用于腎損傷和腎衰竭的診斷及預后的方法和組合物的制作方法
【專利說明】用于腎損傷和腎衰竭的診斷及預后的方法和組合物
[00011 本申請要求2013年6月5日提交的美國臨時專利申請No. 61/831，294和2013年8月6 日提交的美國臨時專利申請No. 61/862，913的優先權，上述每個申請在此整體并入本文。
[0002] 發明背景
[0003] 提供對本發明背景的以下討論僅僅用于幫助讀者理解本發明而并非承認描述或 構成本發明的現有技術。
[0004] 腎臟負責從體內排泄水和溶解物。它的功能包括維持酸堿平衡、調節電解質濃度、 控制血容量和調節血壓。因此，腎臟功能因損傷和/或疾病的喪失導致大量的發病及死亡。 腎損傷的詳細論述提供在Harrison的Principles of Internal Medicine，第17版，McGraw Hill，New York，第1741-1830頁中，該文獻在此以引用的方式整體并入。腎病和/或腎損傷 可為急性的或慢性的。急性和慢性腎病描述如下（來自Current Medical Diagnosis& Treatment 2008,第47版，McGraw Hill，New York，第785-815頁，該文獻在此以引用的方式 整體并入）："急性腎衰竭是腎功能在幾小時至幾天內惡化，導致含氮廢物(如脲氮)和肌酐 滯留在血液中。這些物質的滯留被稱為氮質血癥。慢性腎衰竭(慢性腎病）因腎功能在幾個 月至幾年內的異常喪失而引起。"
[0005] 急性腎衰竭(ARF，也稱為急性腎損傷，或AKI)是腎小球過濾急劇(一般在約48小時 至1周內檢測出）降低。該過濾能力的喪失導致由腎臟正常排泄的含氮(脲和肌酐)和不含氮 廢物的滯留、尿排出量減少，或兩者兼而有之。據報道，ARF使約5 %入院，4-15 %心肺旁路手 術，及多達30%重癥監護治療惡化。ARF按起因可分為腎前性、腎因性或腎后性ARF。腎因性 疾病可進一步分為腎小球異常、腎小管異常、間質異常和血管異常。ARF的主要原因描述于 下表中，該表改自Merck Manual，第17版，第222章，其在此以引用的方式整體并入。
[0008] 在缺血性ARF的情況下，病程可分成四個階段。在持續幾小時至幾天的起始階段期 間，腎臟灌注降低正發展為損傷。腎小球超濾減少，濾液流量因腎小管內的碎片而減少，并 且濾液通過受損的上皮發生回漏。此階段期間，腎損傷可通過腎臟再灌注而被介導。起始之 后是擴展階段，該階段的特征是持續的缺血性損傷和炎癥，并且可能涉及內皮損傷和血管 充血。在持續1至2周的維持階段期間，腎細胞出現損傷，并且腎小球過濾和尿排出量達到最 小。隨后可以是恢復階段，其中腎上皮細胞得以被修復，GFR逐漸復原。盡管如此，但患有ARF 的受試者的存活率可能還是低至約60%。
[0009] 因放射造影劑(也稱為造影介質）及其它腎臟毒素（如環孢霉素）、抗生素(包括氨 基糖苷類)和抗癌藥(如順鉑）引起的急性腎損傷在幾天至大概一周的時間段內顯現出來。 造影誘發的腎病(CIN，其是由放射造影劑引起的AKI)被認為是由腎內血管收縮(導致缺血 性損傷)且因產生對腎小管上皮細胞具有直接毒性的活性氧類而引起的。CIN傳統上表現為 血脲氮和血清肌酐的急性(24-48h內發作)但可逆(3-5天達到峰值，1周內消退)的升高。
[0010] 通常報導的用于確定和檢測AKI的標準是血清肌酐的急劇(一般在約2-7天內或在 住院期間內）升高。雖然使用血清肌酐的升高來確定和檢測AKI已得到良好的確定，但血清 肌酐升高的幅度和定義AKI的測量時間在出版物之間卻有很大的差異。傳統上，血清肌酐相 對大的增長（如1〇〇%、200%、至少100%的增長到211^/北以上的值及其它定義）用于定義 AKI。然而，目前的趨勢是使用較小的血清肌酐升高來定義AKI。血清肌酐升高、AKI與相關的 健康風險之間的關系的綜述見于Praught和Shlipak，Curr Opin Nephrol Hypertens 14: 265-270,2005和Chertow等，J Am Soc Nephrol 16:3365-3370,2005中，上述文獻與其中所 列的參考文獻在此以引用的方式整體并入。如這些出版物中所述，現在已知急性惡化的腎 功能(AKI)和增加的死亡風險及其它不利的結果與血清肌酐的極小增長有關。這些增長可 確定為相對(百分比）值或標稱值。已報道，血清肌酐較損傷前的值相對增長低至20%就表 明了急性惡化的腎功能(AKI)和增大的健康風險，但更常見報道的定義AKI和增大的健康風 險的值是至少25%的相對增長。已報道，低至0.311^/(11^、0.211^/(11^或甚至0.111^/(1]^的標稱增 長表明有惡化的腎功能和增大的死亡風險。已經用血清肌酐升至這些閾值的不同時間段來 定義AKI，例如范圍為2天、3天、7天或定義為患者住院或入住重癥監護病房時間的可變時間 段。這些研究表明，對于惡化的腎功能或AKI，沒有特定的血清肌酐升高閾值(或升高所用的 時間段），而是風險性隨血清肌酐升高幅度的增加而連續增大。
[0011] -項研究（Lassnigg等，J Am Soc Nephrol 15:1597-1605，2004,其在此以引用的 方式整體并入)對血清肌酐的增加和減少進行了研究。心臟手術后具有-0.1至-〇.3mg/dL的 血清肌酐輕微下降的患者死亡率最低。血清肌酐下降較大(超過或等于-〇.4mg/dL)或血清 肌酐有任何增長的患者死亡率較高。這些研究結果使作者得出結論，即使腎功能的非常微 小的變化(如手術48小時內通過肌酐較小變化所檢測到的）也嚴重影響患者的結果。為了對 用于在臨床試驗和臨床實踐中利用血清肌酐來定義AKI的統一分類系統達成共識，Bellomo 等(Crit Care.8(4):R204-12,2004,其在此以引用的方式整體并入)提出了用于將AKI患者 分級的以下分類：
[0012] "風險"：血清肌酐較基線增長1.5倍，或尿生成<0.5ml/kg體重/h，持續6小時；
[0013] "損傷"：血清肌酐較基線增長2.0倍，或尿生成〈0.5ml/kg/h，持續12小時；
[0014] "衰竭"：血清肌酐較基線增長3.0倍，或肌酐>355μπι〇1/1(升高>44)，或尿排出量低 于0.3ml/kg/h持續24小時，或無尿持續至少12小時；
[0015] 并包括兩種臨床結果：
[0016] "喪失"：對腎替代療法的持續需求超過四周。
[0017] "ESRD" ：晚期腎病-對透析的需求超過3個月。
[0018] 將這些標準稱作RIFLE標準，這些標準提供了對腎狀態進行分類的有用的臨床工 具。如Kellum，Crit·Care Med·36:S141-45，2008和Ricci等，Kidney Int·73，538-546，2008 中所述(各自在此以引用的方式整體并入），RIFLE標準提供了已在許多研究中得到確認的 AKI的統一定義。
[0019] 最近，Mehta等，Crit.Carell:R31(doi :10.1186.cc5713)，2007(此文獻在此以引 用的方式整體并入)提出了用于將AKI患者分級的以下類似分類，其修改自RIFLE:
[0020] "階段Γ :血清肌酐增長超過或等于0.3mg/dL( 2 26.4μηιο1/υ，或增至超過或等于 基線的150% (1.5倍），或尿排出量少于0.5mL/kg/小時持續超過6小時；
[0021] "階段II"：血清肌酐增至超過基線的200%(>2倍），或尿排出量少于0.5mL/kg/小 時持續超過12小時；
[0022] "階段III" ：血清肌酐增至超過基線的300% (>3倍），或血清肌酐2 354ymol/L，伴 有至少44ymol/L的急性增長，或尿排出量少于0.3mL/kg/小時持續24小時，或無尿持續12小 時。
[0023] CIN協調工作組（McCollough等，Rev Cardiovasc Med.2006;7(4): 177-197,在此 以引用的方式整體并入）用25%的血清肌酐升高來定義造影劑誘發的腎病(其是一種類型 的AKI)。雖然各組提出的用血清肌酐檢測AKI的標準略有不同，但共識是血清肌酐的較小變 化(如〇.3mg/dL或25%)足以檢測AKI(惡化的腎功能），并且血清肌酐變化幅度是AKI嚴重程 度和死亡風險的指標。
[0024] 雖然在若干天內連續測量血清肌酐被接受為一種檢測和診斷AKI的方法，并且被 認為是用于評價AKI患者的最重要的工具之一，但一般認為血清肌酐在診斷、評估和監測 AKI患者時有一些局限性。血清肌酐升至被視為AKI診斷值(例如，0.3mg/dL或25 %的升高） 的時間段可為48小時或更長，這取決于所用定義。由于AKI中的細胞損傷可在數小時內發 生，因此在48小時或更久所檢測到的血清肌酐升高可能是損傷的晚期指標，并且因此依賴 血清肌酐可能延誤AKI的診斷。此外，當腎功能快速變化時，血清肌酐并非是精確的腎臟狀 態及AKI最急性階段期間的治療需求的良好指標。一些AKI患者會完全恢復，一些將需要透 析(短期或長期），而一些則會有其它不利的結果，包括死亡、嚴重的不良心臟事件和慢性腎 病。因為血清肌酐是過濾速度的指標，所以它并不區分AKI的起因（腎前性、腎因性、腎后性 梗阻、粥樣栓塞性等)或腎因性疾病中損傷的類別或位置(例如，起源于腎小管、腎小球或間 質）。尿排出量受到類似的限制，了解這些事情對管理和治療AKI患者而言是至關重要的。
[0025] 這些限制強調了需要更好的方法來檢測和評估AKI，特別是在早期和亞臨床階段， 以及在可能出現腎臟恢復和修復的后期。此外，需要更好地鑒別處于患有AKI風險的患者。 [0026] 發明概述
[0027] 本發明目的是提供腎功能的功能評估連同生物標記物結果的組合，以改善處于急 性腎損傷風險或者具有急性腎損傷的患者的評估。袢利尿劑例如呋塞米抑制整個髓袢升支 粗段中的腔內氯化物主動轉運，從而防止鈉重吸收并導致尿鈉排泄和尿流增加。袢利尿劑 誘導的尿排出量增加可能是在早期AKI環境下評估腎小管功能完整性的方法，因此作為腎 小管功能臨床評估的腎對利尿劑激發的響應或其缺乏可以在其臨床顯現(例如肌酐升高） 之前鑒別具有嚴重腎小管損傷的患者。
[0028] 然而，因為根據定義，袢利尿劑的施用是有可能具有不希望的全身效應的介入程 序，本發明依賴于對獲自患者的液體樣品的初始生物標記物測定，以提供患者急性腎損傷 風險的初始評估。通過使生物標記物測定結果與患者的急性腎損傷風險相關聯，確定患者 接受利尿應激評價的適合性;實際上，如果患者的生物標記物結果指示急性腎損傷的實質 風險，則對隨后利尿應激評價的需求降低，并且患者可以基于生物標記物結果指示的風險 來治療。如果生物標記物結果指示降低的風險，則利尿應激評價可以向臨床醫生提供額外 的風險信息。
[0029] 因此，在第一方面，本發明涉及一種評價患者急性腎損傷進展的方法，包括：
[0030] 對獲自患者的體液樣品進行生物標記物測定以提供測定結果，其中所述生物標記 物測定中的所述生物標記物與急性腎損傷風險相關聯；
[0031] 使所述測定結果與相對于個體預定群體風險的患者急性腎損傷風險相關聯；
[0032] 利用患者的急性腎損傷風險而分類患者接受利尿應激評價的適合性；
[0033]如果患者被分類為適合的，則對患者進行所述利尿應激評價以提供呋塞米誘導的 尿排出量值;和
[0034]使所述利尿誘導的尿排出量值與急性腎損傷進展風險相關聯。
[0035]適合本發明生物標記物測定組成部分的生物標記物包括但不限于選自由以下組 成的組的一種或多種生物標記物:金屬蛋白酶抑制劑2、血小板反應蛋白-1、抗白細胞蛋白 酶、胰島素樣生長因子結合蛋白7、金屬蛋白酶抑制劑4、金屬蛋白酶抑制劑1、透明質酸、跨 膜糖蛋白NMB、卵泡抑素、肝細胞生長因子、腫瘤壞死因子受體超家族成員6、生長調節的α蛋 白、C-C基序趨化因子24、金屬蛋白酶抑制劑3、C-X-C基序趨化因子6、腫瘤壞死因子受體超 家族成員11B、半胱氨酸蛋白酶抑制劑-C、β-2-微球蛋白、血清白蛋白、叢生蛋白、白介素-8、 嗜中性粒細胞明膠酶相關的載脂蛋白、白介素-2受體α鏈、甲型肝炎病毒細胞受體1、殼多糖 酶-3樣蛋白1、血清肌酐和透明質酸。該清單不意為限制性的。在優選實施方案中，本發明的 生物標記物測定組成部分可以包括測量金屬蛋白酶抑制劑2和/或胰島素樣生長因子結合 蛋白7的濃度。
[0036] 除了生物標記物結果，健康狀態、尤其是腎功能的其它臨床指標可以包括在用于 分類患者接受利尿應激評價的適合性的方法中。此類臨床指標可以包括以下一種或多種： 患者的基線尿排出量值、患者血清肌酐的基線變化、人□統計信息(例如，體重、性別、年齡、 種族）、醫療史(例如，家族史、手術類型、預先存在的疾病例如動脈瘤、充血性心力衰竭、子 癇前期、子癇、糖尿病、高血壓、冠狀動脈疾病、蛋白尿、腎功能不全或敗血癥，毒素接觸類型 例如接觸NSAID、環孢菌素、他克莫司、氨基糖苷類、膦甲酸、乙二醇、血紅蛋白、肌紅蛋白、異 環磷酰胺、重金屬、甲氨蝶呤、不透射線的造影劑或鏈脲佐菌素）、其它臨床變量(例如，血 壓、體溫、呼吸率）、風險評分(APACHE評分、PREDICT評分、UA/NSTEMI的ΤΙΜΙ風險評分、 Framingham風險評分、Thakar等的風險評分(J. Am. Soc .Nephrol · 16:162-68,2005)、Mehran 等的風險評分（J · Am· Col 1 · Cardiol .44:1393-99，2004)、Wijeysundera等的風險評分 (JAMA297:18(n-9,2007)、Goldstein和Chawla的風險評分（Clin. J.Am. Soc .Nephrol ·5: 943-49，2010)或Chawla等的風險評分(Kidney Inti · 68:2274-80，2005))、腎小球濾過率、 估計腎小球濾過率、尿產率、血清或血漿肌酐濃度、尿肌酐濃度、鈉排泄分數、尿鈉濃度、尿 肌酐與血清或血漿肌酐之比、尿比重、尿滲透壓、尿液脲氮與血漿脲氮之比、血漿BUN與肌酐 之比、以尿鈉八尿肌酐/血漿肌酐）計算的腎衰竭指數、血清或血漿中性粒細胞明膠酶 (NGAL)濃度、尿NGAL濃度、血清或血漿半胱氨酸蛋白酶抑制劑C濃度、血清或血漿心肌鈣蛋 白濃度、血清或血漿BNP濃度、血清或血漿NTproBNP濃度、和血清或血漿proBNP濃度。可與一 種或多種腎損傷標記物測定結果組合的其它腎功能的量度描述于下文和Harrison ' s Principles of Internal Medicine，第17版，McGraw Hill，New York，第1741-1830頁，及 Current Medical Diagnosis&Treatment2008,第47版，McGraw Hill，New York，第785-815 頁中，上述每個文獻在此以引用的方式整體并入。僅作為例子，用于分類患者接受利尿應激 評價的適合性的方法可以包括確定患者是否經歷了 6小時的少尿癥，所述少尿癥定義為尿 排出量〈0.51111/1^/小時、或血清肌酐升高0.31^/北或高于基線血清肌酐濃度150-200%的 增加。
[0037] 可使用各種方法來評價生物標記物結果以分類患者為適合或不適合接受利尿應 激評價。作為例子，可以選擇預先確定將相關群體分成兩組或多組的生物標記物的截止值。 為了方便，第一組通常稱為"非患病"群體，代表具有AKI高風險的那些患者，因此未指示利 尿應激評價。第二組代表通過生物標記物結果測量AKI風險小但是可進行利尿應激評價以 改善患者管理的那些患者。第二組AKI的相對風險相對于第