專利名稱：α-甲基葡萄糖苷(AMG)作為葡萄糖吸收和排泄的指示劑的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在體內(nèi)使用α -甲基葡萄糖苷(AMG)作為口服給予AMG后葡萄糖從胃腸(GI)系統(tǒng)吸收、葡萄糖從腎小管重吸收和/或葡萄糖在尿中排泄的指示劑的方法。II.相關(guān)技術(shù)描述
高血糖癥意味著血漿葡萄糖升高，它是糖尿病的標(biāo)志。過去，占糖尿病病例約10%的I型糖尿病指的是胰島素依賴性糖尿病(“IDDM”)或青少年型糖尿病。該疾病的特征在于逐步喪失胰腺β細(xì)胞的胰島素分泌功能。該特征也為源于胰臟疾病的非自發(fā)性或“繼發(fā)性”糖尿病所共享。I型糖尿病與以下臨床體征或癥狀相關(guān)聯(lián)持續(xù)升高的血漿葡萄糖濃度或高血糖癥，多尿癥，煩渴和/或飲食過量，慢性微血管并發(fā)癥(例如視網(wǎng)膜病、腎病和神經(jīng)病變)，及微血管并發(fā)癥(例如可導(dǎo)致失明、腎終末期疾病、截肢和心肌梗死的高脂血癥和高血壓)。II型糖尿病(非胰島素依賴性糖尿病或NIDDM)為包含葡萄糖代謝失調(diào)和胰島素敏感度損傷的代謝紊亂。II型糖尿病通常在成人期形成，與身體無法利用或產(chǎn)生足夠的胰島素有關(guān)。除在靶組織中觀察到的抗胰島素作用外，患有II型糖尿病的患者還存在相對的胰島素缺乏，低于給定的血漿葡萄糖濃度所需的預(yù)測的胰島素水平。II型糖尿病的特征在于下列臨床體征或癥狀特征持續(xù)性升高的血漿葡萄糖濃度或高血糖癥，多尿癥，煩渴和/或飲食過量，慢性微血管并發(fā)癥(例如視網(wǎng)膜病、腎病和神經(jīng)病變)，以及微血管并發(fā)癥(例如可導(dǎo)致失明、腎終末期疾病、截肢和心肌梗死的高脂血癥和高血壓)。X綜合征也稱為胰島素耐受性綜合征( 、代謝綜合征、或代謝綜合征X，可被約洲的診斷性心導(dǎo)管插入術(shù)識別。通常使人病廢(disabling)，它呈現(xiàn)出包括葡萄糖耐量降低(IGT)、空腹糖調(diào)節(jié)受損(ire)、高血糖癥、高胰島素血癥、胰島素抵抗、血脂障礙(例如高甘油三酯、低HDL)、高血壓及肥胖癥在內(nèi)的II型糖尿病和心血管疾病的癥狀或危險因
ο對IDDM患者的治療始終關(guān)注于外源性胰島素的給藥，這可通過多種途徑獲得(例如人、牛、豬胰島素)。異物種物質(zhì)的使用帶來形成抗胰島素抗體的風(fēng)險，該抗體具有活性限制效果，導(dǎo)致為實(shí)現(xiàn)所需的降糖效果而逐漸需要更大劑量。II型糖尿病的典型療法著眼于通過改變與飲食和運(yùn)動相關(guān)的生活方式來盡可能將血糖水平維持接近正常，當(dāng)需要時著眼于使用降糖藥、胰島素或它們的組合的療法。不能通過飲食療法控制的NIDDM的一線療法為使用口服降糖藥的療法。典型的NIDDM的一線療法除二甲雙胍和磺酰脲類藥物之外還包括噻唑烷二酮類藥物。二甲雙胍單一療法為首選，尤其是可用于治療患有肥胖和/或脂質(zhì)代謝障礙的II型糖尿病患者。在對二甲雙胍的合適的反應(yīng)不足后常采用將二甲雙胍與磺酰脲類、噻唑烷二酮類或胰島素合用的療法?；酋ｋ鍐我化煼?包括各代藥物)也為常見的一線療法選擇。另一種一線療法選擇為噻唑烷二酮類。α-葡萄糖苷酶抑制劑也被用作一線和二線療法。不適當(dāng)?shù)貞?yīng)答口服抗糖尿病單一療法的患者被給予上述藥物的組合。當(dāng)血糖控制無法單獨(dú)通過口服降糖藥維持時，胰島素也被用作單一療法或與口服降糖藥并用。盡管在所有X綜合征患者中胰島素抵抗常不一定得到治療，但對于那些處于空腹葡萄糖水平可能高于正常值但卻不在糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的糖尿病前期(例如IGT、IFG)的患者，在某些國家(例如，德國)通過二甲雙胍來盡力預(yù)防糖尿病。上述抗糖尿病藥也可與其它藥物合用于伴發(fā)性共癥(concomitant co-mobidity)的治療(例如，用于高血壓的抗高血壓藥物、用于高脂血癥的降血脂藥)。最近的治療高血糖癥的發(fā)展著眼于將過剩的葡萄糖直接排泄到尿中。血漿葡萄糖通常被腎臟中的腎小球過濾，在近曲小管被主動重吸收。尤其是腎臟中有百分之九十的葡萄糖重吸收發(fā)生在腎皮質(zhì)近曲小管的前部Sl段上皮細(xì)胞。鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2(SGLT2)似乎是負(fù)責(zé)葡萄糖在此位點(diǎn)的重吸收的主要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(Kanai et al. , (1994) JClin Investig 93: 397-104)。 SGLT2為包含14個跨膜片段的由672種氨基酸構(gòu)成的蛋白，其主要在腎臟近曲小管的前部Sl段表達(dá)。SGLT2的底物特異性、鈉依賴性和定位與人腎皮質(zhì)近曲小管中鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白所表現(xiàn)出的高容量、低親和性一致。另外，由于實(shí)質(zhì)上所有鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性均被大鼠SGLT2特異性反義寡核苷酸所抑制，所以在大鼠中的雜交體耗竭(hybrid depletion)研究暗示SGLT2為近曲小管Sl段主要的Na+/葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(You et al. , (1995) J Biol Chem. 270(49) 29365-71)。SGLT2亦為某些形式的家族性尿糖的候補(bǔ)基因，這種基因異常導(dǎo)致腎臟葡萄糖重吸收受損到不同程度(van den Heuvel et al.，(2002) Hum Genet 111: M4-547 和Calado et al.，(2004) Hum Genet 114: 314-316)。上述家族性尿糖綜合征處于腸內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)正常，且腎臟對其它離子和氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)也正常的狀態(tài)。家族性尿糖患者看似發(fā)育正常，具有正常的血漿葡萄糖水平，盡管有時排泄出相當(dāng)高(110-114g/日)的水平的葡萄糖，但看似未出現(xiàn)因它們的紊亂所導(dǎo)致的主要健康問題。在這些患者中主要的明顯癥狀包括多食、多尿和煩渴。腎臟在結(jié)構(gòu)和功能方面看似正常。因此，根據(jù)迄今為止所獲得的證據(jù)，在其它正常個體中，葡萄糖在腎臟的重吸收的不足看似具有最小的長期負(fù)面后果。針對高度同源的嚙齒類動物SGLTs的研究也強(qiáng)烈暗示SGLT2為葡萄糖在腎臟的主要Na依賴性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并且指出SGLT2活性在尿糖中發(fā)揮某些作用。SGLTl為另一種鈉依賴性葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其在氨基酸水平上60%與SGLT2相同，表達(dá)于小腸和腎臟遠(yuǎn)曲小管中更末端的S3段(Pajor and Wright (1992) J Biol Chem267: ；3557-3560 和 Wright (2001) Am J Physiol 280: F10-F18)。盡管它們的序列相似，但人SGLTl和SGLT2可在生物化學(xué)上相區(qū)別。對于SGLTl而言，Na+相對于被轉(zhuǎn)運(yùn)的葡萄糖的摩爾比為2:1。對于SGLT2而言，該比例為1:1。就Na+的Km值而言，對于SGLTl而言為32mM，對于SGLT2而言為250-300mM。SGLTl和SGLT2對于某些糖而言還具有不同的底物特異性，但對于葡萄糖和不可代謝的葡萄糖類似物、α-甲基葡萄糖苷(AMG)的攝取而言，Km值相似。對于葡萄糖而言，與SGLTl和SGLT2對應(yīng)的Km值分別為0. 8mM和1. 6mM。對于AMG 而言，與 SGLTl 和 SGLT2 對應(yīng)的 Km 值分別為 0. 4mM 與 1. 6mM (Kanai et al.，(1994)J Clin Investig 93: 397-404 和美國專利申請 No. 2008/0234367)。非特異性SGLT1/SGLT2抑制劑的根皮苷的給藥提供了使用SGLT抑制劑來治療與高血糖癥有關(guān)機(jī)病癥所需的概念數(shù)據(jù)的體內(nèi)證據(jù)(例如NIDDM和X綜合征)。在糖尿病嚙齒類動物模型和一種犬科糖尿病模型中根皮苷的給藥可加速葡萄糖排泄，降低空腹動物或餐后血漿葡萄糖水平，促進(jìn)葡萄糖的利用而無低血糖副作用(Ehrenkranz et al. , (2005)Diabetes Metab Res Rev 21: 31-38) 0使用根皮苷治療2周，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)血漿離子平衡、腎功能和腎臟形態(tài)學(xué)方面不良反應(yīng)。另外，當(dāng)對正常動物給予根皮苷時，盡管出現(xiàn)尿糖，但未發(fā)現(xiàn)低血糖癥或其它不良反應(yīng)。此外，有報道稱使用從根皮苷中分離的合成藥物的長期治療可改善肥胖型II型糖尿病(NIDDM)大鼠模型的空腹和餐后血糖，改善胰島素分泌和利用，抵消腎病的惡化而無低血糖癥或腎臟副作用(Ueta et al. , (2005) Life Sci.76(23) 2655-68)。然而，根皮苷本身無作為口服藥物的吸引力，其原因在于它屬于非特異性SGLT1/SGLT2抑制劑，而且它在腸道中被水解成苷元和根皮素。上述水解產(chǎn)物為易化性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(GLUTs)的有效抑制劑，而GLUTs的并發(fā)抑制并不被期望(Katsimo et al.,(2007) J Pharmacol Exp Ther. 320(1) 323-30)。此類抑制劑被預(yù)言可在加重外周胰島素抵抗的同時加劇CNS中的低血糖癥。對SGLTl的抑制也會導(dǎo)致嚴(yán)重的有害后果，如同遺傳性綜合征葡萄糖/半乳糖吸收不良(GGM)所顯示的那樣，其中SGLTl協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的突變導(dǎo)致葡萄糖在腸道內(nèi)的攝取受到抑制以及危及生命的腹瀉和脫水(Turk et al., (1991)Nature 350: 354—356 禾口 Martin et al. , (1996) Nat Genet 12: 216—220)。作為一個整體，這些數(shù)據(jù)表明在糖尿病患者中對SGLT2的特異性抑制可通過提高葡萄糖在尿中的排泄來安全的使血漿葡萄糖正?；瑥亩纳埔葝u素感受性，延緩糖尿病并發(fā)癥的發(fā)展。幸運(yùn)的是，SGLT2和SGLTl之間的生物化學(xué)差異以及它們之間的序列趨異程度使得識別出選擇性SGLT2抑制劑。仍需要做的是，在體內(nèi)分析測試上述抑制劑，評價對SGLT2和SGLTl具有不同效力和選擇性的抑制劑的效果，從而進(jìn)一步使這類抑制劑的發(fā)現(xiàn)和最優(yōu)化成為可能。葡萄糖類似物一直以來被用于葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的研究和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的特性表征(參見 feitley (2003) J Nucl Med. 44(7) 1082-6)。α -甲基葡萄糖苷(AMG)為常被用作選擇設(shè)計(jì)用來研究SGLTl和/或SGLT2活性的基于細(xì)胞的檢測的類似物。
權(quán)利要求
1.使用α-甲基葡萄糖苷(AMG)作為葡萄糖從動物的胃腸系統(tǒng)吸收或葡萄糖從動物的腎臟排泄的指示劑的方法，所述方法包括以下步驟a.對所述動物給予口服劑量的預(yù)定量的AMG；b.在給予AMG后從所述動物獲取樣品；c.測定所述樣品中所述AMG的量；其中，所述樣品中的AMG量與葡萄糖從所述動物的胃腸系統(tǒng)吸收的量或葡萄糖從所述動物的腎臟排泄的量相關(guān)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述動物選自小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠、犬、豬、非人靈長類和人。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述樣品選自血漿、尿和胃腸道。
4.確定鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)抑制劑在動物中的效果的方法，所述方法包括以下步驟a.對第一動物給予預(yù)定量的所述SGLT抑制劑；b.對所述第一動物和第二動物給予口服劑量的預(yù)定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)，所述第二動物未給予所述SGLT抑制劑；c.從所述第一和第二動物獲取樣品；d.測定所述樣品中AMG的量；e.比較源于所述第一動物的樣品中的AMG量和源自所述第二動物的樣品中的AMG量；其中，在所述樣品中所述AMG量的差異表明所述SGLT抑制劑在所述第一動物中的效^ ο
5.權(quán)利要求4的方法，其中，所述SGLT抑制劑選自SGLT2抑制劑和SGLT 1抑制劑。
6.權(quán)利要求4的方法，其中，所述動物選自小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠、犬、豬、非人靈長類和人。
7.權(quán)利要求4的方法，其中，所述樣品選自血漿、尿和胃腸道。
8.比較第一和第二鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)抑制劑的效果差異的方法，所述方法包括以下步驟a.對第一動物給予預(yù)定量的所述第一SGLT抑制劑；b.對第二動物給予預(yù)定量的所述第二SGLT抑制劑；c.對所述第一和第二動物給予口服劑量的預(yù)定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)；d.從所述第一與第二動物獲取樣品；e.測定所述樣品中AMG的量；f.比較源于所述第一動物的樣品中的AMG量和源于所述第二動物的樣品中的AMG量；其中，在所述樣品中AMG量的差異提供比較所述第一與第二 SGLT抑制劑的效果差異的■石出。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，所述第一和第二SGLT抑制劑選自SGLT 2抑制劑和SGLT1抑制劑。
10.權(quán)利要求8的方法，其中，所述動物選自小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠、犬、豬、非人靈長類和人。
11.權(quán)利要求8的方法，其中，所述樣品選自血漿、尿和胃腸道。
12.在動物中診斷與葡萄糖從胃腸(GI)系統(tǒng)吸收或葡萄糖從腎臟排泄有關(guān)的疾病的方法，所述方法包括以下步驟a.對第一動物和未患有所述疾病的第二動物分別給予口服劑量的預(yù)定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)；b.從所述第一和第二動物獲取樣品；c.測定所述樣品中AMG的量；d.比較源于所述第一動物的樣品中的所述AMG量和源于所述第二動物的樣品中的AMG 量；其中，在所述樣品中AMG量的差異提供確定所述第一動物是否患有與葡萄糖從胃腸(GI)系統(tǒng)吸收或葡萄糖從腎臟排泄有關(guān)的疾病的基礎(chǔ)。
13.權(quán)利要求12的方法，其中，所述動物為人。
14.權(quán)利要求12的方法，其中，所述樣品為血漿或尿。
全文摘要
本發(fā)明涉及口服AMG后在體內(nèi)使用α-甲基葡萄糖苷(AMG)作為葡萄糖從胃腸(GI)系統(tǒng)吸收或葡萄糖在尿中排泄的指示劑的方法。此方法可應(yīng)用于，但并不僅限于，例如檢測鈉依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SGLT)抑制劑在動物中的效果，比較第一和第二SGLT抑制劑在動物中的效果的差異，以及在動物中診斷與葡萄糖從胃腸(GI)系統(tǒng)吸收或葡萄糖從腎臟排泄有關(guān)的疾病。
文檔編號G01N33/50GK102597770SQ201080051671
公開日2012年7月18日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者G.C.利奧, J.M.倫哈德, K.T.德馬雷斯特, T.L.馬丁, Y.梁 申請人:詹森藥業(yè)有限公司