[发明专利]1-(芳基甲基)-5,6,7,8-四氢喹唑啉-2,4-二酮和相关化合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于药物化学领域。本发明特别涉及1-(芳基甲基)-5,6,7,8-四氢喹唑啉-2,4-二酮和相关化合物，及其作为治疗上有效的多聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制剂，和抗癌药物的应用。

背景技术

多聚(ADP-核糖)聚合酶(poly(ADP-ribose)polymerase,PARP)催化由NAD+向目标蛋白分子上添加多聚(ADP-核糖)，是对应DNA损伤修复DNA过程的重要组成部分。这个过程对保持DNA及染色体的完整和稳定至关重要，是保证哺乳类细胞存活的重要保障。细胞内的绝大多数ADP-核糖聚合活力是由PARP-1催化而成，虽然PARP-2和其他亚型也有这种功能。敲除PARP-1的小鼠不具备单链DNA损伤修复功能(Krishnakumar和Kraus,2010,Molecular Cell39:8)。同时，缺失DNA同源重组功能的BRCA1或BRCA2缺失型癌细胞在抑制ADP-核糖聚合活力的条件下对包括含铂类化疗药物，DNA甲基化类抗癌化疗药物和DNA拓扑异构酶抑制剂类等导致DNA损伤的抗癌化疗药物，或放射治疗格外敏感。临床二期试验数据显示PARP-1抑制剂奥拉帕尼(AZD2281)用于治疗晚期乳腺癌是有效的，证明了这一思路的可行性(Andrew Tutt等,2009,J.Clin.Oncol27:18s；Andrew Tutt等,2010,Lancet376:235；R.A.Dent等,2010,J.Clin.Oncol.28:15s)。这一系列科学和临床试验结果显示PARP-1抑制剂能用作抗癌药物有效地治疗多种癌症。用PARP-1抑制剂来治疗癌症主要基于两种机制。其一，由于快速增长的癌症细胞DNA复制远远高于缓慢生长的正常细胞,能造成DNA损伤的药物会有选择地对癌细胞造成死亡。但由于DNA修复酶的存在，这类药物的药性不能充分发挥。因此PARP-1抑制剂与常用的DNA损伤类化疗抗癌药物结合使用，由于其对DNA修复的抑制，极大地放大了DNA损伤类抗癌药物，比如替莫唑胺(temozolamide)的药性从而产生协同效应。其二，对DNA修复有缺陷的癌细胞，比如BRCA1或BRCA2缺失的三重阴性乳腺癌等癌细胞，PARP-1抑制剂能独立地作为抗癌药物，直接杀死这些细胞。据统计大约10-15％的乳腺癌都有家族史遗传的因素。其中由于BRCA1或BRCA2基因突变而引起的乳腺癌又占所有遗传性乳腺癌的15-20％。PARP-1参与DNA修复，由PARP-1抑制剂抑制DNA的修复可用于有选择地有效地治疗包括三重阴性乳腺癌在内的有遗传性DNA修复缺陷的癌症。另外PARP-1抑制剂也可能用于治疗其他细胞坏死性疾病，例如中风和神经退行性疾病等中枢神经系统疾病等(Akinori等,2004,J.Pharmacol.Exp.Thera.310:425)。

PARP-1抑制剂的活性可用PARP-1酶测定。同时，因为PARP-1抑制剂能增加DNA损伤类化疗抗癌药物例如MMS对癌细胞的细胞毒性，PARP-1抑制剂的活性也可用DNA损伤类抗癌药对癌细胞的细胞毒性实验MTT法测定。

已知许多抗癌药物可诱导癌细胞凋亡。细胞凋亡机制包括一系列蛋白水解酶的激活使细胞进入可逆和不可逆的凋亡状态。涉及细胞凋亡最主要的一组蛋白水解酶是含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)。含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶通常以没有活性的酶原状态存在于细胞内。含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶是半胱氨酸-天冬氨酸蛋白水解酶。它们的共同点是特异地水解天冬氨酸残基后的肽键。其中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3，-6和-7是关键的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶，它们能切割多种细胞中的蛋白质底物，导致细胞凋亡。细胞内的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶活性可采用荧光标记的底物来测量。因为PARP-1抑制剂能增加DNA损伤类化疗抗癌药物例如MMS的诱导细胞凋亡作用，PARP-1抑制剂的活性也可用DNA损伤类化疗抗癌药物在癌细胞内诱导的含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶活力实验来测定。

WO2003059892公开四氢喹唑啉二酮和相关化合物作为多聚(ADP-核糖)聚合酶抑制剂。其中A＝CH₂，O，S；X＝亚烷基，其中的亚甲基可用氧取代；R₁＝H，烷氧羰基；R₂＝非取代和取代的芳基、杂芳基，例如NO₂，卤素，CN等。