专利名称：尿苷饮食添加顺应性方法及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及确定接受尿苷或尿苷源饮食添加的个体的顺应性。具体地，本发明涉 及磁共振波谱分析用于测量尿苷或尿苷源饮食添加引起的脑化合物的增加的用途。
背景技术：
向人类给予尿苷或尿苷前体可与给予胞苷或胞苷前体一样有益。然而，尿苷或尿 苷源饮食添加的潜在益处极大地多于给予胞苷的益处。这是由于一个事实与尿苷相反，胞 苷要么不能通过血脑屏障，要么在通过血脑屏障方面比尿苷效率低很多。磁共振波谱分析(MRS)允许在体分析脑化学。据报导，IQ和脑pH(从正常个体的 31P-MRS测出)之间具有强关联性，但是，对癫痫病人颞叶的研究未能重复出该发现。质子 MRS(1H-MRS)检测来自神经代谢物的信号，显示受损的认知和差的功能性结果，所述神经代 谢物包括N-乙酰天冬氨酸(NAA)、含肌酸(Cre)化合物和含胆碱(Cho)化合物。已经显示，在多种疾病诸如阿尔茨海默氏病和帕金森病中，饮食添加增加膜合成， 刺激胆碱能化合物的释放并改善认知能力。因此，需要监控和确认坚持添加疗法的个体的顺应性，并且需要确认治疗效力。发明概述在一个实施方案中，本发明提供评估个体对尿苷饮食添加疗法的顺应性的方法， 所述方法包括测定所述个体的脑含胞苷化合物水平；并使用所述脑含胞苷化合物水平来 评估所述个体对所述尿苷饮食添加疗法的顺应性。在另一个实施方案中，本发明提供测定尿苷或尿苷源饮食添加引起的个体的脑成 分增加的方法，所述方法包括以下步骤使用磁共振成像(MRI)定位其中发生脑成分增加 的脑区域；划定(isolating)感兴趣体积(VOI)；定义所述VOI的体元大小(voxel size)； 并使用定位质子MRS定量所述脑成分的水平。从以下的详细描述和实施例，本发明的其它特征和优点将变得清晰。然而，应该理 解，虽然这些详细描述和具体的实施例指示本发明优选的实施方案，但是，它们仅仅是通过 举例说明的方式给出的，因为，从该详细描述，本领域的技术人员会明白在本发明的精神和 范围内的各种改变和修改。发明详述在一个实施方案中，本发明涉及确定接受尿苷或尿苷源饮食添加的个体的顺应性 的方法。在另一个实施方案中，本发明提供使用MRS用于测定尿苷或尿苷源饮食添加引起 的脑化合物的增加的方法。在一个实施方案中，被给予含尿苷化合物的人的脑内的有待通过MRS测定的化合 物是内源的胞苷-5’ - 二磷酸胆碱(CDP-胆碱)，即磷脂酰胆碱(PC)的直接前体。由于使 用氧谱可容易地鉴定脑⑶P-胆碱中的胆碱，使用磷谱也可容易地鉴定每个分子中的两个 磷酸酯，所以，有两种鉴定并测定人脑中的该化合物的方法——或者说，可以分析单个人类 个体的1H谱和31P谱，提供对所测定的对象非常强有力的确认。在另一个实施方案中，单次口服剂量的尿苷-5’ - 一磷酸(UMP)首先引起血浆尿苷和胞苷的上升，然后引起脑尿苷和胞苷的上升，在另一个实施方案中，随后又引起脑尿 苷-5’-三磷酸(UTP)和胞苷-5’-三磷酸(CTP)(它在磷脂合成中限制速度)的上升，随后 引起脑CDP-胆碱的上升。CTP和CDP-胆碱的增加是大量的但是短暂的(即小于1小时)。 在一个实施方案中，4天至一周后，与尿苷或尿苷源饮食添加有关的上升足以产生脑磷脂的 升高，在另一个实施方案中，所述脑磷脂受到本文所述方法的监控。所述饮食添加疗法的持 续时间和剂量关系，在一个实施方案中取决于代谢速率，或在另一个实施方案中取决于根 本的病理、年龄、其它饮食添加等。因此，本文中提供的一个实施方案是评估个体对尿苷饮食添加疗法的顺应性的方 法，所述方法包括测定所述个体的脑含胞苷化合物水平；并使用所述脑含胞苷化合物水 平来评估所述个体对所述尿苷饮食添加疗法的顺应性。在一个实施方案中，测定所述个体 的脑含胞苷化合物水平的步骤通过在体磁共振波谱分析(MRS)来进行。在一个实施方案中，磁共振波谱分析(MRS)允许在体分析脑化学。在某些实施 方案中，质子MRS(IH-MRS)检测来自神经代谢物的信号，所述神经代谢物包括N-乙酰 天冬氨酸(NAA)、含肌酸(Cre)化合物和含胆碱(Cho)化合物、或它们的组合。在一个 实施方案中，Cho峰反映所有可见的Cho部分(例如在一个实施方案中，甘油磷酸胆碱 (glycerophosphocholine)和磷酸胆碱)的总和。在一个实施方案中，在本文所述方法中测 定的脑化合物是胆碱，或者，在其它实施方案中是CDP-胆碱。在另一个实施方案中，神经代谢物浓度的1H-MRS测定与正常人脑的智力和/或 认知功能有关。在一个实施方案中，尿苷或尿苷源饮食添加弓I起增加的脑含胞苷化合物选 自⑶P-胆碱、胞苷、胞苷-5’ - 一磷酸(CMP)、胞苷-5’ - 二磷酸(⑶P)、胞苷_5’ -三磷酸 (CTP)、脱氧胞苷-5’ - 一磷酸(dCMP)、脱氧胞苷-5’ - 二磷酸(d⑶P)、脱氧胞苷-5’ -三磷 酸(dCTP)和它们的任意组合。在一个实施方案中，游离胆碱向膜磷脂酰胆碱的转化包括其磷酸化成磷酸胆碱； 磷酸胆碱与胞苷_5’ -三磷酸(CTP)反应以得到胞苷_5’ - 二磷酸胆碱(⑶P-胆碱)；和该 化合物的磷酸胆碱部分转移至二酰甘油(DAG)的游离羟基。在另一个实施方案中，所有三 个反应的速率可以受到底物丰度的影响；CTP水平可限制内源的CDP-胆碱的形成；并且， 当通过用神经生长因子(NGF)处理使PC12细胞分化时，DAG水平增加，并可控制这些细胞 将CDP-胆碱转化成PC的速率。在另一个实施方案中，PC合成中的限速步骤是从CTP和磷 酸胆碱形成CDP-胆碱。在一个实施方案中，脑CTP水平低于使催化该反应的酶(CTP 磷酸 胆碱胞苷酰转移酶)饱和所需的水平，因此给予胞苷，胞苷增加脑CTP，加速两种PC12细胞 中的PC合成。在另一个实施方案中，用尿苷(它被转化为UTP和CTP)培养PC12细胞增强 CDP-胆碱——PC的直接前体——的形成。在一个实施方案中，胆碱能神经元既乙酰化又磷酸化胆碱，以形成乙酰胆碱和磷 酸胆碱(和在另一个实施方案中，磷脂酰胆碱)；当所述神经元去极化时，乙酰化途径比磷 酸化更占优势。在另一个实施方案中，向灌流介质中添加胆碱既增加乙酰胆碱合成和释放， 又在另一个实施方案中增强膜磷脂合成。在一个实施方案中，尿苷——人类主要的循环嘧啶——在大脑中容易地转化成 UTP，然后转化成CTP，并影响乙酰胆碱合成和释放。在另一个实施方案中，给予个体所述 尿苷饮食添加疗法以治疗神经退行性病症，或在另一个实施方案中治疗记忆缺陷病症，或在另一个实施方案中治疗学习障碍诸如注意力缺陷障碍(ADD)和注意力缺陷伴多动障碍 (ADHD)，或在另一个实施方案中治疗它们的组合，每一种情况都是本文所述方法的独立的 实施方案。在一个实施方案中，所述尿苷源选自尿苷、尿苷-5’-一磷酸(UMP)、尿苷-5’-二 磷酸(UDP)、尿苷-5’-三磷酸(UTP)、尿苷-5’- 二磷酸葡萄糖(UDP-葡萄糖)、它们的营养 或药物可接受的盐、和它们的任意组合，其中，因为所述尿苷源，所述饮食添加疗法引起所 述脑化合物增加，并且使用本文所述方法监控所述饮食添加疗法的顺应性。在另一个实施方案中，所述脑化合物增加(由所述饮食添加疗法引起)针对的神 经退行性病症选自帕金森病(PD)、阿尔茨海默氏病(AD)、亨廷顿病(HD)、肌萎缩侧索硬化 (ALS)、三核苷酸重复疾病(Atriplet Repeat Disease) (ARD)、弗里德赖希共济失调症、中 风、多发梗塞性痴呆、多发性硬化、慢性疲劳、精神分裂症、大脑性瘫痪、外伤性脑损伤，并且 在本文所述方法的其它独立的实施方案中选自它们的任意组合，其中，使用本文所述方法 监控所述饮食添加疗法的顺应性。在一个实施方案中，所述脑化合物增加(由所述饮食添加疗法引起)针对的记忆 缺陷病症选自帕金森病相关痴呆、阿尔茨海默氏病相关痴呆、或中风，其中，使用本文所述 方法监控所述饮食添加疗法的顺应性。在一个实施方案中，1H-MRS提供显性疾病诸如外伤 性脑损伤中的神经元损伤和/或生存力的测定。在一个实施方案中，所述饮食添加包括尿苷或尿苷源，以及在其它独立的实施方 案中，ω-3脂肪酸(例如二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)、或这两者)、胆碱源 以及它们的组合的饮食添加。在一个实施方案中，所述胆碱源选自胆碱、乙酰胆碱、磷脂酰 胆碱、它们的营养或药物可接受的盐，以及在本文所述方法中提供的饮食疗法的添加成分 的其它独立的实施方案中选自它们的任意组合。在一个实施方案中，测定所述个体的脑化合物水平的步骤包括以下步骤在MRS 之前使用MRI定位其中检测到增加的脑化合物的脑区域；划定感兴趣体积(VOI)；定义所述 VOI的体元大小；并使用定位质子MRS定量VOI中的脑化合物的水平。在另一个实施方案中，上文所述的方法和组分用于本文所述的方法。在另一个实 施方案中，本文提供测定尿苷或尿苷源的饮食添加引起的个体的脑成分增加的方法，所述 方法包括以下步骤使用磁共振成像(MRI)定位其中发生脑成分增加的脑区域；划定感兴 趣体积(VOI)；定义所述VOI的体元大小；并使用定位质子MRS定量所述脑成分的水平。在 一个实施方案中，所述磁共振是1HJ1PJ3C,并且在另一个实施方案中是它们的任意组合。在MRS和MRSI中，波谱编码的停留时间取决于原子核。在质子波谱中，波谱范围十 分窄(9ppm = 380Hz/特斯拉)，编码整个波谱范围的必需停留时间在1特斯拉时是1. 75ms 级的，在3特斯拉时是0. 88ms级的，这些是常用的场强。这是足够插入磁场梯度脉冲的波 谱编码点之间的时间。在一个实施方案中，可以实施稀疏采样，以便以波谱混叠为代价增加 线性时域采样的波谱停留时间。该方法的关键要素是选择波谱停留时间，以便在混叠的波 谱中引起最小的波谱信息损失。如本文中使用的，术语“约”指在数量方面士5%，或在另一个实施方案中士 10%， 或在另一个实施方案中士 15%，或在另一个实施方案中士20%。在一个实施方案中，术语“个体”指哺乳动物，包括需要治疗病症或其后遗症或者 易受它们影响的人。所述个体可以包括狗、猫、猪、牛、绵羊、山羊、马、大鼠、小鼠和人类。术
6语“个体”不排除所有方面都正常的个体。在描述了本发明优选的实施方案后，应该理解，本发明不限于这些精确的实施方 案，并且，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明的范围或精神的情况下，本领域的技术 人员可以在其中实现各种改变和修改。
实施例实施例1 磁共振波谱分析波谱学在3T扫描仪上进行MRI和1H-MRS15使用3D磁化准备快速梯度回波(MPRAGE)序列 在冠状平面中获得解剖MR图像。用16cm视野、具有3-mm层面厚度的32个层面、256X256矩 阵大小、600-msec反转时间、8msec的重复时间(TR) ,3msec的回波时间(TE) ,32kHz的带宽 和1次激发获得该序列。这些图像用于以图解法选择左、右海马以进行溶剂抑制的1H-MRS15 使用点分辨波谱(PRESS)实施海马的单体元1Η-MRS。用2sec的重复时间、35msec的回波时 间、5，OOOHz的谱宽、2，048个时间点、128个平均数(4. 3min)和八步相位循环方案，获得1H 波谱(2X2X3cm3)。以IOmsec间距绕180°脉冲等距地间隔32mT/m振幅(满刻度系统梯 度振幅的80% )的Crusher梯度和4msec的持续时间(最大crusher宽度)。在PRESS体 元边缘施加空间饱和脉冲以使来自规定的体元外部的信号的混淆(contamination)达到 最小。使用线性补偿来校正穿过被研究体元的不均一性。使用嵌入在GE的Spectroscopy Analysis 包装(SAGE) (GE Medical Systems,Milwaukee, WI)中的 LC-模型实施波谱分析。 LC-模型的输出提供脑中尿苷源和所得胞苷水平的比率(表示为相对浓度，将各化合物中 质子的数量考虑在内)以及它们的标准偏差。不同代谢物的峰值分配是常规使用的那些。数据分析分析MRS检测到的主要代谢物，即⑶P胆碱、胞苷、胞苷_5’ - 一磷酸(CMP)、胞 苷-5’ - 二磷酸(⑶P)、胞苷_5’ -三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5’ - 一磷酸(dCMP)、脱氧胞 苷-5，- 二磷酸(d⑶P)、脱氧胞苷-5，-三磷酸(dCTP)，全都表示为给予的尿苷(Ur)的比 率。当对给予的尿苷或尿苷源与代谢物比率之间的整体相关性建模时，通过使用复合对称 协方差结构的重复测量，分析来自各个体双侧脑的海马的代谢物比率的测量值，以说明个 体间相关性。结果结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的直接相关 性。实施例2 =1H MRS用于检测胞苷水平的增加MRS 方法从9PM至午夜，在装配屏蔽梯度的系统(GE 1. 5T Signa ；GeneralElectric Medical Systems !Milwaukee，WI)上实施所有MRI扫描和在体定位1H MRS操作。进行常 规脑MRI分析后实施波谱分析，T2加权图像用于定位感兴趣区域。用以下采集参数从顶 页白质(PWM)和枕页灰质(OGM)区(用质子脑检查)获得图像引导的受激回波采集模式 谱回波时间，30ms ；重复时间，3. Os ；平均值数量，36 ；谱宽，2，500Hz ；波谱大小，2，048点 (GeneralElectric Medical System)。本研究所用的体元具有7_9mL的体积，并且使用三脉冲化学位移选择性序列抑制H2O信号。由专业人员为所有个体在相同区域中设置定位体 元，由此加强区域选择的一致性。1H MRS中可检测的主要代谢物是⑶P胆碱、胞苷、胞苷_5，- 一磷酸(CMP)、胞 苷-5’ - 二磷酸(⑶P)、胞苷_5’ -三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5’ - 一磷酸(dCMP)、脱氧胞 苷-5’-二磷酸(d⑶P)、脱氧胞苷-5’-三磷酸(dCTP)。用已知的化学位移鉴定峰。将原始 波谱数据转移至电脑工作站并用专用软件(SA/GE general Electric Medical Systems) 进行处理。通过Lorenzian线形拟合测量峰下的面积。使用脑水作为内标，从处理过的波 谱计算⑶P胆碱、胞苷、胞苷_5’ - 一磷酸(CMP)、胞苷-5’ - 二磷酸(⑶P)、胞苷-5’ -三磷 酸(CTP)、脱氧胞苷-5’ - 一磷酸(dCMP)、脱氧胞苷-5’ - 二磷酸(d⑶P)、脱氧胞苷-5’ -三 磷酸(dCTP)的绝对浓度。所有浓度都表示为毫摩尔/摄取的尿苷重量。计算时，将所用的 参考脑水信号固定在PWM和OGM中。结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的直接相关 性。实施例3 在体脑13C胞苷的定位13C MRS测定所有在体MRS研究都在具有能在500 μ s内转变至300mT/m的直径Ilcm的梯度 线圈的水平9. 4-T/31-cm磁体(Magnex Scientific, UK)中进行，该磁体与INOVA控制台 (Varian Inc.，CA, USA)连接。正交1H射频(RF)直径14mm的线圈和线性极化的三匝直 径Ilmm的13C RF线圈用作收发器。将含有99%富集13C的葡萄糖(GIu)的球体置于所述 13C线圈的中心作为外标，并将该线圈置于个体的头上。施加用回波平面成像(EPI)示值读 数勻场的沿投影映射快速自动勻场技术(FASTMAP)，来调节初始额定 440 μ L感兴趣体积 (VOI)中的Btl场均勻性。施用基于单脉冲反转恢复技术的无回波(SIRENE)序列进行3D定 位(所述3D定位具有优化的外部体积抑制以确保消除来自非脑组织的信号)，并且以水的 频率施用双相WALTZ-16RF脉冲，以产生核欧沃豪斯效应(NOE)并在采集过程中解耦。采集十二个64-扫描定位13C MR波谱(重复时间(TR) = Is)，并且相加、用20_Ηζ 指数谱线增宽切趾(apodized)、填零(zero-filled)并进行傅立叶变换。用得自波谱(通 过总计整个测量过程中的所有采集获得)的固定线宽使用嵌入式波谱测定软件(Varian Inc.)拟合脑胞苷Cl信号强度0，并且在与在体测量相同的条件(包括温度)下，基于来自 含400mM天然丰度胞苷()的模型的信号的测量，使用外标法定量脑胞苷Cl信号强度。计 算在体13C脑胞苷含量([13C-Cyt]在体)。用小校正因子(< 15%)校正该在体信号，这包括 所测的差异加感(differential coil loading)，所述差异加感从对照研究()和在体实验 0中获得的标记的GIu信号测得，并且，从在上述在先试验中获得的完全弛豫的(relaxed) 胞苷信号来评估Ν0Ε/ \效应。结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的直接相关 性。在描述了本发明优选的实施方案后，应该理解，本发明不限于这些精确的实施方 案和实施例，并且，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明的范围或精神的情况下，本领 域的技术人员可以在其中实现各种改变和修改。
权利要求
评估个体对尿苷饮食添加疗法的顺应性的方法，所述方法包括测定所述个体的脑含胞苷化合物水平；并使用所述脑含胞苷化合物水平来评估所述个体对尿苷饮食添加疗法的顺应性。
2.权利要求1的方法，其中所述测定步骤通过在体磁共振波谱分析(MRS)来进行。
3.权利要求2的方法，其中所述磁共振是1HJ1PJ3C或它们的组合。
4.权利要求1的方法，其中所述脑含胞苷化合物选自CDP胆碱、胞苷、胞苷-5’-一磷酸 (CMP)、胞苷-5’ - 二磷酸(CDP)、胞苷-5’ -三磷酸(CTP)、脱氧胞苷_5’ - 一磷酸(dCMP)、 脱氧胞苷_5’ - 二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’ -三磷酸(dCTP)或它们的组合。
5.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法被给予个体以治疗神经退行性病症。
6.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法被给予个体以治疗记忆缺陷病症。
7.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法被给予个体以治疗学习障碍。
8.权利要求5的方法，其中所述神经退行性病症选自帕金森病(PD)、阿尔茨海默氏病 (AD)、亨廷顿病(HD)、肌萎缩侧索硬化(ALS)、三核苷酸重复疾病(ARD)、弗里德赖希共济失 调症、中风、多发梗塞性痴呆、多发性硬化、慢性疲劳、精神分裂症、大脑性瘫痪、外伤性脑损 伤或它们的组合。
9.权利要求6的方法，其中所述记忆缺陷病症选自帕金森病相关痴呆、阿尔茨海默氏 病相关痴呆、或中风。
10.权利要求7的方法，其中所述学习障碍选自注意力缺陷障碍(ADD)和注意力缺陷伴 多动障碍(ADHD)。
11.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法包括尿苷源。
12.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法还包括ω-3脂肪酸的饮食添加。
13.权利要求1的方法，其中所述尿苷饮食添加疗法还包括胆碱源。
14.权利要求12的方法，其中所述ω-3脂肪酸选自二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五 烯酸(EPA)，或为这两者。
15.权利要求13的方法，其中所述胆碱源选自胆碱、乙酰胆碱、磷脂酰胆碱、它们的营 养或药物可接受的盐、或它们的组合。
16.权利要求2的方法，其中所述测定步骤包括以下步骤在MRS之前使用MRI定位其 中检测到增加的含胞苷化合物的脑区域；划定感兴趣体积(VOI)；定义所述VOI的体元大 小；并使用定位质子MRS定量所述VOI中含胞苷化合物的水平。
17.权利要求11的方法，其中所述尿苷源选自尿苷、尿苷-5’-一磷酸、尿苷-5’- 二磷 酸、尿苷-5’ -三磷酸、尿苷-5’ - 二磷酸葡萄糖、它们的营养或药物可接受的盐、或它们的 组合。
18.测定尿苷或尿苷源的饮食添加引起的个体的脑成分增加的方法，所述方法包括 以下步骤使用磁共振成像(MRI)定位其中发生脑成分增加的脑区域；划定感兴趣体积 (VOI)；定义所述VOI的体元大小；并使用定位质子MRS定量所述脑成分的水平。
19.权利要求18的方法，其中所述尿苷源选自尿苷、尿苷-5’-一磷酸、尿苷-5’- 二磷 酸、尿苷-5’ -三磷酸、尿苷_5’ - 二磷酸葡萄糖、它们的营养或药物可接受的盐、或它们的 组合。
20.权利要求18的方法，其中所述脑化合物选自胞苷、含胞苷化合物、含胆碱化合物或 它们的组合。
21.权利要求20的方法，其中所述脑含胞苷化合物选自CDP胆碱、胞苷、胞苷-5’一磷 酸(CMP)、胞苷-5，-二磷酸(CDP)、胞苷-5，-三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5，-一磷酸(dCMP)、 脱氧胞苷-5’ - 二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’ -三磷酸(dCTP)或它们的组合。
22.权利要求20的方法，其中所述磁共振是1HJ1PJ3C或它们的组合。
23.权利要求16或18的方法，其中所述脑区域选自左枕顶叶白质、额皮质、基底神经节 或它们的组合。
全文摘要
本发明涉及确定接受尿苷或尿苷源饮食添加的个体的顺应性。具体地，本发明涉及MRS用于测量尿苷或尿苷源饮食添加引起的脑化合物的增加的用途。
文档编号A61B5/055GK101896119SQ200880120240
公开日2010年11月24日 申请日期2008年11月3日 优先权日2007年11月2日
发明者R·武特曼 申请人:麻省理工学院