CN101163791A - 使用呼吸检测来评定细胞色素p450 2d6同工酶活性的方法和组合物 - Google Patents

使用呼吸检测来评定细胞色素p450 2d6同工酶活性的方法和组合物 Download PDF

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入江康夫
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Abstract

本发明总体上涉及通过测定对受试者静脉或口服给药13C－标记CYP2D6底物化合物之后呼出的13CO2的相对量，通过呼吸分析在个体哺乳动物受试者中确定和评定细胞色素P450 2D6同工酶(CYP2D6)－相关代谢能力的方法。本发明可用作体内表型分析方法使用呼气中的代谢物13CO2来评定CYP2D6－相关的活性，并可用于确定给药CYP2D6底物化合物的最佳剂量和时间。

Description

使用呼吸检测来评定细胞色素P450 2D6同工酶活性的方法和组合物
技术领域
本发明广泛地涉及通过测定个体哺乳动物受试者在静脉或口服给药13C-标记CYP2D6底物化合物之后呼出的13CO2的相对量，通过呼吸分析在受试者中确定和评定细胞色素P450 2D6相关的(CYP2D6)-代谢能力的方法。本发明可用作非侵入性的体内分析，使用在呼气呼吸中的代谢物13CO2来评定CYP2D6的酶活性，从而对个体受试者进行表型分型，并确定药物给药的选择，最佳剂量和时间。
背景技术
许多治疗性化合物对罹患相同疾病患者中的约30-60％有效。(Lazarou，J.等，J.Amer.Med.Assoc，279：1200-1205(1998))。而且，这些患者中的一部分还可能遭受严重的副作用，其是在美国造成死亡的主要原因之一，并估计每年可造成1000亿美元的经济影响(Lazarou，J.等，J.Amer.Med.Assoc，279：1200-1205(1998))。许多研究都表明，至少部分地表明，由于遗传多态性的存在，其导致了在使用药物对个体进行治疗过程中相当高程度的固有不确定性，使得患者们对药物产生的药理学和毒理学反应各不相同。单核苷酸多态(SNP)—在单碱基上的DNA变异在人群中的发现比例为至少1％—是人类基因组中最经常发生的多态。在编码药物-重要的蛋白基因的初级核苷酸序列中，这类精细的变化可以在所述蛋白的表达，结构和/或功能的显著变异中得以体现。
常规的对疾病进行诊断和治疗的医学手段是仅仅基于临床数据，或与诊断检测相关联。这类常规操作通常使得对于个体受试者来说治疗性选择对处方药治疗的效力，或降低副作用的可能性不是最适的。治疗特异性诊断(a.k.a.，治疗性诊断)是一个新兴的医学技术领域，其提供有效的检测来诊断疾病，选择正确的治疗方案并监测受试者的反应。换言之，治疗性诊断可有效地预测和评定个体受试者的药物反应，即，个性化药物。治疗性诊断检测可有效地选择特别有可能从所述治疗中获益的受试者，或者提供个体受试者中治疗效力的早期和客观指征，从而可以最低程度的延迟对所述治疗进行更改。治疗性诊断检测可通过任意适合的诊断检测模式进行开发，这些方式包括，但不限于，例如，非侵入性的呼吸检测，免疫组化检测，临床化学，免疫分析，基于细胞的技术，以及核酸检测。
在本领域中亟需可靠的治疗性诊断检测来界定受试者的表型或药物的代谢能力，从而使得医生进行个性化的治疗，由此避免了在弱代谢者体内潜在的药物相关毒性并提高了效力。因此，需要在本领域中开发新的诊断分析，其可有效地用于评定药物代谢酶，例如细胞色素P450酶(CYP)的代谢活性从而确定个体的最佳药物选择和剂量。
发明的公开
本发明涉及使用在至少一个特定位置整合有同位素标记的CYP2D6底物化合物来评定CYP2D6活性的诊断性，非侵入性的体内表型检测。本发明利用的是CYP2D6酶-底物相互作用，因此在哺乳动物受试者的呼出的气体中会释放出稳定的同位素-标记的CO2(例如，13CO2)。对稳定的同位素标记CO2进行的后续定量使得可对所述底物的药代动力学进行间接确定，并可对CYP2D6酶活性(即，CYP2D6-相关的代谢能力)进行评定。
在一方面，本发明提供了确定CYP2D6-相关代谢能力的制剂，其含有活性成分CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2。在所述制剂的一个实施方案中，所述同位素是选自13C；14C和18O中的至少一种同位素。
在另一方面，本发明提供了确定CYP2D6相关代谢能力的方法，其包括向哺乳动物受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2，并测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式的步骤。在所述方法的一个实施方案中，所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中同位素标记的CO2从受试者机体排泄出来的。
在一个实施方案中，本发明的方法是确定哺乳动物受试者CYP2D6-相关代谢能力的方法，其包括向受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2，测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。在一个实施方案中，所述方法包括向哺乳动物受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2，测定呼出气体中同位素-标记CO2的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得CO2排泄模式的步骤。在一个实施方案中，所述方法包括向哺乳动物受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2，测定同位素-标记代谢物的排泄模式，并将在所述受试者中所得的排泄模式或由此所得的药代动力学参数与具有正常CYP2D6-相关代谢能力健康受试者中的对应排泄模式或参数进行比较的步骤。
在一个实施方案中，本发明的方法是确定哺乳动物受试者CYP2D6-相关代谢紊乱存在，不存在或程度的方法，其包括向所述受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2；测定从所述机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式；以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。
在一个实施方案中，本发明的方法是确定CYP2D6-相关代谢能力的方法，其包括向哺乳动物受试者给药制剂，所述制剂含有CYP2D6底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2；以及测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式的步骤。在所述方法的一个实施方案中，所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中同位素标记的CO2从受试者机体排泄出来的。
在一个实施方案中，本发明的方法是选择对受试者进行预防或治疗性治疗的方法，其包括：(a)确定所述受试者的表型；(b)基于所述受试者的表型将该受试者分配至某一受试者类群；及(c)基于所述受试者类群选择进行预防或治疗性治疗，其中所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平比CYP2D相关代谢能力的参考标准水平低约至少10％。在所述方法的一个实施方案中，所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平比CYP2D相关代谢能力的参考标准水平高约至少10％。在所述方法的一个实施方案中，所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平处于CYP2D相关代谢能力的参考标准水平的约至少10％范围内。在所述方法的一个实施方案中，所述治疗选自给药药物，选择药物剂量，以及选择药物给药的时间。
在一个实施方案中，本发明的方法是评定CYP2D6相关代谢能力的方法，其包括步骤：向哺乳动物受试者给药13C-标记的CYP2D6底物化合物；测定由所述受试者呼出的13CO2；以及根据所测定的13CO2确定CYP2D6相关的代谢能力。在所述方法的一个实施方案中，所述13C-标记的CYP2D6底物化合物选自：13C-标记的右美沙芬(dextromethorphan)；13C-标记的曲马多(tramadol)；以及13C-标记的可待因(codeine)。在所述方法的一个实施方案中，所述13C-标记的CYP2D6底物化合物是非侵入性给药的。在一个实施方案中，所述13C-标记的CYP2D6底物化合物是静脉或口服给药的。在所述方法的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过光谱测定的。在所述方法的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过红外光谱测定的。在本发明的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过质谱分析仪测定的。在所述方法的一个实施方案中，在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而产生剂量反应曲线，并根据特定时间点上所述曲线以下的面积(AUC)或剂量回收百分率(PDR)或相对基线的变数增量(DOB)值或任意其他适合的药代动力学参数确定所述CYP2D6相关的代谢活性。在所述方法的一个实施方案中，在至少两种不同剂量的13C-标记的CYP2D6底物化合物条件下对所述呼出的13CO2进行测定。在所述方法的一个实施方案中，在至少以下所述时间点上对所述呼出的13CO2进行测定：t0，摄入13C-标记的CYP2D6底物化合物之前的时间；t1，13C-标记的CYP2D6底物化合物被吸收入受试者血流之后的时间；以及t2，在第一次清除期内的时间。在所述方法的一个实施方案中，所述CYP2D6相关代谢能力是按照以下方程，根据在t1和t2时间点所计算出的δ13CO2的斜率来确定的，斜率＝[(δ13CO2)2-(δ13CO2)1]/(t2-t1)-其中δ13CO2是呼出13CO2的量。在所述方法的一个实施方案中，在给药13C-标记的CYP2D6底物化合物之前向所述受试者给药至少一种CYP2D6调节剂。在所述方法的一个实施方案中，所述CYP2D6调节剂是CYP2D6抑制剂。在所述方法的一个实施方案中，所述CYP2D6调节剂是CYP2D6诱导剂。
在一个实施方案中，本发明的方法是为了确定化合物能够预防或治疗医学疾病的效力，选择将哺乳动物受试者包括在临床试验内的方法，其包括步骤：(a)向所述受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6底物化合物；(b)测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的代谢物排泄模式；及(c)将在所述受试者中所得的代谢物排泄模式与参考标准代谢模式进行比较；(d)基于所得的代谢物排泄模式，根据选自弱代谢者，中等代谢者，强代谢者以及超快代谢者的代谢表型对所述受试者进行分类；及(e)选择将在步骤(d)中被分作强代谢者的受试者包括在临床试验内。
在另一方面，本发明提供了试剂盒，其含有13C-标记的CYP2D6底物化合物；以及随底物提供的使用说明，其描述了如何在受试者中确定13C-标记的CYP2D6底物化合物代谢。在所述试剂盒的一个实施方案中，所述试剂盒还包括至少三个呼吸收集袋。在所述试剂盒的一个实施方案中，所述试剂盒还包括细胞色素P450 2D6调节剂。
特别地，本发明包括以下特征：
项目1.确定细胞色素P450 2D6同工酶-相关代谢活性的制剂，其含有作为活性成分的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2。
项目2.项目1所述的制剂，其中所述同位素是选自13C；14C和18O中的至少一种同位素。
项目3.确定细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括向哺乳动物受试者给药权利要求1或2所述的制剂，并测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式的步骤。
项目4.项目3所述的方法，其中所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中同位素标记的CO2从机体排泄出来的。
项目5.用于确定哺乳动物受试者细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括向所述受试者给药项目1或2的制剂，测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。
项目6.项目5所述的方法，其包括向所述哺乳动物受试者给药项目1或2的制剂，测定呼出气体中同位素-标记CO2的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得CO2排泄模式的步骤。
项目7.项目5或6所述的方法，其包括向所述哺乳动物受试者给药项目1或2的制剂，测定同位素-标记代谢物的排泄模式，并将在所述受试者中所得的排泄模式或由此所得的药代动力学参数与具有正常细胞色素P450 2D6同工酶-相关代谢能力的健康受试者中的对应排泄模式或参数进行比较的步骤。
项目8.用于确定哺乳动物受试者细胞色素P450 2D6同工酶-相关代谢紊乱存在，不存在或程度的方法，其包括向所述受试者给药项目1或2的制剂，测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。
项目9.选择对受试者进行预防或治疗性治疗的方法，其包括：
(a)确定所述受试者的表型；
(b)基于所述受试者的表型将该受试者分配至某一受试者类群；及
(c)基于所述受试者类群选择进行预防或治疗性治疗，其中所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平比细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平低约至少10％。
项目10.项目9所述的方法，其中所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平比细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平高约至少10％。
项目11.项目9或10所述的方法，其中所述受试者类群含有两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平处于细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平的约至少10％范围内。
项目12.项目9-11中任一项目所述的方法，其中所述治疗选自给药药物，选择药物剂量，以及选择药物给药的时间安排。
项目13.评定细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括步骤：向哺乳动物受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；测定由所述受试者呼出的13CO2；以及根据所测定的13CO2确定细胞色素P450 2D6同工酶相关的代谢能力。
项目14.项目13所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P4502D6同工酶底物化合物选自：13C-标记的右美沙芬(dextromethorphan)；13C-标记的曲马多(tramadol)；以及13C-标记的可待因(codeine)。
项目15.项目13或14所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物是非侵入性给药的。
项目16.项目13或14所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物是静脉或口服给药的。
项目17.项目13-16中任一项目所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过光谱测定的。
项目18.项目13-16中任一项目所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过红外光谱测定的。
项目19.项目13-16中任一项目所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过质谱分析仪测定的。
项目20.项目13-19中任一项目所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而产生剂量反应曲线，并根据所述曲线以下的面积确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢活性。
项目21.项目20所述的方法，其中在至少两种不同剂量的13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物条件下对所述呼出的13CO2进行测定。
项目22.项目13-19中任一项目所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而计算出相对基线的变数增量(delta over baseline)(DOB)，并根据所述DOB确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢活性。
项目23.项目22所述的方法，其中在至少两种不同剂量的13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物条件下对所述呼出的13CO2进行测定。
项目24.项目13-19中任一项目所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而计算出剂量回收百分率(PDR)，并由所述PDR确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢能力。
项目25.项目24所述的方法，其中在至少两种不同剂量的13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物条件下对所述呼出的13CO2进行测定。
项目26.项目13-19中任一项目所述的方法，其中在至少以下所述时间点上对所述呼出的13CO2进行测定：t0，摄入13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物之前的时间；t1，13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物被吸收入受试者血流之后的时间；以及t2，在第一次清除期内的时间。
项目27.项目26所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6同工酶相关的代谢能力是从按照以下方程式，根据在t1和t2时间点所计算出的δ13CO2的斜率来确定的，斜率＝[(δ13CO2)2-(δ13CO2)1]/(t2-t1)-其中δ13CO2是呼出13CO2的量。
项目28.项目13-27中任一项目所述的方法，其中在给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物之前向所述受试者给药至少一种细胞色素P450 2D6同工酶调节剂。
项目29.项目28所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6调节剂是细胞色素P450 2D6抑制剂。
项目30.项目28所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6调节剂是细胞色素P450 2D6诱导剂。
项目31.为了确定化合物预防或治疗医学疾病的效力，选择将哺乳动物受试者包括在临床试验内的方法，其包括步骤：
(a)向所述受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；
(b)测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的代谢物排泄模式；及
(c)将在所述受试者中所得的代谢物排泄模式与参考标准代谢模式进行比较；
(d)基于所得的代谢物排泄模式，根据选自如下的的代谢表型对所述受试者进行分类：弱代谢者，中等代谢者，强代谢者以及超快代谢者；及
(e)选择将在步骤(d)中被分作强代谢者的受试者包括在临床试验内。
项目32.项目31所述的方法，其中从所述受试者机体排泄出的同位素标记代谢物是所述呼出气体中的同位素-标记的CO2。
项目33.试剂盒，其含有13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；以及随底物提供的使用说明，其描述了如何在受试者中确定13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物代谢。
项目34.项目33所述的试剂盒，还包括至少三个呼吸收集袋。
项目35.项目23或34所述的试剂盒，还包括细胞色素P450 2D6调节剂。
附图简述
本说明书的附图以示例性的方式，而非限制性地对优选实施方案进行了描述。在所述附图中，相似的参数编号是指相同或类似的特征。
图1所示为在人类受试者中右美沙芬-O-13CH3(DXM-O-13CH3)的CYP2D6代谢变化的图。图A所示为在两个人类受试者(即，Vlt1和Vlt2)呼吸样本中13CO2的存在被表示为相对基线的变数增量(DOB)与时间(min)的函数曲线。图B所示为DXM-O-13CH3剂量回收百分率(PDR)作为在两个人类受试者中观察到的呼出气体的呼吸样本中13CO2的曲线图。志愿者1(Vlt1；符号为“◆”)是DXM-O-13CH3的强代谢者，其表现为DXM-O-13CH3的正常代谢。志愿者2(Vlt2；符号为“▲”)是DXM-O-13CH3的弱代谢者。
图2所示为在人类受试者中曲马多-O-13CH3的CYP2D6代谢变化的图。图A所示为在两个人类受试者(即，Vlt1和Vlt2)呼吸样本中13CO2的存在被表示为的DOB与时间(min)的函数曲线。图B所示为在两个人类受试者中观察到的曲马多-O-13CH3的PDR作为在呼出气体的呼吸样本中13CO2的曲线图。志愿者1(Vlt1；符号为“◆”)是曲蚂多-O-13CH3的强代谢者，其表现为曲马多-O-13CH3的正常代谢。志愿者2(Vlt2；符号为“▲”)是曲马多-O-13CH3的弱代谢者。
图3所示为在人类受试者中右美沙芬-O-13CH3(DXM-O-13CH3)的CYP2D6代谢变化的图。图A所示为在三个人类受试者(即，Vlt1，Vlt2和Vlt3)呼吸样本中13CO2的存在被表示为相对基线的变数增量(DOB)与时间(min)的函数曲线。图B所示为在三个人类受试者中观察到的DXM-O-13CH3剂量回收百分率(PDR)作为在呼出空气的呼吸样本中13CO2的曲线图。志愿者1(Vlt1；符号为“◆”)是DXM-O-13CH3的强代谢者，其表现为DXM-O-13CH3的正常代谢。志愿者2(Vlt2；符号为“▲”)是DXM-O-13CH3的弱代谢者。志愿者3(Vlt3；符号为“■”)是DXM-O-13CH3的中等代谢者。
实施本发明的最佳模式
应该理解，之所以在下文中对本发明的某些方面，方式，实施方案，变化以及特征进行不同水平的详细描述，是为了提供对本发明的实质性理解。本发明涉及使用在至少一个特定位置整合有同位素标记CYP2D6的底物化合物来评定CYP2D6活性(EC 1.14.14.1，a.k.a.，异喹胍4-羟化酶；CYPIID6)的体内诊断性、非侵入性表型检测。本发明利用的是CYP2D6酶-底物相互作用，因此在哺乳动物受试者的呼出气体中会释放出稳定的同位素-标记的CO2(例如，13CO2)。对稳定的同位素标记的CO2进行的后续定量使得可对所述底物的药代动力学进行间接确定，并可对CYP2D6酶活性(即，CYP2D6-相关的代谢能力)进行评定。在一个实施方案中，本发明提供了根据口服或i.v.给药稳定的同位素13C-标记CYP2D底物化合物，并使用商业可获得的仪器，例如质谱仪或红外(IR)光谱仪在呼气中测定13CO2/12CO2比率来评定CYP2D6-相关代谢能力的呼吸检测。
CYP2D6催化异喹胍的羟基化，并在哺乳动物，例如人类中占据肝CYP的约2-5％。CYP2D6还代谢其他化合物(参加下文，表2)。例如，作为CYP2D6底物的精神治疗药物(例如，抗抑郁药)，其包括，但不限于，例如，阿米替林(Elavil)；地昔帕明(Normramin)；丙咪嗪；去甲替林(Pamelor)；三甲丙咪嗪(Surmontil)。作为CYP2D6底物的精神抑制药包括，但不限于，例如，奋乃静(Trilafon)；利哌酮(Risperdal)；氟哌啶醇(Haldol)；以及硫利达嗪(Mellaril)。作为CYP2D6底物的β阻滞剂包括，但不限于，例如美托洛尔(Lopressor)；普萘洛尔(Inderal)；以及噻吗洛尔。作为CYP2D6底物的镇痛药包括，但不限于，例如，可待因；右美沙芬；羟考酮(Oxycodone)；以及氢可酮(Hydrocodone)。作为CYP2D6底物的抗心律失常药包括，但不限于，例如，恩卡胺(Encainide)；氟卡胺(Flecainide)；美西律(Mexiletine)；和普罗帕酮(Propafenone)。
表现出功能性多态的CYP是哺乳动物中在数量上最重要的I期I期药物转化酶。已对这一CYP基因超家族中若干成员的遗传变异进行了深入的检测(Bertilsson等，Br.J.Clin.Pharmacol.，53：111-122(2002))。CYP2D6(Bertilsson等，Br.J.CHn.Pharmacol.，53：111-122(2002))，CYP2C9(Lee等，Pharmacogenetics，12：251-263(2002))，CYP2C19(Xie等，Pharmacogenetics，9：539-549(1999))以及CYP2A6(Raunio等，Br.J.Clin.Pharmacol.，52：357-363(2001))都表现出能够改变或耗尽酶活性的功能性多态。CYP2D6基因座位是高度多态的，具有超过75个等位基因变异体(参见下文，表4)。CYP2D6多态具有相当重要的临床关注。从根本上，CYP2D6多态是存在于氧化药物代谢中的遗传变异，表现为三种表型：具有0个功能性等位基因的弱代谢者(PM)，具有1个功能性等位基因的中等代谢者(IM)，具有2个功能性等位基因的强代谢者(EM)；以及具有超过2个功能性等位基因的超快代谢者(UM)。特别地，然而，具有比EM还低的氧化药物代谢表达模式被分类成中等代谢者(IM)，即，介于EM和PM之间的表达模式。这些代谢者分类，其临床特征以及所建议个性化治疗的详细描述如表1所述。
表1
代谢者表型，临床特征以及个性化治疗
    代谢表型   代谢率   血浆药物水平   临床结果   个性化治疗
弱代谢者(PM) 无 毒性的 副作用   降低剂量从而减少毒性
  中等代谢者(IM)     降低的     高   有时有副作用   正常剂量
强代谢者(EM)   正常的     正常   正常反应   正常剂量
超快代谢者(UM) 快速的 底 降低的效力   增加剂量从而增强效力
如表1所总结的，酶活性的剧烈降低或缺乏使得在PM表型和具有PM表型的个体中存在着这样的风险，即，使用受药物常规剂量影响的酶对所述药物前-治疗性血浆浓度进行的主要代谢导致了具有毒性的副作用。CYP2D6酶缺乏在人群中可高至10％(Pollock等，Psychopharmacol.Bull.，31(2)：327-331(1995)。相反，由于酶诱导(Fuhr，Clin.Pharmacokinet，38：493-504(2000))或在单个等位基因中涉及由串联重复中所组织的多个基因拷贝造成的遗传改变(Dahlen等，Clin.Pharmacol.Then，63：444-452(1998)；一般性地参见，表1，EM和UM表型)，当使用常规剂量药物来治疗患者，该药物通过表现出增强活性的酶代谢途径代谢时，也可能出现CYP2D6-相关的治疗失败。由于CYP2D6药物基因组变异性或存在不利的CYP2D6-相关药物-药物相互作用，本发明的方法解决了在本领域中的一大需要，即可有效用于对个体进行表型分析的快速、非侵入性方法，从而在个体受试者中界定具有最小化不利药物反应(ADR)的治疗方案。在本方法的一个实施方案中，所述表型呼吸检测是基于给药适合的13C稳定同位素标记(非放射性)的底物，以及使用商业可获得的仪器在呼气中测定13CO2/12CO2的比率。
本发明所述诊断检测的益处在于其是快速和非侵入性的，从而使得受试者的负担有所减轻进而在安全和没有副作用的条件下正确地给出CYP2D6酶活性的体内评定。因此，本发明的多个方面都涉及可有效用于鉴定对疾病具有易感性的个体的制剂，诊断/治疗性诊断方法以及试剂盒，或根据药物反应性，副作用，或最佳药物剂量对个体进行分类。在下文中对说明这些方面的多个特定实施方案进行了描述。
I.定义
在本说明书中，术语“临床反应”是指以下的任意或全部情况：所述反应的定量测定，没有反应，以及负反应(即，副作用)。
在本说明书中，术语“CYP2D6调节剂”是指与缺乏CYP2D6调节剂时CYP2D6多肽的表达水平或生物学活性水平相比，能够改变(例如，增加或降低)所述CYP2D6多肽的表达水平或生物学活性水平的任意化合物。CYP2D6调节剂可以是小分子，多肽，碳水化合物，脂类，核苷酸或其组合。CYP2D6调节剂可以是有机化合物或无机化合物。
在本说明书中，术语化合物的“有效量”是指足以达到所希望的治疗和/或预防性效果的量，例如，能够预防或降低与治疗疾病例如抑郁或心律失常的相关症状的量。向所述受试者给药的化合物量依赖于疾病的类型和严重性，以及个体的特征，例如一般性健康状况，年龄，性别，体重和对药物的耐受性。还依赖于疾病的程度，严重性和类型。
在本说明书中，术语“医学疾病”包括，但不限于，表现为需要治疗的一种或多种身体和/或心理症状的任意不适或疾病，并包括之前和新鉴定出的疾病和其他病症。
在本说明书中，术语“参考标准”是指从具有一种或多种生物学特征，例如，药物代谢谱，药物代谢速率，药物反应性，基因型，单倍型，表型等的一个或多个受试者得出的阈值或一系列值。
在本说明书中，术语“受试者”是指，优选地所述受试者是哺乳动物，例如人类，但也可以是动物，例如，家养动物(例如，狗，猫等)，农业动物(例如，牛，羊，猪，马等)以及实验室用动物(例如，猴子，大鼠，小鼠，豚鼠等)。
在本说明书中，术语“基因型”是指在个体的一对同源染色体座位的一个或多个多态位点上发现的unphased5’-3’核苷酸对序列。在本说明书中，基因型包括全-基因型和/或亚-基因型。
在本说明书中，术语“表型”是指在个体中所存在基因的表达情况。这可以是直接可观察的(例如，眼睛颜色和头发颜色)或仅能通过特定的检测(例如，血型，尿，唾液和药物代谢能力)表明的。某些表型，例如血型是完全由遗传决定的，而其他的则很容易受到环境因素作用而改变。
在本说明书中，术语“多态”是指在人群中存在频率＞1％的任意序列变异。所述序列变异的存在频率可显著地大于1％，例如5％或10％或更高。同样，该术语还可指在个体中在多态位点上观察到的序列变异。多态包括核苷酸取代，插入，缺失和微卫星，并且可以，但不必需在基因表达或蛋白功能中产生可检测的差异。
在本说明书中，向受试者给药制剂或药物包括自我给药和通过其他人给药。还应该理解在此所描述的治疗或预防医学疾病的各种方式也是“基本上全面的”，其包括全部的和少于全部的治疗或预防，且其中实现了一些生物学或医学相关的结果。
在以下所附的描述中，对本发明的一种或多种实施方案的细节进行了阐述。虽然与在此所述的那些内容类似或等价的任意方法和材料都可用于本发明的实施或检测，但目前所描述的是优选的方法和材料。
本发明的其他特征，目的和优点都会由于所述描述和权利要求而变得显而易见。在说明书和所附权利要求中，除非在上下文中清楚地说明相反情况，单数形式也包括了复数的指示物。除非另有定义，本说明书所使用的所有技术和科学术语都与本领域所属技术人员通常理解的术语具有相同的意思。在此所引用的所有参考文献都被出于所有目的，全部引用作为参考，就像每个单独的公开，专利，或专利申请都被特别地和单独地指明将其出于所有目的全部引用作为参考一样。
II.概论
哺乳动物的肝脏在类固醇代谢，药物和外源性生物制品的脱毒，以及前致癌物的活化过程中都具有重要的作用。肝脏含有酶系统，例如CYP系统，其能够将多种化学物质转化成可溶性更高的产物。CYP是肝脏混合功能单加氧酶中的主要组成蛋白。有多种类型的CYP都包括其肝同工酶，例如，CYP3A(40-60％肝P-450同工酶)；CYP2D6(2-5％肝P-450同工酶)；CYP2A(＜1％肝P-450同工酶)，CYP1A2，CYP2C。CYP的作用能够协助从机体中清除药物和毒素。事实上，CYP作用通常是药物消除过程中的限速步骤。CYP还在前药向其生物学活性代谢物转化的过程中起到重要的作用。
CYP是在数量上最重要的I期I期药物生物转化酶，与此同时对这一基因超家族中若干成员的遗传变异也进行了广泛的研究。在药物和环境污染物的I期代谢过程中，CYP通过对底物进行一个或多个水溶性基团(例如羟基)的修饰，从而使其更容易遭受I期I轭合酶的攻击。I期中和特别是II期过程中产物的水溶性增加使其很容易被排泄出来。因此，弱化CYP活性的因素通常会延长药物的效果，而增加CYP活性的因素则具有相反的效果。
CYP2D6涉及超过40种治疗药物的生物转化，包括如下表2所总结的若干β-受体拮抗剂，抗心律失常剂，抗抑郁剂和精神抑制药物以及吗啡衍生物。同位素标记表2中的CYP2D6底物产生了使得向受试者给药所述同位素标记的底物之后释放稳定同位素标记CO2的可有效用于本发明方法中的化合物。
表2
所选CYP2D6底物的总结
    CYP2D6底物     参考文献
阿普洛尔(alprenolol)     Elchelbaum，Fed.Proc.，43(8)：2298-2303(1984)；Otton等，Life Sci.，34(1)：73-80(1984)
  阿米替林(amitriptyline)   Mellstrom等，Clin Pharmacol.Ther.，39(4)：369-371(1986)；Baumann等，J.Int.Clin.Psychopharmacol.，1(2)：102-112(1986)
  安非他明(amphetamine)   Dring等，Biochem.J.，(1970)：425-435；SmithRL，Xenobiotica，16：361-365(1986)
  阿立哌唑(aripiprazole)   Swainston等，Drugs，64(15)：1715-36(2004)
  阿托西汀(atomoxetine)   Ring等，Drug Meta.Dispos.，30(3)：319-23(2002)
  丁呋洛尔(bufuralol)   Boobis等，Biochem.Pharmacol.，34(1)：65-71(1985)；Dayer等，Biochem.Biophys.Res.Commun.，125(1)：374-380(1984)；Gut等，FEBS Lett.，173(2)：287-290(1984)；Dayer等，Biochem.Pharmacol.，36(23)：4145-4152(1987)
  卡维地洛(carvedilol)
  氯苯那敏(chlorpheniramine)
  氯丙嗪(chlorpromazine)
  氯丙咪嗪(clomipramine)   Bertilsson等，Acta Psychiatr.Scand.Suppl 1997；391：14-21
  可待因(codeine)   Desmeules等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，1991；41(1)：23-26
  异喹胍(debrisoquine)   Sloan等，Br.Med J.，2(6138)：655-657(1978)；Smith等，Lancet，1(8070)：943-944(1978)；Idle等，Life Sci.，22(11)：979-983(1978)；Mahgoub等，Lancet，2(8038)：584-586(1977)
  地昔帕明(desipramine)   Dahl等，Eur.J.Clin.Parmacol.，44：445-45(1993)
  右芬氟拉明(dexfenfluramine)   Gross等，Br.J.CLin.Pharmacol.，41：311-317 1996
  右美沙芬(dextromethorphan)   Perault等，Therapie，46(1)：1-3(1991)
  多虑平(doxepin)   Szewczuk-Boguslawaka等，Pol.J.Pharmacol.，56(4)：491-4(2004)
  度洛西汀(duloxetine)   Skinner等，Clin Parmacol Ther.，73(3)：170-7(2003)
 恩卡胺(encainide)   Funck-Brentano等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，249(1)：134-42(1989)
 氟卡胺(flecainide)   Funck-Brentano等，Clin.Pharmacol.Ther.，55(3)：256-269(1994)
 氟西汀(fluoxetine)   Hamelin等，Clin.Pharmacol.Ther.，60：512-521(1996)
 氟伏沙明(fluvoxamine)   Carillo等，Clin.Parmacol.Ther.，60：183-190(1996)；Hamelin等，Drug Metab Dispos.，26(6)：536-9(1998)
 氟派啶醇(haloperidol)   Llerena等，Ther.Drug.Monit.，14：261-264(1992)
 米帕明(imipramine)   Brosen等，Clin.Pharmacol.Ther.，49(6)：609-617(1991)
 利多卡因(lidocaine)
 甲氧氯普胺(metoclopramide)
 甲氧基苯丙胺(methoxyamphetamine)
 S-美托洛尔(metoprolol)   Ellis等，Biochem.J.，316(Pt 2)：647-654(1996)；Lewis等，Br.J.Clin.Pharmacol.，31(4)：391-398(1991)；Jonker等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，256(3)：959-966(1991)；Lennard等，Xenobiotica，16(5)：435-447(1986)；Leemann等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，29(6)：739-741(1986)；McGourty等，Br.J.Clin.Pharmacol.，20(6)：555-566(1985)；Lennard等，Clin.Pharmacol.Ther.，34(6)：732-737(1983)；Lennard等，N.Engl J Med，16；307(25)：1558-1560(1982)；Lennard等，Br.J.Clin.Pharmacol.，14(2)：301-303(1982).
 美西律(mexiletine)
 米那普令(minaprine)   Marre等，Drug Metab Dispos.，20(2)：316-321(1992)
 去甲替林(Nortriptyline)
 昂丹司琼(Ondansetron)   Carillo等，Clin.Pharmacol.Ther.，60：183-190(1996)
 帕罗西汀(Paroxetine)
 哌克昔林(Perhexiline)
奋乃静(perphenazine)     Dahl-Puustinen等，Clin.Pharmacol.Ther.，46(1)：78-81(1989)；Linnet等，Clin.Pharmacol.Ther.，60：41-47(1996)；Skjelbo and Brosen，Br.J.Clin.Pharmacol.，34L256-261(1992)
非那西汀(phenacetin)
苯乙双胍(phenformin)
普罗帕酮(propafenone)     Lee等，N.Eng.J.Med.，332(25)：1764-1768(1990)
心得安(propanolol)
quanoxan
利哌利酮(risperidone)     Huang等，Clin.Pharmacol.Ther.，54(3)：257-268(1993)
司巴丁(sparteine)     Bertilsson等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，17(2)：153-155(1980)；Eichelbaum等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，16(3)：189-194(1979)；Eichelbaum等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，16(3)：183-187(1979)；Spannbrucker等，Verh.Dtsch.Ges.Inn.Med.，84：1125-1127(1978；德语)
他莫昔芬(tamoxifen)     Daniels等，Br.J.Clin.Pharmacol.，22：153P(1992)；Stearns等，J.Natl.Cancer Inst.，95(23)：1734-5(2003)
甲硫达嗪(thioridazine)     yon Bahr等，JAMA.，274(20)：1611-1613(1995)；
噻吗洛尔(timolol)     Edski等，JAMA.，274(20)：1611-1613(1995)；Huupponen等，J.Ocul.Pharmacol.，7(2)：183-187(1991)；al-Sereiti等，Int.J.Clin.Pharmacol.Res.，10(6)：339-345(1990_；Salminen等，Int.Ophthalmol.，13(1-2)：91-93(1989)；Lennard等，Exnobiotica，16(5)：435-447(1986)；McGourty等，Clin.Pharmacol.Ther.，38(4)：409-413(1985)；Lewis等，Br J.ClinPharmacol.19(3)：329-333(1985)；Lennard and Parkin，J.Chromatogr.，338(1)：249-252(1985)；Smith RL，Eur.J.Clin.Pharmacol.，28 Suppl：77-84(1985)
曲马多(tramadol)     Dayer等，Drugs，53 Suppl 2：18-24(1997)；Borlak等，52(11)：1439-43(2003)
文拉法辛(venlafaxine)     Fogelman等，Neuropsychopharmacology，20(5)：480-90(1999)
所选择的试剂能够诱导或抑制CYP2D6的活性(即，CYP2D6调节剂)。CYP调节剂可有效地用于本发明的方法中。公知的能够抑制CYP2D6的化合物总结于下表3中。所述化合物包括，作为CYP2D6抑制剂的精神治疗药物，包括，例如氟西汀(Prozac)。精神抑制药氟派啶醇(Haldol)；以及甲硫达嗪(Mellaril)也能够抑制CYP2D6活性。镇痛药也能抑制CYP2D6，例如塞来考昔(celebrex)。抗心律失常药物也能抑制CYP2D6，例如，胺碘酮(Amiodarone)和奎尼丁(Quinidine)。其他能够抑制CYP2D6的药物包括，例如，西米替丁(Cimetidine)和苯海拉明(Diphenhydramine)。在本发明的方法中，CYP2D6的抑制剂可有效地用作CYP2D6调节剂。
表3
所选择的CYP2D6抑制剂总结
  CYP2D6抑制剂     参考文献
  胺碘酮(amiodarone)
  buproprion
  塞来考昔(celecoxib)
  氯苯那敏(chlorpheniramine)
  氯丙嗪(chloropromazine)
  西米替丁(cimetidine)     Knodell等，Gastroenterology，101：1680-1691(1991)
  西酞普兰(citalopram)     Clin Pharmacokinet.，32 Suppl 1：1-21(1997)
  氯米帕明(clomipramine)     Lamard等，Ann.Med.Psychol.(Paris)，153(2)：140-143(1995)
  可卡因(cocaine)     Tyndale等，Mol.Pharmacol.40：63-68(1991)
  多柔比星(doxorubicin)     Le Guellec等，Cancer Chemother.Pharmacol.，32：491-495(1993)
  依他普仑(escitalopram)
氟西汀(fluoxetine)
氯氟菲醇(halofantrine)
左美丙嗪(levomepromazine)
美沙酮(methadone)   Wu等，Br.J.Clin.Pharmacol.，35(1)：30-34(1993)
吗氯贝胺(moclobemide)   Gram等，Clin.Pharmaeol.Ther.，57(6)：670-677(1995)
帕罗西汀(paroxetine)   Brosen等，Eur.J.Clin.Pharmacol.，44：349-355(1993)
奎尼丁(quinidine)
雷尼替丁(ranitidine)
还原的氟哌啶醇(reduced haloperidol)   Tyndale等，Br.J.Clin.Pharmacol.，31：655-660(1991)
利托那韦(ritonavir)   Kumar等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，277(1)：423-431(1996)
舍曲林(sertraline)
特比萘芬(terbinafine)
能够诱导CYP2D6的药物包括，例如，利托那韦(Ritonavir)；胺碘酮(amiodarone)；奎尼丁(Quinidine)；帕罗西汀(Paroxetine)；西米替丁(Cimetidine)；氟西汀(Fluoxetine)；地塞米松(dexamethasone)；以及利福平(Rifampin)(Eichelbaum等，Br.J.Clin.Pharmacol.，22：49-53(1986)；Eichelbaum等，Xenobiotica，16(5)：465-481(1986))。在本发明的方法中，CYP2D6的诱导剂可有效地用作CYP2D6调节剂。
III.CYP2D6多态和临床反应
CYP的遗传多态导致了个体受试者在进行特定药物转化反应时在其活性上差别甚远的亚群。这些表型差异对药物选择而言具有重要的含义。例如当对大多数受试者(例如，人类受试者)给药时安全的药物，可能会在缺乏对所述药物进行脱毒所必需的CYP酶的个体受试者中引起不可耐受的副作用。或者，在大多数受试者中有效的药物，可能会在特定的受试者亚群中无效，因为其缺乏将所述药物转化成代谢活性形式所必需的特定CYP酶。因此，对药物开发和临床使用而言，对药物进行筛选从而确定哪些CYP是该药物活化和/或脱毒所必需的至关重要。
同样重要的是鉴定哪些个体缺乏特定的CYP。这类信息在过去可有利地用于开发预测表型的遗传分析，并由此预测个体能够代谢给定药物的能力。在确定各种药物可能的副作用和治疗失败时，这类信息特别有价值。常规的表型鉴定可适用于需要该分析的某些受试者类型(例如，PM，IM，EM和UM受试者)。这样的表型分析同样可用于选择(包括/排除)适合招入药物临床试验的候选受试者。
如上所述，已有CYP2D6基因的超过75个等位基因变异体被鉴定，如下表4所示。
表4
CYP2D6等位基因变异体
    等位基因     蛋白   核苷酸改变，基因     效果     酶活性
  体内   体外
  CYP2D6*1A(a.k.a.，野生型)     CYP2D6.1     无   正常   正常
  CYP2D6*1B     CYP2D6.1     3828G＞A   正常(d，s)
  CYP2D6*1C(a.k.a.，M4)     CYP2D6.1     1978C＞T   正常(s)
  CYP2D6*1D(a.k.a.，M5)     CYP2D6.1     2575C＞A
  CYP2D6*1E     CYP2D6.1     1869T＞C
  CYP2D6*1×N     CYP2D6.1     N活性基因   增加
    CYP2D6*2A(a.k.a.CYP2D6L)   CYP2D6.2 -1584C＞G；-1235A＞G；-740C＞T；-678G＞A；在内含子1中的CYP2D7基因转变；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T   正常(dx，d，s)
    CYP2D6*2B   CYP2D6.2 1039C＞T；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2C   CYP2D6.2 1661G＞C；2470T＞C；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2(a.k.a.M10)   CYP2D6.2 2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2E(a.k.a.M12)   CYP2D6.2 997C＞G；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2F(a.k.a.M14)   CYP2D6.2 1661G＞C；1724C＞T2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2G(a.k.a.M16)   CYP2D6.2 1661G＞C；2470T＞C；2575C＞A；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2H(a.k.a.M17)   CYP2D6.2 1661 G＞C；2480C＞T；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6 *2J(a.k.a.M18)   CYP2D6.2 1661G＞C；2850C＞T；2939G＞A；4180G＞C   R296C；S486T
    CYP2D6*2K(a.k.a. M21)   CYP2D6.2 1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   R296C；S486TN活性基因   增加(d)
    CYP2D6*3A(a.k.a.CYP2D6A) 2549A＞缺失   移框   无(d，s)     无(b)
    CYP2D6*3B 1749A＞G；2549A＞缺失   N166D
  移框
    CYP2D6*4A(a.k.a.CYP2D6B)     100C＞T；974C＞A；984A＞G；_997C＞G；1661G＞C；1846G＞A；4180G＞C  P34S；L91M；H94R；剪接缺陷；S486T     无(d，s)     无(b)
    CYP2D6*4B(a.k.a.CYP2D6B)     100C＞T；974C＞A；984A＞G；997C＞G；1846G＞A；4180G＞C  P34S；L91M；H94R；剪接缺陷；S486T     无(d，s)     无(b)
    CYP2D6*4C(a.k.a.K29-1)     100C＞T；1661G＞C；1846G＞A；3887T＞C；4180G＞C  P34S；剪接缺陷；L421P；S486T     无
    CYP2D6*4D     100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；1846G＞A；4180G＞C  P34S；剪接缺陷；S486T     无(d，s)
    CYP2D6*4E     100C＞T；1661G＞C；1846G＞A；4180G＞C  P34S；剪接缺陷；S486T
    CYP2D6*4F     100C＞T；974C＞A；984A＞G；997C＞G；1661G＞C；1846G＞A；1858C＞T；4180G＞C  P34S；L91M；H94R；剪接缺陷；R173C；S486T
    CYP2D6*4G     100C＞T；974C＞A；984A＞G；997C＞G；1661G＞C；1846G＞A；2938C＞T；4180G＞C  P34S；L91M；H94R；剪接缺陷；P325L；S486T
  CYP2D6*4H  100C＞T；974C＞A；984A＞G；997C＞G；1661G＞C；1846G＞A；3877G＞C；4180G＞C P34S；L91M；H94R；剪接缺陷；E418Q；S486T
  CYP2D6*4J  100C＞T；974C＞A；984A＞G；997C＞G；1661G＞C；1846G＞A P34S；L91M；H94R；剪接缺陷
  CYP2D6*4K  100C＞T；1661G＞C；1846G＞A；2850C＞T；4180G＞C P34S；剪接缺陷；R296C；S486T   无
  CYP2D6*4L  100C＞T；997C＞G；1661G＞C；1846G＞A；4180G＞C P34S；剪接缺陷；S486T
  CYP2D6*4×2   无
  CYP2D6*5(a.k.a.CYP2D6D)  CYP2D6缺失 CYP2D6缺失   无(d，s)
  CYP2D6*5(a.k.a.CYP2D6T)  1707T＞缺失 移框   无(d，dx)
  CYP2D6*6B  1707T＞缺失；1976G＞A 移框；G212E   无(s，d)
  CYP2D6*6C  1707T＞缺失；1976G＞A；4180G＞C 移框；G212E；S486T   无(s)
  CYP2D6*6D  1707T＞缺失；3288G＞A 移框；G373S
  CYP2D6*7(a.k.a.CYP2D6E)     CYP2D6.7  2935A＞C H324P   无(s)
    CYP2D6*8(a.k.a.CYP2D6G) 1661G＞C；1758G＞T；2850C＞T；4180G＞C   终止密码子；R296C；S486T   无(d，s)
    CYP2D6*9(a.k.a.CYP2D6C)     CYP2D6.9 2613-2615缺失AGA   K281缺失   减少(b，s，d)   减少(b，s，d)
    CYP2D6*10A(a.k.a.CYP2D6J)     CYP2D6.10 100C＞T；1661G＞C；4180G＞C   P34S；S486T   减少(s)
    CYP2D6*10B(a.k.a.CYP2D6Ch1)     CYP2D6.10 -1426C＞T；-1236/-1237插入AA；-1000G＞A；100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；4180G＞C   P34S；S486T   减少(d)   减少(b)
    CYP2D6*10C
    CYP2D6*10D     CYP2D6.10 100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；4180G＞C，类似CYP2D7的3’-侧翼区域   P34S；S486T
    CYP2D6*10×2     CYP2D6.10   减少(dx)
    CYP2D6*11(a.k.a.CYP2D6F) 883G＞C；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   剪接缺陷；R296C；S486T   无(s)
    CYP2D6*12     CYP2D6.12 124G＞A；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C   G42R；R296C；S486T   无(s)
    CYP2D6*13 CYP2D7P/CYP2D6杂交体。外显子1为CYP2D7，外显子2-9为CYP2D6。   移框   无(dx)
    CYP2D6*14A   CYP2D6.14A   100C＞T；1758G＞A；2850C＞T；4180G＞C   R34S；G169R；R296C；S486T   无(d)
    CYP2D6*14B   CYP2D6.14B   内含子1用CYP2D7的(214-245)转换；1661G＞C；1758G＞A；2850C＞T；4180G＞C   G169R；R296C；S486T
    CYP2D6*15   138插入T   移框   无(d，dx)
    CYP2D6*1(a.k.a.CYP2D6D2)   CYP2D7P/CYP2D6杂交体。外显子1-7为CYP2D7P-相关的，外显子8-9为CYP2D6。   移框   无(d)
    CYP2D6*17(a.k.a.CYP2D6Z)   CYP2D6.17   1023C＞T；2850C＞T；4180G＞C   T107I；R296C；S486T   减少(d)   减少(b)
    CYP2D6*18(a.k.a.CYP2D6(J9))   CYP2D6.18   4125-4133插入GTGCCCACT   469-470VPT插入   无(s)   减少(b)
    CYP2D6*19   1661G＞C；2539-2542缺失AACT；2850C＞T；4180G＞C   移框；R296C；S486T   无
    CYP2D6*20   1661G＞C；1973插入G；1978C＞T；1979T＞C；2850C＞T；4180G＞C   移框；L213S；R296C；S486T   无(m)
  CYP2D6*21A   -1584C＞G；-1426C＞T；-1258插入AAAAA；-1235A＞G；-740C＞T；-678G＞A；-629A＞G；214G＞C；221C＞A；223C＞G；227T＞C；310G＞T；601缺失C；1661G＞C；2573插入C；2850C＞T；3584G＞A；4180G＞C；4653-4655缺失ACA   移框；R296C；S486T   无
  CYP2D6*21B   -1584C＞G；-1235A＞G ；-740C＞T；-678G＞A；用CYP2D7的(214-245)转变内含子1；1661G＞C；2573插入C；2850C＞T；4180G＞C   移框；R296C；S486T   无
  CYP2D6*22(a.k.a.M2)   CYP2D6.22   82C＞T   R28C
  CYP2D6*23(a.k.a.M3)   CYP2D6.23   957C＞T   A85V
  CYP2D6*24(a.k.a.M6)   CYP2D6.24   2853A＞C   1297L
  CYP2D6*25(a.k.a.M7)   CYP2D6.25   3198C＞G   R343G
  CYP2D6*26(a.k.a.M8)   CYP2D6.26   3277T＞C   1369T
  CYP2D6*2(a.k.a.M9)   CYP2D6.27   3853G＞A   E410K
    CYP2D6*28(a.k.a.M11)   CYP2D6.28   19G＞A；1661G＞C；1704C＞G；2850C＞T；4180G＞C  V7M；Q151E；R296C；S486T
    CYP2D6*29(a.k.a.M13)   CYP2D6.29   1659G＞A；1661G＞C；2850C＞T；3183G＞A；4180G＞C  V136M；R296C；V338M；S486T
    CYP2D6*30(a.k.a.M15)   CYP2D6.30   1661G＞C；1863插入9bp重复；2850C＞T；4180G＞C  172-174FRP重复；R296C；S486T
    CYP2D6*31(a.k.a.M20)   CYP2D6.31   1661G＞C；2850C＞T；4042G＞A；4180G＞C  R296C；R440H；S486T
    CYP2D6*32(a.k.a.M19)   CYP2D6.32   1661G＞C；2850C＞T；3853G＞A；4180G＞C  R296C；E410K；S486T
    CYP2D6*33(a.k a.CYP2D6*1C)   CYP2D6.33   2483G＞T  A237S 正常(s)
    CYP2D6*34(a.k.a.CYP2D6*1D)   CYP2D6.34   2850C＞T  R296C
    CYP2D6*35(a.k.a.CYP2D6*2B)   CYP2D6.35   -1583C＞G；31G＞A；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C  V11M；R296C；S486T 正常(s)
    CYP2D6*35×2   CYP2D6.35   31G＞A；1661G＞C；2850C＞T；4180G＞C  V11M；R296C；S486T 增加
  CYP2D6*36(a.k.a.CYP2D6*Ch2)   CYP2D6.36   -1426C＞T；-1236/-1237插入A；-1235A＞G；-1000G＞A；100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；4180G＞C；在外显子9上基因转变成CYP2D7   P34S；P469A；T470A；H478S；G479A；F481V；A482S；S486T   减少(d) 减少(b)
  CYP2D6*37(a.k.a.CYP2D6*10D)   CYP2D6.37   100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；1943G＞A；4180G＞C   P34S；R201H；S486T
  CYP2D6*38   2587-2590缺失GACT   移框   无
  CYP2D6*39   CYP2D6.39   1661G＞C；4180G＞C   S486T
  CYP2D6*40   CYP2D6.40   1023C＞T；1661G＞C；1863插入(TTTCGCCCC)2；2850C＞T；4180G＞C   T107I；172-174(FRP)3；R296C；S486T   无(dx)
  CYP2D6*41A   CYP2D6.2   -1584C；-1235A＞G；-740C＞T；-678G＞A；在内含子1进行CYP2D7基因转换；1661G＞C；2850C＞T；2988G＞A；4180G＞C   R296C；S486T   减少(s)
  CYP2D6*41B   CYP2D6.2    -1548C；-1298G＞A；-1235A＞G；-740C＞T；310G＞T；746C＞G；843T＞G；1513C＞T；1661G＞C；1757C＞T；2850C＞T；3384A＞C；3584G＞A；3790C＞T；4180G＞C；4656-58缺失ACA；4722T＞G   R296C；S486T
  CYP2D6*42   CYP2D6.42    -1584C；1661G＞C；2850C＞T；3259插入GT；4180G＞C   R296C；移框；S486T   无(dx)
  CYP2D6*43(a.k.a.，M1)   CYP2D6.43    77G＞A   R26H
  CYP2D6*44   CYP2D6.44    82C＞T；2950G＞C   剪接缺陷   无
  CYP2D6*45A   CYP2D6.45    -1600GA＞TT；-1584C；-1237-36缺失AA；-1093插入A；-1011T＞C；310G＞T；746C＞G；843T＞G；1661G＞C；1716G＞A；2129A＞C；2575C＞A；2661G＞A；2850C＞T；3254T＞C；3384A＞C；3584G＞A；3790C＞T；4180G＞C；4656-58缺失ACA；4722T＞G   E155K；R296C；S486T
  CYP2D6*45B   CYP2D6.45   -1584C；-1543G＞A；-1298G＞A；-1235A＞G；-1093插入A；-740C＞T；-693-90缺失TGTG；310G＞T；746C＞G；843T＞G；1661G＞C；1716G＞A；2575C＞A；2661G＞A；2850C＞T；3254T＞C；3384A＞C；3584G＞A；3790C＞T；4180G＞C；4656-58缺失ACA；4722T＞G E155K；R296C；S486T
  CYP2D6*46   CYP2D6.46   -1584C；-1543G＞A；-1298G＞A；-1235A＞G；-740C＞T；77G＞A；310G＞T；746C＞G843T＞G；1661G＞C；1716G＞A；2575C＞A；2661G＞A；2850C＞T；3030G＞G/A*；3254T＞C；3384a＞C；3491G＞A；3584G＞A；2790C＞T；4180G＞C；4656-58缺失ACA；4722T＞G*两种单倍型都有描述(Gaedigk等，2005) R26H；E155K；R296C；S486T
    CYP2D6*47     CYP2D6.47   -1426C＞T；-1235a＞G；-1000G＞A；73C＜T；100C＞T；1039C＞T；1661G＞C；4180G＞C     R25W；P34SS486T
    CYP2D6*48     CYP2D6.48   972C＞T     A90V
    CYP2D6*49     CYP2D6.49   -1426C＞T；-1235a＞G；-1000G＞A；100C＞T；1039C＞T；1611T＞A；1661G＞C；4180G＞C     P34S；F120I；S486T
    CYP2D6*50     CYP2D6.50   1720A＞C     E156A
    CYP2D6*51     CYP2D6.51   -1584C＞G；-1235A＞G；-740C＞T；-678G＞A；在内含子1中进行CYP2D7基因转换；1661G＞C；2850C＞T；3172A＞C；41 80G＞C     R296C；E334A；S486T
在表4表明酶活性的列中，丁呋洛尔(Bufuralol)被指定为字母(b)；异喹胍(Debrisoquine)被指定为字母(d)；右美沙芬(Dextromethorphan)被指定为字母“dx”；而司巴丁(Sparteine)则被指定为字母(s)。
如表4中详细描述的，个体等位基因的命名为在所述基因名称(CYP2D6)之后带有星号和阿拉伯数字，例如，CYP2D6*1A指定的是，按照惯例而言，完整的功能性野生型等位基因。等位基因变异体是点突变，单碱基对缺失或加入，基因重排或完整基因缺失的后果，其能够导致活性的降低或完全丧失。两种隐性功能-丧失等位基因的遗传导致了PM表型，在高加索人中发现为约5-10％，而在亚洲受试者中则发现为约1-2％。在高加索人中，*3，*4，*5和*6等位基因是最常见的功能-丧失等位基因，并占弱代谢者表型的约98％。Gaedigk等，Pharmacogenetics，9：669-682(1999)。相反，由于较低频率的非功能性等位基因(*3，*4，*5和*6)以及与野生型CYP2D6*1等位基因相比活性降低相关的相对较高频率的群体-选择性等位基因，在群体水平上，CYP2D6活性在亚洲和非洲裔美国人中是较低的。例如，在亚洲人中CYP2D6*10等位基因出现的频率为约50％(Johansson等，MoI.Pharmacol.，46：452-459(1994)；Bertilsson，Clin.Pharmacokin.，29：192-209(1995))，而在黑人非洲裔来源受试者中CYP2D6*17和CYP2D6*29则具有相对高的频率(Gaedigk等，Clin.Pharmacol.Ther.，72：76-89(2002)；Masimirembwa等，Br.J.CHn.Pharmacol.，42：713-719(1996))。
多种CYP2D6活性的临床结果主要涉及药物底物的清除降低并在最近进行了综述(Bertilsson等，Br.J.Clin.Pharmacol.，53：11 1-122(2002))。在本质上，药物清除被降低，由此导致了血浆药物浓度升高，伴随着在PM基因型个体或由于其他因素，例如药物相互作用而被分类成功能性PM个体中的ADR风险。
稳定的同位素示踪探针是对药物的体内代谢进行非侵入性动力学评定的理想工具，从而可对个体受试者尤其是在儿童群体的CYP2D6代谢状态进行分类。在药物处置和反应过程中，个体间差异的一个重要后果就是ADR风险。在遗传药理变异的情况下，个体患者或患者人群的基因型和表型特征可用来预测酶的活性并优化药物安全性和效力。其还可在选择(包括/排除)适合编入药物临床试验候选受试者的过程中发挥重要的作用。本发明提供了在个体受试者中评定CYP2D6活性的简单，快速，非侵入性表型呼吸检测。
IV.本发明的制剂和方法
A.本发明的同位素标记的CYP2D6底物制剂
本发明提供了在个体哺乳动物受试者中方便地确定和评定CYP2D6相关代谢能力的制剂。所述制剂可用于在受试者中确定CYP2D6相关的代谢行为，并方便地评定所述受试者的代谢能力以及鉴定与CYP2D6活性相关的临床反应和/或医学疾病。特别地，本发明的制剂可用于在临床环境(照看点)通过测定CYP2D6酶底物化合物的代谢行为，特别是在所述受试者中此类化合物的代谢物的排泄模式(包括排泄量，排泄速率，以及随时间流逝所述量和速率的变化)，在个体受试者中确定和评定所述CYP2D6相关的代谢能力。
适用于本发明方法中的制剂含有作为活性成分的同位素标记的CYP2D6底物化合物。在一个实施方案中，所述CYP2D6底物化合物是表2中的CYP2D6底物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，且所述制剂能够在对受试者给药之后产生同位素标记的CO2。可在至少一个位置上使用13C；14C和18O标记本发明的CYP2D6底物化合物。在一个优选实施方案中，使用13C同位素标记CYP2D6底物化合物，从而使得所述制剂能够在对受试者给药之后产生稳定的13CO2。例如，使用右美沙芬(DXM)，曲马多，可待因，乙酰胺甲氧基苯(methacetin)，氨基比林(aminopyrin)，咖啡因和红霉素-13C作为底物的呼吸检测都依赖于N-或O-脱甲基化反应，且随后，通过机体的一个碳库所释放出甲基基
Figure S2006800126291D00351
在一个优选实施方案中，所述CYP2D6底物化合物是13C-标记的DXM；13C-标记的曲马多；或13C-标记的可待因且并不局限于这些底物。本发明的制剂还可与药物可接受的载体一同进行配制。
在本说明书中，“药物可接受的载体”是指包括可与药物给药配伍的任意和全部溶剂，分散媒介，包衣剂，抗细菌化合物和抗真菌化合物，等渗化合物和吸收延迟化合物等等。适合的载体在最新版的Remington’s Pharmaceutical Sciences，本领域的标准参考文本中有所描述。所述组合物中也可整合入补充性的活性化合物。
使用同位素标记CYP2D6底物化合物的方法是不受限制的，且可以是常规的方法(Sasaki，″5.1 Application of Stable Isotopes in ClinicalDiagnosis″：Kagaku no Ryoiki(Journal of Japanese Chemistry)107，″Application of Stable Isotopes in Medicine，Pharmacy，and Biology″，pp.149-163(1975)，Nankodo：Kajiwara，RADIOISOTOPES，41，45-48(1992))。一些同位素标记的CYP2D6底物化合物是商业可获得的，而且这些商业化产品也是可以方便使用的。例如，能够在对受试者给药之后产生13CO2的13C-DXM和13C-曲马多底物可用于本发明的方法中，并可从剑桥同位素实验室有限公司(Cambridge Isotope Laboratories，Inc.)(Andover，MA，USA)商业获得。
本发明的药物组合物可以与其预期的给药途径配伍的方式进行配制。给药途径的示例包括肠胃外，例如，静脉，皮内，皮下，口服(例如，吸入)，穿过粘膜，以及直肠给药。本发明的制剂可以是适于本发明目的的任意形式。适合形式的示例包括注射，静脉注射，栓剂，滴眼剂，鼻溶液，以及其他的肠胃外形式；以及溶液(包括糖浆)，悬液，乳剂，片剂(没有包衣或有包衣的)，胶囊，丸剂，粉剂，细颗粒，颗粒以及其他口服形式。口服组合物通常包括惰性稀释剂或可食性载体。
只要本发明制剂的作用和效果不受到影响，本发明的制剂可基本上由作为活性成分的同位素标记的CYP2D6底物化合物组成，但还可以是含有根据所述制剂的形式(剂型)普遍应于本领域的药物可接受载体或添加剂的组合物(确定CYP2D6代谢能力的组合物)。在这样的组合物中，作为活性成分的同位素标记CYP2D6底物化合物的比例是不受限制的，且可以是所述组合物总干重的约0.1wt％至约99wt％。所述比例可在上述范围中进行适当地调节。
当所述同位素标记CYP2D6底物组合物被制成片剂时，可使用的载体包括，但不限于，例如，乳糖，蔗糖，氯化钠，葡萄糖，尿素，淀粉，碳酸钙，碳酸氢钠和碳酸氢钾，高岭土，结晶纤维素，硅酸，以及其他赋形剂；简单糖浆，葡萄糖溶液，淀粉溶液，明胶溶液，羧甲基纤维素，虫漆，甲基纤维素，磷酸钾，聚乙烯吡咯烷酮，以及其他粘合剂；干燥淀粉，藻酸钠，琼脂粉，海带多糖粉，碳酸氢钠，碳酸钙，聚氧乙烯山梨糖醇，脂肪酸酯，硫酸月桂酯钠，硬脂酸甘油单酸酯，淀粉，乳糖，以及其他崩解剂；蔗糖，硬脂酸，可可脂，氢化油，以及其他崩解抑制剂；季铵碱，硫酸月桂酯钠，以及其他吸收加速剂；甘油，淀粉，以及其他保湿剂；淀粉，乳糖，高岭土，皂土，胶状硅酸，以及其他吸附剂；以及纯滑石粉，硬脂酸盐，硼酸粉，聚乙二醇，以及其他润滑剂。除此之外，所述片剂还可以是具有常规包衣(例如糖包衣片，明胶包衣片，或薄层包衣片)的片剂，双层片剂，或多层片剂。
当将确定CYP2D5相关代谢能力的组合物形成丸剂时，可用的载体包括，例如，葡萄糖，乳糖，淀粉，可可脂，氢化植物油，高岭土，滑石，以及其他赋形剂；阿拉伯树胶粉，黄芩胶粉，明胶，以及其他粘合剂；以及海带多糖，琼脂，和其他崩解剂。可通过将本发明所述的活性成分与任意上述载体混合，然后将所述混合物填充入硬化明胶胶囊，软胶囊等中，以常规的方式制备胶囊。可用于栓剂的可用载体包括，例如，聚乙二醇，可可脂，高级醇，高级醇的酯，明胶，以及半合成甘油酯。
可通过将本发明所述的活性成分与常用的任意载体混合，以常规的方式制备口服液体溶液。所述口服液体溶液的特别示例包括糖浆制剂。糖浆制剂并不必须是液体，而可以是具有粉末或颗粒形式的干糖浆制剂。
当以注射剂的形式制备所述制剂时，所述注射溶液，乳剂或悬液是灭菌的并优选地与血液等渗。用于制备所述注射剂的可用稀释剂包括，例如，水，乙醇，聚乙二醇，丙二醇，乙氧基化的异硬脂醇，聚氧基化的异硬脂醇，以及聚氧乙烯山梨糖脂肪酸酯。所述注射剂可含有足以制备等渗溶液量的氯化钠，葡萄糖或甘油。同样，还可向所述注射剂中加入普通增溶剂，缓冲剂，安抚剂等。
除此之外，以任意以上形式存在的本发明的制剂可含有药物可接受的添加剂，例如颜料，防腐剂，调味剂，增香剂，增味剂，甜味剂或稳定剂。上述载体和添加剂可以单独或组合使用。每单位本发明所述制剂剂量中的同位素标记CYP2D6底物化合物(活性成分)的量会随着检测样本和所用活性成分种类的不同而变化，且不能够一般性地定义。优选的量是，例如，1-300mg/个体每单位剂量，尽管其并不受到限制，只要能够满足以上条件。
B.本发明的方法
可通过向受试者给药同位素标记的CYP2D6底物化合物并测定呼出气体中同位素标记CO2的排泄模式(包括排泄量，排泄速率，以及随时间流逝所述量和速率的变化)，使用本发明的方法对受试者中CYP2D6酶活性相关的医学疾病或临床反应方便地进行评定。同样地，本发明提供了确定同位素标记的CYP2D6底物化合物清除的方法，从而根据这些受试者中CYP2D6的代谢能力建立了针对于个体受试者的更有效的CYP2D6底物化合物剂量方案(配方，剂量，剂量数等)。
在所述方法的一些实施方案中，在给药同位素标记的CYP2D6底物化合物之前，向受试者给药至少一种CYP2D6调节剂。这些方法可用于在受试者中调节(增加或降低)CYP2D6代谢能力。例如，给药CYP2D6酶功能的抑制剂可用来在受试者中降低CYP2D6代谢能力，从而表现出关于CYP2D6底物代谢的PM或IM表型。或者，给药CYP2D6酶的诱导剂可用来在受试者中升高CYP2D6代谢能力，从而表现出关于CYP2D6底物代谢的EM或UM表型。
在一个实施方案中，通过向哺乳动物受试者给药本发明的同位素标记CYP2D6制剂，并测定从所述机体排泄出同位素标记代谢物的排泄模式，本发明提供了确定CYP2D6代谢能力的方法。在一个实施方案中，所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中稳定的同位素标记CO2从机体排泄出来的。
可通过现有的分析技术，例如液体闪烁计数，质谱，红外光谱分析，发射光谱分析，或核磁共振谱分析对检测样本中的同位素标记代谢物进行测定和分析，所述分析的选择是根据所使用的同位素是放射性的或非放射性的。可通过本领域中公知的任意方法测定13CO2，例如能够测定呼出13CO2量的任意方法。例如，可通过光谱学测定13CO2，例如通过红外光谱。测定13CO2的一个示例性装置是UBiT-IR300红外光谱仪，可从Meretek(Denver，CO，USA)商业获得。摄入13CO2-标记CYP2D6底物化合物的受试者，可向与UBiT-IR300连接的呼吸收集袋呼气。UBiT-IR300测定所述呼吸中13CO2与12CO2的比率。通过将所述测定的结果与标准的，或在13C-标记前的底物摄入前的呼吸相比较，可随后计算出呼出的13CO2量。或者，可使用质谱仪测定呼出的13CO2。
可通过口服或胃肠外方式向受试者给药本发明的制剂，并测定从所述机体排泄出的同位素标记代谢物，因此，可从所获得同位素标记代谢物的排泄方式(排泄量和排泄速率随时间流逝的行为)确定出所述受试者中的CYP2D6相关代谢能力(CYP2D6相关医学疾病的存在，不存在，或程度，例如，代谢紊乱(降低/升高))。根据所述制剂中所使用活性成分的类型，从机体排泄出的代谢物也有所差别。例如，当所述制剂含有作为活性成分的同位素标记DXM时，最终的代谢产物是右啡烷(dextrorphan)和同位素标记的CO2(一般性地参见，实施例1，见下文)。优选地，所述制剂含有作为活性成分的同位素标记的CYP2D6底物化合物，其能够引起作为代谢的结果在呼出的气体中排泄同位素标记的CO2。使用这样的制剂，可根据同位素标记CO2的排泄模式(排泄量和排泄速率随时间流逝的行为)，确定受试者中的CYP2D6相关代谢能力(CYP2D6相关医学疾病的存在，不存在，或程度，例如，代谢紊乱(降低/升高))，所述模式是通过口服或肠胃外途径向受试者给药所述制剂并测定呼出的气体中同位素标记的CO2获得的。
在一个实施方案中，通过向受试者给药本发明的同位素标记的CYP2D6底物制剂，测定从所述机体排泄出同位素标记代谢物的排泄模式，并评定在所述受试者中获得的排泄模式，本发明提供了确定哺乳动物受试者CYP2D6代谢能力的方法。在本发明的一个实施方案中，向哺乳动物受试者给药同位素标记的CYP2D6底物制剂，对呼出气体中同位素标记CO2的排泄方式进行测定以及评定。在本发明的一个实施方案中，可将同位素标记CO2的排泄模式或由此所得的药代动力学参数与具有正常CYP2D6代谢能力的健康受试者中的对应排泄模式或参数进行比较的步骤。换言之，可通过，例如，将通过上述测定所得的同位素标记代谢物的排泄模式(排泄量和排泄速率随时间流逝的行为)，与使用相同方式测定的参考标准中同位素标记代谢物的排泄模式进行比较，在受试者中对CYP2D6相关代谢能力进行评定。更进一步地，替代，或除了同位素标记代谢物排泄方式之外，还要将曲线以下的面积(AUC)，排泄速率(特别的，起始排泄速率)，最大排泄浓度(Cmax)，δ13CO2的斜率作为时间函数的或剂量回收百分率作为时间函数的，在特定时间点上的相对基线的变数增量(DOB)或从所述受试者排泄模式(排泄量的转换曲线)获得的类似参数(优选为药代动力学参数)与参考标准的对应参数进行比较。在一个实施方案中，所述参考标准是在具有正常代谢能力的一个或多个健康受试者中观察到的排泄模式。
在一个实施方案中，CYP2D6相关的代谢能力可通过曲线以下的面积(AUC)得以确定，其是通过相对于摄入的13C标记的CYP2D6底物后的时间对y轴上呼出的13CO2量作图得到的。曲线以下的面积代表了所回收的累积的δ13CO2。
还可以根据以下等式将13CO2定量为δ13CO2(a.k.a.，DOB)：即δ13CO2等于(样本气体中的δ13CO2减去在摄入13C标记CYP2D6底物之前基线样本中的δ13CO2)，其中δ值是通过计算[(R样本/R标准)-1]×1000得到的，且“R”是在样本或标准中重与轻同位素(13C/12C)的比值。使用UBiT-IR300(Meretek Diagnostics，Lafayette，CO；13CO2尿素呼吸分析仪使用手册.Lafayette，CO：Meretek Diagnostics；2002；A1-A2)，通过IR光谱测定呼气样本中的13CO2(或14CO2)和12CO2。参见MeretekDiagnostics，Inc.Meretek UBiT-IR300：13CO2尿素呼吸分析仪使用手册.Lafayette，CO：Meretek Diagnostics；2002；A1-A2。
在呼吸样本中存在的13CO2的量可表述为相对基线的变数增量(DOB)，其代表了在13C-标记CYP2D6底物化合物摄入前后所收集呼吸样本中的13CO2/12CO2比率变化。
Figure S2006800126291D00411
可使用Amarri所述的等式确定在每个时间点将作为13CO2吸收或释放入呼吸中的13C标记CYP2D6底物化合物的量得以Amarri t al.，Clin Nutr.14：149-54(1995)。这些结果可表述为剂量回收百分率(PDR)。
可使用公式计算所述PDR：
其中13δ＝[Rs/RPDB-1]×103
Rs样本中13C：12C的比率
RPDB＝PDB中13C：12C的比率((国际标准PeeDeeBelemnite)＝0.0112372)
P是原子过量％
N是标记碳位置的数字
δt，δt+1，δ0分别是在时间t1，t+1和给药前的富集量
C是CO2产生率C＝300[mmol/h]*BSA
BSA＝w0.5378*h0.3963*0.024265(机体表面积)
w：重量(kg)
h：高度(cm)
Cmax是在13C-标记CYP2D6底物化合物之后所得呼吸曲线中的DOB最高值。
如上所述，通过对哺乳动物受试者给药本发明的制剂，测定从所述机体所排泄出同位素标记代谢物的排泄模式，并评定在所述受试者中所得的排泄模式，本发明提供了确定哺乳动物受试者CYP2D6相关代谢紊乱(即，医学疾病)的存在，不存在或程度的方法。在本方法的优选实施方案中，所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中稳定的同位素标记的CO2从所述机体中排泄出来的。
在一个实施方案中，本发明提供了选择对受试者进行预防或治疗性治疗的方法，通过(a)确定所述受试者的表型；(b)基于所述受试者的表型将该受试者分配至某一受试者类群；及(c)基于所述受试者类群选择进行预防或治疗性治疗，其中所述受试者类群(受试者类群I)含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平比CYP2D6相关代谢能力的参考标准水平低约至少10％。在所述方法的一个实施方案中，所述受试者类群(受试者类群II)含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平比CYP2D6相关代谢能力的参考标准水平高约至少10％。在所述方法的一个实施方案中，所述受试者类群(受试者类群III)含有两个或更多个体，所述个体表现出的CYP2D6相关代谢能力水平在CYP2D6相关代谢能力的参考标准水平约至少10％的范围内。具有PM或IM表型的受试者可被指定为受试者类群I，而具有EM或UM表型的受试者则可分别被指定为受试者类群III或II。
所选择的治疗性治疗可以是给药药物，选择药物剂量，以及选择药物给药的时间。
在一个实施方案中，通过对哺乳动物受试者给药13C标记的CYP2D6底物化合物；测定所述受试者呼出的13CO2；并根据所测定的13CO2确定CYP2D6相关的代谢能力，本发明提供了评定CYP2D6相关的代谢能力的方法。在所述方法的一个实施方案中，13C标记的底物选自：13C-标记的DXM；13C-标记的曲马多以及13C-标记的可待因。在所述方法的一个实施方案中，13C-标记的CYP2D6底物化合物是非侵入性给药的。在所述方法的一个实施方案中，13C-标记的底物化合物是经静脉或口服途径给药的。在所述方法的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过光谱测定的。在所述方法的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过红外光谱测定的。在所述方法的一个实施方案中，所述呼出的13CO2是通过质谱分析仪测定的。在所述方法的一个实施方案中，在至少三个时间段对呼出的13CO2进行测定从而产生了剂量反应曲线，并根据所述曲线以下的面积确定CYP2D6相关的代谢能力。在所述方法的一个实施方案中，在至少两种不同剂量的13C-标记的CYP2D6底物化合物条件下对所述呼出的13CO2进行测定。在所述方法的一个实施方案中，在至少以下所述时间点上对所述呼出的13CO2进行测定：t0，摄入13C-标记的CYP2D6底物化合物之前的时间；t1，13C-标记的CYP2D6底物化合物被吸收入受试者血流之后的时间；以及t2，在第一次清除期内的时间。在所述方法的一个实施方案中，所述CYP2D6相关的代谢能力是按照以下方程，根据在t1和t2时间点所计算出的δ13CO2的斜率来确定的，斜率＝[(δ13CO2)2-(δ13CO2)1]/(t2-t1)-其中δ13CO2是呼出13CO2的量。在本发明的另一个实施方案中，至少一种CYP2D6调节剂在给药13C标记的CYP2D6底物化合物之前被给药到受试者。在本发明的另一个实施方案中，用于本发明所述方法中的CYP2D6调节剂可以是CYP2D6酶活性的抑制剂或CYP2D6酶活性的诱导剂。总结于表3中的CYP2D6抑制剂可用于本发明的方法中。同样地，能够诱导CYP2D6的化合物，例如，利托那韦(Ritonavir)；胺碘酮(Amiodarone)；奎尼丁(Quinidine)；帕罗西汀(Paroxetine)；西米替丁(Cimetidine)；氟西汀(Fluoxetine)；地塞米松(dexamethasone)；以及利福平(Rifampin)也可以用于本发明的方法中。可以任意适合的剂量或时间间隔在给药13C标记CYP2D6底物化合物之前向受试者给药CYP2D6，从而在受试者中得出所希望的CYP2D6代谢能力的抑制或诱导/活化。
在一个实施方案中，本发明提供了通过选择包括在临床试验内的哺乳动物受试者来确定化合物能够预防或治疗医学疾病的效力的方法，其包括步骤：(a)向所述受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；(b)测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的代谢物排泄模式；及(c)将在所述受试者中所得的排泄模式与参考标准代谢模式进行比较；及(d)选择包括在临床试验中的受试者，其中所述受试者中排泄模式的类似性与所述标准基因排泄模式的排泄模式相类似。
本发明的方法可以是非侵入性的，只需要所述受试者进行呼吸检测。现有的检测不需要受过较高训练的技术人员来进行检测。所述检测可在安装有分析仪器(例如，UBiT-IR300)的全科医生办公室中进行。或者，所述检测可在使用者的家中进行，其中所述家庭使用者可将呼吸收集袋送交至参考实验室进行分析即可。
本发明的又一实施方案提供了确定CYP2D6相关代谢能力的试剂盒。所述试剂盒包括含有13C-标记的CYP2D6底物化合物(例如，13C-标记的DXM；13C-标记的曲马多以及13C-标记的可待因)；以及随底物提供的使用说明，其描述了如何在受试者中确定CYP2D6相关的代谢能力。13C-标记的CYP2D6底物化合物可作为片剂，粉末或颗粒，胶囊，或溶液提供。所述使用说明可通过使用曲线以下的面积，或通过斜率技术，或其他如上所述的药代动力学参数描述CYP2D6相关代谢能力的方法。所述试剂盒可包括至少三个呼吸收集袋。在所述试剂盒的一个实施方案中，所述试剂盒还含有CYP2D6调节剂。
C.选择本发明方法的临床应用
i.使受试者与标准参考群体相关
本发明的一方面涉及在上下文所述生物样本(例如，呼出的气体)中确定CYP2D6相关代谢能力的诊断分析，从而确定是否个体正受到疾病或病症的困扰，或有发展成与异常CYP2D6表达或活性相关病症的风险。为了降低在治疗所引起的临床反应与基因表达模式或表型之间的相关性，有必要在接受所述治疗的个体，即临床群体中获取其群体所表现出的临床反应的数据。这类临床数据可通过对临床实验结果的追溯分析获得。或者，可通过设计和实施一种或多种新的临床实验获得所述临床数据。对临床群体数据的分析可用于定义标准参考群体，其然后可以有效地区分适于进行临床实验登记的或选择治疗性治疗的受试者。优选地是，可根据所感兴趣医学疾病的存在，例如，CYP2D6PM表型，CYP2D6 IM表型，CYP2D6 EM表型或CYP2D6 UM表型，对包括在临床群体中的受试者进行分级。潜在受试者的分级可包括，例如标准体检或一种或多种例如本发明所述呼吸检测的测试。或者，受试者的分级可包括使用基因表达模式，例如，CYP2D6等位基因变异体(参见表4)。例如，基因表达模式可有效地被用作分级标准，其中在基因表达模式和表型或疾病易感性或严重型之间具有强烈的相关。ANOVA可用于检测具有差异的反应是否是由一种或多种可检测的性状或变量引起或与其相关的假设。包含共有基因表达模式谱和/或表型特征的受试者的这类标准参考群体也可用于本发明的方法中，从而与给定受试者中所测定的CYP2D6相关代谢能力水平或CYP2D6代谢物排泄模式进行比较。在一个实施方案中，根据测定的CYP2D6代谢物表达模式与在参考标准群体中所观察到的CYP2D6代谢物表达模式之间的相似性，可将受试者被分为或指定为特定的基因型群体或表型类群。本发明的所述方法可用作诊断方法，从而鉴定出在临床反应和基因型或单倍型(单倍体对)与CYP2D6基因或CYP2D6表型之间的关联。此外，本发明的所述方法可有效地用于确定哪些个体会对治疗具有或不具有反应，或者哪些会具有较低水平的反应从而要求更多的治疗，即更大剂量的药物。
ii.监测临床效力
本发明的所述方法可用于监测制剂(例如，药物，化合物)对CYP2D6相关代谢能力的表达或活性产生的影响，并可应用于基本药物筛选和临床实验中。例如，可在表现出CYP2D6相关代谢能力降低的受试者的临床实验中监测由本发明CYP2D6表型分析所确定的所述制剂对于CYP2D6相关代谢能力增加的有效性。或者，可在表现出CYP2D6相关代谢能力增加的受试者的临床实验中监测由本发明CYP2D6表型分析所确定的所述制剂对于CYP2D6相关代谢能力降低的有效性。
或者，可使用本发明所述的CYP2D6表型分析在临床实验中测定制剂对于CYP2D6相关代谢能力的影响。通过这种方式，使用本发明所述方法测定的CYP2D6代谢物表达模式可用作基准，说明所述受试者对于所述制剂产生的生理反应。因此，可在使用制剂治疗受试者之前，以及治疗过程中的若干点上确定所述受试者的反应状态。
以下实施例的呈现是为了更完整地说明本发明的优选实施方案。这些实施例不应以任何方式被解释为对本发明范围的限制，正如所附权利要求所定义的那样。
实施例
实施例1使用本发明的13CO2呼吸检测方法通过右美沙芬(DXM)的代谢能力对人类受试者进行分类
半合成的麻醉剂DXM是一种能从多种非处方药物中获得的镇咳药，其可有效地缓解由感冒，流感或其他疾病引起的无痰干咳性咳嗽。DXM的作用主要是升高咳嗽的阈值。在推荐治疗咳嗽的剂量上(1/6-1/3盎司药量，含有15mg-30mg DXM)，该药物是安全和有效的。在高得多的剂量上(4盎司或更多)，DXM能够产生与PCP和克他命类似的分离麻醉(disassociative)效果。DXM代谢是遗传多态性的，与可待因代谢类似。CYP2D6介导DXM-O-13CH3的O-脱甲基化，如下文所详述。
Figure S2006800126291D00471
右美沙芬                          右吗喃
除了遗传因素，在给定底物的生物转化过程中，个体受试者的明显表型以及CYP2D6的总体显著性都受到备选代谢途径数量重要性的影响(Abdel-Rahman等，Drug Metab.Disposit，27(7)：770-775(1999))。例如，由CYP2D6，药理抑制剂优选代谢的试剂可以修饰酶的活性，使得在底物代谢量级的变化可以模拟遗传确定弱代谢者中的情况(即，来自于强代谢者与弱代谢者表型中的明显改变)。使用CYP2D6的抑制剂，共给药的CYP2D6底物的代谢可在分级为强代谢者的群体中变化近93％(Brosen等，Eur.J.Clin.Invest.，36：537-547(1989))。这样的相关作用可以降低将前药代谢转变为其活性部分所需的代谢效率，或者，可导致对CYP2D6底物产生毒性，所述底物具有较窄治疗指数。非侵入性的诊断/治疗性诊断检测，例如，呼吸检测，可有效地用于在个体受试者中评定CYP2D6的代谢状态。
本研究采用了本发明的13CO2呼吸检测方法，根据个体人类受试者代谢DXM-O-13CH3的能力对其进行了分类(即，志愿者1和2)。简言之，禁食8-12h之后正常人类受试者摄入2片Alka seltzer金片剂(BayerHealthcare)。所述片剂抑制了胃灼热和/或胃酸过多，且每一片都含有1000mg柠檬酸，344mg碳酸氢钾，1050mg碳酸氢钠(热处理的)，135mg钾，309mg钠，以及其他成分，例如硬脂酸镁和甘露醇。由于在具有胃灼热和/或胃酸过多的受试者中药物吸收是比较慢的，所以，对这样的受试者而言，即使具有正常的代谢，也可能被误诊为其对检测药物具有较慢的代谢(作为EM，IM或PM)。因此，给药所述片剂是为了消除在口服给药13C-标记CYP2D6底物化合物(例如，DXM)时产生的“个体吸收差异”。
在摄入Alka seltzer金片剂30分钟之后，所述受试者摄入75mgDXM-O-13CH3。在摄入药物之前收集呼吸样本，然后在摄入DXM-O-13CH3之后以每5分钟的时间点直至30分钟，以每10分钟的间隔直至90分钟，之后以每30分钟的间隔至120分钟收集呼吸样本。两个志愿者DXM-O-13CH3呼吸检测的呼吸曲线(DOB对于时间(图A)以及PDR对于时间(图B))如图1所示。志愿者1是具有CYP2D6*1/*1基因型的强DXM代谢者(EM)。CYP2D6*1/*1基因型具有以纯合子或杂合子形式存在的CYP2D6*1A-CYP2D6*1XN等位基因中的任意等位基因，并根据正常的CYP2D6酶活性而具有正常的CYP2D6代谢能力。志愿者2是具有*5等位基因，基因缺失的弱DXM代谢者(PM)(由Leeder等，CMH，Kansas City，MO惠赠)。换言之，志愿者2在全部CYP2D6基因组中都是缺陷型的，并且在志愿者2中，CYP2D6酶彻底不能合成(没有DXM代谢能力)(对应于表4中的CYP2D6*5)。本研究证明了在特定时间点上的DOB或PDR值都可有效地将EM(两种或更多种等位基因)与PM(零或一个等位基因)区别开来。
由于质谱检测可被红外光谱所替代，与现有的表型鉴定方法相比，使用13CO2呼吸检测进行的DXM-O-13CH3表型鉴定方法具有若干潜在的优势。除了将DXM用作CYP2D6活性探针的安全性和已证明的实用性，所述呼吸检测还提供了在医生办公室或配有相对便宜设备(UBiT-IR300红外分光光度计；Meretek)的其他保健场所可在较短的时间阶段(DXM给药后1小时或更短)以及直接地确定表型。
实施例2使用本发明的13CO2呼吸检测方法通过曲马多的代谢能力对人类受试者进行分类
可待因的合成类似物(+/-)-曲马多，是一种中枢镇痛剂，其对选定的受体，例如，Mu阿片受体具有较低的亲和性。(+/-)-曲马多是两种对映体的外消旋混合物，其中每一种都对各种受体具有不同的亲和性。(+)-曲马多是容易接受Mu受体的激动剂，并可偏向地抑制血清素(seratonin)重摄取，而(-)-曲马多则主要抑制去甲肾上腺素重摄取。这两种对映体的作用是既互补又协同的，从而导致了(+/-)-曲马多的镇痛效果。
在哺乳动物中，(+/-)-曲马多被转化为O-脱甲基化的代谢物，称为“M1”，即，O-去甲基曲马多。曲马多的M1代谢物比其母体药物对阿片受体具有更高的亲和性。M1衍生物的产生速率受到CYP2D6酶活性的影响。CYP2D6可将(+/-)-曲马多转化为M1，伴随着二氧化碳的释放，其能够从受试者的机体排泄至呼出的气体中。
Figure S2006800126291D00491
曲马多-13C                       O-去甲基曲马多(M1)
如上所述，除了遗传因素，在给定底物的生物转化过程中，个体受试者的明显表型以及CYP2D6的总体显著性都受到备选代谢途径数量重要性的影响(Abdel-Rahman等，Drug Metab.Disposit，27(7)：770-775(1999))。这样的相关作用可以降低将前药转变为其活性部分所需的代谢效率，或者，可导致对CYP2D6底物产生毒性，所述底物具有较窄治疗指数。(+/-)-曲马多是在成人和儿童对于中等和剧烈疼痛有效的药剂。潜在的问题包括CYP2D6缺乏，其可导致临床后果(约30％的痛觉丧失来自于M1代谢物)。(+/-)-曲马多在强代谢者中效果更好。非侵入性的诊断/治疗性诊断检测，例如，呼吸检测，可有效地用于在个体受试者中评定CYP2D6的代谢状态。
本研究采用了本发明的13CO2呼吸检测方法，根据个体人类受试者代谢(+/-)-曲马多-O-13CH3的能力对其进行了分类(即，志愿者1和2)。简言之，禁食8-12h之后正常人类受试者摄入2片Alka seltzer金片剂(Bayer Healthcare)。在摄入Alka seltzer金片剂30分钟之后，所述受试者摄入75mg(+/-)-曲马多-O-13CH3(～1.5mg/kg体重)。在摄入(+/-)-曲马多-O-13CH3之前收集呼吸样本，然后在同位素摄入之后以5分钟时间点直至30分钟，以10分钟间隔至90分钟，以30分钟间隔直至150分钟收集呼吸样本。两个志愿者(+/-)-曲马多-O-13CH3呼吸检测的呼吸曲线(DOB对于时间(图A)以及PDR对于时间(图B))如图2所示。志愿者1是具有CYP2D6*1/*1基因型的强(+/-)-曲马多代谢者(EM)。志愿者2是具有*5等位基因，基因缺失的弱(+/-)-曲马多代谢者(PM)(由Leeder等，CMH，Kansas City，MO惠赠)。本研究证明了在特定时间点上的DOB或PDR值都可有效地将EM(两种或更多种等位基因)与PM(零或一个等位基因)区别开来。
由于质谱检测可被红外光谱所替代，与现有的表型鉴定方法相比，使用13CO2呼吸检测进行的(+/-)-曲马多表型鉴定方法具有若干潜在的优势。除了将(+/-)-曲马多用作CYP2D6活性探针的安全性和已证明的实用性，所述呼吸检测还提供了在医生办公室或配有相对便宜设备(UBiT-IR300红外分光光度计；Meretek)的其他保健场所可在较短的时间阶段((+/-)-曲马多给药后1小时或更短)以及直接地确定表型。
实施例3呼吸检测方法
在本发明所述呼吸检测方法的一个实施方案中，在过夜禁食(8-12h)之后，在约10-15秒的时间段内，受试者摄入下13C标记的CYP2D6底物化合物(0.1mg-500mg)。在摄入13C标记的CYP2D6底物化合物之前收集呼吸样本，然后在同位素标记底物摄入之后以5分钟间隔直至30分钟，以10分钟间隔至90分钟，以30分钟间隔至150分钟收集呼吸样本。通过使受试者在向样本收集袋呼气之前短暂地屏住呼吸3秒钟来收集呼吸样本。然后在UBiT IR-300分光光度计(Meretek，Denver，Colo.)上分析所述呼吸样本，从而在呼气呼吸中确定13CO2/12CO2的比率，或送至参考实验室。
实施例4
在呼吸检测的一个实施方案中，在过夜禁食(8-12h)之后，在三位受试者(志愿者1，2和3)摄入溶解于水的另一份Alka Seltzer片剂以及DXM-O-13CH3(75mg)之前15-30分钟，先摄入溶解于水的Alka Seltzer片剂。在服药之前，以及在并在摄入DXM-O-13CH390分钟之后5，10，15，20，25，30分钟，然后以10分钟间隔至60分钟，收集呼吸样本。三个志愿者对DXM-O-13CH3呼吸检测所得的呼吸曲线(DOB与时间(图A))以及PDR与时间的关系(图B)如图3所示。志愿者1，2，和3分别是具有CYP2D6*1/*1基因型的强DXM代谢者(EM)，具有*5等位基因，基因缺失(CYP2D6*5基因型)的弱DXM代谢者(PM)和中等代谢者(IM；CYP2D6*1/*4基因型)。志愿者3的基因型(CYP2D6*1/*4基因型)是含有如表4中所示CYP2D6*1A-CYP2D6*1XN等位基因中的一个等位基因以及如表4中所示CYP2D6*4A-CYP2D6*4X2等位基因中的另一个等位基因。在CYP2D6中，等位基因*1具有正常的CYP2D6活性，而等位基因*4则丧失了其活性，因此作为整体的CYP2D6*1/*4只具有CYP2D6活性的一半。
本研究证明了在特定时间点上的DOB或PDR值都可以有效地将EM，PM和PM区别开来。换言之，所述实施例证明了本发明的呼吸检测可被应用于对具有介于EM和PM之间CYP2D6酶活性水平的受试者(IM)进行诊断。
本发明并非局限于旨在对本发明的单个方面进行单独说明的本发明所述特定实施方案之内。正如对本领域所属技术人员显而易见的，可以在不偏离其精神和范围的基础上对本发明进行诸多修饰和变化。根据上文的描述，除了在本说明书中所列举的，在本发明范围之内的功能等价方法和装置对本领域所属技术人员而言都应该是显而易见的。这类修饰和变化也落在所附权利要求的范围之内。本发明仅受到所附权利要求，以及所述权利要求所赋予等同变化全部范围的限制。

Claims (35)

1.用于确定细胞色素P450 2D6同工酶-相关代谢能力的制剂，其含有作为活性成分的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物，其中至少一个碳或氧原子被同位素标记，其中所述制剂能够在对哺乳动物受试者给药之后产生同位素标记的CO2。
2.权利要求1所述的制剂，其中所述同位素是选自13C；14C和18O中的至少一种同位素。
3.用于确定细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括向哺乳动物受试者给药权利要求1的制剂，并测定从所述受试者机体所排泄出的同位素-标记的代谢物的排泄模式的步骤。
4.权利要求3所述的方法，其中所述同位素标记的代谢物是作为呼出气体中同位素标记的CO2从机体排泄出来的。
5.用于确定哺乳动物受试者的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括向所述受试者给药权利要求1的制剂，测定从所述受试者机体所排泄出的同位素-标记的代谢物的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。
6.权利要求5所述的方法，其包括向所述哺乳动物受试者给药权利要求1的制剂，在呼出气体中测定同位素-标记的CO2的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得CO2排泄模式的步骤。
7.权利要求5所述的方法，其包括向所述哺乳动物受试者给药权利要求1的制剂，测定同位素-标记的代谢物的排泄模式，并将在所述受试者中所得的排泄模式或由此所得的药代动力学参数与具有正常细胞色素P450 2D6同工酶-相关代谢能力的健康受试者的对应排泄模式或参数进行比较的步骤。
8.用于确定哺乳动物受试者的细胞色素P450 2D6同工酶-相关的代谢紊乱存在、不存在或程度的方法，其包括向所述受试者给药权利要求1的制剂，测定从所述受试者机体所排泄出同位素-标记代谢物的排泄模式，以及评定在所述受试者中所得排泄模式的步骤。
9.选择对受试者进行预防或治疗性治疗的方法，其包括：
(a)确定所述受试者的表型；
(b)基于所述受试者的表型将该受试者分配至某一受试者类群；及
(c)基于所述受试者类群选择进行预防或治疗性治疗，其中所述受试者类群包括两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平比细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平低至少约10％。
10.权利要求9所述的方法，其中所述受试者类群包括两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平比细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平高至少约10％。
11.权利要求9所述的方法，其中所述受试者类群包括两个或更多个体，所述个体表现出的细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力水平处于细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的参考标准水平的至少约10％的范围内。
12.权利要求9所述的方法，其中所述治疗选自给药药物，选择药物剂量，以及选择药物给药的时间安排。
13.用于评定细胞色素P450 2D6同工酶相关代谢能力的方法，其包括如下步骤：向哺乳动物受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；测定由所述受试者呼出的13CO2；以及根据所测定的13CO2确定细胞色素P450 2D6同工酶相关的代谢能力。
14.权利要求13所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P4502D6同工酶底物化合物选自：13C-标记的右美沙芬；13C-标记的曲马多；以及13C-标记的可待因。
15.权利要求13所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P4502D6同工酶底物化合物是非侵入性给药的。
16.权利要求13所述的方法，其中所述13C-标记的细胞色素P4502D6同工酶底物化合物是静脉内或口服给药的。
17.权利要求13所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过光谱法测定的。
18.权利要求13所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过红外光谱法测定的。
19.权利要求13所述的方法，其中所述呼出的13CO2是通过质谱分析仪测定的。
20.权利要求13所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而产生剂量反应曲线，并根据该曲线以下的面积确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢活性。
21.权利要求20所述的方法，其中在13C-标记的细胞色素P4502D6同工酶底物化合物的至少两种不同剂量下对所述呼出的13CO2进行测定。
22.权利要求13所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而计算出相对基线的变数增量(DOB)，并根据该DOB确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢活性。
23.权利要求22所述的方法，其中在13C-标记细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物的至少两种不同剂量下对所述呼出的13CO2进行测定。
24.权利要求13所述的方法，其中在至少三个时间段对所述呼出的13CO2进行测定从而计算出剂量回收百分率(PDR)，并由所述PDR确定所述细胞色素2D6同工酶相关的代谢活性。
25.权利要求24所述的方法，其中在13C-标记细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物的至少两种不同剂量下对所述呼出的13CO2进行测定。
26.权利要求13所述的方法，其中在至少以下时间点对所述呼出的13CO2进行测定：t0，摄入13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物之前的时间；t1，13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物被吸收入受试者血流之后的时间；以及t2，在第一次清除期内的时间。
27.权利要求26所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6同工酶相关的代谢能力是从按照以下方程式在t1和t2时间点所计算出的δ13CO2的斜率来确定的，斜率＝[(δ13CO2)2-(δ13CO2)1]/(t2-t1)-其中δ13CO2是呼出的13CO2的量。
28.权利要求13所述的方法，其中在给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物之前，向所述受试者给药至少一种细胞色素P450 2D6同工酶调节剂。
29.权利要求28所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6调节剂是细胞色素P450 2D6抑制剂。
30.权利要求28所述的方法，其中所述细胞色素P450 2D6调节剂是细胞色素P450 2D6诱导剂。
31.为了确定化合物预防或治疗医学疾病的效力，选择包括在临床试验内的哺乳动物受试者的方法，其包括步骤：
(a)向所述受试者给药13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；
(b)测定从所述受试者机体所排泄出的同位素-标记的代谢物的代谢物排泄模式；以及
(c)将在所述受试者中所得的代谢物排泄模式与参考标准代谢模式进行比较；
(d)基于所得的代谢物排泄模式，根据选自如下的的代谢表型，对所述受试者进行分类：弱代谢者，中等代谢者，强代谢者以及超快代谢者；以及
(e)选择在步骤(d)中被分作强代谢者的受试者包括在临床试验内。
32.权利要求31所述的方法，其中从所述受试者机体排泄出的同位素标记的代谢物是所述呼出气体中的同位素-标记的CO2。
33.试剂盒，其含有13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物；以及随底物提供的使用说明，其描述了如何在受试者中确定13C-标记的细胞色素P450 2D6同工酶底物化合物的代谢。
34.权利要求33所述的试剂盒，还包括至少三个呼吸收集袋。
35.权利要求33所述的试剂盒，还包括细胞色素P450 2D6调节剂。
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