硼替佐米的瘤内递送
阅读说明：本技术 硼替佐米的瘤内递送 (Intratumoral delivery of bortezomib ) 是由 T·陈 耶霍舒亚·沙哈尔 于 2019-01-29 设计创作，主要内容包括：本公开提供了通过植入受试者脑中的泵将硼替佐米给药到脑肿瘤中的方法。本公开还包括向受试者的中枢神经系统中的肿瘤给药药物的方法,该方法包括通过植入受试者脑中的泵将治疗有效量的药物递送到脑肿瘤中,其中,由于该药物的毒性,在中枢神经系统中向受试者给药该药物是被禁忌的。(The present disclosure provides methods of administering bortezomib to a brain tumor via a pump implanted in the brain of a subject. The disclosure also includes a method of administering a drug to a tumor in the central nervous system of a subject, the method comprising delivering a therapeutically effective amount of the drug into the brain tumor via a pump implanted in the brain of the subject, wherein administration of the drug to the subject in the central nervous system is contraindicated due to toxicity of the drug.)
技术领域
本发明涉及药物的瘤内递送。本发明进一步涉及向中枢神经系统中的肿瘤给药蛋白酶体抑制剂的方法。
背景技术
恶性胶质瘤，中枢神经系统(CNS)癌症的最常见形式，当前被认为是基本上不能治愈的。在各种恶性胶质瘤之中，间变性星形细胞瘤(Ⅲ期)和多形性胶质母细胞瘤(GBM；Ⅳ期)由于其侵袭性生长和对当前可用疗法的抗性，因而具有特别差的预后。恶性胶质瘤的现有标准治疗由手术、电离辐射和化疗组成。尽管医学上有最新的进展，但在过去的50年，在恶性胶质瘤的预后上并没有看到任何明显的改善。Wen et al.Malignant gliomas inadults.New England J Med.359:492-507,2008。Stupp et al.Radiotherapy plusconcomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma.New England J Med.352:987-996,2005。
胶质母细胞瘤(GBM)是最流行和最具侵袭性形式的原发性脑肿瘤。2目前尚无对该肿瘤的有效治疗。目前的标准治疗，包括手术、放射和化疗，已将生存期提高到从诊断时起大约15个月；然而，只有10％的患者术后生存5年。15治疗成功的关键障碍是肿瘤复发以及对进一步化疗的抗性。反复手术和放射往往不是可行的选项。传统上，治疗位于脑内或脑上的肿瘤的选项包括手术、放射、化疗和局部瘤内疗法。全身化疗是放射和手术的一个可行的辅助选项。然而，它在脑癌中的疗效受到以下限制：1)跨越血脑屏障的递送；2)癌细胞耐药性的发展；以及3)化疗剂的全身副作用。在存在恶性脑肿瘤的情况下，由于血脑屏障仅被部分破坏，因此它仍会损害全身化疗向脑癌的有效递送和转运。其次，脑肿瘤可能发展出耐药性。最后，化疗在全身系统地分布。因为患者全身都在接受治疗(而不仅仅是肿瘤和肿瘤相关区域)，所以可能会发生不良副作用，诸如恶心、腹泻、脱发以及食欲和精力减退。一些患者的一些副作用如此强烈，以致于化疗对于他们作为治疗是不可用的，从而降低了他们的总体生存机会。
蛋白酶体抑制剂硼替佐米(bortezomib)对多种肿瘤有效，但对GBM无效。2003年，FDA批准了硼替佐米(万珂(Velcade)，Millennium Pharma)，其是用于治疗用途的第一蛋白酶体抑制剂。19这种药物目前用于治疗多发性骨髓瘤和套细胞淋巴瘤。5蛋白酶体是一种酶复合物，它是蛋白质降解的主要部位，通过选择性破坏这些肽用于分解外来或异常的细胞内蛋白质。1,3,24这种活性对正常细胞循环和多种其他功能至关重要。蛋白酶体活性的抑制导致细胞凋亡。13由于促凋亡信号传导的增加和促生存信号传导的减少，硼替佐米有效地诱导细胞经历细胞凋亡。24蛋白酶体抑制剂可通过产生活性氧类，通过DR5和Fas表达增加肿瘤坏死因子相关的细胞凋亡诱导的配体(TRAIL)细胞死亡，和增加促凋亡Bcl-2蛋白质Bim和Bad，以及其他细胞毒性机制引起细胞死亡。11,13,20先前证据表明，与正常干细胞相比，蛋白酶体抑制可能对胶质瘤干细胞样细胞具有选择性细胞毒性。9最近的研究显示硼替佐米在体外诱导胶质瘤细胞的细胞毒性。25然而，硼替佐米在颅内肿瘤模型中的活性是可疑的。研究已经表明，全身给药时硼替佐米活性不足可能是由于血脑屏障(BBB)中高水平的外排转运体。22因此，硼替佐米递送的途径对药物的疗效起着重要作用。
然而，由于致命事件，鞘内给药硼替佐米是被禁忌的(参见，https:// www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2014/021602s040lbl.pdf)。因此，至关重要的是确定用治疗药剂诸如硼替佐米来治疗癌症诸如恶性胶质瘤的新型治疗方法。这些化合物可以单独给药，或与包括放射、标准化疗和手术的其他治疗方法联合给药。
发明内容
本公开提供了给药硼替佐米的方法，所述方法包括通过植入受试者脑中的泵将治疗有效量的硼替佐米递送到脑肿瘤中。
本公开还包括向受试者的中枢神经系统给药药物的方法，所述方法包括通过植入脑中的泵将治疗有效量的所述药物递送到所述受试者脑中，其中，由于所述药物的毒性，在所述中枢神经系统中向所述受试者给药所述药物是被禁忌的(如本文使用的，术语“药物”与术语“药剂”或“化合物”可互换地使用)。
本公开提供了向受试者的中枢神经系统中的肿瘤给药药物的方法，所述方法包括通过植入所述受试者脑中的泵将治疗有效量的所述药物递送到脑肿瘤中，其中，由于所述药物的毒性，在所述中枢神经系统中向所述受试者给药所述药物是被禁忌的。
在某些实施方式中，毒性包括周围神经病变、低血压、心脏毒性、肺毒性、血小板减少、中性粒细胞减少、肝毒性或其组合。
在某些实施方式中，药剂是蛋白酶体抑制剂。在某些实施方式中，药剂是硼替佐米、长春新碱、氨甲蝶呤、BCNU、博来霉素、阿糖胞苷、达卡巴嗪(Dacarbazine)、二氮醌(diaziquinone)、多柔比星(doxorubicin)、丝裂霉素C和/或噻替派(ThioTEPA)。在一种实施方式中，药物是硼替佐米。
在一种实施方式中，泵是磁力通气泵(magnetic breather pump)。在另一种实施方式中，泵是渗透泵。
在某些实施方式中，泵直接植入脑肿瘤内。
在一种实施方式中，肿瘤是胶质母细胞瘤。在一种实施方式中，肿瘤是颅内胶质瘤肿瘤。
本发明方法可进一步包括用放射治疗受试者的步骤。药物可在放射之前、期间或之后给药。
本发明方法可进一步包括向受试者给药化疗剂的步骤。在某些实施方式中，化疗剂选自由以下组成的组：DNA烷化剂、拓扑异构酶抑制剂、内质网应激诱导剂、铂化合物、抗代谢物、酶抑制剂和受体拮抗剂。
附图说明
图1示出了MTT细胞毒性试验的结果，证明硼替佐米对体外人胶质瘤细胞具有细胞毒性。用硼替佐米(0-25nM)治疗胶质瘤细胞(U251、LN229、U87)48小时。使用MTT试验评估细胞死亡。O.D.＝光密度。
图2A-2B.当IV给药时，硼替佐米降低皮下肿瘤进展。图2A：胶质瘤细胞(U251)被皮下植入到无胸腺nu/nu小鼠中。十四天后，开始静脉治疗：溶媒治疗(圆形)；硼替佐米(总计36μg)(正方形)。随后，在14天内动物不接受治疗。硼替佐米治疗显著降低肿瘤生长速率(p＝0.0145)。图2B：胶质瘤细胞(U87)被皮下植入到无胸腺裸鼠中。从植入后第30天开始通过静脉注射给药硼替佐米，总剂量为36μg。硼替佐米显著降低皮下肿瘤的肿瘤生长速率(p＝0.041)。
图3A-3B.全身递送时硼替佐米不影响颅内肿瘤进展。将人胶质瘤细胞U251(图3A)或U87(图3B)植入颅内；随后，IV给予小鼠硼替佐米(总计36μg)(正方形)或溶媒(圆形)。每周通过光学成像监测脑肿瘤大小，并通过卡普兰-迈耶(Kaplan-Meier)图分析动物生存数据。在硼替佐米与溶媒盐水对照相比之间无显著差异。
图4.瘤内(IT)给药硼替佐米(BZM)有效提高生存率。胶质瘤细胞(U251)被植入颅内。10天后，用溶媒IT；硼替佐米IV(总计36μg)；硼替佐米IT(低剂量，总计0.36μg)；硼替佐米IT(中剂量，总计1.2μg)；以及硼替佐米IT(高剂量，总计3.6μg)治疗动物。硼替佐米的局部给药延缓了肿瘤进展，并且显著增加了中位生存期(对于中剂量和高剂量分别从23天增加到34天和37天)。统计分析显示p值如下：溶媒与硼替佐米IV(总计36μg)相比，p＝0.9523(不显著)；硼替佐米IV(3.6μg)与硼替佐米IT(低剂量，总计0.36μg)相比，p＝0.1104(不显著)；硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(中剂量，总计1.2μg)相比，p＝0.0005；以及硼替佐米IV(36μg)与硼替佐米IT(高剂量，总计3.6μg)相比，p＝0.0022。CED＝对流增强递送。
图5.硼替佐米抑制体内蛋白酶体活性。使用Alzet泵通过瘤内给药硼替佐米(总计3.6μg)治疗动物。5、7或10天后，使动物安乐死，收获荷瘤脑，并制备裂解物用于蛋白酶体活性试验。在第5、7和10天从溶媒治疗的脑获得对照值。数据显示，用瘤内硼替佐米治疗的荷瘤动物展现出显著降低的蛋白酶体活性：5天(P＝0.03)；7天(P＝0.03)；以及10天(P＝0.0048)。数据作为2个独立实验的平均值±SD呈现。P值比较了在不同治疗天数的溶媒与蛋白酶体活性。
图6.组织学分析表明瘤内治疗的动物与IV治疗的动物相比肿瘤更小。将荷瘤动物用瘤内给药的硼替佐米(A)或IV给药的硼替佐米(B)治疗。5天后，使动物安乐死，收获脑，并且用苏木精/伊红染色。基于表面积，结果显示，IV治疗的动物中的肿瘤大约是瘤内治疗的动物的十倍大(4X放大)。组织也用抗人抗体(TRA 1-85)染色；并且结果显示，与IT治疗的动物(箭头)(D)相比，IV治疗导致更大的肿瘤细胞侵入小鼠脑(箭头)(C)(10X放大)。
具体实施方式
本公开提供了通过植入受试者脑中的泵将硼替佐米给药到脑肿瘤中的方法。
本公开还包括向受试者的中枢神经系统中的肿瘤给药药剂的方法，该方法包括通过植入受试者脑中的泵将治疗有效量的药物递送到脑肿瘤中，其中，由于该药物的毒性，在中枢神经系统中向受试者给药该药物是被禁忌的。
在某些实施方式中，毒性包括周围神经病变、低血压、心脏毒性、肺毒性、血小板减少、中性粒细胞减少、肝毒性或其组合。
在某些实施方式中，药剂是蛋白酶体抑制剂。在某些实施方式中，药剂是硼替佐米、长春新碱、氨甲蝶呤、BCNU、博来霉素、阿糖胞苷、达卡巴嗪、二氮醌、多柔比星、丝裂霉素C和/或噻替派。在一种实施方式中，药物是硼替佐米。
在一种实施方式中，泵是磁力通气泵。在另一种实施方式中，泵是渗透泵。
在某些实施方式中，泵直接植入脑肿瘤内。
在一种实施方式中，肿瘤是胶质母细胞瘤。在一种实施方式中，肿瘤是颅内胶质瘤肿瘤。
本发明方法可进一步包括用放射治疗受试者的步骤。药物可在放射之前、期间或之后给药。
本发明方法可进一步包括向受试者给药化疗剂的步骤。在某些实施方式中，化疗剂选自由以下组成的组：DNA烷化剂、拓扑异构酶抑制剂、内质网应激诱导剂、铂化合物、抗代谢物、酶抑制剂和受体拮抗剂。
本公开还提供了使用药剂治疗疾病诸如CNS肿瘤的方法。本发明的药剂可以单独给药，或者与放射、手术或其他化疗剂联合给药。药剂也可以与抗病毒剂、抗炎剂或抗生素共同给药。药剂可以同时或顺序给药。本发明的药剂可以在给药一种或多种其他活性剂之前、期间或之后给药。
本发明的药剂可用于治疗神经系统癌症，诸如恶性胶质瘤(例如星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤)、视网膜母细胞瘤、毛细胞型星形细胞瘤(I级)、脑膜瘤、转移性脑瘤、神经母细胞瘤、垂体腺瘤、颅底脑膜瘤和颅底癌。
蛋白酶体抑制剂
如本文使用的术语“蛋白酶体抑制剂”是指靶向、降低或抑制蛋白酶体活性的化合物。在一些实施方式中，蛋白酶体抑制剂选自硼替佐米(
用于本文公开方法中的合适的蛋白酶体抑制剂可包括但不限于肽硼酸化合物。NPI-0052(盐孢菌酰胺A类似物)、2-吡咯烷酮化合物、表没食子儿茶素3-没食子酸酯(EGCG)类似物(尤其是对蛋白酶体抑制具有特异性的那些类似物)、PR-171、PR-047、环氧甲酮四肽(epoxomycin)类似物、肽类似物、四肽衍生物、tyropeptide A类似物及其组合。在一些实施方式中，蛋白酶体抑制剂抑制蛋白酶体的一种或多种酶活性，这些酶活性选自β1亚基活性(糜蛋白酶样活性)、β2亚基活性(胰蛋白酶样活性)和β5亚基活性(谷氨酰基肽基水解后样活性(post-glutamyl peptidyl hydrolytic-like activity))。一种合适的蛋白酶体抑制剂是硼替佐米(BZ)或其药学上可接受的盐，其例如可以约0.7mg/m.sup.2至约1.9mg/m.sup.2的剂量给药至患者。美国专利第9,636,329号。
然而，全身毒性似乎阻止了硼替佐米更广泛地用于治疗癌症。硼替佐米分布到健康组织，引起腹泻、疲劳、体液潴留、低钾血症、低钠血症、低血压、不适、恶心、静态平衡位、硼替佐米诱发的周围神经病(BIPN)和血液学毒性，其中以血小板减少症最为严重。
蛋白酶体抑制剂包括硼替佐米、其药学上可接受的盐、其硼酸酯和/或具有与硼替佐米的结构类似的结构的化合物。具有与硼替佐米类似的结构的蛋白酶体抑制剂包括在美国专利第7,119,080；6,747,150；6,617,317；6,548,668；6,465,433；6,297,217；6,083,903；5,780,454；7,422,830；7,109,323；6,958,319；6,713,446；和6,699,835号中公开的那些化合物。
许多具有抗癌活性的蛋白酶体抑制剂是本领域已知的，并且可以根据共价和非共价抑制剂来划分，其中共价抑制剂进一步划分为醛、硼酸酯、环氧酮、β-内酯、乙烯基砜和α,β-不饱和羰基化合物等。醛类的实例包括MG-132、PSI和fellutamide B。硼酸酯类的实例包括硼替佐米、CEP-18770、MLN2238和MLN9708。环氧酮类的实例包括环氧酶素(epoxomicin)、卡非佐米(PR-171)、NC-005、YU-101、LU-005、YU-102、NC-001、LU-001、NC-022、PR-957(LMP7)、CPSI(β5)、LMP2-sp-ek、BODIPY-NC-001、叠氮基-NC-002和ONX 0912(opromozib)。β-内酯类的实例包括omuralide、PS-519、marizomib和belactosin A。乙烯基砜类的实例包括125I-NIP-L3VS、NC-005-VS和MV151。Kisselev et al."Proteasome Inhibitors:AnExpanding Army Attacking a Unique Target,"Chemistry and Biology 19,Jan.27,2012,99-115(通过援引并入)。美国专利第9,597,410；9,592,247；7,531,526和9,572,854号。
合适的蛋白酶体抑制剂的实例包括但不限于以下化合物，以及其药学上可接受的盐和硼酸酯：N-(4-吗啉)羰基-β-(1-萘基)-L-丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(8-喹啉)磺酰基-β-(1-萘基)-L-丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(2-吡嗪)羰基-L-苯丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、L-脯氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(2-喹啉)羰基-L-高苯丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(3-吡啶)羰基-L-苯丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(3-苯基丙酰基)-L-苯丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(4-吗啉)羰基-L-苯丙氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(4-吗啉)羰基-(O-苄基)-L-酪氨酸-L-亮氨酸硼酸、N-(4-吗啉)羰基-L-酪氨酸-L-亮氨酸硼酸以及N-(4-吗啉)羰基-[O-(2-吡啶基甲基)]-L-酪氨酸-L-亮氨酸硼酸。
CNS肿瘤
药剂可用于治疗脑肿瘤和脑转移瘤。
药剂可用于治疗中枢神经系统(CNS)肿瘤，包括但不限于脑肿瘤、原发性CNS肿瘤、脑原发性肿瘤和脊髓肿瘤。药剂可用于治疗脑外癌症。
药剂可用于治疗颅外肿瘤、原发性脑肿瘤或转移性源的脑肿瘤。
CNS肿瘤的非限制性实例包括胶质瘤、星形细胞瘤、脑膜瘤、少突胶质瘤和组织细胞性淋巴瘤。胶质瘤可能发生在脑的大脑半球，或者在其他区域，诸如视神经、脑干或小脑。
在某些实施方式中，待治疗或预防的癌症或转移包括但不限于原发性颅内中枢神经系统肿瘤。原发性颅内中枢神经系统肿瘤包括多形性胶质母细胞瘤；恶性星形细胞瘤；少突胶质瘤；室管膜瘤；低级别星形细胞瘤；脑膜瘤；间质肿瘤；垂体瘤；垂体腺瘤；神经鞘肿瘤诸如神经鞘瘤；中枢神经系统淋巴瘤；髓母细胞瘤；原始神经外胚瘤；神经元和神经元/神经胶质肿瘤；颅咽管瘤；生殖细胞肿瘤；以及脉络丛肿瘤。美国专利第9,713,646号。
在其他实施方式中，待治疗或预防的癌症或转移包括但不限于原发性脊柱肿瘤(诸如神经鞘瘤)、脑膜瘤、室管膜瘤、肉瘤、星形细胞瘤、胶质瘤、血管肿瘤、脊索瘤和表皮样瘤。
脑癌的实例包括但不限于胶质母细胞瘤、脑干胶质瘤、下丘脑(hypophtalmic)胶质瘤、小脑和大脑星形细胞瘤、髓母细胞瘤、室管膜瘤以及神经外胚瘤和松果体肿瘤。
在其他实施方式中，待治疗或预防的癌症或转移包括但不限于造成脑转移瘤原因的原发性肿瘤，诸如肺(小细胞和非小细胞两者)肿瘤、乳腺肿瘤、未知原发性肿瘤、黑色素瘤、结肠瘤和泌尿器官肿瘤。
在某些实施方式中，脑肿瘤可以是例如与脑组织不同的组织来源。
CNS肿瘤的来源组织可包括星形胶质细胞、少突胶质细胞、室管膜、神经元、脑膜等。
CNS肿瘤的非限制性实例包括毛细胞型星形细胞瘤(PCA)、多形性胶质母细胞瘤(GBM)、少突胶质瘤、室管膜瘤、髓母细胞瘤、脑膜瘤、间变性星形细胞瘤、星形细胞瘤、中枢神经细胞瘤、脉络丛癌、脉络丛***状瘤、脉络丛肿瘤、胚胎发育不良性神经上皮肿瘤、室管膜肿瘤、纤维性星形细胞瘤、巨细胞胶质母细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤、大脑胶质瘤病、胶质肉瘤、血管外皮细胞瘤、髓母细胞瘤、髓上皮瘤、脑膜癌病、神经母细胞瘤、神经细胞瘤、少突星形细胞瘤、少突胶质瘤、视神经鞘脑膜瘤、小儿室管膜瘤、毛细胞型星形细胞瘤、松果体母细胞瘤、松果体细胞瘤、多形性间变性神经母细胞瘤、多形性黄色星形细胞瘤、原发性中枢神经系统淋巴瘤、蝶骨嵴脑膜瘤、室管膜下巨细胞星形细胞瘤、室管膜下瘤、三侧性视网膜母细胞瘤。世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类，2016年，第4修订版。
在某些实施方式中，待治疗或预防的癌症或转移包括但不限于原发性颅内中枢神经系统肿瘤。原发性颅内中枢神经系统肿瘤包括多形性胶质母细胞瘤；恶性星形细胞瘤；少突胶质瘤；室管膜瘤；低级别星形细胞瘤；脑膜瘤；间质肿瘤；垂体瘤；神经鞘肿瘤诸如神经鞘瘤；中枢神经系统淋巴瘤；髓母细胞瘤；原始神经外胚瘤；神经元和神经元/神经胶质肿瘤；颅咽管瘤；生殖细胞肿瘤；以及脉络丛肿瘤。
本发明的药剂可用于治疗神经系统癌症，诸如恶性胶质瘤(例如星形细胞瘤、间变性星形细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤)、视网膜母细胞瘤、毛细胞型星形细胞瘤(I级)、脑膜瘤、转移性脑瘤、神经母细胞瘤、垂体腺瘤、颅底脑膜瘤和颅底癌。如本文使用的，术语“神经系统肿瘤”是指受试者具有神经系统细胞的恶性增殖的病症。
可通过本发明化合物治疗的癌症包括但不限于肺癌、耳鼻喉癌、白血病、结肠癌、黑色素瘤、胰腺癌、乳癌、***癌、乳腺癌、造血系统癌症、卵巢癌、基底细胞癌、胆道癌；膀胱癌；骨癌；乳腺癌；***；绒毛膜癌；结肠和直肠癌；***癌；消化系统的癌症；子宫内膜癌；食管癌；眼癌；头颈癌；胃癌；上皮内瘤；肾癌；喉癌；白血病，包括急性骨髓性白血病、急性淋巴细胞性白血病、慢性骨髓性白血病、慢性淋巴细胞性白血病；肝癌；淋巴瘤，包括霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤；骨髓瘤；纤维瘤、神经母细胞瘤；口腔(例如，唇、舌、口和咽)癌；卵巢癌；胰腺癌；***癌；视网膜母细胞瘤；横纹肌肉瘤；直肠癌；肾癌；呼吸系统癌症；肉瘤；皮肤癌；胃癌；睾丸癌；甲状腺癌；子宫癌；***癌症，以及其他癌和肉瘤。美国专利第7,601,355号。
本发明还提供了治疗CNS障碍的方法，其包括但不限于原发性神经退行性疾病诸如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、心理障碍、精神病和抑郁症。通过本发明的组合物和方法还可治疗孤独症。治疗可由以下组成：单独使用本发明的化合物，或与目前用于治疗帕金森氏病、阿尔茨海默氏病或心理障碍的药物联合使用。
本发明还提供了改善免疫调节疗法响应的方法，该方法包括在免疫调节治疗之前或期间使细胞暴露于有效量的本发明的化合物诸如异紫苏醇的步骤。优选的免疫调节剂是细胞因子，诸如白细胞介素、淋巴因子、单核因子、干扰素和趋化因子。
联合疗法
药剂可与放射疗法联合使用。在一种实施方式中，本发明提供了用放射***细胞诸如恶性胶质瘤细胞的方法，其中将细胞用有效量的药剂治疗并然后暴露于放射。通过本发明的化合物的治疗可以是在放射之前、期间和/或之后。例如，本发明的化合物可以在放疗开始前一周开始连续给药，并在放疗结束后继续持续两周。美国专利第5,587,402和5,602,184号。
在一种实施方式中，本发明提供了用化疗***细胞诸如恶性胶质瘤细胞的方法，其中将细胞用有效量的药剂治疗并然后暴露于化疗。通过本发明的化合物的治疗可以是在化疗之前、期间和/或之后。
药剂可以与化疗剂或用于治疗CNS障碍(包括原发性退行性神经障碍诸如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、多发性硬化症、注意力不足过动症或ADHD、心理障碍、精神病和抑郁症)的其他治疗剂、免疫治疗剂、血管生成抑制剂和抗高血压剂联合使用。可与药剂联合使用的抗癌剂可对癌细胞或受试者产生以下一种或多种作用：细胞死亡；细胞增殖减少；细胞数量减少；细胞生长抑制；细胞凋亡；坏死；有丝***灾变；细胞周期停滞；细胞大小减小；细胞***减少；细胞生存率降低；细胞代谢降低；细胞损伤或细胞毒性的标志物；细胞损伤或细胞毒性的间接指示物，诸如肿瘤收缩；受试者生存率提高；或与不希望的、不需要的或异常的细胞增殖相关的标记物消失。美国专利公布号20080275057。
本发明还包括药剂和至少一种其他治疗剂的共混物和/或共制剂。
化疗剂包括但不限于DNA烷基化剂、拓扑异构酶抑制剂、内质网应激诱导剂、铂类化合物、抗代谢物、长春花生物碱类(vincalkaloids)、紫杉烷类、埃博霉素(epothilone)、酶抑制剂、受体拮抗剂、酪氨酸激酶抑制剂、硼辐射增敏剂(即万珂)和化疗联合疗法。
DNA烷基化剂的非限制性实例为氮芥类，诸如环磷酰胺(异环磷酰胺、曲洛磷胺)、苯丁酸氮芥(美法仑(Melphalan)、泼尼氮芥(Prednimustine))、苯达莫司汀(Bendamustine)、乌拉莫司汀(Uramustine)和雌莫司汀(Estramustine)；亚硝基脲，诸如卡莫司汀(Carmustine)(BCNU)、洛莫司汀(Lomustine)(司莫司汀(Semustine))、福莫司汀(Fotemustine)、尼莫司汀(Nimustine)、雷莫司汀(Ranimustine)和链脲佐菌素(Streptozocin)；烷基磺酸盐，诸如白消安(Busulfan)(甘露舒凡(Mannosulfan)、曲奥舒凡(Treosulfan))；氮杂环丙烷，诸如卡波醌(Carboquone)、三亚胺醌(Triaziquone)、曲他胺(Triethylenemelamine)；肼(甲基苄肼(Procarbazine))；三氮烯，诸如达卡巴嗪和替莫唑胺；六甲蜜胺(Altretamine)和二溴甘露醇。
拓扑异构酶I抑制剂的非限制性实例包括喜树碱(Campothecin)衍生物，包括如Pommier Y.(2006)Nat.Rev.Cancer 6(10):789-802和美国专利公布号200510250854中描述的SN-38、APC、NPC、喜树碱、拓扑替康(topotecan)、依喜替康甲磺酸盐、9-硝基喜树碱、9-氨基喜树碱、勒托替康(lurtotecan)、鲁比替康(rubitecan)、silatecan、吉马替康(gimatecan)、二氟替康(diflomotecan,)、依喜替康(extatecan)、BN-80927、DX-8951f和MAG-CPT；原小檗碱类生物碱及其衍生物，包括如Li et al.(2000)Biochemistry 39(24):7107-7116和Gatto et al.(1996)Cancer Res.15(12):2795-2800中描述的小檗红碱(berberrubine)和甲氧檗因(coralyne)；菲咯啉衍生物，包括如Makhey et al.(2003)Bioorg.Med.Chem.11(8):1809-1820中描述的苯并[i]菲啶、两面针碱(Nitidine)和花椒宁碱(fagaronine)；Terbenzimidazole及其衍生物如Xu(1998)Biochemistry 37(10):3558-3566中描述的；以及蒽环类衍生物，包括如Foglesong et al.(1992)Cancer Chemother.Pharmacol.30(2):123-]25，Crow et al.(1994)J.Med.Chem.37(19):31913194，和Crespi et al.(1986)Biochem.Biophys.Res.Commun.136(2):521-8中描述的多柔比星、柔红霉素(Daunorubicin)和米托蒽醌(Mitoxantrone)。拓扑异构酶II抑制剂包括但不限于依托泊苷(Etoposide)和替尼泊苷(Teniposide)。拓扑异构酶I和II双重抑制剂包括但不限于，如Denny和Baguley(2003)Curr.Too.Med.Chem.3(3):339-353中描述的辛妥平(Saintopin)和其他萘并萘二酮(Naphthecenediones)、DACA和其他吖啶-4-甲酰胺、茚托利辛(Intoplicine)和其他苯并吡啶并吲哚(Benzopyridoindoles)、TAS-I03和其他7H-茚并[2,1-c]喹啉-7-酮、吡唑啉吖啶(Pyrazoloacridine)、XR 11576和其他苯并吩嗪(Benzophenazines)、XR 5944和其他二聚化合物、7-氧亚基-7H-二苯并[f,ij]异喹啉和7-氧亚基-7H-苯并[e]嘧啶以及蒽基-氨基酸缀合物。一些药剂抑制拓扑异构酶II并具有DNA嵌入活性，诸如但不限于蒽环类(阿克拉霉素(Aclarubicin)、柔红霉素、多柔比星、表阿霉素(Epirubicin)、伊达比星(Idarubicin)、氨柔比星(Amrubicin)、吡柔比星(Pirarubicin)、戊柔比星(Valrubicin)、佐柔比星(Zorubicin))和蒽二酮类(Antracenediones)(米托蒽醌和匹克生琼(Pixantrone))。
内质网应激诱导剂的实例包括但不限于二甲基-塞来昔布(DMC)、奈非那韦(nelfinavir)、塞来昔布(celecoxib)和硼辐射增敏剂(即万珂(硼替佐米(Bortezomib))。
铂基化合物是DNA烷化剂的亚类。这类药剂的非限制性实例包括顺铂、奈达铂(Nedaplatin)、奥沙利铂(Oxaliplatin)、四硝酸三铂、赛特铂(Satraplatin)、阿洛铂(Aroplatin)、洛铂(Lobaplatin)和JM-216。(参见，McKeage et al.(1997)J.Clin.Oncol.201:1232-1237，以及通常，CHEMOTHERAPY FOR GYNECOLOGICAL NEOPLASM,CURRENT THERAPY AND NOVEL APPROACHES,in the Series Basic and ClinicalOncology,Angioli et al.Eds.,2004)。
“FOLFOX”是用于治疗结直肠癌的一类联合疗法的缩写。它包括5-FU、奥沙利铂和甲酰四氢叶酸(leucovorin)。有关这种治疗的信息可以从国家癌症研究所的网站cancer.gov上获得，最后访问是在2008年1月16日。
“FOLFOX/BV”是用于治疗结直肠癌的一类联合疗法的缩写。这种疗法包括5-FU、奥沙利铂、甲酰四氢叶酸和贝伐单抗(Bevacizumab)。此外，“XELOX/BV”是用于治疗结直肠癌的另一联合疗法，其包括被称为卡培他滨(Capecitabine)(希罗达(Xeloda))的5-FU的前药与奥沙利铂和贝伐单抗的组合。有关这些治疗的信息可以从国家癌症研究所的网站cancer.gov或从23个国家综合癌症网络的网站nccn.org获得，最后访问是在2008年5月27日。
抗代谢物药剂的非限制性实例包括基于叶酸的，即二氢叶酸还原酶抑制剂，诸如氨蝶呤(Aminopterin)、甲氨蝶呤(Methotrexate)和培美曲塞(Pemetrexed)；胸苷酸合成酶抑制剂，诸如雷替曲塞(Raltitrexed)、培美曲塞；基于嘌呤的，即腺苷脱氨酶抑制剂，诸如喷司他丁(Pentostatin)，硫嘌呤，诸如硫鸟嘌呤和巯基嘌呤，卤代/核苷酸还原酶抑制剂，诸如克拉屈滨(Cladribine)、氯法拉滨(Clofarabine)、氟达拉滨(Fludarabine)，或鸟嘌呤/鸟苷：硫嘌呤，诸如硫鸟嘌呤；或基于嘧啶的，即胞嘧啶/胞啶：低甲基化剂，诸如阿扎胞苷(Azacitidine)和地西他滨(Decitabine)，DNA聚合酶抑制剂，诸如阿糖胞苷(Cytarabine)、核苷酸还原酶抑制剂，诸如吉西他滨(Gemcitabine)，或胸腺嘧啶/胸苷：胸苷酸合酶抑制剂，诸如氟尿嘧啶(5-FU)。5-FU的等同物包括其前药、类似物及衍生物，诸如5'-脱氧-5-氟尿苷(去氧氟尿苷(doxifluroidine))、l-四氢呋喃基-5-氟尿嘧啶(呋氟尿嘧啶(ftorafur))、卡培他滨(希罗达)、S-I(MBMS-247616，由替加氟(tegafur)和两种调节剂5-氯-2,4-二羟基吡啶和氧嗪酸钾组成)、雷替曲塞(tomudex)、洛拉曲塞(nolatrexed)(Thymitaq，AG337)、LY231514和ZD9331，如在例如Papamicheal(1999)The Oncologist4:478-487中所描述的。
长春花生物碱类的实例包括但不限于长春碱(Vinblastine)、长春新碱(Vincristine)、长春氟宁(Vinflunine)、长春地辛(Vindesine)和长春瑞滨(Vinorelbine)。
紫杉烷类的实例包括但不限于多西他赛(docetaxel)、拉罗他赛(Larotaxel)、奥他赛(Ortataxel)、紫杉醇(Paclitaxel)和泰索他赛(Tesetaxel)。埃博霉素的实例是伊沙匹隆(iabepilone)。
酶抑制剂的实例包括但不限于法尼基转移酶抑制剂(替吡法尼(Tipifarnib))；CDK抑制剂(Alvocidib，Seliciclib)；磷酸二酯酶抑制剂(阿那格雷(Anagrelide)；咯利普兰(rolipram))；IMP脱氢酶抑制剂(噻唑呋林(Tiazofurine))；和脂氧合酶抑制剂(马索罗酚(Masoprocol)。受体拮抗体的实例包括但不限于ERA(阿曲生坦)；类视黄醇X受体(贝沙罗汀(Bexarotene))；和性类固醇(睾内酯(Testolactone))。
酪氨酸激酶抑制剂的实例包括但不限于以下的抑制剂：ErbB:HER1/EGFR(埃罗替尼(Erlotinib)、吉非替尼(Gefitinib)、拉帕替尼(Lapatinib)、凡德他尼(Vandetanib)、舒尼替尼(Sunitinib)、来那替尼(Neratinib))；HER2/neu(拉帕替尼、来那替尼)；RTK III级：C-试剂盒(阿昔替尼(Axitinib)、舒尼替尼、索拉非尼(Sorafenib))、FLT3(来他替尼(Lestaurtinib)、PDGFR(阿昔替尼、舒尼替尼、索拉非尼)；和VEGFR(凡德他尼、司马沙尼(Semaxanib)、西地尼布(Cediranib)、阿昔替尼、索拉非尼)；bcr-abl(伊马替尼、尼罗替尼(Nilotinib)、达沙替尼(Dasatinib))；Src(博舒替尼(Bosutinib))和Janus激酶2(来他替尼)。
“拉帕替尼”是EGFR和erbB-2双重抑制剂。在许多临床试验中，已经研究了拉帕替尼作为抗癌单一疗法，以及与曲妥单抗(trastuzumab)、卡培他滨、来曲唑(letrozole)、紫杉醇和FOLFIRI(伊立替康(irinotecan)、5-氟尿嘧啶和甲酰四氢叶酸)联合。目前正对转移性乳癌、头颈癌、肺癌、胃癌、肾癌和膀胱癌的口服治疗进行III期测试。
拉帕替尼的化学等同物是作为酪氨酸激酶抑制剂(TKI)或者替代地HER-l抑制剂或HER-2抑制剂的小分子或化合物。已经发现几种TKI具有有效的抗肿瘤活性并已经得到批准或处于临床试验中。这些的实例包括但不限于凡德他尼(Zactima)(ZD6474)、易瑞沙(Iressa)(吉非替尼)、甲磺酸伊马替尼(STI571；格列卫(Gleevec))、埃罗替尼(OSI-1774；Tarceva)、卡奈替尼(canertinib)(CI 1033)、semaxinib(SU5416)、瓦他拉尼(vatalanib)(PTK787/ZK222584)、索拉非尼(BAY 43-9006)、索坦(sutent)(SUI 1248)和来氟米特(lefltmomide)(SU10l)。
PTK/ZK是具有广谱特异性的酪氨酸激酶抑制剂，其靶向所有VEGF受体(VEGFR)、血小板源性生长因子(PDGF)受体、c-KIT和c-Fm。Drevs(2003)Idrugs 6(8):787-794。PTK/ZK是通过抑制结合VEGF的所有已知受体的活性来阻断血管生成和***生成的靶向药物，这些受体包括VEGFR-I(Flt-1)、VEGFR-2(KDR/Flk-1)和VEGFR-3(Flt-4)。PTK/ZK的化学名称是琥珀酸1-[4-氯苯胺基]-4-[4-吡啶甲基]酞嗪或1-氨基酞嗪、N-(4-氯苯基)-4-(4-吡啶甲基)-丁二酸酯(1:1)。PTK/TK的异名同物和类似物已知为瓦他拉尼、CGP79787D、PTK787/ZK 222584、CGP-79787、DE-00268、PTK-787、PTK787A、VEGFR-TK抑制剂、ZK 222584和ZK。
可与药剂联合使用的化疗剂还可包括安吖啶(amsacrine)、曲贝替定(Trabectedin)、类视黄醇(阿利维A酸(Alitretinoin)、维甲酸(Tretinoin))、三氧化二砷、天冬酰胺消耗物天冬酰胺酶/培门冬酶(Pegaspargase)、塞来昔布、地美可辛(Demecolcine)、伊利司莫(Elesclomol)、依沙芦星(Elsamitrucin)、依托格鲁(Etoglucid)、氯尼达明(Lonidamine)、硫蒽酮(Lucanthone)、米托胍腙(Mitoguazone)、米托坦(Mitotane)、奥利默森(Oblimersen)、西罗莫司(Temsirolimus)和伏立诺他(Vorinostat)。
药剂可与血管生成抑制剂联合使用。血管生成抑制剂的实例包括但不限于血管抑制素、angiozyme、抗凝血酶III、AG3340、VEGF抑制剂、巴马司他(batimastat)、贝伐单抗(阿瓦斯丁(avastin))、BMS-275291、CAI、2C3、HuMV833血管能抑素(Canstatin)、卡托普利(Captopril)、羧胺***、软骨来源抑制剂(CDI)、CC-5013、6-O-(氯乙酰基-羰基)-烟霉醇、COL-3、康普瑞汀(combretastatin)、磷酸康普瑞汀A4、达肝素(Dalteparin)、EMD 121974(西仑吉肽(Cilengitide))、内皮抑素(endostatin)、埃罗替尼、吉非替尼(易瑞沙)、染料木素(genistein)、氢溴酸卤夫酮、Id1、Id3、IM862、甲磺酸伊马替尼、IMC-IC11诱导蛋白10、干扰素α、白介素12、熏草菌素A、LY317615或AE-941、马马司他(marimastat)、mspin、醋酸甲羟孕酮、Meth-1、Meth-2、2-甲氧基***(2-ME)、neovastat、oteopontin裂解产物、PEX、色素上皮生长因子(PEGF)、血小板因子4、催乳素片段、增殖蛋白相关蛋白(PRP)、PTK787/ZK222584、ZD6474、重组人血小板因子4(rPF4)、雷斯廷(restin)、角鲨胺、SU5416、SU6668、SU11248苏拉明(suramin)、紫杉酚(Taxol)、Tecogalan、沙利度胺(thalidomide)、血小板反应蛋白(thrombospondin)、TNP-470、肌钙蛋白-l、血管抑制因子、VEG1、VEGF-Trap和ZD6474。
血管生成抑制剂的非限制性实例还包括，酪氨酸激酶抑制剂，诸如酪氨酸激酶受体Flt-1(VEGFR1)和Flk-1/KDR(VEGFR2)的抑制剂，表皮源性、成纤维细胞源性或血小板源性生长因子的抑制剂，MMP(基质金属蛋白酶)抑制剂，整合素阻断剂，戊聚糖多硫酸酯，血管紧张素II拮抗剂，环氧化酶抑制剂(包括非甾体抗炎药(NSAID)诸如阿司匹林(aspirin)和布洛芬(ibuprofen)，以及选择性环氧合酶-2抑制剂诸如塞来昔布和罗非昔布(rofecoxib))，以及甾体抗炎药(诸如皮质类固醇、盐皮质激素、***(dexamethasone)、强的松(prednisone)、***龙(prednisolone)、甲泼尼龙(methylpred)、倍他米松(betamethasone))。
调节或抑制血管生成并且也可与药剂联合使用的其他治疗剂包括调节或抑制凝血和纤维蛋白溶解系统的药剂，其包括但不限于肝素、低分子量肝素和羧肽酶U抑制剂(也称为活性凝血酶可活化纤维蛋白溶解抑制剂[TAFIa]的抑制剂)。美国专利公布号20090328239。美国专利第7,638,549号。
抗高血压剂的非限制性实例包括血管紧张素转换酶抑制剂(例如卡托普利(captopril)、依那普利(enalapril)、地拉普利(delapril)等)、血管紧张素II拮抗剂(例如坎地沙坦酯(candesartan cilexetil)、坎地沙坦(candesartan)、洛沙坦(losartan)(或Cozaar)、洛沙坦钾(losartan potassium)、依普沙坦(eprosartan)、缬沙坦(valsartan)(或Diovan)、替米沙坦(termisartan)、伊贝沙坦(irbesartan)、他索沙坦(tasosartan)、奥美沙坦(olmesartan)、奥美沙坦酯(olmesartan medoxomil)等)，钙拮抗剂(例如马尼地平(manidipine)、硝苯地平(nifedipine)、氨氯地平(amlodipine)(或Amlodin)、依福地平(efonidipine)、尼卡地平(nicardipine)等)、利尿剂、肾素抑制剂(例如阿利吉仑(aliskiren)等)、醛固酮拮抗剂(例如螺内酯甾酮(spironolactone)、依普利酮(eplerenone)等)、β阻断剂(例如美托洛尔(metoprolol)(或Toporol)、阿替洛尔(atenolol)、***(propranolol)、卡维地洛(carvedilol)、吲哚洛尔(pindolol)等)、血管扩张剂(例如硝酸盐、可溶性鸟苷酸环化酶刺激剂或激活剂、***环素等)、血管紧张素疫苗、可乐定(clonidine)等。美国专利公布号20100113780。
可与药剂联合使用的其他治疗剂包括但不限于舍曲林(Sertraline)(Zoloft)、托吡酯(Topiramate)(Topamax)、度洛西汀(Duloxetine)(Cymbalta)、舒马曲坦(Sumatriptan)(Imitrex)、普瑞巴林(Pregabalin)(Lyrica)、拉莫三嗪(Lamotrigine)(Lamictal)、伐昔洛韦(Valaciclovir)(Valtrex)、坦索罗辛(Tamsulosin)(Flomax)、齐多夫定(Zidovudine)(Combivir)、拉米夫定(Lamivudine)(Combivir)、依法韦伦(Efavirenz)(Sustiva)、阿巴卡韦(Abacavir)(Epzicom)、洛必那韦(Lopinavir)(Kaletra)、吡格列酮(Pioglitazone)(Actos)、氯雷他定(Desloratidine)(Clarinex)、西替利嗪(Cetirizine)(Zyrtec)、泮托拉唑(Pentoprazole)(Protonix)、兰索拉唑(Lansoprazole)(Prevacid)、雷贝拉唑(Rebeprazole)(Aciphex)、莫西沙星(Moxifloxacin)(Avelox)、美洛昔康(Meloxicam)(Mobic)、多佐胺(Dorzolamide)(Truspot)、双氯芬酸(Diclofenac)(Voltaren)、Enlapril(Vasotec)、孟鲁司特(Montelukast)(Singulair)、西地那非(Sildenafil)(Viagra)、卡维地洛(Carvedilol)(Coreg)、雷米普利(Ramipril)(Delix)。
给药途径
将化合物直接给药至神经系统，可包括例如颅内、脑内、脊柱内、脑室内、侧脑室内、鞘内、脑池内、椎管内和脊柱周围给药途径。在某些实施方式中，药剂通过经由具有或不具有泵装置的针或导管递送给药。在某些实施方式中，药剂通过注射或输注给药。在一种实施方式中，本发明方法包括用药剂直接输注肿瘤。在一种实施方式中，可以通过例如附接到贮器(诸如奥马耶(Ommaya)贮器)上的脑室内导管来促进脑室内注射。
在某些实施方式中，瘤内给药药剂。
在某些实施方式中，药剂经由机械递送装置或可植入递送系统给药。用于递送药学药剂的机械递送装置的构造和使用在本领域中是众所周知的。例如，直接将药物给药到脑的直接技术通常包括将药物递送导管放置到患者的脑室系统中以绕过血脑屏障。美国专利第5,011,472号和第9,359,290号。WO2004060403。
在某些实施方式中，药剂经由释放药剂的泵或其他装置给药。在某些实施方式中，药剂经由通气泵给药。在某些实施方式中，药剂经由磁控泵给药。在某些实施方式中，药剂经由植入的磁力通气泵给药。美国专利第8,323,270；7,351,239；7,288,085；以及6,726,678号。
在一种实施方式中，泵被植入到患者的脑中，并且以受控速率(例如，对应于患者的特定需要)递送一定剂量的药剂。
在某些实施方式中，药剂经由能够将药剂直接递送至位于患者脑中的肿瘤的装置给药。
在一种实施方式中，泵被植入肿瘤切除腔中并递送一定剂量的药剂。
在一种实施方式中，导管被植入肿瘤中并递送一定剂量的药剂。治疗位于脑内或脑上的肿瘤的选项包括手术、放射、化疗和局部瘤内疗法。
瘤内给药可包括化疗片、立体定向注射和对流增强递送。在某些实施方式中，使用经由外部微型泵的对流增强递送来增加药物递送的周长。它可通过外部导管给予。
在一种实施方式中，泵包括以下部件：被植入到肿瘤中的近端头部、从近端头部延伸的导管以及连接到导管的分析器单元。近端头部包括***肿瘤中的导管和/或磁力通气泵。采用哪种类型的近端头部取决于是否可获得肿瘤腔。如果肿瘤被认为是不可切除的，或者如果患者不希望开放手术，则将仅植入导管。然而，如果进行切除，则可以根据肿瘤腔的体积将不同大小的磁力通气泵***肿瘤腔中。在一种实施方式中，整个单元是独立的并且完全内部化。
可采用多递送导管来给药药剂。用于脑肿瘤的对流增强递送的常规导管由在用于脑室腹膜分流术的腹膜管的尖端中的单个端口，或者在导管尖端的尖端1cm内具有切割的多个孔的近端分流导管组成。多递送导管可包括导管尖端，具有多个棘的球囊在泵的正压力下从该导管尖端出现。
本发明方法还提供了药剂的节律式连续递送。
例如，药剂可以局部给药到需要治疗的区域。这可以例如但不限于通过手术期间的局部输注、局部施用，例如与手术后的伤口敷料结合，通过注射，借助于导管，借助于栓剂，或借助于植入物来实现，所述植入物是多孔的、无孔的或凝胶状的材料，包括膜，诸如硅橡胶(sialastic)膜，或纤维。在一种实施方式中，给药可以通过在原发性脑癌或脑转移的部位(或以前的部位)直接注射。
替代地，药剂可以经由对流增强的药物递送系统给药。在另一种实施方式中，药剂经由对流增强的药物递送系统给药，诸如在美国专利第5,720,720号中描述的，其通过援引并入本文。对流增强的药物递送涉及将输注导管的尖端定位在组织(例如，脑组织)内，并通过导管供应药物(例如，药剂)，同时在输注期间维持来自导管尖端的正压力梯度。导管连接到泵上，该泵递送药物并在整个药物递送过程中维持所需的压力梯度。在某些实施方式中，药物递送速率范围为约0.5至约4.0μl/min，输注距离为约1cm或更大。这种方法特别可用于将药物递送到脑和其他组织，特别是固体神经组织。在某些实施方式中，对流增强的药物递送用于将药剂与高分子量极性分子诸如生长因子、酶、抗体、蛋白质缀合物和遗传载体联合递送至脑或其他组织。在这些实施方式中，流入速率可最高达约15.0μl/min。
药剂也可以囊泡，例如脂质体递送。
在某些实施方式中，药剂可在控释系统中递送。在一种实施方式中，可以使用泵(参见，Langer，同上；Sefton,CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14:201(1987)；Buchwald etal.,Surgery 88:507(1980)；Saudek et al.,N.Engl.J.Med.321:574(1989))。在另一种实施方式中，可以使用聚合材料(参见，Medical Applications of Controlled Release,Langer and Wise(eds.),CRC Pres.,Boca Raton,Fla.(1974)；Controlled DrugBioavailability,Drug Product Design and Performance,Smolen and Ball(eds.),Wiley,New York(1984)；Ranger and Peppas,J.Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.23:61(1983)；还参见，Levy et al.,Science 228:190(1985)；During et al.,Ann.Neurol.25:351(1989)；Howard et al.,J.Neurosurg.71:105(1989))。在又另一种实施方式中，可将控释系统放置在药剂的靶标(例如，脑)附近，因此仅需要全身剂量的一部分(参见例如，Goodson，在Medical Applications of Controlled Release,同上,vol.2,pp.115 138(1984)中)。可以使用在Langer(Science 249:1527 1533(1990))的综述中讨论的其他控释系统。
在治疗或预防原发性脑癌或脑转移中有效的药剂的量可通过标准临床技术确定。此外，可以任选地采用体外或体内试验来帮助确定最佳剂量范围。在组合物中使用的精确剂量还将取决于给药途径以及疾病或障碍的严重性，并应根据执业医生的判断和每个患者的情况来决定。在某些实施方式中，化合物的有效口服给药量的一般范围为约0.5mg/天至约5000mg/天，优选约500mg/天至约3500mg/天，更优选约1000mg/天至约3000mg/天，更优选约1500mg/天至约2500mg/天，并且最优选约2000mg/天。在另一种实施方式中，静脉给药的有效量是口服剂量量的约10％，并且对流增强的药物给药的有效量是口服剂量量的约1％。当然，在一天的不同时间分批给药化合物的日剂量通常是实用的。然而，在任何给定的情况下，给药的化合物的量将取决于诸如活性组分的溶解度、所用的制剂和给药途径的因素。
本发明的药物组合物可以根据常规药物混配技术与药学上可接受的载体、佐剂和/或赋形剂混合。可用于本发明组合物中的药学上可接受的载体包括任何标准的药物载体，诸如磷酸盐缓冲盐水溶液、水和乳液(诸如油/水或水/油乳液)，以及各种类型的润湿剂。组合物还可以包含固体药物赋形剂，诸如淀粉、纤维素、滑石、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸镁、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、氯化钠、脱脂乳粉等。液体和半固体赋形剂可以选自甘油、丙二醇、水、乙醇和各种油，包括石油、动物、蔬菜或合成原料的油，例如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等。液体载体，特别是可注射溶液，包括水、盐水、葡萄糖水和甘醇。有关载体、稳定剂和佐剂的实例，参见由E.W.Martin编辑的《雷明顿药物科学(Remington's Pharmaceutical Sciences)》(Mack出版公司，第18版，1990)。组合物还可以包括稳定剂和防腐剂。
如本文使用的，术语“治疗有效量”是足以治疗特定障碍或疾病或者替代地足以获得治疗障碍或疾病的药理学响应的量。确定给药的最有效的手段和剂量的方法可随用于疗法的组合物、疗法的目的、被治疗的靶细胞和被治疗的受试者而变化。通常可以滴定治疗剂量以优化安全性和疗效。单次或多次给药可以用由治疗医生选择的剂量水平和模式来进行。本领域技术人员可以容易地确定给药药剂的合适剂量制剂和方法。例如，以约0.01mg/kg至约200mg/kg、约0.1mg/kg至约100mg/kg或约0.5mg/kg至约50mg/kg给药组合物。当本文所述的化合物与其他药剂或疗法共同给药时，其有效量可以小于当药剂单独使用时。
本发明化合物可以包封在脂质体或微胶囊中。脂质体是由脂质双层膜和水性内部组成的囊泡。脂质膜可以由磷脂构成，其实例包括磷脂酰胆碱，诸如卵磷脂和溶血卵磷脂；酸性磷脂，诸如磷脂酰丝氨酸和磷脂酰甘油；以及磷酸鞘酯，诸如磷脂酰乙醇胺和鞘磷脂。替代地，可以添加胆固醇。微胶囊是包覆有包膜材料的颗粒。例如，包膜材料可以由成膜聚合物、疏水性增塑剂、表面活性剂或/和润滑含氮聚合物的混合物组成。美国专利第6,313,176和7,563,768号。
本发明化合物可以单独给予或与其它药物联合给予，用于短时间或延长的时间治疗上述疾病。本发明组合物可给药至哺乳动物，优选人类。哺乳动物包括但不限于鼠、大鼠、兔、猿、牛、绵羊、猪、犬科动物、猫科动物、农场动物、运动动物、宠物、马科动物和灵长类动物。
本发明还提供了用于在体外、离体或体内抑制细胞生长的方法，其中细胞(诸如癌细胞)与本文所述的有效量的本发明化合物接触。
病理细胞或组织，诸如过度增殖细胞或组织，可以通过将细胞或组织与有效量的本发明组合物接触来治疗。这些细胞诸如癌细胞可以是原发性癌细胞，或可以是从组织库诸如美国典型培养物保藏中心(ATCC)可获得的培养细胞。病理细胞可以是全身性癌症、胶质瘤、脑膜瘤、垂体腺瘤的细胞，也可以是来自全身性癌症、肺癌、***癌、乳腺癌、造血系统癌症或卵巢癌的CNS转移的细胞。细胞可以来自脊椎动物，优选哺乳动物，更优选人类。美国专利公布号2004/0087651。Balassiano et al.(2002)Intern.J.Mol.Med.10:785-788.Thorne,et al.(2004)Neuroscience127:481-496.Fernandes,et al.(2005)Oncology Reports 13:943-947.Da Fonseca,et al.(2008)Surgical Neurology 70:259267.DaFonseca,et al.(2008)Arch.Immunol.Ther.Exp.56:267-276.Hashizume,et al.(2008)Neuroncology 10:112-120.
本发明组合物的体外疗效可利用本领域众所周知的方法确定。例如，可以通过MTT[3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四氮唑鎓溴化物]细胞毒性试验来研究本发明化合物的细胞毒性。MTT试验基于以下原理：代谢活跃细胞摄取MTT(一种四唑盐)，其在细胞中被代谢成可通过光谱读取的蓝色着色的甲瓒(formazon)产物。J.of Immunological Methods 65:55 63,1983。可以通过集落形成试验来研究本发明化合物的细胞毒性。用于VEGF分泌和IL-8分泌的抑制的功能性试验可以经由ELISA进行。可以通过标准化碘化丙啶(PI)染色法和流式细胞术研究本发明化合物的细胞周期阻断。可以通过博伊登(Boyden)室研究侵袭抑制。在此试验中，将重构的基底膜基质胶(Matrigel)的层涂覆到趋化作用过滤器上，并充当博伊登室中细胞迁移的屏障。只有具有侵袭能力的细胞能够穿越基质胶屏障。其他试验包括但不限于，细胞生存力试验、细胞凋亡试验和形态学试验。
以下是本发明的实施例，且不应被理解为限制性的。
实施例
实施例1：硼替佐米的瘤内递送：对颅内胶质瘤肿瘤模型中生存率的影响
目的本研究的目标是表明如果使用适当的药物递送方法，则硼替佐米可以在原位GBM鼠模型中有效。在本研究中，使用Alzet微型渗透泵，绕行血脑屏障，将药物直接带入脑中的肿瘤；从而使硼替佐米有效治疗GBM。
方法用荧光素酶标记2种人胶质瘤细胞系U87和U251，并将其用于皮下和颅内体内肿瘤模型。将胶质瘤细胞皮下植入到无胸腺裸鼠的右胁，或颅内植入到额叶皮层。携带颅内胶质瘤肿瘤的小鼠被植入包含不同剂量硼替佐米的Alzet微型渗透泵。将Alzet泵直接导入脑中的肿瘤床中。记录具有颅内肿瘤的小鼠的生存率。
结果体外的胶质瘤细胞对纳摩尔量的硼替佐米敏感。在皮下体内异种移植肿瘤模型中，静脉给予硼替佐米对减少肿瘤进展有效。然而，在颅内胶质瘤模型中，全身给予硼替佐米并不影响生存率。鲜明对比的是，在肿瘤部位处颅内用硼替佐米治疗的动物展现出显著增加的生存率。
结论通过使用渗透泵绕过血脑屏障使得硼替佐米用于治疗颅内肿瘤的疗效增加。因此，将硼替佐米瘤内给药到颅腔中是胶质瘤疗法的有效方法。
基于硼替佐米具有有限的毒性的令人鼓舞的证据，10我们测试了硼替佐米在体内对胶质瘤的影响。当全身给药时，硼替佐米有效地减小了啮齿动物皮下肿瘤模型中的肿瘤生长，但没有减小在颅内肿瘤中的肿瘤生长。然而，当硼替佐米在原位肿瘤模型中进行瘤内(IT)给药时，这种药物是有效的。这些实验表明可以使用硼替佐米有效地对抗原位肿瘤，但只有在绕过BBB的递送模式并且直接将药物递送至颅内肿瘤的时候。
方法
细胞培养与治疗药物
将人胶质瘤细胞(U87、U251和LN229)在补充有10％胎牛血清和1％青霉素-链霉素的DMEM中培养，并在5％CO2中温育。硼替佐米(万珂)购自南加州大学/诺里斯综合癌症中心药房(Norris Comprehensive Cancer Center pharmacy)。硼替佐米已被FDA批准用于临床用途。在这些实验中使用无菌的14天Alzet微型渗透泵(型号2002)。Alzet微型渗透泵具有的贮器体积为200μl，以及递送速率为0.5μl/小时。脑输注试剂盒，其包括泵和分配管，购自DURECT Corporation。
MTT试验
将胶质瘤细胞(5000细胞/孔)接种于96孔板中。24小时后，向细胞中添加不同浓度的硼替佐米，并且将细胞温育48小时。根据制造商的方案(Calbiochem EMD，Millipore)进行单四唑(MTT)试验。吸光度使用微量滴定板阅读器(Molecular 490Devices)在490nm处测量。相对于未治疗的对照细胞，计算生存力百分比。所有实验一式三份进行。
皮下肿瘤细胞植入的体内程序
动物方案已获得南加州大学的机构动物护理和使用委员会(institutionalanimal care and use committee)的批准。在整个实验过程中，将所有小鼠维持在无病原体的环境中。对于皮下肿瘤异种移植模型，将悬浮在体积为50μl磷酸盐缓冲盐水中的5×105人胶质瘤细胞(U87、U251和LN229)植入30只无胸腺裸鼠(Harlan，Inc.)的右胁中。肿瘤在植入后大约2-3周可触及。将动物随机分为5组，每组6只小鼠，并且根据方案开始治疗。
颅内肿瘤细胞植入的体内程序
简言之，将无胸腺裸鼠用***和甲苯噻嗪(10mg/kg)麻醉并将其固定到立体定向头架(Harvard Apparatus)中。在右脑半球上冠状缝前面1mm并且离中线侧面2mm处钻1.5mm的钻孔。将固定到头架上的汉密尔顿(Hamilton)注射器用于将人胶质瘤细胞(2×105细胞/5μl)注入脑的右额叶中。然后用4-0丝线使皮肤切口闭合。提供适当的药物处理以减轻疼痛。
动物成像的程序
肿瘤细胞植入后七至10天，用成像证实脑肿瘤形成。简言之，将小鼠使用2％异氟烷气体麻醉，并静脉(IV)注射50mg/kg的D-荧光素(Perkin Elmer)，并放入IVIS光谱(Caliper Life Sciences)中。使用Living Image软件(Caliper Life Sciences)进行分析，其中使用在肿瘤部位上绘制的圆形感兴趣区域，并且结果报告为总通量(光子/秒)。基于总通量，动物被随机分为实验组。
Alzet微型渗透泵植入的体内程序
一旦肿瘤被识别，在颅内肿瘤细胞植入后大约7天，用所需剂量的试剂填充Alzet微型渗透泵并将该泵植入。使用填装有药剂的塑料管将输注试剂盒连接到脑上。将组装的递送系统在植入之前在4℃下储存过夜。使用Alzet微型渗透泵将硼替佐米递送到肿瘤中。
为了将泵锚定在动物上，在头皮中在先前的手术疤痕旁边做切口。牵引切口尾缘，并且分离***。随后制备皮下隧道。将Alzet微型渗透泵向后推，以调整脑输注试剂盒的位置，使其正好在先前已钻出的用于肿瘤细胞植入的颅骨中的孔的上方。将输注试剂盒(塑料管)轻轻地***形成的肿瘤中。塑料平台端通过使用即时强力胶固定到颅骨上。将皮肤切口的周围区域消毒，并且用4-0丝线缝合。将Alzet微型渗透泵的内容物释放到肿瘤中，速率为0.5ml/小时。治疗组(每组6只小鼠)如下列出：1)泵给药的溶媒(盐水)；2)通过静脉注射给予的硼替佐米(0.3mg/kg＝总计36μg)；3)颅内泵递送低剂量硼替佐米(0.003mg/kg＝总计0.36μg)；4)颅内泵递送中剂量硼替佐米(0.01mg/kg＝总计1.2μg)；以及5)颅内泵递送高剂量硼替佐米(0.03mg/kg＝总计3.6μg)。总之，将硼替佐米给药持续14天，以0.3mg/kg每周两次IV(14天总计注射4次)，或者通过使用Alzet微型渗透泵连续给药到颅内肿瘤床中。治疗完成(14天)后，不对动物进行治疗，直到出现需要安乐死的神经和行为异常。用溶媒治疗的动物通过Alzet微型渗透泵接受盐水。
20S蛋白酶体活性的试验
通过将荷瘤脑在磷酸盐缓冲盐水中均质化制备脑裂解物。在4℃下以12,000rpm离心15分钟来收集上清液。通过BCA蛋白试验法测量总蛋白浓度，并使用100μg总蛋白测量蛋白酶体活性。根据制造商的说明使用20S蛋白酶体试验试剂盒(EMD Millipore)。试验基于从标记的底物LLVYAMC裂解后检测荧光团7-氨基-4-甲基香豆素(AMC)。使用380-nm激发滤光器和460-nm发射滤光器定量游离AMC荧光。
组织学研究
用于组织学研究的组织固定在10％***中，包埋在石蜡中，并用H&E染色。抗体TRA-1-85/CD147(RD Systems)用于染色人细胞。
统计分析
使用卡普兰-迈耶方法绘制生存数据。分析的终点是生存天数，从通过颅内注射植入肿瘤细胞之日起计数。所有30只小鼠(每个治疗组6只)死亡，并且因此可以使用未经审查的数据的标准方法来比较治疗组。在分析之前，对终点(生存天数)进行对数变换，以使数据分布符合正态分布的假设。所得的均值和置信区间将转换回原始比例。采用单因素ANOVA(5个治疗组)对差异进行总体检验。一旦总体F检验指示一些均值与其他均值不同(p＝0.004)，则使用Tukey方法进行选择的成对比较，以调整多重比较。统计学评价结果p<0.05被认为是显著的。
结果
硼替佐米对体外胶质瘤细胞具有细胞毒性
为了确定硼替佐米对于体外胶质瘤细胞是否有毒性，用硼替佐米治疗一系列胶质瘤细胞系，剂量范围是0至25nM。温育48小时后，结果(图1)显示，所测试的3种细胞系的半数抑制浓度(IC50)相似，在5-10nM的低纳摩尔范围内。
硼替佐米在延缓皮下体内模型中的肿瘤生长中有效
为了确定硼替佐米是否在体内有效，使用啮齿动物皮下肿瘤模型。将肿瘤细胞(U251)植入右胁中。一旦可触及肿瘤(大约在第15天)，每周两次IV给药硼替佐米(0.3mg/kg)。每3-4天测量一次肿瘤的大小。结果表明，通过静脉途径给药硼替佐米在延缓肿瘤生长上显著有效(p<0.02)(图2A)。
为了确定用其他胶质瘤细胞系以及使用其他药物递送模式是否观察到这种响应，对U87进行了测试；此处皮下给药硼替佐米(0.3mg/kg)(图2B)。结果显示，在该皮下模型中，硼替佐米延缓了肿瘤进展(p<0.01)。
静脉硼替佐米在体内原位颅内胶质瘤模型中无效
为了确定硼替佐米是否可以使用全身递送的模式可用于颅内胶质瘤疗法，在原位颅内胶质瘤模型中IV给予该药物。将U251胶质瘤细胞植入到无胸腺裸鼠内，并记录生存终点。结果(图3A)显示，IV(0.3mg/kg)硼替佐米治疗的动物与溶媒对照相比，之间的生存期没有显著差异。使用U87系重复该实验，具有类似的结果(图3B)。
IT递送时硼替佐米是用于颅内肿瘤的有效药物
为了确定在颅内异种移植模型中对硼替佐米缺乏响应是否是由于药物无法进入脑所致，我们使用了硼替佐米的直接瘤内递送。在此程序中，将14天递送Alzet微型渗透泵植入荷瘤小鼠中。使用泵是因为它是用于瘤内给药的有效方法并且绕行BBB。12,21此外，硼替佐米在脑环境中起蛋白酶体抑制剂的作用(图5)。结果(图4)显示，与静脉(36μg)给药相比，对于瘤内递送，较低的瘤内剂量(3.6μg和1.2μg)显著提高了生存率(分别为p＝0.0022和p＝0.0005)。硼替佐米的瘤内给药将中位生存期从23天增加到37天，提供了大约40％的生存增加。接受溶媒的对照动物和静脉给药组的生存率无统计学差异。肿瘤进展不能用成像来确定，因为泵干扰了成像。
在这些实验中使用的硼替佐米的剂量是通过向正常的无荷瘤小鼠中在脑内注射递增剂量的药物(通过渗透微型泵递送)来确定的。0.36μg、1.2μg和3.6μg的剂量展现出无毒性，而7.2μg、18.0μg和36.0μg的剂量对测试动物具有毒性和致命性。在图4中，治疗组(n＝6)为溶媒(盐水填充的泵)；IV给予的硼替佐米(总计36μg)；硼替佐米IT(低剂量，0.36μg)；硼替佐米IT(中剂量，1.2μg)；以及硼替佐米IT(高剂量，3.6μg)。中位生存分析显示，局部给药硼替佐米使中剂量和高剂量的生存期分别从23天显著增加到34天和37天。统计分析展示了p值显著性如下：硼替佐米IV(36μg)相比硼替佐米IT(中剂量，1.2μg)，p＝0.0005；以及硼替佐米IV(36μg)相比硼替佐米IT(高剂量，3.6μg)，p＝0.0022。相比之下，对于溶媒相比硼替佐米IV(36μg)，p＝0.9523(不显著)；以及对于硼替佐米IV(36μg)相比硼替佐米IT(0.36μg，低剂量)，p＝0.1104(不显著)。中剂量(1.2μg)和高剂量(3.6μg)硼替佐米的泵给药的结果没有显著差异，这表明药物浓度可能已达到平台。因此，通过直接颅内给药硼替佐米来绕行BBB对于提高携带颅内肿瘤的动物的生存是有效的。
讨论
GBM的有效治疗仍然是挑战，并且因此必须考虑新药物和药物递送的替代方法。硼替佐米是一种强效的细胞毒性药剂，其在纳摩尔浓度下起作用。我们在这里示出，这种强效的药剂在体内针对胶质瘤也是有效的，但是给药途径对于药物有效性至关重要。对于颅内肿瘤，硼替佐米需要颅内给药。
作为使用了不同的药物给药模式的几个体内实验的结果，对药物局部施用的需求变得显而易见。在皮下胶质瘤模型中，其中将肿瘤植入胁中并且皮下给药硼替佐米，硼替佐米可有效延缓肿瘤进展。然而，将相同剂量的硼替佐米(总计36μg)皮下递送至携带颅内肿瘤的动物是无效的。只有颅内给药硼替佐米会减少肿瘤生长，使得生存期显著增加。对患有恶性胶质瘤的患者使用全身给药的硼替佐米和他莫昔芬(tamoxifen)的组合的II期试验未显示出治疗益处。14基于这些和其他药代动力学研究，23这些作者提议BBB可能是硼替佐米向肿瘤渗透不良的原因。因此，硼替佐米活性的关键是通过直接颅内给药药物绕过BBB。硼替佐米的这种给药模式对于颅内肿瘤是最佳的。
硼替佐米与其他药剂联合已被显示增强药物的体外活性。硼替佐米与组蛋白脱乙酰酶抑制剂伏立诺他(vorinostat)一起通过体外激活线粒体有效地增加细胞凋亡。18这种药物组合也在治疗GBM的II期临床试验中进行了体内测试。8IV给药硼替佐米。试验结果表明无益处，再次显示全身递送硼替佐米对颅内肿瘤无效。这些数据和我们的结果指示，除非绕行BBB，否则硼替佐米不应用于临床。
先前的研究已经显示，硼替佐米对胶质瘤干细胞有细胞毒性，而对正常干细胞无毒性。9这种二分法的原因不清楚。可能的解释可能是胶质瘤干细胞中蛋白酶体的代谢和功能水平与正常干细胞相比差异的结果，从而有助于胶质瘤干细胞的敏感性增加。报告还已经指示，较高剂量的硼替佐米具有由缺氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子的增加介导的促血管生成特性。4我们的体内研究显示，硼替佐米治疗的动物与溶媒治疗的小鼠相比，微血管密度没有显著差异(数据未显示)。组织的组织学检查指出，与较高剂量(总计3.6μg)的IT治疗的动物相比，IV治疗的动物(总计36μg)在第5天的肿瘤更大。此外，用抗人细胞抗体(TRA 1–85)对这些组织进行染色显示，与IT治疗的动物相比，静脉治疗导致更大的肿瘤细胞侵入小鼠脑中。这些研究表明，硼替佐米的瘤内递送比静脉递送在减少肿瘤进展方面更有效(图6)。
硼替佐米的颅内给药是有效的，因为它绕行了BBB。在这项研究中，使用了颅内药物递送，提供直接进入脑肿瘤。微型渗透泵直接向脑提供药物治疗，并且也绕过肝，从而在胶质瘤微环境中实现所需的药物浓度，同时避免使用高药物剂量。也可以使用其他直接药物给药的机制。卡莫司汀植入膜片(Gliadel wafer)已获FDA批准，并已被显示是局部药物给药的有效方法。7奥马耶(Ommaya)贮器也已用于瘤内药物递送16,17。最近，我们已经表明植入的压电泵可用于软脑膜癌病模型中。6因此，绕过BBB是至关重要的，并且可以通过多种技术来实现。
结论
这些研究表明，只要以绕行BBB的这样的方式给药药物，硼替佐米就可以是治疗GBM的有效疗法。经由直接递送至脑肿瘤的外部泵或植入泵使用直接瘤内递送6，将使硼替佐米有效治疗胶质瘤。我们的数据暗示，由于药物不能渗透BBB，因此不应使用IV递送的硼替佐米治疗脑肿瘤来进行未来的临床研究。我们的数据揭示，经由直接局部IT递送绕行BBB障碍是开发硼替佐米针对GBM的治疗潜力的可行方法。因此，硼替佐米递送的替代方法可以导致增加的GBM的治疗选项。
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本发明的范围不受上文中具体示出和描述的所限制。本领域技术人员将认识到，存在所描绘的材料、构型、构造和尺寸的实例的合适的替代。在本发明的描述中引用并讨论了许多参考文献，包括专利和各种出版物。提供这些参考文献的引用和讨论仅仅是为了阐明本发明的描述，而不是承认任何参考文献是本文所述的本发明的现有技术。本说明书中引用和讨论的所有参考文献均以其全文通过援引并入本文。在不背离所本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员能够得到本文所述的技术方案的各种变化、修改和其他实施方案。尽管已经显示和描述了本发明的某些实施方式，但是可在不背离本发明的精神和范围的情况下进行变化和修改，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。在上述描述和附图中列出的事项仅以说明的方式提供，且不作为一种限制。
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