−ＮＨＣＯＣＨ₃、−ＮＨＣＯＲ、−ＯＣＨ₃、−ＯＲ、−ＣＨ₃、−Ｃ₂Ｈ₅、Ｒ及び−Ｃ₆Ｈ₅から成る群から選択される。例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、−ＯＨ、−ＮＨＣＯＣＨ₃、−ＮＨＣＯＲ、−ＯＣＨ₃及び−ＯＲから成る群から選択される。例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、−ＯＨ、及び−Ｏ−から成る群から選択される。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、−ＮＲ₂、及び−ＯＨから成る群から選択される。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂、−ＮＨＲ、及び−ＮＲ₂から成る群から選択される。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨ₂である。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨＲである。いくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＲ₂である。例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、電子移動プロモーターは、−ＮＨＣＯＣＨ₃、−ＮＨＣＯＲ、−ＯＣＨ₃、及び−ＯＲから成る群から選択される。

上記の何れかにおけるＲは、例えば置換された又は非置換のアルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリール基であり得る。Ｒ²の場合、各Ｒは同じであっても又は異なっていても良い。いくつかの実施態様によれば、Ｒは置換された又は非置換のアルキルである。

例えば、式Ｉ又はＩＩのいくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bの１つは、電子移動プロモーターである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bの両者は、電子移動プロモーターである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bの両者は、同じ電子移動プロモーターである。いくつかの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bは、隣接する環原子上に位置する。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、電子移動プロモーターに対してメタ、オルト又はパラ位に位置する。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、電子移動プロモーターに対してメタ位に位置する。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、電子移動プロモーターに対してオルト位に位置する。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、電子移動プロモーターに対してパラ位に位置する。

脱離基
本発明の開示の放射線増感剤化合物は、芳香族環系に結合される１又は２以上の脱離基（例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩにおけるＲ¹及びＲ²の１つ又は両者）を含む。追加の脱離基はまた、芳香環上での置換基として提供され得る。複数の脱離基が存在する場合、脱離基は同じであっても又は異なっていても良い。いくつかの実施態様によれば、脱離基は同じである。分子上での強い脱離基の存在は、放射線分解の間、特に脱離基が電子移動プロモーターに対して操作可能的に位置する（例えば、１，２又は３個の環原子内に）場合、生成される前水和化電子と分子との反応性を増強することができる。

脱離基は、本明細書において使用される場合、不均一結合開裂において１対の電子で出発する分子フラグメントである。脱離基は、アニオン性又は中性分子であるが、しかしいずれの場合でも、脱離基が結合不均等開裂に起因する追加の電子密度を安定化することができることは重要である。一般的なアニオン性脱離基は、ハロゲン化物、例えばＣｌ、Ｂｒ及びＩ（例えば、Ｃｌ^-、Ｂｒ^-、Ｉ^-）、及びスルホン酸エステル、例えば、トシレート、ノシレート、メシレート及びトリフレートを包含するが、但しそれらだけには限定されない。他の脱離基は、二窒素、ジアルキルエーテル、アルコール、ニトレート、ホスフェート、及び他の無機エステルを包含するが、但しそれらだけには限定されない。本発明の開示によれば、脱離基は生体適合性脱離基であるべきである。

例えば、式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩのいくつかの実施態様によれば、脱離基は、アニオン性脱離基である。いくつかの実施態様によれば、脱離基はハロゲンである。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩである。いくつかの実施態様によれば、脱離基はＣｌである。いくつかの実施態様によれば、脱離基はＢｒである。いくつかの実施態様によれば、脱離基はＩである。

式Ｉのいくつかの実施態様によれば、環Ａ上の２つのＲ^c基は、脱離基である。いくつかの実施態様によれば、脱離基は、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩから成る群から選択されるハロゲンである。

式Ｉのいくつかの実施態様によれば、環Ａは、６−員のアリール又はヘテロアリール環、例えばベンゼン、ピリジン又はピラジンであり、各Ｒ^a及びＲ^bはＮＨ₂であり；環Ａ上の２つのＲ^c置換基は、環Ａ上の各Ｒ^a及びＲ^bに対してメタ位に位置し；そして何れかの残存するＲ^c基は本明細書に定義される通りである。いくつかの実施態様によれば、環Ａはベンゼンである。いくつかの実施態様によれば、環Ａがベンゼンである場合、環Ａ上の残る炭素は非置換の炭素である。いくつかの実施態様によれば、環Ａはピリジンである。いくつかの実施態様によれば、環Ａがピリジンである場合、環Ａ上の残る炭素は非置換である。いくつかの実施態様によれば、環Ａはピラジンである。

いくつかの実施態様によれば、脱離基は、電子移動プロモーターに対して、オルト位（例えば、１つの環原子内）、メタ位（例えば、２つの環原子内）、又はパラ位（例えば、３個の環原子内）に位置する。

置換基
式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、炭素原子は、特にことわらない限り、置換されなくても又は置換されても良い。

式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、環炭素原子は、特にことわらない限り、置換されなくても又は置換されても良い。置換基は、例えば、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリール基を包含する。炭素系置換基（例えば、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリール）の個々は任意には、さらに置換され得る。

式Ｉの実施態様によれば、Ｒ^cは、出現ごとに独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基であり、又は２つの隣接するＲ^c基は、それらが結合される環原子と一緒に、Ｎ、Ｏ及びＳから選択される０〜２個の環へテロ原子を含み、そして１〜４個のＲ^dにより任意に置換され得る、５−又は６−員の飽和、部分的飽和又は不飽和環を形成し；少なくとも１つのＲ^cは脱離基である。Ｒ^dは独立して、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり；そしてｎ＝１〜４（例えば、１、２、３又は４）である。各アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリール部分は、任意には、置換され得る。

式Ｉ及びＩＩの実施態様によれば、Ｒ^a及びＲ^bは、独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール又は電子移動プロモーターであり、ここでＲ^a及びＲ^bの少なくとも１つは電子移動プロモーターである。前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される。

式ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、Ｘ及びＹが独立して、Ｃ−Ｒ³又はＮである場合、Ｒ³は、Ｈ、ＯＨ、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、又はヘテロアリールであり得る。前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される。

式ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、Ｒ¹及びＲ²は独立して、Ｈ、ＯＨ、アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、又は脱離基である。前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリール、ヘテロシクリル、及びヘテロアリール部分の個々は任意に置換される。上記において、Ｒ¹及びＲ²の少なくとも１つは、脱離基である。いくつかの実施態様によれば、Ｒ¹及びＲ²の両者は脱離基であり、ここでＲ¹及びＲ²は同じであっても又は異なっても良い。

特にことわらない限り、上記任意に置換された炭素系基はさらに、置換基上に１又は２以上の官能基、例えばヒドロキシル、アミノ、アミド、シアノ、ニトロ、カルボキシル、エステル、エーテル、ケトン、アルデヒド、アリール及びヘテロアリール、又はそれらの組み合わせを含むことができる。

当業者は、本発明の開示に従って、多くの放射線増感化合物を製造するために本明細書に開示される化合物を修飾することができる。置換基を選択する場合、他の要因の中で、得られる化合物の安定性、溶解性、毒性及び反応性（例えば、前水和化電子との反応性）のような要因が考慮されるべきである。

非制限的な典型的放射線増感剤化合物：
本発明の開示のいくつかの典型的非制限的放射線増感化合物が下記に示される：

上記の典型的な各実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、ベンゼン、ピリジン及びピラジンから選択される６−員のアリール又はヘテロアリール環；環上でお互い隣接して位置する２つのＮＨ₂電子移動プロモーター基；及びＮＨ₂基の１つに対してメタ位に位置する少なくとも１つのハロゲン脱離基を含む。いくつかの実施態様によれば、ハロゲン脱離基は、各ＮＨ₂基に対してメタ位に位置する。この構造を有する化合物は非常に有効であることが見出された。理論に縛られるものではないが、そのような実施態様は、前水和化された電子を取り込み、そしてそれを、環を介して、近くの脱離基の部位に輸送し、それにより、ＤＮＡを攻撃し、そして癌細胞の死滅を引き起こすことができる高反応性基を形成できる、芳香環系上のお互い近接する２つの強電子移動プロモーターの組み合わせのために特に効果的であると思われる。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、下記から成る群から選択される：

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、下記から成る群から選択される：

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、下記から成る群から選択される：

電子親和性
原子又は分子の電子親和性（Ｅ_A）は一般的に、電子が負のイオンを形成するために、中性原子又は分子に付加される場合のエネルギー変化として定義される：
Ｘ＋ｅ^-＋エネルギー。

正の電子親和性（例えば、＞０ｅＶ）を有する分子は、負の電子親和性（例えば、＜０．０ｅＶ）を有する分子よりも電子受取に対してより感受性である。本発明の開示によれば、正の電子親和性は、それが放射線分解の間、生成される前水和化電子（ｅ_pre ^-）と、放射線増感剤分子との反応性に関連するので、所望の性質である。従って、放射線増感剤分子は、０．０ｅＶ以上の電子親和性を有することが好ましい。

いくつかの実施態様、例えば式Ｉ、ＩＩ又はＩＩＩの実施態様によれば、本明細書に開示される放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）の電子親和性は正である（例えば＞０．０ｅＶ）。いくつかの実施態様によれば、ＲＳＣの電子親和性は、約０．０ｅＶ〜約＋５．０ｅＶ、約０．０ｅＶ〜約＋４．０ｅＶ、約０．０ｅＶ〜約＋３．０ｅＶ、又は約０．０ｅＶ〜約＋２．５ｅＶである。

いくつかの実施態様によれば、ＲＳＣの電子親和性は、約＋０．２ｅＶ〜約＋５．０ｅＶ、約＋０．２ｅＶ〜約＋４．０ｅＶ、約＋０．２ｅＶ〜約＋３．０ｅＶ、又は約＋０．２ｅＶ〜約＋２．０ｅＶである。

いくつかの実施態様によれば、ＲＳＣの電子親和性は、約＋０．５ｅＶ〜約＋３．０ｅＶ、約＋０．５ｅＶ〜約＋２．５ｅＶ、約＋０．５ｅＶ〜約＋２．０ｅＶ、又は約＋０．５ｅＶ〜約＋１．５ｅＶである。

分子の電子親和性は、当業界において知られている方法を用いて、当業者により決定され得る。

放射性標識された化合物
本発明の開示の放射線増感剤化合物は、放射性標識され得、すなわち前記化合物は、天然において通常見出される、原子質量又は質量数とは異なる原子質量又は質量数を含む１又は２以上の原子を含むことができる。水素、炭素、リン、フッ素及び塩素の典型的な放射性同位体は、それぞれ、³Ｈ、¹⁴Ｃ、³²Ｐ、³⁵Ｓ、⁴³Ｆ及び³⁶Ｃｌを包含する。放射性標識された化合物は一般的に、当業者に良く知られている方法により調製され得る。いくつかの場合、そのような放射性標識された化合物は、一般的合成方法を実施し、そして非放射性標識された試薬を、容易に入手できる放射性標識された試薬により置換することにより調製され得る。

化学的定義
次の良く知られた化学用語は、特にことわらない限り、次の一般的意味を有する。

本明細書において使用される場合、用語「アリール」（aryl）とは、本明細書に開示されるか又は例示される分子におけるそれらのアリール基（但し、それらだけには限定されない）を包含する、一、二、又は三環式芳香族環系であり得る、６〜１４個の環原子、例えば６個の環原子を有する、置換又は非置換の芳香族炭化水素環系を意味する。本明細書に開示されるいくつかの実施態様によれば、「アリール」とは、任意には、１又は２以上の芳香族又は非芳香族環に縮合され得る、６−員の芳香族環を示す。

用語「アルキル」（alkyl）とは、例えば１〜１０個の炭素原子、例えば１〜６個の炭素原子、又は１〜４個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐鎖状炭化水素基を包含する、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｉ−ブチル、２−ブチル、ｔ−ブチルを示すが、但しそれらだけには限定されない。用語「低級アルキル」（lower alkyl）がまた使用され得、そしてそれは典型的には、１〜６個の炭素原子を含む直鎖状又は分岐鎖状炭化水素基（例えば、Ｃ₁〜Ｃ₆アルキル）を言及する。Ｃ₁〜Ｃ₆アルキルは、Ｃ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、Ｃ₄、Ｃ₅及びＣ₆アルキル基を含むことが意図される。さらに、アルキル基は、置換されても、又は非置換されても良い。

用語「アルコキシ」（alkoxy）とは、アルキル残基が上記で定義された通りであり、そして酸素原子を介して結合される基、例えばメトキシ及びエトキシを示す。アルコキシは任意には、１又は２以上の置換基により置換され得る。例えば、「アルコキシ」とは、アルキル基は上記に定義されたとおりである、基−０−アルキルを言及する。「アルコキシ」の例は、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、ｉ−プロポキシ、ｔ−ブトキシ、ｎ−ブトキシ、s−ペントキシ及び同様のものを包含するが、但しそれらだけには限定されない。さらに、アルコキシ基は、置換されても又は置換されなくても良い。

用語「アルケニル」（alkenyl）とは、鎖に二重結合を含む、２〜１２個、例えば２〜６個の炭素原子の炭素鎖を示す。例えば、Ｃ_2-6アルケニル基は、例えばエテニル、プロペン−１−イル、プロペン−２−イル、ブテン−１−イル、ブテン−３−イル、ペンテン−１−イル、ペンテン−２−イル、ペンテン−３−イル、ペンテン−４−イル、ヘキセン−１−イル、ヘキセン−２−イル、ヘキセン−３−イル、ヘキセン−４−イル及びヘキセン−５−イルを包含する。さらに、アルケニル基は、置換されても又は置換されなくても良い。

用語「アルキニル」（alkynyl）とは、鎖に沿って任意の安定点で発生する１又は２以上の炭素三重結合を有する、直鎖状又は分岐状構造の炭素水素鎖を含むことが意図される。特にことわらない限り、「アルキニル」基は、２〜８個、例えば２〜６個の炭素を有する基を言及する。「アルキニル」の例は、プロプ−２−イニル、ブト−２−イニル、ブト−３−イニル、ペント−２−イニル、３−メチルペント−４−イニル、ヘキサ−２−イニル、ヘキサ−５−イニル等を包含するが、但しそれらだけには限定されない。さらに、アルキニル基は、置換されても又は置換されなくても良い。

用語「シクロアルキル」（cycloalkyl）とは、３〜１３個の炭素、例えば３〜６個の炭素を含む任意の安定性環式又は多環式炭化水素基を示す。他のアルキル部分の場合のように、シクロアルキルは任意には、１又は２以上の置換基により置換され得る。

用語「シクロアルケニル」（cycloalkenyl）とは、環に沿って任意の点で発生する１又は２以上の不飽和炭素−炭素二重結合を含む、３〜１３個の炭素原子、例えば５〜８個の炭素原子の任意の安定環式又は多環式炭化水素基を包含する。他のアルケニル部分の場合におけるように、シクロアルケニルは任意に置換され得る。

シクロアルキニルは、環に沿って任意の点で発生する１又は２以上の不飽和炭素−炭素三重結合を含む、５〜１３個の炭素原子の任意の安定環式又は多環式炭化水素基を包含する。他のアルキル部分の場合におけるように、シクロアルキルは任意には置換され得る。

用語「ヘテロシクリル」（heterocyclyl）とは、５〜１４個の環原子、例えば５〜１０個の環原子を有する非芳香族環系を意味し、ここで１又は２以上、例えば１〜４個の環原子がヘテロ原子、例えばＮ、Ｏ又はＳにより置換され、環員の残りは炭素原子である。ヘテロシクリルは任意には、独立して、各位置で、１又は２以上の置換基により置換され得る。

用語「ヘテロアリール」（heteroaryl）とは、Ｎ、Ｏ又はＳから選択される少なくとも１つの環へテロ原子を含み、環員の残りが炭素原子である、５〜１４個の環原子、例えば５又は６個の環原子を有する単環式又は多環式芳香族環系を言及する。ヘテロアリール部分は任意には、各位置で独立して、置換され得る。ヘテロアリール部分の例は、本明細書に開示されるか又は例示される分子におけるそれらを包含するが、但しそれらだけには限定されない。

用語「脂肪族基」（aliphatic group）とは、例えばアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、ハロアルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、又は非芳香族複素環式基を言及する。脂肪族基は、１又は２以上の置換基を含むことができる。

用語「アミン」（amine）とは、孤立電子対と共に塩基性窒素原子を含む有機化合物又は官能基（すなわち、アミン）、例えば第一級アミン（ＮＲＨ₂）、第二級アミン（ＮＲ₁Ｒ₂Ｈ）及び第三級アミン（ＮＲ₁Ｒ₂Ｒ₃）（ここで、各Ｒは同じであっても又は異なっていても良い）を言及する。また、２つのＲ基は、環の員を示し、ここでＮは複素環式又はヘテロアリール環におけるヘテロ原子である。

本明細書に開示される化合物の医薬的に許容できる塩もまた、本発明の開示の範囲内に含まれる。

本願の化合物の記載は、当業者に公知の化学結合の原理により制限される。従って、基が１又は２以上の置換基により置換され得る場合、そのような置換は、化学結合の原理に従い、そして本質的に不安定ではなく、及び／又は周囲条件、例えば水性、中性及びいくつかの既知の生理学的条件下でたぶん不安定であるものとして当業者に知られている化合物を得るために、選択される。

医薬組成物及び剤形
本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、対象への投与のために適切な、医薬組成物に、又は種々の医薬剤形の１つに存在することができる。本発明の開示の放射線増感剤化合物を含んで成る医薬組成物及び剤形は、イオン化放射線の効果を増強するために有用である。

「医薬組成物」（pharmaceutical composition）とは、対象への１又は２以上の目的の剤（例えば、放射線増感剤化合物）の投与を促進する成分の組み合わせを言及する。医薬組成物は一般的に、１又は２以上の目的の剤、及び１又は２以上の医薬的に許容できる担体又は希釈剤を含んで成る。多くの医薬的に許容できる「担体」（carrier）及び「希釈剤」（diluent）は、当業界において公知であり、そしてそれらは一般的に、医薬的に許容できる材料、組成物、又はビヒクル、例えば液体又は固体充填剤、希釈剤、賦形剤、溶媒、結合剤又は封入材料を言及する。

組成物中の各成分は、医薬製剤中の他の成分と適合できるという意味で「医薬的に許容できる」べきである。組成物中の多成分、例えば放射線増感剤化合物はまた、「生体適合性」であるべきであり、結果的に、組成物は、過剰な毒性、刺激、アレルギー反応、免疫原性、又は妥当な利益／リスク比に見合った他の問題もしくは合併症なしに、対象の組織又は器官との接触に適切である。

医薬組成物についての一層の情報に関しては、例えばRemington: The Science and Practice of Pharmacy, 21st Edition; Lippincott Williams & Wilkins: Philadelphia, PA, 2005; Handbook of Pharmaceutical Excipients, 5th Edition; Rowe et al., Eds., The Pharmaceutical Press and the American Pharmaceutical Association: 2005; 及び Handbook of Pharmaceutical Additives, 3rd Edition; Ash and Ash Eds., Gower Publishing Company: 2007; Pharmaceutical Preformulation and Formulation, Gibson Ed., CRC Press LLC: Boca Raton, FL, 2004)を参照のこと。

本明細書に開示される医薬組成物は、任意の適切な剤形、例えば単一単位及び複数単位剤形で製剤化され得る。典型的な剤形は、例えば液体、懸濁液、エマルジョン、濃縮物、粉末、ペースト、ゲル、ガム、ドロップ、錠剤、カプセル又はマイクロカプセルを包含する。いくつかの実施態様によれば、剤形は液体である。いくつかの実施態様によれば、液体は、溶液、懸濁液又はエマルジョンである。

投与経路
放射線増感剤化合物及びそれを含む医薬組成物は、何れかの適切な投与経路により投与され得る。例えば、放射線増感剤化合物は、局所的に（例えば、腫瘍中に）、局部的に（例えば、体腔内に）、又は全身的に（例えば、血管、例えば静脈又は動脈中に）、投与される。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、腸内投与、局所投与、非経口投与、または経鼻投与のために配合される。経腸投与は、例えば経口投与を包含する。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物又は組成物は、非経口投与のために製剤化される。非経口投与は例えば、静脈内、動脈内、脳内、腹腔内、筋肉内、皮下、心臓内、又は骨内投与を包含する。いくつかの実施態様によれば、非経口投与は、静脈内投与、例えば注射又は注入投与である。いくつかの実施態様によれば、非経口投与は、動脈内投与である。いくつかの実施態様によれば、非経口投与は、腹腔内投与である。

いくつかの実施態様によれば、非経口投与は、全身又は局部である。いくつかの実施態様によれば、非経口投与は、全身である。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、静脈内投与される。

放射線増感剤の用量
放射線増感剤化合物又は組成物は、当業者（例えば、臨床医）により適当と認められる任意の治療レジメに従って投与され得る。

放射線増感剤化合物及びそれを含む医薬組成物の必要用量は、使用される特定の組み合わせ、投与経路及び特定の癌及び治療される癌患者に応じて変化するであろう。治療は一般的に、化合物の最適量よりも少ない用量で開始されるであろう。その後、用量は、その状況下で最適な効果に達するまで、増加される。一般的に、本発明の放射線増感剤化合物及び組成物は、何れの有害な副作用を引き起こさないで、有効な結果を与える濃度で投与される。任意の化学−放射線癌療法に関して、ある程度の有害な副作用が許容されると見なすことができる。

一般的に、十分な量の放射線増感化合物が、特定量の使用されるイオン化放射線と効果的に反応するために使用されるべきである。一般的に、一定量の放射線増感化合物は、その放射線増感化合物が組み合わせに対して有意な所望しない効果に寄与しないよう、選択されるであろう。

特定の疾患状態又は障害の治療又は阻害のために投与される場合、放射線増感化合物の有効用量は、使用される特定化合物、投与方法、病状、及び治療される病状の重症度、使用されるイオン化放射線の用量、並びに治療される個人に関連する種々の物理的要因に依存して変化することができる。多くの場合、化合物が約０．０１ｍｇ／ｋｇ〜約５００ｍｇ／ｋｇ、約０．１ｍｇ／ｋｇ〜約１２５ｍｇ／ｋｇ、１ｍｇ／ｋｇ〜約５０ｍｇ／ｋｇ、１ｍｇ／ｋｇ〜約２５ｍｇ／ｋｇ、約０．３ｍｇ／ｋｇ〜約１５ｍｇ／ｋｇ、約０．５ｍｇ／ｋｇ〜５ｍｇ／ｋｇ、又は約５ｍｌｇ／ｋｇ〜１０ｍｇ／ｋｇの毎日の用量で投与される場合、満足の行く結果が得られる。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、正常細胞に対して実質的に非毒性であり、そして従って、比較的高い用量（例えば、１０ｍｇ／ｋｇ〜約５０ｍｇ／ｋｇ、又は約１０ｍｇ／ｋｇ〜約３０ｍｇ／ｋｇ）で許容され得る。投与される毎日の用量は、投与経路に応じて変化することが予想される。従って、非経口投与はしばしば、経口投与レベルの大まかに１０％〜２０％のレベルであろう。

放射線療法
放射線療法又は放射線治療は、一般的に、悪性細胞を制御するか又は死滅するための、癌治療の一部としてイオン化放射線の医学的使用である。イオン化放射線は、原子又は分子から電子を放出し、それによりそれをイオン化するために、十分な運動エネルギーを個々に担持する粒子から構成される放射線である。イオン化放射線源は、外部放射線源、例えばＸ放射線（Ｘ線）、ガンマ放射線（γ線）、ベータ放射線（β線）、中性又は荷電粒子ビーム、オージェ電子源、内部放射線源（近接照射療法又は密封線源放射線療法）、及び放射性同位体源（全身性放射性同位体療法又は非密封源放射線療法）を包含することができる。本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、その化合物と反応できる電子を提供する任意の適切なイオン化放射線源と組み合わせて使用され得る。

イオン化放射線は、Ｘ放射線、ガンマ線、β放射線、中性又は荷電粒子線、内部放射線（密封線源放射線）、オージェ電子源、及び放射性同位体放射線（非密封源放射線療法）を包含する。いくつかの実施態様によれば、使用されるイオン化放射線はＸ−放射線、γ−放射線又はβ−放射線であろう。いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線は、Ｘ−放射線であろう。いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線は、γ−放射線であろう。いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線は、β−放射線であろう。他の形のＤＮＡ損傷因子、例えばＵＶ−照射及び／又は局在化された内部放射線源（密封された源）又は全身放射性同位体からの放射線の指図された送達がまた、本発明に包含される。

イオン化放射線の投与量
イオン化放射線の投与量は、臨床放射線療法での使用のために知られているそれらの投与量であろう。例えば、Ｘ−線は、１．８〜２．０Ｇｙの毎日の用量で５〜６週間、週５日、分割して投与され得るであろう。通常、分割された合計用量は、４５〜６０Ｇｙの範囲であろう。単一の大用量は、例えば５〜１０Ｇｙが、放射線療法の過程の一部として投与され得る。単一用量が、手術中に投与され得る。多分割放射線療法が使用され得、それにより少量のＸ−線が、一定の時間にわたって、例えば数日間にわたって０．１Ｇｙ／時間で規則的に投与される。放射性同位体についての投与量範囲は広く変化し、そして同位体の半減期、放出される放射線の強度及びタイプ、及び細胞による取り組みに依存する。

特定の疾患状態の治療又は予防処置のために必要とされる各療法の用量サイズは、治療される宿主、投与の経路、及び治療される疾病の重症度に依存して、必然的に変化するであろう。従って、最適投与量は、特定の患者を治療している医師により決定され得る。さらに、最適な治療効率を達成するために、複数回の治療（例えば、５〜６週間、週５日、毎日の治療）のために、本明細書に言及される化合物の用量（例えば、７ｍｇ／ｋｇ／治療）と組み合わされる分割放射線用量（例えば、２Ｇｙ／治療）を用いることが必要であるか又は所望される。いくつかの場合、その用量は併用療法において減少され得る。

併用療法
インビトロ又はインビボでイオン化放射線と組み合わせて、本発明の開示の非白金系放射線増感剤化合物と癌細胞の接触が、化合物自体は使用可能な用量内で実質的に非毒性であるが、放射線療法の増強された効力、すなわち相乗効果を提供することが、本明細書に示されている。さらに、イオン化放射線とのその組み合わせは、放射線毒性を誘発しない（すなわち、放射線用量とは無関係である）。従って、本明細書に開示される放射線増感剤化合物は、放射線療法により治療可能な障害、例えば癌についての新規の併用療法を提供する。従って、その併用療法は、本明細書に開示されるような放射線増感化合物、及びイオン化放射線を包含する化学放射線療法併用法である。

本明細書において使用される場合、用語「併用療法」（combination therapy）とは、治療の間のある時点で、前記併用療法中の２つの成分が特に、標的部位で相互作用するであろうことを意味する。標的部位は例えば、癌細胞又は腫瘍の部位であり得る。併用療法中の複数の成分は、必ずしも、同時に一緒に投与される必要はない。放射線増感化合物及びイオン化放射線は例えば、同時に（例えば、実質的に同時に）、連続的に（例えば、時間をずらして）、又は重複間隔で投与され得る。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物及びイオン化放射線は、同時に（例えば、同時に一緒に、又はお互いに約３０秒以内に）、投与される。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物及びイオン化放射線は、順に投与される。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物及びイオン化放射線は、連続的に、例えば互いに１分、２分、５分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、１．５時間、２時間、３時間、５時間、又はそれ以上の時間以内に投与される。

いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、放射線を適用する前、標的部位に到達するのに十分な時間を前記化合物に与えるために、放射線照射の前、投与される。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、イオン化放射線の約１０分〜約２時間前、投与される。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、イオン化放射線の後、投与される。いくつかの実施態様によれば、放射線増感剤化合物は、イオン化放射線の約１分〜約５時間後、投与される。

当業者は、吸収速度、生物学的利用能及び半減期のような要因に依存するであろう適切なタイミングを決定することができる。

治療方法
本明細書に開示される併用療法は、癌と診断された個体に対して典型的には投与される。しかしながら、いくつかの場合、併用療法は、癌の臨床学的徴候をまだ示していないが、しかし癌を発症する危険性を有する個体に投与され得る。この目的に向けて、本出願はまた、癌を発症する危険性を予防するか又は低減するための方法も開示する。本明細書に開示される併用療法はまた、再発を治療するか、又は寛解を延長するためにも使用され得る。本明細書に開示される併用療法はまた、放射線療法により治療可能な他の障害、例えば非悪性状態、例えば三叉神経痛、聴神経腫、重度の甲状腺眼症、翼状片、色素性絨毛結節性滑膜炎の治療、及びケロイド瘢痕成長、血管再狭窄、及び異所性骨化の予防のためにも使用され得る。

１つの態様によれば、本発明の開示は、放射線療法を増強するための方法に関する。いくつかの実施態様によれば、放射線療法の必要な対象におけるその放射線療法を増強するための方法は、有効量の本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を、有効量のイオン化放射線と組み合わせて対象に投与することを包含する。

別の態様によれば、本発明の開示は、ａ）有効量の本明細書に定義されるような化合物を、癌細胞に投与し；そしてｂ）有効量のイオン化放射線を癌細胞に投与することを含んで成り、ここでａ）及びｂ）は、連続的に又は同時に行われ、それにより抗癌効果提供する、癌細胞において抗癌効果を提供するための方法を提供する。いくつかの実施態様によれば、抗癌効果は、癌細胞の死滅である。いくつかの実施態様によれば、癌細胞は、腫瘍細胞である。

１つの態様によれば、本発明の開示は、ａ）有効量の本明細書に定義されるような化合物を、対象に投与し；そしてｂ）有効量のイオン化放射線を対象に投与することを含んで成り、ここでａ）及びｂ）は、連続的に又は同時に行われる、治療の必要な対象における癌の治療方法を提供する。

いくつかの実施態様によれば、前記化合物は、イオン化放射線の投与の前、間又は後、投与される。いくつかの実施態様によれば、前記化合物は、イオン化放射線の投与の前、又は間、投与される。いくつかの実施態様によれば、前記化合物は、イオン化放射線の投与の前、投与される。

１つの態様によれば、本発明の開示は、治療的有効量の本明細書に定義されるような化合物を、有効量のイオン化放射線の投与の前又は同時に、対象に投与することを含んで成る、治療の必要な対象における癌の治療方法を提供する。

好ましい実施態様によれば、本発明の開示の組み合わせは、単独で投与される場合、組み合わせ中の個々の成分の抗癌効果よりも高い正味抗癌効果を有する。従って、別の態様によれば、本発明の開示は、本明細書に開示されるような放射線増感剤化合物及びイオン化放射線の相乗的組み合わせを提供する。好ましくは、抗癌効果は、有害な副作用の同時上昇を伴わないで、高められる。

別の態様によれば、本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物及び癌の治療のためのイオン化放射線の相乗的組み合わせが提供される。癌の治療のためのイオン化放射線と組み合わせた使用のための薬剤の製造への使用のための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物を含んで成る相乗的組み合わせがまた提供される。

別の態様によれば、前記方法は、治療的有効量の、前水和化された電子と高い反応性の化合物を、それを必要とする対象に投与することを包含する。好ましい標的化、及びラジカルの形成及び反応においては、前記剤は、イオン化放射線下で抗癌効果を示すことができ、そして全身性及び放射線誘発毒性効果を示さない。前記組合せは、治療的有効量で投与される。その組み合わせの特徴は、上記本明細書に開示される実施態様の何れかに記載される通りである。

別の態様によれば、シスプラチン処置に対して耐性である細胞又は癌に適用されるか、又はシスプラチン処置に対して耐性である細胞又は癌を有する対象に適用される、シスプラチン耐性を克服するための方法が提供される。

本明細書に使用される用語は、特定の実施態様を説明するためであり、限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。本明細書において、特にことわらない限り、本明細書に使用される用語は、関連分野の当業者に知られているように、その一般的な意味を与えられるべきであることがさらに理解されるべきである。

用語「対象」（subject）とは、本明細書において使用される場合、治療されるべきヒト又は動物、特に哺乳類を言及する。哺乳類動物は例えば、霊長類、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、イヌ、ネコ、ウサギ、ラット、又はマウスを包含する。いくつかの実施態様によれば、対象はヒトであるが、但し本明細書に開示される化合物は獣医学的用途においても有用である。用語「対象」及び「患者」は、交換可能的に使用され得る。

用語「癌」（cancer）(例えば、腫瘍性疾患)とは、本明細書において使用される場合、異常細胞成長、増殖又は分裂を包含する障害（例えば、新形成）を言及する。癌細胞が増殖し、そして分裂するにつれて、それらは遺伝子変異及び増殖特性を、子孫細胞に渡す。「腫瘍」（tumor）（例えば、新生物）は、癌細胞の蓄積である。本明細書に開示される方法及び組合せは、癌、癌細胞、腫瘍及び／又はそれらに関連する症状の治療に使用され得る。

本発明の開示の方法、使用及び組み合わせに従って治療され得る典型的なタイプの癌は、次のものを包含するが、但しそれらだけには限定されない：精巣癌、膀胱癌、子宮頸癌、卵巣癌、乳癌、前立腺癌、頭部癌、頸部癌、肺癌（例えば、非小細胞肺癌）、子宮体癌、膵臓癌、カポジ肉腫、副腎癌、白血病、胃癌、結腸癌、直腸癌、肝臓癌、食道癌、腎臓癌、甲状腺癌、子宮癌、皮膚癌、口腔癌、脳癌、脊髄癌、肝臓癌、胆嚢癌。前記癌は例えば、肉腫、癌腫、黒色腫、リンパ腫、骨髄腫、又は胚細胞腫瘍を包含する。いくつかの実施態様によれば、癌は、精巣癌、膀胱癌、子宮頸癌、卵巣癌、乳癌、前立腺癌、頭部癌、頸部癌、又は肺癌（例えば、非小細胞肺癌）を包含する。

「抗癌剤」（anti-cancer agent）とは、アポトーシスを誘発することにより、癌細胞を直接的に又は間接的に死滅するか、又は癌細胞の増殖を直接的に又は間接的に防止するか、停止するか又は低める治療剤を言及する。いくつかの場合、「抗−抗腫瘍癌剤」（anti-antineoplastic agent）は、複数の治療剤を含むことができる。

用語「処置する」（treat）、「処置すること」（treating）及び「処置」（treatment）は腫瘍、腫瘍細胞又は癌の根絶、除去、改善、変更、縮小、管理又は制御、転移の最小化、予防又は遅延、又は対象の生存性の延長を包含する。

用語「転移」（metastasis）とは、本明細書において使用される場合、リンパ管又は血管を介しての腫瘍細胞の広がりを意味する。転移はまた、漿膜腔、又はくも膜下又は他の空間を介しての直接的拡張による腫瘍細胞の移動を意味する。転移の工程を通して、腫瘍細胞の身体の他の領域への移動は、初期出現の部位から離れた領域に新生物を確立する。

用語「有効量」（effective amount）又は「治療的有効量」（therapeutically effective amount）とは、細胞組織、腫瘍、系又は対象において所望する生物学的、又は医学的応答を誘発するであろう、治療成分又は併用療法における成分の量を意味することが意図され、その結果は一般的に、研究者、獣医師、医師又は他の臨床医又は技術者により追及される。イオン化放射線と組み合わせて投与される放射線増感剤の有効量を言及する場合、その有効量は、イオン化放射線の存在下で所望する抗癌効果を提供するのに十分な量であり得る。同様に、放射線増感剤化合物と組み合わせて投与されるイオン化放射線の有効量を言及する場合、その有効量は、前記化合物の存在下で所望する抗癌効果を提供するのに十分なイオン化放射線の量であり得る。好都合には、１又は両成分の有効量は、その成分が組み合わされる場合、低くても良い。

相乗的組み合わせが特に所望される。いくつかの実施態様によれば、組み合わせは相乗的抗癌効果を示す。用語「相乗」（synergistic）及び「相乗効果」（synergy）とは、組み合わせ中の組み合わされた成分の効果が、単独で投与される場合の個々の成分の効果の合計よりも高いことを意味する。

「抗癌効果」（anticancer effect）とは、癌細胞、腫瘍又は癌の低減、予防又は除去；低減された又は阻害された癌細胞増殖；癌細胞の高められた又は増強された死滅化又はアポトーシス；転移の低減又は予防、及び／又は対象の延長された生存性を包含するが、但しそれらだけには限定されない。いくつかの場合、所望の生物学的又は医学的応答は、癌の１又は２以上の症状の改善、緩和、軽減又は除去、又は特定の治療に関連する１又は２以上の有害な副作用の低減であり得る。

例えば、癌細胞増殖を「阻害すること」（inhibiting）又は「低減すること」（reducing）とは、本願の方法及び組み合わせにより治療されていないか又は治療を受けていない増殖細胞に比較して、当業者に知られている方法を用いて測定される場合、例えば１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％、細胞増殖の速度で遅くするか、低めるか、又は停止することを一般的に意味する。

腫瘍を「低減すること」（reducing）とは、治療の前の腫瘍サイズに比較して、又は本出願の方法及び組み合わせを受けていない腫瘍に比較して、当業者に知られている方法を用いて測定される場合、例えば１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％、腫瘍のサイズを低減することを一般的に意味する。

癌細胞の「高められた」（increased）又は「増強された」（enhanced）死滅又はアポトーシスとは、本願の方法及び組み合わせにより治療されていないか又は治療を受けていない増殖細胞に比較して、当業者に知られている方法を用いて測定される場合、例えば１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％又は１００％、２００％、３００％又はそれ以上、死滅又はアポトーシス細胞の数の上昇を一般的に意味する。細胞死滅又はアポトーシスの上昇はまた、標準の細胞生存性アッセイを用いて測定される場合、細胞生存性の低下としても測定され得る。

本明細書において使用される場合、用語「アポトーシス」（apoptosis）とは、固有の細胞自己破壊又は自殺プログラムを言及する。誘発性刺激に応答して、細胞は、一連の事象、例えば細胞収縮、細胞膜のブレブ形成、及び有色性凝縮及び断片化を受ける。それらの事象は、膜結合粒子（アポトーシス体）のクラスターへの細胞転換において頂点に達し、その後、それらはマクロファージにより貪食される。

本明細書において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、特にことわらない限り、複数の参照を包含する。

程度の用語、例えば「実質的に」（substantially）、「約」（about）及び「およそ」（approximately）とは、本明細書において使用される場合、最終結果が著しく変更されないよう、修飾された用語の合理的な偏差の量を意味する。それらの程度の用語は、この偏差が、それが修飾する単語の意味を否定しない場合、修飾された用語の少なくとも±５％の偏差を含むものとして解釈されるべきである。

補助療法
本明細書に開示される併用療法は、単独の療法として管理されるか、又は１又は２以上の追加の療法、例えば手術又は薬剤療法と一緒に使用され得る。例えば、追加の療法は、一次腫瘍を除去するための手術、又は治療剤、例えば抗生物質、抗炎症剤又は抗癌剤を包含する癌療法であり得る。抗癌剤は、例えば従来の化学療法剤、及び分子標的化治療剤、生物学的療法剤、及び放射線療法剤を包含することができる。本発明の開示の併用療法と組合して使用される抗癌剤は、当業者に知られている何れかの種類から選択される剤、例えばアルキル化剤、代謝拮抗剤、植物アルカロイド及びテルペノイド（例えば、タキサン）、トポイソメラーゼ阻害剤、抗腫瘍抗生物質、ホルモン療法、分子標的薬剤、及び同様のものを包含する。一般的に、そのような抗癌剤は、アルキル化剤、代謝拮抗物質、ビンカアルカロイド、タキサン、トポイソメラーゼ阻害剤、抗腫瘍抗生物質、チロシンキナーゼ阻害剤、又は免疫抑制性マクロライドである。選択される追加の剤は、併用療法の有効性を有意に低めるか、又は所望しない有毒な副作用を増強するよう、本発明の開示の併用療法を有意に妨害すべきではないことが理解されるであろう。

用途
本明細書に開示される放射線増感化合物は、例えば放射線療法を増強するために、イオン化放射線との組み合わせにおいて有用である。

従って、１つの態様によれば、放射療法を受ける対象においてその放射線療法の効果を増強するための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療への使用のための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。別の態様によれば、癌の治療への放射線療法と組み合わせて使用するための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療のための薬剤の製造への使用のための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。別の態様によれば、癌の治療のための放射線療法と組み合わせて使用するための薬剤の製造への使用のための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物が提供される。

別の態様によれば、放射線療法を受ける対象におけるその放射線療法を増強するための本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物の使用が提供される。別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療への本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物の使用が提供される。別の態様によれば、放射線療法を受ける対象における癌の治療のための薬剤の製造への本明細書に定義されるような放射線増感剤化合物の使用が提供される。

上記に記載されるいくつかの実施態様によれば、対象は、シスプラチン治療に対して耐性である癌を有する。

前記使用によれば、組み合わせは、治療的有効量での投与のためである。使用の特徴は、上記に開示される実施態様のいずれかに記載される通りである。

キット及び市販用パッケージ
別の態様によれば、イオン化放射線と組み合わせて使用するための本明細書に開示されるような放射線増感剤化合物に関するキット及び市販用パッケージが提供される。いくつかの実施態様によれば、イオン化放射線と組み合わせて使用するための説明書と共に、本明細書に開示されるような放射線増感剤化合物を含んで成るキット又は市販用パッケージが提供される。いくつかの実施態様によれば、説明書は、癌の治療においてイオン化放射線と組み合わせて使用するためである。

解離性電子移動（ＤＥＴ）反応
本発明者は最近、放射線療法と組み合わせたシスプラチンの作用の分子機構を推定した［lu 2007; 2010]。シスプラチンは良く知られたＤＮＡ−攻撃剤であるが、作用のその正確な分子機構は、最近解決されるまで、分かりにくいままであった［lu 2007］。フェムト秒時間−分解レーザー分光法（ｆｓ−ＴＲＬＳ）の使用を通じて、シスプラチンは、放射線療法において生成される弱く結合された前水和化電子（ｅ_pre ^-）との解離性電子移動（ＤＥＴ）反応のための非常に効果的分子であることが実証されている：

得られるｃｉｓ−Ｐｔ（ＮＨ₃）₂ラジカルは、ＤＮＡ鎖切断を非常に効果的に導く［Lu，2007］。

本発明者は、一定の非白金系有機分子がまた、放射線療法において生成される弱く結合された前水和化電子（ｅ_pre ^-）とのＤＥＴ反応に関与し、特にシスプラチン類似体として作用することを現在、発見した。本発明の開示の放射線増感化合物のいくつかの一般的特徴は、それらが１又は２以上の電子移動プロモーター、例えばＮＨ₂基、及び１又は２以上の脱離基、例えばハロゲンに結合される芳香族環（白金配位イオンよりもむしろ）を含むことである。そのような化合物は、効果的な放射線増感化合物であることが、本明細書に示されている。

好都合には、そのような化合物はまた、シスプラチンよりも正常細胞に対して有意に低い毒性であることが、本明細書において示されている。実際、本明細書に提供される例は、典型的な化合物が高い用量でさえ、正常な細胞に対して実質的に非毒性であることを実証している。

インビトロ又はインビボでイオン化放射線と組合しての本発明の開示の非白金系放射線増感剤化合物との癌細胞の接触が、その化合物自体は使用可能な用量以内で実質的に非毒性であるが、放射線療法の増強された効果を提供することが、本明細書において実証されている。さらに、イオン化放射線とのその組み合わせは、放射線毒性を誘発しない（すなわち、放射線用量とは無関係である）。

上記シスプラチンの推定される解離電子移動（ＤＥＴ）機構に基づいて、非白金系放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）は、次の通りにＤＥＴ反応を介して前水和化電子（ｅ_pre ^-）と反応すると思われる：
e_pre ^- ＋ ＲＳＣ → ラジカル → ＤＮＡ損傷／細胞死滅。

得られるラジカルは、ＤＮＡ損傷及び細胞死滅、例えば癌細胞又は腫瘍におけるＤＮＡ損傷及び細胞死滅に効果的に誘導する。

イオン化放射線と組み合わせた上記化合物のインビトロ及びインビボ抗腫瘍効果を探索するための試験が実施された。それらの結果のいくつかが下記に論じられる。

放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）のＤＮＡ損傷試験：
純水中、及びイオン化放射線（Ｘ−線照射）下での化合物Ｂの存在下でのプラスミドＤＮＡに対する損傷が、実施例２に概略されるように、アガロースゲル電気泳動により試験された。図３及び４は、放射線誘発されたＤＮＡ損傷、すなわち二本鎖切断（ＤＳＢ）の収率が化合物Ｂの存在により有意に増強されたことを示す。ＤＳＢは、細胞に対して特に致死性である。

放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）のインビトロ毒性試験：
シスプラチン又はＲＳＣ単独でのインビトロ毒性を、実施例３に概略されるように、ヒト（皮膚）正常細胞（ＧＭ０５７５７）において調査した。ＧＭ０５７５７細胞系は、癌研究において、特に新規の放射線増感剤の試験においてヒト正常細胞として広く使用されてきた［Choudhuryら，2009］。図５は、正常細胞が約１０μＭの測定されたＩＣ５０（この時点で、細胞生存率は、未処理の細胞に関して、５０％である）で、用量依存的態様でシスプラチンにより効果的に死滅されたことを示し、このことは、シスプラチンが実際、高い毒性であることを確認した。対照的に、図６〜９にプロットされた結果は、本発明の開示されたＲＳＣ、すなわち化合物Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが、２００μＭまでの用量で、正常細胞に対して実質的に毒性を有さなかったことを示す。従って、それらのＲＣＳは、ヒト患者において、重金属（Ｐｔ）系化学療法剤（シスプラチン）とは、対照的に、ほとんどか又は全く有毒な副作用を誘発しないことが予測される。細胞の生存性が、最も通常使用される細胞生存性アッセイの１つであるＭＴＴアッセイにより測定される。この方法は、代謝的活性細胞（生存細胞）による不溶性ホルマザンへのＭＴＴ（３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド）の変換を包含する。可溶化剤を用いて、ホルマザンを溶解し、そしてその吸光度を測定し、生存する細胞数を表示する。これは、長期的規模で、細胞生存性を測定するクローン形成アッセイに比べて、必要とされる薬剤処理時間、及び総プロトコル時間の観点から迅速である十分に確率された定量的方法である。

放射線増感剤（ＲＳＣ）のインビトロ放射線−毒性試験：
イオン化放射線（Ｘ線）と組み合わせたシスプラチン又はＲＳＣのインビトロ毒性を、実施例４に概略されるように、ヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）において調査した。図１０は、種々の濃度のシスプラチン、続く０〜１０Ｇｙ ２２５ｋｅＶ Ｘ線照射による１２時間の処置の後、ヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６ウェルプレート中の細胞の生存性を、照射の１２日後、ＭＴＴにより測定した。この結果は、正常細胞生存性が放射線量とは無関係であったことを示す。これは、化学療法薬剤として高い毒性であるのにもかかわらず、シスプラチンは、放射線毒性を実質的に引き起こさなかったことを確証する。従って、シスプラチンは、診療所で放射線増感剤として使用されてきた［Roseら，1999］。興味深いことには、図１１〜１３は、イオン化放射線により誘発される毒性を示さない、ＲＳＣと類似する観察を示す。この結果は、開示されるＲＳＣが癌の放射線療法について放射線増感剤として実質的に使用され得ることを示唆する。

新規放射線増感剤（ＲＳＣ）のインビトロ放射線感受性効果試験：
イオン化放射線（Ｘ線）と組み合わせたＲＳＣのインビトロ放射線増感効果を、実施例５に概略されるようにして、シスプラチン感受性ヒト子宮頸癌細胞系（ＨｅＬａ又はＭＥ−１８０）、シスプラチン耐性ヒト卵巣癌（ＮＩＨ：ＯＶＣＡＲ−３、ＨＴＢ−１６１）及びヒト肺癌（Ａ５４９）細胞系において調査した。図１４〜２１は、種々の濃度のＲＳＣによる１２時間の処置、続く種々の用量の２２５ｋｅｖ Ｘ−線照射の後、種々のヒト癌細胞の細胞生存率を示す。それらの結果は、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが放射線用量依存性態様で及び相乗的に放射線により癌細胞の死滅を増強したことを示す。ＲＳＣによるＸ線に対する癌細胞の放射線感受性の有意な増強が明白に観察された。例えば、約２０％の癌細胞（ＭＥ−１８０）が、任意のＲＳＣの存在下で５０Ｇｙ Ｘ−線照射の後、生存し、ところが初期のすべての癌細胞は、約１００μＭの化合物Ｂ又はＤの存在下で、５０Ｇｙで死滅され、このことは、ヒト正常細胞に対して毒性を示さなかったことを示す。

本明細書に提供されるインビトロ結果は、ＲＳＣの存在が、正常細胞ではなく、腫瘍細胞を死滅するためにイオン化放射線の有効性を増強することを実証する。従って、ＲＳＣは、ヒト癌患者において最少か又は全く有毒性副作用を誘発しなかったと共に、放射線療法の有効性を増強することが予測される。

ＲＳＣのインビボ毒性試験
全体的な薬物毒性を、実施例６に概略されるようにして、生存アッセイ及び体重測定により、生後６〜８週のＳＣＩＤマウスにおいて試験し、そして急性薬物毒性を、次のパラメーターにより測定した：血液採取及び組織学。肝毒性（ＡＬＴ、ＡＬＰ、ＡＳＴ）、腎毒性（血液ＢＵＮ、クレアチニン）及び電解質（Ｎａ、Ｋ、等）を、ＨＰＬＣ−質量分析により分析した。臨床学的に使用される放射線増感剤としてのシスプラチンに関して、シスプラチンは、約１０ｍｇ／ｋｇの典型的用量で週当たり１度、マウスへの腹腔内（ＩＰ）注射により投与され、これはシスプラチンのＬＤ５０（＝１３．５ｍ／ｋｇ）以下であることが、文献に報告されている。本試験においては、典型的なＲＳＣとしての化合物Ｂが、インビトロ細胞系実験で観察される非毒性のために、０．５及び７ｍｇ／ｋｇで１０日間、毎日、ＩＰ注射により意図的に投与された。マウスが、任意の物理的毒性について観察された。試験の最後で、腸、肝臓及び腎臓毒性を評価するために、全体の臓器を採取した。血液をまた採取した。図２２は、マウスの生存率が１００％であり、すなわち化合物Ｂが非毒性であり、そしてマウス生存性に対して影響を及ぼさなかったことを示す。図２３はまた、時間でのマウスの体重には影響せず、すなわち化合物Ｂは物理的毒性を示さなかったことを示す。さらに、図２４〜２６にプロットされる結果は、最高用量（１０日×７ｍｇ／ｋｇ／日＝７０ｍｇ／ｋｇ）で与えられる化合物Ｂが、観察できる急性毒性、すなわち肝毒性、腎毒性及び電解質の変化も誘発しなかったことを示す。

ＲＳＣのインビボ薬物動態学（ＰＫ）及び薬力学（ＰＤ）試験
代表的ＲＳＣ、すなわち化合物ＢのＳＣＩＤマウスにおける薬物動態学（ＰＫ）及び薬力学（ＰＤ）を、実施例７に概略されるようにして試験した。血液サンプルを、前記化合物を０〜７ｍｇ／ｋｇでマウスにＩＰ注射した後、種々の時点でマウスの伏在静脈から集め、そして次に、ＨＰＬＣ−質量分析を用いて分析した。最初に、血液中で有意なレベルの化合物Ｂが検出された。第２に、図２７は、最高濃度の化合物Ｂがi.p.注射の約２０分後で観察され、そして約３時間で、ほぼゼロに低下したことを示す。（腫瘍）組織で化合物Ｂが最大濃度に達するには長い時間がかかることが予測される。図２７における観察された結果は、化合物Ｂが数時間以内に身体から良く排出され得ることを示し、このことは、化合物Ｂが卓越した薬物動態学（ＰＫ）及び薬力学（ＰＤ）を有することを示唆する。

ＲＳＣのインビボ放射線増感効果
化合物Ｂ及びＸ線照射の組み合わせのインビボ放射線増感（例えば、抗癌）効果が、実質８に概略されるようにして、ヒト子宮頸癌（ＭＥ−１８０）の異種移植片マウス腫瘍モデルにおいて調べられた。Ｘ線照射と化合物Ｂとの組み合わせは、図２８に示される腫瘍（体積）成長曲線、図２９における腫瘍成長の写真、及び図３０に示される腫瘍体積及びＭＲＩイメージから見られるように、腫瘍モデルにおける放射線又は化合物単独での処置に比較して、腫瘍成長の抑制を有意に増強した。それらの結果のすべては、イオン化放射線と化合物Ｂとの組み合わせが、マウスにおける腫瘍の有意な収縮をもたらしたことを示す。単一用量（７ｍｇ／ｋｇ）の化合物Ｂ及び１５Ｇｙの有意な放射線量が用いられ、そして化合物Ｂが最小の全体的及び急性毒性を有する場合、それらの結果は、複数の分割放射線療法（例えば、分割処置当たり７ｍｇ／ｋｇ及び４Ｇｙの５分割用量）に外挿され、結果的に、治療効果の増強における最大の相乗効果が達成され得ることが予測される。

本明細書に提供される実施例からのインビトロ及びインビボ結果は、例示されたそれら以外の他の組み合わせ、癌細胞、癌モデル、及びヒト癌に外挿され得ると思われる。本明細書に提供される情報を用いて、合理的アプローチが、その抗癌効果を増強するためにイオン化放射線と組み合わせて使用され得る、本明細書に例示されるもの以外の他の新規放射線増感剤を同定するために使用され得る。当業者に知られている種々のスクリーニングアッセイが、実施例に示されるインビトロ及びインビボ試験において、特定の組み合わせの効果を評価するために使用され得る。相乗効果を示すそれらの組み合わせ、及び放射線療法（イオン放射線）のみによる治療に比べて、毒性副作用の純増加をもたらさないそれらが特に好ましいであろう。有効な化合物及び組み合わせを同定するためのこの合理的アプローチは、ランダムスクリーニングアッセイへの効果的且つ経済的代替手段を表す。本明細書において試験された代表的化合物のいくつかはすでに存在するので、本明細書に開示される放射線増感剤は、簡単に臨床設定に移動され得る癌についての相乗的併用療法を現す。熟練した専門家は、例えば最少の毒性副作用を有するが、所望の抗癌効果を達成するために、インビボでの化学−放射線療法のために必要とされる有効量を容易に決定できるであろう。有効用量は、他の要因の中で、癌のタイプ及び段階、投与の経路、治療レジメに依存して変化することができる。組み合わされる最適な薬物用量及び放射線用量を決定するための試験がさらに、熟練した専門家により実施され得る。

本明細書に開示されるＲＳＣの１つの利点は、開示されるＤＥＴ反応機構が、腫瘍細胞で選択的に活性であるよう企画されることである。ＲＳＣが低親和性を有する正常細胞に比較して、ＤＥＴは発生しないか、又はその反応効率は正常組織においては有意に低められるであろう。従って、開示される化合物は、複数タイプの癌、例えば子宮頸部、卵巣、乳房、肺、前立腺、脳及び脊髄、頭頸部、及び結腸直腸癌（但し、それらだけには限定されない）の自然に標的化された放射線療法を可能にするであろう。

ＲＳＣのいくつかの所望の特徴は、次の１つ又は組み合わせを包含する：（１）生体適合性；（２）弱く結合された電子（ｅ_pre ^-）との効果的反応；（３）低い放射線用量が使用され得るよう癌細胞の放射線感受性の増強；（４）投与される用量での最少の毒性（理想的には、実質的に非毒性）；（５）低酸素腫瘍環境下での反応；（６）癌細胞との選択的反応性；（７）細胞及び好ましくは核中に侵入することができる；及び／又は（８）複数型の腫瘍に適用できる。

本明細書に開示される原理を適用すると、当業者は、放射線療法の効果を増強することができる放射線増感化合物を同定することができるであろう。従って、本発明の開示の範囲は、開示される典型的な化合物及び組み合わせを越えて拡張する。

多くの理論、仮説、信念及び仮定がここで議論されている。そのような理論、仮説、信念及び仮定は、本発明の開示の範囲を結合するか又は制限するものではない。

下記に示される実施例は、本発明の開示の範囲を例示し、限定するものではない。
実施例１．ｅ_pre ^-と放射線増感剤化合物（ＲＳＣ）とのＤＥＴ反応のフェムト秒レーザー分光観察

１．１．ｆｓ−ＴＲＬＳ法：
フェムト秒（ｆｓ）時間−分解レーザー分光（ｆｓ−ＴＲＬＳ）は、分子反応のリアルタイム観察のための最も多機能的で且つ強力な技法である。それは、反応が実際起こる時間尺度のままである短い期間（フェムト秒（ｆｓ）＝１０^-15秒）のレザーフラッシュを用いる。ｅ_pre ^-と新規放射線増感剤とのＤＥＴ反応を、ｆｓ−ＴＲＬＳにより研究した［Ｌｕ，２００７；２０１０］。後者に関しては、手短には、我々のｆｓレーザー増幅器システム（Spectra-Physics, Spitfire）は、５００Ｈｚの反復速度で１００〜１２０ｆｓのパルス幅を有するレーザーパルスを生成した。３２２ｎｍでの強ポンプパルスを用いて、ｅ_pre ^-を生成するためにイオン化する、より高いエネルギー状態のＨ₂Ｏ^*へのＨ₂Ｏ分子の二光子励起によりイオン化放射線をシミュレートし；一定の遅延で来る３３３ｎｍでのプローブパルスを用いて、一過性アニオン吸光度を検出することによりｅ_pre ^-とのＤＥＴ反応をモニターした。

１．２．結果
新規放射線増感剤（例えば、化合物Ｄ）のＤＥＡ反応の代表的ｆｓ−ＴＲＬＳ観察が図２に示されている。その結果は、ｅ_pre ^-との化合物ＤのＤＥＴ反応が、ヨードデオキシウリジン（ＩｄＵ）のその反応よりもより強かったことを示す。後者は、ハロピリミジン間で最も強いＤＥＴ反応を有した［Ｌｕ，２０１０］。この観察は、開示される化合物が有能な放射線増感剤であることを示す。

１．３．議論
本発明の開示される化合物における（モノ−又はジ−）ハロゲン及びジアミノ基の存在は、イオン化放射線下で水の放射線分解において生成される主要基であるｅ_pre ^-とのＤＥＴ反応を実際、増強することができる。

実施例２．新規放射線増感剤により誘発されるＤＮＡ損傷のゲル電気泳動測定
２．１．材料及び方法
Barnstead Nanopure 水システムから新たに得られた、> 18.2 MΩ/cm 及びTOC<1 ppmの抵抗率を有する、生命科学のための超純水を用いた。ジブロモ−ジアミノ−ベンゼン（ジブロモ−フェニレンジアミン、化合物Ｂ）を、ＴＣＩ−Americaから入手し、そして他の化学物質及び緩衝剤組成物はSigma-Aldrichから入手した。プラスミドＤＮＡ [pGEM 3Zf(-), 3197 kbp]は、Ｅ．コリＪＭ１０９から抽出し、そしてQIAprep Kit (Qiagen)を用いて精製した。

アガロースゲル電気泳動
ｆｓ−ＴＲＬＳ測定のためのものと同一である、３２２ｎｍでのポンプビームを用いて、ＤＮＡ溶液における水の二光子励起を介してラジカルを生成した。レーザービームを、２００μｌの緩衝溶液中、３．０μｇのＤＮＡを含む石英セルに焦点を合わせた。前記溶液を、照射の間、攪拌し、サンプル全体に均等なＤＮＡ損傷を生成した。９６ｎｇのＤＮＡに相当するアリコートを、ゲル電気泳動のために種々の照射時間でサンプル細胞から除いた。すべてのアリコートを、標準のアガロースゲル電気泳動、すなわちＴＡＥランニング緩衝液中、１％中性ＴＡＥアガロースゲル上で分析した。ゲルを、０．５μｇ／ｍｌの臭化エチジウムにより前もって染色した。ゲルのイメージが、FluorChem imaging station (Alpha Innotech)で撮影され、そして種々のトポロジー的形、例えば閉じた円形の超らせん形（ＳＣ、損傷されていないＤＮＡ）、開放円形（Ｃ、ＳＳＢ）及び線形（Ｌ、ＤＳＢ）を示す。それらは、AlphaEase FCソフトウェアにより定量化された。

２．２．結果
図３及び４に示されるように、開示される化合物は実際、ＤＮＡ二本鎖切断をもたらした。前記開示される化合物は、ＤＮＡ損傷を引き起こす高い効力を有する。

２．３．議論
イオン化放射線下での水の放射線分解において生成される主要基であるｅ_pre ^-との強いＤＥＴ反応のために、（モノ−又はジ−）ハロゲン及びジアミノ基から成る本開示の化合物は実際、ＤＮＡ損傷の誘発においてそれらの効力を増強した。

実際例３．ヒト正常細胞の治療におけるＲＳＣの毒性に対するインビトロ試験
３．１．材料及び方法
３．１．１．化学物質及び試薬：

シスプラチン、ジクロロ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ａ）、ブロモ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ｄ）、インスリン、及び３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２,５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）を、Sigma-Aldricｈから入手した。ジブロモ−ジアミノ−ベンゼン（ジブロモ−フェニレンジアミン、化合物Ｂ）を、ＴＣＩ−Americから入手した。ジヨード−ジアミノベンゼン（化合物Ｃ）を、本願発明者等の実験室で合成し、精製し、そして結晶化し、そしてその構造及び純度を、ＮＭＲ及び質量分析により試験した。ＭＥＭ及びウシ胎児血清（ＦＢＳ）、ペニシリンＧ及びストレプトマイシンを、Hyclone Laboratorics (UT, USA)から入手した。シスプラチンの原液を、超純水又は塩溶液において新たに調製し、そして化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの原液を純粋エタノールにおいて調製し、ここでエタノールの最終濃度は、細胞に処理した場合、≦１％であった。

３．１．２．細胞培養
ヒト皮膚二倍体線維芽細胞（ＧＭ０５７５７細胞系）を直接、Coriell Cell Repositoryから入手した。ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を、Hyclone Laboratories (UT, USA)から入手した。ＧＭ０５７５７正常細胞を、１０％ＦＢＳ、１００単位／ｍｌのペニシリンＧ及び１００μｇ／ｍｌのストレプトマイシン（Hyclone）により補充されたＭＥＭ（Hyclone）下で培養した。細胞を、５％ＣＯ₂を含む、保湿雰囲気下で、３７℃で維持した。

３．１．３．ＭＴＴによる細胞生存率測定
細胞生存性に対するＲＳＣの放射線増感効果を、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）アッセイにより決定した。細胞を、９６−ウェルプレートにおいて２４時間、培養した（５×１０³個の細胞／ウェル）。培養培地を、新鮮な培養培地により交換し、そして薬物濃度を変えることにより、７２時間インキュベートした。次に、細胞生存性のＭＴＴアッセイを実施した。手短には、１．２ｍＭのＭＴＴ（Sigma）（すなわち、ＰＢＳ中、１２ｍＭのＭＴＴ原液１０μｌを添加する）を含むフェノールレッドを有さない１００μｌの新規培地を、各ウェルに添加し、そして４時間インキュベートした。次に、培地を除き、そしてホルマザン結晶を、１００μｌ／ウェルのＤＭＳＯにより可溶化した（又は他方では、１００μｌ／ウェルのＳＤＳにより可溶化し、そしてさらに４時間インキュベートした）。生存画分を、生存細胞の数に正比例する、Multiskan Spectrum UV/Visマイクロプレートリーダー(Thermo Scientific)を用いて、５４０ｎｍ（ＳＤＳ可溶化のためには５７０ｎｍ）での吸光度を測定することに決定した。

３．２．結果
ヒト正常細胞に対するＲＳＣの毒性を試験するために、標準のＭＴＴアッセイを用いて、そしてシスプラチンを参照として用いた。ヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）を、種々の薬物の濃度（シスプラチンについて０〜５０μＭ及び化合物Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄについて０〜２００μＭ）で処理した。結果は、図５〜９に示される。最初に、シスプラチンが、約１０μＭの測定されたＩＣ５０を伴って、≦３０μＭの低濃度でさえ、重度の毒性を示すことが、図５から明白に見出される。この結果は、抗癌剤としてのシスプラチンが実際、高い毒性であることを確証する。対照的に、本発明の開示されるＲＳＣ、すなわち化合物Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、２００μＭの非常に高い濃度でさえ正常細胞に対して実質的に毒性を有さないことが、図６〜９に明白に示されている。それらの結果は、重金属（Ｐｔ）系化学療法薬物（シスプラチン）とＲＳＣとの間のコントラスト差を示している。従って、それらのＲＳＣ分子は、動物及びヒト患者において全く無いか又は最少の系統的毒性副作用を誘発することが予測される。

３．３．議論
本発明者が仮定したように、還元性細胞内環境の欠如のために正常細胞は、高い酸化性である本発明の化合物への低い親和性を有する。従って、ＲＳＣは、正常細胞に対して、全く無いか又は低い毒性を示す。開示される化合物は、ヒト正常細胞に対して高い親和性を有し、そして高い毒性である、臨床的に使用されるシスプラチンとは対照的である。従って、それらのＲＳＣは、卓越した抗癌剤である可能性を有する。

実施例４．ヒト正常細胞の治療におけるＲＳＣの放射線誘発毒性に対するインビトロ試験
４．１．１．化学物質及び試薬：
シスプラチン、ジクロロ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ａ）、ブロモ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ｄ）、インスリン、及び３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２,５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）を、Sigma-Aldricｈから入手した。ジブロモ−ジアミノ−ベンゼン（ジブロモ−フェニレンジアミン、化合物Ｂ）を、ＴＣＩ−Americから入手した。ジヨード−ジアミノベンゼン（化合物Ｃ）を、本願発明者等の実験室で合成し、精製し、そして結晶化し、そしてその構造及び純度を、ＮＭＲ及び質量分析により試験した。ＭＥＭ及びウシ胎児血清（ＦＢＳ）、ペニシリンＧ及びストレプトマイシンを、Hyclone Laboratorics (UT, USA)から入手した。シスプラチンの原液を、超純水又は塩溶液において新たに調製し、そして化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの原液を純粋エタノールにおいて調製し、ここでエタノールの最終濃度は、細胞に処理した場合、≦１％であった。

４．１．２．細胞培養
ヒト皮膚二倍体線維芽細胞（ＧＭ０５７５７細胞系）を直接、Coriell Cell Repositoryから入手した。ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を、Hyclone Laboratories (UT, USA)から入手した。ＧＭ０５７５７正常細胞を、１０％ＦＢＳ、１００単位／ｍｌのペニシリンＧ及び１００μｇ／ｍｌのストレプトマイシン（Hyclone）により補充されたＭＥＭ（Hyclone）下で培養した。細胞を、５％ＣＯ₂を含む、保湿雰囲気下で、３７℃で維持した。

４．１．３．ＭＴＴによる細胞生存率測定
細胞生存性に対するＲＳＣの放射線増感効果を、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）アッセイにより決定した。細胞を、９６−ウェルプレートにおいて２４時間、培養した（５×１０³個の細胞／ウェル）。培養培地を、新鮮な培養培地により交換し、そして薬物濃度を変えることにより、１２時間インキュベートした。次に、細胞を、種々のＸ−線用量を伴って、２Ｇｙ／分の線量率で、２２５ｋＶ Ｘ−線（PRECISION X-RAD IR 225）により照射した。照射の後、細胞を１２日間インキュベートした。次に、細胞生存性のＭＴＴアッセイを実施した。手短には、１．２ｍＭのＭＴＴ（Sigma）（すなわち、ＰＢＳ中、１２ｍＭのＭＴＴ原液１０μｌを添加する）を含むフェノールレッドを有さない１００μｌの新規培地を、各ウェルに添加し、そして４時間インキュベートした。次に、培地を除き、そしてホルマザン結晶を、１００μｌ／ウェルのＤＭＳＯにより可溶化した（又は他方では、１００μｌ／ウェルのＳＤＳにより可溶化し、そしてさらに４時間インキュベートした）。生存画分を、生存細胞の数に正比例する、Multiskan Spectrum UV/Visマイクロプレートリーダー(Thermo Scientific)を用いて、５４０ｎｍ（ＳＤＳ可溶化のためには５７０ｎｍ）での吸光度を測定することに決定した。

４．２．結果
イオン化放射線（Ｘ線）と組み合わせたシスプラチン及びＲＳＣのインビトロ毒性を、ヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）において調べた。図１０は、種々の濃度のシスプラチンによる１２時間の処置、続く０−１０Ｇｙ ２２５ｋｅＶ Ｘ−線照射による処置の後、ヒト正常細胞（ＧＭ０５７５７）の細胞生存率を示す。９６−ウェルプレートにおける細胞の生存性を、照射の１２日後、ＭＴＴにより測定した。その結果は、正常細胞生存性が照射量とは無関係であることを示す。これは、化学療法薬物として高い毒性であるにもかかわらず、シスプラチンは放射線毒性を実質的に誘発しなかったことを確証する。従って、シスプラチンは、診療所での放射線増感剤として使用されて来た［Roseら，1999］。興味深いことは、図１１〜１３は、ＲＳＣについての類似する観察を示し、すなわち、イオン化放射線と組合して誘発される毒性は観察されなかった。それらの結果は、シスプラチンのように、開示されるＲＳＣは、診療所での癌の放射線療法のための放射線増感剤として実質的に使用され得ることを示唆する。

４．３．議論
前述のように、開示されるＲＳＣは、イオン化放射線の存在下及び不在下で、正常細胞に対して低い親和性及び従って、低い毒性を有する。

実施例５．種々の癌細胞の治療におけるＲＳＣのインビトロ放射線増感結果
５．１．材料及び方法
５．１．１．化学物質及び試薬
シスプラチン、ジクロロ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ａ）、ブロモ−ジアミノ−ベンゼン（化合物Ｄ）、インスリン、及び３−（４，５−ジメチルチアゾール−２−イル）−２,５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）を、Sigma-Aldricｈから入手した。ジブロモ−ジアミノ−ベンゼン（ジブロモ−フェニレンジアミン、化合物Ｂ）を、ＴＣＩ−Americから入手した。ジヨード−ジアミノベンゼン（化合物C）を、本願発明者等の実験室で合成し、精製し、そして結晶化し、そしてその構造及び純度を、ＮＭＲ及び質量分析により試験した。ＭＥＭ及びウシ胎児血清（ＦＢＳ）、ペニシリンＧ及びストレプトマイシンを、Hyclone Laboratorics (UT, USA)から入手した。シスプラチンの原液を、超純水又は塩溶液において新たに調製し、そして化合物Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの原液を純粋エタノールにおいて調製し、ここでエタノールの最終濃度は、細胞に処理した場合、≦１％であった。

５．１．２．細胞培養
ヒト皮膚二倍体線維芽細胞（ＧＭ０５７５７細胞系）を直接、Coriell Cell Repositoryから入手し、ところがヒト子宮頚癌細胞系（HeLa、ATCC#: CCL-2; 又は ME-180）、ヒト卵巣癌細胞系（NIH:OVCAR-3、ATCC#: HTB-161）及びヒト肺癌細胞系（A549, ATCC#: CCL-185（商標登録））、並びにRPMI 1640、F-12K、McCoy’s 5A及びL-15培養培地を、American Type Culture Collection (ＡＴＣＣ)から直接入手した。ウシ胎児血清（ＦＢＳ）を、Hyclone Laboratories (UT, USA)から入手した。ＧＭ０５７５７正常細胞及びＨｅＬaｓａｉｂｏｕを、１０％ＦＢＳ、１００単位／ｍｌのペニシリンＧ及び１００μｇ／ｍｌのストレプトマイシン（Hyclone）により補充されたＭＥＭ（Hyclone）下で培養した。ＭＥ−１８０、ＮＩＨ：ＯＶＣＡＲ−３、Ａ５４９及びＭＤＡ−ＭＢ−２３１細胞のための完全成長培地は、１０％ＦＢＳにより補充されたＡＴＣＣ−処方のMaCoy’s培地、２０％ＦＢＳにより補充されたＲＰＭＩ１６４０培地、１０％ＦＢＳにより補充されたＦ−１２Ｋ培地、及び１０％ＦＢＳにより補充されたＬ−１５培地（Leiboviz）であった。細胞は、５％ＣＯ₂を含む、保湿雰囲気下で、３７℃で維持された。

５．１．３．ＭＴＴによる細胞生存率測定
細胞生存性に対するＲＳＣの放射線増感効果を、３−［４，５−ジメチルチアゾール−２−イル］−２，５−ジフェニルテトラゾリウムブロミド（ＭＴＴ）アッセイにより決定した。細胞を、９６−ウェルプレートにおいて２４時間、培養した（５×１０³個の細胞／ウェル）。培養培地を、新鮮な培養培地により交換し、そして薬物濃度を変えることにより、１２時間インキュベートした。次に、細胞を、種々のＸ−線用量を伴って、２Ｇｙ／分の線量率で、２２５ｋＶ Ｘ−線（PRECISION X-RAD IR 225）により照射した。照射の後、細胞を６日間インキュベートした。次に、細胞生存性のＭＴＴアッセイを実施した。手短には、１．２ｍＭのＭＴＴ（Sigma）（すなわち、ＰＢＳ中、１２ｍＭのＭＴＴ原液１０μｌを添加する）を含むフェノールレッドを有さない１００μｌの新規培地を、各ウェルに添加し、そして４時間インキュベートした。次に、培地を除き、そしてホルマザン結晶を、１００μｌ／ウェルのＤＭＳＯにより可溶化した（又は他方では、１００μｌ／ウェルのＳＤＳにより可溶化し、そしてさらに４時間インキュベートした）。生存画分を、生存細胞の数に正比例する、Multiskan Spectrum UV/Visマイクロプレートリーダー(Thermo Scientific)を用いて、５４０ｎｍ（ＳＤＳ可溶化のためには５７０ｎｍ）での吸光度を測定することに決定した。

５．２．結果
イオン化放射線（Ｘ線）と組み合わせたＲＳＣのインビトロ放射線増感効果を、シスプラチン感受性ヒト子宮頸癌細胞系（ＨｅＬａ又はＭＥ−１８０）、シスプラチン耐性ヒト卵巣癌（ＮＩＨ：ＯＶＣＡＲ−３、ＨＴＢ−１６１）及びヒト肺癌（Ａ５４９）細胞系において調べた。図１４〜２１は、種々の濃度を有するＲＳＣでの１２時間の処置、続いて種々の用量の２２５ＫｅＶ−Ｘ線照射による処置の後、種々のヒト細胞の細胞生存率を示す。それらの結果は、化合物Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが、ヒト正常細胞についての結果に対して著しく対照的に、放射線用量依存性態様で及び放射線との相乗効果で、癌細胞の死滅を増強したことを示す（図１１〜１３）。Ｘ−線に対する癌細胞の放射線感受性が、ＲＳＣの存在により有意に増強されることが明白に見出される。例えば、約２０％の癌細胞（ＭＥ−１８０）が、任意のＲＳＣの不在下での５０Ｇｙ Ｘ−線照射の後、生存し、ところが初期のすべての癌細胞は、ヒト正常細胞に対しては毒性を示さなかった、約１００μＭの化合物Ｂ又はＤの存在により５０Ｇｙで死滅させられた。

５.３.議論
本明細書に提供されるインビトロ結果は、ＲＳＣ（化合物Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ）の存在が、正常細胞でなく、腫瘍細胞を死滅せしめるイオン化放射線の有効性を増強することを示す。従って、ヒト癌患者において、ＲＳＣは放射線療法の効力を増強すること思われるが、ところがその患者においては、最少の有害な副作用を誘発するか又は全く誘発しない。

実施例６．ＳＣＩＤマウスにおける化合物Ｂの毒性に対するインビボ試験
６．１．材料及びプロトコル
６．１．１．試験群
実験における次の３種の群（群当たり５匹の生後６〜８週のＳＣＩＤマウス）は、表１に示されるとおりであった：（１）対象物（５％ＥｔＯＨ／培地）；（２）化合物Ｂ ５％ＥｔＯＨ中、５ｍｇ／ｋｇ／培地；及び（３）化合物Ｂ ５％ＥｔＯＨ中、７ｍｇ／ｋｇ／培地。化合物Ｂは、１０日間、毎日、ＩＰ注射された。

６．１．２マウス及び化合物Ｂ溶液の調製
生後６〜８週のＳＣＩＤマウスを、この試験に使用し；典型的なＲＳＣとしての化合物Ｂを、５％ＥｔＯＨ：９５％（細胞培養）培地（約１：２０）に溶解した。

６．１．３．用量投与
生後６〜８週のＳＣＩＤマウスに、個々に計量し、そして上記試験群表に概略されるように、注射濃度について体重に応じて腹腔内（ＩＰ）注射した。化合物Ｂを、１０日間、毎日、０．５及び７ｍｇ／ｋｇでマウス中にＩＰ注射により投与した。注射体積は、２０ｇのマウス当たり２００μｌに基づいている。皮膚表面を、７０％イソプロピルアルコールにより拭き、注射部位を清浄した。

６．１．４．データ収集及び分析
マウスにおける全体の薬物毒性を、生存性アッセイ及び体重測定により観察し、そして急性薬物毒性を、血液採取及び組織学により測定した。肝毒性（ＡＬＴ、ＡＬＰ、ＡＳＴ）、腎毒性（血液ＢＵＮ、クレアチニン）及び電解質（Ｎａ、Ｋ、等）を、ＨＰＬＣ−質量分析により分析した。マウスを、任意の物理的毒性について観察した。血液サンプルを、薬物注射の種々の時点で伏在静脈から採取した。試験の最後で、全臓器を取り出し、腸、肝臓及び腎臓毒性を評価した。

６．１．５．マウスにおける薬物誘発されたストレスの評価
すべての動物を、投与後、１日当たり少なくとも１度、必要であると思われる場合、それ以上、前処置及び処置の間、死亡率及び羅患率について観察した。特に、動物を、病気の徴候、例えば体重減少、食欲の変化、挙動性の変化、例えば変更された歩行、無気力及びストレスの総症状についてモニターした。

６．２．結果
全体的薬物毒性を、生存性アッセイ及び体重測定を通して、生後６〜８週のＳＣＩＤマウスにおいて試験し、そして急性薬物毒性を、肝毒性（ＡＬＴ、ＡＬＰ、ＡＳＴ）、腎毒性（血液ＢＵＮ、クレアチニン）及び電解質（Ｎａ、Ｋ、等）の測定により試験した。図２２に示されるように、マウスの生存率は１００％であり、すなわち化合物Ｂは非毒性を示し、そしてマウス生存性に対して影響を及ぼさなかった。また、図２３に明確に見られるように、化合物Ｂは時間と共にマウスの体重に対して影響を示さず、物理的毒物性も示さなかった。興味深いことには、図２４〜２６にまた、明確に示されるように、マウス実験及びヒトに使用されるシスプラチンの用量のおよそ１０倍である、異常に高い用量で与えられる化合物Ｂは、マウスにおいて、観察できる急性毒性、すなわち肝毒性、腎毒性及び電解質における変化も誘発しなかった。

６．３．議論
図２２〜２６に提供されるインビボ結果は、化合物Ｂがマウスにおける全く無いか又は最少の毒性、全体的な薬物毒性（マウス生存性及び体重に対する影響が存在しない）、及び急性毒性（肝毒性、腎毒性及びで電解質における変化も存在しない）を示さない刺激的な観察を明確に示した。それらの結果は、ヒト正常細胞に観察されるインビトロ結果（図６〜９に示される）と良く一致する。従って、ＲＳＣとしての化合物Ｂは、実際、非毒性であることが証明されている。

実施例７．マウスにおける化合物Ｂのインビボ薬物動態学（ｐｋ）及び薬力学（ｐｄ）試験
７．１．材料及び分析
７．１．１．データ収集及び分析：
血液サンプルを、マウス中への前記化合物のＩＰ注射後、種々の時点で伏在静脈から採取し、そして次に、ＨＰＬＣ−質量分析法を用いて分析した。

７．２．結果
ＳＣＩＤマウスにおける典型的なＲＳＣとしての化合物Ｂの薬物動態学（ＰＫ）及び薬力学（ＰＤ）を試験した。最初に、血液中の有意なレベルの化合物Ｂを検出した。第２に、図２７に明白に示されるように、最高濃度の化合物Ｂが、i.p.注射の約２０分で観察され、そして約３時間で、ほぼゼロに低下した。化合物Ｂが（腫瘍）組織で最大濃度に達するには長い時間を要すると思われる。観察される結果は、化合物Ｂが数時間以内に身体から良く排出され得ることを示し、このことは、化合物Ｂが卓越した薬物動態学及び薬力学を有することを示唆する。

実施例８．雌ＳＣＩＤマウスにおけるヒト子宮頸癌（ＭＥ−１８０）の異種移植マウスモデルにおける化合物Ｂのインビボ試験：
８．１．材料及びプロトコル
８．１．１．試験群
実験における次の４群は、表２に示される通りである：（１）対照物（５％ＥｔＯＨ／培地）；（２）１５Ｇｙ Ｘ−線照射；（３）５％ＥｔＯＨ中、７ｍｇ／ｋｇでの化合物Ｂ／培地；及び（４）５％ＥｔＯＨ中、７ｍｇ／ｋｇでの化合物Ｂ／培地＋１５Ｇｙ Ｘ−線照射。

８．１．２．細胞調製物（Ｓ．Ｃ．接種のための収穫）
ＭＥ―１８０（ヒト子宮頸癌）細胞を、１０％ＦＢＳにより補充されたＡＴＣＣ−処方のＭｃＣｏｙ’ｓ５Ａ培地において培養した。フラスコ中の細胞を、５％ＣＯ₂を含む保湿雰囲気下で、３７℃で維持した。細胞をＰＢＳですすぎ、フラスコの底から離すためにトリプシン処理し、新鮮な増殖培地と共に混合し、そして遠心分離し、上清液を除いた。細胞を、接種のための適切な濃度まで、新鮮な培地により再懸濁した。注射体積は、動物当たり５０μｌ（１×１０⁶個の細胞）であった。

８．１．３．腫瘍細胞移植（固形腫瘍）
ＭＥ−１８０腫瘍細胞を、２７ゲージ針を用いて、５０μｌの体積で雌ＳＣＩＤマウス（生後６〜８週）の左腓腹筋中に皮下移植した。これは、ヒト子宮頸癌の皮下（SC）異種移植マウスモデルとして確立された。

８．１．４．薬物及び放射線用量投与
上記試験群表に概略されるように、マウスを個々に計量し、そして注射濃度について体重に応じて腹腔内注射した。注射体積は、２０ｇのマウス当たり２００μｌに基づく。皮膚表面を、７０％イソプロピルアルコールにより拭き、注射部位を清浄した。放射線を、Ｘ−ｒａｄ２２５標的化照射器を用いて、腫瘍に与えた。

８．１．５．データ収集
腫瘍サイズを、ノギス及びマイクロＭＲＩを用いて、時間の関数として測定し、治療に関連した腫瘍増殖遅延を評価した。動物をまた、腫瘍測定の時間で計量した。マウスにおける腫瘍は、終了前、最大１０００ｍｍ³に増殖した。

８．１．５．マウスにおける薬物誘発されたストレスの評価
すべての動物を、投与後、１日当たり少なくとも１度、必要であると思われる場合、それ以上、前処置及び処置の間、死亡率及び羅患率について観察した。特に、動物を、病気の徴候、例えば体重減少、食欲の変化、挙動性の変化、例えば、変更された歩行、無気力及びストレスの総症状についてモニターした。

８．２．結果
化合物Ｂ及びＸ−線照射を組み合わせたインビボ放射線増感（例えば、抗癌）効果を、ヒト子宮頸癌（ＭＥ−１８０）の異種移植マウス腫瘍モデルにおいて調べた。図２８〜３０に示されるように、前記腫瘍モデルにおける放射線又は化合物単独のみでの治療に比較して、Ｘ−線照射と化合物Ｂとの組み合わせは、腫瘍増殖の抑制を優位に増強したことが明白に見出される。この結果は、イオン化放射線と組合しての化合物Ｂが２１日目まで、非常に有意な腫瘍増殖の遅延をもたらしたことを示す。単一用量（７ｍｇ／ｋｇ）の化合物及び１５Ｇｙの単一放射線用量が本実験において使用され、そして化合物Ｂが観察される全く無いか又は最少の全体的及び急性毒性を有する場合、それらの結果は複数の分割放射線療法に外挿され得（例えば、全治療過程について５×７ｍｇ／ｋｇ及び５×４Ｇｙによる５分割用量が適用され得る）、結果的に治療効果の増強において最大の相乗効果が達成され得たことが予測される。

治療された動物の何れにおいても、毒性又は病気の徴候はなく、全体的な薬物毒性もなく（マウス生存性及び体重に対する効果もない）、又は急性毒性も示されなかった（肝毒性、腎毒性及び電解質における変化もない）。

本明細書に記載される引用文献は、その全体が参照により組込まれる。

上記に記載される実施態様は、単なる例であることが意図される。変更、修飾及び変動は、添付される特許請求の範囲によってのみ定義される本開示の範囲から逸脱することなく、当業者により特定の実施態様に行うことができる。

参考文献：
1. P. G. Rose, B. N. Bundy, E. B. Watkins , J. T. Thigpen , G. Deppe , M. A. Maiman , D. L. Clarke-Pearson , S. Insalaco. Concurrent cisplatin-based radiotherapy and chemotherapy for locally advanced cervical cancer. N. Engl. J. Med. 340, 1144-53(1999)
2. D. M. Reese, Anticancer drugs, Nature 378, 532(1995)
3. Q.B. Lu, US/WO Patent (WO/2011/026219), “Novel Combination Therapy of Cisplatin with Non-Toxic Molecular Promoters (Compounds) for Cancer Treatment”
4. Q.-B. Lu, Molecular Reaction Mechanisms of Combination Treatments of Low-Dose Cisplatin with Radiotherapy and Photodynamic Therapy, J. Med. Chem. 50, 2601-2604(2007)
5. Q.-B. Lu, Effects of Ultrashort-Lived Prehydrated Electrons in Radiation Biology and Their Applications for Radiotherapy of Cancer, Mutat. Res.-Rev. Mutat. Res. 704, 190-199(2010)。
6. M. D. Prados et al. “A phase 3 randomized study of radiotherapy plus procarbazine, CCNU, and vincristine (PCV) with or without BUdR for the treatment of anaplastic astrocytoma: a preliminary report of RTOG 9404”, Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 45, 1109(1999)
7. A. Choudhury et al., Targeting homologous recombination using imatinib results in enhanced tumor cell chemosensitivity and radiosensitivity, Mol Cancer Ther 8, 203-2013 (2009)

Claims (17)

1. 下記一般式ＩＩＩ：
   ［式中、
   Ｘ及びＹは独立して、Ｃ−Ｈ又はＮであり；
   Ｒ¹及びＲ²の少なくとも１つはハロゲンであり、他方はハロゲン又はＨである］
   を有する化合物、又はその医薬的に許容できる塩を含む、放射線増感剤として使用するための医薬組成物。
2. １以上の医薬的に許容できる担体又は希釈剤を更に含む、請求項１に記載の医薬組成物。
3. 前記ハロゲンが、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩから成る群から選択される、請求項１又は２に記載の医薬組成物。
4. 前記化合物が、下記構造式：
   から成る群から選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の医薬組成物。
5. 前記化合物が、下記構造式：
   から成る群から選択される、請求項４に記載の医薬組成物。
6. 疾患の治療において放射線療法と組み合わせて使用するための、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医薬組成物。
7. 前記疾患が癌である、請求項６に記載の医薬組成物。
8. 前記癌が、精巣癌、膀胱癌、子宮頸癌、卵巣癌、乳癌、前立腺癌、頭部癌、頸部癌、肺癌、非小細胞肺癌、子宮体癌、膵臓癌、カポジ肉腫、副腎癌、白血病、胃癌、結腸癌、直腸癌、肝臓癌、食道癌、腎臓癌、甲状腺癌、子宮癌、皮膚癌、口腔癌、脳癌、脊髄癌、胆嚢癌、肉腫、癌腫、黒色腫、リンパ腫、骨髄腫、及び胚細胞腫瘍から成る群から選択される、請求項７に記載の医薬組成物。
9. 前記癌が、子宮頸癌、卵巣癌、肺癌、乳癌、頭頸部癌、又は膵臓癌である、請求項７に記載の医薬組成物。
10. 前記疾患が、イオン化放射線によって治療できる非悪性疾患であり、前記非悪性疾患が、三叉神経痛、聴神経腫、重度の甲状腺眼症、翼状片、色素性絨毛結節性滑膜炎、ケロイド瘢痕成長、血管再狭窄、及び異所性骨化を含む、請求項６に記載の医薬組成物。
11. 前記組成物、及び前記イオン化放射線が、連続的に又は同時に投与される、請求項６に記載の医薬組成物。
12. 前記化合物が、放射線標識されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の医薬組成物。
13. 前記化合物が、^３Ｈ、^１４Ｃ、^３２Ｐ、^３５Ｓ、^４３Ｆ、及び^３６Ｃｌから成る群から選択される１つ以上の原子で放射線標識される、請求項１２に記載の医薬組成物。
14. 腸内投与用、又は非経口投与用に製剤化される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の医薬組成物。
15. 経口投与用に製剤化される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の医薬組成物。
16. 静脈内投与用に製剤化される、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の医薬組成物。
17. 前記組成物とイオン化放射線との組み合わせ療法が、さらに１つ以上の追加の癌療法を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の医薬組成物。