JP7333942B2 - 神経変性疾患に対するａｔｐ増強療法の効果を予測する方法 - Google Patents

Description

本発明は、神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の効果を予測する方法に関する。より詳しくは、本発明は、ヒポキサンチン（hypoxanthine、以下単にhypoxanthineということがある）の値を参考に神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の効果を予測する方法に関する。

神経変性疾患とは、主にヒトの脳内のニューロンに障害を与える疾患に使用される用語である。ニューロンは脳や脊髄を含む神経系の情報伝達を司る細胞である。成人では、ニューロンは再生されず、損傷を受けても機能を回復することは困難である。神経変性疾患は、ニューロンの進行性の変性および死をもたらす不治の進行性疾患である。神経変性疾患の例には、パーキンソン病、レビー小体型認知症、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症およびハンチントン病が含まれる。
神経変性疾患の要因として様々な仮説がある。しかし、ミトコンドリアの機能不全によるエネルギー不足は、主要な仮説の1つである（１～１６）。この不足を克服するために、神経変性疾患の治療法としてＡＴＰの増強が提案された（１７～１９、特許文献１、２）。ＡＴＰ増強の戦略の1つは、キサンチン酸化還元酵素（xanthine oxidoreductase: XOR）阻害剤と、体内でhypoxanthineを生成する化合物の併用が挙げられる（１９）。本特許明細書中では、ＡＴＰ増強療法と言えば主にこの治療法をさし、ＡＴＰ増強剤と言えば、主に、キサンチン酸化還元酵素（xanthine oxidoreductase:以下XORということがある）阻害剤と、体内でhypoxanthineを生成する化合物の併用、または合剤やキット剤をさす。この治療では、hypoxanthineが体内に蓄積し、それがＡＴＰの増強につながる（図１）。Hypoxanthineは生理的状態ではXORによってキサンチンと尿酸に分解され、hypoxanthineの蓄積は起きない（図１）。 しかしXOR阻害剤を投与すると、hypoxanthineの分解が抑制され、hypoxanthineの蓄積が起きる（図１）。イノシンのように体内でhypoxanthineを合成する化合物をXOR阻害剤に加えて添加すると、ＡＴＰ増強効果が強化される（１７、１９）（図１）。

WO2017/033963号パンフレット WO2018/092911号パンフレット

Wilkins HM, Morris JK. New Therapeutics to Modulate Mitochondrial Function in Neurodegenerative Disorders. Curr Pharm Des. 2017;23(5):731-752. Deng J, Wang P, Chen X, Cheng H, Liu J, Fushimi K, Zhu L, Wu JY. FUS interacts with ATP synthase beta subunit and induces mitochondrial unfolded protein response in cellular and animal models. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Oct 9;115(41):E9678-E9686. Nakaya T, Maragkakis M. Amyotrophic Lateral Sclerosis associated FUS mutation shortens mitochondria and induces neurotoxicity. Sci Rep. 2018 Oct 22;8(1):15575. Panchal K, Tiwari AK. Mitochondrial dynamics, a key executioner in neurodegenerative diseases. Mitochondrion. 2018 Nov 5. pii:S1567-7249(18)30120-X. Champy P, Hoglinger GU, Feger J, Gleye C, Hocquemiller R, Laurens A, Guerineau V, Laprevote O, Medja F, Lombes A, Michel PP, Lannuzel A, Hirsch EC, Ruberg M (Jan 2004). "Annonacin, a lipophilic inhibitor of mitochondrial complex I, induces nigral and striatal neurodegeneration in rats: possible relevance for atypical parkinsonism in Guadeloupe". J neurochem 88 (1): 63-69 Exner N, Lutz AK, Haass C, Winklhofer KF. Mitochondrial dysfunction in Parkinson's disease: molecular mechanisms and pathophysiological consequences. The EMBO Journal. 2012;31:3038-3062 Yao J, Irwin RW, Zhao L, Nilsen J, Hamilton RT, Brinton RD (2009) Mitochondrial bioenergetic deficit precedes Alzheimer's pathology in female mouse model of Alzheimer's disease. Proc Natl Acad Sci USA 106: 14670-14675 Du H, Guo L, Yan S, Sosunov AA, McKhann GM, Yan SS (2010) Early deficits in synaptic mitochondria in an Alzheimer's disease mouse model. Proc Natl Acad Sci USA 107: 18670-18675 Swerdlow RH, Burns JM, Khan SM (2014) The Alzheimer's disease mitochondrial cascade hypothesis: progress and perspectives. Biochim Biophys Acta 1842: 1219-1231 Wang X, Wang W, Li L, Perry G, Lee HG, Zhu X (2014) Oxidative stress and mitochondrial dysfunction in Alzheimer's disease. Biochim Biophys Acta 1842: 1240-1247 Perez MJ, Ponce DP, Osorio-Fuentealba C, Behrens MI, Quintanilla RA. Mitochondrial Bioenergetics Is Altered in Fibroblasts from Patients with Sporadic Alzheimer's Disease. Front Neurosci. 2017 Oct 6;11:553. Pera M, Larrea D, Guardia-Laguarta C, Montesinos J, Velasco KR, Agrawal RR, Xu Y, Chan RB, Di Paolo G, Mehler MF, Perumal GS, Macaluso FP, Freyberg ZZ, Acin-Perez R, Enriquez JA, Schon EA, Area-Gomez E. Increased localization of APP-C99 in mitochondria-associated ER membranes causes mitochondrial dysfunction in Alzheimer disease. EMBO J. 2017 Nov 15;36(22):3356-3371. Desler C, Lillenes MS, Tonjum T, Rasmussen LJ. The role of mitochondrial dysfunction in the progression of Alzheimer's disease. Curr Med Chem. 2017 Jun 16. doi: 10.2174/0929867324666170616110111. Swerdlow RH, Parks JK, Miller SW, Tuttle JB, Trimmer PA, Sheehan JP, Bennett JP Jr, Davis RE, Parker WD Jr. Origin and functional consequences of the complex I defect in Parkinson's disease. Ann Neurol. 1996,40:663-71. Prestia FA, Galeano P, Martino Adami PV, Do Carmo S, Castano EM, Cuello AC, Morelli L. Platelets Bioenergetics Screening Reflects the Impact of Brain Aβ Plaque Accumulation in a Rat Model of Alzheimer. Neurochem Res. 2018 Oct 24. doi: 10.1007/s11064-018-2657-x. Nakano M, Imamura H, Sasaoka N, Yamamoto M, Uemura N, Shudo T, Fuchigami T, Takahashi R, Kakizuka A. ATP Maintenance via Two Types of ATP Regulators Mitigates Pathological Phenotypes in Mouse Models of Parkinson's Disease. EBioMedicine. 22:225-241, 2017 Kamatani N, Hashimoto M, Sakurai K, Gokita K, Yoshihara J, Sekine M, Mochii M, Fukuuchi T, Yamaoka N, Kaneko K. Clinical studies on changes in purine compounds in blood and urine by the simultaneous administration of febuxostat and inosine, or by single administration of each. Gout and Nucleic Acid Metabolism 41, 171-181, 2017.(https://www.jstage.jst.go.jp/article/gnam/41/2/41_171/_pdf/-char/ja) Kamatani N, Kushiyama A, Toyo-Oka L, Toyo-Oka T. Treatment of two mitochondrial disease patients with a combination of febuxostat and inosine that enhances cellular ATP. J Hum Genet. 2019;64:351-353. Johnson TA, Jinnah HA and Kamatani N. Shortage of cellular ATP as a cause of diseases and strategies to enhance ATP. Front Pharmacol. 2019 Feb 19;10:98.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2019.00098/full Linder N, Rapola J, Raivio KO. Cellular expression of xanthine oxidoreductase protein in normal human tissues. Lab Invest. 1999 Aug;79(8):967-74. Suzuki G, Okamoto K, Kusano T, Matsuda Y, Fuse A, Yokota H. Evaluation of neuronal protective effects of xanthine oxidoreductase inhibitors on severe whole-brain ischemia in mouse model and analysis of xanthine oxidoreductase activity in the mouse brain. Neurol Med Chir (Tokyo). 2015;55(1):77-85. Yamaguchi M, Okamoto K, Kusano T, Matsuda Y, Suzuki G, Fuse A, Yokota H. The Effects of Xanthine Oxidoreductase Inhibitors on Oxidative Stress Markers following Global Brain Ischemia Reperfusion Injury in C57BL/6 Mice. PLoS One. 2015 Jul 31;10(7):e0133980. Spector R. Hypoxanthine transport through the blood-brain barrier. Neurochem Res. 1987 Sep;12(9):791-6. Redzic ZB, Gasic JM, Segal MB, Markovic ID, Isakovic AJ, Rakic MLj, Thomas SA, Rakic LM. The kinetics of hypoxanthine transport across the perfused choroid plexus of the sheep. Brain Res. 2002 Jan 25;925(2):169-75. Johansen KK, Wang L, Aasly JO, White LR, Matson WR, Henchcliffe C, Beal MF, Bogdanov M. Metabolomic profiling in LRRK2-related Parkinson's disease. PLoS One. 2009 Oct 22;4(10):e7551. Chouraki V, Preis SR, Yang Q, Beiser A, Li S, Larson MG, Weinstein G, Wang TJ, Gerszten RE, Vasan RS, Seshadri S. Association of amine biomarkers with incident dementia and Alzheimer's disease in the Framingham Study. Alzheimers Dement. 2017 13:1327-1336. Ye BS, Lee WW, Ham JH, Lee JJ, Lee PH, Sohn YH; Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. Does serum uric acid act as a modulator of cerebrospinal fluid Alzheimer's disease biomarker related cognitive decline? Eur J Neurol. 2016 May;23(5):948-57. Lu N, Dubreuil M, Zhang Y, Neogi T, Rai SK, Ascherio A, Hernan MA, Choi HK. Gout and the risk of Alzheimer's disease: a population-based, BMI-matched cohort study. Ann Rheum Dis. 2016 Mar;75(3):547-51. Al-khateeb E, Althaher A, Al-khateeb M, Al-Musawi H, Azzouqah O, Al-Shweiki S, Shafagoj Y. Relation between uric acid and Alzheimer's disease in elderly Jordanians. J Alzheimers Dis. 2015;44(3):859-65. Chen X, Guo X, Huang R, Chen Y, Zheng Z, Shang H. Serum uric acid levels in patients with Alzheimer's disease: a meta-analysis. PLoS One. 2014 Apr 8;9(4):e94084. Bowman GL, Shannon J, Frei B, Kaye JA, Quinn JF. Uric acid as a CNS antioxidant. J Alzheimers Dis. 2010;19(4):1331-6. Tohgi H, Abe T, Takahashi S, Kikuchi T. The urate and xanthine concentrations in the cerebrospinal fluid in patients with vascular dementia of the Binswanger type, Alzheimer type dementia, and Parkinson's disease. J Neural Transm Park Dis Dement Sect. 1993;6(2):119-26. Schwarzschild MA, Schwid SR, Marek K, Watts A, Lang AE, Oakes D, Shoulson I, Ascherio A; Parkinson Study Group PRECEPT Investigators, Hyson C, Gorbold E, Rudolph A, Kieburtz K, Fahn S, Gauger L, Goetz C, Seibyl J, Forrest M, Ondrasik J. Serum urate as a predictor of clinical and radiographic progression in Parkinson disease. Arch Neurol. 2008 Jun;65(6):716-23. Alonso A, Rodriguez LA, Logroscino G, Hernan MA. Gout and risk of Parkinson disease: a prospective study. Neurology. 2007 Oct 23;69(17):1696-700. McFarland NR, Burdett T, Desjardins CA, Frosch MP, Schwarzschild MA. Postmortem brain levels of urate and precursors in Parkinson's disease and related disorders. Neurodegener Dis. 2013;12(4):189-98. Parkinson Study Group SURE-PD Investigators, et al. Inosine to increase serum and cerebrospinal fluid urate in Parkinson disease: a randomized clinical trial. JAMA Neurol. 2014 Feb;71(2):141-50. Maetzler W, Stapf AK, Schulte C, Hauser AK, Lerche S, Wurster I, Schleicher E, Melms A, Berg D. Serum and cerebrospinal fluid uric acid levels in lewy body disorders: associations with disease occurrence and amyloid-β pathway. J Alzheimers Dis. 2011;27(1):119-26. Paganoni S, Schwarzschild MA. Urate as a Marker of Risk and Progression of Neurodegenerative Disease. Neurotherapeutics. 2016 Dec 19. [Epub ahead of print] Wang L, Hu W, Wang J, Qian W, Xiao H. Low serum uric acid levels in patients with multiple sclerosis and neuromyelitis optica: An updated meta-analysis. Mult Scler Relat Disord. 2016 Sep;9:17-22. Lopez-Otin C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217. Tuite P. Brain Magnetic Resonance Imaging (MRI) as a Potential Biomarker for Parkinson's Disease (PD). Brain Sci. 2017 Jun 16;7(6). pii: E68. Franco-Iborra, S.; Vila, M.; Perier, C. The Parkinson Disease Mitochondrial Hypothesis: Where Are We at? Neuroscientist 2015. Diebold, L., and Chandel, N. S. (2016). Mitochondrial ROS regulation of proliferating cells. Free Radic. Biol. Med. 100, 86-93. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.04.198 Scialo F., Sriram, A., Fernandez-Ayala, D., Gubina, N., Lohmus, M., Nelson, G., et al. (2016). Mitochondrial ROS produced via reverse electron transport extend animal lifespan. Cell Metab. 23, 725-734. doi: 10.1016/j.cmet.2016.03.009 Quijano, C., Trujillo, M., Castro, L., and Trostchansky, A. (2016). Interplay between oxidant species and energy metabolism. Redox Biol. 8, 28-42. doi: 10.1016/j.redox.2015.11.010 Hellsten, Y., Richter, E. A., Kiens, B., and Bangsbo, J. (1999). AMP deamination and purine exchange in human skeletal muscle during and after intense exercise. J. Physiol. 520(Pt 3), 909-920. doi: 10.1111/j.1469-7793.1999.00909.x Donderski, R., Miskowiec-Wisniewska, I., Kretowicz, M., Grajewska, M., Manitius, J., Kaminska,A., et al. (2015). The fructose tolerance test in patients with chronic kidney disease and metabolic syndrome in comparison to healthy controls. BMC Nephrol. 16:68. doi: 10.1186/s12882-015-0048-y Lieber, C. S. (1965). Hyperuricemia induced by alcohol. Arthritis Rheum. 8, 786-798. doi: 10.1002/art.1780080442 Beberashvili, I., Erlich, A., Azar, A., Sinuani, I., Feldman, L., Gorelik, O., et al. (2016). Longitudinal study of serum uric acid, nutritional status, and mortality in maintenance hemodialysis patients. Clin. J. Am. Soc. Nephrol. 11, 1015-1023. doi: 10.2215/CJN.10400915 Beberashvili, I., Sinuani, I., Azar, A., Shapiro, G., Feldman, L., Stav, K., et al. (2015). Serum uric acid as a clinically useful nutritional marker and predictor of outcome in maintenance hemodialysis patients. Nutrition 31, 138-147. doi: 10.1016/j.nut.2014.06.012 Jimenez, M. L. et al. Hypoxanthine and xanthine transport through the blood-brain barrier in hypoxanthine phosphoribosyltransferase (HPRT) deficiency. Adv Exp Med Biol 253A, 173-179 (1989). Redzic ZB, Gasic JM, Segal MB, Markovic ID, Isakovic AJ, Rakic MLj, Thomas SA, Rakic LM. The kinetics of hypoxanthine transport across the perfused choroid plexus of the sheep. Brain Res. 2002 Jan 25;925(2):169-75 Fukuuchi, T., Yamaoka, N. & Kaneko, K. Analysis of Intra- and Extracellular Levels of Purine Bases, Nucleosides, and Nucleotides in HepG2 Cells by High-performance Liquid Chromatography. Anal Sci 31, 895-901 (2015).

Hypoxanthineは、ＡＴＰ増強療法における重要な化合物である（図１）。XORは肝臓、腎臓および腸には存在するがヒトのニューロンまたは筋肉にはほとんど存在しないので（１９、２０～２２）、血液中のhypoxanthineの上昇は主として肝臓中のXORの阻害によって起きると考えられる（図１）。肝臓に蓄積したhypoxanthineは血液に移行し、次に中枢神経系に移行する（１９）（図１）。Hypoxanthineは血液脳関門（blood brain barrier; BBB）を通過することが知られている（２３、２４）。中枢神経系におけるhypoxanthineの上昇は、ＡＴＰを増強すると考えられる（図1）。このメカニズムから、ＡＴＰ増強療法においてはhypoxanthineの上昇が極めて重要であることが理解できる。
神経変性疾患におけるhypoxanthineの減少に関するいくつかの報告がある。例えば、パーキンソン病患者の血漿hypoxanthineは対照よりも約40％低いことが報告されている（２５）。さらに、Framinghamの研究で何百ものタンパク質を対象としたプロテオミクス研究では、アルツハイマー病発症のリスク因子としてhypoxanthineの減少が検出された（２６）。

神経変性疾患ではhypoxanthineだけでなく、血清尿酸値の低下も多く報告されている。血清尿酸値の低下はアルツハイマー型認知症（２７-３２）、パーキンソン病（３３-３６）、レビー小体型認知症（３７）、多発性硬化症と筋萎縮性側索硬化症で報告されている（３８、３9）。これら神経変性疾患と低尿酸血症の関連の理由として、低尿酸血症が直接神経系に悪影響を与えるという仮説が提唱されている。即ち、これらの神経疾患には活性酸素が悪影響を与えており、尿酸は活性酸素のスカベンジャーとして悪影響を防止しているという仮説である（３６）。しかし、この仮説は様々な証拠により否定できる（１９）。その証拠の一つとして、活性酸素のスカベンジャーを用いた神経変性疾患の治療が成功しないだけでなく、活性酸素のスカベンジャーを投与された個体の寿命が短縮することが大規模な臨床研究によってわかってきたことが挙げられる（４０～４５）。その理由は、活性酸素は重要なシグナルとして働いており、それを抑制することは生体に害悪をもたらすからである（４４、４５）。これは尿酸値が活性酸素のスカベンジャー作用により神経変性疾患を抑制するという仮説には致命的である。神経変性疾患が低尿酸血症を来すことを説明する正しい説明は、神経細胞内のＡＴＰの分解（使用）低下により尿酸の産生が低下しているということである（１９）。

ＡＴＰの消費増加を引き起こす筋肉運動（４６）、fructoseの負荷（４７）、アルコール摂取（４８）では高尿酸血症が起き、逆に虚弱な老人や（４９）、栄養状態低下など（５０）、ＡＴＰ消費の低下が低尿酸血症を引き起こす事は良く知られたことである。従って、神経変性疾患における低尿酸血症は、ＡＴＰ消費低下の結果であり、低尿酸が神経変性疾患の原因や悪化要因ではない（１９）。ＡＴＰの消費低下が尿酸産生を抑えるならば、尿酸の前駆物質であるhypoxanthineの低下も説明できる。

以上のように、神経変性疾患におけるhypoxanthine、および尿酸の低下はＡＴＰ消費低下の結果であると考えられ、それはＡＴＰ欠乏を反映していると考えられる。ＡＴＰ増強療法はＡＴＰ欠乏を改善すると考えられるので、hypoxanthine、および尿酸が低いほどＡＴＰ増強療法の効果が強い可能性がある。

ＡＴＰ増強療法が神経変性疾患に効果的であることは知られていた。しかし、その治療効果を予測する方法は知られていなかった。また、一般的に同じ治療を行っても治療に反応する人もいるが反応しない人もいる事が多い。しかし、ＡＴＰ増強療法において反応者と非反応者を区別する方法は知られていなかった。このようにＡＴＰ増強療法の効果を個人ごとに予測する方法が無いという問題があった。

我々は今回の発明によりＡＴＰ増強療法の神経変性疾患に対する治療効果を予測する方法を発明した。Hypoxanthineが低い神経変性疾患の患者ほど、ＡＴＰ増強療法が効果的であることを発見したからである。また、我々は今回の発明によりＡＴＰ増強療法において反応者と非反応者を区別する方法を発明した。Hypoxanthineが低い神経変性疾患患者はＡＴＰ増強療法の反応者に分類され、hypoxanthineが高い神経変性疾患患者はＡＴＰ増強療法の非反応者に分類される。即ち、神経変性疾患患者がＡＴＰ増強療法の治療に反応するかどうかは、治療前に血液、血漿、血清または脳脊髄液中のhypoxanthineを測定することによって予測でき、hypoxanthineが低いほどＡＴＰ増強療法の効果が大きいと予測できる。

より具体的には、本発明は以下の構成を有する。
（１）神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法であって、
ＡＴＰ増強療法を施す前の患者由来サンプル中のヒポキサンチン（hypoxanthine）を測定する工程と、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値にもとづき、これから行われるＡＴＰ増強療法の治療効果を判定する工程と、
を含む前記治療効果の予測方法。
（２）患者由来サンプルが、患者の血液由来サンプル及び／又は脳脊髄液由来サンプルである（１）に記載の予測方法。
（３）当該ヒポキサン測定値にもとづきこれから行われるＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する工程が、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値を所定の数値と比較して、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値が所定の数値よりも低い場合にこれから行われるＡＴＰ増強療法が有効である可能性が高いと示される工程である（１）又は（２）に記載の予測方法。
（４）ＡＴＰ増強療法が、以下の（Ａ）及び／又は（Ｂ）を有効成分とするＡＴＰ増強剤を患者に投与する工程を含む治療法である、（１）～（３）のいずれかに記載の予測方法。
（Ａ）キサンチン酸化還元酵素阻害剤
（Ｂ）ヒポキサンチン（Hypoxanthine）、または体内でヒポキサンチン（hypoxanthine）に変換され得る化合物
（５）神経変性疾患が、パーキンソン病、パーキンソン症候群、アルツハイマー型認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症、多発性硬化症、又は筋萎縮性側索硬化症およびハンチントン病かならる群から選ばれる１以上である（１）～（４）のいずれかに記載の予測方法。

（６）神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法であって、
（１）～（５）のいずれかに記載のＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法により患者の治療効果の予測をした後、効果があると予測された当該患者に対してＡＴＰ増強療法を施す工程を含む、前記ＡＴＰ増強療法。

（Ａ１）パーキンソン病に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法であって、
ＡＴＰ増強療法を施す前の患者由来サンプル中のヒポキサンチン（hypoxanthine）を測定する工程と、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値にもとづき、これから行われるＡＴＰ増強療法の治療効果を判定する工程と、
を含む前記治療効果の予測方法。
（Ａ２）患者由来サンプルが、患者の血液由来サンプル及び／又は脳脊髄液由来サンプルである（Ａ１）に記載の予測方法。
（Ａ３）当該ヒポキサン測定値にもとづきこれから行われるＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する工程が、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値を所定の数値と比較して、
当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値が所定の数値よりも低い場合にこれから行われるＡＴＰ増強療法が有効である可能性が高いと示される工程である（Ａ１）又は（Ａ２）に記載の予測方法。
（Ａ４）ＡＴＰ増強療法が、以下の（Ａ）及び／又は（Ｂ）を有効成分とするＡＴＰ増強剤を患者に投与する工程を含む治療法である、（Ａ１）～（Ａ３）のいずれかに記載の予測方法。
（Ａ）キサンチン酸化還元酵素阻害剤
（Ｂ）ヒポキサンチン（Hypoxanthine）、または体内でヒポキサンチン（hypoxanthine）に変換され得る化合物
（Ａ５）パーキンソン病が、パーキンソン病、パーキンソン症候群、アルツハイマー型認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症、多発性硬化症、又は筋萎縮性側索硬化症およびハンチントン病かならる群から選ばれる１以上である（Ａ１）～（Ａ４）のいずれかに記載の予測方法。
（Ａ６）パーキンソン病に対するＡＴＰ増強療法であって、
（Ａ１）～（Ａ５）のいずれかに記載のＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法により患者の治療効果の予測をした後、効果があると予測された当該患者に対してＡＴＰ増強療法を施す工程を含む、前記ＡＴＰ増強療法。

本発明によれば、神経変性疾患患者の体液中のヒポキサンチンを測定することにより、当該疾患に対するＡＴＰ増強療法の効果を治療前に予測することができる。それによりＡＴＰ増強療法に対する反応群と非反応群を判別することができる。
以上より、本発明は神経変性疾患の診断や当該疾患に対する効果的なＡＴＰ増強療法を施すことが期待できる。

ＡＴＰ増強療法の概要。ＸＯＲ阻害薬によりxanthine oxidoreductase（XOR）を阻害し、inosineを外部から提供する。ＸＯＲ阻害薬は主として肝臓のＸＯＲを阻害し、血液中のhypoxanthineを増加させ、神経細胞のhypoxanthineを増加させる。その結果、神経細胞のＡＴＰを増加させる。 血清hypoxanthineの治療前の値と、治療による血清hypoxanthineの増加量の関係。 血清hypoxanthineの治療前の値と、治療によるMDS-UPDRS Part IIIスコアの変化の関係。

（ヒポキサンチン（hypoxanthine）の測定方法）
ヒポキサンチンの測定は、各サンプル中の値を正しく反映できる測定方法であればどのような方法でもよい。
血液や血液成分を対象としたhypoxanthineの測定については、Hypoxanthineは採血後、急速に上昇する傾向があるため留意が必要である。その理由は、赤血球中のアデニンヌクレオチド（特にＡＴＰ）が分解してhypoxanthineを生じるからである。それを避けるためには血清分離をすばやく行うことが望ましい。血清を分離するためには試験管内で血液凝固が起きるのを待つ必要があるため、血液凝固を待たないで採取できる血漿中のhypoxanthine測定の方が正確である可能性がある。
更に、アデニンヌクレオチドからhypoxanthineを生じるには酵素反応が必要なので、採血後できるだけ早くperchloric acidなどを用い除蛋白を行う方法も好ましく用いられる。その場合、血清や血漿ではなく、全血を対象として行う。全血の場合、赤血球中と血漿中でhypoxanthineの濃度が異なる可能性があるので、濃度ではなく量で表したほうが好ましい。本発明におけるヒポキサンチンの測定は、血清、血漿、全血のいずれもサンプルとして使用することができる。

全血中のhypoxanthine量の測定法の一例を述べる。末梢血をEDTA-2Naを含む試験管に集め、採血後直ちに、良く血液を混合した後、500μLの血液を500μLの氷冷8％PCAと混合し、そして混合物を直ちにボルテックスする。その後、４℃で５秒間、１２，０００×ｇで遠心し上清を採取する。６ＭのＫＯＨ中の４０μＬの２ＭのＫ_２ＣＯ_３を６５０μＬの上清に添加して、同時にＰＣＡを沈殿させ、溶液を中和する。これを4℃、12,000×gで10分間遠心した後、上清40μLに移動相160μLを加えてHPLCに供する。HPLCの条件は前述の非特許文献５３と同じである。以上は全血中のhypoxanthine量の測定法の一例を述べたのであって、hypoxanthine量が正確に測定できる方法であれば他の方法でもよい。

血漿中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べる。末梢血をEDTA-2Naを含む試験管に集め、採血後直ちに、常温で1,200×gで3分間遠心した後、上清の500μLの血漿を500μLの氷冷8％PCAと混合し、そして混合物を直ちにボルテックスする。その後の処置は上記の、全血中のhypoxanthine量の測定法と同じである。以上は血漿中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べたのであって、hypoxanthine濃度が正確に測定できる方法であれば他の方法でもよい。

血清中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べる。採血用の試験管に集め、血液が凝固した後、常温で1,200×gで3分間遠心し、上清の500μLの血清を500μLの氷冷8％PCAと混合し、そして混合物を直ちにボルテックスする。その後の処置は上記の、全血中のhypoxanthine量の測定法と同じである。以上は血清中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べたのであって、hypoxanthine濃度が正確に測定できる方法であれば他の方法でもよい。

脳脊髄液中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べる。採取した髄液500μLを500μLの氷冷8％PCAと混合し、そして混合物を直ちにボルテックスする。その後の処置は上記の、全血中のhypoxanthine量の測定法と同じである。以上は脳脊髄液中のhypoxanthine濃度の測定法の一例を述べたのであって、hypoxanthine濃度が正確に測定できる方法であれば他の方法でもよい。

（患者由来サンプル）
ヒポキサンチン（hypoxanthine）の測定対象サンプルとしては、患者の体液由来サンプルであればよく、全血、血漿、血清、脳脊髄液、細胞や組織の培養上清、尿、唾液、汗、腹水、又は細胞あるいは組織の抽出液が挙げられ、好ましくは、患者の全血、血漿、血清、脳脊髄液である。これらはさらに希釈液により希釈したり前処理したものを用いることもできる。
下記の実施例ではhypoxanthineは血清を用いて測定した。しかし、神経変性疾患で血液中のhypoxanthineが低下している理由は、脳の産生するhypoxanthineが低下しているからと考えられる。脳の産生するhypoxanthine量は血液より脳脊髄液によりよく表現されているはずである。一般に、hypoxanthine濃度は脳脊髄液において血漿より約2倍高いと発表されている。即ち、脳脊髄液中、および血漿中のhypoxanthine濃度はそれぞれ3.3、1.7 μMと発表されている（５１）。即ち、生理的状態では脳で産生されたhypoxanthineが血液へと移行していると考えられる。しかしながら、ＡＴＰ増強療法により血液中のhypoxanthineは大幅に増加する（１７）。従って、ＡＴＰ増強療法により脳脊髄液と血液中のhypoxanthine濃度の勾配は逆転し、血液中の方が脳脊髄液中の濃度より高くなる。Hypoxanthineはblood brain barrier（BBB）を通過すると報告されている（２３、５２）。従って、ＡＴＰ増強療法においては血液中で上昇したhypoxanthineがBBBを通過し、脳へと移行し、それが神経細胞のＡＴＰを増強すると考えられるのである。以上の理由で、神経細胞のＡＴＰ欠乏状態の指標として、またＡＴＰ増強剤の脳への効果への指標として、血液より脳脊髄液中のhypoxanthineの方が良いと考えられる。今回のhypoxanthine濃度の測定は血清で行われたが、脳脊髄液中のhypoxanthine濃度は血清中のhypoxanthine濃度に反映されているので、脳脊髄液中のhypoxanthine濃度は血清中のhypoxanthine濃度と同様の変化を起こしていると考えられる。つまり、血清中のhypoxanthine濃度と神経変性疾患の重症度が関連すると同様に、脳脊髄液中のhypoxanthine濃度が低いほど、神経変性疾患が重症と考えられ、治療前の脳脊髄液中のhypoxanthine濃度が低いほどＡＴＰ増強剤が効果的であると考えられ、治療による脳脊髄液中のhypoxanthine濃度の上昇が大きいほどＡＴＰ増強療法の効果が大きいと考えられる。即ち、我々のhypoxanthineと神経変性疾患の重症度の関係、ＡＴＰ増強剤の効果との関係は脳脊髄液中のhypoxanthineにも及ぶ。

（神経変性疾患）
本発明がＡＴＰ増強療法の対象とする神経変性疾患とは、主にヒトの脳内のニューロンに障害を与える疾患に使用される用語である。ニューロンは脳や脊髄を含む神経系の情報伝達を司る細胞である。成人では、ニューロンは再生されず、損傷を受けても機能を回復することは困難である。神経変性疾患は、ニューロンの進行性の変性および死をもたらす不治の進行性疾患である。神経変性疾患の例には、パーキンソン病、パーキンソン症候群、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症、アルツハイマー型認知証、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症およびハンチントン病が含まれる。アルツハイマー型認知症はアルツハイマー病、レビー小体型認知症はびまん性レビー小体病、前頭側頭型認知症は前頭側頭葉変性症治療薬と同義で用いられる。前頭側頭型認知症治療薬はピック病治療薬と同義で用いられる。
パーキンソン症候群には、パーキンソン病とは異なる原因によりパーキンソン病と同様の症状（パーキンソン症状）を示すものが含まれる。パーキンソン症候群とは、広い概念ではパーキソニズム（パーキンソン症状）と呼ばれる症候を有する疾患群の総称であり、パーキンソン病の症状とは、振戦（ふるえ）、筋強剛、動作緩慢、姿勢反射障害などである。
また、本発明において対象とする神経変性疾患は、パーキンソン病と類似の神経細胞内ＡＴＰ低下という病態があるものであれば、本発明の範囲内に含まれる。

（神経変性疾患の症状の重症度および症状の改善）
神経変性疾患の症状は、疾患により、更には障害される神経部位により様々であり、統一された評価基準により評価することは困難である。
例えばパーキンソン病の場合は、振戦（ふるえ）、筋強剛、動作緩慢、姿勢反射障害などの症状を呈するが、総合的にパーキンソン病統一スケール（ＭＤＳ－ＵＰＤＲＳ）により評価することができる。
例えばアルツハイマー病の場合は、記憶障害、認知障害、論理的思考の障害、コミュニケーション能力の障害などを示すが、総合的に長谷川式認知症スケール（ＨＤＳ－Ｒ）や、ミニ・メンタルステート試験（ＭＭＳＥ）のスコアにより評価する事ができる。
レビー小体型認知症による症状については、長谷川式簡易知能評価スケール（ＨＤＳ－Ｒ）、ミニメンタルステート検査（ＭＭＳＥ）などの評価基準により評価することができる。
前頭側頭型認知症での改善効果は、厚生労働省の難病申請のための重症度分類などにより評価可能である。
多発性硬化症の改善効果はＥＤＳＳ（Expanded Disability Status Scale）などにより評価可能である。
萎縮性側索硬化症はＡＬＳ機能評価スケール（ＡＬＳＦＲＳ－Ｒ）などにより評価が可能である（大橋靖雄他 筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）患者の日常活動における機能評価尺度日本版改訂ALS Functional Rating Scaleの検討 Brain and nerve 53(4), 346-355, 2001-04）。
本発明の神経変性疾患症状の改善とは、当該疾患の症状が軽減されることをいい、上記のような統一された評価基準により評価が改善されることにより判断することができる。例えば、パーキンソン病やアルツハイマー病の症状の改善効果は、前記評価基準によりスコアが下がることにより症状が改善されたと評価することができる。

（ＡＴＰ増強療法の効果予測方法）
本発明の１つは、神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法であって、ＡＴＰ増強療法を施す前の患者由来のサンプル中のhypoxanthineを測定する工程と、当該ヒポキサンチン測定値にもとづき、これから行われるＡＴＰ増強療法の治療効を判定する工程を含む前記治療効果の予測方法に係る発明である。本発明により、神経変性疾患の患者サンプル中のhypoxanthineの量と、ＡＴＰ増強療法の治療効果に関連性があることがわかった。すなわち、ＡＴＰ増強療法を施す前の患者サンプル中のhypoxanthineが少ないほどＡＴＰ増強療法の効果が高いことがわかった。したがって、神経変性疾患の患者にＡＴＰ増強療法を施す前に、あらかじめ患者サンプル中のhypoxanthineを測定することにより、これから行うＡＴＰ増強療法の効き目をあらかじめ予測することが可能である。
例えば、患者群についてＡＴＰ増強療法による症状の改善程度と治療前のhypoxanthine測定値との関係を求めておくことで、ＡＴＰ増強療法対象とする患者のhypoxanthine測定値に対応するＡＴＰ増強療法の治療効果を求めることができる。また、あらかじめ治療効果の判定についての閾値を求めておき、患者のポキサンチン測定値を当該閾値と比較し、閾値よりも上であればＡＴＰ増強療法による治療効果は見込めないか低度であり、閾値よりも下であれば高い治療効果が期待できるであろうと予測することができる。
また、本発明は、神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測する方法であるが、ＡＴＰ増強療法を行うかどうかについての最終的な判断は当然のことながら医師が決定することから、本発明は、神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測するために用いられる患者サンプルのhypoxanthineに関する情報を提供する方法、また、治療効果の推定補助方法などとも表現することもできる。
また、本発明は、換言すれば、ＡＴＰ増強療法を施す前の患者由来のサンプル中のhypoxanthineを測定する工程と、当該ヒポキサンチン測定値にもとづき、神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法において反応者と非反応者を判定する方法でもある。

（ＡＴＰ増強療法）
本発明のＡＴＰ増強療法は、患者の細胞内のＡＴＰを増強することができる治療法であればよく、ＡＴＰの増強とは患者体内に存在する細胞内のＡＴＰを増加させる、あるいは減少を抑制する治療法をいう。
ＡＴＰの増強療法としては、以下の（Ａ）及び／又は（Ｂ）を有効成分とするＡＴＰ増強剤を患者に投与する工程を含む治療方法が挙げられる。
（Ａ）キサンチン酸化還元酵素阻害剤
（Ｂ）Hypoxanthine、または体内でhypoxanthineに変換され得る化合物
本発明の有効成分の１つである（Ａ）のキサンチン酸化還元酵素阻害剤としては、フェブキソスタット（商品名フェブリク（帝人ファーマ））、トピロキソスタット（商品名ウリアデック（三和化学研究所）、トピロリック（富士薬品））、アロプリノール（商品名ザイロリック（グラクソ・スミスクライン））などが挙げられる。また、これらの化合物の薬学的に許容される塩も本発明のＡ）の有効成分に含まれる。
本発明のもう１つの有効成分である（Ｂ）としては、イノシン、イノシン酸、hypoxanthine、アデノシン、ＡＭＰ、ＡＤＰ、ＡＴＰ、サクシニルアデノシン、Ｓ－アデノシルホモシステイン、Ｓ－アデノシルメチオニン、およびそれらの薬学的に許容される塩から選ばれるいずれか１以上の化合物が挙げられる。このうちでもイノシンが望ましい。
本発明のＡＴＰ増強剤は、このうちでも上記（Ａ）及び（Ｂ）を組み合わせてなるＡＴＰ増強剤が好ましい。

（併用・組み合わせ）
本発明の「（Ａ）および（Ｂ）を併用する」とは、（Ａ）の成分と（Ｂ）の成分の両方が服用されることを意味し、「（Ａ）および（Ｂ）を組み合わせてなる」ＡＴＰ増強剤とは、（Ａ）および（Ｂ）が組み合わされて服用される態様の薬剤をすべて含む意味で用いられる。したがって、（Ａ）の成分と（Ｂ）の成分が混合されて組成物を形成している合剤（配合剤）、あるいは混合されることなく、物理的に別々に存在するが、投与される際に同時期に投与されるようにまとめられて存在する薬剤の両者を含む。
合剤（配合剤）の例としては、混合されて製剤化されたものが挙げられる。製剤化の例としては、顆粒、粉体、固形剤、液体などの経口剤、吸入剤などが挙げられる。
物理的に別々に存在するが、投与される際に同時期に投与されるようにまとめられて存在する薬剤としては、いわゆるキット剤や、１つの袋に取りまとめられる形態が挙げられる。
同時期とは、必ずしも厳密な意味での同時を意味せず、効果が発揮される範囲で間隔を置く場合も本発明の同時期に含むものとする。例えば、一方を食前、一方を食後に飲むような場合は本発明の同時期に投与される場合に相当する。

（投与量・投与方法）
本発明のＡＴＰ増強剤の投与量は、有効量であればよく、それぞれ以下の投与量が望ましい。例えば、上記の（Ａ）のフェブキソスタットは、１０～８０ｍｇ／日、トピロキソスタットは、４０～１６０ｍｇ／日、アロプリノール、約５０ｍｇ～約８００ｍｇ／日が望ましい。また、（Ｂ）のイノシンは、０．５～４．０ｇ／日が望ましい。
投与方法は、上記投与量をそれぞれ１日１回または２回以上に分けて投与することが可能である。このうちでも、フェブキソスタットは、従来のフェブキソスタットの用法のように１日１回投与ではなく、１日２回の投与を行うことが望ましい。また、イノシンも１日１回よりも２回の投与が望ましい。したがって、イノシン、フェブキソスタットともに１日２回にわけて投与することがさらに望ましい。
合剤とする場合は、１日の投与量、投与方法を考慮して調整すればよく、フェブキソスタットとイノシンを、フェブキソスタット２０ｍｇ、または４０ｍｇにイノシン０．５ｇ、１ｇ、１．５ｇ、または２ｇを加えたものなどが望ましい。１錠にフェブキソスタット２０ｍｇ、イノシン０．５ｇを加えたものが更に望ましい。

〔実施例１〕臨床試験
１．試験方法
パーキンソン病患者１１名に対し8週間ＡＴＰ増強剤を投与することによりＡＴＰ増強療法を行った。具体的にはfebuxostat 20 mg、inosine 0.5 gを一日二回、朝食夕食後、8週間投与した。1日量としてはfebuxostat 40 mg、inosine 1.0 gとなる。パーキンソン病の重症度はトレーニングを受けた医師によるMDS-UPDRS Part IIIのスコアにより判断した。MDS-UPDRS Part IIIスコアはパーキンソン病の治療薬の効果を判定するために世界的に用いられるスコアである。ＡＴＰ増強療法の効果は投与前後のMDS-UPDRS Part IIIのスコアの比較により判断した。試験中に、試験前に投与していた薬は変更しなかった。

（１）血清中のhypoxanthine濃度の測定法
採血後、できるだけ早く採取した500μLの血清を500μLの氷冷8％PCAと混合し、そして混合物を直ちにボルテックスした。その後、４℃で５秒間、１２，０００×ｇで遠心し、上清を－８０℃で保存した。６ＭのＫＯＨ中の４０μＬの２ＭのＫ_２ＣＯ_３を６５０μＬの溶解物に添加して、同時にＰＣＡを沈殿させ、溶液を中和した。これを4℃、12,000×gで10分間遠心した後、上清40μLに移動相160μLを加えてHPLCに供した。HPLCの条件は非特許文献５３と同じである。プリン量はＰＣＡ除去後の溶液に含まれるモル量で表した。

（２）MDS-UPDRS Part IIIの測定
パーキンソン病の症状の重さを測るため、パーキンソン病統一スケール（ＭＤＳ－ＵＰＤＲＳ Part III：Unified Parkinoson's Disease Rating Scale Part III）に従って測定した。
本スケールはパーキンソン病を総合的に評価する基準として、世界中の研究者や医師に広く利用されており、ヤールの重症度分類に比べてはるかに細かく評価することができる。大項目として以下に示す４つがあり、全体では５０の項目を基本的に５段階に分けて点数化し、パーキンソン病の重症度を点数で表すものである。
ＵＰＤＲＳ その１（日常生活における非運動症状）
ＵＰＤＲＳ その２（日常生活で経験する運動症状の側面）
ＵＰＤＲＳ その３（運動症状の調査）
ＵＰＤＲＳ その４（運動合併症）

２．試験結果
ＡＴＰ増強療法の治療効果の予測方法
血清hypoxanthineの治療前の値と、治療による血清hypoxanthineの増加量の関係を調べた。その結果、血清hypoxanthineの治療前の値が低いほど、治療による血清hypoxanthineの上昇が有意に大きいことがわかった（図２、R = -0.656、P = 0.036）。
次に、血清hypoxanthineの治療前の値と、治療によるMDS-UPDRS Part IIIスコアの変化の関係を調べた。その結果、血清hypoxanthineの治療前の値が低いほど、治療によるMDS-UPDRS Part IIIスコアの低下が有意に大きいことがわかった（図３、R = 0.677、P = 0.022）。つまり、治療前の血清hypoxanthineが低いほど、ＡＴＰ増強療法の効果が大きい可能性がある
即ち、ＡＴＰ増強療法の効果を、治療前の血清hypoxanthineの値で予測できる。

〔製剤例１〕ＡＴＰ増強剤の製材例
１錠あたり下記を含む経口投与用の合剤(錠剤タイプ)を製造した。
フェブキソスタット ２０ ｍｇ
イノシン ０．５ ｇ
アルファ化デンプン（崩壊バンダー） ７０ ｍｇ
ケイ化微結晶セルロース（充填剤） ３２.６５６ ｍｇ
クロスカルメロースナトリウム（崩壊剤） １０ ｍｇ
ステアリン酸マグネシウム（潤滑剤） ０.８ ｍｇ

〔製剤例２〕キット剤の例
フェブキソスタットを含む下記Ａ．の組成の錠剤とイノシンを含む下記Ｂの組成の医薬を、それぞれ混ざらないように区切った同一袋に入れ、１回分を調整した。これを２回分すなわち１日分を同一の箱に梱包しキット剤を製造した。
Ａ．フェブキソスタット錠
フェブキソスタット ２０ ｍｇ
アルファ化デンプン（崩壊バンダー） ７０ ｍｇ
ケイ化微結晶セルロース（充填剤） ３２.６５６ ｍｇ
クロスカルメロースナトリウム（崩壊剤） １０ ｍｇ
ステアリン酸マグネシウム（潤滑剤） ０.８ ｍｇ
Ｂ．イノシン
イノシン ０．５ ｇ

本発明によれば、神経変性疾患患者の体液中のヒポキサンチンを測定することにより、当該疾患に対するＡＴＰ増強療法の効果を治療前に予測することができる。
したがって、本発明は神経変性疾患の診断や当該疾患に対するＡＴＰ増強療法の効き目をあらかじめ知ることができるため、患者により有意義な治療を施すことが可能である。

Claims (3)

1. 神経変性疾患に対するＡＴＰ増強療法の治療効果を予測するための方法であって、
   ＡＴＰ増強療法を施す前の患者の血液由来サンプル中のヒポキサンチン（hypoxanthine）を測定する工程と、
   当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値を所定の数値と比較して、当該ヒポキサンチン（hypoxanthine）測定値が所定の数値よりも低い場合にこれから行われるＡＴＰ増強療法が有効である可能性が高いと示される工程と、
   を含む、前記治療効果を予測するための方法。
2. ＡＴＰ増強療法が、以下の（Ａ）及び／又は（Ｂ）を有効成分とするＡＴＰ増強剤を患者に投与する工程を含む治療法である、請求項１に記載の治療効果を予測するための方法。
   （Ａ）キサンチン酸化還元酵素阻害剤
   （Ｂ）ヒポキサンチン（hypoxanthine）、または体内でヒポキサンチン（hypoxanthine）に変換され得る化合物
3. 神経変性疾患が、パーキンソン病、パーキンソン症候群、アルツハイマー型認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症、多発性硬化症、又は筋萎縮性側索硬化症およびハンチントン病からなる群から選ばれる１以上である請求項１又は２に記載の治療効果を予測するための方法。
   
   

Images