专利名称：α-甲基葡萄糖苷(AMG)作为葡萄糖吸收和排泄的指示剂的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及在体内使用α -甲基葡萄糖苷(AMG)作为口服给予AMG后葡萄糖从胃肠(GI)系统吸收、葡萄糖从肾小管重吸收和/或葡萄糖在尿中排泄的指示剂的方法。II.相关技术描述
高血糖症意味着血浆葡萄糖升高，它是糖尿病的标志。过去，占糖尿病病例约10%的I型糖尿病指的是胰岛素依赖性糖尿病(“IDDM”)或青少年型糖尿病。该疾病的特征在于逐步丧失胰腺β细胞的胰岛素分泌功能。该特征也为源于胰脏疾病的非自发性或“继发性”糖尿病所共享。I型糖尿病与以下临床体征或症状相关联持续升高的血浆葡萄糖浓度或高血糖症，多尿症，烦渴和/或饮食过量，慢性微血管并发症(例如视网膜病、肾病和神经病变)，及微血管并发症(例如可导致失明、肾终末期疾病、截肢和心肌梗死的高脂血症和高血压)。II型糖尿病(非胰岛素依赖性糖尿病或NIDDM)为包含葡萄糖代谢失调和胰岛素敏感度损伤的代谢紊乱。II型糖尿病通常在成人期形成，与身体无法利用或产生足够的胰岛素有关。除在靶组织中观察到的抗胰岛素作用外，患有II型糖尿病的患者还存在相对的胰岛素缺乏，低于给定的血浆葡萄糖浓度所需的预测的胰岛素水平。II型糖尿病的特征在于下列临床体征或症状特征持续性升高的血浆葡萄糖浓度或高血糖症，多尿症，烦渴和/或饮食过量，慢性微血管并发症(例如视网膜病、肾病和神经病变)，以及微血管并发症(例如可导致失明、肾终末期疾病、截肢和心肌梗死的高脂血症和高血压)。X综合征也称为胰岛素耐受性综合征( 、代谢综合征、或代谢综合征X，可被约洲的诊断性心导管插入术识别。通常使人病废(disabling)，它呈现出包括葡萄糖耐量降低(IGT)、空腹糖调节受损(ire)、高血糖症、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、血脂障碍(例如高甘油三酯、低HDL)、高血压及肥胖症在内的II型糖尿病和心血管疾病的症状或危险因
ο对IDDM患者的治疗始终关注于外源性胰岛素的给药，这可通过多种途径获得(例如人、牛、猪胰岛素)。异物种物质的使用带来形成抗胰岛素抗体的风险，该抗体具有活性限制效果，导致为实现所需的降糖效果而逐渐需要更大剂量。II型糖尿病的典型疗法着眼于通过改变与饮食和运动相关的生活方式来尽可能将血糖水平维持接近正常，当需要时着眼于使用降糖药、胰岛素或它们的组合的疗法。不能通过饮食疗法控制的NIDDM的一线疗法为使用口服降糖药的疗法。典型的NIDDM的一线疗法除二甲双胍和磺酰脲类药物之外还包括噻唑烷二酮类药物。二甲双胍单一疗法为首选，尤其是可用于治疗患有肥胖和/或脂质代谢障碍的II型糖尿病患者。在对二甲双胍的合适的反应不足后常采用将二甲双胍与磺酰脲类、噻唑烷二酮类或胰岛素合用的疗法。磺酰脲单一疗法(包括各代药物)也为常见的一线疗法选择。另一种一线疗法选择为噻唑烷二酮类。α-葡萄糖苷酶抑制剂也被用作一线和二线疗法。不适当地应答口服抗糖尿病单一疗法的患者被给予上述药物的组合。当血糖控制无法单独通过口服降糖药维持时，胰岛素也被用作单一疗法或与口服降糖药并用。尽管在所有X综合征患者中胰岛素抵抗常不一定得到治疗，但对于那些处于空腹葡萄糖水平可能高于正常值但却不在糖尿病诊断标准内的糖尿病前期(例如IGT、IFG)的患者，在某些国家(例如，德国)通过二甲双胍来尽力预防糖尿病。上述抗糖尿病药也可与其它药物合用于伴发性共症(concomitant co-mobidity)的治疗(例如，用于高血压的抗高血压药物、用于高脂血症的降血脂药)。最近的治疗高血糖症的发展着眼于将过剩的葡萄糖直接排泄到尿中。血浆葡萄糖通常被肾脏中的肾小球过滤，在近曲小管被主动重吸收。尤其是肾脏中有百分之九十的葡萄糖重吸收发生在肾皮质近曲小管的前部Sl段上皮细胞。钠依赖性葡萄糖转运蛋白2(SGLT2)似乎是负责葡萄糖在此位点的重吸收的主要转运蛋白(Kanai et al. , (1994) JClin Investig 93: 397-104)。 SGLT2为包含14个跨膜片段的由672种氨基酸构成的蛋白，其主要在肾脏近曲小管的前部Sl段表达。SGLT2的底物特异性、钠依赖性和定位与人肾皮质近曲小管中钠依赖性葡萄糖转运蛋白所表现出的高容量、低亲和性一致。另外，由于实质上所有钠依赖性葡萄糖转运蛋白活性均被大鼠SGLT2特异性反义寡核苷酸所抑制，所以在大鼠中的杂交体耗竭(hybrid depletion)研究暗示SGLT2为近曲小管Sl段主要的Na+/葡萄糖协同转运蛋白(You et al. , (1995) J Biol Chem. 270(49) 29365-71)。SGLT2亦为某些形式的家族性尿糖的候补基因，这种基因异常导致肾脏葡萄糖重吸收受损到不同程度(van den Heuvel et al.，(2002) Hum Genet 111: M4-547 和Calado et al.，(2004) Hum Genet 114: 314-316)。上述家族性尿糖综合征处于肠内葡萄糖转运正常，且肾脏对其它离子和氨基酸的转运也正常的状态。家族性尿糖患者看似发育正常，具有正常的血浆葡萄糖水平，尽管有时排泄出相当高(110-114g/日)的水平的葡萄糖，但看似未出现因它们的紊乱所导致的主要健康问题。在这些患者中主要的明显症状包括多食、多尿和烦渴。肾脏在结构和功能方面看似正常。因此，根据迄今为止所获得的证据，在其它正常个体中，葡萄糖在肾脏的重吸收的不足看似具有最小的长期负面后果。针对高度同源的啮齿类动物SGLTs的研究也强烈暗示SGLT2为葡萄糖在肾脏的主要Na依赖性转运蛋白，并且指出SGLT2活性在尿糖中发挥某些作用。SGLTl为另一种钠依赖性葡萄糖协同转运蛋白，其在氨基酸水平上60%与SGLT2相同，表达于小肠和肾脏远曲小管中更末端的S3段(Pajor and Wright (1992) J Biol Chem267: ；3557-3560 和 Wright (2001) Am J Physiol 280: F10-F18)。尽管它们的序列相似，但人SGLTl和SGLT2可在生物化学上相区别。对于SGLTl而言，Na+相对于被转运的葡萄糖的摩尔比为2:1。对于SGLT2而言，该比例为1:1。就Na+的Km值而言，对于SGLTl而言为32mM，对于SGLT2而言为250-300mM。SGLTl和SGLT2对于某些糖而言还具有不同的底物特异性，但对于葡萄糖和不可代谢的葡萄糖类似物、α-甲基葡萄糖苷(AMG)的摄取而言，Km值相似。对于葡萄糖而言，与SGLTl和SGLT2对应的Km值分别为0. 8mM和1. 6mM。对于AMG 而言，与 SGLTl 和 SGLT2 对应的 Km 值分别为 0. 4mM 与 1. 6mM (Kanai et al.，(1994)J Clin Investig 93: 397-404 和美国专利申请 No. 2008/0234367)。非特异性SGLT1/SGLT2抑制剂的根皮苷的给药提供了使用SGLT抑制剂来治疗与高血糖症有关机病症所需的概念数据的体内证据(例如NIDDM和X综合征)。在糖尿病啮齿类动物模型和一种犬科糖尿病模型中根皮苷的给药可加速葡萄糖排泄，降低空腹动物或餐后血浆葡萄糖水平，促进葡萄糖的利用而无低血糖副作用(Ehrenkranz et al. , (2005)Diabetes Metab Res Rev 21: 31-38) 0使用根皮苷治疗2周，结果未发现血浆离子平衡、肾功能和肾脏形态学方面不良反应。另外，当对正常动物给予根皮苷时，尽管出现尿糖，但未发现低血糖症或其它不良反应。此外，有报道称使用从根皮苷中分离的合成药物的长期治疗可改善肥胖型II型糖尿病(NIDDM)大鼠模型的空腹和餐后血糖，改善胰岛素分泌和利用，抵消肾病的恶化而无低血糖症或肾脏副作用(Ueta et al. , (2005) Life Sci.76(23) 2655-68)。然而，根皮苷本身无作为口服药物的吸引力，其原因在于它属于非特异性SGLT1/SGLT2抑制剂，而且它在肠道中被水解成苷元和根皮素。上述水解产物为易化性葡萄糖转运蛋白(GLUTs)的有效抑制剂，而GLUTs的并发抑制并不被期望(Katsimo et al.,(2007) J Pharmacol Exp Ther. 320(1) 323-30)。此类抑制剂被预言可在加重外周胰岛素抵抗的同时加剧CNS中的低血糖症。对SGLTl的抑制也会导致严重的有害后果，如同遗传性综合征葡萄糖/半乳糖吸收不良(GGM)所显示的那样，其中SGLTl协同转运蛋白的突变导致葡萄糖在肠道内的摄取受到抑制以及危及生命的腹泻和脱水(Turk et al., (1991)Nature 350: 354—356 禾口 Martin et al. , (1996) Nat Genet 12: 216—220)。作为一个整体，这些数据表明在糖尿病患者中对SGLT2的特异性抑制可通过提高葡萄糖在尿中的排泄来安全的使血浆葡萄糖正常化，从而改善胰岛素感受性，延缓糖尿病并发症的发展。幸运的是，SGLT2和SGLTl之间的生物化学差异以及它们之间的序列趋异程度使得识别出选择性SGLT2抑制剂。仍需要做的是，在体内分析测试上述抑制剂，评价对SGLT2和SGLTl具有不同效力和选择性的抑制剂的效果，从而进一步使这类抑制剂的发现和最优化成为可能。葡萄糖类似物一直以来被用于葡萄糖转运蛋白的研究和葡萄糖转运蛋白的特性表征(参见 feitley (2003) J Nucl Med. 44(7) 1082-6)。α -甲基葡萄糖苷(AMG)为常被用作选择设计用来研究SGLTl和/或SGLT2活性的基于细胞的检测的类似物。
权利要求
1.使用α-甲基葡萄糖苷(AMG)作为葡萄糖从动物的胃肠系统吸收或葡萄糖从动物的肾脏排泄的指示剂的方法，所述方法包括以下步骤a.对所述动物给予口服剂量的预定量的AMG；b.在给予AMG后从所述动物获取样品；c.测定所述样品中所述AMG的量；其中，所述样品中的AMG量与葡萄糖从所述动物的胃肠系统吸收的量或葡萄糖从所述动物的肾脏排泄的量相关。
2.权利要求1的方法，其中，所述动物选自小鼠、大鼠、仓鼠、豚鼠、犬、猪、非人灵长类和人。
3.权利要求1的方法，其中，所述样品选自血浆、尿和胃肠道。
4.确定钠依赖性葡萄糖转运蛋白(SGLT)抑制剂在动物中的效果的方法，所述方法包括以下步骤a.对第一动物给予预定量的所述SGLT抑制剂；b.对所述第一动物和第二动物给予口服剂量的预定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)，所述第二动物未给予所述SGLT抑制剂；c.从所述第一和第二动物获取样品；d.测定所述样品中AMG的量；e.比较源于所述第一动物的样品中的AMG量和源自所述第二动物的样品中的AMG量；其中，在所述样品中所述AMG量的差异表明所述SGLT抑制剂在所述第一动物中的效^ ο
5.权利要求4的方法，其中，所述SGLT抑制剂选自SGLT2抑制剂和SGLT 1抑制剂。
6.权利要求4的方法，其中，所述动物选自小鼠、大鼠、仓鼠、豚鼠、犬、猪、非人灵长类和人。
7.权利要求4的方法，其中，所述样品选自血浆、尿和胃肠道。
8.比较第一和第二钠依赖性葡萄糖转运蛋白(SGLT)抑制剂的效果差异的方法，所述方法包括以下步骤a.对第一动物给予预定量的所述第一SGLT抑制剂；b.对第二动物给予预定量的所述第二SGLT抑制剂；c.对所述第一和第二动物给予口服剂量的预定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)；d.从所述第一与第二动物获取样品；e.测定所述样品中AMG的量；f.比较源于所述第一动物的样品中的AMG量和源于所述第二动物的样品中的AMG量；其中，在所述样品中AMG量的差异提供比较所述第一与第二 SGLT抑制剂的效果差异的■石出。
9.权利要求8的方法，其中，所述第一和第二SGLT抑制剂选自SGLT 2抑制剂和SGLT1抑制剂。
10.权利要求8的方法，其中，所述动物选自小鼠、大鼠、仓鼠、豚鼠、犬、猪、非人灵长类和人。
11.权利要求8的方法，其中，所述样品选自血浆、尿和胃肠道。
12.在动物中诊断与葡萄糖从胃肠(GI)系统吸收或葡萄糖从肾脏排泄有关的疾病的方法，所述方法包括以下步骤a.对第一动物和未患有所述疾病的第二动物分别给予口服剂量的预定量的α-甲基葡萄糖苷(AMG)；b.从所述第一和第二动物获取样品；c.测定所述样品中AMG的量；d.比较源于所述第一动物的样品中的所述AMG量和源于所述第二动物的样品中的AMG 量；其中，在所述样品中AMG量的差异提供确定所述第一动物是否患有与葡萄糖从胃肠(GI)系统吸收或葡萄糖从肾脏排泄有关的疾病的基础。
13.权利要求12的方法，其中，所述动物为人。
14.权利要求12的方法，其中，所述样品为血浆或尿。
全文摘要
本发明涉及口服AMG后在体内使用α-甲基葡萄糖苷(AMG)作为葡萄糖从胃肠(GI)系统吸收或葡萄糖在尿中排泄的指示剂的方法。此方法可应用于，但并不仅限于，例如检测钠依赖性葡萄糖转运蛋白(SGLT)抑制剂在动物中的效果，比较第一和第二SGLT抑制剂在动物中的效果的差异，以及在动物中诊断与葡萄糖从胃肠(GI)系统吸收或葡萄糖从肾脏排泄有关的疾病。
文档编号G01N33/50GK102597770SQ201080051671
公开日2012年7月18日 申请日期2010年9月14日 优先权日2009年9月15日
发明者G.C.利奥, J.M.伦哈德, K.T.德马雷斯特, T.L.马丁, Y.梁 申请人:詹森药业有限公司