與腎功能相關的生物標記及其使用方法
【專利說明】與腎功能相關的生物標記及其使用方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年5月14日提交的美國臨時專利申請號61/822, 965的權益，將 其全部內容通過引用而特此結合。
[0003] 領域
[0004]本發明總體上涉及用于腎功能的生物標記以及基于所述生物標記的方法。
[0005] 背景
[0006]對于用于評價腎臟的排泄功能（腎小球濾過率，GFR)的靈敏、準確且方便的測試 存在顯著尚未滿足的臨床需求。腎功能的最準確測量是測量的腎小球濾過率（mGFR)，它 需要使用理想的濾過標記（例如，菊粉、碘酞酸酯、碘海醇）。由于其復雜性，這種測量是昂 貴的，在常規臨床實踐中難以進行，并且僅僅典型地用于研究性學習或用于潛在的供腎者。 因此，基于如血清肌酸酐等標記的腎功能的替代性測量被用于復雜的方程中以得到估計的 GFR(eGFR)。這種方法的優點是它便于在常規臨床實踐中用于評價腎功能。然而，這些測定 GFR的方法在真實地評價腎功能方面具有局限；一些方程低估GFR并且一些方程高估GFR， 尤其是當它處于"正常"范圍內時。這些局限中的一些可能是由于血清肌酸酐水平的可變 性，血清肌酸酐水平可以受肌肉質量、飲食和一些藥物（包括抗生素）的影響，這導致水平 在個體之間并且隨時間變化。這種不準確性的臨床結果導致對患者的誤診。在一些情況 下，患有慢性腎病（CKD)的個體未通過現有方法進行診斷并且因此他們沒有接受適當的治 療（假陰性）。在其他情況下，個體可能被診斷為患有CKD，當事實上他們不患有CKD時（假 陽性）；然后這些個體被針對他們不患有的疾病進行治療。最近，胱抑素C的血清水平已經 被用于評價腎功能，但是這種腎功能測量的實用性受限于個體之間的胱抑素C血清水平的 可變性。因此，對于方便且比目前可用的腎功能評價測試更準確的測試存在需求，以便減少 假陰性和假陽性診斷的數量。
[0007]此外，腎功能的當前評價（例如，血清肌酸酐、胱抑素C和eGFR測量，BUN，尿白蛋 白）不足夠靈敏和/或準確以檢測早期腎病或以監測其進展，尤其是當處于個體無癥狀的 CKD的最早階段時。早期檢測衰退的腎功能可以預防腎功能的顯著惡化，這種惡化可以在 用目前可用的方法檢測到該問題之前發生。用于評價并監測個體的腎功能的、具有靈敏示 值讀數的新穎測試將允許在用當前方法可以檢測到CKD之間更早地檢測CKD。其結果是， 治療并管理CKD和相關并發癥的總體成本將減少。因為早期檢測到CKD，可以更有效地治 療或甚至可能預防并發癥，包括心血管疾病、貧血、營養不良以及骨病。早期檢測CKD將使 得可以改變生活方式（如健康飲食、戒煙、減肥）和治療高血壓，這可以預防或減少進一步 的腎臟損傷，從而減少對透析和腎臟移植的需求，透析和腎臟移植是與降低的腎功能和CKD 相關的常見后果。
[0008]通過測量具有CKD風險因素（例如，年齡超過60、高血壓、糖尿病、心血管疾病、CKD 家族史）的患者體內的一種或多種生物標記代謝物的水平而評價和/或監測患者的腎功能 的基于血液或基于尿液的測試將是臨床上有用的。例如，這些生物標記可以包括定量地測 量一組生物標記代謝物的測試，由此該組中的每種生物標記的水平相對于標準參考水平的 升高或降低指示腎功能。此類生物標記測試組可以替代或補充當前腎功能測試結果并且使 得內科醫生最開始就能更好地評價患者的腎功能和/或可以隨時間監測患者的腎功能。這 樣的一種測試還可以用于評價治療性干預的作用以減緩腎功能衰退。
[0009] 概述
[0010] 在一個方面中，本發明提供了一種評價或輔助評價腎功能的方法，該方法包括分 析來自受試者的生物樣品，以確定該樣品中的腎功能的一種或多種生物標記的水平，其中 該一種或多種生物標記選自所列出的生物標記：假尿苷、N-乙酰基蘇氨酸、C-糖基色氨酸、 N-乙酰基絲氨酸、N-乙酰基丙氨酸、N6-氨甲酰基蘇氨酰基腺苷、4-乙酰胺基丁酸酯、赤 蘚糖醇、肌醇、蘇糖酸酯（erythronate)、尿素、阿糖醇、N2，N2-二甲基鳥苷、N1-甲基腺苷、 3-甲基戊二酰基肉堿（C6)、S-腺苷基高半胱氨酸（SAH)、N-乙酰基甲硫氨酸、N6-乙酰基 賴氨酸、犬尿氨酸、阿糖酸酯、琥珀酰基肉堿、核糖、木糖酸酯、N-甲酰基甲硫氨酸、0-甲基 兒茶酚硫酸酯、2-甲基丁酰基肉堿（C5)、苯基乙酰基谷氨酰胺、N2, N5-二乙酰基鳥氨酸、肌 酸酐，并且將該樣品中的該一種或多種生物標記的水平與該一種或多種生物標記的腎功能 參考水平進行比較，以便評價受試者的腎功能。
[0011] 在另一個實施例中，本發明提供了一種評價響應于組合物的腎功能的方法，該方 法包括分析來自用組合物治療的受試者的生物樣品，以確定該樣品中的腎功能的一種或 多種生物標記的水平，其中該一種或多種生物標記選自所列出的生物標記：假尿苷、N-乙 酰基蘇氨酸、C-糖基色氨酸、N-乙酰基絲氨酸、N-乙酰基丙氨酸、N6-氨甲酰基蘇氨酰基 腺苷、4-乙酰胺基丁酸酯、赤蘚糖醇、肌醇、蘇糖酸酯、尿素、阿糖醇、N2，N2-二甲基鳥苷、 N1-甲基腺苷、3-甲基戊二酰基肉堿（C6)、S-腺苷基高半胱氨酸（SAH)、N-乙酰基甲硫氨 酸、N6-乙酰基賴氨酸、犬尿氨酸、阿糖酸酯、琥珀酰基肉堿、核糖、木糖酸酯、N-甲酰基甲硫 氨酸、0-甲基兒茶酚硫酸酯、2-甲基丁酰基肉堿（C5)、苯基乙酰基谷氨酰胺、N2, N5-二乙酰 基鳥氨酸、肌酸酐，并且將該樣品中的該一種或多種生物標記的水平與該一種或多種生物 標記的腎功能參考水平進行比較，以便評價腎功能。
[0012] 在另一個方面中，本發明提供了一種根據腎功能的水平（例如，正常、輕度降低、 中度降低、嚴重降低、終末期腎衰竭）對受試者分類或輔助分類的方法，該方法包括分析來 自受試者的生物樣品，以確定該樣品中的腎功能的一種或多種生物標記的水平，其中該一 種或多種生物標記選自所列出的生物標記：假尿苷、N-乙酰基蘇氨酸、C-糖基色氨酸、N-乙 酰基絲氨酸、N-乙酰基丙氨酸、N6-氨甲酰基蘇氨酰基腺苷、4-乙酰胺基丁酸酯、赤蘚糖 醇、肌醇、蘇糖酸酯、尿素、阿糖醇、N2, N2-二甲基鳥苷、N1-甲基腺苷、3-甲基戊二酰基肉堿 (C6)、S-腺苷基高半胱氨酸（SAH)、N-乙酰基甲硫氨酸、N6-乙酰基賴氨酸、犬尿氨酸、阿糖 酸酯、琥珀酰基肉堿、核糖、木糖酸酯、N-甲酰基甲硫氨酸、0-甲基兒茶酚硫酸酯、2-甲基丁 酰基肉堿（C5)、苯基乙酰基谷氨酰胺、N2，N5-二乙酰基鳥氨酸、肌酸酐，并且將該樣品中的 該一種或多種生物標記的水平與該一種或多種生物標記的腎功能參考水平進行比較，以便 確定受試者的腎功能的水平。
[0013] 在另一個實施例中，本發明提供了一種監測受試者的腎功能的方法，該方法包括： 分析來自受試者的第一生物樣品，以確定腎功能的一種或多種生物標記的水平，其中該一 種或多種生物標記選自所列出的生物標記：假尿苷、N-乙酰基蘇氨酸、C-糖基色氨酸、N-乙 酰基絲氨酸、N-乙酰基丙氨酸、N6-氨甲酰基蘇氨酰基腺苷、4-乙酰胺基丁酸酯、赤蘚糖 醇、肌醇、蘇糖酸酯、尿素、阿糖醇、N2, N2-二甲基鳥苷、N1-甲基腺苷、3-甲基戊二酰基肉堿 (C6)、S-腺苷基高半胱氨酸（SAH)、N-乙酰基甲硫氨酸、N6-乙酰基賴氨酸、犬尿氨酸、阿糖 酸酯、琥珀酰基肉堿、核糖、木糖酸酯、N-甲酰基甲硫氨酸、0-甲基兒茶酚硫酸酯、2-甲基丁 酰基肉堿（C5)、苯基乙酰基谷氨酰胺、N2，N5-二乙酰基鳥氨酸、肌酸酐，并且該第一樣品在 第一時間點獲得自該受試者；分析來自受試者的第二生物樣品，以確定該一種或多種生物 標記的水平，其中該第二樣品在第二時間點獲得自該受試者；并且將該第二樣品中的一種 或多種生物標記的水平與（a)該第一樣品中的該一種或多種生物標記的水平，（b)該一種 或多種生物標記的腎功能參考水平，（c)該一種或多種生物標記的CKD-陽性參考水平，和 /或（d)該一種或多種生物標記的CKD-陰性參考水平進行比較，以便監測該受試者的腎功 能。
[0014] 在一個另外的實施例中，本發明提供了一種用于評價腎功能和/或用于監測腎功 能的腎功能評分。
[0015] 在另一個方面中，本發明提供了一種診斷或輔助診斷CKD的方法，該方法包括分 析來自受試者的生物樣品，以確定該樣品中的腎功能的一種或多種生物標記的水平，其中 該一種或多種生物標記選自表1、2、3和/或4,并且將該樣品中的該一種或多種生物標記的 水平與該一種或多種生物標記的CKD-陽性和/或CKD-陰性參考水平進行比較，以便確定 該受試者是否患有CKD。
[0016] 在另一個實施例中，在本文描述的方法可以與有用于評價受試者的腎功能的其他 方法（或其結果）組合使用。例如，臨床參數，如BUN、SCr和/或尿白蛋白測量；腎功能標 記，如0-2微球蛋白、P-TRACE、2-吡喃甘露糖基色氨酸（2-MPT);以及患者信息，如例如 CKD家族史或其他風險因素可以與這些生物標記一起使用。
[0017] 在另一個實施例中，在本文描述的方法可以用于評價具有40-80ml/min/l. 73m2的 GFR估計值的患者的腎功能和/或診斷其CKD。
[0018] 在一個實施例中，由假尿苷、C-糖基色氨酸、N-乙酰基蘇氨酸及肌酸酐構成的生 物標記組可以用于評價受試者的腎功能和/或診斷受試者的CKD。
[0019] 附圖簡述
[0020] 圖1是一個用于患者管理的算法實例，說明了在什么情況下將代謝物生物標記測 試（新穎的一種或多種生物標記測試）整合進臨床實踐是有用的。eGFR和/或尿白蛋白 評分在不確定性診斷范圍內（如在虛線框中所指示）的患者應接受代謝物生物標記測試。 新穎的生物標記測試是指一種代謝物生物標記腎功能測試。G1 :階段1CKD，GFR>90 ;G2 :階 段 2CKD，GFR 60-89 ;G3a :階段 3CKD，GFR45-59 ;G3b :階段 3CKD，GFR 30-44 ;G4 :階段 4CKD， GFR15-29 ;G5 :階段5CKD，GFR〈15或接受透析。A1 :白蛋白與肌酸酐比率<30mg/g ;A2 :白蛋 白與肌酸酐比率30-300mg/g ;A3 :白蛋白與肌酸酐比率>300mg/g。CKD，慢性腎病；eGFR，估 計的腎小球濾過率；SCr，血清肌酸酐。
[0021] 圖2是一個當經歷藥物治療時用于患者管理的算法實例，示出了代謝物生物標記 測試的使用。可以使用該代謝物生物標記測試來評價腎功能的水平，并且可以基于這些結 果對藥物治療方案提出建議。生物標記測試是指代謝物生物標記腎功能測試。
[0022] 圖3A是基于如實例2中所描述的樣品中測量的C-糖基色氨酸水平的患者血清樣 品分布的圖解說明。
[0023]圖3B是使用如實例2中所描述的用于將CKD與正常情況區分開的示例性生物標 記C-糖基色氨酸而生成的R0C曲線的圖解說明。
[0024] 圖4A是基于如實例2中所描述的樣品中測量的N-乙酰基蘇氨酸水平的患者血清 樣品分布的圖解說明。
[0025]圖4B是使用如實例2中所描述的用于將CKD與正常情況區分開的示例性生物標 記N-乙酰基蘇氨酸而生成的R0C曲線的圖解說明。
[0026] 圖5A是基于如實例2中所描述的樣品中測量的假尿苷水平的患者血清樣品分布 的圖解說明。
[0027]圖5B是使用如實例2中所描述的用于將CKD與正常情況區分開的示例性生物標 記假尿苷而生成的R0C曲線的圖解說明。
[0028] 圖6A是使用描述于實例3中的模型1計算的估計的GFR與使用CKD-EPI方程計 算的eGFR之間的相關性分析的圖解說明。
[0029] 圖6B是使用描述于實例3中的模型2計算的估計的GFR與使用CKD-EPI方程計 算的eGFR之間的相關性分析的圖解說明。
[0030] 圖6C是使用描述于實例3中的模型3計算的估計的GFR與使用CKD-EPI方程計 算的eGFR之間的相關性分析的圖解說明。
[0031] 圖6D是使用描述于實例3中的模型4計算的估計的GFR與使用CKD-EPI方程計 算的eGFR之間的相關性分析的圖解說明。
[0032] 圖6E是使用描述于實例3中的模型5計算的估計的GFR與使用CKD-EPI方程計 算的eGFR之間的相關性分析的圖解說明。
[0033] 詳細說明
[0034] 在本文描述了腎功能的生物標記、評價或輔助評價腎功能的方法、用于診斷或輔 助診斷慢性腎病（CKD)的方法；用于根據腎功能的水平對受試者分類的方法；監測腎功能 的方法；測定對CKD的易感性的方法；評價響應于組合物的腎功能的方法；以及基于腎功能 的生物標記的其他方法。
[0035] 在一個實施例中，鑒定了可以用于評價或輔助評價腎功能的生物標記代謝物組 (group)(亦稱"組（panel) "）。
[0036] 在更詳細描述本發明之前，將定義以下術語。
[0037]定義：
[0038] "生物標記"意指化合物，優選代謝物，與在來自具有第二表型（例如，未患疾病） 的一個受試者