CN103702672B - 用于预防和治疗糖尿病、低血糖症及相关病症的胰岛素和铬组合物 - Google Patents

Abstract

包含铬和胰岛素和/或铬-胰岛素络合物的组合物，其制备方法，及其在预防和治疗低血糖症和低血糖症相关病况中的用途。该组合物可以多种方式给药，包括经肠胃外、经鼻内和经口给药。所述组合物稳定血糖水平，并且与单独使用铬和胰岛素相比具有协同作用。

Description

用于预防和治疗糖尿病、低血糖症及相关病症的胰岛素和铬组合物

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年3月递交的名称为“预防和治疗低血糖症及相关病症的方法和组合物”的美国临时专利申请第61/448,134号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

发明背景

发明领域

本文公开的实施方案涉及用于治疗和预防低血糖症和低血糖症相关病况(例如源于胰岛素给药)的组合物，以及制备和使用其的方法。还提供了给予胰岛素和治疗糖尿病的改善的方法。

发明背景

葡萄糖代谢相关的疾病和病症

许多疾病和病症(在病因学上或在其他方面)都与葡萄糖代谢的损害、改变或异常有关。这些疾病和病症包括，但不限于：糖尿病(高血糖症)、低血糖症、心血管代谢综合征、阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏病、癫痫、局部缺血、帕金森氏症、健忘症、痴呆症、轻度认知障碍(MCI)、注意力缺陷多动障碍（ADHD）、肌萎缩侧索硬化症(ALS)、和脑外部损伤。

低血糖症

术语低血糖症字面意思是指“低血糖”。低血糖症包括血糖水平不大于约60mg/dL的状态，但不限于该血糖水平。例如，当由于糖尿病等而处于高血糖的人注射胰岛素或给予抗糖尿病药剂时经历血糖水平降低，或当健康个体由于饥饿或费力的运动而发生血糖水平迅速降低，甚至在约100mg/dL时也可能出现与低血糖症类似的状况。低血糖症通常因糖尿病治疗(例如胰岛素给药)的副作用而引起。然而，低血糖症也可能源于其他药物或疾病，激素或酶缺陷，或肿瘤。此外，低血糖症也可能源于摄入大量碳水化合物的长期习惯、过量摄入酒精，以及在饮食不足的状态下长时间连续过量运动。糖尿病治疗或其他药物诱发的低血糖症尤其危险，然而，相比其他原因的低血糖症，其导致严重病症的可能性更高。

低血糖症相关的病症和低血糖症相关的并发症是指由于低血糖引起的病况或并发症，如胰岛素诱发的脑组织损伤等。当血液中血糖水平下降并伴随脑中血糖水平下降时，低血糖症相关的病症和低血糖症相关病况可能发生，从而导致疲乏、全身不适、沮丧、心神不宁、神经过敏、哆嗦、头疼、无力、出冷汗和心慌，还会引起知觉受损和昏迷，严重时还会导致死亡。

糖尿病

已知糖尿病影响至少1千万美国人，并且可能还有上百万人不知道其患有糖尿病。糖尿病是美国第6大导致死亡的原因，1997年的死亡人数超过193,000。糖尿病是胰脏无法释放出能够控制血糖水平的胰岛素水平的疾病状况。糖尿病分为两类。第一种类型是胰岛素依赖性的糖尿病(1型)，通常出现在年轻人中。主要由于自身免疫破坏，胰脏的胰岛细胞停止产生胰岛素。1型糖尿病的标准治疗是给予胰岛素。1型糖尿病患者占总糖尿病患者中的少数(达总糖尿病人群的10%)。第二种类型的糖尿病(2型)是非胰岛素依赖性糖尿病，其由胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足综合导致。这是西方社会最普通类型的糖尿病。世界各国近8%的成年人患有2型糖尿病，包括美国，并且由于继发性胰脏衰竭这些患者中约30%的人在其一生中的某个时间需要使用胰岛素。

美国糖尿病协会(ADA)、世界卫生组织(WHO)和日本糖尿病协会最经公布了新的糖尿病诊断标准，其考虑了临床和流行病学研究的成果。根据这些标准，当一个人被观察到任何以下血糖水平时归类为糖尿病：空腹血糖>126mg/dL;随机血糖>200mg/dL;或75g口服糖耐量测试(OGTT)两小时后血糖>200mg/dL(DiabetesCare20:1183(1997);DiabetMed15:539(1998);以及Diabetes42:385(1999))。

1型糖尿病人和许多2型糖尿病人必须一天多次给予胰岛素来控制其血糖浓度，因为他们的胰脏不能产生维持葡萄糖代谢所需的足够胰岛素。给予适当胰岛素剂量的目的是维持血糖浓度接近生理学标准，其为每升血液中约1g葡萄糖，或100mg/dL。如果给予的胰岛素不足，血糖水平可能会达到高血糖的水平而导致对健康不利的并发症。相反，如果给予了过多的胰岛素，血糖水平可能会下降到明显低于正常水平，产生称为低血糖症的严重急性病况。对于糖尿病患者来说了解他或她对胰岛素的当前需要是个问题，糖尿病患者低于适当的血糖正常目标100mg/dL的二分之一或三分之一也不常见。如管理不当，个体的血糖可能会在不到1小时内由高血糖症转变为低血糖症，或相反。低血糖症如不加以处理，会导致癫痫、脑损伤、昏迷或死亡。因此，人们需要以胰岛素来控制血糖水平的改善的方法。

脑部葡萄糖代谢/转运蛋白以及相关疾病和病症

血糖体内平衡对于能量产生、神经元维护、神经形成、神经递质调控、细胞存活和突触可塑性很关键。葡萄糖是哺乳动物脑的主要能量来源，在认知功能上起着关键作用。

将葡萄糖从血液递送至脑部，需要其运输穿过血脑屏障内皮细胞，并穿过神经元和神经胶质的质膜，其由易化葡萄糖转运蛋白来介导。易化葡萄糖转运由紧密相关的葡萄糖转运蛋白(GLUT)家族中一个或多个成员来介导。至今GLUT家族中已有13个成员得到描述。组织特异性葡萄糖转运蛋白在器官之间分配葡萄糖，从而维持脑部葡萄糖的浓度。在脑部葡萄糖代谢中发挥作用的两种主要的葡萄糖转运蛋白异构体为GLUT-1和GLUT-3。GLUT-1是在血脑屏障、脉络丛、室管膜和神经胶质中的主要转运蛋白，GLUT-3是神经元的葡萄糖转运蛋白。另一方面，GLUT-4携带葡萄糖穿过肌肉和脂肪细胞的细胞膜。

作为葡萄糖摄取的调节器，胰岛素由胰脏分泌。胰岛素将葡萄糖分配给肌肉和脂肪。下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、交感神经系统(SNS)和血管内皮生长因子将葡萄糖分配给脑部。来自脑部以及来自肌肉和脂肪的反馈途径都与葡萄糖分配和外源葡萄糖供给的调控有关。而且，胰岛素能够穿过血脑屏障(BBB)到达神经元和神经胶质细胞，并对葡萄糖代谢发挥区域特异性效果。葡萄糖消耗增加导致从血液到脑部的葡萄糖净运输增加。已经表明，胰岛素诱发的低血糖症增加脑部GLUT-1&GLUT-3水平。(Ueharaetal.(1997)Am.J.Physiol.272:E716-E719)。因此，胰岛素间接影响运输而不作用于运输机制。已有人提出，胰岛素作用的一部分可能在脑外组织通过血液中氨基酸平衡的变化来发生(Reaganetal.(1999)Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.276:E879-E886)。

GLUT-1促进葡萄糖穿过血脑屏障的运输。GLUT-1表达水平为胰岛素依赖性的。当然，GLUT-1取决于有效的血管功能调节蛋白，如血管内皮生长因子(VEGF)、垂体反调节激素。HPA-轴过度活动导致代谢异常如向心性肥胖、高血糖症、血脂异常症和高血压，其为代谢综合征在临床上熟知的方面。由于基本葡萄糖摄取的增加，GLUT-1在骨骼肌中的过表达与乳酸盐和糖原的明显增加有关，而且葡萄糖流的增加带来了GLUT-4对胰岛素和其他刺激如缺氧和收缩运动的激活的抵抗(Katsumataetal.(1999)FASEBJ.11:1405-13)。

作为神经元特异性的葡萄糖转运蛋白，GLUT-3仅负责将葡萄糖递送至中枢神经系统的神经元中。GLUT-3mRNA广泛表达于脑部中，包括海马体的锥体神经元、齿状回的颗粒神经元和脑皮层。

脑特异性激酶1和2(BRSK1/2)是AMP-激活的蛋白激酶，(AMPK)-相关的激酶在哺乳动物的前脑中高度表达。AMPK的激活对于引导将存在于骨骼肌中的胰岛素-依赖性葡萄糖转运蛋白GLUT-4补充至质膜起着重要(尽管不是唯一)的作用。AMPK激活GLUT-4转移至骨骼肌中质膜的能力，是通过不同于由胰岛素激活的机制发生的，胰岛素和AMPK一起的作用是加成作用。除了其调控GLUT-4的作用，资料表明AMPK通过GLUT-1调控葡萄糖的运输。

脑部中改变的葡萄糖代谢与各种疾病状态相关，包括但不限于，阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏病、癫痫、局部缺血、健忘症和脑外损伤。据认为葡萄糖转运蛋白的表达与改变的葡萄糖代谢有关。慢性高血糖症在脑部中的mRNA和蛋白质水平上下调了GLUT-1和GLUT-3表达，其并非由于微血管密度降低(Houetal.(2007)ChinMedJ(Engl).120(19):1704-1709)。GLUT-1和GLUT-3表达的下调可能是身体为了防止过量葡萄糖进入细胞而导致细胞损伤的适应性反应。研究表明，慢性应激在海马体中产生了分子的、形态上和超结构的变化，其伴随有认知功能障碍。而且，在胰岛素抵抗、痴呆症、认知障碍和阿尔茨海默氏症中，存在对胰岛素敏感度降低而导致高胰岛素血症。胰岛素的中毒水平对神经元的功能和存活有负面影响，而外周胰岛素浓度升高急剧增加其脑脊液(CSF)浓度。外周高胰岛素血症与淀粉样β肽(Aβ)异常移除以及由增大的cdk5和GSK3β活性引起的tau过度磷酸化增加相关。这导致引发神经退行性表型和认知功能下降的细胞级联反应(cascades)。

在阿尔茨海默氏症中，葡萄糖代谢降低并与最受影响的区域前脑皮层和海马体中的脑部微血管内GLUT-1蛋白的量的降低相关。(Kalariaetal.(1989)J.Neurochem.53:1083-1088)。同样，也有报道在阿尔茨海默氏症患者脑部中的GLUT-3水平降低。(Simpsonetal.(1994)Ann.Neurol.35:546-551)。

研究表明，称为轻度认知障碍(MCI)的病况代表有前驱症状的阿尔茨海默氏症，并且如果早期诊断则意味着最佳药学干预机会。用于诊断MCI的临床标准为Petersen等人(ArchNeurol(1999)56:303-308)的那些，并包括：由被调查者确证的记忆抱怨；由于年龄和教育的客观性记忆障碍；正常的普通认知功能；日常生活的完整活动；以及所述个体不符合痴呆症的标准。

亨廷顿氏病是神经退行性病症。该疾病早期阶段的特征为性格、认知或身体技能的细微变化。最具特征的初始身体症状是舞蹈病，其特征为不平稳的随机且无法控制的运动。舞蹈病通常最初表现为全身躁动、稍微不经意地开始的动作或不完整的动作、不协调、或慢扫视眼动。随着病症的发展，出现症状如僵直、重复性动作或异常姿势。这些症状被看做该疾病的开始发作阶段，并逐渐变成明显的身体症状。青少年亨廷顿氏病与这些症状的不同在于，其通常发展得更快，且舞蹈病如果表现出来则以短暂的僵直为明显症状。另外癫痫是青少年亨廷顿氏病的常见症状。在亨廷顿氏病中，在脑部尾状突中的GLUT-1和GLUT-3水平降低。(Gamberinoetal.(1994)J.Neurochem.63:1392-1397)。在具有患亨廷顿氏病风险的有症状和临床上无症状个体中均有报道其尾状突中的葡萄糖代谢降低。(Mazziotta,etal.(1987)NewEnglandJ.Med.316:357-362)。

至少部分由于在血脑屏障内皮细胞中GLUT-1表达降低，癫痫病人脑部中葡萄糖运输也降低了(Cornford,etal.(1998)Ann.Neurol.43:801-808;Cornfordetal.(1998)J.Neuropathol.Exp.Neurol.54:842-851)。

先天癫痫在1型糖尿病人群中的发病率高于较大人群(Hannonenetal.(2003)DevelopmentalMedicine&ChildNeurology45:4:262-268)。从该结果推导出的含义可以几种方式解释。糖尿病可能部分地导致先天性普通癫痫，或这两种病症可能有不同的发作年龄。包括高血糖症、轻微高渗透压和低钠血症的代谢异常会加剧在局部脑损伤区域的持续性不全癫痫的发展。枕叶癫痫和偏盲可由高血糖症引起，并可能伴随有特别的MRI和VEP表现(findings)。由缺血性高血糖症前期导致的癫痫和迟发性神经元损伤发病率的增加对应于皮质脂酮的水平而非血糖水平，表明了在预测脑缺血性损伤方面皮质脂酮的预后价值大于葡萄糖。

GLUT-1缺陷综合症是主要影响脑部的病症。受影响的个体通常在其生命中的头几个月就开始患有癫痫。患有GLUT-1缺陷综合症的婴儿出生时头部大小正常，但是脑部和头骨的生长通常很缓慢，严重情况下导致异常的小头形(小头畸形)。患有GLUT-1缺陷综合症的个体通常表现为发育延迟或智力残疾。GLUT-1缺陷综合症也与其他神经学问题有关，如由肌肉异常紧张导致的僵直(痉挛)、运动协调困难(运动失调)和言语困难(发音困难)。有些人经历有混乱发作、无神(嗜睡)、头疼、肌肉抽搐(肌阵挛)或无意识不规则眼动，尤其是在餐前。

与脑部葡萄糖代谢和运输相关疾病和病症有关的其他标志物包括Nrf2(核因子网织红细胞2相关因子2)、GFAP(胶质原纤维酸性蛋白)和HNE(4-羟基壬烯酸)。

Nrf2(核因子网织红细胞2相关因子2)是多重细胞保护蛋白调节因子。Nrf2是正面调节维持细胞氧化还原平衡并保护细胞免于氧化损害的的转录程序的转录因子(Rangasamyetal.(2004)JClinInvest114:1248)。Nrf2通过特异性结合至存在于其靶基因启动子中的抗氧化反应元件(ARE)来激活这些靶基因的转录。Nrf2水平降低与高脂肪饮食有关，并已经表明会导致氧化应激和认知障碍。(Morrisonetal.(2010)J.Neurochem.114:1581-1589)。

GFAP(胶质原纤维酸性蛋白)是神经元损伤的标志物。GFAP是几乎仅存在于星形胶质细胞中的中间丝蛋白，在成人中所述星形胶质细胞控制GFAP的表达水平。星形胶质细胞是执行多种结构和代谢功能的主要类型神经胶质细胞，如加工神经递质、控制胞外离子水平、调节神经生长的方向和量、维持血脑屏障和参与免疫反应。当星形胶质细胞在事件如年龄变老期间由休眠状态转变为进行加工的反应状态时，GFAP表达被上调。已经表明在阿尔茨海默氏症患者脑部组织和脑脊液中的GFAP水平增加，这意味着反应性星形胶质细胞可能加剧阿尔茨海默氏症的神经病理(Wallinetal.(1996)Dementia7:267)。在阿尔茨海默氏症患者脑部中，突触的丧失与GFAP阳性星形胶质细胞数目的增加有关。而且，这种突触的丧失看上去与反应性星形胶质细胞聚集程度有关(Brunetal.(1995)Neurodegeneration4:171)。GFAP是由神经胶质过多症导致的神经胶质疤痕的主要组分，神经胶质疤痕还会干扰随后的神经再支配。

HNE(4-羟基壬烯酸)是氧化应激的标志物，其与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症有关。在阿尔茨海默氏症患者脑部中已经检测到HNE水平的升高(Markesberyetal.(1999)BrainPathol9(1):133-46;Sayreetal.(1997)JNeurochem68(5):2092-2097)。HNE是在膜脂多元不饱和脂肪酸的氧化过程中产生的α,β-不饱和醛。其为膜过氧化反应的主要产物之一，并被认为是在氧化应激下观察到的细胞毒性作用的主要原因。HNE表现出可变的副作用如抑制DNA、RNA和蛋白合成，干扰某些酶活性并诱导热休克蛋白(Yoritakaetal.(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.USA93:2696-2701)。

帕金森氏症是影响脑中部一个小区域细胞(称为黑质)的渐进式病症，其男性中的发病率略高于女性。其也被称为颤动麻痹或震颤麻痹，是主要侵袭年龄50-69岁人群的中枢神经系统病症。约千分之一的人群患有该病。帕金森氏症一个已经原因是由于正常产生多巴胺的细胞退化和死亡，多巴胺是脑部中信息传递必需的化学物质。这导致多巴胺的缺乏，并进而可能导致帕金森氏症的症状。其常见症状包括颤动、肌肉僵直(僵硬)、运动缓慢(动作迟缓)和失去平衡(姿势失衡)。帕金森氏症是一种最常见的伴随有癫痫、中风和痴呆症的神经性病况。该疾病的自然病史以从疾病发作开始发展10-15年的速度导致残疾，患者之间有些差异。而且，就帕金森氏症本身，该病导致的残疾通常带来致命的感染如呼吸道、肺炎和尿道感染。

帕金森氏症通常分为三种不同类型。通常称为帕金森氏症的震颤麻痹是最常见的帕金森氏症形式，占约75%的患者病例，且其起因或原因未知。第二种类型的帕金森氏症由药物和毒素导致，其包括一氧化碳、锰和名为MPTP(甲基-苯基四氢吡啶)的化学物质。第三种类型的帕金森氏症称为血管帕金森氏症，其可能是由损坏产生多巴胺的脑部细胞的多次小中风引起的。

临床上ADHD是指相对常见的综合征(流行病学研究表明，普通人群中ADHD的发病率为2-10%)。ADHD发病于儿童时期，通常到成年时缓解(Szatmari(1982)ChildAdolesc.Psychiat.Clin.NorthAm.1:361-371)。ADHD临床上表征为注意力分散(例如，无法收拢注意力、难于保持注意力、难于组织任务和活动，以及易于被外部刺激分散注意力)，多动症(例如，难于保持就座、在不适宜的位置过多运动、患者表现得好像“受发动机驱动”)和易冲动(例如，难于处在等候状态、提问未结束就开始回答、通常将进行中的谈话打断或中途插话)(AmericanPsychiatricAssociation,DiagnosticandStatisticalManualofMentalDisorders(DSM-IV),1994)。

铬

铬是营养上必需的微量元素。铬在饮食中的必要性由施瓦兹(Schwartz)于1959年确立(Schwartz,"PresentKnowledgeinNutrition,"page571,fifthedition(1984,theNutritionFoundation,Washington,DC))。铬对于在所有已知的胰岛素-依赖性系统中优化胰岛素的活性很关键(Boyleetal.(1977)SouthernMed.J.70:1449-1453)。铬损耗表征为葡萄糖、脂质和蛋白代谢的扰乱，以及寿命缩短。饮食缺铬与青年成熟期糖尿病和心血管病有关。

已有报道对正常个体进行铬的饮食补充导致提高葡萄糖耐受性、血脂浓度包括高密度脂蛋白胆固醇、胰岛素和胰岛素结合(Anderson(1986)Clin.Psychol.Biochem.4:31-41)。三价形式的补充铬例如氯化铬与改善成人发作(2型)糖尿病和心血管病相关的风险因素有关。铬补充已经表明可降低高血糖症，以及促进减肥，描述于美国专利号5,929,066、6,329,361和6,809,115，其各自以引用方式全部并入本文。在安德森(Anderson)等人的临床研究中(Metabolism(1987)36(4):351-355,1987)，铬补充表明可缓解低血糖症，并将血糖水平提高至脱离低血糖症的范围。在另一项研究中，将铬补充给患有1型糖尿病的超重儿童没有导致任何低血糖症的情形(May,2007)。在又一项研究中，将铬补充给患有1型糖尿病的成人没有导致任何低血糖症的情形；并使得胰岛素剂量降低了50%(Ravinaetal.(1995)J.TraceElementsinExperimentalMed.12:71-83)。

身体的主要能量来源是葡萄糖和脂肪酸。铬损耗导致生物学上失效的胰岛素和受损的葡萄糖代谢。在这些条件下，身体主要依靠脂类代谢来满足其能量需要，导致产生过量的乙酰辅酶A和酮体。一些乙酰辅酶A被转向增加胆固醇生物合成，导致高胆固醇血症。糖尿病主要表征为葡萄糖尿、血胆固醇过多和通常酮酸中毒。糖尿病患者中观察到的动脉粥样硬化加剧过程与血胆固醇过多有关(Boyleetal.(1977)SouthernMed.J.70:1449-1453)。

铬的作用为胰岛素的辅助因子。其结合至胰岛素受体并赋予其许多和可能所有的功能(Boyleetal.(1977)SouthernMed.J.70:1449-1453)。这些功能包括但不限于，调节碳水化合物和脂类代谢(Schwartz,"PresentKnowledgeinNutrition,"page571,fifthedition(1984,theNutritionFoundation,Washington,DC))。将无机铬化合物引入个体并非特别有益。铬必须内源地转变为有机络合物或必须作为生物活性分子来消化。然而，仅约0.5%的所摄入无机铬被吸收到身体中(RecommendedDailyAllowances,NinthRevisedEdition,TheNationalAcademyofSciences,page160,1980)。仅1-2%的大部分有机铬化合物被吸收至身体中。

美国专利Nos.4,315,927和Re.33,988公开了，当所选的必需金属包括铬作为外源合成的吡啶甲酸配位络合物给予哺乳动物时，它们可直接供给吸收而无需与其它金属竞争。本文所描述的组合物和方法用于选择性补充必需金属至人的饮食中，以利于通过肠细胞吸收这些金属。这些络合物安全、廉价、具有生物相容性，且易于生产。所述外源合成的吡啶甲酸(吡啶-2-甲酸)的必需金属配位络合物具有下述结构：

其中M表示所述金属阳离子，n等于阳离子的化合价。例如，当M为Cr且n=3，那么所述化合物为三吡啶甲酸铬(chromictripicolinate)。公开的其它吡啶甲酸铬包括单吡啶甲酸铬(chromicmonopicolinate)和双吡啶甲酸铬(chromicdipicolinate)。

美国推荐的每日铬摄入量(RDI)为120μg。美国专利号5,087,623，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了以50-500μg的剂量给予三吡啶甲酸铬治疗成人发作的糖尿病。美国专利号6,329,361，其全部内容通过引用明确地并入本文，公开了高剂量的三吡啶甲酸铬(提供1,000-10,000μg铬/天)用于在2型糖尿病病人中缓解高血糖症和稳定血糖。美国专利号5,789,401和5,929,066，其全部内容通过引用明确地并入本文，公开了三吡啶甲酸铬-生物素组合物及其在降低2型糖尿病病人血糖水平中的应用。

美国专利号5,087,623、5,087,624和5,175,156，其全部内容通过引用明确地并入本文，公开了使用三吡啶甲酸铬补充饮食铬以缓解高血糖症和稳定血糖，使瘦小身体增重和肥胖身体减肥，并控制血脂水平，包括降低不期望的高血清LDL-胆固醇水平并提高血清高密度脂质(HDL)-胆固醇水平。美国专利号4,954,492和5,194,615，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了相关的络合物烟酸铬，其也用于补充饮食铬和降低血清脂质水平。吡啶甲酸和烟酸为具有下述结构的位置同分异构体：

烟酸和吡啶甲酸与单价、二价和三价金属离子形成配位络合物，并有助于这些金属通过运输穿过肠细胞进入血液而被吸收。大鼠经口给予CrCl₃后，通过非甾族消炎药(NSAID)阿司匹林和吲哚美辛促进了铬的吸收。(Davisetal.(1995)J.NutritionRes.15:202-210;Kamathetal.(1997)J.Nutrition127:478-482)。这些药抑制了将花生四烯酸转变为各种前列腺素的环氧酶，导致抑制肠粘液形成并降低肠内pH从而促进铬的吸收。

这些使得人们保持着对低血糖症和低血糖症相关病症的有效治疗的持续需要。一个这种需要是安全且更优化的胰岛素给药。本发明公开的实施方案通过提供安全、廉价和无毒(drug-free)的治疗剂及其使用方法而满足了这一需要。

发明概述

本文公开的实施方案部分基于出人意料地发现了具有改善的治疗效果和益处的新的铬-胰岛素络合物。因而，根据本文描述的实施方案提供改善了胰岛素和/或铬的递送的组合物及其用途。

一些实施方案涉及包含铬-胰岛素络合物的组合物。在一些实施方案中，所述铬-胰岛素络合物包含化学计量比的铬与胰岛素，例如，2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素以非化学计算量存在于所述铬胰岛素络合物中，例如，每个胰岛素分子或每个胰岛素六聚体1-10个分子的铬(例如，铬络合物)，。在一些实施方案中，所述络合物的分子量为约30-40kDa，例如，30kDa、31kDa、32kDa、33kDa、34kDa、35kDa、36kDa、37kDa、38kDa、39kDa、40kDa或更高。

所述包含铬-胰岛素络合物的改善的组合物可用于将胰岛素递送至有需要的个体，例如，患有葡萄糖代谢病症或病况的个体，如糖尿病或低血糖症。在一些实施方案中，所述包含铬-胰岛素络合物的组合物相比未络合的胰岛素或其它胰岛素络合物，表现出改善了其吸收至血液中。在一些实施方案中，所述包含铬-胰岛素络合物的组合物相比未络合的胰岛素或其它胰岛素络合物，表现出更快速地降低血糖水平。在一些实施方案中，所述包含铬-胰岛素络合物的组合物减轻与I型糖尿病相关的体重下降。在一些实施方案中，所述包含铬-胰岛素络合物的组合物减轻与2型糖尿病相关的体重增加。

因而，本文公开的一些实施方案涉及包含铬-胰岛素络合物的组合物。在一些实施方案中，所述组合物中铬和胰岛素的量是一起选择的，以提供治疗上有效量的铬和/或胰岛素。在一些实施方案中，提供了以协同作用方式有效量的铬和胰岛素以获得大于相加的效果。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素组合物可用于向有需要的患者提供相比单独胰岛素或其它胰岛素络合物如锌-胰岛素更好的治疗效果。

在一些方面，所述组合物中以协同作用方式有效量的铬可为约5-2,000mg。在一些方面，以协同作用方式有效量的胰岛素为约1-500单位。在一些方面，所述组合物包含的铬与胰岛素的比例为每单位的胰岛素约0.001mg铬至每单位的胰岛素20mg铬。在一些方面，所述铬选自下述铬络合物：吡啶甲酸铬、三吡啶甲酸铬、烟酸铬、聚烟酸铬、氯化铬、组氨酸铬、三组氨酸铬和铬酵母。优选地，所述铬包括组氨酸铬。在一些方面，所述组合物提供了增加的胰岛素受体结合。所述铬可溶解于胰岛素溶液中，或所述铬可悬浮于胰岛素溶液中。

根据本文公开的实施方案，提供改善的将胰岛素给予有需要的个体的方法，包括将胰岛素和铬组合以制备组合物，并将最佳剂量的所述组合物给予所述个体。胰岛素和铬的量可为以协同作用方式有效量。所述组合物可包含铬-胰岛素络合物。在一些实施方案中，所述个体患有葡萄糖代谢相关的疾病或病症。在一些方面，所述疾病或病症选自糖尿病、阿尔茨海默氏症、痴呆症、轻度认知障碍(MCI)、注意力缺陷多动障碍（ADHD）、亨廷顿氏病、癫痫和帕金森氏症。在一些实施方案中，在将所述组合物给予个体之前，确定用于给予所述个体的包括铬-胰岛素络合物的所述组合物的最佳剂量。

在一些实施方案中，提供了制备可注射的铬和胰岛素组合物的方法，包括将铬和胰岛素组合，从而制成可注射的组合物。所述铬可悬浮于溶液中或所述铬可溶解于溶液中。所述铬和胰岛素的可注射组合物可包含铬胰岛素络合物。所述可注射组合物可为悬浮液或溶液。在一些方面，所述铬与胰岛素的比例为每单位胰岛素铬0.001-每单位胰岛素100mg铬。在一些实施方案中，所述组合物是经鼻内给药。

在一些实施方案中，提供了稳定有需要的个体血糖水平的方法，包括确定需要胰岛素的个体，将包括铬和胰岛素的组合物给予所述个体。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素的组合物包含铬-胰岛素络合物。在一些方面，所述铬和胰岛素的组合物是经肠胃外给药。在其它方面，所述铬和胰岛素的组合物是经口给药。在一些方面，所述铬和胰岛素的组合物是经肺部给药。在一些方面，所述铬和胰岛素的组合物是经鼻给药。在一些实施方案中，所述个体患有糖尿病。在一些实施方案中，所述个体超重。在一些实施方案中，所述个体被确定为患有糖尿病诱发的体重降低。

在一些实施方案中，提供了将包含铬和胰岛素的组合物用于稳定有需要的个体血糖水平的用途。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素的组合物包含铬-胰岛素络合物。在一些方面，所述铬和胰岛素的组合物被配制为用于通过注射给药。在其它方面，所述铬和胰岛素的组合物被配制为用于经口或鼻内给药。在一些实施方案中，所述个体患有糖尿病，在一些实施方案中，所述个体超重。在一些实施方案中，所述个体被确定为患有糖尿病诱发的体重降低。

因而，在一些实施方案中，本文提供了减少与胰岛素给药有关的体重下降或稳定接受胰岛素治疗患者的体重的方法。还提供了包含铬和胰岛素的组合物，该组合物用于减少与胰岛素给药有关的体重下降或稳定接受胰岛素治疗患者的体重。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素的组合物包含铬-胰岛素络合物。在一些方面，所述铬和胰岛素的组合物被配制为用于通过注射给药。

在一些实施方案中，提供了稳定有需要的个体血糖水平的方法，其中所述改善包括将胰岛素以包含铬-胰岛素络合物的组合物的形式给予所述个体。在一些实施方案中，所述组合物包含以协同作用方式有效量的铬和胰岛素。所述组合物可经肠胃外、经口、经肺部或经皮给药。在一些方面，所述以协同作用方式有效量的铬为约300-1,000mg。在一些方面，所述以协同作用方式有效量的胰岛素为约5-50单位。在一些实施方案中，所述个体患有葡萄糖代谢相关的疾病或病症。

在一些实施方案中，用胰岛素治疗有需要的个体糖尿病例如1型或2型糖尿病的方法，包括将包含胰岛素和铬的组合物给予所述个体。在一些实施方案中，所述组合物包含铬-胰岛素络合物。在一些实施方案中，所述包含胰岛素和铬的组合物是经肠胃外给药。在一些实施方案中，所述组合物是经鼻给药。在一些实施方案中，所述组合物是经肺部给药。在一些实施方案中，所述组合物是经皮给药。在一些实施方案中，提供了包含铬和胰岛素的组合物，其用于治疗糖尿病，例如1型或2型糖尿病。在一些实施方案中，所述组合物被配置为通过注射给药。在一些实施方案中，所述组合物包含铬-胰岛素络合物。

在一些实施方案中，在患有糖尿病的个体中预防由胰岛素引起的体重下降的方法，包括确定需要治疗糖尿病的胰岛素疗法的个体，将包含胰岛素和铬的组合物给予所述个体。在一些方面，所述包含胰岛素和铬的组合物是经肠胃外给药。

附图说明

图1为示出对照组(无胰岛素)和处理组在胰岛素注射后0.5h的血糖水平的条形图，如实施例1中所描述。一个处理组仅给予胰岛素("Hypo"或"H")。另一个处理组给予胰岛素和吡啶甲酸铬("H+CrPic")。最后的组给予胰岛素和组氨酸铬("H+CrHis")。

图2为示出对照组(无处理)和处理组(H、H+CrPic和H+CrHis)进行处理后的脑部铬水平的条形图，如实施例1中所描述。

图3为示出对照组(无处理)和处理组(H、H+CrPic和H+CrHis)进行处理后的GLUT-1转运蛋白水平的条形图，如实施例1中所描述。

图4为示出对照组(无处理)和处理组(H、H+CrPic和H+CrHis)进行处理后的GLUT-3转运蛋白水平的条形图，如实施例1中所描述。

图5为示出对照组(无处理)和处理组(H、H+CrPic和H+CrHis)进行处理后的海马体Nrf2(核因子网织红细胞2相关因子2)水平的条形图，如实施例1中所描述。

图6为示出对照组(无处理)和处理组(H、H+CrPic和H+CrHis)进行处理后的海马体GFAP(胶质原纤维酸性蛋白)&HNE(4-羟基壬烯酸)水平的条形图，如实施例1中所描述。

图7为示出胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导大鼠的血糖水平的影响的条形图和线形图，如实施例3中所描述。除了对照组(无处理)以外，5个处理组分别给予下述物质：链脲佐菌素(STZ)；链脲佐菌素和氧化锌(STR+Zn)；链脲佐菌素和组氨酸铬(STZ+CrHis)；链脲佐菌素、氧化锌和胰岛素(STR+Znlns)；以及链脲佐菌素、组氨酸铬和胰岛素(STR+Crlns)。

图8为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+Crlns)进行处理后的肾脏OCT-1(有机阳离子转运蛋白1)水平的条形图，如实施例3中所描述。

图9为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+Crlns)进行处理后的肾脏OCT-2(有机阳离子转运蛋白1)水平的条形图，如实施例3中所描述。

图10为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+CrIns)进行处理后的肾脏NFK(核因子κB)水平的条形图，如实施例3中所描述。

图11为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+CrIns)进行处理后的肾脏MRP2(多药耐药蛋白2)水平的条形图，如实施例3中所描述。

图12为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+CrIns)进行处理后的脑部NFK水平的条形图，如实施例3中所描述。

图13为示出对照组和处理组(STR、STR+Zn、STR+Cr、STR+Znlns和STR+CrIns)进行处理后的脑部胰岛素水平的条形图，如实施例3中所描述。

图14为示出通过尺寸柱洗脱的组氨酸铬随时间的UV吸光度(mAU)的图表。

图15为示出通过尺寸柱洗脱的胰岛素随时间的UV吸光度(mAU)的图表。

图16为示出通过尺寸柱洗脱的铬胰岛素组合物上清液随时间的UV吸光度(mAU)的图表。

图17为示出靶向通过尺寸柱洗脱的铬胰岛素组合物上清液中⁵²Cr的电感耦合等离子质谱("ICPMS")仪的输出随时间的计数的图表。

图18为示出通过尺寸柱洗脱的铬胰岛素组合物的再溶解沉淀随时间的UV吸光度(mAU)的图表，表明了铬-胰岛素络合物的存在。

图19为示出靶向通过尺寸柱洗脱的铬胰岛素组合物的再溶解沉淀中⁵²Cr的ICPMS仪的输出随时间的计数的图表，表明了铬-胰岛素络合物的存在。

图20为示出靶向通过尺寸柱洗脱的铬胰岛素组合物的再溶解沉淀中⁵³Cr的ICPMS仪的输出随时间的计数的图表，表明了铬-胰岛素络合物的存在。

图21为示出用常规胰岛素(R-In)、铬胰岛素(Cr-In)或锌-胰岛素(Znc-In)处理的小鼠随时间的血清胰岛素水平的线形图。

图22为示出用常规胰岛素(R-In)、铬胰岛素(Cr-In)或锌-胰岛素(Znc-In)处理的小鼠随时间的血糖水平的线形图。

图23为示出用盐水(对照)、常规胰岛素(R-In)、铬胰岛素(Cr-In)或锌-胰岛素(Znc-In)处理的糖尿病小鼠随时间的血清胰岛素水平的线形图。

图24为示出用常规胰岛素(R-In)、铬胰岛素(Cr-In)或锌-胰岛素(Znc-In)处理的糖尿病小鼠随时间的血糖水平的线形图。

图25为示出对照组和处理组(对照、1型、+Znlns和+Crlns)进行处理后的血糖水平的条形图，如实施例5中所描述。

优选实施方式详述

本文公开的实施方案部分基于申请人发现了铬在预防低血糖症和预防或缓解低血糖症相关病症如脑损伤等中出人意料的保护作用，以及申请人发现了改善的将胰岛素治疗剂给予有需要的个体的方法。

铬

如本文所用，术语"铬"是指氯化铬、铬酵母和铬络合物。一些铬络合物可用于本文公开的实施方案，其包括但不限于下述物质：组氨酸铬、三组氨酸铬、聚组氨酸铬、二烟酸半胱氨酸铬(chromiumdinicocysteinate)、二烟酸色氨酸铬、二烟酸酪氨酸铬、二烟酸羟基柠檬酸铬、二烟酸肉桂酸铬、二烟酸没食子酸铬、二烟酸5-羟基色氨酸铬、二烟酸天冬氨酸铬、二烟酸谷氨酸铬、二烟酸精氨酸铬、三(色氨酸)铬、烟酸铬、聚烟酸铬、吡啶甲酸铬、单吡啶甲酸铬、二吡啶甲酸铬、三吡啶甲酸铬、三苯丙氨酸铬、三(酪氨酸)铬、三(羟基柠檬酸)铬、三(5-羟基色氨酸)铬、三(肉桂酸)铬、三(没食子酸)铬；本文公开的铬络合物为具有三个不同羧酸配体的铬。通过改变来自烟酸、谷氨酸盐、半胱氨酸盐、天冬氨酸盐、精氨酸盐、酪氨酸和色氨酸的配体，可产生至少30种可能的铬络合物。

在各种情况下，所述配体通过其羧酸官能基团以及通过π电子-d轨道相互作用而具有与铬结合的能力。这种配体和铬之间的次级相互作用可增加铬的生物利用度和吸收。

在一些实施方案中，所述铬可为三价铬与至少一个和不超过3个酪氨酸或色氨酸配体的络合物形式。在特定的实施方案中，所述铬可为铬络合物的形式如三(色氨酸)铬(III)和三(酪氨酸)铬(III)。

在一些实施方案中，所述铬可为三价铬与一种或多种提取自植物的化合物的络合物形式。这些化合物可提取自的植物的非限制性实例为，如藤黄属(Garcinia)、Groffoniasimplicifolia、肉桂皮、没食子、漆树、金缕梅、茶叶和橡树皮。例如，在一些实施方案中，铬可以羟基柠檬酸铬、羟基色氨酸铬、肉桂酸铬和没食子酸铬的形式提供。

优选地，所述铬以吡啶甲酸铬和组氨酸铬的组合来提供，或以烟酸铬和组氨酸铬的组合来提供。在一些优选实施方案中，所述铬以组氨酸铬提供。

尽管所述铬络合物有助于通过肠细胞吸收铬，在一些实施方案中，未络合的螯合剂被有利地包括在所述组合物中以促进其它所摄入铬以及其它金属的吸收，所述金属包括但不限于铜、铁、锰和锌。合适的螯合剂包括组氨酸、任何必需氨基酸的D或L氨基酸、三氨基酸形式，包括但不限于三苯丙氨酸、三组氨酸、三精氨酸、吡啶甲酸、烟酸、或吡啶甲酸和烟酸二者。

螯合剂如组氨酸、吡啶甲酸和烟酸可从许多商业来源获得，Sigma-Aldrich(St.Louis,MO)(吡啶甲酸；目录编号No.P5503;烟酸；目录编号No.PN4126)。在一些实施方案中，本文公开的实施方案中所述铬络合物比所述螯合剂的比例可为约10:1至约1:10(w/w)，更优选为约5:1至约1:5(w/w)，例如，5:1,5:2,5:3,5:4,1:1;1:2,1:3,1:4,1:5或之间的任何数目。或者，铬络合物比所述未络合的螯合剂的摩尔比优选为1:1，可为约5:1至约1:10，例如，例如，5:1,5:2,5:3,5:4,1:1;1:2,1:3,1:4,1:5,1:6,1:7,1:8,1:9,1:10或之间的任何数目。所述螯合剂具有D或L氨基酸，和/或具有三-或单-和二-形式氨基酸的铬络合物具有三个氨基酸或一个或多个氨基酸，包括但不限于三苯丙氨酸铬、三组氨酸铬、聚苯丙氨酸铬、聚组氨酸铬、聚烟酸铬、二苯丙氨酸铬、二吡啶甲酸铬、二组氨酸铬等。

一些实施方案提供了用包含治疗上有效量的铬或由治疗上有效量的铬组成的组合物来治疗个体的组合物和方法。一些实施方案提供了用包含治疗上有效量的胰岛素、基本上由或由治疗上有效量的胰岛素组成的组合物来治疗个体的组合物和方法。一些实施方案提供了用包含治疗上有效量的铬和治疗上有效量的胰岛素、基本上由或由治疗上有效量的铬和治疗上有效量的胰岛素组成的组合物来治疗个体的组合物和方法。例如,一些实施方案提供了用包含铬-胰岛素络合物、基本上由或由铬-胰岛素络合物组成的组合物来治疗个体的组合物和方法。下面将讨论各种治疗方法。

如本文所用，“治疗上有效量”在其含义范围内包括无毒但足量的化合物活性成分或包含其的组合物，其用于本文公开的实施方案中以提供所期望的治疗效果。本文公开的活性成分所需的具体用量可根据下列因素在个体之间变化，如所治疗的物种，个体的年龄和总体状况，所治疗病症的严重性，所给药具体制剂，个体的体重，给药方式等。因此，不可能规定一个确切的“有效量”。然而，对于任何给定的情况，合适的“有效量”可由本领域技术人员仅使用常规方法即可确定。

以示例的方式，本文公开的所述铬的“治疗上有效量”可为，例如,0.001μg/kg、0.01μg/kg、0.1μg/kg、0.5μg/kg、1μg/kg、1.5μg/kg、2.0μg/kg、2.5μg/kg、3.0μg/kg、3.5μg/kg、4.0μg/kg、4.5μg/kg、5.0μg/kg、10μg/kg、15μg/kg、20μg/kg、25μg/kg、30μg/kg、35μg/kg、40μg/kg、45μg/kg、50μg/kg、55μg/kg、60μg/kg、65μg/kg、70μg/kg、75μg/kg、80μg/kg、85μg/kg、90μg/kg、95μg/kg、100μg/kg、150μg/kg、200μg/kg、250μg/kg、300μg/kg、350μg/kg、400μg/kg、450μg/kg、500μg/kg、550μg/kg、600μg/kg、650μg/kg、700μg/kg、750μg/kg、800μg/kg、850μg/kg、900μg/kg、1mg/kg、1.5mg.kg、2.0mg/kg、2.5mg/kg、3mg/kg、4.0mg/kg、5.0mg/kg、6mg/kg、7mg/kg、8mg/kg、9mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、40mg/kg、45mg/kg50mg/kg、55mg/kg、60mg/kg、65mg/kg、70mg/kg、75mg/kg、80mg/kg、85mg/kg、90mg/kg、95mg/kg、100mg/kg、125mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg、400mg/kg、450mg/kg、500mg/kg、550mg/kg、600mg/kg、650mg/kg、700mg/kg、750mg/kg、800mg/kg、850mg/kg、900mg/kg、950mg/kg、1g/kg、5g/kg、10g/kg或更多，或之间的任何部分的铬。因而，在一些实施方案中，本文公开的组合物中的铬剂量优选每天可为约0.001μg至约100g，例如，所述铬的量可为0.001μg、0.01μg、0.1μg、0.2μg、0.3μg、0.4μg、0.5μg、0.6μg、0.7μg、0.8μg、0.9μg、1μg、2μg、3μg、4μg、5μg、6μg、7μg、8μg、9μg、10μg、15μg、20μg、25μg、30μg、35μg、40μg、45μg、50μg、55μg、60μg、65μg、70μg、75μg、80μg、85μg、90μg、95μg、100μg、125μg、150μg、175μg、200μg、225μg、250μg、275μg、300μg、325μg、350μg、375μg、400μg、425μg、450μg、475μg、500μg、525μg、575μg、600μg、625μg、650μg、675μg、700μg、725μg、750μg、775μg、800μg、825μg、850μg、875μg、900μg、925μg、950μg、975μg、1000μg、1.25g、1.5g、1.75g、2.0g、2.25g、2.5g、2.75g、3.0g、3.25g、3.5g、3.5g、3.75g、4.0g、4.25g、4.5g、4.75g、5.0g、5.25g、5.5g、5.75g、6.0g、6.25g、6.5g、6.75g、7.0g、7.25g、7.5g、7.75g、8.0g、8.25g、8.5g、8.75g、9.0g、8.25g、9.5g、9.75g、10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g、80g、90g、100g或更多，或前述任何值之间的任何范围或量。下述列举的示例性治疗上有效量，在一些实施方案中，可以通过本发明其它地方描述的方法给药，基于小时，例如，每隔1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23小时或其之间的任何间隔；或基于天数，每隔2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、每隔两周、每月或根据需要以更大或更小的频率给药，以获得期望的治疗效果。

在一些实施方案中，治疗上有效量的铬是这样的用量，其将降低升高的血糖水平，但保护其免于低血糖症(例如，将高血糖水平降低至趋于正常水平，但所述铬不会进一步使得其降低至低于正常水平)。在一些实施方案中，本文公开的所述组合物，例如，包含铬-胰岛素络合物的组合物，可以每天、在一段时间内，如1天、2天、3天、4天、5天、6天、7天、8天、9天、10天、11天、12天、13天、2周、3周、4周、5周、6周、7周、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月、1年或更长时间，或前述数值之间的任何时间量以内，向个体给药1、2、3、4、5、6、7、8、9、10次或更多次。

在一些实施方案中，本文公开的所述组合物，例如包含铬和胰岛素的组合物，例如，铬-胰岛素络合物，可以其本身或与其它作为组合治疗或合适载体或赋形剂的活性成分混合为组合物而给予个体。配制和给予本发明应用的化合物是技术可见于"Remington'sPharmaceuticalSciences,"MackPublishingCo.,Easton,PA,18thedition,1990。

胰岛素

如本文所用，"胰岛素"是指源自各种来源的胰岛素。可使用天然产生的胰岛素和结构类似的生物活性等效物(短效的和长效的胰岛素类似物)。用于本文公开的实施方案的胰岛素可分离自不同种类的哺乳动物。例如,在一些实施方案中，可使用提取自牛或猪胰脏的动物胰岛素制剂。在一些实施方案中，可使用胰岛素类似物、衍生物及其生物等效物。除了分离自天然来源的胰岛素，本文公开的实施方案可使用应用蛋白质化学技术如肽合成技术化学合成的胰岛素。在一些实施方案中，胰岛素类似物也是合适的。

可用于本文公开的实施方案的胰岛素可通过由天然来源分离或应用肽合成化学合成，或应用分子生物学技术在细菌或真核细胞中产生而获得。胰岛素的物理形式可包括晶体状和/或无定形固体形式。此外，可使用溶解的胰岛素。合成形式的胰岛素描述于美国专利申请号4,421,685、5,474,978和5,534,488，其各自的公开通过引用明确地全部并入本文中。

在一些实施方案中，本发明提供的所述组合物包含治疗上有效量的胰岛素和治疗上有效量的铬的组合、基本上由或由治疗上有效量的胰岛素和治疗上有效量的铬的组合组成。如上所述，所述铬和/或胰岛素的准确用量可以根据下述因素在个体之间变化，如受治疗的物种、个体的年龄和总体状况、受治疗的病症的严重性、所给药具体制剂、个体的体重和给药方式等。因此，不可能确定一个确切的“治疗上有效量”。但是，在任何给定情况下，本领域技术人员可仅通过常规方法确定合适的“治疗上有效量”。可用于本文公开的实施方案的示例性剂型和治疗上有效量的胰岛素描述于，例如，美国专利Nos.7,429,564and7,112,561,美国专利申请公开号2010/0262434等，其各自的公开通过引用明确地全部并入本文中。

以示例的方式，本发明公开的“治疗上有效量”的胰岛素可为，例如,0.01单位的胰岛素、0.1单位的胰岛素、1单位的胰岛素、1.5单位的胰岛素、2单位的胰岛素、3单位的胰岛素、4单位的胰岛素、5单位的胰岛素、6单位的胰岛素、7单位的胰岛素、8单位的胰岛素、9单位的胰岛素、10单位的胰岛素、11单位的胰岛素、12单位的胰岛素、13单位的胰岛素、14单位的胰岛素、15单位的胰岛素、16单位的胰岛素、17单位的胰岛素、18单位的胰岛素、19单位的胰岛素、20单位的胰岛素、21单位的胰岛素、22单位的胰岛素、23单位的胰岛素、24单位的胰岛素、25单位的胰岛素、26单位的胰岛素、27单位的胰岛素、28单位的胰岛素、29单位的胰岛素、30单位的胰岛素、35单位的胰岛素、40单位的胰岛素、45单位的胰岛素、50单位的胰岛素、60单位的胰岛素、70单位的胰岛素、80单位的胰岛素、90单位的胰岛素、100单位的胰岛素、150单位的胰岛素、200单位的胰岛素、250单位的胰岛素、300单位的胰岛素、400单位的胰岛素、500单位的胰岛素、1000单位的胰岛素、2000单位的胰岛素或更多或更少，或任何其之间的部分(fraction)。

胰岛素的常规给药是经肠胃外(例如经肌肉内、皮下、腹膜内等)实现的，然而，本文公开的实施方案可使用许多其他可利用的给药方法。美国专利号5,858,968，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了经口、经肠内(直接进入胃部孵育(incubation))或以气溶胶形式，即经肺部给予胰岛素。美国专利号7,291,591，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了经皮给予胰岛素。美国专利号4,164,573，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了经直肠给予胰岛素。美国专利号5,053,389，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了各种非肠胃外给予胰岛素的方法，包括经眼部给药(引用丹麦专利号135,268,其全部内容通过引用明确地并入本文)。在一些实施方案中，本文公开的所述组合物可配制为用于经鼻给药，例如，通过喷雾器等。

经肠胃外给予胰岛素

美国专利申请公开号2010/0262434,其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了用于给定患者的注射用胰岛素合适剂量的方法。有许多因素使得给予合适的胰岛素剂量存在困难。首先，注射的胰岛素并不立即影响血糖。即便是快速见效的胰岛素制剂也要数小时才产生生物学效应。就此而言，在补充注射能够应用于降低血糖浓度之前，保守剂量能够产生数小时的高血糖。超剂量会导致低血糖症，其表现为严重无力或昏迷的风险。

其次，改变的饮食需要伴随相应胰岛素剂量调整。存在于一些食物中的碳水化合物被快速转变为血糖。身体利用来自膳食中碳水化合物成分的葡萄糖所需的以单位U计量的正确胰岛素剂量Ic与碳水化合物的摄入Carbs成比例：

I_c=Carbs/CIR

其中碳水化合物对胰岛素的敏感系数CIR对于每个患者都是特别的，且可根据患者的病症而变化。

第三，开始就餐前或在所有注射的胰岛素已经被利用以后，当血糖水平BG不接近患者的目标血糖水平BG_T时，应该(根据偏差的方向以胰岛素或食物的形式)进行调整以纠正所述偏差。针对高血糖偏差的所述胰岛素调整量I_B，取决于患者的个体胰岛素敏感系数ISF。

I_B=(BG-BG_r)/ISF

如果BG高于目标时I_B可为正值，或如果BG低于目标时I_B可为负值。如果I_B为正值，胰岛素I_B的剂量应该使得患者恢复到接近其目标血糖水平。如果I_B为负值，当前血糖(BG)低于目标，从而该调整需要涉及食物的摄入。

第四，如果I_B为负值，可以消耗食物来产生调整效应。理想的是，食物的量刚好足够纠正所述低BG。可使用食物摄入敏感系数来指导食物摄入。目前优选的方法是以针对食物碳水化合物量的食物摄入为基础。用于纠正给定的血糖负值偏差BG-BG_T的推荐碳水化合物摄入Carbs为：

Carbs=-CIR/ISF*(BG-BG_T)

-CIR/ISF也称为1/CGR，如果已经有了CIR和ISF的估计值就可以进行计算了。

第五，患者的敏感系数可随其病症而变化。因此，锻炼、压力、疾病等可为改变患者利用胰岛素方式的变化来源。在较长的时间内，患者的体重和病症发展会影响所述敏感系数。

所述ISF(胰岛素敏感系数)是这样的量，即对于每单位的快速胰岛素摄入，患者所降低的个体血糖浓度。通常ISF的范围为30-50mg/dL/U。

经口给予胰岛素

经口给予胰岛素描述于美国专利号7,429,564，其全部内容通过引用明确地并入本文。除了经口给药特别的因素外，经口给予胰岛素需要考虑影响经肠胃外给予胰岛素同样的因素，包括例如，具体递送剂的化学结构，胰岛素和所述递送剂的性质和相互作用的程度，单位剂量的性质，胃肠道中的递送剂浓度，以及递送剂与胰岛素的比例。经口给药单位剂量的性质可为，但不限于，固体、液体、片剂、胶囊剂、悬浮剂或其它可接受的剂型。药物组合物(例如，包含铬和胰岛素的组合物，例如，包含铬-胰岛素络合物的组合物)的递送手段可为，但不限于，例如，适于给予个体的胶囊、压缩的片剂、丸剂、溶液、凝胶、可用于重构的冻干粉、悬浮剂，或其它手段。

通常，胰岛素并非通过胃肠道而被吸收的。然而，有一些使胰岛素具有生物相容性且经口给药时可通过胃肠粘膜吸收的递送剂。以示例的方式，可接受的递送剂可包括下式表示的化合物或其药学上有效的盐：

其中X为氢或卤素；且R为取代的或未取代的C₁-C₃亚烷基，取代的或未取代的C₁-C₃亚烯基，取代的或未取代的C1-C3烷基(亚芳基)，或取代的或未取代的C₁-C₃芳基(亚烷基)。所述可接受的递送剂还包括，但不限于，上式所述的化合物或其药学上有效的盐，其中X为氢或卤素；且R为取代的或未取代的C₁-C₁₂亚烷基，或取代的或未取代的C₁-C₁₂亚烯基。所述可接受的递送剂还包括，但不限于，上式所述的化合物或其药学上有效的盐，其中X为氯，且R为C₃亚烷基。可接受的胰岛素递送剂还可包括下式所表示的化合物或其药学上有效的盐：

其中X为氢、卤素、羟基或C₁-C₃烷氧基中的一个或多个；且R为取代的或未取代的C₁-C₃亚烷基，或取代的或未取代的C₁-C₃亚烯基。所述可接受的递送剂还包括化合物4-[(4-氯,2-羟基苯甲酰)氨基]丁酸(或者，称为N-(4-氯水杨酰)-4-氨基丁酸，或缩写为"4-CNAB")，以及其单钠盐。

在一些实施方案中，所述递送剂可为羧酸或其盐的形式。合适的盐包括，但不限于，有机或无机盐，例如碱金属盐如钠、钾和锂盐；碱土金属盐如镁、钙或钡盐；铵盐；基本氨基酸如赖氨酸或精氨酸；以及有机胺如二甲基胺或吡啶。优选地，所述盐为钠盐。所述盐可为单价或多价盐，如单钠盐和二钠盐。所述盐还可为溶剂化物，包括乙醇溶剂化物和水合物。

可用于经口给予胰岛素的其它合适的递送剂包括以下描述的那些递送剂：美国专利申请号5,650,386、5,773,647、5,776,888、5,804,688、5,866,536、5,876,710、5,879,681、5,939,381、5,955,503、5,965,121、5,989,539、5,990,166、6,001,347、6,051,561、6,060,513、6,090,958、6,100,298、5,766,633、5,643,957、5,863,944、6,071,510和6,358,504，其各自的全部内容通过引用明确地并入本文。其它合适的递送剂描述于国际公开号WO01/34114、WO01/21073、WO01/41985、WO01/32130、WO01/32596、WO01/44199、WO01/51454、WO01/25704、WO01/25679、WO00/50386、WO02/02509、WO00/47188、WO00/07979、WO00/06534、WO98/25589、WO02/19969、WO00/59863、WO95/28838、WO02/20466、WO02/19969、WO02/069937和WO02/070438，其各自的全部内容通过引用明确地并入本文。

经口给药胰岛素剂量通常高于经肠胃外给药剂量。经口给予胰岛素的优选用量在个体之间会变化且可由本领域技术人员确定并考虑下述因素，如受治疗的种类，个体的年龄和总体状况，副发病变，所治疗病症的严重性，所给予胰岛素的类型，个体的体重，所用的递送剂等。

其它给予胰岛素的方式

美国专利号7,112,561，其全部内容通过引用明确地并入本文，描述了除了注射外，透皮和透过各种身体空腔如眼、鼻、口、口腔前庭、肛门、直肠、阴道、血脑屏障等膜递送胰岛素的组合物和方法。除了其它对于透过皮肤膜和/或身体空腔膜给药特别的因素以外，透过皮肤膜和身体空腔膜给予胰岛素需要考虑与影响经肠胃外给予胰岛素同样的因素，包括但不限于：具体递送剂的化学结构，胰岛素和所述递送剂的性质和相互作用的程度，单位剂量的性质，递送剂浓度，以及递送剂与胰岛素的比例。经口给药单位剂量的性质可为，但不限于，固体、液体、片剂、胶囊剂、悬浮剂。药物组合物的递送手段可为，但不限于，例如，适于给予个体的胶囊、压缩的片剂、丸剂、溶液、冻干的、洗剂、泡沫剂、气雾剂、霜剂、凝胶或可用于重构的粉剂或悬浮剂。

用于透过皮肤膜和身体空腔膜给药所述递送剂可包括透皮促进剂，以促进透过所述膜递送胰岛素。所述可接受的促进剂可包括具有下述结构的化合物：

其中X和Y为氧、硫或下述结构的亚氨基：

或=N—R，条件为当Y为亚氨基时，X为亚氨基，且当Y为硫时，X为硫或亚氨基，A为具有下述结构的基团：

其中X和Y如上述所定义，m和n为数值为1-20的整数，且m+n的和不大于25，p为数值为0或1的整数，q为数值为0或1的整数，r为数值为0或1的整数，且R、R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆各自独立地为氢或具有1-6个碳原子的直链或支链烷基如果R至R₆中仅一个可为烷基，条件为当p、q和r的值为0时，Y为氧，m+n为至少11，进一步的条件为当X为亚氨基，q等于1，Y为氧，且p和r为0，那么m+n为至少11。优选地，将上述定义的透皮促进剂结合至具有治疗上有效量的胰岛素和液体载体的组合物中，所述组合物pH值为酸性。通常，所述组合物的pH值为至少2且不大于4.5。优选地，所述pH为不大于4。更优选地，所述pH的范围为2.5-3.8。甚至更优选地，所述pH为约3。

其它合适的透皮促进剂描述于美国专利号5,023,252和5,731,303，其全部内容通过引用明确地并入本文。

尽管上述为优选的透皮促进剂，本领域技术人员应了解，所述教导同样可以用于其它透皮促进剂。可用于本文公开的实施方案的其它透皮促进剂的非限制性实例为单长链酯类。这些可包括单脂肪族的不饱和或饱和(但优选完全饱和的)酯类，其包含多达中等长度的链。这类酯类的非限制性实例包括豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、豆蔻酸豆蔻酯、棕榈酸辛酯等。所述促进剂的类型为适合用于药物组合物中。普通技术人员还应理解，应避免使用那些与粘膜不相容或对其有刺激的物质。

所述促进剂可以有效促进待递送的胰岛素透过所述膜的浓度存在于所述组合物中。确定所用促进剂的量应考虑各种因素。这些考虑因素包括，例如，所达到的流量(透过所述膜的速率)，以及制剂中组分的稳定性和相容性。通常所述促进剂的用量为所述组合物的约0.01至约25wt.%，更通常的用量为所述组合物的约0.1至约15wt.%，在优选实施方案中的用量为所述组合物的约0.5至约15wt%。

所述液体载体以有效地作为本文公开的实施方案中所述组合物的合适载体的浓度存在于所述组合物中。通常，可使用的所述载体的用量为，所述组合物的约40至约98wt.%，在优选的实施方案中的用量为所述组合物的约50至约98wt.%。

通常，包含胰岛素的组合物可储存于冰箱中。然而，冷藏可导致透皮促进剂的结晶。为了抑制或预防这样的结晶，在优选的实施方案中所述组合物包含一种或多种结晶抑制剂以抑制所述透皮促进剂结晶。如果结晶得以发生，会使得所述乳剂不稳定并对保存期有不良影响。优选的结晶抑制剂通过降低温度发挥作用，而该温度下相关化合物会结晶。这类结晶抑制剂的实例包括天然油类、油类物质、蜡类、酯类和烃类。天然油类、油类物质的实例包括维生素E乙酸酯、棕榈酸辛酯、芝麻油、大豆油、红花油、鳄梨油、棕榈油、棉籽油。根据本文的教导，合适结晶抑制剂的选择被认为是在本领域技术人员的选择范围内。优选的结晶抑制剂通过降低温度发挥作用，而该温度下所述透皮促进剂会结晶。

尤其优选的抑制剂能够将相关化合物结晶的温度降低至低于约25℃，特别优选的抑制剂能够将相关化合物结晶的温度降低至低于约5℃。用于抑制氧杂环十六烷-2-酮结晶的尤其优选的结晶抑制剂实例包括十六烷、豆蔻酸异丙酯、棕榈酸辛酯、棉籽油、红花油和维生素E乙酸酯，其各自均可用于药物制剂。

结晶抑制剂以能够有效抑制所述透皮促进剂结晶的浓度存在于所述组合物中。通常所述结晶抑制剂存在的量为所述组合物的约0.001至约5wt.%，更通常存在的量为所述组合物的约0.01至约2wt%。在一个实施方案中，所述结晶抑制剂存在的量为所述组合物的约0.1至约1wt.%。当所述促进剂的结晶温度高于约0℃时，优选使用所述结晶抑制剂。具体地，例如，当所述促进剂为十五酸内酯(pentadecalactone)和/或环十六酮时，由于其在室温以上结晶，尤其优选使用的所述结晶抑制剂。

包含铬和胰岛素的组合物

有报道锌离子具有稳定胰岛素溶液的作用。参见，例如，美国专利号4,476,118，其全部通过引用并入本文中。例如，每个胰岛素六聚体包括2-5个锌离子可有助于预防胰岛素沉淀。相比所描述的Zn-胰岛素络合物，在USPN4476118中所述铬-胰岛素络合物提供了良好的吸收和治疗效果。

在一些实施方案中，将铬和胰岛素组合提供，例如，在单一剂量形式中，如单一注射剂量形式或单一口服剂量形式。在一些实施方案中，将铬和胰岛素以多单位剂量形式提供。在一些实施方案中，将铬溶解于胰岛素溶液中提供。在其他实施方案中，将铬悬浮于胰岛素溶液中提供。因而，本文提供的组合物包含铬和胰岛素、基本上由或由铬和胰岛素组成。在一些实施方案中，所述组合物包含铬-胰岛素络合物.

在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含胰岛素和铬的组合，例如，在单一剂量形式中，被配制为用于通过皮肤内、肌肉内、腹膜内、静脉内、皮下、鼻内、硬膜上、口腔、舌下、鼻内、脑内、阴道内、经皮、直肠、眼睛或局部递送。在一些实施方案中，将铬和胰岛素以多单位剂量形式提供。在一些实施方案中，将铬悬浮于胰岛素溶液中提供。鼻内递送可以使用喷雾器来完成。优选的给药方式给予从业者自由裁量权，且部分取决于医疗状况的位点。铬、胰岛素和/或铬-胰岛素络合物的有效量可根据给药途径而改变。在大多数情况下，给药会导致本文公开的实施方案的化合物释放至血流中。因而，本文提供的组合物包含铬和胰岛素、基本上由或由铬和胰岛素组成，例如，以铬-胰岛素络合物的形式。

在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含治疗上有效量的胰岛素和治疗上有效量的铬的组合、基本上由或由治疗上有效量的胰岛素和治疗上有效量的铬的组合组成。在一些实施方案中，这些组合物可包含铬-胰岛素络合物、基本上由或由铬-胰岛素络合物组成。在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含以协同作用方式有效量的胰岛素和以协同作用方式有效量的铬、基本上由或由以协同作用方式有效量的胰岛素和以协同作用方式有效量的组成。在一些实施方案中，这些组合物可包含铬胰岛素络合物、基本上由或由铬胰岛素络合物组成。在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含溶解于胰岛素溶液中的铬。在一些实施方案中，这些组合物可包含铬胰岛素络合物、基本上由或由铬胰岛素络合物组成。在其他实施方案中，本文提供的所述组合物包含悬浮于胰岛素溶液中的铬。在一些实施方案中，这些组合物可包含铬胰岛素络合物、基本上由或由铬胰岛素络合物组成。

在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含治疗上有效量的铬和治疗上有效量的胰岛素的组合的可注射溶液。在一些实施方案中，铬和胰岛素的组合产生了有助于糖尿病治疗的化学结构，包含但不限于增加的胰岛素吸收率和胰岛素全面吸收，降低的胰岛素溶出速率，增加的受体结合和治疗特性。在一些实施方案中，铬和胰岛素的组合以相比单独的胰岛素更快的速率降低血糖水平。

铬-胰岛素络合物

在一些实施方案中，本文提供的所述铬和胰岛素组合物包含铬-胰岛素络合物、基本上由或由铬-胰岛素络合物组成。在一些实施方案中，所述铬-胰岛素络合物包含化学计量比的铬与胰岛素，例如，1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1。在一些实施方案中，所述铬和胰岛素在所述铬胰岛素络合物中以非化学计算量存在，例如，每个胰岛素六聚体中1-10个分子的铬(例如，铬络合物)。在一些实施方案中，所述络合物的分子量为约30-40kDa，例如，30kDa、31kDa、32kDa、33kDa、34kDa、35kDa、36kDa、37kDa、38kDa、39kDa、40kDa或更多。

在一些实施方案中，所述铬-胰岛素络合物提供了治疗上有效量的铬和胰岛素。在一些实施方案中，所述组合物包含分离的和/或纯化的铬-胰岛素络合物的量、基本上由或由分离的和/或纯化的铬-胰岛素络合物的量组成。所述分离的和/或纯化的铬-胰岛素络合物的量可以提供治疗上有效量的铬和/或胰岛素的用量来提供。在一些实施方案中，所述铬-胰岛素络合物并非分离的和/或纯化的，而是存在于铬和胰岛素混合物中。在一些实施方案中，铬和/或胰岛素与营养上可接受的载体或药学上可接受的载体一起提供。如本文所用，词语“营养上可接受的载体”、“营养上可接受的赋形剂”、“药学上可接受的载体”或“药学上可接受的赋形剂”是指营养上或药学上可接受的材料、组合物或载体，其适用于将本文公开的实施方案的化合物给予哺乳动物。载体可包括液体或固体填充剂、稀释剂、溶剂或包封材料，其涉及将所述制剂从一个器官或身体一部分运送或输送另一个器官或身体一部分。从能够与制剂中其它制剂相容且对患者无害的角度，载体即为“可接受的”。可作为营养上或药学上可接受的载体的材料的一些实例包括，但不限于：糖类如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉类如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；粉末黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石；赋形剂；如可可脂和栓剂蜡；油类如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油玉米油、大豆油；二醇类如丙二醇；多元醇如丙三醇、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇；酯类如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热源水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；磷酸缓冲溶液；以及其它用于药物制剂中的无毒相容的物质。在一些实施方案中，所述营养上或药学上可接受的载体可适用于静脉内给药。在一些实施方案中，所述营养上或药学上可接受的载体可适用于限于局部的注射。

词语“药物组合物”可与“治疗剂”互换使用，且包括适于给予哺乳动物例如人的制剂。本文公开的实施方案的化合物作为药物给予哺乳动物例如人时，它们可以其本身或作为药物组合物给予，所述药物组合物含有例如，0.1-99.5%(更优选地，0.5-90%)的活性成分以及营养上或药学上可接受的载体。掺入至本文公开实施方案的多个单位剂量形式中的治疗剂的量是足以获得期望的治疗效果的用量。公开的治疗剂的剂量在本领域中已经得以确认，且可以通过常规实验针对任何具体迹象来优化。

在另一个方面，所述实施方案涉及用本文公开的所述组合物治疗个体的方法。如本文所用，术语“个体(subject)”、“患者”或“个体(individual)”是指脊椎动物，优选哺乳动物，更优选人。“哺乳动物”可指任何归类为哺乳动物的动物，包括人、家养和农场动物，以及动物园、运动或宠物动物如马、绵羊、牛、猪、狗、猫等。优选地，所述哺乳动物为人。

以协同作用方式有效的包含铬和胰岛素的组合物

在一些实施方案中，本文提供的所述组合物包含一起选择的以协同作用方式有效量的铬和胰岛素，以提供大于累积的效果。所述大于累积的效果包括，但不限于，胰岛素受体结合的增加。如本文所用，“以协同作用方式有效量”是指组合物一个组分产生与存在于所述组合物中的另一组分之间的协同作用所需的量。如本文所用，“协同作用”是指明显大于每个组分单独给药所预期效果的结果。所需确切的以协同作用方式有效量的本文公开的活性成分在个体之间会根据下述因素而变化，如受治疗的物种，个体的年龄和总体状况，副发病变，所治疗病症的严重性，所给予具体制剂的类型，个体的体重，给药方式等。因此，不可能规定一个确切的“协同作用用量”。然而，对于任何给定的情况，本领域技术人员根据常规方法可以确定合适的“以协同作用方式有效量”。

以示例的方式，例如，本文公开的以铬络合物形式存在的“以协同作用方式有效量”的所述铬可为，例如0.001μg/kg、0.01μg/kg、0.1μg/kg、0.5μg/kg、1μg/kg、1.5μg/kg、2.0μg/kg、2.5μg/kg、3.0μg/kg、3.5μg/kg、4.0μg/kg、4.5μg/kg、5.0μg/kg、10μg/kg、15μg/kg、20μg/kg_J25μg/kg、30μg/kg、35μg/kg、40μg/kg、45μg/kg、50μg/kg、55μg/kg、60μg/kg、65μg/kg、70μg/kg、75μg/kg、80μg/kg、85μg/kg、90μg/kg、95μg/kg、100μg/kg、150μg/kg,、200μg/kg、250μg/kg、300μg/kg、350μg/kg、400μg/kg、450μg/kg、500μg/kg、550μg/kg、600μg/kg、650μg/kg、700μg/kg、750μg/kg、800μg/kg、850μg/kg、900μg/kg、1mg/kg、1.5mg.kg、2.0mg/kg、2.5mg/kg、3mg/kg、4.0mg/kg、5.0mg/kg、6mg/kg、7mg/kg、8mg/kg、9mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、40mg/kg、45mg/kg50mg/kg、55mg/kg、60mg/kg、65mg/kg、70mg/kg、75mg/kg、80mg/kg、85mg/kg、90mg/kg、95mg/kg、100mg/kg、125mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg、400mg/kg、450mg/kg、500mg/kg、550mg/kg、600mg/kg、650mg/kg、700mg/kg、750mg/kg、800mg/kg、850mg/kg、900mg/kg、950mg/kg、1g/kg、5g/kg、10g/kg或更多，或其之间任何部分的铬。因而，在一些实施方案中，本文公开的组合物中以协同作用方式有效量的铬优选每天可为约0.001μg至约1g。例如，存在于所述铬络合物中的所述铬的量可为0.001μg、0.01μg、0.1μg、0.2μg、0.3μg、0.4μg、0.5μg、0.6μg、0.7μg、0.8μg、0.9μg、1μg、2μg、3μg、4μg、5μg、6μg、7μg、8μg、9μg、10μg、15μg、20μg、25μg、30μg、35μg、40μg、45μg、50μg、55μg、60μg、65μg、70μg、75μg、80μg、85μg、90μg、95μg、100μg、125μg、150μg、175μg、200μg、225μg、250μg、275μg、300μg、325μg、350μg、375μg、400μg、425μg、450μg、475μg、500μg、525μg、575μg、600μg、625μg、650μg、675μg、700μg、725μg、750μg、775μg、800μg、825μg、850μg、875μg、900μg、925μg、950μg、975μg、1000μg、1.25mg、1.5mg、1.75mg、2.0mg、2.25mg、2.5mg、2.75mg、3.0mg、3.25mg、3.5mg、3.5mg、3.75mg、4.0mg、4.25mg、4.5mg、4.75mg、5.0mg、5.25mg、5.5mg、5.75mg、6.0mg、6.25mg、6.5mg、6.75mg、7.0mg、7.25mg、7.5mg、7.75mg、8.0mg、8.25mg、8.5mg、8.75mg、9.0mg、8.25mg、9.5mg、9.75mg、10mg、20mg、30mg、40mg、50mg、60mg、70mg、80mg、90mg、100mg、200mg、300mg、400mg、500mg、1g或更多，或任何两个前述数值之间的任何范围或用量。

同样，以示例的方式，本文公开的“以协同作用方式有效量”的胰岛素可为，例如，0.01单位的胰岛素、0.1单位的胰岛素、1单位的胰岛素、1.5单位的胰岛素、2单位的胰岛素、3单位的胰岛素、4单位的胰岛素、5单位的胰岛素、6单位的胰岛素、7单位的胰岛素、8单位的胰岛素、9单位的胰岛素、10单位的胰岛素、11单位的胰岛素、12单位的胰岛素、13单位的胰岛素、14单位的胰岛素、15单位的胰岛素、16单位的胰岛素、17单位的胰岛素、18单位的胰岛素、19单位的胰岛素、20单位的胰岛素、21单位的胰岛素、22单位的胰岛素、23单位的胰岛素、24单位的胰岛素、25单位的胰岛素、26单位的胰岛素、27单位的胰岛素、28单位的胰岛素、29单位的胰岛素、30单位的胰岛素、35单位的胰岛素、40单位的胰岛素、45单位的胰岛素、50单位的胰岛素、60单位的胰岛素、70单位的胰岛素、80单位的胰岛素、90单位的胰岛素、100单位的胰岛素、150单位的胰岛素、200单位的胰岛素、250单位的胰岛素、300单位的胰岛素、400单位的胰岛素、500单位的胰岛素、1000单位的胰岛素、2000单位的胰岛素或更多，或其之间的任何部分。

在其他实施方案中，存在对个体产生最大协同作用的铬与胰岛素的比例范围。所需的本文公开的活性成分确切比例将根据下述因素在个体之间变化，如受治疗的种类，个体的年龄和总体状况，副发病变，所治疗病症的严重性，所给予具体制剂的类型，个体的体重，给药方式等。因此，不可能规定一个确切的比例或比例范围。然而，对于任何给定的情况，本领域技术人员仅用常规方法可以确定合适的比例或比例范围。

以示例的方式，本发明公开的铬与胰岛素的比例可为，例如，0.0001μg铬/单位胰岛素、0.001μg铬/单位胰岛素、0.002μg铬/单位胰岛素、0.003μg铬/单位胰岛素、0.004μg铬/单位胰岛素、0.005μg铬/单位胰岛素、0.006μg铬/单位胰岛素、0.007μg铬/单位胰岛素、0.008μg铬/单位胰岛素、0.009μg铬/单位胰岛素、0.01μg铬/单位胰岛素、0.02μg铬/单位胰岛素、0.03μg铬/单位胰岛素、0.04μg铬/单位胰岛素、0.05μg铬/单位胰岛素、0.06μg铬/单位胰岛素、0.07μg铬/单位胰岛素、0.08μg铬/单位胰岛素、0.09μg铬/单位胰岛素、0.10μg铬/单位胰岛素、0.11μg铬/单位胰岛素、0.12μg铬/单位胰岛素、0.13μg铬/单位胰岛素、0.14μg铬/单位胰岛素、0.15μg铬/单位胰岛素、0.16μg铬/单位胰岛素、0.17μg铬/单位胰岛素、0.18μg铬/单位胰岛素、0.19μg铬/单位胰岛素、0.2μg铬/单位胰岛素、0.3μg铬/单位胰岛素、0.4μg铬/单位胰岛素、0.5μg铬/单位胰岛素、0.6μg铬/单位胰岛素、0.7μg铬/单位胰岛素、0.8μg铬/单位胰岛素、0.9μg铬/单位胰岛素、1μg铬/单位胰岛素、2μg铬/单位胰岛素、3μg铬/单位胰岛素、4μg铬/单位胰岛素、5μg铬/单位胰岛素、10μ铬/单位胰岛素、20μg铬/单位胰岛素、50μ铬/单位胰岛素、100μg铬/单位胰岛素、200μg铬/单位胰岛素、500μg铬/单位胰岛素或更多，或其之间的任何部分。以示例的方式，本文公开的铬与胰岛素的比例范围可为，例如，0.001-20μg铬/单位胰岛素、0.001-0.01μg铬/单位胰岛素、0.01-0.1μg铬/单位胰岛素、0.1-1μg铬/单位胰岛素、1-2μg铬/单位胰岛素、2-3μg铬/单位胰岛素、3-4μg铬/单位胰岛素、4-5μg铬/单位胰岛素、5-10μg铬/单位胰岛素、10-20μg铬/单位胰岛素或更多，或其之间的任何部分。

在一些实施方案中，提供了向有需要的个体给予胰岛素的改善的方法。该改善的方法包括：将以协同作用方式有效量的胰岛素和铬组合以制备组合物；确定对于个体的所述组合物的最佳剂量；以及，将所述组合物的最佳剂量给予个体。所述组合物的最佳剂量可通过将所述组合物给予个体，然后将胰岛素剂量调整至能获得期望的效果的最低值来确定。例如，对于治疗糖尿病，所述期望的效果是将血糖稳定于既非高血糖也非低血糖的水平。因此，用于治疗糖尿病的所述组合物最佳剂量是使得血糖水平处于既非高血糖也非低血糖水平的最低剂量。考虑到铬的血糖稳定效果，包含以协同作用方式有效量的胰岛素和铬的组合物的最佳剂量，同样含有比如果仅给予胰岛素时的最佳剂量更少的胰岛素。

包括胰岛素和铬的试剂盒

在另一个方面，所述实施方案涉及胰岛素注射试剂盒，其包括注射器、胰岛素溶液和铬。在一些实施方案中，所述试剂盒包括铬-胰岛素络合物。所述试剂盒允许最终使用者在给药前将所述铬和胰岛素组合。因此，所述最终使用者在给药前能够改变组合物中铬和胰岛素的剂量以及所述铬与胰岛素的比例。在一些实施方案中，所述试剂盒中所包括的注射器被配置为在所述注射器内组合胰岛素和铬，如美国专利号4,424,057中公开的注射器，其公开的全部内容通过引用明确地并入本文。

制备包含铬和胰岛素的组合物的方法

在另一个实施方案中，本文公开的制备可注射的铬和胰岛素组合物的方法包括将铬和胰岛素组合，从而获得可注射的组合物。在一些实施方案中，所述铬组分的形式为，但不限于：悬浮于溶液中的铬(例如，铬络合物)；溶解于溶液中的铬(例如，铬络合物)；粉末的铬(例如，铬络合物的形式)；或任何形式的可与胰岛素溶液组合的铬(例如，铬络合物)。在一些实施方案中，所述可注射的组合物的形式为，但不限于：悬浮液、溶液或任何其它铬和胰岛素溶液的组合物。

治疗对胰岛素有需要的超重个体的方法

在另一个实施方案中，提供了稳定有需要的超重个体中血糖水平的方法，包括下述步骤：(a)确定对胰岛素有需要的超重个体，以及(b)将包含铬和胰岛素的组合物(例如，以包含铬-胰岛素络合物的组合物形式)给予个体。在一些实施方案中，所述组合物可经肠胃外、经鼻、经口或经肺部给药。在一些实施方案中，所述超重个体患有糖尿病，通常为2型糖尿病。在一些实施方案中，所述个体患有1型糖尿病。换句话说，在一些实施方案中，本文描述的所述组合物和/或络合物可用于在有需要的个体中稳定血糖水平。

超常的体重是发生糖尿病的主要风险因素之一。患有糖尿病的超重人群绝大多数患有2型糖尿病。然而，例如，用胰岛素治疗糖尿病通常由于降低代谢率以及增加脂肪和葡萄糖储存而导致体重增加。这导致一个循环，其中由于治疗产生的体重增加而使患者糖尿病恶化，导致需要更多治疗而带来更多的体重增加。通过组合铬和胰岛素，与胰岛素治疗有关的体重增加可以通过铬补充剂的体重降低效果而得以缓解。铬将血糖水平稳定在高于低血糖的水平，然而仅胰岛素会导致过量的葡萄糖摄入，有时会导致低血糖症。由于铬与胰岛素组合可导致比仅胰岛素更少的葡萄糖摄入，被存储的葡萄糖更少，结果体重增加更少。同样，由于铬有使葡萄糖代谢正常的作用，将铬与胰岛素给药使得当个体体重不足时，可增加个体的体重。

在其他实施方案中，提供了预防糖尿病治疗诱发的体重增加的方法，包括给予包含胰岛素和铬的组合物。在一些实施方案中，所述包含胰岛素和铬的组合物是经肠胃外给药。

稳定血糖水平的改善的方法

在另一个实施方案中，提供了在有需要的个体中稳定血糖水平的改善的方法。所述改善包括下述步骤：将以协同作用方式有效量的胰岛素和铬组合以制备组合物，以及将所述组合物给予所述个体。在一些实施方案中，所述改善的方法是例如，经肠胃外、经鼻、经口、经肺部或经皮给药。在一些实施方案中，所述改善包括：提供治疗上有效量的包含铬-胰岛素络合物的组合物，以及将所述组合物给予所述个体。以这种方式，可将本文所描述的所述组合物用于提供，相比其它已知组合物，一种稳定血糖水平的改善的方法。

提高血清胰岛素水平的改善的方法

在另一个实施方案中，提供了一种提高血清胰岛素水平的改善的方法。所述改善包括下述步骤：将以协同作用方式有效量的胰岛素和铬组合以制备组合物，以及将所述组合物给予所述个体。在一些实施方案中，所述改善的方法是例如，经肠胃外、经鼻、经口、经肺部或经皮给药。在一些实施方案中，所述改善包括：提供治疗上有效量的包含铬-胰岛素络合物的组合物，以及将所述络合物给予所述个体。也就是说，可将本文所描述的所述组合物用于提供，相比其它已知组合物和/或仅胰岛素，一种提高血清胰岛素水平的改善的方法。

稳定体重的改善的方法

在另一个实施方案中，提供了一种稳定个体体重的改善的方法。在患有1型糖尿病的个体中，胰岛素治疗会导致体重减轻。如下述实施例6中所示，已经表明本文提供的所述组合物可降低1型糖尿病患者的与胰岛素治疗相关的体重减轻。患有2型糖尿病的个体通常经历体重增加。本文提供的所述组合物有利地降低了与2型糖尿病相关的体重增加。也就是说，本文提供的所述组合物有利于稳定糖尿病患者个体的体重。所述改善包括下述步骤：将以协同作用方式有效量的胰岛素和铬组合以制备组合物，以及将所述组合物给予有需要的个体。在一些实施方案中，所述改善的方法是例如，经肠胃外、经鼻、经口、经肺部或经皮给药。在一些实施方案中，所述改善包括：提供治疗上有效量的包含铬-胰岛素络合物的组合物，以及将所述络合物给予所述个体。以这种方式，可将本文所描述的所述组合物用于提供，相比其它已知组合物和/或仅胰岛素，一种提高血清胰岛素水平的改善的方法。

治疗其它葡萄糖代谢相关疾病和病症的组合物和方法

在另一个方面，一些实施方案涉及用于治疗除低血糖症外的葡萄糖代谢相关疾病和病症的组合物及其使用方法。用于治疗其它葡萄糖代谢相关疾病的所述组合物是与本文公开的一样的组合物，包括铬和铬与胰岛素的组合。葡萄糖代谢相关的疾病和病症包括，但不限于，阿尔茨海默氏症、痴呆症、轻度认知障碍、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、帕金森氏症、亨廷顿氏病、肌萎缩侧索硬化症(ALS)、癫痫、糖尿病、低血糖症和其他葡萄糖代谢相关的疾病和病症。因此，本文公开的所述组合物和/或络合物可用于治疗葡萄糖代谢相关的疾病，如阿尔茨海默氏症、痴呆症、轻度认知障碍、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、帕金森氏症、亨廷顿氏病、肌萎缩侧索硬化症(ALS)、癫痫、糖尿病、低血糖症。

实施例

实施例1-铬降低了在胰岛素诱导的低血糖症大鼠中的脑损伤严重性

为了评估铬对于预防胰岛素诱发的低血糖症的可能的保护作用，将胰岛素给予动物以降低低血糖症，在给予和未给予铬的动物中进行低血糖症脑损伤标志物的比较。

简而言之，通过腹膜内注射15U胰岛素/kgBW，在Sprague-Dawley大鼠(雄性，8-周龄)中诱导低血糖症。将大鼠分为4组，每组15只：(1)对照组未接受胰岛素(“对照”)；(2)未给予铬的组(“Hypo”);(3)给予110μg/kg/天的吡啶甲酸铬(CrPic)的组；以及，给予110μg/kg/天的组氨酸铬(CrHis)的组。给料一周后，将脑从处死的大鼠中取出，并分析低血糖症损伤的标志物：GLUT-1；GLUT-3；Nrf2；GFAP；和HNE。数据如表1和图1-6所示。

如图1中所示，胰岛素注射后，铬预处理没有提高或降低血糖水平。这些数据表明铬可用于使血糖水平正常化，即如给予胰岛素所影响。

如图2中所示，在非铬处理的动物中，胰岛素诱导的低血糖症明显降低了脑部铬组织水平。相反，铬处理提高了脑部铬水平。

如图3中所示，低血糖症明显提高了脑部GLUT-1转运蛋白水平。低血糖症诱导的GLUT-1增加在接受铬处理的动物中得以降低。这些数据表明，铬可能通过调节GLUT-1水平起着保护性作用，从而可能导致细胞损伤的过量葡萄糖没有进入细胞。

如图4中所示，低血糖症明显提高了脑部GLUT-3转运蛋白水平。低血糖症诱导的GLUT-3增加在接受铬处理的动物中得以降低。这些数据表明，铬可能通过调节GLUT-3水平起着保护性作用，从而可能导致细胞损伤的过量葡萄糖没有进入细胞。

如图5中所示，低血糖症明显降低了脑部Nrf2组织水平(细胞保护蛋白)。低血糖症诱导的Nrf2降低通过铬处理得以减少。由于降低的Nrf2水平与认知障碍有关，这些数据表明了铬在用于保护性预防包括认知障碍的低血糖症相关病症和失调中的用途。

如图6中所示，低血糖症明显提高了脑部GFAP和HNE组织水平(神经元和氧化性损伤的标志物)。GFAP和HNE水平通过铬处理得以降低。这些数据表明了铬在用于保护性预防包括神经元损伤的低血糖症相关病症中的用途。

表1：低血糖症脑损伤标志物的比较(均值±s.d.)

上述数据表明，铬预处理能够明显缓解由低血糖症引起的负面副作用。

实施例2-铬和胰岛素可形成铬-胰岛素络合物

为了评估铬和胰岛素分子形成络合物的可能性，进行下述实验。

将100μl胰岛素(10mg/ml)与200μl组氨酸铬("Cr-His")(26mg/ml)于室温(20℃)混合，其形成白色沉淀。离心收集所述沉淀，并用去离子水洗涤一次。然后，将所述沉淀再溶解于25mM磷酸钾缓冲液中，pH7.4。然后，将起初的上清液和再次溶解的沉淀通过尺寸排阻柱(例如，分辨率为100-100,000Da的3μΜ柱，来自AgilentBio公司；先洗脱较大的分子)，使用UV-Vis和ICPMS分析来进行分析。

使Cr-His和胰岛素对照(即，浓度与Cr-His和胰岛素混合物中相同)通过所述柱。图14为示出仅组氨酸铬在UV280nm处的曲线图，图15为示出仅胰岛素在UV214nm处的曲线图。

图16为示出所述上清液在UV280nm处的曲线图，图17为示出针对⁵²Cr的ICPMS曲线图。因此，相比Cr-His对照，上清液的分析表明大量Cr-His留在上清液中。

图18为示出所述再溶解的沉淀在UV214nm处的曲线图，如图所示，在约10min处检测到峰。图19为示出针对⁵²Cr的ICPMS曲线图，图20为示出针对⁵³Cr的再溶解的沉淀的ICPMS曲线图。也在约10min处的峰表明了铬的存在。在约10min处的该洗脱液分子量估计为约36kDa。这些数据有力地表明铬与胰岛素形成了络合物。

实施例3–在正常小鼠中铬-胰岛素组合物提高血清胰岛素水平并降低血 糖水平的程度大于胰岛素或锌-胰岛素组合物

为了评估铬-胰岛素组合物对正常小鼠的血清胰岛素水平和血糖水平的影响，进行了下述实验。

以三种不同形式：仅胰岛素、锌-胰岛素和铬-胰岛素，按0.5U/kg体重i.p.的胰岛素，注射C57BL/6小鼠(每个研究组5只)。

随时间测量血清胰岛素水平。通过来自CrystalChem公司(DownersGrove,IL)的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒的大鼠胰岛素来确定所述血清胰岛素水平。

图21显示了结果。如图21中所示，相比以仅胰岛素和锌-胰岛素组合物形式提供的相同量的胰岛素，以铬-胰岛素组合物形式提供的相同量的胰岛素具有不同且有益的药代动力学特性。重要的是，较早的时间点显示，铬胰岛素注射提高的血清胰岛素高于其它组合物。对于铬胰岛素，在早期阶段的血清胰岛素水平保持较高。就此而言，所述数据表明，本文提供的所述组合物提供了改善的胰岛素吸收。

为了确定是否所述改善的吸收数据对应于改善的治疗效果，用FreeStyle血糖监测系统(TheraSense,Phoenix,AZ)随时间测量血糖水平。图22显示的所述数据表明，以铬胰岛素组合物形式提供的胰岛素降低血糖水平的程度大于以仅胰岛素或锌-胰岛素组合物形式提供的相同量的胰岛素。当以包含铬的组合物提供时，这些数据表明了胰岛素的治疗效果。

实施例4–在糖尿病小鼠中铬-胰岛素组合物提高血清胰岛素水平并降低 血糖水平，比仅胰岛素更快，且比锌-胰岛素组合物更快

为了评估铬-胰岛素组合物对糖尿病小鼠的血清胰岛素水平和血糖水平的影响，进行了下述实验。

以三种不同形式：仅胰岛素、锌-胰岛素和铬-胰岛素，按0.5U/kg体重i.p.的胰岛素，注射KKAy小鼠(每个研究组5只)。

随时间测量血清胰岛素水平。通过来自CrystalChem公司(DownersGrove,IL)的酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒的大鼠胰岛素来确定所述血清胰岛素水平。

图23显示了结果。如图23中所示，相比以仅胰岛素和锌-胰岛素，铬-胰岛素具有不同的药代动力学特性。重要的是，较早的时间点显示，铬胰岛素注射提高的血清胰岛素高于其它组合物。在早期阶段，以铬胰岛素组合物形式接受胰岛素的动物保持较高的血清胰岛素水平。这些数据证明了当以铬胰岛素组合物形式提供时所观察到的胰岛素吸收提高。

图24示出了用FreeStyle血糖监测系统(TheraSense,Phoenix,AZ)确定的随时间测量的血糖水平。如图24中所示，铬胰岛素注射降低的血糖水平低于仅胰岛素。

实施例5-铬-胰岛素组合物降低血糖水平的程度大于锌-胰岛素组合物

为了评估在糖尿病大鼠模型中铬-胰岛素组合物相比锌-胰岛素组合物的效果，进行了下述实验

4个实验组，每组有7只Wistar大鼠，构成如下：

1)对照：用生理盐水注射；

2)1型：以65mg/kgi.p.的链脲佐菌素("STZ")注射(至1型糖尿病模型)；

3)+Znlns：以65mg/kgi.p.的STZ注射，且以每100g体重6.23mcg的ZnO和3IU的胰岛素注射；

4)+Crlns：以65mg/kgi.p.的STZ注射，且以每100g体重47.7mcg的Cr-His和3IU的胰岛素注射；

处理1小时后用葡萄糖氧化酶-过氧化酶法(GOD/POD试剂盒)计算血糖水平。图25示出图形方式的结果。如图25中所示，+Crlns的血糖水平低于+Znlns组。这些数据证明了相比仅胰岛素或包含锌和胰岛素的组合物，当以铬胰岛素组合物形式提供时在降低血糖水平方面胰岛素表现了出人意料的良好治疗效果。

实施例6–在糖尿病大鼠中铬-胰岛素组合物维持正常体重的程度大于锌- 胰岛素组合物

为了评估在糖尿病大鼠模型中，相比锌-胰岛素组合物，铬-胰岛素组合物的效果，进行了下述实验。

4个实验组，每组有7只Wistar大鼠，构成如下：

1)对照：用生理盐水注射；

2)1型：以40mg/kgi.p.的STZ注射；

3)+Znlns：以40mg/kgi.p.的STZ注射，且以0.5IU的锌-胰岛素注射；

4)+Crlns：以40mg/kgi.p.的STZ注射，且以0.8IU注射；

每天注射大鼠为期8周。大鼠起始平均体重和最终平均体重如下述表2所示。

胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导的大鼠体重的影响(每组n=7)

表2：在1型糖尿病诱导的大鼠中胰岛素-螯合型对体重的影响

上述数据表明，用以铬胰岛素组合物形式提供的胰岛素处理，能明显缓解由低血糖症引起的负面副作用，如体重减轻。所述铬胰岛素络合物的有益效果明显大于在包含锌和胰岛素的组合物中所观察到的效果。

实施例7-包含铬和胰岛素的组合物在治疗糖尿病中具有协同作用

第一、第二、第三和第四个体有相似的体重、年龄、胰岛素敏感度，其它特征确定为患有糖尿病。每个个体呈现一种或多种与糖尿病相关的症状，如空腹血糖水平超过126mg/dL。

第一个体经肠胃外给予对照生理盐水溶液。

第二个体经肠胃外给予25-2,000μg的X剂量的铬。

第三个体经肠胃外给予1-500单位的Y剂量的胰岛素。

第四个体经肠胃外给予包含25-2,000μg的X剂量铬和1-500单位的Y剂量胰岛素的组合物。

在给予所述铬之前或之后，测量个体的空腹血糖水平。给予所述铬之后，第一个体的血糖水平没有观察到变化。第二个体的血糖水平观察到降低了。第三个体的血糖水平观察到降低至低于第三个体的血糖水平，并变成了低血糖症。第四个体的血糖水平观察到降低至低于第一和第二个体的血糖水平，但高于第三个体的血糖水平，且不是低血糖症。

实施例8

为了评估经肠胃外给予包含铬和胰岛素的组合物的效力，对糖尿病动物经肠胃外给予包含铬和胰岛素的组合物，在给予和未给予铬的动物之间比较代谢功能、糖尿病特性的标志物，以及低血糖症脑损伤的标志物。另外，将给予铬与给予锌进行对比。

将42只Wistar大鼠分配为6个实验组：1)阳性对照：注射生理盐水的大鼠；2)1型糖尿病组：注射链脲佐菌素(STZ,65mg/kgi.p.)以损坏β细胞(n=35)的大鼠。然后对糖尿病大鼠给药：a)无，b)仅Zn(6.23μgZnO)，c)仅Cr(47.7μgCr-组氨酸)，d)Zn-胰岛素(6.23μgZnO+3IUIns/100gBW)，或e)Cr-胰岛素(47.7μgCr-组氨酸+3IUIns/100gBW)，每日给药，为期26天(每个小组n=7)。在实验开始和结束时测量体重。

第2(开始)、0(诱导(induction))、4、6、12和26天采集血样进行血液生化检测。实验结束时，处死大鼠获取脑部组织GLUT(1和3)。使用单向方差分析(ANOVA)选择LSD进行均值比较来分析数据。实验开始时各组之间的体重没有差异。然而，相比对照大鼠，实验结束时糖尿病大鼠体重减轻了。相比未处理的糖尿病大鼠，以Zn-Ins和Cr-Ins处理的糖尿病大鼠体重减轻更少。糖尿病诱导涉及降低的血清胰岛素和总蛋白以及CK(肌酸酐激酶)水平，以及提高的血糖、脲、肌酸酐和K水平以及AST(天冬氨酸氨基转移酶)、ALT(丙氨酸氨基转移酶)、ALP(碱性磷酸酶)和LDH(乳酸脱氢酶)活性。

CrIns恢复代谢特性的效力等同于或高于ZnIns。实验期间注射CrIns比注射ZnIns降低升高的血糖水平更有效。糖尿病诱导抑制了脑部GLUT表达。在缓解脑部GLUT表达方面，CrIns处理优于其它处理选择。总之，看来对于通过Cr和外源胰岛素的双重作用抑制高血糖症，CrIns优于Znlns，可能是由于增强的胰岛素作用和内化的葡萄糖。

该研究的结果如表2-7和图7-13所示。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，时长为26天。

²栏内的不同上标是不同的(p<0.05)。

表3：胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导的大鼠体重的影响(每组n=7)

如表2所示，相比包括Znlns的所有其它处理组，Crlns导致最低的体重降低。这些数据表明，对于治疗糖尿病Crlns优于Znlns。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，时长为26天。

²行内的不同上标是不同的(p<0.05)。

表4：胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导的大鼠血糖形式(glucosepattern) 的影响。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，持续26天。

²行内的不同上标是不同的(p<0.05)。

³AST=天冬氨酸氨基转移酶;ALT=丙氨酸氨基转移酶；ALP=碱性磷酸酶；LDH=乳酸脱氢酶；CK=肌酸酐激酶。

表5：动物实验结束后，胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导的大鼠血液生物化学的影响

如表4所示，相比包括Znlns的所有其它处理组，对于将血清胰岛素、CK、总蛋白、白蛋白、血糖、AST、ALT、ALP、LDH、脲、肌酸酐和尿酸的水平恢复至对照水平，Crlns是最有效的。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，时长为26天。

²栏内的不同上标是不同的(p<0.05)。

表6:胰岛素-螯合型对1型糖尿病诱导的大鼠大脑葡萄糖转运蛋白(GLUT) 表达的影响。

如表5所示，相比包括Znlns的所有其它处理组，Crlns导致了最高水平的GLUT-1和GLUT-3表达。这些数据表明，对于抑制高血糖症和治疗糖尿病，Crlns优于Znlns。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，时长为8周。

²栏内的不同上标是不同的(p<0.05)。

表7：胰岛素-螯合型对血清和脑化学物质的影响(每组n=7)。

如表6所示，相比包括Znlns的所有其它处理组，Crlns导致了最高水平的血清铬水平、脑部铬水平、脑部血清素水平和脑部色氨酸水平。这些数据表明，对于抑制高血糖症和治疗糖尿病，Crlns优于Znlns。

¹对照组的大鼠注射生理盐水。STZ=链脲佐菌素(STZ,40mg/kgi.p.)；STZ+Zn-胰岛素=STZ+Zn-胰岛素(0.5IU)；STZ+Cr-胰岛素=STZ+Cr-胰岛素(0.8IU)，每日注射，时长为8周。

²栏内的不同上标是不同的(p<0.05)。

表8：胰岛素-螯合型对带的影响(每组n=7).

如表7和图7所示，给予Crlns组合导致给药后的血糖水平为约100mg/dl，其为合适的正常血糖水平。Znlns组合导致给药后的血糖水平在约120-150mg/dl之间变化。这些数据表明，对于抑制高血糖症和治疗糖尿病，Crlns优于Znlns。

如表7、图8和图9所示，相比对照水平，Crlns组合导致了最高百分比的肾脏OCT-1和OCT-2(有机阳离子转运蛋白)。OCT对许多生理上重要的内源阳离子包括单胺神经递质、胍丁胺和前列腺素的肾内平衡很重要。OCT还对肾内清除众多外源物质包括毒素、生物异源物质和常用药物(例如，二甲双胍和β-阻断剂)是必需的(Thomasetal(2004)JPET311:456-466)。这些数据表明，Crlns可增强一些糖尿病药物包括例如二甲双胍的效力。

如表7和图10所示，相比对照水平，Crlns组合导致了最低百分比的肾脏NFK(核因子κB)。NFK是众多促炎分子最大转录所需的蛋白转录因子，所述促炎分子被认为对产生急性炎症很重要(Christmanetal.(2000)BrainPathology10:153-162)。由持续的氧化应激诱导的NFK激活已经表明是导致神经元损伤和随后促进细胞死亡的原因(Araganoetal(2002)Endocrinology143(9):3250-3258)。

如表7和图11所示，相比对照水平，Crlns组合导致了最低百分比的肾脏MRP2(多药耐药相关蛋白2)。MRP2为ATP-结合盒(ABC)转运蛋白，其在有机阴离子转运系统中其作用(Sekineetal.(2006)Am.J.PhysiolRenalPhysiol290:F251-F261)。

如表7和图12所示，相比对照水平，Crlns组合导致了最低百分比的脑部NFK水平。

如表7和图13所示，相比对照水平，Crlns组合导致了最高百分比的脑部胰岛素水平。这些数据表明，对于抑制高血糖症和治疗糖尿病，Crlns优于Znlns。

实施例9

个体被确认为患有早期阿尔茨海默氏症。所述个体表现出一种或多种症状，包括打断日常生活的记忆改变，规划或解决问题的挑战，完成熟悉任务的困难，时间或地点混乱，视觉形象和空间关系的理解困难，口头或书面词语的新问题，东西放错地方和丧失原路返回能力，判断力降低或很差，退出工作或社交活动，以及情绪和性格变化。

将包含50-5000μg铬和1-500单位胰岛素的组合物给予所述个体。所述组合物是经肠胃外给药。根据一种或多种疾病症状评估，所述个体的病症随时间而没有恶化，或改善了。

实施例10

个体通过常规痴呆症筛查测试如钟面画测试、时间和变化测试、吸气测试等确认患有阿尔茨海默氏症，和/或显示出通过PET扫描证明的阿尔茨海默氏症症状。

将包含50-5000μg铬和1-500单位胰岛素的组合物给予所述个体。所述组合物是经肠胃外给药。根据一种或多种疾病症状评估，所述个体的病症在5天的时间内没有恶化，或改善了。

实施例11

通过常规方法确认个体患有帕金森氏症。所述个体表现出一种或多种症状包括颤抖、肌肉僵直(僵硬)、运动缓慢(动作迟缓)和失去平衡(不良姿势)。

将包含50-5000μg铬和1-500单位胰岛素的组合物给予所述个体。所述组合物是经肠胃外给药。根据一种或多种疾病症状评估，所述个体的病症没有随时间而恶化，或改善了。

实施例12

个体确认患有轻度认知障碍。所述个体表现出一种或多种症状包括由被调查者所证实的记忆抱怨、年龄和教育相关的客观性记忆障碍、正常的普通认知功能、日常生活的完整活动，且所述个体不符合痴呆症的标准。

将包含50-5000μg铬和1-500单位胰岛素的组合物给予所述个体。所述组合物是经肠胃外给药。根据一种或多种疾病症状评估，所述个体的病症随时间而没有恶化，或改善了。

实施例13

个体表现出ADHD的症状包括注意力不集中(例如，无法集中注意力、难以维持注意力、难以组织任务和活动，以及容易被外来刺激分散注意力)，多动症(例如，难于保持就座、在不适宜的位置过多运动、患者表现得好像“受发动机驱动”)和易冲动(例如，难于处在等候状态、提问未结束就开始回答、通常将进行中的谈话打断或中途插话)。

将包含50-5000μg铬和1-500单位胰岛素的组合物给予所述个体。所述组合物是经肠胃外给药。根据一种或多种疾病症状评估，所述个体的病症随时间而没有恶化，或改善了。

以上描述详细说明了本发明的一些实施方案。然而，应理解，无论前文文本看上去多么详细，本发明可以多种方式实施。同样如前文所述，应注意到，在描述本发明一些特征或方面时所用的具体术语，不应认为是暗示该术语被本文重新定义为限于包括与该术语相关的任何本发明特征或方面的具体特点。因此，本发明的范围应被解释为是根据所附的权利要求书及其等效物。

Claims (15)

1.基本上由铬-胰岛素络合物组成的组合物，其中所述铬-胰岛素络合物包括每个胰岛素六聚体1-10个分子的铬。

2.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物被配制为用于注射到患者内。

3.如权利要求1所述的组合物，其中所述铬-胰岛素络合物的分子量为5-50kDa。

4.如权利要求1所述的组合物，其中所述铬-胰岛素络合物的分子量为约33kDa。

5.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含5-2,000mg的铬。

6.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含1-500单位的胰岛素。

7.如权利要求1所述的组合物，其中所述铬-胰岛素络合物被悬浮于溶液中。

8.如权利要求1所述的组合物，还包括营养上可接受的载体。

9.如权利要求1所述的组合物，其中所述铬-胰岛素络合物存在于水溶液中。

10.前述任一项权利要求中的组合物在制备用于将胰岛素给予有需要的个体的药物中的用途，包括：

提供权利要求1-9中任一项的组合物；以及

将所述组合物给予所述个体。

11.如权利要求10所述的用途，其中所述个体患有葡萄糖代谢相关的疾病或病症。

12.如权利要求10或11所述的用途，其中所述个体患有选自下组的疾病或病况：I型糖尿病、II型糖尿病、血糖水平不稳定、阿尔茨海默氏症、痴呆症、轻度认知障碍(MCI)、注意力缺陷多动障碍(ADHD)、亨廷顿氏病、癫痫、帕金森氏症、糖尿病诱导的体重增加或体重降低、以及胰岛素诱导的低血糖症。

13.制备可注射的权利要求1-9中任一项的组合物的方法，所述方法包括：

将铬络合物和胰岛素组合；

分离沉淀物；

将所述沉淀物溶解于缓冲液中；

将权利要求1-9中任一项的铬-胰岛素络合物从所述缓冲液中分离出来；以及

将所述铬-胰岛素络合物配制为可注射的。

14.权利要求1-9中任一项的组合物在制备用于提高个体的脑部铬水平、胰岛素水平或此二者的药物中的用途，包括：

给予权利要求1-9中任一项的组合物。

15.如权利要求10、11、12或13中所述的用途，其中所述组合物被配制为通过注射或经鼻内给药。