JP2020019791A - ミトコンドリアｄｎａ枯渇症候群を含む不均衡なヌクレオチドプールによって引き起こされる疾患のためのデオキシヌクレオシド療法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒト遺伝子疾患のための、具体的には不均衡なヌクレオチドプールによって特徴付けられるそれらの疾患、より具体的にはミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群、より具体的にはチミジンキナーゼ２（ＴＫ２）欠損のための薬理学的治療法の提供。
【解決手段】薬理学的治療法は、少なくとも１種類のデオキシヌクレオシド、またはその混合物の投与を含む。ＴＫ２欠損の治療では、薬理学的治療法は、デオキシチミジン（ｄＴ）またはデオキシシチジン（ｄＣ）のいずれか、あるいはこれらの混合物の投与を含む。デオキシヌクレオシドのこの投与は、不均衡なヌクレオチドプールの他の障害に、特にミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群で認められる障害に適用可能である。
【選択図】図１

Description

政府支援
本発明はＮＩＨによって認定されたＨＤ０８０６４２に基づく政府支援によって実施された。政府は本発明に特定の権利を有する。

関連出願の相互参照
本出願は２０１５年６月１７日出願、米国特許仮出願第６２／１８０，１９４号の優先権を主張し、参考として本明細書に組み込まれる。

発明の分野
本発明は全般的にはヒト遺伝子疾患、具体的にはミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群などの不均衡なヌクレオチドプールによって特徴付けられる疾患、より具体的にはチミジンキナーゼ２（ＴＫ２）欠損症のための薬理学的治療法に関する。薬理学的治療法は、少なくとも１種類のデオキシヌクレオシド、またはこの混合物の投与を含む。ＴＫ２欠損症の治療では、薬理学的治療法はデオキシチミジン（ｄＴ）またはデオキシシチジン（ｄＣ）のいずれか、あるいはこれらの混合物の投与を含む。１種類以上のデオキシヌクレオシドのこの投与は、不均衡なヌクレオシドプールの他の障害、特にミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群で認められる障害に適用可能である。

ミトコンドリア病は、電子のエネルギーをアデノシン三リン酸（ＡＴＰ）に転換する生化学的経路である、ミトコンドリア呼吸鎖（ＲＣ）および酸化的リン酸化の欠陥に起因する臨床的な異質性疾患である。この呼吸鎖は、電子を移してミトコンドリアの内膜を横切るプロトン勾配を生じる４種の多サブユニット酵素（複合体Ｉ〜ＩＶ）からなり、複合体Ｖを通るプロトン流がＡＴＰ合成を駆動する（ＤｉＭａｕｒｏおよびＳｃｈｏｎ，２００３；ＤｉＭａｕｒｏおよびＨｉｒａｎｏ，２００５）。補酵素Ｑ_１０（ＣｏＱ_１０）は、複合体ＩおよびＩＩから複合体ＩＩＩに電子を動かす必須分子である。呼吸鎖は２つのゲノムであるミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）および核ＤＮＡ（ｎＤＮＡ）に制御される利点において、真核動物、例えば哺乳動物の細胞に独特である。結果として、いずれかのゲノムにおける変異はミトコンドリア病の原因となり得る。ほとんどのミトコンドリア病は複数の体器官に影響を及ぼし、小児または若年者において一般的に致命的である。ミトコンドリア病に関して証明された有効な治療はなく、ＣｏＱ_１０およびそのアナログの投与のような支持療法のみが呼吸鎖活性を高めて、機能障害的な呼吸鎖酵素の毒性副産物である活性酸素（ＲＯＳ）を解毒する。

ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群（ＭＤＳ）はミトコンドリア病の下位群であり、組織におけるミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）コピー数の低下およびミトコンドリアＲＣ複合体の不十分な合成によって分子的に特徴付けられる重篤な小児脳筋症をよく引き起こす（Ｈｉｒａｎｏら，２００１）。いくつかの核遺伝子における変異が幼児ＭＤＳの原因として特定されており、ＴＫ２、ＤＧＵＯＫ、ＰＯＬＧ、ＰＯＬＧ２、ＳＣＬＡ２５Ａ４、ＭＰＶ１７、ＲＲＭ２Ｂ、ＳＵＣＬＡ２、ＳＵＣＬＧ１、ＴＹＭＰ、ＯＰＡ１、およびＣ１０ｏｒｆ２（ＰＥＯ１）が含まれる。（Ｂｏｕｒｄｏｎら，２００７；Ｃｏｐｅｌａｎｄ，２００８；Ｅｌｐｅｌｅｇら，２００５；Ｍａｎｄｅｌら，２００１；Ｎａｖｉａｕｘ およびＮｇｕｙｅｎ ２００４；Ｏｓｔｅｒｇａａｒｄら，２００７；Ｓａａｄａら，２００３；Ｓａｒｚｉら，２００７；Ｓｐｉｎａｚｚｏｌａら，２００６）。さらに、これらの核遺伝子における変異は、ｍｔＤＮＡ枯渇の有無にかかわらず、ｍｔＤＮＡの複数の欠失も引き起こす可能性がある（Ｂｅｈｉｎら，２０１２；Ｇａｒｏｎｅら，２０１２； Ｌｏｎｇｌｅｙら，２００６；Ｎｉｓｈｉｎｏら，１９９９；Ｐａｒａｄａｓら，２０１２；Ｒｏｎｃｈｉら，２０１２； Ｓｐｅｌｂｒｉｎｋら，２００１；Ｔｙｙｎｉｓｍａａら，２００９；Ｔｙｙｎｉｓｍａａら，２０１２；Ｖａｎ Ｇｏｅｔｈｅｍら，２００１）。

これらの遺伝子の１つはＴＫ２であり、デオキシチミジン一リン酸（ｄＴＭＰ）およびデオキシシチジン一リン酸（ｄＣＭＰ）を生じるためにピリミジンヌクレオシド（チミジンおよびデオキシシチジン）のリン酸化に必要とされるミトコンドリア酵素である、チミジンキナーゼ（ＴＫ２）をコードする（Ｓａａｄａら、２００１）。ＴＫ２における変異は、ｍＤＮＡ複製および修復のための構成要素であるデオキシヌクレオチド三リン酸（ｄＮＴＰ）の合成に必要とされる、ミトコンドリアヌクレオシド／ヌクレオチドサルベージ経路を損なう。

ＴＫ２欠損症は、重篤で壊滅的な筋症を有する、異なる４家族出身の４名の罹患した小児について、Ｓａａｄａおよび同僚（Ｓａａｄａら、２００１）によって２００１年に最初に報告された。事象を伴わない初期発育後に、６〜３６ヶ月の歳で患者らは、後に自発的活動の喪失を伴う重度な筋緊張低下である、高ＣＫ血症を発症した。この疾患は急速に進行し、患者２名が３年で人工呼吸器を使用し、一方、他の患者２名は報告時までに既に死亡した。

最初の報告後に、さらに６０名の患者が文献で報告されており、さらに少なくとも２６名の患者が診断されているが報告されず（Ａｌｓｔｏｎら，２０１３；Ｂａｒｔｅｓａｇｈｉら，２０１０；Ｂｅｈｉｎら，２０１２；Ｂｌａｋｅｌｙら，２００８；Ｃａｒｒｏｚｚｏら，２００３；Ｃｈａｎｐｒａｓｅｒｔら，２０１３；Ｃｏｌｌｉｎｓら，２００９；Ｇａｌｂｉａｔｉら，２００６；Ｇｏｔｚら，２００８；Ｌｅｓｈｉｎｓｋｙ−Ｓｉｌｖｅｒら，２００８；Ｌｅｓｋｏら，２０１０；Ｍａｎｃｕｓｏら，２００２；Ｍａｎｃｕｓｏら，２００３；Ｍａｒｔｉら，２０１０；Ｏｓｋｏｕｉら，２００６；Ｐａｒａｄａｓら，２０１２；Ｒｏｏｓら，２０１４；Ｔｕｌｉｎｉｕｓら，２００５；Ｔｙｙｎｉｓｍａａら，２０１２；Ｖｉｌａら，２００３；Ｗａｎｇら，２００５）、結果として患者９０名中に、男性が５３名、女性が３７名だった。

最近診断された２６名の患者は、次世代ＤＮＡシークエンシングによって特定された。新たに特定された症例のこの多さは、ＴＫ２欠損症が過小診断される障害であることを示唆する。

ＴＫ２欠損症は幅広い臨床的および分子遺伝学的スペクトルを示し、大部分の患者が初期幼児期に壊滅的な臨床経過を表すが、一方で他の患者は数十年にわたる遅い進行性の衰弱を有する。

ほとんどのＭＤＳおよびミトコンドリア障害のような、ＴＫ２欠損症のための治療は、支持療法に限定されている。デオキシチミジン一リン酸（ｄＴＭＰ）およびデオキシシチジン一リン酸（ｄＣＭＰ）の投与はＴＫ２ノックイン変異体マウスおよびＴＫ２欠損症を有する患者の両方の症状を改善したが（米国特許出願番号第１５／０８２，２０７号、その全体が本明細書に組み込まれている）、ＴＫ２欠損症のための治療介入が依然として必要とされている。

さらに、ＭＤＳの他の形態および不均衡なヌクレオチドプールによって特徴付けられる他の疾患のための治療が必要とされている。例えば、ｍｔＤＮＡの枯渇または複数の欠失、あるいはこの両方を有するいくつかのメンデル型遺伝病は、ｍｔＤＮＡ複製の欠陥をもたらす不均衡なデオキシヌクレオチド三リン酸プールによって特徴付けられる。１つのこのような疾患であるＤＧＵＯＫ変異は、デオキシプリンヌクレオシドであるデオキシグアノシンおよびデオキシシチジンを通常はリン酸化してデオキシグアノシン一リン酸（ｄＧＭＰ）およびデオキシシチジン一リン酸（ｄＣＭＰ）を生じる、ミトコンドリア内酵素デオキシグアノシンキナーゼを損なう。ミトコンドリアｄＮＴＰプールを妨害する他の核遺伝子には、ＴＹＭＰ、ＲＲＭ２Ｂ、ＳＵＣＬＡ２、ＳＵＣＬＧ１およびＭＰＶ１７が含まれる。ｄＮＴＰプールの均衡を回復する治療法は、これらの疾患を治療する上でも有用であるだろう。

特定の実施形態では、本発明は不均衡なヌクレチドプールによって特徴付けられる疾患または障害を治療する方法に関し、この方法を必要とする被験体に１種類以上のデオキシヌクレオシドを含む組成物の治療上効果的な量を投与することを含む。

本発明の方法によって治療され得る、不均衡なヌクレチドプールによって特徴付けられる疾患または障害には、限定されないが、遺伝子ＴＫ２、ＤＧＵＯＫ、ＴＹＭＰ、ＲＲＭ２Ｂ、ＳＵＣＬＡ２、ＳＵＣＬＧ１、およびＭＰＶ１７における変異を特徴とするものが含まれる。

好ましい実施形態では、障害はミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群（ＭＤＳ）である。より好ましい実施形態では、ＭＤＳは、ＴＫ２における変異を特徴とする筋障害型、ＳＵＣＬＡ２における変異を特徴とする脳筋症型、ＴＹＭＰにおける変異を特徴とする神経胃腸脳症型、ならびにＤＧＵＯＫ、ＰＯＬＧ、およびＭＰＶ１７における変異を特徴とする肝障害型の障害を含む。最も好ましい実施形態では、障害はＴＫ２遺伝子における変異を特徴とするチミジンキナーゼ２欠損症である。

すべてのミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群は、デオキシヌクレオシドを投与することを含む本発明の方法によって治療され得る。本発明の方法によって治療され得るＭＤＳの例は、限定されないが、デオキシグアノシンキナーゼ（ｄＧＫ）をコードするＤＧＵＯＫ遺伝子、リボヌクレオチドレダクターゼ（ＲＮＲ）のｐ５３誘発性小サブユニットであるｐ５３Ｒ２をコードするＲＲＭ２Ｂ遺伝子、およびチミジンホスホリラーゼ（ＴＰ）をコードするＴＹＭＰ遺伝子における欠損を含む。

好ましい実施形態では、デオキシヌクレオシドはデオキシチミジン（ｄＴ）またはデオキシシチジン（ｄＣ）のいずれか、あるいはこれらの混合物である。デオキシアデノシン（ｄＡ）およびデオキシグアノシン（ｄＧ）もまた、単独でまたは共に、本発明の方法で使用できる。１種類のデオキシヌクレオシド（すなわち、ｄＴ、ｄＣ、ｄＡ、またはｄＧ）および４種類のデオキシヌクレオシドのいずれかの２種類以上の混合物を、本発明の方法で使用できる。

デオキシヌクレオシドの好ましい投与量は、約１００〜約１，０００ｍｇ／ｋｇ／日、より好ましくは約３００〜約８００ｍｇ／ｋｇ／日、最も好ましくは約２５０〜約６００ｍｇ／ｋｇ／日である。本組成物が単一のデオキシヌクレオシドを含む場合、このとき当該投与量は単一デオキシヌクレオシドのものである。本組成物が２種類以上のデオキシヌクレオシドを含む場合、当該投与量は組成物中の各デオキシヌクレオシドのもの、あるいは全ヌクレオシドのものであってよい。

デオキシヌクレオシドの投与は、好ましくは規則的な間隔で、１日１回、１日２回、１日３回、１日４回、１日５回、１日６回までであってよい。

投与の好ましい方法は、経口、髄腔内、静脈内、および経腸である。

デオキシヌクレオシドの投与は、不均衡なヌクレオチドプールによって特徴付けられる障害、例えばＭＤＳ、が疑われるとすぐに開始すべきであり、かつ患者の一生を通して継続するべきである。ＴＫ２欠損症を含むこのような障害の診断のための検査は従来技術で知られている。

本発明を説明する目的のため、本発明の特定の実施形態を図で示す。しかし、本発明は図で示される実施形態のそのままの装置および手段に限定されない。

出生４日後からデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）の２６０ｍｇ／ｋｇ／日または５２０ｍｇ／ｋｇ／日で処置した野生型（Ｔｋ２^＋／＋およびＴｋ２^＋／−）、およびＴｋ２^−／−マウスの成長曲線を示す。各記号は各時点における体重の平均を示す。各群のＮを図に示す。 生後４日に、Ｔｋ２^{−／−ミルク}対Ｔｋ２^{−／− ２００ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣＭＰ＋ｄＴＭＰ}，ｐ＝０．００１３；Ｔｋ２^{−／−ミルク}対Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ＋ｄＴ}，ｐ＝０．０００６；Ｔｋ２^{−／−ミルク}対Ｔｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ＋ｄＴ}，ｐ＜０．０００１；Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ＋ｄＴ}対Ｔｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ＋ｄＴ}，ｐ＝０．０００９で処理した野生型（Ｔｋ２^＋／＋）およびＴｋ２^−／−マウスの生存曲線を示す。各群のＮを図に示す。ｐ値はマンテル−コックス検定によって確定した。 出生後１３日齢（上図）および２９日齢（下図）に、未処置のあるいは２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＡＭＰ、あるいは２６０ｍｇ／ｋｇ／日または５２０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置した野生型（Ｔｋ２^＋／＋）、およびＴｋ２^−／−マウスの脳および肝臓組織から分離したミトコンドリア中のｄＮＴＰの相対的な比率のグラフである。 出生後１３日齢および２９日齢に、未処置のあるいは２６０ｍｇ／ｋｇ／日または５２０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置した、Ｔｋ２^−／−マウスと比べた野生型Ｔｋ２マウス（Ｔｋ２^＋／＋）（左側のバー）での脳、肝臓、小腸、および筋肉中のｍｔＤＮＡ／ｎＤＮＡ比を表すグラフである。データはＴｋ２^＋に対するｍｔＤＮＡコピーの割合の平均±標準偏差（ＳＤ）として示す。ｐ値はマン−ホイットニー検定によって評価した。（＊ｐ＜０．０５，＊＊ｐ＜０．０１，＊＊＊ｐ＜０．００１，＊＊＊＊ｐ＜０．０００１）。 未処置の野生型（Ｔｋ２^＋／＋）マウス、２６０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置した野生型（Ｔｋ２^＋／＋）マウス、２６０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置したＴｋ２^−／−マウス、ならびに２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＴＭＰで処置したＴｋ２^−／−マウスの、処置後３０分における血漿中ｄＴおよびウラシルを測定するＨＰＬＣの結果を表すグラフである。データを平均±ＳＤで示す。 出生後１３日に４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＴＭＰならびにＴＨＵ、出生後１３および２９日に２６０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）、または出生後２９日に５２０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置したＴｋ２^−／−マウスにおける呼吸鎖酵素活性の量のグラフである。データは、各処置についてタンパク質量に基準化しＴＫ２^＋と比較した、Ｔｋ２^−／−マウス組織中のＲＣＥ活性の割合として示す。ｐ値はマン−ホイットニー検定によって確定した。＊ｐ＜０．０５。 出生後２９日に、２６０ｍｇ／ｋｇ／日または５２０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置した野生型マウス、ならびに２６０ｍｇ／ｋｇ／日または５２０ｍｇ／ｋｇ／日のデオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）で処置したＴｋ２^−／−マウスにおける呼吸鎖タンパク質のイムノブロッティングである。 複合体ＩＩに対して基準化したＲＣＥ量を、Ｔｋ２^＋／＋マウスにおけるＲＣＥ量の割合として示すグラフである。ｐ値はマン−ホイットニー検定によって評価した。

略語：ＣＳ＝クエン酸シンターゼ、ＣＩ＝ＮＡＤＨデヒドロゲナーゼ、ＣＩＩ＝コハク酸デヒドロゲナーゼ、ＣＩＩＩ＝シトクロムｃレダクターゼ、ＣＩＶ＝シトクロムｃオキシダーゼ（ＣＯＸ）、ＣＩ＋ＩＩＩ＝ＮＡＤＨ−シトクロムｃレダクターゼ、ＣＩＩ＋ＩＩＩ＝コハク酸デヒドロゲナーゼ−シトクロムｃレダクターゼ。

本発明の詳細な説明
本発明は、ＴＫ２欠損症を含むミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群がデオキシヌクレオシドによって治療され得るという驚くべき発見に基づいている。本明細書における結果によって示されるように、デオキシヌクレオシドの投与は、ＴＫ２欠損症のマウスモデルおよびＴＫ２欠損症を有するヒト患者の両方における症状を大きく改善した。

定義
本明細書で使用される用語は、本発明の文脈内および各用語が使用される特定の文脈内で、従来技術におけるこれらの通常の意味を一般的に有する。特定の用語が下記、または本明細書の他の箇所で記載され、本発明の方法およびこれらの使用方法を説明する上で専門家に付加的な手引きを提供する。さらに、同じことを１つの方法を超えて示すことができると認識される。従って、代替言語および同義語が本明細書で議論される用語のいずれか１つ以上のために使用され得、用語が本明細書で詳細または議論されるかどうか提起されることは特別に重要ではない。特定の用語の同義語が示される。１つ以上の同義語の詳述は、他の同義語の使用を除外しない。本明細書のいずれの箇所における例の使用は、本明細書で議論されるいずれかの用語の例を含め、説明だけのものであり、本発明の範囲および意味、あるいはいずれかの例示された用語を決して制限しない。同様に、本発明はその好ましい実施形態に限定されない。

本出願で使用される用語「被験体」は哺乳動物を意味する。哺乳動物は、イヌ、ネコ、げっ歯類、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、および霊長類を含む。このため本発明は、例えば愛玩動物、家畜動物、動物園における実験動物、および野生動物を治療するための、獣医学において使用できる。本発明はヒト医療適用が特に望ましい。

本出願で使用される用語「患者」はヒト被験体を意味する。本発明のいくつかの実施形態では、「患者」は、不均衡なヌクレオチドプール、ミトコンドリア病、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群、またはＴＫ２欠損によって特徴付けられる疾患または障害を有することが分かっている、または疑われる。

本明細書で使用されるフレーズ「治療上効果的な量」は、被験体における臨床的に重大な症状に改善をもたらす、あるいは疾患または障害と関連する１つ以上の症状を遅延するまたは最小化するまたは軽減する、あるいは被験体における生理機能に所望の効果的な変化をもたらすのに十分な量を意味する。

用語「治療する」、「治療」などは、疾患または障害の症状の少なくとも１つを緩徐、軽減、改善、または緩和する、あるいは疾患または障害をその発症後に回復する手段を指す。

用語「予防する」、「予防」などは、疾患または障害を発症から防ぐ、疾患または障害の範囲を最小限にする、あるいは進行の経過を遅らせるために、顕在的な疾患または障害の発症の前に作用することを指す。

用語「これを必要とする」は、不均衡なヌクレオチドプール、ミトコンドリア病、ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群、またはＴＫ２欠損によって特徴付けられる疾患または障害を有することが分かっているまたは疑われる、あるいは有するリスクがある、被験体である。

本明細書で使用される用語「薬剤」は、効果を生じるまたは生じることができる物質を意味し、限定されないが、薬品、医薬品、生物製剤、小有機分子、抗体、核酸、ペプチド、およびタンパク質を含む。

本明細書で使用される用語「デオキシヌクレオシド」は、デオキシチミジンまたはｄＴ、デオキシシチジンまたはｄＣ、デオキシアデノシンまたはｄＡ、およびデオキシグアノシンまたはｄＧを意味する。それぞれの全長名および一般的略名は交換可能に使用される。このようなデオキシヌクレオシドはまた、デオキシヌクレオシドの生理学的な機能性誘導体を含む。

本発明で使用されるとき、用語「生理学的な機能性誘導体」は、インビボで変換されてデオキシヌクレオシドを生じる化合物（例えば、薬剤前駆体）を指す。変換は、例えば血液中での加水分解のような、様々なメカニズム（例えば、代謝的または化学的過程による）によって生じ得る。プロドラッグはこのような誘導体であり、プロドラッグの使用の議論はＴ．ＨｉｇｕｃｈｉおよびＷ．Ｓｔｅｌｌａ，“Ｐｒｏ−ｄｒｕｇｓ ａｓ Ｎｏｖｅｌ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ（新規送達システムとしてのプロドラッグ），”Ｖｏｌ．１４ ｏｆ ｔｈｅ Ａ．Ｃ．Ｓ．Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｅｒｉｅｓによって、そしてＢｉｏｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒｓ ｉｎ Ｄｒｕｇ Ｄｅｓｉｇｎ，ｅｄ．Ｅｄｗａｒｄ Ｂ．Ｒｏｃｈｅ，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ，１９８７で示される。

本明細書で使用されるとき、「有害効果」は、薬剤の投与の投与によって生じる望ましくない反応である。ほとんどの場合、デオキシヌクレオシドの投与は有害効果を生じなかった。最も予測される有害効果は、わずかな胃腸不耐性であろう。

用語「約」または「おおよそ」は、従来技術における通常技術の１つによって測定される特定の値に関する許容可能な誤差範囲内を意味し、これは、値がどのように計測または測定されたか、すなわち、測定系の限度、すなわち、医薬製剤のような特定の目的のために要求される精度の程度、に部分的に依存するであろう。例えば、「約」は、従来技術の実施について、１以内の標準偏差または１を超える標準偏差を意味し得る。あるいは、「約」は、所定の値の２０％まで、好ましくは１０％まで、より好ましくは５％まで、より好ましくはさらに１％までの範囲を意味し得る。あるいは、特に生物学的な系または過程に関して、本用語は、値の倍数のオーダー以内、好ましくは５倍以内、より好ましくは２倍以内を意味し得る。特定の値が本出願および請求項において説明される場合、他に記載がない限り、特定の値に関する許容誤差範囲内を意味する用語「約」が想定される。

ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群の治療のためのデオキシヌクレオシドの投与
ミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）枯渇症候群（ＭＤＳ）は、影響を受けた組織におけるｍｔＤＮＡコピー数の低下によって特徴付けられるいくつかの重篤な常染色体疾患を含む。ＭＤＳ原因核遺伝子のほとんどは、ｍｔＤＮＡ複製機構に属する、またはデオキシリボヌクレオシド三リン酸（ｄＮＴＰ）代謝に含まれるタンパク質をコードする。

ＭＤＳの１つの型はチミジンキナーゼ欠損またはＴＫ２である。核遺伝子であるＴＫ２によってコードされるＴＫ２はミトコンドリアマトリックスタンパク質であり、チミジンおよびデオキシシチジンヌクレオシドをリン酸化してデオキシチミジン一リン酸（ｄＴＭＰ）およびデオキシシチジン一リン酸（ｄＣＭＰ）を生じ、これらが次にミトコンドリアＤＮＡ合成に必要とされるデオキシヌクレオチド三リン酸（ｄＮＴＰ）に変換される。背景のセクションで考察したように、常染色体劣性ＴＫ２変異は、幼児および小児におけるミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）の重篤な枯渇を伴う壊滅的な神経筋衰弱、ならびに成人におけるｍｔＤＮＡ複数欠失を伴う進行性外眼筋まひを引き起こす。多くの患者は歩行できず、ある種のタイプの人工呼吸器および栄養チューブを必要とする。中枢神経系はこれらの障害に可変的に関連し、発作、脳症、認知機能障害、および聴力損失を含む症状を伴う。患者の７％未満が４２年を超えて生存する。

このように診断された患者の臨床的および分子遺伝学的所見に基づき、３つの疾患症状：ｉ）重篤なｍｔＤＮＡ枯渇および早期死亡を伴う、生後１年で衰弱の発症を有する生後幼児期発症筋症（≦１歳）、ｉｉ）重篤なｍｔＤＮＡ枯渇を有する小児期発症筋症（＞１〜１１歳）、ｉｉｉ）ｍｔＤＮＡ複数欠失、ｍｔＤＮＡコピー数低下、またはこの両方と関連する、青年期または成人期における慢性進行性外眼筋まひをしばしば有し、発症時の中度衰弱および歩行不能に至る緩慢な進行、呼吸不全、または両方を有する後期発症筋症（≧１２歳）、が特定された。全体的にはＧａｒｏｎｅら（２０１６）の近刊を参照されたい。

ＴＫ２欠損症の病因および試験療法について、患者由来の培養した線維芽細胞を用いて試験する試みは成功しておらず、これは複製細胞がｍｔＤＮＡ枯渇を示せなかったためである。これに対し、ホモ接合Ｔｋ２ Ｈ１２６Ｎノックイン変異体（Ｔｋ２^−／−）マウスモデルは、ＴＫ２変異によって生じるヒト幼児脳筋症と著しく類似した表現型を示し、表現型は歩行機能低下、不安定な歩行、粗大振戦、発育遅滞の１０日齢での発症、および１４〜１６日齢での早期死に急速に進行するミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）の枯渇を特徴とし、これはヒト幼児発症疾患と類似した時間間隔である（Ａｋｍａｎら，２００８；Ｄｏｒａｄｏら，２０１１）。

Ｔｋ２ノックインマウスを用いた本明細書で示される試験は、経口によるｄＣ／ｄＴの投与がＴＫ２欠損症の臨床症状の発症を遅延させ、かつマウスの生存を２〜３倍延長したことを示した（例２）。

追加実験は組織特異的効果を示した。ミトコンドリア抽出物中のｄＮＴＰプール量の測定は、ｄＣＴＰが脳で回復し、ｄＴＴＰが肝臓で回復したことを示した（例３）。ｍｔＤＮＡ枯渇の測定は、ｄＣＭＰ＋ｄＴＭＰおよびｄＣ＋ｄＴ療法がともに肝臓、筋肉および組織中のｍｔＤＮＡコピー数を回復したことを示した（例４）。血液脳関門の形成が脳における治療の生物学的利用能を損ない得ることが以前に推測された。しかしながらＨＰＬＣ測定は、これらの化合物の触媒生成物がヌクレオチド一リン酸およびデオキシヌクレオシドの両治療後に高い濃度で認められたことを示し、これらが血液脳関門を通過できることを示唆した。ｍｔＤＮＡ枯渇の測定は小腸におけるｍｔＤＮＡコピー数の完全な回復も示した。

したがって、Ｔｋ２欠損症のマウスモデルを用いた本明細書で示される実験は、デオキシヌクレオシドの投与がこの疾患の治療に有効で安全であることを示す。さらに例５で示すように、ｄＴおよびｄＣの投与は患者におけるＴＫ２欠損症の症状を大きく改善した。

このため本発明は、この方法を必要とする患者への少なくとも１種類のデオキシヌクレオシドの投与を含む。１つの実施形態では、本発明は少なくとも１種類のデオキシピリミジンの投与を含む。さらなる実施形態では、デオキシピリミジンはｄＣ、ｄＴおよびこれらの混合物から選択される。さらに別の実施形態では、本発明は少なくとも１種類のデオキシプリンの投与を含む。さらなら実施形態では、デオキシプリンはｄＡ、ｄＧ、およびこれらの混合物から選択される。

デオキシヌクレオシドの投与から恩恵を受けるであろう患者は、ＴＫ２欠損症と診断された患者であると考えられる。これらの患者では、少なくとも１種類のデオキシピリミジン、ｄＣまたはｄＴ、あるいはこれらの混合物が投与される。

ｄＧＭＰおよびｄＡＭＰの欠如とＤＧＵＯＫにおける常染色体劣性変異に起因するデオキシグアノシンキナーゼ（ｄＧＫ）の同時の欠損は、早期小児発症の肝脳疾患として一般的に現れるｍｔＤＮＡ枯渇を引き起こす（Ｍａｎｄｅｌら，２００１）。これらの患者は、少なくとも１種類のデオキシプリン、ｄＧまたはｄＡ、あるいはこれらの混合物の投与から恩恵を受けるであろう。

ＭＤＳの他の型ならびに不均衡なヌクレオチドプールと関連する他の障害は、特定のデオキシヌクレオシド、すなわち、ｄＡ、ｄＧ、ｄＣ、またはｄＴ、あるいはこれらの混合物の投与によって治療され得る。これらの障害には、限定されないが、ＲＲＭ２Ｂ（リボヌクレオチドレダクターゼ（ＲＮＲ）のｐ５３誘発性小サブユニットであるｐ５３Ｒ２をコードする）と関連する欠如、およびミトコンドリア神経性胃腸管系脳筋症（ＭＮＧＩＥ）を生じるＴＹＭＰ（チミジンホスホリラーゼ（ＴＰ）をコードする）の変異が含まれる。ミトコンドリアｄＮＴＰプールを崩壊させるさらなる核遺伝子には、限定されないが、ＳＵＣＬＡ２、ＳＵＣＬＧ１およびＭＰＶ１７が含まれる。これらの遺伝子と関連する障害も１種類以上のデオキシヌクレオシドの投与によって治療され得る。

さらに、ＭＤＳの他の型および他の障害のメカニズムが明らかになると、治療に適したデオキシヌクレオシドが習熟した専門家によって決定され得る。

全身筋緊張低下、近位筋衰弱、過去に獲得した運動技術の喪失、少食、および呼吸困難によって特徴付けられる進行性筋疾患の最も典型的な症状を含むＴＫ２欠損症に関する上に記載の表現型を示す患者は、確定的に疾患を診断するために検査され得る。

臨床症状によってｍｔＤＮＡ枯渇症候群が強く疑われる場合、ｍｔＤＮＡ枯渇症候群を引き起こすことが知られている遺伝子パネルを用いた分子遺伝学子検査が実施されるべきである（Ｃｈａｍｐｒａｓｅｒｔら，２０１２）。ＴＫ２遺伝子は、そこでの変異がＴＫ２関連ミトコンドリアＤＮＡ枯渇症候群を引き起こすことが知られている唯一の遺伝子である。この検査は、配列変異体および欠失／複製に関するＴＫ２の全コード領域およびエクソン／イントロン接合領域の配列分析を含み得る。配列分析で複合のヘテロ接合性またはホモ接合性欠失変異が特定される場合、ＴＫ２欠損症の診断が確証され、したがって、被験体はデオキシヌクレオシド療法の恩恵を受けるであろう。配列分析によって２つの複合のヘテロ接合性またはホモ接合性欠失変異が特定されない場合、ＴＫ２欠損症診断を判断および／または確証するために欠失／複製分析が考慮されるべきである。

ＴＫ２欠損症診断を判断および／または確証するためのさらなる試験は、血清クレアチンキナーゼ（ＣＫ）濃度試験、筋電図検査、骨格筋の組織病理学検査、ミトコンドリアＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）含量（コピー数）、および骨格筋における電子伝達系（ＥＴＣ）活性を含み得る。下記の１つ以上がこれらの検査で認められる場合、ＴＫ２欠損症が判断および／または確証される。健常対照と比べて高いＣＫ濃度は、ＴＫ２欠損症を示し得る。骨格筋バイオプシーを行い、骨格筋におけるｍｔＤＮＡ含量分析を実施する。骨格筋バイオプシーが線維サイズの顕著な相違、不定な筋形質空胞、不定に増加した結合組織、および不規則な赤色線維、ならびにコハク酸デヒドロゲナーゼ（ＳＤＨ）活性の増加およびシトクロムｃオキシダーゼ（ＣＯＸ）活性の低下〜喪失を示し、かつｍｔＤＮＡコピー数が著しく低下（年齢および組織の一致した健常対照の通常２０％未満）している場合、ＴＫ２欠損症の診断が判断および／または確証され得る（Ｃｈａｎｐｒａｓｅｒｔら，２０１２）。

さらに、ＴＫ２欠損症は常染色体劣性形式で受け継がれる。したがって、罹患した患者の兄弟は、疾患を診断するために出生後できるだけ速く試験され得る。

これらの例のすべてにおいて、デオキシヌクレオシド療法は、ＴＫ２欠損症の診断後できるだけ速く開始されるべきである。

医薬組成物、投与方法、および用量
本発明はデオキシヌクレオシドの投与、より具体的には１種類以上のデオキシヌクレオシドの投与を包含する。

投与の最も好ましい方法は、経口、髄腔内および静脈内を含む非経口である。デオキシヌクレオシドは選択される投与に適した剤形でなければならない。

デオキシヌクレオシドは液体（水、乳児用人工乳、または牛乳など）中に容易に溶解するが、遊離酸型は液体中に容易に溶解しない。

投与のために１種類以上のデオキシヌクレオシドを含むこのような医薬組成物は、治療上効果的な量のデオキシヌクレオシドおよび医薬品として許容可能な担体を含む。フレーズ「医薬品として許容可能な」は、生理学的に耐容性であり、かつヒトに投与されたときに異常亢進、めまいなどのようなアレルギー性の反応または同様な不都合な反応を一般的に生じず、連邦政府または州政府の規制当局によって承認されている、あるいは動物、より特定的にはヒトで使用することが米国薬局方または他の一般的に認められている薬局方に記載されている、分子実体および組成物を指す。「担体」は、治療剤が一緒に投与される希釈剤、補助剤、添加剤、または媒体を指す。このような医薬品用担体は、水中の生理食塩水、およびピーナツオイル、ダイズオイル、ミネラルオイル、ゴマ油などの、石油、動物、植物、または合成由来のものを含む、オイルなどの、無菌液体であってよい。生理食塩水は、医薬組成物が静脈内投与される場合に好ましい担体である。生理食塩水ならびに水性デキストランおよびグリセロール溶液もまた液体担体として、特に注射溶液用に、使用できる。適切な医薬添加剤は、デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、マルト、コメ、コムギ、石灰、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレン、グリコール、水、エタノールなどを含む。必要に応じて、組成物は少量の湿潤剤または乳化剤、あるはｐＨ調整剤を含んでもよい。

経口投与は投与の好ましい方法である。デオキシヌクレオシドは、限定されないが、牛乳およびヒト母乳の両ミルク、乳児用人工乳、ならびに水を含む、患者が摂取する液体のあらゆる形態に添加されてよい。

さらに、経口投与に適応される医薬組成物は、カプセル、錠剤、粉末、顆粒、溶液、シロップ、懸濁液（非水性のまたは水性の液体）、またはエマルションであり得る。錠剤またはハードゼラチンカプセルは、ラクトース、デンプンまたはその誘導体、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム、ステアリン酸、あるいはこれらの塩を含み得る。ソフトゼラチンカプセルは、植物オイル、ワックス、脂肪、半固体または液体のポリオールを含み得る。溶液およびシロップは、水、ポリオール、および糖を含み得る。経口投与が意図される有効成分は、胃腸管中で有効成分の分解および／または吸収を遅らせる物質でコーティングまたはそれと混合され得る。このため、持続放出は何時間かにわたって達成され得、必要に応じて、有効成分は胃内での分解から守られる。経口投与用の医薬組成物は、特定のｐＨまたは酵素条件によって特定の胃腸部位で有効成分の放出を促進するように製剤化され得る。

血液脳関門を通過するデオキシヌクレオシドのあらゆる問題を克服するために、髄腔内投与はさらに好ましい投与形態である（Ｇａｌｂｉａｔｉら，２００６、Ｇｏｔｚら，２００８）。髄腔内投与は、脊柱管中への、より具体的には脳脊髄液に到達するようにクモ膜下空間への薬剤の注入を含む。この方法は脊髄麻酔、化学療法、および鎮痛剤投与で一般的に使用される。髄腔内投与は、脊椎穿刺（ボーラスまたは注入）またはポートカテーテルシステムによって実施できる。カテーテルは最も一般的には腰椎薄膜間に挿入され、その先端は所望レベル（一般的にはＬ３〜Ｌ４）まで包膜に向かって通される。髄腔内製剤は最も一般的には水、および媒体として生理食塩水を使用するが、ＥＤＴＡおよび脂質もまた使用されている。

さらに好ましい投与形態は、静脈内投与を含む非経口である。静脈内投与を含む非経口投与に適応される医薬組成物は、水性および非水性の無菌注射用溶液または懸濁液を含み、これは抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤、および組成物を被験体の血液とほとんど等張にする溶質を含み得る。このような組成物中に存在し得る他の成分は、水、アルコール、ポリオール、グリセリン、および植物オイルを含む。非経口投与に適応される組成物は、密封したアンプルおよびバイアルなどの、単位用量または複数用量容器中に存在してよく、かつ使用直前に無菌担体の添加のみを必要とするフリーズドライされた（凍結乾燥された）状態で保存され得る。即時の注射用溶液および懸濁液は、無菌の粉末、顆粒、および錠剤から調製され得る。本発明の非経口投与剤形を提供するために使用できる適切な媒体は、従来技術の当業者に良く知られている。例として、注射用水ＵＳＰ；塩化ナトリウム注射液、リンゲル注射液、デキストロース注射液、デキストロースと塩化ナトリウム注射液、および乳酸リンゲル液などの水性媒体；エチルアルコール、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコールなどの水混和性媒体；ならびにコーンオイル、メンミオイル、ピーナッツオイル、セサミオイル、オレイン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、および安息香酸ベンジルなどの非水性媒体を含む。

さらに、患者によってはデオキシヌクレオシド治療が開始される時点までに経腸栄養を受けていることがあるため、ｄＮは胃瘻供給管または他の経腸栄養手段によって投与され得る。

投与のさらなる方法は、被験体への鼻腔、舌下、膣、口内、または結腸のような、粘膜の；あるいは経皮投与が含まれる。

鼻腔および肺投与に適応される医薬組成物は、粉末などの固体担体を含み得、鼻腔を通した迅速吸入によって投与できる。鼻腔投与用組成物は、スプレーまたは液滴などの、液体担体を含み得る。これに代えて、肺に直接的に通る吸入が、深部吸入またはマウスピースを通す導入によって達成され得る。これらの組成物は有効成分の水性またはオイル溶液を含み得る。吸入用組成物は、限定されないが、加圧エアゾール、噴霧吸入器または注入器を含む特定の適応されたデバイス中で供給され得、これは有効成分の所定投与量を与えるように構成され得る。

結腸投与に適応される医薬組成物は、坐薬または浣腸として供給され得る。膣投与に適応される医薬組成物は、ペッサリー、タンポン、クリーム、ジェル、ペースト、フォームまたはスプレー製剤として供給され得る。

経皮投与に適応される医薬組成物は、長期間にわたってレシピエントの表皮と密接に接触し続けるように意図された個別パッチとして、供給され得る。

デオキシヌクレオシド療法は、デオキシチミジン（ｄＴ）、デオキシシチジン（ｄＣ）、デオキシアデノシン（ｄＡ）、およびデオキシグアノシン（ｄＧ）からなる群から選択される１種類以上のデオキシヌクレオシドの投与を含む。

習熟した専門家は、欠損症に基づいてどのデオキシヌクレオシドが有効か決定できる。デオキシヌクレオシドの混合物を投与すべきかどうか、そしてどのような比率であるべきか決定することも専門家の従来技術の範囲内である。２種類のデオキシヌクレオシドが投与される場合、それらは各デオキシヌクレオシドの、例えばｄＣおよびｄＴの、５０／５０比であってよく、あるいは約５／９５、１０／９０、１５／８５、２０／８０、２５／７５、３０／７０、３５／６５、４０／６０、４５／５５、５５／４５、６０／４０、６５／３５、７０／３０、７５／２５、８０／２０、８５／１５、９０／１０、および９５／５の比であってよい。

例として、ＴＫ２欠損症のためにｄＴおよびｄＣが等量の混合物で投与される。

治療上効果的な用量の選択は、いくつかの要因を考慮して技術習熟者によって決定され、それは従来の通常技術の１つとして知られている。このような要因は、デオキシヌクレオシドの特定の形態、ならびに生物学的利用能、代謝、および半減期などのその薬理動態学的パラメータを含み、それらは医薬化合物の規制承認を得る上で一般的に使用される通常の開発手順の際に確立されているであろう。用量を考慮する際のさらなる要因は、治療すべき症状または疾患あるいは正常な個体で達成されるべき効果、患者の体重、投与経路、投与が急性的または慢性的かどうか、併用する薬剤、ならびに投与される医薬品の効能への影響が良く知られている他の要因を含む。このため、正確な用量は従来技術の当業者の判断、および各患者の環境に従って、ならびに標準的な臨床技術に従って決定されるべきである。

好ましい用量は、約１００〜約１，０００ｍｇ／ｋｇ／日の範囲である。さらに好ましい用量は、約２００〜約８００ｍｇ／ｋｇ／日の範囲である。さらに好ましい用量は、約２５０〜約４００ｍｇ／ｋｇ／日の範囲である。これらの投与量は、個別デオキシヌクレオシドのもの、または１種類より多いデオキシヌクレオシド、例えばｄＴおよびｄＣの混合物を有する組成物のものである。例えば、用量は、４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＴを単独で含んでよい。さらなる例では、用量は２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＴおよび２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣの混合物を含んでよい。さらなる例では、用量は、４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＴとｄＣの混合物を含んでよい。

デオキシヌクレオシドの投与は、好ましくは規則的な間隔で、１日１回、１日２回、１日３回、１日４回、１日５回、１日６回までであってよい。例えば、デオキシヌクレオシドが１日４回投与されるとき、投与は午前８：００、午前１２：００、午後４：００、および午後８：００である。

用量は、静脈内または髄腔内に投与される場合、低減されてもよい。このような投与に好ましい用量範囲は、約５０〜約５００ｍｇ／ｋｇ／日である。

例５に示すように、用量は被験体における効果を最適化するために調整されてよい。例えば、デオキシヌクレオシドは１００ｍｇ／ｋｇ／日で投与を開始し、ついで経時的に２００ｍｇ／ｋｇ／日に、４００ｍｇ／ｋｇ／日に、８００ｍｇ／ｋｇ／日に、１０００ｍｇ／ｋｇ／日まで、被験者の反応および耐容性に応じて増加されてよい。

被験体は、投与量を増加する前にその症状の改善についてモニタリングされてよい。デオキシヌクレオシドの治療上の投与に対する被験体の応答は、被験体の筋肉の強度と制御、および移動性ならびに身長および体重の変化を観察することによってモニタリングされてよい。投与後にこれらのパラメータの１つ以上が増加する場合、治療は継続され得る。これらのパラメータの１つ以上が同じ状態、または低下する場合、デオキシヌクレオシドの投与量は増加され得る。

例に示すように、デオキシヌクレオシドは十分に耐容性である。認められたいずれの有害効果もわずかなものであり、ほとんどは下痢、腹部膨満、および他の胃腸徴候だった。被験体はまた、例えば下痢など、胃腸不耐性などの任意の有害効果をモニタリングされ得る。１つ以上の有害効果が投与後に認められる場合、投与量は低減され得る。このような有害効果が認められない場合、投与量は増加され得る。さらに、投与量が有害効果の観察によって低減され、かつ有害効果がもはや認められない場合、投与量は増加され得る。

デオキシヌクレオシドはまた、他の薬剤と共投与され得る。このような薬剤は、ＭＤＳの特定な型の症状を治療するための治療剤を含む。特に、ＴＫ２欠損症では、ｄＴおよびｄＣは、テトラヒドロウリジン（シチジンデアミナーゼの阻害剤）およびイムシリンＨ（プリンヌクレオシドホスホリラーゼの阻害剤）およびチピラシル（チミジンホスホリラーゼの阻害剤）などの酵素阻害剤を含むが限定されない、普遍的なヌクレオシド異化酵素の阻害剤と併用投与され得る。このような阻害剤はいくつかの癌の治療で知られており使用されている。

例
本発明は次の非限定例を参考にすることによってさらに良く理解され得、それらは本発明の好ましい実施形態をより完全に説明するために提示される。これらは本発明の広範な範囲を限定するものとは決して解釈されるべきでない。

例１−材料および方法
ＴＫ２欠損症のマウスモデル
ヒト幼児脳筋症と著しく類似した表現型を示すホモ接合Ｔｋ２ Ｈ１２６Ｎノックイン変異体（ＴＫ２^−／−）マウスが既に報告されている（Ａｋｍａｎら，２００８）。生後１０〜１３日に、Ｔｋ２^−／−マウスは歩行機能低下、不安定な歩行、粗大振戦、発育遅滞、および１４〜１６日齢での早期死に至る急速な進行を特徴とする幼児脳筋症を急速に発症する。マウスモデルの分子的および生化学的分析は、疾患の病因が酵素活性の喪失に起因し、結果として脳におけるｄＴＴＰおよび肝臓におけるｄＴＴＰとｄＣＴＰの両方の量の低下を伴うｄＮＴＰプールの不均衡を起こし、これが次に、最も顕著には脳および脊髄において、ｍｔＤＮＡの枯渇およびｍｔＤＮＡにコードされるサブユニットを含む呼吸鎖酵素の欠如を引き起こすことを示した。

すべての実験は、コロンビア大学医療センターの施設動物管理と使用に関する委員会によって承認されたプロトコルに従い、国立衛生研究所の実験動物の管理と使用に関するガイドラインと一致した。マウスを、１２時間の明、１２時間の暗サイクルで、国際標準条件に従って飼育しおよび繁殖させ、４、１３、および２９日齢で屠殺した。

器官（脳、脊髄、肝臓、心臓、腎臓、四頭筋、肺、および胃腸管）を取り出して、ドライアイスで凍結点（−１６０℃）近くまで前冷却したイソペンタンの液相中で凍結、または標準的な方法を用いて１０％中性緩衝化ホルマリン中で固定してパラフィン中に包理した。そしてパラフィン包理した組織を、形態学的試験のためにヘマトキシリンおよびエオシン（Ｈ＆Ｅ）で染色、または補足手順で詳細説明されているように、ＧＦＡＰ、ＣＯＸＩ、または複合体Ｉサブユニットによる免疫染色のために処理した。ヘテロ接合およびホモ接合の両野生型マウスを、臨床的および生化学的な差がないことが既に報告されているため（Ａｋｍａｎら，２００８、Ｄｏｒａｄｏら，２０１１）、対照群（Ｔｋ２^＋）とみなした。

治療投与および実験計画
デオキシシチジン（ｄＣ）およびデオキシチミジン（ｄＴ）を、生後４〜２９日に、２６０ｍｇ／ｋｇ／日および５２０ｍｇ／ｋｇ／日の２用量を用いてＴＫ２ Ｈ１２６Ｎノックインマウス（Ｔｋ２^−／−）および同齢の対照野生型（Ｔｋ２^＋）に、毎日経口経管によって５０μＬの小型ペット用エスビラックミルクフォーミュラ（Ｐｅｔ−Ａｇ）で投与した。２１日齢でマウスを母親から離し、１．６ｍＭおよび３．２ｍＭのそれぞれ等モル用量を用いる飲用水中のｄＣおよびｄＴの投与によって処置を継続した。陰性対照群の未処置ＴＫ２変異体および対照野生型マウスを体重測定し、比較のために注意して観察した。

表現型評価
体重増加の能力のないことが疾患の最初の徴候であることが既に認められているため（Ａｋｍａｎら，２００８）、体重を毎日評価した。

ｄＴ／ｄＣの安全性および有効性の程度を明らかにするために、処置および未処置Ｔｋ２マウスにおける生存時間、疾患の発症齢、症状のタイプおよび重篤度、副作用の発生、ならびに有害事象による治療終了の割合を比較した。マウスの全体的な行動、生存時間、および体重を、生後４日に開始して毎日評価した。

ポリメラーゼ伸長アッセイによるｄＮＴＰプール
組織を、１０倍容量（ｗ／ｖ）の冷却したＭＴＳＥ緩衝液（２１０ｍＭマンニトール、７０ｍＭスクロース、１０ｍＭトリス−ＨＣｌ，ｐＨ７．５、０．２ｍＭ ＥＧＴＡ、０．５％ＢＳＡ）中にて氷上でホモジナイズし、４℃で５分間１０００ｇにて遠心分離し、続いて４℃で２分間１３，０００ｇにて３回遠心分離した。上清を、６０％メタノールで沈殿させ、−８０℃で２時間維持し、３分間沸騰させ、−８０℃で保存し（１時間〜一昼夜）、４℃で１０分間２０，８００ｇにて遠心分離した。上清を乾燥するまで蒸発させ、ペレットを６５μＬの水中に再懸濁化し、分析するまで−８０℃で保存した。リボヌクレオチド干渉を最小限にするため、全ｄＮＴＰプールを、報告されているように（Ｆｅｒｒａｒｏら，２０１０、Ｍａｒｔｉら，２０１２ａ）測定した。簡単に説明すると、２０μＬ容量の反応液を、５μＬのサンプルまたは標準ｄＮＴＰを１５μＬの反応緩衝液［０．０２５Ｕ／ｍＬのＴｈｅｒｍｏＳｅｑｕｅｎａｓｅ ＤＮＡポリメラーゼ（ＧＥヘルスケア、ピスカタウェイ、ニュージャージー州、米国）またはＴａｑポリメラーゼ（ライフテクノロジーズ、ニューヨーク州、米国）、０．７５μＭの３Ｈ−ｄＴＴＰまたは３Ｈ−ｄＡＴＰ（Ｍｏｒａｖｅｋ Ｂｉｏｃｅｍｉｃａｌｓ）、０．２５μＭ特異的オリゴヌクレオチド、４０ｍＭトリス−ＨＣｌ，ｐＨ７．５、１０ｍＭのＭｇＣｌ２、５ｍＭのＤＴＴ］と混合することにより調製した。４８℃で６０分間後に、１８ｍＬの反応液を、ワットマンＤＥ８１ろ紙上にスポットし、空気乾燥させ、５％Ｎａ２ＨＰＯ４で１０分間３回、蒸留水で１回、無水エタノールで１回洗浄した。残存する放射能を、シンチレーション計測によって測定した。

ＨＰＬＣによるヌクレオシド測定
デオキシチミジン（ｄＴ）、デオキシウリジン（ｄＵ）、ウラシル（Ｕ）およびチミン（Ｔ）の量を、既に報告されている勾配溶出ＨＰＬＣ法（Ｌｏｐｅｚら，２００９、Ｍａｒｔｉら，２０１２ｂ）を少し変更して用いて評価した。簡単に説明すると、除タンパク質サンプルを、４種類の緩衝液：溶離液Ａ（２０ｍＭリン酸カリウム、ｐＨ５．６）、溶離液Ｂ（水）および溶離液Ｃ（メタノール）を用いて１．５ｍＬ／分（指示されている場合以外）の一定流速で、Ａｌｌｔｉｍａ Ｃ１８ＮＵＣ逆相カラム（Ａｌｌｔｅｃｈ）を備えるＡｌｌｉａｎｃｅ ＨＰＬＣシステム（ウォーターズ社）に注入した。サンプルを、以下の勾配によって６０分かけて溶出した：０〜５分、１００％溶離液Ａ；５〜２５分、１００〜７１％溶離液Ａ、２９％溶離液Ｂ；２５〜２６分、０〜１００％溶離液Ｃ；２６〜３０分、１００％溶離液Ｃ；３０〜３１分、０〜１００％溶離液Ｂ；３１〜３５分、１００％溶離液Ｂ（１．５〜２ｍＬ／分）；３５〜４５分、１００％溶離液Ｂ（２ｍＬ／分）；４５〜４６分、１００％溶離液Ｂ（２〜１．５ｍＬ／分）；４６〜４７分、０〜１００％溶離液Ｃ；４７〜５０分、１００％溶離液Ｃ；５０〜５１分、０〜１００％溶離液Ａ；５１〜６０分、１００％溶離液Ａ。

溶出液の吸光度を、２６７ｎｍでモニタリングし、ｄＴおよびｄＵピークを、水性標準によって得られた校正曲線とこれらのピーク面積を比較することにより定量した。各サンプルについてデオキシチミジン、デオキシウリジン、ウラシル、およびチミンのピークの確定的な特定のために、第２の小分けした量を、精製した大腸菌ＴＰ（シグマ）の過剰量で処理してｄＴおよびｄＵを特異的に除去した。この方法の検出限界は、すべてのヌクレオシドについて０．０５ｍｍｏｌ／Ｌである。結果をタンパク質のｎｍｏｌ／ｍｇとして表した。

ＲＴ−ｑＰＣＲ：ミトコンドリアＤＮＡ定量
リアルタイムＰＣＲを、Ｓｔｅｐ Ｏｎｅ Ｐｌｕｓ Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ ＰＣＲシステム（アプライドバイオシステムズ）でｄｄＣｔ法を用いて、報告されているように（Ｄｏｒａｄｏら，２０１１）、ネズミＣＯＸＩ遺伝子（ｍｔＤＮＡ）およびマウスグリセルアルデヒド−３−リン酸デヒドロゲナーゼ（ＧＡＰＤＨ、ｎＤＮＡ）（アプライドバイオシステムズ、インビトロジェン、フォスターシティー、カリフォルニア州、米国）用のプライマーおよびプローブを用いて実施した。ｍｔＤＮＡ値を、ｎＤＮＡ値に対し基準化し、野生型（１００％）に対するパーセントとして表した。

ミトコンドリア呼吸鎖タンパク質量
３０μｇの全大脳または大脳抽出物を、ＳＤＳ−１２％ＰＡＧＥゲルで電気泳動し、Ｉｍｍｕｎ−Ｂｌｏｔ^ＴＭＰＶＤＦメンブラン（バイオラッド、ハーキュリーズ、カリフォルニア州、米国）に移し、ＭｉｔｏＰｒｏｆｉｌｅ（登録商標）ＴｏｔａｌＯＸＰＨＯＳげっ歯類ＷＢ抗体カクテル（ＭｉｔｏＳｃｉｅｎｃｅ、ユージーン、オレゴン州、米国）の抗体で探査した。タンパク質−抗体相互作用を、Ａｍｅｒｓｈａｍ^ＴＭＥＣＬ Ｐｌｕｓウェスタンブロッティング検出システム（ＧＥヘルスケアライフサイエンス、英国）を用いて、ペルオキダーゼ共役体化抗マウスＩｇＧマウス抗体（シグマ−アルドリッチ、セントルイス、ミズーリ州、米国）によって検出した。タンパク質の定量を、ＮＩＨ ＩｍａｇｅＪ １．３７Ｖソフトウェアを用いて実施した。平均グレー値を、ピクセルの数によって除された選択したすべてのピクセルのグレー値の合計として選択した領域内で計算した。

分光光度計分析によるミトコンドリア呼吸鎖酵素活性
ミトコンドリアＲＣ酵素分析を、既に報告されているように（ＤｉＭａｕｒｏら，１９８７）大脳組織で実施した。

統計学的方法
データを、群あたり少なくとも３回の実験の平均±ＳＤとして表す。ゲーハン−ブレスロウ−ウィルコクソン検定を使用して、マウスの各群の生存率を比較した。＜０．０５のｐ値を、統計学的に有意であるとみなした。

例２−Ｔｋ２^−／−マウスへのｄＣ／ｄＴの投与はＴＫ２欠損症の臨床的発症を遅延させかつ生存を高めた
デオキシヌクレオシド（ｄＣ／ｄＴ）の２６０および５２０ｍｇ／ｋｇ／日それぞれの用量を、Ｔｋ２^−／−マウスに投与した。デオキシヌクレオシドのこれらの用量は、ｄＣＭＰ＋ｄＴＭＰのそれぞれ４００および８００ｍｇ／ｋｇ／日と等モルだった。

経口ｄＣ＋ｄＴ（４日齢から２６０または５２０ｍｇ／ｋｇ／日）で処置したマウスは、出生後２１日まで正常にみえた（図１）。２１日齢後に、２６０ｍｇ／ｋｇ／日用量で処置された変異体マウス（Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}）は、体重増加が止まり、中度の頭部振戦および生後３１±４．３日で死をもたらした衰弱を発症した（図２）。

５２０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣ＋ｄＴで処置された変異体マウス（Ｔｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}）は、さらに１週間体重増加が継続したが、その後Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}と同様の劣化を示し、生後４３±１０日で死亡した。これらの結果は、２００または４００ｍｇ／ｋｇ／日の経口ｄＣＭＰ／ｄＴＭＰ処置で処置されたＴｋ２^−／−マウスによって示されたものに匹敵する。Ｔｋ２^{＋ ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}およびＴｋ２^{＋ ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}）を、生後６０日まで経過観察した。副作用は認められなかった。

示されるように、処置したＴｋ２^−／−の寿命は有意に増加した。未処置Ｔｋ２^−／−マウスは１３日の平均寿命を示したが、一方で処置したマウスは２６０および５２０ｍｇ／ｋｇ／日の用量でそれぞれ平均３１日および４０日生存した（図２）。興味深いことに、マウスの１匹は生後５６日まで生存し、これは現在までＴｋ２ノックインマウスモデルにおける最長の寿命である。

例３−経口ｄＣ／ｄＴは脳および肝臓中の分子的異常を改善する
ミトコンドリア抽出物中のｄＮＴＰの測定は、Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}およびＴｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}はいずれも生後１３日でミトコンドリアｄＮＴＰプール不均衡を完全には修正できず、組織において異なる効果を表し、脳中でｄＣＴＰの完全な回復を示し、一方肝臓中でｄＴＴＰが修正されたことを示した。これに対し、脳中のｄＴＴＰおよび肝臓中のｄＣＴＰの欠如は、デオキシヌクレオシドの補充にも関わらず、重篤なままだった（図３）。

生後１３日でのＴｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}およびＴｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}マウスでは、処置が心臓、肝臓、腎臓、小腸、および筋肉中のｍｔＤＮＡ枯渇を予防した（図４）。これに対し、ｍｔＤＮＡコピー数は用量依存的に生後１３日で脳中で部分的にのみ改善され、ｍｔＤＮＡ／ｎＤＮＡ比は対照脳に比べてｄＣ＋ｄＴの２６０ｍｇ／ｋｇ／日で３９％、５２０ｍｇ／ｋｇ／日で５２％に達した。ＨＰＬＣによる脳中のｄＴおよびウラシル塩基の測定は、ｄＣ＋ｄＴまたはｄＣＭＰ＋ｄＴＭＰで処置された動物でより高い量を示し（図５）、デオキシヌクレオシドおよびデオキシヌクレオシド一リン酸がいずれも血液脳関門を通過することをさらに示した。生後２９日で、ｍｔＤＮＡ枯渇は２６０または５２０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣ＋ｄＴ療法によって心臓（４０および３５％）、肝臓（４６および４５％）、腎臓（３８および４２％）、および筋肉（２４および３５％）で部分的に回復したが、顕著には小腸（８２および８４％）で完全に回復した（図４）。

例４−経口ｄＣ／ｄＴは脳中の生化学的異常を改善する
呼吸鎖酵素（ＲＣＥ）活性およびタンパク質量は、生後１３日でＴｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}の脳で完全に回復した（図６）。ＲＣＥ活性も生後２９日で回復し、複合体Ｉ活性のほんのわずかな低下が、Ｔｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}で認められた（図６）。脳中のＲＣＥタンパク質量は、生後２９日で部分的に回復し、Ｔｋ２^{−／− ２６０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}よりもＴｋ２^{−／− ５２０ｍｇ／ｋｇ／日 ｄＣ／ｄＴ}でより高い量であった（図７）。タンパク質量のこれらの差は、生後２９日での処置した変異体マウスの脳中のｍｔＤＮＡ枯渇の差と一致し、より高い用量で認められた生存の延長をおそらく説明する。

例５−ＴＫ２欠損症を有する患者におけるｄＣ／ｄＴの投与は有効だった
本発明らの監督および管理下でデオキシヌクレオシド療法を受けていたＴＫ２欠損症を有する患者の症状、投与量、および転帰を下に要約する。

患者１
本患者は２０１１年２月に米国で生まれた。彼の症状は、１２ヶ月で低緊張性および首下がりを示した。彼は一度も歩行したことがなかった。患者はまた呼吸筋衰弱を有し、１９ヶ月で人工呼吸器を装着され、それは依然として２４時間／日装着されている。患者はまた１９ヶ月以降、栄養チューブを使用している。

患者は、１００ｍｇ／ｋｇ／日そして２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＴＭＰを過去に受けた。この治療法で、患者は小さい対象物を握ることができ、体重が１０．４ｋｇから１９．５ｋｇに増加した。

２０１５年１０月に、患者は２６０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴを開始し、これは３４０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴに増加された。２ヶ月後に、患者は手と頭を以前より良く動かし、人の支えで５分間立つことができ、咳が始まり、心拍数は遅くなった（日中１４０〜１７０ｂｐｍから日中１００〜１２０ｂｐｍに低下）。

２０１６年３月２３日に、用量を４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴに増加した。この治療法の６週後に、患者はさらに改善を示し、椅子に約５時間／日で座ることができ；「スタンダー」で１．５時間立ち；小さいぬいぐるみの動物を掴んで保持しそうであり；コンピュータボタンを押し；おむつをほどき、かつおむつを変える人を濡らそうと自分のペニスを向け；自分の膝を数秒間曲げたままにした。

治療の間に認められた唯一の有害効果は、下痢であった。

患者２
本患者は１９８７年にスペインで生まれた。彼は３歳で近位筋衰弱を含む症状を示し始めた。患者は１３歳で歩行能力を失い、２４時間呼吸器を使用した。患者は過去に２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＡＭＰおよびｄＣＭＰを受けており、体重増加および呼吸器使用の１日２４から２２時間への低下を示した。

患者は２０１５年６月から４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴでデオキシヌクレオシド療法を受けており、筋強度に改善を示し、体重および呼吸が安定し、より良好な生活の質を楽しんでいる。

治療の間に認められた唯一の有害効果は、下痢および脱毛であった。

患者３
本患者は１９８５年にスペインで生まれた。彼の症状は、顔面筋、近位筋、および体軸筋の衰弱を伴い６歳で始まった。患者は２０１５年６月に２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＴおよびｄＣを開始して、現在まで症状は改善し、６分間歩行試験、ゲットアップアンドゴーの時間、および４段の上り下りにおいて改善した。

治療の間に認められた唯一の有害効果は、下痢であった。

患者４
本患者は２００９年２月にスペインで生まれた。彼の症状は、成長しないことによって６ヶ月で示された。患者は２０１５年６月に２３０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴを開始した。２０１６年１月までに、患者は症状に改善を示し、より良く食べていた。

有害効果は認められなかった。

患者５
本患者は１９５７年にスペインで生まれ、５０歳で起座呼吸、および横隔膜衰弱の症状を有し始めた。夜にＢｉＰＡＰを使用している。患者は２０１５年１１月に２００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴを開始した。

有害効果は認められなかった。

患者６
本患者は２０１１年１０月にスペインで生まれ、１５ヶ月で、筋緊張低下および衰弱を含む症状を示し始めた。彼は２２ヶ月で歩行不能となり、呼吸筋衰弱を有する。患者は１６ヶ月で人工呼吸器を開始し、現在は１日に１２時間ＢｉＰＡＰを使用する。患者は過去に１００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＡＭＰを受け、それは４００ｍｇ／ｋｇ／日に増加された。患者の力は、Ｅｇｅｎ Ｋｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎスケールによって示されるように改善し（２８／３０から１３／３０）、体重は９．８ｋｇから１２．３ｋｇに増加した。

患者は２０１５年４月に４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴでデオキシヌクレオシド療法を開始した。２０１５年１０月に、Ｅｇｅｎ Ｋｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎスケールにおける変化は１３／３０から１１／３０となり、体重は１２．３ｋｇから１６．５ｋｇに増加した。

有害効果は認められなかった。

患者７
本患者は２０１２年１１月にスペインで生まれた。彼は１７ヶ月で、衰弱および筋緊張低下を含む症状を示し始めた。患者は２２ヶ月で歩行不能となり、２９ヶ月で人工呼吸器を開始した。患者は過去に１００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣＭＰおよびｄＡＭＰを受け、それは４００ｍｇ／ｋｇ／日に増加された。患者の力は、Ｅｇｅｎ Ｋｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎスケールによって示されるように改善し（３０／３０から２４／３０）、体重は１１ｋｇから１５．７ｋｇに増加した。

患者は２０１５年４月に４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＴおよびｄＣでデオキシヌクレオシド療法を開始した。２０１５年１１月に、Ｅｇｅｎ Ｋｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎスケールにおける変化は２４／３０から１９／３０となり、体重は１５．７ｋｇから１７ｋｇに増加した。

有害効果は認められなかった。

患者８
本患者は１９８９年９月にチリで生まれ、１１ヶ月で頻繁な落下および進行性歩行困難を伴う症状を示し始めた。彼女は約４歳で一人歩きする能力を失った。患者は過去にヌクレオチド療法を受けており、補助のない歩行、より長い起立、階段の昇段、ジムクラスへの参加、および下の世話をすることを含む移動性に改善を示した。

患者は２０１６年２月に２６０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴでのデオキシヌクレオシド療法に切り替え、ついで２０１６年５月に４００ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴの用量に増加し継続的に改善を示した。

有害効果は認められなかった。

患者９
本患者は１９８９年９月にグアテマラで生まれた。彼は２０１５年８月に１３０ｍｇ／ｋｇ／日のｄＣおよびｄＴを開始し、２０１６年２月に２６０ｍｇ／ｋｇ／日に増加した。患者は改善したエネルギーを示した。

有害効果は認められなかった。

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Ｍａｒｔｉ，ｅｔ ａｌ．（２０１２ａ） Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄＮＴＰ ｐｏｏｌｓ（ミトコンドリアｄＮＴＰプールの測定）． Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍｏｌ． Ｂｉｏｌ． ８３７：１３５−１４８
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Ｏｓｔｅｒｇａａｒｄ，ｅｔ ａｌ．（２００７） Ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｐｈａ ｓｕｂｕｎｉｔ ｏｆ ｓｕｃｃｉｎａｔｅ−ｃｏｅｎｚｙｍｅ Ａ ｌｉｇａｓｅ ｃａｕｓｅｓ ｆａｔａｌ ｉｎｆａｎｔｉｌｅ ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｏｓｉｓ ｗｉｔｈ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ（コハク酸補酵素Ａリガーゼのアルファサブユニットの欠損はミトコンドリアＤＮＡ枯渇を伴う致死的な幼児乳酸アシドーシスを引き起こす）． Ａｍ． Ｊ． Ｈｕｍ． Ｇｅｎｅｔ． ８１： ３８３−３８７
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Ｒｏｏｓ，ｅｔ ａｌ．（２０１４） Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｉｎ ｓｉｎｇｌｅ ｆｉｂｅｒｓ ｉｎ ａ ｐａｔｉｅｎｔ ｗｉｔｈ ｎｏｖｅｌ ＴＫ２ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ（新規ＴＫ２変異を有する患者の単一線維におけるミトコンドリアＤＮＡ枯渇）． Ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌ． Ｄｉｓｏｒｄ． ２４：７１３−２０
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Ｓａａｄａ，ｅｔ ａｌ．（２００３） Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｐｏｏｌｓ ｉｎ ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（チミジンキナーゼ２欠損症におけるミトコンドリアデオキシリボヌクレオシド三リン酸プール）． Ｂｉｏｃｈｅｍ． Ｂｉｏｐｈｙｓ． Ｒｅｓ． Ｃｏｍｍｕｎ． ３１０：９６３−９６６
Ｓａｒｚｉ，ｅｔ ａｌ．（２００７） Ｔｗｉｎｋｌｅ ｈｅｌｉｃａｓｅ （ＰＥＯ１） ｇｅｎｅ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｓ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ（ツインクルヘリカーゼ（ＰＥＯ１）遺伝子変異はミトコンドリアＤＮＡ枯渇を引き起こす）． Ａｎｎ． Ｎｅｕｒｏｌ． ６２： ５７９−５８７
Ｓｐｅｌｂｒｉｎｋ，ｅｔ ａｌ．（２００１）． Ｈｕｍａｎ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｌｅｔｉｏｎｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅ ｅｎｃｏｄｉｎｇ Ｔｗｉｎｋｌｅ， ａ ｐｈａｇｅ Ｔ７ ｇｅｎｅ ４−ｌｉｋｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｉｎ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ（ミトコンドリアに局在するファージＴ７遺伝子４様タンパク質であるツインクルをコードする遺伝子における変異と関連するヒトミトコンドリアＤＮＡ欠失）． Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔ． ２８：２２３−２３１
Ｓｐｉｎａｚｚｏｌａ，ｅｔ ａｌ．（２００６） ＭＰＶ１７ ｅｎｃｏｄｅｓ ａｎ ｉｎｎｅｒ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ａｎｄ ｉｓ ｍｕｔａｔｅｄ ｉｎ ｉｎｆａｎｔｉｌｅ ｈｅｐａｔｉｃ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ（ＭＰＶ１７は内部ミトコンドリア膜タンパク質をコードしかつ幼児肝ミトコンドリアＤＮＡ枯渇において変異される）． Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔ． ３８：５７０−５７５
Ｔｕｌｉｎｉｕｓ，ｅｔ ａｌ．（２００５） Ｎｏｖｅｌ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｇｅｎｅ （ＴＫ２） ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆａｔａｌ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｍｙｏｐａｔｈｙ ａｎｄ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ（致死的ミトコンドリア筋症およびミトコンドリアＤＮＡ枯渇と関連するチミジンキナーゼ２遺伝子（Ｔｋ２）における新規変異）． Ｎｅｕｒｏｍｕｓｃｕｌ． Ｄｉｓｏｒｄ． １５：４１２−４１５
Ｔｙｙｎｉｓｍａａ，ｅｔ ａｌ．（２０１２） Ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ａｕｔｏｓｏｍａｌ ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｌｅｔｉｏｎｓ（複数ミトコンドリアＤＮＡ欠失を有する常染色体劣性進行性外眼筋まひにおけるチミジンキナーゼ２変異）． Ｈｕｍ． Ｍｏｌ． Ｇｅｎｅｔ． ２１：６６−７５
Ｔｙｙｎｉｓｍａａ，ｅｔ ａｌ．（２００９）． Ａ ｈｅｔｅｒｏｚｙｇｏｕｓ ｔｒｕｎｃａｔｉｎｇ ｍｕｔａｔｉｏｎ ｉｎ ＲＲＭ２Ｂ ｃａｕｓｅｓ ａｕｔｏｓｏｍａｌ−ｄｏｍｉｎａｎｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｍｔＤＮＡ ｄｅｌｅｔｉｏｎｓ（ＲＲＭ２Ｂにおけるヘテロ接合短縮型変異は複数のミトコンドリアＤＮＡ欠失を有する常染色体優性進行性外眼筋まひを引き起こす）． Ａｍ． Ｊ． Ｈｕｍ． Ｇｅｎｅｔ． ８５： ２９０−２９５
Ｖａｎ Ｇｏｅｔｈｅｍ，ｅｔ ａｌ．（２００１） Ｍｕｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＯＬＧ ｉｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｐｈｔｈａｌｍｏｐｌｅｇｉａ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｍｔＤＮＡ ｄｅｌｅｔｉｏｎｓ（ＰＯＬＧの変異はｍｔＤＮＡ欠失を特徴とする進行性外眼筋まひと関連する）． Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｎｅｔ． ２８：２１１−２１２．
Ｖｉｌａ，ｅｔ ａｌ．（２００３） Ｒｅｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｍｔＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｐａｔｉｅｎｔ ｗｉｔｈ ＴＫ２ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ（ＴＫ２欠損症を有する患者におけるｍｔＤＮＡ枯渇の復帰）． Ｎｅｕｒｏｌｏｇｙ ６０：１２０３−１２０５
Ｗａｎｇ，ｅｔ ａｌ．（２００５） Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｉｎｓｉｇｈｔ ｉｎｔｏ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＮＡ ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ ｓｙｎｄｒｏｍｅ ｉｎ ｔｗｏ ｐａｔｉｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｎｏｖｅｌ ｍｕｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｏｘｙｇｕａｎｏｓｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ａｎｄ ｔｈｙｍｉｄｉｎｅ ｋｉｎａｓｅ ２ ｇｅｎｅｓ（デオキシグアノシンキナーゼおよびチミジンキナーゼ２遺伝子に新規変異を有する患者２名におけるミトコンドリア枯渇症候群に対する分子的洞察）． Ｍｏｌ． Ｇｅｎｅｔ． Ｍｅｔａｂ． ８４：７５−８２．

Claims (23)

1. それを必要とするヒト被験体におけるチミジンキナーゼ２（ＴＫ２）欠損症を治療する方法において使用するための、デオキシシチジン（ｄＣ）であって、前記方法は、デオキシチミジン（ｄＴ）および前記デオキシシチジン（ｄＣ）の治療上効果的な量を投与することを含む、デオキシシチジン（ｄＣ）。
2. それを必要とするヒト被験体におけるチミジンキナーゼ２（ＴＫ２）欠損症を治療する方法において使用するための、デオキシチミジン（ｄＴ）であって、前記方法は、デオキシシチジン（ｄＣ）および前記デオキシチミジン（ｄＴ）の治療上効果的な量を投与することを含む、デオキシチミジン（ｄＴ）。
3. 前記治療上効果的な量が、
   ａ）前記組成物中の各デオキシヌクレオシドの１００ｍｇ／ｋｇ／日と１０００ｍｇ／ｋｇ／日の間であるか、
   ｂ）前記組成物中の各デオキシヌクレオシドの２００ｍｇ／ｋｇ／日と８００ｍｇ／ｋｇ／日の間であるか、または
   ｃ）前記組成物中の各デオキシヌクレオシドの２５０ｍｇ／ｋｇ／日と４００ｍｇ／ｋｇ／日の間である、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
4. 前記治療上効果的な量が、前記組成物中の各デオキシヌクレオシドの１００ｍｇ／ｋｇ／日と４００ｍｇ／ｋｇ／日の間である、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
5. 前記治療上効果的な量が、前記組成物中の各デオキシヌクレオシドの２５０ｍｇ／ｋｇ／日と４００ｍｇ／ｋｇ／日の間である、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
6. 前記治療上効果的な量が、
   ａ）前記組成物中の全デオキシヌクレオシドの１００ｍｇ／ｋｇ／日と１０００ｍｇ／ｋｇ／日の間であるか、
   ｂ）前記組成物中の全デオキシヌクレオシドの２００ｍｇ／ｋｇ／日と８００ｍｇ／ｋｇ／日の間であるか、または
   ｃ）前記組成物中の全デオキシヌクレオシドの２５０ｍｇ／ｋｇ／日と４００ｍｇ／ｋｇ／日の間である、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
7. デオキシシチジン（ｄＣ）とデオキシチミジン（ｄＴ）の比は、５０／５０、５／９５、１０／９０、１５／８５、２０／８０、２５／７５、３０／７０、３５／６５、４０／６０、４５／５５、５５／４５、６０／４０、６５／３５、７０／３０、７５／２５、８０／２０、８５／１５、９０／１０、または９５／５である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
8. 前記デオキシシチジン（ｄＣ）とデオキシチミジン（ｄＴ）の比は、５０／５０である、請求項７に記載のｄＣまたはｄＴ。
9. 前記組成物が、１日に１回、１日に２回、１日に３回、１日に４回、１日に５回または１日に６回投与される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
10. 前記組成物が、経口、髄腔内、経腸、または静脈内で投与される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
11. 前記組成物が、経口投与され、かつ前記組成物が、牛乳、ヒト母乳、乳児用人工乳または水をさらに含む、請求項１０に記載のｄＣまたはｄＴ。
12. 前記方法は、前記被験体にチミジンホスホリラーゼの阻害剤を投与することをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
13. 前記チミジンホスホリラーゼの阻害剤が、チピラシルである、請求項１２に記載のｄＣまたはｄＴ。
14. 前記方法は、前記被験体にシチジンデアミナーゼの阻害剤を投与することをさらに含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
15. 前記シチジンデアミナーゼ阻害剤が、テトラヒドロウリジン（ＴＨＵ）である、請求項１４に記載のｄＣまたはｄＴ。
16. 前記被験体に投与される前記組成物の前記治療上効果的な量が、経時的に増加され、任意で前記被験体に投与される前記組成物の最初の治療上効果的な量が、組成物の約１００ｍｇ／ｋｇ／日であり、かつ前記組成物の前記治療上効果的な量が、経時的に２００ｍｇ／ｋｇ／日に、４００ｍｇ／ｋｇ／日に、８００ｍｇ／ｋｇ／日に、１０００ｍｇ／ｋｇ／日にまで増加される、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
17. 前記組成物が、医薬品として許容可能な担体を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のｄＣまたはｄＴ。
18. 前記治療する方法は、前記組成物の前記投与後に前記被験体をモニタリングすることをさらに含み、
    ａ．筋の強度および制御を観察すること、
    ｂ．身長と体重における差を観察すること、
    ｃ．移動性を観察すること、および
    ｄ．前記組成物の投与後に観察（ａ）〜（ｃ）のいずれかが増加する場合に前記被験体の症状における改善を決定すること、および前記組成物の投与後に観察（ａ）〜（ｃ）のいずれかが同じであるか低下する場合に改善がないと決定すること
    を含む、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
19. ステップ（ｄ）において改善がないという前記決定がされる場合、前記組成物の前記治療上効果的な量が増加される、請求項１８に記載のｄＣまたはｄＴ。
20. 前記治療する方法は、前記組成物の投与後に前記被験体を有害効果についてモニタリングすることをさらに含み、ここで有害効果が認められる場合、前記組成物の前記治療上効果的な量が低減される、請求項１に記載のｄＣまたは請求項２に記載のｄＴ。
21. 前記組成物の前記治療上効果的な量が低減された後に前記被験体を前記認められた有害効果についてモニタリングすることをさらに含み、ここで前記有害効果がもはや認められない場合、前記組成物の前記治療上効果的な量が増加される、請求項２０に記載のｄＣまたはｄＴ。
22. 有害効果が、胃腸不耐性である、請求項２０に記載のｄＣまたはｄＴ。
23. 前記有害効果が、下痢および腹部膨満からなる群から選択される、請求項２０に記載のｄＣまたはｄＴ。

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