專利名稱：用于改善胃腸功能的材料和方法
用于改善胃腸功能的材料和方法
相關(guān)申請的交叉引用
本申請要求2010年9月24日提交的序列號為61/386，317之美國臨時申請和2011年I月11日提交的序列號61/431，629之美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其通過引用整體并入本文。
政府支持
本發(fā)明在由美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)授予的基金N。.RC2-A1-087580的政府支持下完成。政府享有本發(fā)明的某些權(quán)利。
背景技術(shù)：
輻射(radiation)是用于腹部和骨盆中惡性腫瘤的常用治療，它可對由快速分裂的腸上皮細(xì)胞構(gòu)成的胃腸(GI)道襯里(lining)造成嚴(yán)重?fù)p傷。輻射對胃腸系統(tǒng)的毒性作用引起癥狀如惡心、嘔吐、腹灣、電解質(zhì)失衡(electrolyte imbalance)和脫水,并且不利地影響患者在癌癥治療過程中的恢復(fù)。即便在低劑量下，輻照(irradiation)后數(shù)天內(nèi)也觀察到小腸絨毛和刷狀緣的連續(xù)損失。雖然隱窩細(xì)胞(crypt cell)可在輕度至中度劑量的(輻照)IR之后快速地重新填充(repopulate)該區(qū)域，但是它們在高劑量的輻照后變得以對數(shù)速度損失。
輻照對發(fā)生營養(yǎng)物和電解質(zhì)吸收的絨毛上皮特別有破壞性。絨毛上皮經(jīng)歷連續(xù)的細(xì)胞損失和再生過程，其中持續(xù)供應(yīng)的未成熟腸細(xì)胞(源自位于利伯屈恩隱窩(crypts ofLieberkuhn)下極(lower pole)內(nèi)的祖細(xì)胞)從隱窩基底部的增殖區(qū)室(proliferativecompartment)遷移到達(dá)絨毛的頂部。在它們短暫的壽命期間，這些腸細(xì)胞沿著隱窩-絨毛軸(crypt-villous axis)逐漸地成熟成為絨毛細(xì)胞。對腹部和骨盆區(qū)域進(jìn)行的放射治療不僅破壞現(xiàn)有的絨毛細(xì)胞，而且破壞形成新絨毛細(xì)胞的腸細(xì)胞，因此，即便在中等劑量下也可耗盡幾乎整個絨毛上皮。
由于越來越多地使用高的總放射劑量和細(xì)胞毒性劑，放射治療因其急性GI毒性而復(fù)雜化。對GI道的損傷不僅導(dǎo)致營養(yǎng)物和流體的吸收不良和損失，而且破壞腸屏障功能。腸漏(leaky gut)允許病原體容易穿過黏膜屏障而進(jìn)入，引起炎癥、菌血癥和內(nèi)毒素血癥。例如，雖然GI毒性通常在較高劑量下發(fā)生，但是在輻照后數(shù)天內(nèi)可發(fā)生急性放射性腸炎、腹瀉和腹痛，即便在低至5 12Gy (輻射的常規(guī)分割過程使用每分割1.8 2Gy)的劑量下也是如此。慢性放射性腸炎可在放射治療后的18個月至6年中發(fā)生，但它也可在甚至15年后發(fā)生27_29。
放射性腸炎的治療選擇是有限的。常規(guī)治療方案包括:施用止泄劑以防止流體損失；施用蒙脫石(smectite)作為膽鹽的吸附劑；施用阿片樣物質(zhì)以減輕胃痛或直腸痛，以及施用類固醇以減輕炎癥。臨床試驗(yàn)還 研究了嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)、蒙脫石或硫糖鋁(sucralfate)對腹瀉預(yù)防的效力，但僅實(shí)現(xiàn)了急性GI癥狀的中度減輕3°。
治療放射性腸炎的常用方法是使用全腸胃外營養(yǎng)(total parenteralnutrition,TPN)以提供腸休息。但是，仍然需要確定腸胃外營養(yǎng)是否滿足患者的營養(yǎng)需求，或者實(shí)際上對放射性腸炎是否具有治療效果。雖然TPN可糾正某些患者中的營養(yǎng)失衡，但是仍可發(fā)生嚴(yán)重的放射性腸炎37。TPN還引起腸萎縮，通常在施用的48小時之內(nèi)。TPN還削弱機(jī)械屏障和免疫屏障38。認(rèn)為在TPN過程中導(dǎo)致黏膜萎縮的準(zhǔn)確生物學(xué)機(jī)制(尚未確立)涉及局部營養(yǎng)-感知細(xì)胞信號39和體液信號(例如胃腸激素)4°’41這二者。已顯示TPN誘導(dǎo)腸血流量迅速(< 8h)降低(這先于絨毛萎縮)以及在24小時時抑制蛋白質(zhì)合成和在48小時時抑制細(xì)胞增殖和存活42。相反，經(jīng)口飼喂迅速地提高新生動物和成熟動物中的腸血流量43’44。類似地，在新生小豬中，腸內(nèi)飼喂(enteral feeding)幾乎立即(在I至3小時之內(nèi))使門靜脈血流量(portal blood flow, PBF)提高至比食物剝奪小豬中的值高50% 45。因此，如多個研究所示，腸內(nèi)飼喂遠(yuǎn)優(yōu)于腸胃外飼喂7’8。目前，缺少可有效地緩解放射性腸炎的營養(yǎng)治療。雖然早期研究表明，要素飲食(elemental diet)或特定排除飲食(specific exclusion diet)可在選定的情況下有益2’31’32，但是后來，該方法的效力并未得到證實(shí)。現(xiàn)有飲食治療僅為患有慢性放射性腸炎的營養(yǎng)不良患者提供營養(yǎng)支持方法。動物研究證實(shí)，谷氨酰胺保護(hù)上GI道和下GI道二者的黏膜不受由化學(xué)治療或放射治療(RT)引起的損傷33_35。但是，臨床試驗(yàn)未能示出經(jīng)口谷氨酰胺飼喂可在接受了骨盆放射治療的患者中預(yù)防或緩解急性腹瀉36。因此，需要開發(fā)用于治療輻照誘導(dǎo)之GI損傷的改進(jìn)的飼喂組合物。如將通過以下公開內(nèi)容而顯而易見的那樣，本發(fā)明提供了這些和另一些益處。發(fā)明概述本發(fā)明提供了用于改善小腸功能的治療組合物和方法。本發(fā)明組合物可用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞(特別是在絨毛區(qū)和刷狀緣中)損失相關(guān)的胃腸損傷，和/或用于治療或改善與小腸的吸收能力改變相關(guān)的疾病或病癥。有利地，可將本發(fā)明治療組合物定制為適于由小腸上皮細(xì)胞的損失和小腸中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的改變引起的胃腸系統(tǒng)的失衡吸收狀態(tài)。在一個優(yōu)選實(shí)施方案中，將本發(fā)明組合物配制為用于經(jīng)口施用。在一個實(shí)施方案中，治療組合物包含以下、基本由以下組成或者由以下組成:選自賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和絲氨酸中一種或更多種的游離氨基酸；以及任選的可藥用載體、電解質(zhì)、維生素、緩沖劑和矯味劑(flavoring agent)。治療組合物通過腸內(nèi)途徑施用。在一個實(shí)施方案中，組合物的總摩爾滲透壓濃度(osmolarity)為約230mosm至280mosm,或者優(yōu)選為約250mosm至260mosm。在一個實(shí)施方案中，組合物的pH為約7.1至7.9，優(yōu)選為約7.4。在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物不包含葡萄糖、谷氨酰胺、甲硫氨酸和/或乳糖。還提供了用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)損失相關(guān)之疾病或癥狀，和與小腸上皮中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能改變相關(guān)之疾病或癥狀的方法。所述方法包括通過腸內(nèi)途徑向有此治療需要的對象施用有效量的本發(fā)明組合物。優(yōu)選地，本發(fā)明組合物經(jīng)口施用并且到達(dá)對象的腸。本發(fā)明還提供了用于制備治療組合物的方法，和用于通過選擇在小腸上皮細(xì)胞破壞之后保持或獲得相當(dāng)大吸收能力的營養(yǎng)物或電解質(zhì)來篩選用于包含到本發(fā)明治療/飲食組合物中的營養(yǎng)物或電解質(zhì)的方法。這些方法可適用于個體患者，從而有助于開發(fā)特別設(shè)計以滿足個體患者之需要的組合物和方法。
附圖簡述


圖1示出福照(IR)對凈陰離子分泌(net anion secretion) (A)和電導(dǎo)(B)的影響。(A).在第1、3和4天研究12Gy IR組織。在第2天見到Is。的最大升高。箭頭表示添加毛喉素(forskolin)時的時間點(diǎn)。(B).提高劑量的IR對凈陰離子分泌的影響。在第6天研究所有這些組織，且η = 12。結(jié)果示出電導(dǎo)的IR劑量依賴性升高。
圖2示出隨著輻照劑量提高，Is。的變化。所有這些值得自η = 24個組織。在輻照后第4天于常規(guī)林格液(Ringer solution)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，室兩側(cè)的總摩爾滲透壓濃度為296mosm0組織病理學(xué)切片示出，與OGy相比，3Gy時最小的絨毛和隱窩損傷和7Gy時廣泛的絨毛和隱窩損傷。
圖3A示出以3Gy輻照后，小鼠上皮細(xì)胞中的Is。隨時間推移的變化。值表示平均值土S.E.Μ，η = 6個組織。在放射后第6天見到Is。的最大升高。第5、6與7天之間未見到顯著性差異。隨著時間>輻照后7天，與第5、6或7天相比，Is。稍微降低。第5、6和7天的Is。值類似。圖3B示出小腸上皮細(xì)胞的離子轉(zhuǎn)運(yùn)。圖3C示出布美他尼(bumetanide)對未經(jīng)輻照的組織和經(jīng)3Gy輻照的組織中的基礎(chǔ)的Is。和cAMP-刺激的Is。的影響。圖3D示出HC03_對凈陰離子分泌的貢獻(xiàn)。其通過用等摩爾量的羥乙基磺酸鹽(isethionate)來替換林格液中的Cl—來確定。毛喉素刺激了 OGy ( *:p < 0.02)組織中Is。的升高，但在3Gy組織中并非如此。圖3E示出浴(bath)Na+對HC03_分泌的影響。圖3所示的所有結(jié)果來自η = 6個組織。誤差線表示SEM。
圖4Α示出IR后血漿內(nèi)毒素水平的變化。在IR后第6天，測量血漿內(nèi)毒素水平。圖4Β示出針對膜電壓變化(稀釋電勢，dilution potential)繪出的Cl_與Na+之間滲透性比值(permeability ratio)的變化。以7Gy福照導(dǎo)致選擇性的完全喪失。
圖5示出輻照使炎性介質(zhì)(包括IL-1 β、TNF α和MIP- α )的水平升高。
圖6示出由輻照引起的HC03_分泌的變化和HC03_分泌機(jī)制的免疫染色。㈧示出輻照對浴Na+對HCO3-分泌的影響。實(shí)驗(yàn)在A)具有140mM Na+的含Cl溶液或B)沒有Na+的含Cl溶液中進(jìn)行。用毛喉素刺激組織。比較經(jīng)OGy輻照的小鼠和經(jīng)3Gy輻照的小鼠的HCO3-分泌。與經(jīng)3Gy輻照的小鼠相比，在經(jīng)OGy輻照的小鼠中觀察到了顯著更高的浴Na+依賴性HC03_分泌(P < 0.001)。結(jié)果得自η = 6個組織。誤差線表示S.Ε.M。(B-E)示出使用NBCela/b抗體，接受了 OGy輻照和3Gy輻照的小鼠的空腸組織的免疫染色。
圖7示出葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和動力學(xué)的IR劑量依賴性變化。(A)示出輻照導(dǎo)致在尤斯室(Ussing chamber)中測量的葡萄糖刺激的Na+Is。劑量依賴性地降低。(B)示出隨著福照劑量提高，葡萄糖的SGLTl親和力降低。
圖8示出從以IGy輻照開始，輻照以劑量依賴的方式降低葡萄糖刺激的電流。以7Gy輻照幾乎使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)完全失活。
圖9顯示短路電流，示出隨著葡萄糖濃度之升高的飽和動力學(xué)。特別地，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)在濃度為4mM時飽和。圖9B示出Km值的輻照劑量依賴性升高。在7Gy時觀察到Km的最大升高。這表明輻照引起SGLT-1與葡萄糖的親和力降低。
圖10示出Vmax隨輻照劑量升高而降低。在7Gy時觀察到Vmax的最小降低。這表明輻照引起用于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的功能性SGLT-1減少。圖11示出Km隨輻照后時間推移的變化。Km在輻照后立即升高并在輻照后約14天恢復(fù)至正常(對照值)。圖12A和B示出9Gy和15.6Gy輻照之后，鼠存活研究的結(jié)果。經(jīng)葡萄糖處理的小鼠在第5和第7天開始發(fā)生死亡，而對照小鼠直至輻照后第10天才死亡。在第20天，30%的對照小鼠活著，而經(jīng)葡萄糖處理的小鼠在第20天均未存活。圖13示出全細(xì)胞裂解物中SGLT-1蛋白水平的Western印跡分析。結(jié)果示出輻照提高了 SGLT-1表達(dá)。圖14示出空腸組織的刷狀緣膜囊中SGLT-1蛋白水平的W6St6rn印跡分析。輻照以劑量依賴的方式提高了 SGLT-1蛋白水平。在結(jié)腸組織中未檢測到SGLT-1蛋白。圖15示出輻照引起谷氨酰胺刺激的Is。劑量依賴性地升高。圖16示出輻照引起賴氨酸刺激的Is。劑量依賴性地降低。圖17A和B示出IR后賴氨酸(A)或葡萄糖⑶處理之后的小鼠存活率。施用賴氨酸導(dǎo)致升高的存活，而施用葡萄糖導(dǎo)致降低的存活。圖18示出多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的Western印跡分析。Western印跡分析示出小鼠空腸中的 NKCCl (A)、CFTR(C)和 NBCel-A/B(B)蛋白水平。從左到右，泳道表示 OGy、lGy、3Gy、5Gy和7Gy。從IGy至5Gy，輻照使NKCCl蛋白水平升高，這樣的升高在7Gy時減小(A)。輻照后，NBCel-A/B蛋白水平顯著降低。與OGy相比，以3Gy輻照后，空腸組織中CFTR蛋白水平顯著升高(C)。與十二指腸、回腸或結(jié)腸相比，空腸具有最高的NBCel-A/B蛋白水平(D)。在輻照后第6天收獲組織用于Western印跡。圖19A和B是cAMP-刺激的⑷和輻照誘導(dǎo)的⑶陰離子分泌的圖解模式。圖20示出經(jīng)5-氟尿嘧啶(5-FU)(圖20A)和順鉬(圖20B)處理的小鼠中小腸黏膜的損傷。(A)示出注射了 5-FU的小鼠中的Isc變化。(B)示出注射了順鉬的小鼠中的Isc變化。圖21示出施用本發(fā)明的治療組合物提高了已接受5-FU的小鼠的小腸功能。發(fā)明詳述本發(fā)明提供了用于提高小腸功能的治療組合物和方法。該組合物被配制為用于經(jīng)腸施用(enteral administration)。本發(fā)明的組合物和方法尤其可用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)的損失相關(guān)`的胃腸損傷，和/或用于治療與小腸上皮中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的改變相關(guān)的疾病或病癥。有利地，可將本發(fā)明治療組合物定制為適于由小腸上皮細(xì)胞(特別是小腸絨毛區(qū)和刷狀緣中)之損失及轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能之改變引起的胃腸系統(tǒng)的失衡吸收狀態(tài)。特別地，本發(fā)明可在有小腸黏膜損傷的患者中改善小腸黏膜愈合、恢復(fù)小腸功能、增強(qiáng)液體潴留、預(yù)防或緩解小腸萎縮，和/或恢復(fù)或增強(qiáng)小腸屏障功能。在一個實(shí)施方案中，治療組合物包含以下、基本由以下組成或者由以下組成:選自賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和絲氨酸中的一種或更多種游離氨基酸；以及任選地，可藥用載體、電解質(zhì)、維生素、緩沖劑和矯味齊U。治療組合物通過經(jīng)腸途徑施用。在一個實(shí)施方案中，組合物的總摩爾滲透壓濃度為約230mosm至280mosm,或者優(yōu)選為約250mosm至260mosm。在一個實(shí)施方案中，組合物的pH為約4.0至8.5，優(yōu)選為5.0至8.2，更優(yōu)選為6.0至8.0，更優(yōu)選為7.1至7.9，最優(yōu)選為約7.4。
在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物不包含葡萄糖、谷氨酰胺、甲硫氨酸和/或乳糖。
還提供了用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)損失相關(guān)之疾病或病癥和與小腸上皮中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能改變相關(guān)之疾病或病癥的方法。該方法包括通過經(jīng)腸途徑向有此治療需要的對象施用有效量的本發(fā)明組合物。
本發(fā)明至少部分地基于這樣的發(fā)現(xiàn):在小腸黏膜損傷之后，僅以保持或獲得充分吸收能力的營養(yǎng)物向?qū)ο筮M(jìn)行經(jīng)腸飼喂改善黏膜愈合、恢復(fù)小腸功能、增強(qiáng)流體潴留，以及緩解一系列相關(guān)疾病癥狀，所述癥狀包括但不限于吸收不良、腹瀉、惡心、嘔吐、電解質(zhì)失衡和脫水。
根據(jù)本發(fā)明，已確定，輻射和化學(xué)治療之后，參照例如葡萄糖、谷氨酰胺和賴氨酸以及電解質(zhì)(如Na+、HC03_和CD觀察到了轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的改變。此外，輻照引起升高的凈陰離子分泌。營養(yǎng)物和電解質(zhì)吸收能力的改變在輻射和化學(xué)治療后立即發(fā)生，但吸收能力可恢復(fù)至正常(在小鼠模型中，輻照后約8至14天)。
具體地，輻照引起葡萄糖吸收輻照劑量依賴地降低，這是由于鈉依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(SGLT-1)對葡萄糖的親和力下降。對葡萄糖刺激的功能性研究示出，輻照引起葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性劑量依賴性地下降以及SGLT-1對葡萄糖的親和力下降。
已知腸腔中未吸收營養(yǎng)物或溶質(zhì)的存在可引起滲透性腹瀉。根據(jù)本發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)對經(jīng)輻照對象經(jīng)口飼喂葡萄糖和/或谷氨酰胺引起滲透性腹瀉和降低的存活，而經(jīng)口飼喂選自以下的每種氨基酸或其組合延長存活:賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和/或絲氨酸。
用于升高小腸功能的治療組合物
在一個方面，本發(fā)明提供了用于提高小腸功能的治療組合物。在一個實(shí)施方案中，治療組合物包含以下、基本由以下組成或者由以下組成:選自賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和絲氨酸中的一種或更多種游離氨基酸；以及任選地， 可藥用載體、電解質(zhì)、維生素、緩沖劑和矯味劑。治療組合物通過經(jīng)腸途徑施用。
優(yōu)選地，組合物是弱堿性的，并且與小腸上皮細(xì)胞(如小腸的絨毛細(xì)胞和隱窩細(xì)胞)的滲透壓相比是低滲的。優(yōu)選地，本發(fā)明組合物包含水。優(yōu)選地，將組合物配制為用于提高因絨毛上皮細(xì)胞的損失或損傷而被破壞之小腸功能的經(jīng)口再水化飲品(oralrehydration drink)。
在一個實(shí)施方案中，組合物的總摩爾滲透壓濃度為約230mosm至280mosm，或者其間的任何值。優(yōu)選地，總摩爾滲透壓濃度為約250mosm至260mosm。在另一個實(shí)施方案中，組合物的總摩爾滲透壓濃度為低于280mosm的任何值。
在一個實(shí)施方案中，組合物的pH為約7.1至7.9，或其間的任何值。優(yōu)選地，組合物的PH為約7.3至7.5，更優(yōu)選為約7.4。
在某些實(shí)施方案中，各游離氨基酸可以4mM至40mM或其間任何值的濃度存在，其中組合物的總摩爾滲透壓濃度為約230mosm至280mosm?；蛘?如果基于mg/1計算氨基酸濃度，則各游離氨基酸可以300mg/l至8000mg/L或其間任何值的濃度存在，其中組合物的總摩爾滲透壓濃度為約240mosm至280mosm。在某些具體的實(shí)施方案中，治療組合物包含以如下各濃度存在的一種或更多種游離氨基酸:濃度為約730mg/l至6575mg/l或其間任何值的賴氨酸；濃度為約532mg/l至4792mg/l或其間任何值的天冬氨酸；濃度為約300mg/l至2703mg/l或其間任何值的甘氨酸；濃度為約525mg/l至4722mg/l或其間任何值的異亮氨酸；濃度為約476mg/l至4288mg/I或其間任何值的蘇氨酸；濃度為約725mg/l至6523mg/l或其間任何值的酪氨酸；濃度為約469mg/l至4217mg/l或其間任何值的纟顏氨酸；濃度為約817mg/l至7352mg/l或其間任何值的色氨酸；濃度為約528mg/l至4756mg/l或其間任何值的天冬酰胺；和/或濃度為約420mg/l至3784mg/l或其間任何值的絲氨酸；其中，組合物的總摩爾滲透壓濃度為約240mosm 至 280mosm。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了包含以下組分的飲品:賴氨酸(Ilmosm至2Imosm)、天冬氛酸(3mosm 至 l3mosm)、甘氛酸(l9mosm 至 29mosm)、異亮氛酸(l9mosm至 29mosm)、蘇氛酸(l9mosm 至 29mosm)、釀氛酸(0.5mosm 至 5mosm)、纟顏氛酸(l9mosm 至29mosm)、色氨酸(5mosm至2Omosm)、天冬酸胺(3mosm至13mosm)和絲氛酸(3mosm至8mosm)或這些成分的子集(subset)。在一個具體的實(shí)施方案中，組合物包含游離氨基酸形式的賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和酪氨酸。在另一個具體實(shí)施方案中，組合物包含游離氨基酸形式的賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和絲氨酸。在另一個實(shí)施方案中，組合物包含由選自以下的相同或不同氨基酸制成的一種或更多種二肽:賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺或絲氨酸。在一個實(shí)施方案中，組合物不包含谷氨酰胺和/或甲硫氨酸；以及可水解為谷氨酰胺和/或甲硫氨酸的任何二肽、寡肽或多肽或者蛋白質(zhì)。在一個替選實(shí)施方案中，組合物可包含游離氨基酸谷氨酰胺，和任選地，一種或更多種含谷氨酰胺的二肽，其中游離氨基酸谷氨酰胺和含谷氨酰胺之二肽的總濃度為小于 300mg/l,或者低于 300mg/l 的任何濃度，例如 100mg/l、50mg/l、10mg/l、5mg/l、lmg/1、0.5mg/l 或 0.0 lmg/1 o在另一個替選實(shí)施方案中，治療組合物可包含游離氨基酸甲硫氨酸，和任選地，一種或更多種含甲硫氨酸的二肽，其中游離氨基酸甲硫氨酸和含甲硫氨酸之二肽的總濃度為小于 300mg/1,或者低于 300mg/1 的任何濃度，例如 IOOmg/1、50mg/1、IOmg/1、5mg/1、lmg/1、0.5mg/l 或 0.0 lmg/1 o在一個實(shí)施方案中 ，治療組合物不包含任何糖類，所述糖類包括任何單糖、二糖、寡糖、多糖和碳水化合物。在一個具體的實(shí)施方案中，治療組合物不包含葡萄糖，和/或可水解為葡萄糖的任何二糖、寡糖、多糖和碳水化合物。在一個具體的實(shí)施方案中，組合物不包含乳糖。在另一個具體的實(shí)施方案中，治療組合物不包含果糖和/或半乳糖，和/或可水解為果糖和/或半乳糖的任何二糖、寡糖、多糖和碳水化合物。在一個替選實(shí)施方案中，治療組合物可包含單糖葡萄糖，和任選地，一種或更多種包含葡萄糖的二糖(乳糖除外)，其中單糖葡萄糖和包含葡萄糖之二糖的總濃度為小于3g/I，或低于 3g/l 的任何濃度，如 lg/l、500mg/l、300mg/l、100mg/l、50mg/l、10mg/l、5mg/l、lmg/l、0.5mg/l 或 0.01mg/lo
在某些實(shí)施方案中，治療組合物包含選自例如以下的一種或更多種電解質(zhì):Na+ ；K+ ;HC03_ ;C032_ ；Ca2+ ；Mg2+ ；Fe2 ;C1_ ;磷酸根離子，如 H2PO4'HP042_ 和 P043_ ;鋅；碘；銅；鐵；硒；鉻；和鑰。在一個替選實(shí)施方案中，組合物不包含HCO3-或CO32'在另一個替選實(shí)施方案中，組合物包含總濃度小于5mg/l或者濃度低于5mg/l的HC03_和CO廣。
在另一個實(shí)施方案中，治療組合物包含一種或更多種維生素，包括但不限于維生素A、維生素C、維生素D (例如，維生素Dp D2、D3> D4和/或D5)、維生素E、維生素B1 (硫胺素)、維生素B2 (例如，核黃素)、維生素B3 (例如，煙酸或煙酰胺)、維生素B5 (泛酸)、維生素B6 (吡多醇)、維生素B7 (生物素)、維生素B9 (例如，葉酸)、維生素B12 (鈷胺素)和維生素K (例如,維生素Kp K2、K3> K4和K5)和膽堿。
在某些實(shí)施方案中，組合物不包含選自以下的一種或更多種成分:寡糖、多糖和碳水化合物；寡肽或多肽或蛋白質(zhì)；脂質(zhì)；小鏈、中鏈和/長鏈脂肪酸；和/或包含一種或更多種上述營養(yǎng)物的食物。
在一個實(shí)施方案中，使用磷酸根離子(如Η2Ρ04_、ΗΡ042_和Ρ0/_)來緩沖本發(fā)明的組合物。在一個實(shí)施方案中，治療組合物使用HCO3-或CO32-作為緩沖劑。在另一個實(shí)施方案中，治療組合物不使用HC03_或C032_作為緩沖劑。
本文所使用的術(shù)語“基本由...組成”將成分和步驟的范圍限制為指定的材料或步驟以及不在本質(zhì)上影響本發(fā)明的基本特征和新特征的那些，即，用于治療小腸上皮(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)損傷的組合物和方法。例如，通過使用“基本由...組成”，治療組合物不包含任何未指定的成分，包括但不限于對小腸上皮(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)損傷的治療具有直接的有利或不利治療效果的游離氨基酸、二肽、寡肽或多肽或蛋白質(zhì)以及單糖、二糖、寡糖、多糖和碳水化合物。此外，通過使用術(shù)語“基本由...組成”，組合物可包含對小腸上皮損傷的治療不具有治療效果的物質(zhì)；這樣的成分包括載體、賦形劑、輔料(adjuvant)、矯味劑等，它們不影響被損傷小腸上皮(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)的健康或功能。
本文所使 用的術(shù)語“寡肽”是指由三至二十個氨基酸組成的肽。本文所使用的術(shù)語“寡糖”是指由三至二十個單糖組成的糖。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物包含與沒有小腸上皮細(xì)胞(如絨毛細(xì)胞、隱窩細(xì)胞、腸細(xì)胞和腸祖細(xì)胞(intestinal projenitor cell))損傷的正常對照的吸收能力相比，在有小腸上皮細(xì)胞損傷的對象中保持或獲得提高的吸收能力的營養(yǎng)物(如游離氨基酸)和/或電解質(zhì)。
在另一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物不包含不被吸收或者與沒有小腸上皮細(xì)胞(如絨毛細(xì)胞、隱窩細(xì)胞、腸細(xì)胞和腸祖(projenitor)細(xì)胞)損傷的正常對照的吸收能力相t匕，在有小腸上皮細(xì)胞損傷的對象中具有降低之吸收的營養(yǎng)物(如氨基酸)和/或電解質(zhì)。有利地，本發(fā)明的組合物有助于小腸容易地吸收營養(yǎng)物，以降低不適當(dāng)?shù)哪芰肯?，從而在黏膜損傷后即時提供腸休息。
用于提高小腸功能的治療方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的另一方面提供了用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)的損失或損傷相關(guān)之疾病或病癥的方法。在一個實(shí)施方案中，小腸上皮細(xì)胞的損失或損傷引起營養(yǎng)物、電解質(zhì)和/或流體的吸收能力改變。有利地，針對有小腸上皮細(xì)胞損失或損傷的患者，特別是針對有小腸絨毛萎縮的患者，本發(fā)明改善小腸上皮黏膜愈合；提高小腸功能；增強(qiáng)小腸中營養(yǎng)物吸收和流體潴留；預(yù)防或緩解小腸萎縮；減輕腹部疼痛；預(yù)防和/或治療腹瀉；恢復(fù)或增強(qiáng)小腸屏障功能；和/或減輕小腸黏膜炎癥、菌血癥和/或內(nèi)毒素血癥。因此，本發(fā)明特別有利于改善以下對象的胃腸健康:接受了細(xì)胞毒性化學(xué)治療劑、骨盆或腹部輻射、質(zhì)子治療和腹部手術(shù)的對象；患有與急性或慢性小腸炎癥相關(guān)的感染或自身免疫疾病的對象；經(jīng)常性地或者偶爾地暴露于輻射的對象，如經(jīng)常性地暴露于空間輻射的宇航員和飛行員；以及由于核事故、戰(zhàn)爭行為或恐怖行為而暴露于輻射的對象。在一個實(shí)施方案中，該方法包括通過經(jīng)腸途徑向有此治療需要的患者或?qū)ο笫┯糜行Я康谋景l(fā)明組合物。組合物可在損傷小腸上皮細(xì)胞之前即刻、期間和/或之后施用于患者或?qū)ο?，并且每天可施用一次或多次。本文所使用的術(shù)語“對象”或“患者”描述了可向其提供用根據(jù)本發(fā)明的組合物進(jìn)行治療的生物(包括哺乳動物如靈長類動物)。可從所公開的治療方法獲益的哺乳動物物種包括但不限于:猿(ape)、黑猩猩、猩猩、人、猴；馴養(yǎng)動物(domesticated animal)如狗、貓；畜禽(live stock)如馬、牛、豬、綿羊、山羊、雞；以及動物如小鼠、大鼠、豚鼠和倉鼠。在一個具體的實(shí)施方案中，有治療需要的對象是有小腸黏膜上皮細(xì)胞(包括十二指腸、空腸和回腸的黏膜層)損傷的患者。特別地，有治療需要的對象是有小腸絨毛區(qū)和刷狀緣損傷的患者。例如，有治療需要的對象與正常相比有絨毛萎縮(例如，絨毛區(qū)和刷狀緣的部分地或完全地日漸衰減(wasting away));小腸中絨毛細(xì)胞減少至少5% (如至少10%、20%、30%或50% );損失至少5% (如至少10%、20%、30%或50% )的絨毛高度；損失小腸的絨毛區(qū)和刷狀緣中一種或更多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(transporter)的功能,其中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白包括但不限于SGL T-1轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、AE2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、NHEl轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和NBCel-A/B轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其中轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白功能的損失為至少5% (如至少10%、20%、30%或50% );和/或小腸中一種或更多種營養(yǎng)物的吸收能力變化，其中所述營養(yǎng)物選自:異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、組氨酸、酪氨酸、丙氨酸、精氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、半胱氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、葡萄糖、果糖和/或乳糖，其中吸收能力的變化為至少5% (如至少10%，20%、30%或50% )。例如，可通過如本文的“材料和方法”部分所述使用尤斯室來確定小腸的吸收能力。例如，可通過例如測量指標(biāo)(包括，例如Km、Vmax和IJ的組合來確定吸收狀態(tài)的變化。可通過例如對小腸黏膜的生物活檢樣本的檢查來確定小腸的絨毛區(qū)和其他區(qū)的損傷。熟練的醫(yī)師可容易地確定造成小腸黏膜上皮細(xì)胞(如小腸絨毛細(xì)胞)損傷的疾病和治療方法。如在醫(yī)療職業(yè)中公知的，患有某些疾病(如炎性腸病(IBD))、潰瘍性結(jié)腸炎、十二指腸潰瘍和克羅恩病(Crohn’ s disease)的患者遭受小腸黏膜的慢性破壞。放射治療、化學(xué)治療和質(zhì)子治療也引起小腸細(xì)胞的損傷。本文所使用的術(shù)語“治療”或其任何語法變化形式包括但不限于緩解疾病或病癥的癥狀；和/或減輕、壓制、抑制、降低或影響疾病或病癥的進(jìn)程、嚴(yán)重程度和/或范圍。
本文所使用的術(shù)語“改善”或其任何語法變化形式包括但不限于延遲發(fā)病，或者降低疾病或病癥(例如，腹瀉，菌血癥和/或內(nèi)毒素血癥)的嚴(yán)重程度。本文所使用的改善不要求癥狀完全不存在。
本文所使用的術(shù)語“有效量”是指能夠治療或改善疾病或病癥或者能夠產(chǎn)生預(yù)期治療效果的量。
在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于促進(jìn)有小腸上皮細(xì)胞損傷之對象的腸健康的方法，其中所述方法包括:鑒定有小腸上皮細(xì)胞損傷，或者將遭受這樣的損傷以及需要治療或改善的對象，并且通過經(jīng)腸途徑向?qū)ο笫┯糜行Я康陌韵隆⒒居梢韵陆M成或者由以下組成的組合物:選自賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和絲氨酸中的一種或更多種游離氨基酸；水；以及任選地，可治療用載體、電解質(zhì)、維生素、緩沖劑和矯味劑，其中組合物的總摩爾滲透壓濃度為240mOsm至280mosm, pH 為約 7.1 至 7.9。
在一個實(shí)施方案中，未通過經(jīng)腸途徑向有(或者即將有)小腸上皮細(xì)胞損傷的對象施用一種或更多種以下營養(yǎng)物，其中所述營養(yǎng)物選自:谷氨酰胺、甲硫氨酸、和可水解為谷氨酰胺和/或甲硫氨酸的任何二肽、寡肽或多肽或蛋白質(zhì)；葡萄糖和可水解為葡萄糖的任何二糖、寡糖、多糖和碳水化合物；和/或消化后需要 在小腸中吸收任何上述營養(yǎng)物的食物。
在另一個實(shí)施方案中，對于有(或即將有)小腸上皮細(xì)胞損傷的對象而言，未通過經(jīng)腸途徑施用以下營養(yǎng)物，其中所述營養(yǎng)物選自:糖類、脂質(zhì)、脂肪酸和/或消化后需要在小腸中吸收任何上述營養(yǎng)物的食物。對于暴露于輻射或者接受放射治療、化學(xué)治療和質(zhì)子治療的患者而言，小腸上皮細(xì)胞的損傷通常持續(xù)至少3、7、14、21、30天或者I至30天之間的任何時間。
在另一個實(shí)施方案中，在I至30天之間的任何時間(如3、7、14、21、30天)之后，因?yàn)閷ο蟊┞队谳椪栈蛘呓邮芊派渲委?、化學(xué)治療和/或質(zhì)子治療，所以通過經(jīng)腸途徑施用一種或更多種以下營養(yǎng)物以增強(qiáng)黏膜愈合，其中所述營養(yǎng)物選自:谷氨酰胺、甲硫氨酸和可水解為谷氨酰胺和/或甲硫氨酸的任何二肽、寡肽或多肽或蛋白質(zhì)；葡萄糖和可水解為葡萄糖的任何二糖、寡糖、多糖和碳水化合物；和/或消化后需要在小腸中吸收任何上述營養(yǎng)物的食物。
在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物經(jīng)口施用并且達(dá)到對象的小腸。任選地，該方法還包括通過腸胃外途經(jīng)施用未以充分量通過經(jīng)腸途徑施用的所需營養(yǎng)物和電解質(zhì)。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明未用于向?qū)ο筇峁╋@著量的或者全部的必需營養(yǎng)物，但用于改善小腸黏膜愈合、恢復(fù)小腸功能、增強(qiáng)流體潴留、預(yù)防或緩解小腸絨毛萎縮、預(yù)防和/或治療腹瀉，和/或恢復(fù)或增強(qiáng)腸屏障功能。在一個具體的實(shí)施方案中，飲品組合物也基于屏障功能的提高。屏障功能可通過使用多種技術(shù)來確定，包括:a)對安放在尤斯室中組織的電導(dǎo)測量結(jié)果升高，b)用于測量Cl和Na的相對滲透性(PCl/PNa)的稀釋電勢(只有完整的和功能性的屏障可保持離子選擇性；當(dāng)失去屏障功能時，離子選擇比值接近于1)，以及c)測量血漿內(nèi)毒素水平。當(dāng)失去黏膜屏障功能時，共生的腸道細(xì)菌可找到進(jìn)入體循環(huán)的途徑，導(dǎo)致升高的血漿內(nèi)毒素水平?？蓽y量患者血液樣本中的內(nèi)毒素水平。血漿內(nèi)毒素水平還可用作測量治療改善的指標(biāo)。
本發(fā)明的組合物可用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞的損失、破壞或減少(特別是小腸的絨毛細(xì)胞、腸細(xì)胞和/或腸祖細(xì)胞的功能或數(shù)目的損失、破壞或減少)相關(guān)的任何疾病或病癥。本發(fā)明尤其可用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(特別是小腸絨毛細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)的損失、失活或功能改變相關(guān)的任何疾病或病癥。在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物和方法可用于治療或改善產(chǎn)生自以下或者與以下相關(guān)的疾病或病癥:鈉依賴的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(SGLT-1)對葡萄糖的親和力下降；NH2-末端產(chǎn)電Na+-HC03 (-)協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NBCe 1-A/B)的損失或活性下降；頂端C1_-HC03_交換轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(AEl)的損失或活性下降；和/或CFTR和/或NKCC-1轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白系統(tǒng)的水平或活性升高。在一個特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物和方法可用于治療或改善由輻射引起的小腸損傷。在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善由放射治療(特別是骨盆和腹部放射治療)引起的小腸損傷。在一個具體的實(shí)施方案中，輻照治療用于癌癥治療。此外，本發(fā)明可用于治療或改善由經(jīng)常性輻射暴露(如宇航員和飛行員暴露于空間輻射，如由放射性武器和意外核泄露引起的輻射暴露)引起的小腸損傷。具體地，本發(fā)明可用于治療或改善急性和/或慢性放射性腸炎。在某些具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物和方法可用于治療或改善小腸損傷，其中患者接受了以下輻射:1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19 或20Gy。在另一個實(shí)施方案中，對象接受了劑量高于20Gy的輻射。此外，本發(fā)明可用于治療或改善由化學(xué)治療劑引起的小腸損傷，所述化學(xué)治療劑包括但不限于:順鉬、5-氟尿喃唳(5-FU)、輕基脲、依托泊苷、阿糖胞苷(arabinoside)、6-巰嘌呤、6-硫鳥嘌呤、氟達(dá)拉濱、甲氨蝶呤、類固醇和/或其組合。此外，本發(fā)明可用于治 療或改善由質(zhì)子治療引起的小腸損傷。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善涉及小腸損傷的疾病，包括但不限于炎性腸病(IBD)、潰瘍性結(jié)腸炎、十二指腸潰瘍、克羅恩病、和/或乳糜瀉(還稱為腹腔疾病)。本發(fā)明可用于治療或改善由病原性感染(如病毒、細(xì)菌、真菌或其他微生物感染)引起的小腸損傷。在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善小腸絨毛萎縮，S卩，絨毛區(qū)和刷狀緣的部分地或完全地日漸衰減，以及產(chǎn)生自小腸絨毛萎縮、與小腸絨毛萎縮相關(guān)和/或由小腸絨毛萎縮引起的疾病和病癥。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善局灶性絨毛萎縮和/或彌漫性絨毛萎縮；增生性絨毛萎縮和/或發(fā)育不良性絨毛萎縮；和/或有和沒有黏膜炎癥的絨毛萎縮。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善增生性絨毛萎縮(有隱窩增生)和相關(guān)疾病和病癥，包括但不限于乳糜泄(有面筋(gluten)敏感性腸病)；慢性創(chuàng)傷；小腸移植；尿回腸導(dǎo)管；腸黏膜炎癥；腸潰瘍；腸吻合；胰高血糖素瘤；廣泛性小腸切除；原發(fā)性回腸絨毛萎縮；顯微鏡結(jié)腸炎(microscopic colitis)萎縮；腸微絨毛萎縮；和線粒體細(xì)胞病(線粒體呼吸鏈異常)。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善發(fā)育不良性絨毛萎縮(沒有隱窩增生)和相關(guān)疾病或病癥，包括 但不限于:惡性腫瘤；帕內(nèi)特細(xì)胞缺陷(paneth celldeficiency);垂體功能減退；對無面筋飲食不響應(yīng)的乳糜泄；熱帶口炎性腹灣(tropicalsprue);輻射相關(guān)的局部缺血；藥物誘導(dǎo)的絨毛萎縮，如由新霉素和硫唑嘌呤誘導(dǎo)的絨毛萎縮。
在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善有黏膜炎癥的絨毛萎縮以及相關(guān)的疾病和病癥，包括但不限于:乳糜泄；嚴(yán)重的食物不耐受(alimentary intolerance);先天性克羅恩??；自身免疫性腸??；小腸結(jié)腸炎；和免疫缺陷綜合征。
在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善由包括但不限于以下的疾病引起的絨毛萎縮:肝炎；腸癌；腸淋巴瘤；1型糖尿?。蛔儜B(tài)反應(yīng)；嗜酸細(xì)胞性胃腸炎(eosinophilic gastroenteritis);病毒性胃腸炎；以及自身免疫性腸病。
在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明可用于治療或改善與小腸中與乳糜泄相關(guān)的絨毛萎縮，包括但不限于Marsh3a型絨毛萎縮(每100個腸細(xì)胞> 40個上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞)、Marsh3b型絨毛萎縮(每100個腸細(xì)胞> 40個上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞；顯著的絨毛萎縮)、Marsh3c型絨毛萎縮(每100個腸細(xì)胞> 40個上皮淋巴細(xì)胞，絨毛區(qū)不存在或幾乎不存在)(基于乳糜泄和腸絨毛萎縮的經(jīng)修改的Marsh分類)。
本發(fā)明還可用于治療或改善與小腸損傷相關(guān)的癥狀，包括但不限于吸收不良、腹瀉、惡心、嘔吐、電解質(zhì)失衡、吸收不良和脫水。
制備用于提高小腸功能的治療組合物
在另一方面，提供了用于制備本發(fā)明治療組合物的方法。在一個實(shí)施方案中，該方法包括制備用于促進(jìn)有小腸上皮細(xì)胞損失或損傷之對象的腸健康的組合物，其中所述組合物包含以下、基本由以下組成或者由以下組成:有效量的一種或更多種成分，其中這些成分被有小腸上皮細(xì)胞損失或損傷的對象的小腸吸收，其中該組合物的總摩爾滲透壓濃度為230mosm至280mosm,或其間的任何值(優(yōu)選為約250mosm至260mosm)，其中該組合物的pH為約7.1至7.9或其間的任何值(優(yōu)選為約7.4)，其中該組合物被配制為用于經(jīng)腸施用。
在一個實(shí)施方案中，成分選自:游離氨基酸、二肽、單糖、二糖或其組合，以及任選地，電解質(zhì)、維生素、矯味劑和/或載體。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了通過篩選在絨毛和隱窩區(qū)的小腸上皮細(xì)胞破壞之后保持或獲得吸收能力的營養(yǎng)物或電解質(zhì)，篩選用于包含進(jìn)本發(fā)明治療組合物之營養(yǎng)物或電解質(zhì)的方法。
本發(fā)明的篩選方法可用于確定可用于治療或改善與小腸上皮細(xì)胞的損失、破壞或減少(特別是絨毛細(xì)胞、腸細(xì)胞和/或腸祖細(xì)胞的損失、破壞或減少)相關(guān)的疾病或病癥的治療營養(yǎng)物和/或電解質(zhì)。在一些具體的實(shí)施方案中，該方法可用于設(shè)計用以滿足特定患者或患者群體之需求的組合物和方法。在一個具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明組合物可用于治療或改善放射治療、化學(xué)治療治療、質(zhì)子治療之后的或者由小腸的急性或慢性炎癥引起的小腸損傷。
在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明篩選方法包括:
a)使有黏膜損傷的小腸上皮 組織與候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)相接觸；
b)確定小腸上皮組織吸收所述營養(yǎng)物或電解質(zhì)的能力水平；
c)將所述水平與預(yù)定水平(如正常組織中)進(jìn)行比較；以及
d)如果候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)的吸收能力是預(yù)定水平的至少例如50%、60%、70 %、80 %或90 %，則選擇該候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)。在一個實(shí)施方案中,本發(fā)明篩選方法包括:a)通過經(jīng)腸途徑向有小腸黏膜損傷的對象施用候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)；b)確定所述營養(yǎng)物或電解質(zhì)的腸吸收能力水平；c)將所述水平與預(yù)定水平(如正常對象中)進(jìn)行比較；以及d)如果候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)的吸收水平是預(yù)定水平的至少例如50%、60%、70 %、80 %或90 %，則選擇該候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)?？筛鶕?jù)指標(biāo)(包括，例如K1^Vniax和IJ的組合來確定吸收能力的水平。本領(lǐng)域技術(shù)人員可建立預(yù)定參考值。例如，可通過測量沒有黏膜(如絨毛細(xì)胞、隱窩細(xì)胞、腸細(xì)胞和腸祖細(xì)胞)損傷的正常小腸上皮組織中的所述營養(yǎng)物或電解質(zhì)的吸收能力水平來建立預(yù)定的參考值。在另一情況下，可通過測量沒有小腸上皮細(xì)胞(如絨毛細(xì)胞、隱窩細(xì)胞、腸細(xì)胞 和腸祖細(xì)胞)損傷的正常群體中的所述營養(yǎng)物或電解質(zhì)的吸收能力水平來建立預(yù)定參考值。在另一個實(shí)施方案中，本發(fā)明篩選方法包括:a)確定有黏膜損傷的小腸組織的功能；b)使候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)與小腸組織相接觸；c)確定小腸組織與候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)接觸后小腸組織的功能；以及d)如果所述候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)提高了小腸功能，則選擇該候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)。在另一個實(shí)施方案中，本發(fā)明篩選方法包括:a)確定有小腸黏膜損傷的對象的小腸功能；b)通過經(jīng)腸途徑向?qū)ο笫┯煤蜻x營養(yǎng)物或電解質(zhì)；c)確定施用候選營養(yǎng)物后對象的小腸功能；以及d)如果所述候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)提高了小腸功能，則選擇該候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)。在某些實(shí)施方案中，如果候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)的施用使細(xì)胞旁通透性(paracellular permeability)下降、增強(qiáng)了小腸屏障功能，則小腸功能得到了提高。此外，如果候選營養(yǎng)物或電解質(zhì)的經(jīng)腸施用預(yù)防或治療了腹瀉和/或延長了存活，則小腸功能得到了提高。在某些實(shí)施方案中，可使用如實(shí)施例(特別是實(shí)施例15至17)中所說明的方法來選擇提高了有小腸黏膜損傷之對象的小腸功能的營養(yǎng)物和電解質(zhì)。合適的候選電解質(zhì)包括例如Na+、K+、HCO3' Cl—、Mg2+、Ca2+、Fe2+和/或Zn2+。合適的候選營養(yǎng)物包括選自例如以下的必需氨基酸和非必需氨基酸:異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、組氨酸、酪氨酸、硒半胱氨酸(selenocysteine)、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、天冬酰胺和吡咯賴氨酸。合適的候選營養(yǎng)物還可包括脂肪酸、糖類(例如，單糖、二糖和寡糖)、電解質(zhì)和維生素。候選營養(yǎng)物還可包括非天然氨基酸，如鳥氨酸、瓜氨酸、羥脯氨酸、高絲氨酸(homoserine)、苯甘氨酸、?；撬帷⒌饣野彼?、2，4_ 二氨基丁酸、a-氨基異丁酸、4_氨基丁酸、2-氨基丁酸、Y-氨基丁酸、ε-氨基己酸、6-氨基己酸、2-氨基異丁酸、3-氨基丙酸、正亮氨酸(norleucine)、正纟顏氨酸(norvaline)、肌氨酸(sarcosine)、高瓜氨酸(homocitrulline)、磺基丙氨酸(cysteic acid)、τ-丁基甘氨酸、τ-丁基丙氨酸、苯基甘氨酸、環(huán)己基丙氨酸和丙氨酸。
在另一個實(shí)施方案中，營養(yǎng)物和電解物的選擇還至少部分取決于對象所接受的IR劑量、輻射源、被輻照的身體部分、和/或輻射后的時間；化學(xué)治療劑的類型、劑量、和/或化學(xué)治療后的時間；以及對象所接受的質(zhì)子治療的劑量，和/或質(zhì)子治療后的時間。
本發(fā)明篩選測定可采用本領(lǐng)域中公知的技術(shù)組合來進(jìn)行，包括但不限于尤斯室研究、細(xì)胞學(xué)、免疫組化、Western印跡、酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)、聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、離子通量實(shí)驗(yàn)(ion flux exper iment)、免疫沉淀、免疫熒光、放射免疫測定和免疫細(xì)胞化學(xué)。
具體地，成分可根據(jù)成分被患者小腸黏膜吸收的能力(如通過原位或分離的腸制備物確定的)來選擇，采用技術(shù)如尤斯室來測量小腸對此類成分的吸收能力。
制劑和施用
本發(fā)明提供了包含治療有效量的本發(fā)明組合物和任選的可藥用載體的治療組合物或藥物組合物。這樣的藥用載體可以是無菌液體，例如水。治療組合物還可包含不影響受損傷小腸上皮(特別是絨毛區(qū)和刷狀緣中)之健康或功能的賦形劑、輔料、矯味劑等。在一個實(shí)施方案中，治療組合物和其中所包含的全部成分都是無菌的。
術(shù)語“載體”是指與化合物一起施用的稀釋劑、輔料、賦形劑或載劑。合適的藥用載體的實(shí)例描述于 E.W.Martin 的 “Remington, sPharmaceutical Sciences” 中。這樣的組合物包含治療有效量的治療組合物，以及合適量的載體以向患者提供適當(dāng)?shù)氖┯眯问?。制劑?yīng)當(dāng)適合經(jīng)腸施用模式。
本發(fā)明還提供了藥物包(pharmaceutical pack)或藥盒(kit),其包括填充有一種或更多種成分(例如，本發(fā)明的化合物、載體或藥物組合物)的一個或更多個容器。
在一個實(shí)施方案中，藥物包或藥盒還包括施用說明書,例如,關(guān)于有效治療劑量，和/或參考例如暴露于輻射、化學(xué)治療或質(zhì)子治療后之時間的施用時間。在一個實(shí)施方案中，組合物的治療劑量根據(jù)小腸黏膜的損傷程度來確定。例如，對于接受了或者即將接受輻射的對象，組合物的治療劑量根據(jù)輻射源、被輻照的身體部分和/或輻射后的時間來確定。對于接受了或者即將接受化學(xué)治療的對象，組合物的治療劑量根據(jù)化學(xué)治療劑的類型、化學(xué)治療劑的劑量和/或化學(xué)治療后的時間來確定。對于接受了或者即將接受質(zhì)子治療的對象，組合物的治療劑量根據(jù)對象所接受的質(zhì)子治療的劑量和/或質(zhì)子治療后的時間來確定。
材料和方法
實(shí)驗(yàn)動物
為了研究活性HC<V分泌，從國家癌癥研究所(National Cancer Institute)獲得8周齡的、未經(jīng)輻照和經(jīng)輻照的雄性BALB/c小鼠。將小鼠隨機(jī)分組，使用以1.84Gy/分鐘遞送Y -福照的mCs源,根據(jù)胃腸急性放射綜合征(gastrointestinal acute radiationsyndrome,GI ARS)模型以 Shepherd Mark-1 福照腹部。福射以單分割(single fraction)給出。在骨盆或腹部腫瘤的放射治療期間，GIARS模型將實(shí)現(xiàn)腸組織的最大輻射損傷，并模擬腸損傷。
檢查作為輻射后的時間和輻射劑量升高二者之函數(shù)的短路電流(short circuitcurren,Isc)的變化以確定產(chǎn)生顯著的Is。變化所需的最早時間和最小輻射劑量。這些研究經(jīng)羅切斯特大學(xué)動物管理與使用委員會(UniVersity of Rochester Animal Care and UseCommittee)批準(zhǔn)。離子通量研究放血(exsanguination)之后,通過排除鄰近盲腸的小腸遠(yuǎn)端的12cm而得到空腸段。在從下面的肌肉層剝離黏膜之前，在冰冷的林格液中清洗和沖洗該段(Zhang，Ameen等.2007)。將黏膜安放在面積為0.30cm2的尤斯型璐彩特(Lucite)室(P2304，Physiologicinstruments, San Diego, CA92128USA)的兩半之間，使用電壓 / 電流鉗裝置(VCC MC-8，Physiologicinstruments, San Diego, CA92128USA)記錄電參數(shù)(Vidyasagar 等 2005 ；Vidyasagar 等 2004 ；Zhang 等 2007 ；Vidyasagar 和 Ramakrishna2002)。在包含 8mM 的谷氨酰胺且用95%氧氣(O2)與5%二氧化碳(CO2)之混合物充氣的常規(guī)林格液(表I)中沐浴(bathed)腸制備物的兩邊。表1.溶液的組成
權(quán)利要求
1.一種無菌的治療組合物，其用于改善小腸健康，特別是在絨毛萎縮的情況下改善小腸健康，其中所述組合物配制為用于經(jīng)腸施用，并且包含作為游離氨基酸的賴氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和酪氨酸；以及水；并且其中所述組合物的總摩爾滲透壓濃度為230mosm 至 280mosm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療組合物，其中所述組合物不包含選自葡萄糖、谷氨酰胺和甲硫氨酸中的一種或更多種成分，或者，如果存在這些成分，則葡萄糖以小于lg/1的濃度存在，谷氨酰胺以小于300mg/l的濃度存在，甲硫氨酸以小于300mg/l的濃度存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的治療組合物，其還包含天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和/或絲氨酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療組合物，其中所述組合物不包含葡萄糖、谷氨酰胺或甲硫氨酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物還包含電解質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)和/或矯味劑。
6.一種用于治療有絨毛萎縮之對象的方法，其中所述方法包括通過經(jīng)腸施用向所述對象施用權(quán)利要求1所述的組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述對象是人。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述對象的絨毛區(qū)中小腸上皮細(xì)胞的總數(shù)目與正常相比減少至少10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述對象的小腸中絨毛的高度與正常相比損失至少 10%。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述組合物不包含選自葡萄糖、谷氨酰胺和甲硫氨酸中的一種或更多種成分，或者，如果存在這些成分中的一種或更多種，則葡萄糖以小于lg/1的濃度存在，谷氨酰胺以小于300mg/l的濃度存在，甲硫氨酸以小于300mg/l的濃度存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述組合物還包含天冬氨酸、異亮氨酸、色氨酸、天冬酰胺和/或絲氨酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述組合物不包含選自葡萄糖、谷氨酰胺或甲硫氨酸中的一種或更多種成分。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述絨毛萎縮是由疾病、輻射、化學(xué)治療、質(zhì)子治療、腹部手術(shù)和/或細(xì)胞毒性劑造成的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中在所述對象接受輻射、化學(xué)治療、質(zhì)子治療或細(xì)胞毒性劑后施用所述組合物I至14天時間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其用于治療放射性腸炎。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其用于治療由化學(xué)治療或選自以下的細(xì)胞毒性劑造成的小腸損傷:順鉬、5-氟尿嘧啶(5-FU)、羥基脲、依托泊苷、阿糖胞苷、6-巰嘌呤、6-硫鳥嘌呤、氟達(dá)拉濱、甲 氨蝶呤、類固醇或其組合。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其用于治療炎性腸病(IBD)、潰瘍性結(jié)腸炎、十二指腸潰瘍或克羅恩病。
18.一種用于制備無菌治療組合物的方法，所述組合物用于促進(jìn)有絨毛萎縮之對象的腸健康，其中所述方法包括將一種或更多種選自以下的成分相組合:游離氨基酸、二肽、單糖、二糖或其組合， 其中，已確定各成分在有絨毛萎縮之對象的小腸中保持與正常相比至少50%的吸收能力，并且 其中所述組合物不包含濃度高于lg/Ι的葡萄糖或濃度高于300mg/l的谷氨酰胺。
19.通過權(quán)利要求18所述的方法生產(chǎn)的組合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的組合物，其包含水，并且摩爾滲透壓濃度為230mOsm至280mosmo
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述 的組合物，其為粉末形式。
22.—種成套試劑，其包含權(quán)利要求1所述的組合物或當(dāng)與水組合時形成權(quán)利要求1所述組合物的粉末，其中所述成套試劑還包含用于向有或預(yù)期發(fā)生絨毛萎縮之患者施用所述組合物的說明書。
全文摘要
本發(fā)明提供了治療組合物及其用于治療或改善小腸黏膜損傷的用途。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述組合物包含一種或更多種獲得或保持相當(dāng)大吸收能力的營養(yǎng)物和/或電解質(zhì)。
文檔編號A61K31/198GK103153298SQ201180045566
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者薩達(dá)希瓦·維佳薩加爾, 保羅·奧庫尼夫, 張魯榕 申請人:佛羅里達(dá)大學(xué)研究基金會有限公司