CN101014359A - 通过将神经胶质细胞系来源的神经营养因子直接注入到未定带内治疗人帕金森病的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种治疗人类帕金森病的方法，其中将神经胶质细胞系来源的神经营养因子(GDNF)长期直接给药至需治疗的患者脑部的SNc和至少一个丘脑下区，或者给药至SNc、至少一个丘脑下区和至少一个壳核区。在本发明的一方面，通过与可植入的泵连接的脑实质内部导管将GDNF直接注入至脑部的至少一个尾未定带和至少一个后背壳核。

Description

通过将神经胶质细胞系来源的神经营养因子直接注入到未定带内治 疗人帕金森病的方法

技术领域

本发明主要涉及神经生物学领域。更具体而言，涉及治疗人类帕金森病的方法，还描述了修复萎缩的多巴胺能神经元以及保护具有变性风险的多巴胺能神经元的相关方法。

背景技术

原发性帕金森病(PD)是一种神经变性疾病，其特征为多巴胺能神经元选定群落特别是在黑质致密部(SNc)内的多巴胺能神经元选定群落的进行性死亡，以及由此导致纹状体多巴胺水平的降低。在年轻成人的黑质致密部中大约有50万个特化的多巴胺能细胞。当多巴胺能神经支配被破坏75-80％时会出现帕金森病的症状。临床诊断所基于的后续主要症状为震颤、强直、姿势不稳和运动不能/运动徐缓(Lang和Lozano，1998)。据报道在北美有一百万以上患病者(Lang和Lozano，1998)，估计在欧洲6 5岁以上的人口的总患病率为1.6％(de Rijk et al.，1997)。在患者中的死亡率比年龄相仿的未患病的同龄人高2至5倍(Bennett et al.，1996；Morens et al.，1996；Louis et al.，1997)，预期寿命显著降低(Morens et al.，1996)。该病唯一的最恒定的危险因素是年龄，考虑到工业化国家人口统计学的变化，该病对这些国家的社会负担似乎有所增加。与芳香族氨基酸脱羧酶抑制剂一起口服多巴胺的直接前体L-多巴仍然是目前广泛用于帕金森病的最有效的治疗方法，L-多巴可通过小肠吸收，并且与多巴胺本身不同的是它可以穿过血脑屏障(Koller，2000；Jankovic，2002)。虽然L-多巴确实可缓解PD的症状(事实上，超过90％的患者对该药物的应答性也是该病特有的特征之一(Lang和Lozano，1998))，但是该药的使用并非没有问题。其主要的局限性为患者反应性的不一致性增加，表现为“减弱”和“开-关”不同现象的形式的运动波动，该局限性与多巴胺激动剂相同并在治疗几年后表现得更为明显(Nutt和Holford，1996；Lang和Lozano，1998；Koller，2000；Jankovic，2002)。“减弱”也可描述为“剂末恶化”，该术语指L-多巴的剂量效应随着时间发生相对逐步地和可预测地减弱，它和与L-多巴剂量不明显相关的运动表现“开-关”波动截然不同。在它们的早期，可通过延长L-多巴作用的手段(例如使用该分子的缓释制剂或与儿茶酚-O-甲基转移酶抑制剂共同给药)或通过使用长效的合成多巴胺激动剂缓解运动波动；然而这些干预手段不能防止对运动波动的最终不可预见性增加和控制力减弱，也不能防止最后在“开”阶段运动障碍的发生率增加(Lang和Lozano，1998；Koller，2000；Jankovic，2002)。

神经胶质细胞系来源的神经营养因子(GDNF)为转化生长因子β超家族的一个远端成员，最先是从大鼠神经胶质细胞系的培养基中作为一个有效的神经营养因子被分离的，据描述其在解离的大鼠胚胎中脑培养物中对多巴胺能神经元具有相对特异性(Lin et al.，1993；Lin et al.，1994)。目前发现它对其他的神经元群落也有作用。GDNF对多巴胺能、5-羟色胺能、去甲肾上腺素能(noradrerergic)和谷氨酰胺能(glutametergic)神经元的发育和维持都具有重要作用(Lin et al.，1993；Lin et al.，1994；Arenas et al.，1995；Beck et al.，1996；Martin et al.，1996)。已经克隆了人的GDNF基因，并在大肠埃希氏菌(E.coli)中表达了表现完全生物活性的重组人GDNF(Lin et al.，1993)。

在细胞培养(Lin et al.，1993；Lin et al.，1994；Hou et al.，1996)和PD的啮齿类动物模型中采集的数据显示，当将GDNF送递至脑室或直接送递至纹状体或黑质时，GDNF为神经保护性的，可刺激神经纤维向外生长并改善运动功能(Hoffer et al.，1994；Bowenkamp et al.，1995；Tomac et al，1995a；Kearns et al.，1995)。动物模型的研究显示，不管是用快速浓注还是用泵长期注入，或是用活的基因工程复制缺陷病毒颗粒感染脑部来送递GDNF，送递GDNF至实质内都是有效的(Gash et al，1998；Grondin et al，2002b；Kordower et al，2000)。因此，GDNF可对例如帕金森病(PD)和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)的神经变性疾病提供长期显著有效的治疗前景(Gash et al.，1996)。然而，GDNF对PD和其他人类神经疾病的治疗应用遇到了很大障碍。首先，GDNF是一种不能穿过血脑屏障的大分子，这使得很难将GDNF治疗性地送递至人脑部。其次，证明动物模型与人的状况的关联性有限，因为脑部的相对大小有很大差异。事实上，已经尝试过对PD和ALS患者的脑室内(intraventricular)注入GDNF，但是未能获得治疗效果。更具体而言，在对原发性PD的受试者的四次临床研究中(53个受试者；其中50个参加双盲法、安慰剂对照的试验，50个中有38个接受了研究的药物)，通过每月快速浓注剂量(每剂25至4000μg)或长期注入(3至50μg/天)将GDNF送递至脑室(ICV)均未能取得临床疗效，即未观察到PD病征或症状的临床上或统计学上的明显改善(Nutt et al，2003)。另外几乎所有的(92％至100％)受试者在研究中都经历了至少一种不良反应。轻度至中度恶心是报道最多的不良反应(在全部研究中有大约70％至90％的发生率)。报道在全部研究中有30％至80％的受试者出现轻度至中度感觉异常。报道在全部研究中有14％至63％的受试者体重减轻。报道在全部研究中有21％至44％的受试者出现严重的不良反应。此外，在一个受试者死后在其纹状体中也没有多巴胺神经纤维修复的证据(Kordower et al，1999)。

另一个看起来有希望却在临床试验中失败的治疗PD的方法是将胚胎多巴胺能神经元植入至PD患者的脑中。在随机的双盲试验中，一些患者接受了培养的胚胎中脑组织的壳核内(intraputaminal)移植，另一些患者接受未穿过硬膜的假手术，在手术一年以后在60岁以上的患者中未观察到移植产生的临床改善，在60岁或60岁以下的患者中仅出现中度改善(Freed，C.et al，2001)。在对接受移植患者的12至36个月的继续随访中，一些患者发生了张力障碍和运动障碍，上述所有患者在手术时均小于60岁，并且各患者在移植后一年中均经历了临床改善。上述研究的研究者后来报道的发现表明多巴胺能功能的不平衡增长导致了帕金森病的神经元移植的不良后果(Ma，Y.et al.，2002)。

直到最近，对人类患者仍没有可预防或修复由例如帕金森病(帕金森综合征)的神经病变引起的损伤的有效方法。然而，最近Gill等人证实，使用泵和导管系统通过长期注入将GDNF直接送递至五个原发性PD患者的后背核是安全的，并且有良好的耐受性(Gill，et al.，2003)。长期壳核内注入GDNF改善了该疾病除震颤和张力障碍评分(统一的帕金森病等级评分量表的III部分和IV部分)以外的所有指标。此外，正电子成象术(PET)扫描显示紧邻导管处的18F-多巴的吸收增长了80％之多。尽管这些研究得到有意义的积极结果，但是这些研究中使用的治疗方法并不能明显缓解震颤这一PD的标志性症状。事实上，注意到两个在研究开始时患有以震颤为主疾病的患者震颤和张力障碍的逐步恶化。这两个患者在L-多巴药物的效果“减弱”时还都经历了足部的张力障碍体态。由于震颤症状明显影响PD患者生活质量并且对例如高剂量抗胆碱能剂等的药物没有反应，需要可缓解PD震颤症状及其他致衰弱作用的治疗PD的方法。

发明内容

因此，本发明的目的是提供治疗人类PD的方法，包括将GDNF长期注入至人脑的特定区域，使得包括震颤在内的许多PD相关症状得以缓解。本领域技术人员可根据本发明公开内容容易地实现上述目的和其他这类目的。

本发明基于这一前提：接受壳核内注入GDNF的PD患者的震颤和张力障碍症状的发展是由于丘脑下区多巴胺的不断丢失和送递至患病脑部基底神经节的多巴胺上调少于其最适上调水平。因此，通过可植入的泵和一个或多个内部导管的方式，将GDNF持续送递至PD患者脑部SNc或丘脑下区，例如底丘脑核或未定带，或者送递至PD患者脑部的至少一个壳核区和SNc或丘脑下区，将产生显著的抗帕金森病和抗运动障碍效果，包括抗震颤效果。由于在PD中，中脑多巴胺能和非多巴胺能(5-羟色胺能、胆碱能和去甲肾上腺素能)都发生变性，所以本发明方法还可以与人类PD患者以前的神经递质缺陷神经元的神经递质储存的神经再支配和/或恢复相结合。

本发明的第一方面涉及治疗人类帕金森病的方法，包括将含有药用有效剂量的GDNF蛋白产物的药物组合物给药至PD患者脑部的SNc或丘脑下区。本发明的另一方面涉及治疗人类帕金森病的方法，包括将含有药用有效剂量的GDNF蛋白产物的药物组合物给药至PD患者脑部的至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。GDNF蛋白产物包括但不限于：药用有效剂量的r-metHuGDNF(一个具有表1所示氨基酸序列的二聚体蛋白质)或其变体和/或其衍生物。

申请人还在此公开了药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗帕金森病的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人类患者脑部的SNc或丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带。

本发明的方法考虑可用于修复人被帕金森病损害的神经通路。此外，本发明方法还可以恢复帕金森病患者的广泛的神经细胞的功能，使其恢复到用现有PD疗法无法达到的水平。特别地，本发明所述方法可以通过包括但不限于多巴胺能神经元等的神经元刺激神经再生，包括受损人脑组织的神经再支配。在一个优选实施方案中提供了一种增强多巴胺能神经元功能的方法，包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和至少一个丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。

本发明还涉及药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增强神经元功能的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带。

此外还提供了治疗人认知障碍的方法，包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带。治疗人认知障碍的优选方法包括：将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核或未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带。治疗人认知障碍的更优选方法包括：将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至侧SNc和/或尾未定带。治疗人认知障碍的最优选方法包括：将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的后背核和侧SNc和/或尾未定带。

在本文所述的方法和用途中，给予含有GDNF或药用有效量的GDNF的药物组合物的优选位置包括尾未定带(特别是在底丘脑核后和SNc上方2mm区域)和两侧壳核之一的窦区域和后背区域。

在本发明的另一些实施方案中，治疗PD或认知障碍的方法包括：将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，还包括在手术前及任选地在手术后定期测定多巴胺能、去甲肾上腺素能和/或5-羟色胺能的功能。

本文公开的将GDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区的方法还可以对人类提供预防性功能。预防性给药可以对患有PD或有患PD风险的人有维持神经细胞功能的作用。根据本发明，将r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区，例如底丘脑核和未定带，被认为可保持人脑部黑质纹状体通路的完整性。根据本发明的预防性给予r-metHuGDNF还被认为是防止或治疗黑质纹状体通路变性或与帕金森病相关的功能性多巴胺能、5-羟色胺能和/或去甲肾上腺素能活性丧失的方法。

此外，本发明还提供确定送递药用有效量的GDNF的目标区域的方法，所述送递是为了治疗帕金森病、增强多巴胺能神经元的功能、使多巴胺能神经元再生或保护易受损伤的多巴胺能神经元，所述方法包括使用患者脑扫描确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域，或者确定一个或多个壳核区作为目标区域和至少一个SNc和丘脑下区作为另外的目标区域。优选地，丘脑下区为STN或ZI，更优选地为尾ZI，最优选地为STN后和SNc上方约2mm的尾ZI。

附图说明

图1表示了基底神经节及相关结构的脑多巴胺供应的相关解剖学结构。

图2表示通过导管注入GDNF的优选目标位置。这张矢状(saggital)面视图取自Schaltenbrand Atlas图谱并经过修改以显示放置导管头的优选轨迹。如图所示导管头放置于ZI.c，在STN后和侧SN区域A9(Ni)的上方约2mm。

图3表示通过导管注入GDNF的优选目标位置。这张轴面视图取自Schaltenbrand Atlas图谱并经过修改以显示放置导管头的优选位置。如图所示导管头放置于ZI.c，在STN后和侧SN区域A9(Ni)的上方约2mm。导管头用星号(*)示出。

图4表示通过导管注入GDNF的优选目标位置。这张冠状面视图取自Schaltenbrand Atlas图谱并经过修改以显示放置导管头的优选轨迹。如图所示导管头放置于ZI.c，在STN后和侧SN区域A9(Ni)的上方约2mm。

具体实施方式

本文使用的各部分的标题仅是出于组织的目的，而不应解释为对所述主题的限制。

缩略语

在前面的描述和后面的实验性公开中，使用下述缩略语：

6-OHDA    6-羟基多巴胺

ALS       肌萎缩性侧索硬化症

ASA       急性全身性过敏反应

AUC       浓度对时间曲线下面积

CAPIT     脑内移植术核心评估纲要

CAPS      3-(环己氨基)-1-丙磺酸

CHO       中国仓鼠卵巢

CI        持续注入

CM/Pf     丘脑中央中核和束旁核

CSF       脑脊液

CT        计算机断层照相

DA        多巴胺、多巴胺能

DOPAC     3，4-二羟基苯乙酸

E.coli    大肠埃希氏菌

FCA       弗氏完全佐剂

GDNF      神经胶质细胞系来源的神经营养因子

Gpe       苍白球外侧部

GPi       苍白球内侧部

GLP       优良实验室管理规范

HPLC      高效液相色谱

HVA            高香草酸

ICV            脑室内

IM             肌内

ISN            黑质内

IT             鞘内

IV             静脉内

L-dopa         3，4-二羟基苯丙氨酸(左旋多巴)

r-metHuGDNF    重组甲硫氨酰人GDNF

MPTP           1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶

Ni或SNc        侧黑质

PD             帕金森病

PET            正电子成象术

pmn            进行性运动神经病变

Put            壳核

Ret            受体酪氨酸激酶

RN             红核

r-metHuGDNF    重组甲硫氨酰人GDNF

SC             皮下

SDS-PAGE       十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳

SEM            平均值标准误

SN             黑质

SNc或Ni        黑质致密部

SNr            黑质网状部

STN            底丘脑核

TGF            转化生长因子

TH             酪氨酸羟化酶

TH+            酪氨酸羟化酶阳性

UPDRS          统一的帕金森病等级量表

ZI             未定带

ZI.c            尾未定带

下文中引用的每一篇申请、专利和文章；以及下文中引用的每一篇申请、专利和文章中所引用或参考的文献，包括在下文中引用的每一篇申请和专利的审查过程中引用的文献(“申请和文章引用文献”)；以及下文中引用的每一个产品的各厂商说明书或目录，或下文中引用的每一篇申请、专利和文章中和在每一篇申请及文章引用的文献中提及的每一个产品的厂商说明书或目录；都以援引的方式纳入本文。此外，本文中引用的所有文献；以及本文引用的文献中所引用和参考的所有文献；以及本文所引用或所提及的任何产品的厂商说明书或目录，或本文援引的任何文献中引用或所提及的任何产品的厂商说明书或目录；也都以援引的方式纳入本文。本文援引的文献或其中的任何教导都可用于本发明的实施。本文援引的文献未被承认为现有技术。

定义

除非另有注释，否则所使用的技术术语都是常规使用含义。根据本发明公开使用的下列术语应被理解为如下的含义：

本文使用的术语“导管”指用于插入至活体哺乳动物的空腔、组织、器官及其任何亚结构中以便注射治疗剂的任何管状医药装置。在此处具体而言，导管用于给予或送递r-metHuGDNF至脑部或其例如ZI和/或壳核的亚结构。“内部”导管为植入并留在适当位置的导管，它要留在适当位置一段较长的时间，例如十五分钟或更长。

本文使用的词语“导管系统”指至少一个导管和至少一个附属装置的组合，所述附属装置包括但不限于：锚、探针、导引管、导引线或它们的组合。

“持续送递”或“长期注入”可以互换使用，意为在一段时间内送递物质，使得这一过程与“快速浓注”送递相区别。持续送递通常指在一段时间内不间断地送递物质。送递速度不需要恒定，送递时间也不需要很长，即恒量送递的时间可为半小时或一小时或几小时的时间，但也可为几天、几周、几个月或甚至几年的时间。

在本发明的某些优选实施方案中，使用泵、导管和/或导管系统将外源产生的GDNF送递至脑来实现GDNF向目标位置的给药或送递。本发明的某些实施方案还考虑了不使用泵、导管和/或导管系统给予GDNF、产生GDNF的药剂和/或分泌GDNF的药剂的方法。本领域技术人员应理解，在本发明的方法中，GDNF的给予可以通过本领域熟知的其他送递手段实现，这些手段包括但不限于：使用编码GDNF的遗传序列的基因疗法或使用可产生和分泌GDNF的细胞的细胞疗法，继而使得GDNF向至目标位置送递。本文公开的通过基因或细胞手段的GDNF向至目标位置的治疗性送递与使用泵和导管系统的注入送递GDNF相比，具有侵入性小的优势。

本文公开的GDNF向目标位置的送递可包括将编码GDNF多肽的核酸(DNA或RNA)序列导入至患者以实现GDNF多肽的表达。这种基因治疗和基因送递技术为本领域已知。如下文充分论述的那样，优选地，编码GDNF的多核苷酸序列在其被细胞吸收并随后在细胞中表达GDNF后具有治疗效果。治疗性多核苷酸的一个非限制性实例是编码GDNF的rRNA编码DNA。因此，例如，可以用含有编码GDNF的多核苷酸可操作地连接一个启动子的多核苷酸(DNA或RNA)在活体外基因工程改造来源于患者的细胞，然后将基因工程细胞在本发明公开的目标位置提供给患者，继而实现GDNF多肽在上述目标位置的给药。这类方法为本领域所熟知。例如参见Santodonato，L.，et al.，Human Gene Therapy 7：1-10(1996)；Santodonato，L.，et al.，Gene Therapy 4：1246-1255(1997)；和Zhang，J.-F.et al.，Cancer Gene Therapy 3：31-38(1996)。这些基因工程细胞可通过本领域已知的各种方式送递至本文公开的目标位置，所述方式包括但不限于直接注射或导管注射。

细胞和组织的移植目前治疗性地用于包括神经变性疾病在内的多种疾病。在本发明的一些实施方案中，通过使用移植的细胞或组织将GDNF送递至本文公开的目标位置。在一个实施方案中，改良了Freed，C等人的方法(Freed，C.et al，2001)，以便将培养的胚胎中脑组织移植至本说明书公开的目标位置。在另一个实施方案中，通过用编码GDNF的DNA体内转染对患者自身的细胞进行基因工程改造或诱导以产生GDNF。编码GDNF的DNA可在体内或活体外被导入患者的细胞，例如可通过注射裸露的或被脂质体包裹的编码GDNF的DNA，或通过其他的转染手段。在另一个实施方案中，通过用编码GDNF的DNA活体外转染对患者自身的细胞进行基因工程改造或诱导以产生GDNF。然后可通过任意合适的手段将这类细胞送递至本文公开的目标位置。在本发明的另一个实施方案中，根据美国专利No.6,649,160(Sanberg等人)中公开的任一方法将GDNF送递至本文公开的目标位置，上述专利的全部公开内容以援引的方式纳入本说明书。本文考虑了可通过将编码GDNF的DNA导入患者细胞的方式将GDNF送递至本文公开的目标位置，所述方式例如可通过注射“裸露的”或被脂质体包裹的编码GDNF的多核苷酸，或通过其他本领域已知的转染手段。“裸露的”多核苷酸意为不带有任何起辅助、促进或有利于进入细胞作用的送递载体的多核苷酸，所述载体包括病毒序列、病毒颗粒、脂质体制剂、脂转染剂、沉淀剂等等。这类方法为本领域所熟知，并在例如美国专利No.5,593,972、5,589,466和5,580,859中有述。

本发明的实施方案中使用的裸露多核苷酸可以不整合到宿主细胞的基因组中。它们可以是经遗传工程改造的缺乏基因组整合能力的非复制序列或特定复制序列。或者，本发明中使用的裸露多核苷酸可以通过例如下述的同源重组方式整合到宿主细胞的基因组中。优选地，裸露的GDNF多核苷酸构建体包含于质粒中。合适的表达载体包括但不限于例如下述的载体：pRSVcat(ATCC37152)、pSVL和MSG(Pharmacia，Uppsala，Sweden)、pSV2dhfr(ATCC37146)和pBC12MI(ATCC67109)。裸露的多核苷酸可以通过本领域任何已知的方法给予至本文公开的目标位置，所述方法包括但不限于：在目标位置直接针头注射、导管注入或使用所谓的“基因枪”。这些送递方法在本领域已知并在下文有更详细的论述。

对裸露的多核苷酸的注射而言，多核苷酸的有效剂量应在约0.05μg/kg体重至约50mg/kg体重的范围内。优选地，剂量为约0.005mg/kg至约20mg/kg，更优选地为约0.05mg/kg至约5mg/kg。多核苷酸构建体的合适和有效的剂量可由本领域普通技术人员容易地确定。

编码GDNF的构建体也可以与例如病毒序列、病毒颗粒、脂质体制剂、脂转染剂、沉淀剂等送递载体一起送递。这些送递方法为本领域已知。在某些实施方案中，编码GDNF的多核苷酸构建体复合于脂质体制剂中。用于本发明的脂质体制剂包括阳离子性(带正电荷)、阴离子性(带负电荷)和中性制剂。然而，阳离子性脂质体是特别优选的，因为在阳离子性脂质体和多聚阴离子性核酸之间可以形成紧密的电荷复合物。阳离子性脂质体表现为介导功能形式的质粒DNA(Felgner et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1987)84：7413-7416)和mRNA(Malone et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1989)86：6077-6081)的细胞内送递。可以容易地得到阳离子性脂质体。例如，N[1-(2，3-二油基氧)丙基]-N，N，N-三乙基铵(DOTMA)脂质体尤其有用，可以以商品名Lipofectin从GIBCO BRL，Grand Island，N.Y.获得(也可参见Felgner et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1987)84：7413-7416)。其他市售脂质体包括transfectace(DDAB/DOPE)和DOTAP/DOPE(Boehringer)。其他阳离子性脂质体可使用本领域熟知的方法由易得的原料制备。参见例如PCT公布文本WO90/11092描述了DOTAP(1，2-双(油酰氧基)-3-(三甲基铵)丙烷)脂质体的合成。DOTMA脂质体的制备在文献中有说明，参见例如P.Felgner et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA84：7413-7417。可以使用类似的方法由其他阳离子脂类原料制备脂质体。类似地，也可以容易地获得阴离子性和中性脂质体，例如从AvantiPolar Lipids(Birmingham，Ala.)，或使用易得的原料方便地制备。这类原料包括磷脂酰胆碱、胆固醇、磷脂酰乙醇胺、二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二油酰磷脂酰甘油(DOPG)、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)等。这些原料也可与DOTMA和DOTAP起始原料以适当的比例混合。使用这些原料制备脂质体的方法为本领域所熟知。例如，在加入或不加入胆固醇的情况下，市售的二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)、二油酰磷脂酰甘油(DOPG)和二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)可以以各种组合使用以制备常规的脂质体。因此，例如，可在进入超声管的氮气流下干燥各50mg的DOPG和DOPC从而制备DOPG/DOPC泡囊。样品置于真空泵下过夜，并在第二天用去离子水水化。然后将样品置于带有帽的小管中，用装有倒置杯(水浴型)探针的Heat System 350型超声波仪以最大设置在15℃水浴循环的条件下超声处理2小时。或者可以不用超声法制备带负电荷的泡囊以生产多层泡囊，或者通过挤压穿过核孔膜以生产离散大小的单层泡囊。其他方法为本领域技术人员已知或可得。脂质体可包括多层泡囊(MLV)、小单层泡囊(SUV)或大单层泡囊(LUV)，SUV为优选。各种脂质体-核酸复合物是使用本领域熟知的方法制备的。参见例如Straubinger et al.，Methods ofImmunology(1983)，101：512-517。例如，可以通过将磷脂薄膜沉积于玻璃管壁上，然后用待包封的原料的溶液水化，从而制备含有核酸的MLV。SUV通过下述过程制备：对MLV延长时间的超声处理产生单层脂质体的均匀群落。将待包封的原料加入到预先形成的MLV的悬液中然后超声处理。当使用含阳离子性脂质的脂质体时，在例如无菌水或例如10mM Tris/NaCl的等渗缓冲液的合适的溶液中重悬干燥的脂膜，进行超声处理，然后将预先形成的脂质体直接与DNA混合。由于带正电的脂质体和阳离子性的DNA的结合，脂质体和DNA可形成相当稳定的复合物。SUV可与小的核酸片段一起使用。LUV通过本领域熟知的多种方法制备。常用方法包括Ca²⁺-EDTA螯合(Papahadjopoulos et al.，Biochim.Biophys.Acta(1975)394：483；Wilson et al.，Cell(1979)17：77)、乙醚注射(Deamer，D.and Bangham，A.，Biochim.Biophys.Acta(1976)443：629；Ostro et al.，Biochem.Biophys.Res.Commun.(1977)76：836；Fraley et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1979)76：3348)、洗涤剂透析(Enoch，H.and Strittmatter，P.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1979)76：145)和逆相蒸发(REV)(Fraley et al.，J.Biol.Chem.(1980)255：10431；Szoka，F.andPapahadjopoulos，D.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1978)75：145；Schaefer-Ridder et al.，Science(1982)215：166)。

可用的阳离子性脂质的其他实例包括：二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺5-羧基精酰胺(5-carboxyspen-nylamide)(DPPES)、5-羧基双十八烷基酰胺甘氨酰精胺(DOGS)、二甲基双十八烷基溴化铵(DDAB)和(±)-N，N-二甲基-N-[2-(精胺羧基酰氨基)乙基]-2，3-双(二油基氧)-1-丙铵(propaniminium)五盐酸盐(DOSPA)。例如下列的非二醚类阳离子性脂质及其盐可促进体内的基因送递：DL-1，2-二油酰-3-二甲基氨基丙基-β-羟乙基铵(DORI二酯)、1，2-0-二油基-3-二甲基氨基丙基-β-羟乙基铵(DORIE二醚)、1-0-油基-2-油酰-3-二甲基氨基丙基-β-羟乙基铵(DORI酯/醚)。例如(3β[N-(N’，N’-二甲基氨基)乙基]-氨基甲酰(carbomoyl)}-胆固醇(DC-Chol)等的阳离子性胆固醇衍生物也是可用的。优选的阳离子性脂质包括：(±)-N-(2-羟乙基)-N，N-二甲基-2，3-双(十四烷氧基)-1-溴化丙铵、3，5-(N，N-二赖氨酰)二氨基苯甲酰甘氨酰-3-(DL-1，2-二油酰-二甲基氨基丙基-β-羟乙胺)(DLYS-DABA-GLY-DORI二酯)、3，5-(N，N-二赖氨酰)二氨基苯甲酰-3-(DL-1，2-二油酰-二甲基氨基丙基-β-羟乙胺)(DLYS-DABA-DORI二酯)和1，2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺。下列脂质的组合也是优选的：按1∶1的比例混合的(±)-N-(2-羟乙基)-N，N-二甲基-2，3-双(十四烷氧基)-1-溴化丙铵与1，2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺，以及(±)-N-(2-羟乙基)-N，N-二甲基-2，3-双(十四烷氧基)-1-溴化丙铵与1，2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺。脂质制剂中可以仅含有阳离子性脂质，或者也可以包括例如下列的中性脂质：心磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、二油酰磷脂酰胆碱、二油酰磷脂酰乙醇胺、1，2-二油酰-sn-甘油-3-磷脂酰乙醇胺(DOPE)、鞘磷脂和单-、双-或三酰基甘油。脂质制剂也可以含有阳离子性脂质和溶血磷脂。溶血磷脂可具有中性或阴性的末端基团。可用的溶血磷脂包括溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺和1-油酰溶血磷脂酰胆碱。溶血磷脂脂质是已有的。可以使用例如下列的其他添加剂：胆固醇、脂肪酸、神经节苷脂、糖脂、甘油酯(neobee)、非离子表面活性剂微囊(niosome)、前列腺素、鞘脂、以及其他任何中性或合成的两亲分子。在这些脂类制剂中阳离子性脂质和中性脂质优选的摩尔比为约9∶1至约1∶9，在溶血脂质(lysolipid)与阳离子性脂质为1∶2的含脂制剂中阳离子性脂质和中性脂质更优选的摩尔比为等摩尔比。

通常，DNA与脂质体的比例为约10∶1至约1∶10。优选地，该比例为约5∶1至约1∶5。更优选地，该比例为约3∶1至约1∶3。再更优选地，该比例为约1∶1。

美国专利No.5,676,954描述了将与阳离子性脂质体载体复合的遗传材料注射至小鼠。美国专利No.4,897,355、4,946,787、5,049,386、5,459,127、5,589,466、5,693,622、5,580,859、5,703,055和国际公布No.WO94/29469中提供了用于将DNA转染到细胞和哺乳动物中的阳离子性脂质。美国专利No.5,589,466、5,693,622、5,580,859、5,703,055和国际公布No.WO94/29469中提供了用于将DNA-阳离子性脂质复合物送递至哺乳动物的方法。

本发明的核酸也可以通过其他已知的用于将核酸导入细胞或器官的方法给药至本文公开的目标位置，所述方法包括但不限于用经过基因工程改造的活的复制缺陷病毒颗粒感染脑部以送递GDNF，参见例如Bjorklund，et al.，2000(a)、Bjorklund，et al.，2000(b)、Gash，et al.，1998、Grondin，et al.，2002b、Kordower，et al.，2000、Kordower，J.H.，2003；以及美国专利No.6,713,293、6,683,058，美国专利申请No.US20020187951(Aebischer et al.)和国际专利申请公布No.WO97/39629。上述每一篇参考文献的全部公开内容均以援引的方式纳入本说明书。在另外某些实施方案中，用包含于腺病毒载体中的与启动子可操作连接的GDNF多核苷酸对细胞在体内或活体外进行了基因工程改造。可以对腺病毒进行操作以使其编码和表达所需的基因产物，同时在正常的裂解性病毒生活周期的复制能力方面使其失活。在病毒DNA不整合至宿主细胞染色体的情况下实现腺病毒表达，由此减小了插入诱变的风险。此外，腺病毒作为活体肠疫苗已使用多年，具有很好的安全性(Schwartz，A.R.et al.(1974)Am.Rev.Respir.Dis.109：233-238)。最后一点，腺病毒介导的基因转移已在许多实例中得到证实，所述实例包括α-1-抗胰蛋白酶和CFTR向棉鼠肺的转移(Rosenfeld M.A.et al.，(1991)Science 252：431-434；Rosenfeldet al.，(1992)Cell 68：143-155)。可用于本发明的合适的腺病毒载体为本领域已知。优选地，用于本发明的腺病毒是有复制缺陷的。复制缺陷的腺病毒需要辅助病毒和/或包装细胞系的帮助来形成感染性颗粒。所得的病毒可以感染细胞并表达可操作地连接有启动子的目的多核苷酸，但在多数细胞中不能复制，所述目的多核苷酸例如可用于本发明这些实施方案的GDNF多核苷酸。复制缺陷腺病毒中可能缺失了一个或多个部分或全部下述基因：E1a、E1b、E3、E4、E2a或L1至L5。

在另外某些实施方案中，使用腺相关病毒(AAV)在活体外或体内对细胞进行基因工程改造。AAV是天然存在的缺陷病毒，它需要辅助病毒以产生感染性颗粒。它也是为数不多的可将其DNA整合至非分裂细胞中的病毒之一。仅含有AAV的300个碱基对的载体就可以被包装和整合，但是留给外源DNA的空间也限于约4.5Kb。生产和使用这类AAV的方法为本领域已知。参见例如美国专利No.5,139,941、5,173,414、5,354,678、5,436,146、5,474,935、5,478,745和5,589,377。例如，用于本发明的合适的AAV载体可包括DNA复制、壳体化和宿主细胞整合所必需的全部序列。使用标准克隆方法将GDNF多核苷酸构建体插入到AAV载体中。然后使用任何标准技术将重组AAV载体转染到被辅助病毒感染的包装细胞中，所述标准技术包括脂转染、电穿孔、磷酸钙沉淀等等。合适的辅助病毒包括腺病毒、巨细胞病毒、痘苗病毒或疱疹病毒。当包装细胞被转染和感染后，它们将产生含有GDNF多核苷酸构建体的感染性AAV病毒颗粒。然后将这些病毒颗粒用于体内或活体外、在本文公开的一个或多个目标位置转导真核细胞。转导细胞将含有整合至其基因组的GDNF多核苷酸构建体，并将表达目的分子。

在一些目标位置，用病毒载体以外的方法送递GDNF可能会更好一些。病毒载体可能会蔓延到脑中的其他非目标区域，优选避免这一结果。

可用于本发明方法中GDNF给药的另一种基因治疗方法包括通过同源重组将异源控制区域(例如目的启动子)与内源性多核苷酸序列(例如GDNF)可操作地连接(参见例如美国专利No.5,641,670、国际公布No.WO96/29411和国际公布No.WO94/12650)。该方法包括将存在于目标细胞中，但不能在细胞中正常表达或表达水平比所需水平低的基因激活。使用本领域已知的标准技术制备多核苷酸构建体，该构建体含有目的启动子和与其侧面连接的引导序列。该引导序列足以与内源序列互补，使得启动子-引导序列与内源序列可以同源重组。该引导序列足够接近所需内源多核酸序列的5’端，从而启动子通过同源重组将可操作地连接到内源序列。可用PCR扩增启动子和引导序列。优选地，扩增的启动子在5’端和3’端含有不同的限制酶位点。优选地，第一引导序列的3’端含有与扩增的启动子的5’端相同的限制酶位点，第二引导序列的5’端含有与扩增的启动子的3’端相同的限制酶位点。将扩增的启动子和引导序列消化并连接到一起。将启动子-引导序列构建体送递至细胞，该序列既可以以裸露多核苷酸的形式送递，也可以与辅助转染试剂一起送递，所述辅助转染试剂例如上文详述的脂质体、病毒序列、病毒颗粒、全病毒、脂转染剂、沉淀剂等等。启动子-引导序列可以用任何方法送递，包括直接针头注射、导管注射、导管注入、粒子加速器等等。这些方法将在下文更详细地叙述。启动子-引导序列构建体被细胞吸收。在构建体和内源序列之间发生同源重组，使得内源序列(例如GDNF)被置于启动子的控制之下。然后启动子就驱动内源序列(例如GDNF)的表达。

可使用任意给药方式将任意上述多核苷酸构建体给药至本文公开的目标位置，只要该方式使得GDNF以足够提供治疗效果的量表达即可。这些方式包括直接针头注射、导管注射注入、粒子加速器(即“基因枪”)、吸收性明胶海绵贮库、其他贮库材料、渗透泵(例如Alza微泵)或栓剂固体。优选的给药方法是使通过直接注射至目标位置，或导管注射，即注射至末端固定的导管中以使物质被送递至至少一个本文公开的目标位置。

物质的药用或治疗有效量是产生所需药用或治疗效果所要求的量。

待送递物质的有效量的确定要依赖于多种因素，包括例如物质的化学结构和生物活性、患者的年龄和体重以及所治疗疾病的严重程度。治疗的频率也依赖于多种因素，例如每剂量给予的多核苷酸构建体的量和受试者的健康程度和病史。精确的给药量、给药次数和给药时间可由主治医师确定。

在本发明的一些实施方案中，GDNF送递装置可为例如美国专利No.4,892,538(Aebischer et al.)和美国专利申请No.US20020150603(Aebischer et al.)中所述的装置，以上文献的全部内容以援引的方式纳入本文。用于将GDNF给药至目标位置的优选送递装置的一个实例是这样一种装置：它带有包裹了可分泌GDNF的被包封细胞的半透性壁。或者，装置由聚合插入物和包埋于聚合物中或其表面上的GDNF或产生GDNF的细胞或载体组成，这样使得GDNF可随时间缓慢给药至目标位置。上述装置描述于美国专利No.4,346,709(Schmitt)和5,330,768(Yamahira et al.)，以上文献以援引的方式纳入本文。

本文中使用的“掺合”指的是将赋形剂加到目的多肽中，例如通过无水试剂的混合或无水试剂和溶液或悬液状态的试剂混合，或试剂的含水制剂的混合。

本文中使用的“赋形剂”指的是加入到药物组合物中以提供所需的稠度或稳定性效果的非治疗剂。

“植入的”意为置于体内并在该位置保留较长的一段时间。在本文中使用时意指植入物保留在适当位置的这段时间通常比采用快速浓注的例如药物的物质一般所需的时间长得多。例如本发明方法中使用的导管可被置于组织或器官中，使得这样植入的导管可以在植入位置保留较长的一段时间。可以用于本发明的方法的一些药物送递装置例如药物泵和/或导管，被设计成使植入一个月以上甚至几年并在此期间送递药物。药物送递装置可被植入至例如皮下、组织或器官中或体腔中，体腔例如腹膜腔、锁骨下间隙、胸腔、骨盆腔或任何便于送递所需物质的其它体腔或位置。导管可被植入至例如脑组织等的组织中，可通过将导管固定于例如骨骼等的另一组织的方式使其固定于适当位置，所述骨骼例如头骨或软骨，这种固定可使用粘合剂或螺钉、夹钳、缝线或其他任何合适的固定手段。

短语“多巴胺能功能障碍”、“多巴胺能失调”、“多巴胺能变性”、“多巴胺缺失”、“多巴胺缺陷”或其语法上的同义语在本文中可以互换使用。所有这些短语意图包括至少一种下述疾病或病症：帕金森病、神经元多巴胺缺乏、多巴胺能神经元缺乏、多巴胺能神经元损伤、多巴胺能神经支配过低、多巴胺合成机能不全、多巴胺储存机能不全、多巴胺转运机能不全或多巴胺吸收机能不全。多巴胺能功能障碍可由包括但不限于下列的分析因素得以证实：1)表达TH的神经元的数量，2)多巴胺神经元细胞的大小，3)多巴胺代谢水平，4)多巴胺吸收，5)多巴胺转运，6)神经元多巴胺吸收，7)多巴胺转运体结合，8)末梢多巴胺释放的量子大小，9)多巴胺的周转速度，10)TH+细胞计数，11)TH+神经支配密度，和12)TH+纤维密度。

短语“目标位置”或其语法上的同义语指的是例如GDNF的物质意图送递的位置。在本发明的具体实施方案中，优选的目标位置是人PD患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区。更优选地，目标位置为SNc和/或STN。再更优选地，目标位置为SNc和/或ZI。再更优选地，目标位置为SNc和/或尾ZI。再更优选地，目标位置为至少一个壳核区。再更优选地，目标位置为至少一个壳核区和SNc和ZI。再更优选地，目标位置为至少一个壳核区和SNc和/或尾ZI。再更优选地，目标位置为SNc、尾ZI和至少一个壳核区。再更优选地，目标位置为SNc和ZI。再更优选地，目标位置为至少一个壳核区和至少一个侧SNc和STN。再更优选地，目标位置为至少一个壳核区。再更优选地，目标位置为侧SNc、ZI和至少一个壳核区和至少一个侧SNc和ZI。再更优选地，目标位置为侧SNc、尾ZI和至少一个壳核区。再更优选地，目标位置为侧SNc、尾ZI和背核。再更优选地，目标位置为侧SNc、尾ZI和壳核中心区。最优选地，目标位置为侧SNc、尾ZI和后背核。此外，就脑半球而言，可针对单侧或双侧的任何具体的目标位置。

“近端”是一个相对的术语，通常指的是例如导管等的仪器的最接近操作者(即外科医生)和最远离治疗位置的一端。在本发明中，导管具有可与存取口或者例如泵或容器等的药物送递装置转接的近端。

“酪氨酸羟化酶阳性”或“TH+”意指在涉及的神经组织中存在酪氨酸羟化酶，这由可作为酪氨酸羟化酶、编码酪氨酸羟化酶的mRNA或酪氨酸羟化酶活性的检测和/或测量手段的本领域已知任意技术所得的结果来显示。

“远端”是一个相对的术语，通常指的是例如导管等的仪器的最远离操作者(即外科医生)和最接近治疗位置的一端。在本发明中，导管的远端可转接至允许药物送递至目标位置的开口。

本文中使用的“药物送递装置”包括但不限于药物贮囊和/或任意种类的药物泵，所述药物泵包括渗透泵、机电泵、电渗透泵、发泡泵、液压泵、压电泵、弹性泵(elastormeric pump)、蒸气压泵或电解泵。优选地，将这样的泵植入体内。

在本说明书全文中引用的术语“GDNF”或短语“GDNF蛋白产物”或“GDNF多肽”可以互换使用，都是指胶质细胞系来源的神经生长因子，其可来源于任何物种，包括鼠、牛、羊、猪、马、禽类，优选为人，可为天然序列或遗传工程变体的形式，包括但不限于：生物活性片段、类似物、变体(包括插入、替换和缺失变体)以及它们的衍生物，可为任意来源——天然的、合成或重组产生的。“生物有效片段”为可与GDNF以相同方式起作用的片段。

可用于本发明方法的示例性GDNF多肽包括但不限于美国专利No.5,731,284、6,362,319、6,093,802和6,184,200(以上文献的全部内容均以援引的方式纳入本文)中描述的任何GDNF蛋白产物。可用于本发明方法的优选的GDNF蛋白产物包括但不限于r-metHuGDNF，它是在Ecoli中表达的重组GDNF蛋白，含有与成熟的天然人GDNF相同的氨基酸序列并在氨基端添加了一个甲硫氨酸。因此r-metHuGDNF由135个氨基酸组成。这些氨基酸中有七个半胱氨酸，它们形成了一个分子间二硫键和三个分子内二硫键。r-metHuGDNF在其活性形式时是以二硫键结合的同型二聚体。单体r-metHuGDNF的一级氨基酸序列示于表1。

表1.r-metHuGDNF的一级氨基酸序列

一级氨基酸序列(SEQ ID NO：1)											氨基酸编号
												H2N-Met	SerArgAlaArgCysThrGluSerLysArgCysLeuHisCys	ProArgAsnArgValAspGluCysIleLeuCysSerIleGly	AspGluProGlyLeuLeuLeuAspLeuValArgPheLeuCys	LysArgGluGlnThrGlyIleAlaLysSerProLeuArgIle	GlnAsnAsnArgAlaLeuPheAlaAsnAspIleAspLysCOOH	MetArgSerGlyIleGlyArgGluLeuLysAlaAspHis	AlaGlnArgLysHisTyrTyrThrSerValPheAsnSer	ValAlaGlyAsnLeuGluCysThrArgGlyAspLeuAla	LeuAlaLysArgAsnThrSerTyrAsnGlnAspValLys	ProAlaGlyGlyValLysGlyAspArgAlaAspTyrArg	102030405060708090100110120130134

用于本发明的GDNF蛋白产物可通过本领域技术人员已知的任何方法分离或产生。优选地，GDNF由重组产生。在一个优选的方法中，克隆了GDNF并在例如哺乳动物细胞或细菌细胞中表达了其DNA。可用于本发明的用于产生GDNF蛋白产物的示例性方法在美国专利No.6,362,319、6,093,802和6,184,200(以上文献的全部内容以援引的方式纳入本文)中有所描述。

GDNF药物组合物通常包括治疗有效量的至少一种GDNF蛋白产物和一种或多种药用和生理上可接受的配制试剂。合适的配制试剂包括但不限于：抗氧化剂、防腐剂、着色剂、调味剂和稀释剂、乳化剂、悬浮剂、溶剂、填充剂、增量剂、缓冲剂、载体、冲淡剂、赋形剂和/或药用佐剂。例如，合适的载体可为生理盐水溶液、柠檬酸盐缓冲液或人工CSF，可能添加常用于肠胃外给药组合物的其他物质。中性缓冲盐溶液或与血清清蛋白混合的盐溶液也是示例性的载体。本领域技术人员可以容易地找出可用于本发明组合物和剂型的多种缓冲剂。典型的缓冲剂包括但不限于可药用的弱酸、弱碱或它们的混合。优选地，缓冲组分为水溶性物质，例如磷酸、酒石酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸、乙酸、抗坏血酸、天冬氨酸、谷氨酸，以及它们的盐。

载体中的基本溶剂在性质上可以为水性的或非水性的。另外载体可以含有用于改善或维持制剂pH、渗透性、粘度、澄清度、颜色、无菌度、稳定性、溶出速度或气味的其他可药用赋形剂。优选的GDNF药物组合物包括治疗有效量的至少一种GDNF蛋白和一种可药用的载体。更优选地，可药用的载体为水性缓冲剂。更优选地，载体中含有浓度为约100mM至约200mM的氯化钠和浓度为约5mM至约20mM的柠檬酸钠。再更优选地，载体中含有浓度为约125mM至约175mM的氯化钠和浓度为约7.5mM至约15mM的柠檬酸钠。再更优选地，载体中含有浓度分别为约150mM和约10mM的氯化钠和柠檬酸钠。再更优选地，载体中含有浓度分别为约120mM和约10mM的氯化钠和柠檬酸钠。再更优选地，GDNF药物组合物被配制成pH值为约5.0至约5.5的液体。最优选地，GDNF药物组合物被配制为含有150mM氯化钠和10mM柠檬酸钠的pH值为5.0的液体。

GDNF药物组合物还可以含有其他可药用的用于改善或维持GDNF蛋白产物释放速率的配制试剂。这类配制试剂为配制缓释制剂的技术人员已知的物质。关于药用和生理上可接受的配制剂的进一步参考文献可参见例如：Remington’s Pharmaceutical Sciences，18th Ed.(1990，MackPublishing Co.，Easton，Pa，18042)Pages 1435-1712(其公开的内容以援引的方式纳入本文)。

当治疗组合物配制成以后，可在无菌管中以溶液、悬液、凝胶、乳剂、固体或者脱水或冻干粉末的形式储存。这些制剂也可以以即用形式、以用前需要重配的冻干粉形式或以用前需要稀释的液体形式储存。优选地，GDNF药物组合物以单次使用的无菌管装形式提供，浓度为10mg/mL，并在用前一直在2-8℃储存。在即将给药前，将GDNF蛋白产物用合适的无菌的例如任何上述的柠檬酸盐缓冲液恰当地稀释。

在灵长类动物中，直接注入至SNc显示为可提高多巴胺向纹状体的送递最高达200％，并改善实验性帕金森病。然而在帕金森病中，中脑中相对分散的核相关的多巴胺神经元发生变性，特定核中的变性程度会影响临床表现(Grondin，et al.，2002a；Grondin，et al.，2003)。

神经分布于运动纹状体和Gpe的SNc侧部(也被称为Dahlstrom和Fuxe侧区域A9)的变性与运动不能/运动徐缓型PD相关，而神经支配STN/未定带和GPi的SNc中部(中间区域A9)、A8和A10区域部分的变性与主要症状为震颤的PD和“开-关”波动相关(Francois，C.，et al.，1999；Francois，C.，et al.，2000；Hassani，O.K.，et al.，1997；Smith，Y.，et al.，2000；Kolmac，C.，et al.，1998；Ka，J.，2002；Jellinger，K.，et al.，1980)(见图1)。在本发明的优选实施方案中，将单个实质内导管策略地放置，使其导管头紧挨在尾ZI中的侧A9区域上方。于是GDNF可从导管头处扩散(从导管头处最多扩散几毫米)至STN/ZI，以便被存在的多巴胺末梢吸收并逆行转运到SNc中部(中间区域A9)、A8和A10区域，从而增加它们向STN/ZI和GPi的多巴胺送递。因此，末端抽芽现象最可能发生在STN/ZI而不是GPi。这些神经元的轴突在纹状体中具有广泛的末梢区域，这可获得比现有方法所实现的更深入和更广泛的多巴胺送递，现有方法依赖于仅仅向后背核(例如壳核)(由Gill等人报道(Gill，et al.，2003))或SNr(Elsberry等人，美国专利No：6,042,579)直接注入GDNF。此外，底丘脑核的多巴胺能神经支配是突触前的，并在调节谷氨酸向STN神经元的释放中起作用(Magill，P.J.，et al.，2001)。在帕金森病中多巴胺的减少可导致谷氨酸从其中枢(皮层和CM/PF驱动)的过度释放。STN神经元易于以约20Hz的额皮质频率激发。由于每个STN神经元神经支配基底神经节输出核(Gpi和SNr)中的多个神经元，该激发会在它们中产生同步振荡。在震颤为主要症状的PD中，已在Gpi和STN神经元中鉴定到了低频率(20Hz)同步振荡及典型的5Hz振荡(Brown，P.，et al.，2001；Levy，R.，et al.，2002)。至ZI的多巴胺的减少也可能导致它们的激发和振荡(Perier，C.，et al.，2000)。ZI接受来自基底神经节、上行网状激活系统(RAS)、小脑间位核和促进和调节运动行为的相关区域和边缘区域的输入(Kolmac，C.I.，Power，B.D.，Mitrofanis，J.，1998；Roger，M.and Cadusseau，J.，1985；Mitrofanis，J.and deFonseka，R.，2001)。它向使纹状体和STN中的神经元同步激发的CM/Pf进行兴奋性输出(Power，B.D.，et al.，2002；Lin，C.S.，etal.，1990)。它还直接反馈至皮层和脑干中的运动中枢(Lin，C.S.，etal.，1990)。由多巴胺缺失导致的ZI神经元中激发模式的改变可能对运动功能具有深远的影响。最后在原发性PD中，不仅有SNc和A8区域中的多巴胺神经元的变性，还观察到PPN中的胆碱能神经元、蓝斑中的去甲肾上腺素能神经元和中脑5-羟色胺能神经元都同时具有不同程度的变性(Paulus，W.J.K.，1991)。Doder等人的PET研究表明，PD震颤的严重程度与中脑5-羟色胺的缺失相关(Doder et al.，2003)。已知5-羟色胺可以提高STN/ZI神经元的激发阈值。因此，如果5-羟色胺神经元与多巴胺能神经元同时变性，可能会在引起STN/ZI神经元激发上存在协同效应。最近也发现GDNF可以保护和上调5-羟色胺能和去甲肾上腺素能神经元。因此，将GDNF直接注入至STN/ZI也可能恢复这些神经调质的完整性。由此得出，减少丘脑下区特别是尾ZI/STN的多巴胺缺失可以明显改善PD的症状控制。

因此，本发明基于下述思想：通过人类PD患者体内的植入的泵和至少一个内部导管，持续地将GDNF直接送递至脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或更优选地送递至脑部的至少一个壳核区和至少一个SNc和至少一个丘脑下区，可以产生抗帕金森病和抗运动障碍的效果，所述效果包括但不限于震颤和/或张力障碍的改善，还有原先缺乏神经递质的神经元中非常重要的神经递质储存的恢复和神经再支配。

在本发明的特别优选的实施方案中，通过植入壳核区的泵或导管将GDNF送递至该区域。使用泵或导管向该区域送递药物是有利的，因为其他送递方法可能无法送递足够体积的药物。相反地，使用例如包封细胞、干细胞或病毒载体可以容易地将GDNF送递至其他目标位置，特别是SNc或丘脑下区，因为对这些位置可能需要将较小体积的药物送递至更集中的区域。

在本发明的特别优选的实施方案中，GDNF被同时送递至壳核和丘脑下区，例如黑质、未定带和底丘脑核。仅将GDNF送递至壳核可以改善包括运动徐缓的帕金森病的一些方面，但是不能改善由底丘脑核和未定带的多巴胺以及可能的5-羟色胺神经支配的减少引起的震颤。因此双重送递可能对症状控制的获得更有好处。当壳核完成轴突出芽和神经再支配时，就有可能可以通过仅向黑质致密部送递GDNF而对壳核进行间断治疗并维持壳核的多巴胺能神经支配(innovation)。为治疗体积相对较大的壳核的后三分之一部分，优选的方法是植入一导管并用泵送递GDNF。通过合理设计的导管和注入方案，可以使用“对流增强送递”技术通过单一的导管治疗壳核的后三分之一部分。从植入在组织中的导管口散出的药物往往沿着阻力最小的路径扩散，通常是沿着导管和组织的界面扩散。这一路径的阻力与导管半径的平方成反比，因此如果将导管尺寸减小至1mm以下，优选0.6mm以下，这一路径的阻力就会增大到可使药物优先被送入组织的程度。送递的体积则与最大至压力克服沿导管组织界面路径的阻力所产生的压力梯度成比例。如果导管被恰当地放置于后背核的后三分之一部分的中央，则使用外径为0.6mm的导管和每小时6至12μg的流速就可以使输液(infusate)遍布该部分的全部体积。使用产生GDNF的病毒载体或干细胞来获得GDNF在壳核后三分之一部分的安全和/或有效的分布更为困难。虽然病毒载体可以通过对流增强送递来送递，但却不可能在计划的治疗体积内包含它们，因为输液会例如沿着血管周围空间被运送至脑脊液，病毒载体从那里被运送至中枢神经系统中很远的位置。为使用干细胞GDNF来治疗壳核后部体积相对较大的组织，必须使细胞均匀遍布于该体积中。如果细胞是被包封的，则需要多个植入物以获得GDNF在整个组织中的充分分布。这是因为由细胞产生的药物量为纳克级，其分布依赖于浓度梯度的形成，而该浓度梯度在如此低浓度的情况下不能使GDNF充分扩散。因此，将GDNF送递至后壳核最可行的方法是使用泵和导管，并依照对流增强送递设计注入方案和导管。相反地，治疗包括黑质致密部、未定带和丘脑下区的丘脑下区所需的分布体积仅为几毫米，且在包封细胞的分散范围之内。用包封细胞的治疗具有如下优点：GDNF在原位产生，并且患者不需重复地可能每月重新填充泵。因此优选的治疗方案可为在每一个后壳核手术植入一导管，它们又与泵连接，然后持续或脉冲地送递GDNF以获得对所需体积的对流增强送递。在同一次手术中还可在丘脑下区植入产生GDNF的包封细胞，以使其送递体积可以覆盖黑质致密部侧部、未定带和底丘脑核。当使用可能需两至三年的GDNF对流增强送递过程获得壳核的神经再支配后，可以中止注入并通过植入的包封细胞产生的GDNF持续送递维持黑质纹状体神经元及其再生轴突的完整性。

本发明的方法考虑可用于修复人类被帕金森病损害的神经通路。具体而言，本文所述的方法可以通过包括但不限于多巴胺能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生。在优选的实施方案中，提供了一种通过包括但不限于5-羟色胺能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在更优选的实施方案中，提供了一种通过包括但不限于多巴胺能和去甲肾上腺素能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在再更优选的实施方案中，提供了一种通过包括但不限于多巴胺能和5-羟色胺能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在再更优选的实施方案中，提供了一种通过包括但不限于多巴胺能、5-羟色胺能、胆碱能和去甲肾上腺素能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在本发明最优选的实施方案中，提供了一种通过包括但不限于多巴胺能、5-羟色胺能、胆碱能和去甲肾上腺素能神经元等的神经元来刺激包括受损人脑组织的神经再支配等的神经再生的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc、优选为侧SNc，和至少一个丘脑下区、优选为尾未定带；或至少一个壳核区、优选为后背核，和至少一个SNc、优选为侧SNc，和至少一个丘脑下区、优选为尾未定带。

本发明还涉及药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增强帕金森病所致功能障碍的神经元的功能的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或者给药至至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。因此本发明方法考虑可用于增强人被帕金森病影响的神经元的功能。在优选实施方案中，提供了一种增强多巴胺能神经元的功能的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在更优选的实施方案中，提供了一种增强多巴胺能和去甲肾上腺素能神经元的功能的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在再更优选的实施方案中，提供了一种增强多巴胺能和5-羟色胺能神经元的功能的方法，所述方法包括将药物学有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在再更优选的实施方案中，提供了一种增强多巴胺能、5-羟色胺能、胆碱能和去甲肾上腺素能神经元的功能的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc和丘脑下区，或至少一个壳核区和至少一个SNc和丘脑下区。在本发明最优选的实施方案中，提供了一种增强包括但不限于多巴胺能、5-羟色胺能、胆碱能和去甲肾上腺素能神经元等的功能障碍神经元的功能的方法，所述方法包括将药用有效剂量的r-metHuGDNF给药至需要给药的人类患者脑部的至少一个SNc、优选为侧SNc，和丘脑下区、优选为尾未定带；或至少一个丘脑下区、优选为尾未定带，和至少一个壳核区、优选为后背核，和至少一个。

在本发明的方法中，通过可植入的泵和一个或多个导管将GDNF长期给予至人脑的一个或多个目标位置。优选地，通过对PD疾病或疾病进程的生物指标的分析确定一个或多个目标位置，所述生物指标包括但不限于：表达TH的神经元的数量，2)多巴胺神经细胞的大小，3)多巴胺代谢水平，4)多巴胺储存，5)多巴胺转运，6)神经元多巴胺吸收，7)多巴胺转运体结合，8)末梢多巴胺释放的量子大小，9)多巴胺的周转速度，10)TH+细胞计数，11)TH+神经支配密度，和12)TH+纤维密度。再更优选地，通过脑部或脑部区域的神经造影(neuroimagery)确定一个或多个目标位置。再更优选地，用于确定一个或多个长期注入GDNF的目标位置的神经造影技术选自¹⁸F-氟多巴正电子成象术(¹⁸F-dopa PET)¹³和测定¹²³I-2β-羧甲氧基-3β-(4-碘苯基)托烷吸收的单光子发射断层照相(¹²³I-β-CIT SPECT)。在本发明的再更优选的实施方案中，将GDNF长期直接注入至PD患者的至少一个多巴胺能功能障碍的壳核和侧SNc和尾未定带。再更优选地，将GDNF长期直接注入至PD患者的至少一个多巴胺能功能障碍的壳核的中心区和侧SNc和尾未定带。再更优选地，将GDNF长期直接注入至PD患者的至少一个多巴胺能功能障碍的壳核的后部区域和侧SNc和尾未定带。最优选地，将GDNF长期直接注入至PD患者的至少一个多巴胺能功能障碍的后背核和侧SNc和尾未定带。

已经开发出多种用于将医药物质施用于人体特定部位的药物送递装置、导管、导管系统以及它们的组合，本领域技术人员可以容易地将它们用于本发明的方法。因此，人们可以用现有技术的药物送递装置、导管和导管系统以特定的浓度和/或特定的次数和/或不同的送递速率将GDNF组合物送递至患者脑部的目标区域。为了说明而非限制的目的，人们可将下列专利文献中描述的技术用于本发明的方法：美国专利公布No.US20030120262、US20030208184或US20030225372，或美国专利No.4,931,050、4,838,887、5,207,666、4,714,462、5,176,641；3,923,060、4,003,379、4,588,394、4,447,224、5,575,770、4,978,338、5,908,414、5,643,207、6,589,205或6,592,571。上述每一项美国专利申请和美国专利的全部公开内容都以援引的方式纳入本说明书。在本发明背景中可用的优选的药物送递装置包括美国专利No.5,752,930或美国专利申请No.US20030216714(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的装置。在本发明背景中可用的更优选的药物送递装置包括美国专利No.6,620,151(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的装置。在本发明背景中可用的再更优选的药物送递装置包括美国专利申请No.US20030216714(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的装置。在本发明背景中可用的最优选的药物送递装置为美国专利No.4,146,029、4,013,074或4,692,147(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的装置，其市售的实例包括但不限于：SynchromedI、SynchromedEL和SynchromedII型注入泵(Medtronic，Inc.，Minneapolis，Minn)。

在本发明的另一实施方案中，已经开发出多种与上述或下述任何实施方案结合的用于将例如药物等的试剂施用于人体特定部位导管和导管系统，本领域技术人员可以容易地将它们用于本发明的方法。为了说明而非限制的目的，人们可将下列专利文献中描述的技术用于本发明的方法：美国专利公布No.20030216700、20030199831或20030199829，或美国专利No.6,319,241。上述美国专利申请和美国专利的全部公开内容都以援引的方式纳入本说明书。在本发明背景中可用的优选的导管和导管系统包括但不限于国际专利申请公布No：WO02/07810或WO03/002170或美国专利No.5,720,720、6,551,290或6,609,020中描述的实质内注入导管或导管系统。上述每一项专利申请和美国专利的全部公开内容都以援引的方式纳入本说明书。在本发明背景中可用的再更优选的导管和/或导管系统包括但不限于美国专利No.6,093,180(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的实质内注入导管和/或导管系统。在本发明背景中可用的最优选的导管或导管系统为国际专利申请公布No.WO03/077785(其全部内容以援引的方式纳入本文)和美国专利No.6,609,020(其全部内容以援引的方式纳入本文)中描述的实质内注入导管或导管系统。

短语“治疗有效剂量”或“药用有效剂量”在本文中可以互换使用，指的是通过所属领域技术人员的使用足以引起通常与包括但不限于PD等的神经变性疾病相关的任何生物学症状的任何改善、被阻碍、被防止或改变的GDNF的量。在本发明的优选实施方案中，与上述或下述任何实施方案相结合，以约1μg/天至约100μg/天的剂量将GDNF直接长期注入至目标位置。更优选地，以约5μg/天至约50μg/天的剂量将GDNF直接长期注入至目标位置。再更优选地，以约10μg/天至约75μg/天的剂量将GDNF直接长期注入至目标位置。再更优选地，以约15μg/天至约50μg/天的剂量将GDNF直接长期注入至目标位置。再更优选地，以约20μg/天至约40μg/天的剂量将r-metHuGDNF直接长期注入至目标位置。再更优选地，以约25μg/天至约30μg/天的剂量将r-metHuGDNF直接长期注入至目标位置。再更优选地，以约15μg/天至约30μg/天的剂量将r-metHuGDNF直接长期注入至目标位置。最优选地，以约25μg/天至约30μg/天的剂量将r-metHuGDNF直接长期注入至目标位置。

在本发明的方法中，将GDNF给药至一个以上的目标位置。向目标位置的给药可以是同时的、序贯的或单独的。这就是说，可将GDNF在同一时间给药至一个以上的目标位置，也可以在给药至一个目标位置后立即给药至目标另一位置，或者可以在给药至一个目标位置后间隔一段时间再给药至另一目标位置。

本文中申请人还公开了药用有效量的包括但不限于r-metHuGDNF等的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗认知障碍或抑制与包括但不限于PD和痴呆的神经变性疾病相关的认知衰退的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人类脑部的至少一个SNc或丘脑下区。在药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗认知障碍或抑制与包括但不限于PD和痴呆的神经变性疾病相关的认知衰退的药物组合物的优选的用途中，该组合物用于给药至需要给药的人类脑部的至少一个SNc、STN和ZI。在药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗认知障碍或抑制与包括但不限于PD和痴呆的神经变性疾病相关的认知衰退的药物组合物的更优选的用途中，该组合物用于给药至需要给药的人类脑部的SNc和/或ZI。在药用效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗认知障碍或抑制与包括但不限于PD和痴呆的神经变性疾病相关的认知衰退的药物组合物的更优选的用途中，该组合物用于给药至需要给药的人类脑部的SNc和/或尾ZI。在药用有效量的GDNF和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗认知障碍或抑制与包括但不限于PD和痴呆的神经变性疾病相关的认知衰退的药物组合物的更优选的用途中，该组合物用于给药至需要给药的人的脑部的SNc、尾ZI和后背核。

本发明方法在应用于帕金森病患者时，具有显著减轻包括震颤和张力障碍的帕金森病症状的效果。另外，使用本文公开的本发明方法可使得疾病专有的症状在运动力、精细运动和精巧灵活性这些方面有明显改善。另外，可以提高活动力和注意力并减少反应时间。可以改善发音、面部表情、体态、嗅觉、性欲、性功能和情绪状况并使精神状态愉快。

在本发明的另一个实施方案中，可以适当地对例如PD患者给予GDNF使其被用作认知增进剂，从而提高特别是被痴呆或创伤损害的学习能力或者抑制认知衰退和/或痴呆。阿尔茨海默病被美国老年研究所(NationalInstitutes of Aging)确认为50％以上的老年人痴呆的原因，它也是美国65岁以上人群的第四或第五大死亡原因。美国85岁以上(美国人口中增长最快的年龄段)的人口中有40％(即400万美国人)患有阿尔茨海默病。在所有帕金森病患者中有25％还受到类似阿尔茨海默病的痴呆的折磨。前文已表明GDNF的长期壳核内给药可用于治疗或预防人类的认知障碍。具体而言，GDNF的壳核内给药可用于治疗或预防与PD相关的认知障碍和/或类似阿尔茨海默病的痴呆。

实施例

仅出于说明的目的提供以下实施例，而不应将其解释为对本发明的限制。

实施例1：将GDNF直接注入丘脑下区和黑质以治疗帕金森病

患者的选入标准

1.被诊断为用最佳药物治疗很难控制的原发性帕金森病，并有明显的机能丧失。

2.在65岁以下。

3.无明显的并发症(co-morbid condition)，适于手术。

患者的排除标准

1.育龄妇女。

2.具有痴呆、抑郁或显著记忆损害的明显临床症状。

步骤

依前人所述(Patel，et al.，2002)在严格的立体定位条件下获取高分辨率MR图像，并由此定位皮质下核和脑干核。可使用导向管确保一个或多个实质内的脑导管(0.45-1.25mm)被正确放置于目标位置。优选的导向管和导管分别描述于美国专利No.6,609,020和国际专利申请公布No.WO03/077785(其全部内容以援引的方式纳入本文)。手术可在常规麻醉下进行。然后可在上腹部的皮下或筋膜下(放置于腹直肌前鞘下、筋膜下可以减少泵在腹部的突起并有利于美观)植入装有r-metHuGDNF的SynchroMed泵(Medtronic Inc，Minneapolis)。可通过隧道用导管将泵与内部的实质内脑导管相连接。

r-metHuGDNF的注入

将r-metHuGDNF(Amgen Inc.，Thousand Oaks，CA)配置为含10mM柠檬酸钠和150mM氯化钠、pH为5.0的液体制剂。在植入后可将SynchroMed泵设置为每天向每个目标位置送递持续注入的r-metHuGDNF。在需要时(例如每月一次)用新鲜的溶液重新填充泵。在常规的时间间隔重复用MRI监测，可以改变注入参数使得以不同剂量和/或不同速度送递药物，从而确立安全且临床有效的参数。稀释r-metHuGDNF的载体溶液可由无菌的10mM柠檬酸盐和120mM NaCl、pH5.5的缓冲液组成。

GDNF注入至目标位置(每侧的尾未定带/SNc)的注入方案

1.0至6周：以3μl/小时的速率只注入缓冲液。

2.6周至3个月：以3μl/小时的速率注入GDNF(浓度为100μg/ml)，这样的剂量等于每STN/ZI每天14.4μg。

3.3个月至12个月：以3μl/小时的速率注入GDNF(浓度为200μg/ml)，这样的剂量等于每STN/ZI每天28.8μg。

4.12个月至24个月：GDNF的剂量可根据临床反应调整。

临床评价

1.根据录像记录依照CAPIT标准的UPDRS(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

2.定时运动测试(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

3.震颤评分(Fahn-Marsden Tolosa震颤等级评分)(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

4.患者日志(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

5.神经心理学测试(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

6.PDQ-39和SF-(在整个治疗期间的基线和各间隔)。

7.血液研究(全血计数、肝肾功能检测、下丘脑功能检测)(手术后在基线和其后的各间隔)。

8.生命体征(脉率、血压、呼吸频率、体重)(手术后在基线和其后的各间隔)。

非侵入性、可重新定位的立体定位模式下的神经造影

1.MRI扫描(T2加权和弥散张量成像)

a)基线MR扫描

b)手术前平面扫描

c)手术前目标确认扫描

d)手术后1周

e)手术后6周

f)手术后3、6、12、18和24个月。

2.PET扫描(18-F Dopa和11C-WAY100635)

a)基线

b)6、12和24个月。

将GDNF直接注入至侧SNc和尾未定带可改善包括震颤和张力障碍的帕金森病运动症状。

临床评估与随访

可以基于脑内移植术核心评估纲要(CAPIT)(Langs ton，J.W.et al.，1992)进行临床评估，该纲要是经确认的评估手术治疗原发性PD的方法。所有患者可用统一的帕金森病等级量表(UPDRS)进行评估并在基线以及导入GDNF后每隔一定时间进行定时运动测试。评估在关和开的两种药物治疗状态下均可进行。优选地，在患者进行关药物治疗状态的测试前，患者应禁食并停药过夜。患者为“开”状态时，在给予L-dopa后接着可重复类似的评估。

健康相关生活质量结果测评和随访

还可以使用确认的生活质量调查表对患者进行评估：可以使用39项条目的帕金森病调查表(PDQ 39)和36项条目的健康状况治疗结果研究简表(SF-36)在手术前和导入GDNF后每隔一定时间对患者进行评估。对每一参数都可获得描述性统计结果(平均值、标准差、全距、95％置信区间)。可使用双样本t检验随时间进行比较。

神经心理学评估和随访

可以测量药物(L-dopa等价物)需求的变化，也可以使用如前人已述的(McCarter，R.J.，et al.，2000)对言语智能、语言和视觉记忆、注意力、执行功能、焦虑和抑郁的测试来进行神经心理学评估。优选地，所用的任何系列的认知测试都应被设计为使运动缓慢和运动困难对认知测试结果的混淆作用最小化。可使用Friedman’s相关样本检验来评估等级评分随时间变化的显著性。所有分析都可以用SPSS完成。患者可在手术前和在植入和GDNF暴露后的12和24个月接受神经心理学评估。可使用由基线处的预计真实得分的范围内的预计标准误(Lord and Novack，1968；At kinson，L.，1991)产生出的置信区间来评估认知测试表现的变化的显著性。如果在12或24个月时的得分落在基线得分的置信区间之外，则可推断为有显著性的变化。另外，用由接受其他形式治疗PD的手术的患者组成的PD对照组来证实在一段具体时间内重复认知评估的效果。当然，任何对照组和GDNF患者组在受教育年限、手术时的年龄、手术时PD分期和NART评估的FSIQ方面都应是相近的(P＞0.05)。

扫描步骤和图像分析

¹⁸F-dopa PET提供了突触氨基酸脱羧酶(AADC)活性的量度，并由此作为多巴胺储存和多巴胺末梢功能性完整性的体内标志。以前的人类和动物损伤研究证实纹状体¹⁸F-dopa PET与黑质细胞数量、纹状体末梢多巴胺含量(Garnett，et al.，1983；Martin et al.，1989；Brooks et al.，1990(b)；Pate et al.，1993)以及关药物治疗状态的UPDRS(Morrish，et al.，1998)特别是运动徐缓和强直分类得分(Otsuka，et al.，1996)相关。此外，还可以证实PD患者体内的¹⁸F-dopa吸收随时间进行性衰退(Morrish，et al.，1998；Morrish，et al.，1996)。¹⁸F-dopa PET在此可以用于评估接受长期GDNF注入的PD患者的纹状体多巴胺末梢功能。

可使用3D获取模式下的ECAT EXACT HR++照相机(CTI/Siemens 966；Knoxville，TN)在手术前对患者以及在手术后间隔地对患者进行¹⁸F-dopaPET，照相应在停药至少12小时后进行。患者可先服用150mg卡比多巴和400mg恩他卡朋，一小时后将111MBq的¹⁸F-dopa溶于生理盐水对患者静脉内快速浓注并开始扫描。在3D模式下以94.5分钟内26时帧的方式(1×30秒、4×1分钟、3×2分钟、3×3分钟和15×5分钟)获取图像。对注射后25.5分钟至94.5分钟的时帧，用基于Patlak和Blasberg(Patlak，C.S. & Blasberg，R.G.，1985)的MTGA方法的自用软件(Brooks，D.J.et al.，1990；Rakshi，J.S.et al.，1999)产生¹⁸F-dopa流入常数(Ki)的参数图像。同一时帧的枕部计数(occipital count)被用于产生组织参考输入函数。可使用整合的图像(25.5-94.5的时帧)来确定将Ki图像转化至标准立体定位MNI空间中所需的参数。然后可将变换矩阵应用于Ki图像。在标准化之后可应用高斯滤波器(6×6×6mm)。可在整个中脑和基底神经节范围内，在基线和手术后各间隔比较标准化的Ki图像的平均容量成分的值，先采用屏蔽消除皮层信号从而减少统计比较的数量，然后使用SPM99的成对t检验进行比较。可将18F-dopa吸收的任何区域性增长确定为目的区域，然后用合适的SPM工具提取这些区域的平均Ki值(Brett，M.，et al.，2002)。

然后将整合的图像与每一患者的MRI扫描进行影像叠合以用于目的区域(ROI)分析。所有的MRI可在AC-PC平面中重定格式。然后可将所得的变换矩阵应用于个体Ki图像上以将它们转化至个体MRI空间中。可在MRI上追踪目的区域(ROI)。例如尾核和背核的头部可被分为前后两半。可以相对于AC-PC线和以导管头在轴面上的位置为圆心的椭圆形目的区域(6×12mm)来计算出导管头的位置。然后将ROI复制到含有计算出的导管头位置的断层两面的两个平面上，划出一个以导管头为中心的12mm×6mm×5mm(0.36cc)的目的区域。然后目的区域可用于在参数显像中抽样检验¹⁸F活性。

实施例2：将GDNF直接注入至丘脑下区、黑质和壳核以治疗帕金森病

主要症状为震颤的PD患者和/或用壳核内长期注入GDNF治疗后震颤和张力障碍仍恶化的患者，可以通过在底丘脑核后和黑质致密部上方约2mm的尾未定带内立体定位放置一个或多个实质内注入导管并在壳核内持续注入GDNF来治疗。可使用导向管确保实质内的脑导管(0.45-1.25mm)被正确放置于目标位置。优选的导向管和导管分别描述于美国专利No.6,609,020和国际专利申请公布No.WO03/077785(其全部内容以援引的方式纳入本文)。将导管连接到在前腹壁植入的Synchromed泵(MedtronicInc，Minneapolis，MN.)上，这样患者会有两个均向脑部送递GDNF的泵。以约28.8μg每壳核/天至约45μg每壳核/天的速度持续在壳核内注入GDNF，同时按下述方案向一个或多个STN/ZI位置注入：

0至6周：以3μl/小时的速率只注入缓冲液。

6周至18周：以3μl/小时的速率注入浓度为100μg/ml的GDNF(等于每STN/ZI每天14.4μg)。

18周至30周：以3μl/小时的速率注入浓度为200μg/ml的GDNF(等于每STN/ZI每天28.8μg)。

手术前和手术后的对患者的监测和评估可以以合适的间隔按照与上述实施例1所述基本相同的方法进行。

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Claims (60)

1.一种治疗人类帕金森病的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

2.一种治疗人类帕金森病的方法，包括：在手术前评估所述人的一侧或两侧壳核的多巴胺能功能；

确定在一侧或两侧壳核中的至少一个多巴胺能功能障碍的目标位置；

将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至壳核中的一个或多个所述目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置；

在手术后在一个或多个所述壳核目标位置评估多巴胺能功能至少一次；并任选地

在一个或多个所述其他目标位置评估5-羟色胺能功能至少一次。

3.一种增强人类多巴胺能神经元功能的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

4.一种增强人类多巴胺能神经元的多巴胺吸收的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

5.一种使人类多巴胺能神经元再生的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

6.一种保护人类易变性的多巴胺能神经元的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

7.根据权利要求1-7任意一项的方法，其中所述一侧或两侧壳核中的目标位置为所述壳核的中心区。

8.根据权利要求1-7任意一项的方法，其中所述一侧或两侧壳核中的目标位置为所述壳核的后背区。

9.根据权利要求1-8任意一项的方法，其中所述载体、赋形剂或稀释剂包括氯化钠和柠檬酸钠。

10.根据权利要求1-9任意一项的方法，其中所述GDNF蛋白产物为r-metHuGDNF。

11.根据权利要求2和7-10任意一项的方法，其中评估多巴胺能功能包括评估多巴胺吸收或多巴胺储存。

12.根据权利要求1-11任意一项的方法，其中所述至少一个其他目标位置选自黑质致密部、底丘脑核和尾未定带。

13.根据权利要求1-11任意一项的方法，其中所述至少一个其他目标位置为底丘脑核后和黑质致密部上方约2mm的尾未定带。

14.一种治疗人类帕金森病的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

15.一种治疗人类帕金森病的方法，包括：在手术前评估所述人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的一个或多个脑部区域的多巴胺能功能；

确定在一个或多个所述脑部区域中的至少一个多巴胺能功能障碍的目标位置；

将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至至少一个所述目标位置；

在手术后在一个或多个所述目标位置评估多巴胺能功能至少一次；并任选地

在所述脑的至少一个脑区域中评估5-羟色胺能功能至少一次。

16.一种增强人类多巴胺能神经元功能的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至所述人的脑部的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

17.一种增加人类多巴胺能神经元的多巴胺吸收的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至所述人的脑部的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

18.一种使人类多巴胺能神经元再生的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至所述人的脑部的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

19.一种保护人类易变性的多巴胺能神经元的方法，包括：将含有药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂的药物组合物给药至所述人的脑部的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

20.根据权利要求14-18任意一项的方法，其中所述载体、赋形剂或稀释剂包括氯化钠和柠檬酸钠。

21.根据权利要求14-20任意一项的方法，其中所述GDNF蛋白产物为r-metHuGDNF。

22.根据权利要求15和20-21任意一项的方法，其中评估多巴胺功能包括评估多巴胺吸收或多巴胺储存。

23.根据权利要求14-22任意一项的方法，其中所述目标位置选自黑质致密部、底丘脑核和尾未定带。

24.根据权利要求14-23任意一项的方法，其中所述目标位置为底丘脑核后和黑质致密部上方约2mm的尾未定带。

25.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增强多巴胺能神经元功能的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

26.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增加多巴胺能神经元的多巴胺吸收的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

27.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备使多巴胺能神经元再生的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

28.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备保护易变性的多巴胺能神经元的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的一侧或两侧壳核中的目标位置和选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个其他目标位置。

29.根据权利要求24-28任意一项的用途，其中所述一侧或两侧壳核中的目标位置为所述壳核的中心区。

30.根据权利要求24-28任意一项的用途，其中所述一侧或两侧壳核中的目标位置为所述壳核的后背区。

31.根据权利要求24-30任意一项的用途，其中所述载体、赋形剂或稀释剂包括氯化钠和柠檬酸钠。

32.根据权利要求24-31任意一项的用途，其中所述GDNF蛋白产物为r-metHuGDNF。

33.根据权利要求24-32任意一项的用途，其中所述至少一个其他目标位置选自黑质致密部、底丘脑核和尾未定带。

34.根据权利要求24-32任意一项的用途，其中所述至少一个其他目标位置为底丘脑核后和黑质致密部上方约2mm的尾未定带。

35.根据权利要求24-35任意一项的用途，其中所述一侧或两侧壳核中的目标位置通过手术前在所述目标位置评估多巴胺吸收或多巴胺储存来确定。

36.根据权利要求35的用途，其中至少一个所述目标位置为一侧或两侧壳核的中心区。

37.根据权利要求35的用途，其中至少一个所述目标位置为一侧或两侧壳核的后背区。

38.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备治疗帕金森病的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

39.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增强多巴胺能神经元功能的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

40.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备增加多巴胺能神经元的多巴胺吸收的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

41.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备使多巴胺能神经元再生的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

42.药用有效量的GDNF蛋白产物和至少一种可药用的载体、赋形剂或稀释剂用于制备保护易变性的多巴胺能神经元的药物组合物的用途，其中所述组合物用于给药至需要给药的人的选自黑质致密部、底丘脑核和未定带的至少一个目标位置。

43.根据权利要求39-43任意一项的用途，其中所述载体、赋形剂或稀释剂包括氯化钠和柠檬酸钠。

44.根据权利要求39-44任意一项的用途，其中所述GDNF蛋白产物为r-metHuGDNF。

45.根据权利要求39-46任意一项的用途，其中所述目标位置选自黑质致密部、底丘脑核和尾未定带。

46.根据权利要求39-47任意一项的用途，其中所述目标位置为底丘脑核后和黑质致密部上方约2mm的尾未定带。

47.根据权利要求39-48任意一项的用途，其中所述至少一个目标位置通过手术前在所述目标位置评估多巴胺吸收或多巴胺储存来确定。

48.一种确定送递用于治疗帕金森病的药用有效量的GDNF蛋白产物的目标区域的方法，包括使用患者脑部的扫描以确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域。

49.一种确定送递用于增强多巴胺能神经元功能的药用有效量的GDNF蛋白产物的目标区域的方法，包括使用患者脑部的扫描以确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域。

50.一种确定送递用于增加多巴胺能神经元的多巴胺吸收的药用有效量的GDNF蛋白产物的目标区域的方法，包括使用患者脑部的扫描以确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域。

51.一种确定送递用于使多巴胺能神经元再生的药用有效量的GDNF蛋白产物的目标区域的方法，包括使用患者脑部的扫描以确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域。

52.一种确定送递用于保护易变性的多巴胺能神经元的药用有效量的GDNF蛋白产物的目标区域的方法，包括使用患者脑部的扫描以确定选自SNc和丘脑下区的一个或多个目标区域。

53.根据权利要求50至54任意一项的方法，其中所述目标区域为一个或多个SNc、STN和ZI。

54.根据权利要求50至54任意一项的方法，其中所述目标区域为尾ZI。

55.一种确定送递用于治疗帕金森病的药用有效量的GDNF的目标区域的方法，包括在壳核区和选自SNc和丘脑下区的至少一个其他目标区域的目标区域上使用患者脑部的扫描以确定目标区域。

56.一种确定送递用于增强多巴胺能神经元功能的药用有效量的GDNF的目标区域的方法，包括在壳核区和选自SNc和丘脑下区的至少一个其他目标区域的目标区域上使用患者脑部的扫描以确定目标区域。

57.一种确定送递用于使多巴胺能神经元再生的药用有效量的GDNF的目标区域的方法，包括在壳核区和选自SNc和丘脑下区的至少一个其他目标区域的目标区域上使用患者脑部的扫描以确定目标区域。

58.一种确定送递用于保护易损伤的多巴胺能神经元的药用有效量的GDNF的目标区域的方法，包括在壳核区和选自SNc和丘脑下区的至少一个其他目标区域的目标区域上使用患者脑部的扫描以确定目标区域。

59.根据权利要求57至60任意一项的方法，其中所述至少一个其他目标区域选自SNc、STN和ZI。

60.根据权利要求57至60任意一项的方法，其中所述至少一个其他目标区域选自SNc、STN和尾ZI。

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