JP7464277B2 - 心血管疾患のリスクを評価するための方法、ならびに心血管疾患の治療または予防における使用のための方法および化合物 - Google Patents

心血管疾患のリスクを評価するための方法、ならびに心血管疾患の治療または予防における使用のための方法および化合物 Download PDF

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Description

発明の属する技術分野
本発明は、ヒト対象における心血管疾患または心筋梗塞のリスクを評価するための方法に関し、特に、朝の早い時間における心血管疾患または心筋梗塞のリスクを評価するための方法に関する。本発明はまた、心血管疾患または心筋梗塞のリスクを減少させるための予防的処置の効力を評価するための方法を提供する。さらに、本発明は、心血管疾患または心筋梗塞、特に早朝に起こる心血管疾患または心筋梗塞を治療または予防する方法、およびそのような方法で使用するための化合物を提供する。
発明の背景
サーカディアン(Circadian、24時間周期)のメカニズムは、心臓血管機能と免疫システムを含む多くの生理機能を制御するために中心的なものである(Ingle KAら、Cardiomyocyte-specific Bmal1 deletion in mice triggers diastolic dysfunction, extracellular matrix response, and impaired resolution of inflammation、Am J Physiol Heart Circ Physiol、.2015;309(11):H1827-1836; McAlpine CS & Swirski FK、Circadian Influence on Metabolism and Inflammation in Atherosclerosis、Circ Res.、2016;119(1):131-141)。
これらの基本的なメカニズムに対する障害は、心血管障害および代謝障害を含む、調節不全の炎症応答によって特徴付けられる多くの疾患の原因であると考えられている(Ingle KAら、2015; McAlpine CS & Swirski FK, 2016; Puttonen Sら、Is shift work a risk factor for rheumatoid arthritis? The Finnish Public Sector study.、Ann Rheum Dis.、2010;69(4):779-780)。
サーカディアン(Circadian、24時間周期)の応答は、心筋梗塞を含むいくつかの炎症状態と相関している(Gilbert Kら、Resolvin D1 Reduces Infarct Size Through a Phosphoinositide 3-Kinase/Protein Kinase B Mechanism. J Cardiovasc Pharmacol.2015;66(1):72-79; Kain Vら、Resolvin D1 activates the inflammation resolving response at splenic and ventricular site following myocardial infarction leading to improved ventricular function.、J Mol Cell Cardiol.、2015;84:24-35)。
血管系において、血小板活性化は、CD62Pを含むいくつかの活性化マーカーのアップレギュレーションを伴って、1日の早い時間の間に最大である(Scheer FAら、The human endogenous circadian system causes greatest platelet activation during the biological morning independent of behaviors。PLoS One.2011;6(9);e24549)。
この血小板活性化の増加は、プラズマ・プラスミノーゲンアクティベーター阻害因子-1、組織プラスミノーゲンアクティベーターの主要阻害因子として機能するセリンプロテアーゼ阻害剤およびウロキナーゼの増加と同時に起こっており、その結果、血栓症のリスクが高まっている(Sakata Kら、 Circadian fluctuations of tissue plasminogen activator antigen and plasminogen activator inhibitor-1 antigens in vasospastic angina.、Am Heart J.、1992;124(4):854-860)。
血小板CD62Pは、血小板と白血球の相互作用を媒介する。このプロセスは、血管内皮への白血球の動員を促進することに加えて、白血球の活性化とシステイニルロイコトリエン(Shinohara Mら、Cell-cell interactions and bronchoconstrictor eicosanoid reduction with inhaled carbon monoxide and resolvin D1.、Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol.2014;307(10):L746-757)、腫瘍壊死因子-αおよびC-Cモチーフリガンド-2(Furman MIら、Circulating monocyte-platelet aggregates are an early marker of acute myocardial infarction.、J Am Coll Cardiol.、2001;38(4):1002-1006; Pfluecke Cら、Monocyte-platelet aggregates and CD11b expression as markers for thrombogenicity in atrial fibrillation.、Clin Res Cardiol.、2016;105(4):314-322)を含む炎症性メディエーターの産生にも関与する、CD62Pは、フラクタルカインを発現する内皮細胞への血小板接着を増強し、内皮細胞におけるバイベル・パラーデ小体の放出を誘発し、1日の初期の時間中に炎症誘発性および血栓形成促進性状態を永続させる。
血小板-白血球凝集はまた、アテローム性動脈硬化症を含む血管疾患の病因に関係している(Huo Yら、Circulating activated platelets exacerbate atherosclerosis in mice deficient in apolipoprotein E.、Nat Med.、2003;9(1):61-67)。
一方、血小板活性化因子(PAF)は、血管炎症の増殖において報告された役割を有する(Palur Ramakrishnan AVら、Platelet activating factor:A potential biomarker in acute coronary syndrome? Cardiovasc Ther.、2017;35(1):64-70)。
これらの観察は、健康な個体において、内因性の日周調節された保護機構が関与しており、この生理学的炎症を逆調節して血管炎症および血栓形成を防ぐことを示唆している。
進行中の炎症を終結させるために、宿主が関与するメカニズムを調査する研究は、間質および白血球応答の両方を再プログラムする白血球により産生される分子の新しい属を明らかにした。(Dalli Jら、Elucidation of novel 13-series resolvins that increase with atorvastatin and clear infections、Nat Med.、2015;21(9):1071-1075;Dalli Jら、Novel n-3 immunoresolvents: structures and actions.、Sci Rep.、2013;3:1940; Fredman Gら、An imbalance between specialized pro-resolving lipid mediators and pro-inflammatory leukotrienes promotes instability of atherosclerotic plaques.、Nat Commun.、2016;7:12859;Serhan CN. Treating inflammation and infection in the 21st century: new hints from decoding resolution mediators and mechanisms.、FASEB J.、2017;El Kebir Dら、Resolvin E1 promotes phagocytosis-induced neutrophil apoptosis and accelerates resolution of pulmonary inflammation.、Proc Natl Acad Sci U S A.、2012;109(37):14983-14988;Zhang MJら、Resolvin D2 Enhances Postischemic Revascularization While Resolving Inflammation.、Circulation.、2016;134(9):666-680)。これらの分子は、特殊なプロ分解メディエーター(specialised pro-resolving mediators)(SPM)と呼ばれ、必須脂肪酸の酵素的変換によって生成され、リポキシン、レゾルビン、プロテクチン、およびマレシンの4つのファミリーに分類される(Serhan CN, 2017)。
SPMの構造は、被嚢類、マウスおよびヒヒならびにヒトを含む進化を通して保存され、実験系においてなされた知見のヒトへの直接翻訳およびその逆を容易にすることが見出されている。
SPMは、免疫応答を妨害することなく、サイトカインおよびエイコサノイドを含む炎症誘発性メディエーターの産生を積極的に逆制御し、無菌および感染性の両方のチャレンジ後の白血球輸送および表現型を制御する(Dalli Jら、2015;Dalli Jら、2013;Fredman Gら、2016;Serhan CN.、2017;El Kebir Dら、 2012;Zhang MJら、2016;Dona Mら、全血中のEPA由来メディエーターである、Resolvin E1は、白血球および血小板を選択的に逆調節する(Resolvin E1, an EPA-derived mediator in whole blood, selectively counter-regulates leukocytes and platelets)、Blood.、2008;112(3):848-855)。
末梢器官における生物学的作用を有することに加えて、証拠は、これらの分子が、血管系において生じるプロセスを調節し得ることを示す(Zhang MJら、2016;ChatterjeeAら、プロ分解(pro-resolving)脂質メディエーター、マレシン1(MaR1)は、血管平滑筋および内皮細胞における炎症性シグナル伝達経路を弱める(The pro-resolving lipid mediator maresin 1(MaR1) attenuates inflammatory signaling pathways in vascular smooth muscle and endothelial cells)、PLoS One.、2014;9(11):e113480)。この文脈において、エイコサペンタエン酸由来のレゾルビン(RvE1)は、血小板活性化を強力に調節する(Dona Mら、2008);マレシン(MaR)1およびRvD2は、新生内膜過形成(neointimal hyperplasia)に対して保護する(Chatterjee Aら、2014;Akagi D,、Chen M,Toy R,Chatterjee A、ConteMS.、Systemic delivery of proresolving lipid mediators resolvin D2 and maresin 1 attenuates intimal hyperplasia in mice.、FASEB J.、2015;29(6):2504-2513);RvD1は、マウスアテローム性動脈硬化症におけるプラーク安定性を促進する(RvD1 promotes plaque stability in murine atherosclerosis )(Fredman Gら、2016)。さらに、血漿SPM濃度は、敗血症における転帰を反映することが報告されており(Dalli Jら、Human Sepsis Eicosanoid and Proresolving Lipid Mediator Temporal Profiles: Correlations With Survival and Clinical Outcomes.、Crit Care Med.、2017;45(1):58-68)、女性における血漿SPMの増加は、雄と比較した場合、チャレンジ後の内皮機能の改善と関連している(Rathod KSら、Accelerated resolution of inflammation underlies sex differences in inflammatory responses in humans.、J Clin Invest.、2017;127(1):169-182)。
プロ分解メディエーターは、血管系において主に白血球において発現される酵素による必須脂肪酸の立体選択的変換を介して産生される。例えば、n-3 DPA由来のレゾルビン生合成経路は、白血球15-リポキシゲナーゼ(15-LOX)によって触媒される17S-ヒドロペルオキシ-ドコサペンタエン酸へのn-3 DPAの変換によって開始され、続いて白血球5-LOXによってRvD n-3 DPAへの変換が起こる(Dalli Jら、2013)。
組織プロ分解促進メディエーター生合成はまた、神経伝達物質アセチルコリン(ACh)の放出を介して、迷走神経(vagus nerve))によって調節され、これは、組織分解トーン(tissue resolution tone)を維持する際に中心的である機構である(Dalli Jら、Vagal Regulation of Group 3 Innate Lymphoid Cells and the Immunoresolvent PCTR1 Controls Infection Resolution.Immunity.2017;46(1):92-105)。
n-3 DPAは、血小板凝集の阻害剤として特徴付けられている(Akiba Sら、ドコサペンタエン酸誘導性血小板凝集阻害におけるリポキシゲナーゼ経路の関与(Involvement of lipoxygenase pathway in docosapentaenoic acid-induced inhibition of platelet aggregation)、Biol.Pharm.Bull、2000;23:1293-1297;Murphy MGら、メンハーデン魚油、アザラシ油、またはサメ肝油に富む食餌は、モルモットの心臓の脂質および脂肪酸組成に明確な効果を有する(Diets enriched in menhaden fish oil,seal oil, or shark liver oil have distinct effects on the lipid and fatty-acid composition of guinea pig heart)、Mol. Cell. Biochem.、1997;177:257-269;Murphy MGら、食餌性メナデン、アザラシ、およびトウモロコシ油は、モルモットにおける脂質およびex vivoエイコサノイドおよびチオバルビツール酸反応性物質の生成に異なる影響を及ぼす(Dietary menhaden,seal,and corn oils differentially affect lipid and ex vivo eicosanoid and thiobarbituric acid-reactive substances generation in the guinea pig)、Lipids、1999;34:115-124)および 血管内皮細胞増殖因子受容体2の発現抑制因子として作用する血管新生(angiogenesis where it acts as a suppressor of expression of the vascular endothelial-cell growth factor receptor 2)、、Tsuji Mら、ドコサペンタエン酸(22:5,n‐3)は血管内皮増殖因子により誘導された内皮細胞におけるチューブ形成活性を抑制した(Docosapentaenoic acid (22:5,n-3) suppressed tube-forming activity in endothelial cells induced by vascular endothelial growth factor)、Prostaglandins Leukot.Essent.Fat. Acids. 2003;68:337-342)。
さらに、最近のデータは、肺高血圧のモデルにおけるn-3 DPAの抗炎症効果(Morin Cら、Docosapentaenoic acid monoacylglyceride reduces inflammation and vascular remodelling in experimental pulmonary hypertension、Am.J.Physiol.Heart Circ.Physiol.、2014;307:H574-H586)および関節炎(Morin Cら、Eicosapentaenoic acid and docosapentaenoic acid monoglycerides are more potent than docosahexaenoic acid mono-glyceride to resolve inflammation in a rheumatoid arthritis model、Arthritis Res. Ther.、2015;17:142)および結腸癌細胞における抗増殖効果(Morin Cら、Anti-proliferative effects of a new docosapentaenoic acid monoacylglyceride in colorectal carcinoma cells、Prostaglandins Leukot. Essent. Fat. Acids.、2013;89:203-213)を示している。
本発明の目的は、患者が心筋梗塞を含む心血管疾患の危険性があるかどうかを評価するための方法を提供することである。特に、本発明の目的は、特に早朝に、血小板および/または白血球活性化の制御が不適切であるために、患者が心血管疾患の危険性があるかどうかを評価するための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、心筋梗塞を含む心血管疾患の予防的治療、特に心血管炎症を減少させることを目的とする治療の効力を評価するための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、心筋梗塞(myocardial infarction)を含む心血管疾患、特に、血小板および/または白血球活性化の不適切な日周制御によって仲介される心血管疾患を治療または予防のための方法、およびそのような方法に使用される化合物、を提供することである。
発明の概要
以下の実施例1および9に開示されるように、脂質メディエータープロファイリングおよび健康なボランティアを使用して、早朝の時間(例えば、午前7時と9時との間)にピークに達する特定のDシリーズレゾルビンにおける日周変化が発見された。以下の実施例5および13に開示されるように、心筋梗塞の危険性がある患者由来の血漿の脂質メディエータープロファイリングは、末梢血血小板および白血球の増加した活性化に関連するn-3 ドコサペンタエン酸(DPA)由来のレゾルビンの減少を実証した。
実施例3、5、11および13に開示されるように、患者の末梢血と、n-3 DPA由来のレゾルビンとのインキュベーションは、細胞活性化を有意に減少させた。さらに、実施例6および14に開示されるように、アポリポタンパク質E欠損マウスへの、n-3 DPA由来のレゾルビンの投与は、血小板-白血球凝集および血管疾患を有意に減少させた。
脂質メディエータープロファイリングと健常ボランティアを用いて、血漿n‐3ドコサペンタエン酸由来のD系列レゾルビン(RvDn-3 DPA)濃度が日周性に選択的に調節されることを見出した。心筋梗塞の危険性がある患者の血漿の脂質メディエータープロファイリングでは、5-リポキシゲナーゼ発現の低下および全身アデノシン濃度の上昇と関連するRvDn-3 DPAの低下が実証された。また、血漿RvDn-3 DPAと、CD63およびCD11bを含む、血小板、単球および好中球活性化のマーカーとの間に、有意な負の相関を認めた。健常ボランティアおよび心血管疾患の患者の末梢血と、RvDn-3 DPAをインキュベートすると、血小板および白血球活性化が有意かつ用量依存的に減少した。さらに、アポリポ蛋白質E欠損マウスへのRvD5n-3 DPAの投与は、血小板‐白血球凝集、血管トロンボキサンB2濃度および大動脈病変を有意に低下させた。
これらの結果は、末梢血RvDn-3 DPAが、ヒトにおいて日周性に調節され、これらのメディエータの産生における調節不全が、心血管疾患を引き起こす可能性があることを示している。
したがって、本発明は、血小板および/または白血球活性化の概日制御(circadian control)における機能不全によって媒介および/または悪化される疾患または状態を診断、処置または予防するための、およびこのような疾患または状態を処置または予防するための医薬の効力を評価するための、n-3 DPA由来のレゾルビンの使用に関する。このような疾患および状態には、冠状動脈疾患、血管炎症および心筋梗塞を含む心血管疾患が含まれるが、これらに限定されない。
したがって、本発明の一態様によれば、心血管疾患を治療または予防する方法において使用するための、n-3 DPA由来のレゾルビンが提供される。
本発明によれば、治療有効量の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを、心血管疾患に罹患しているか、または心血管疾患のリスクがある患者に投与することができる。
したがって、本発明の別の態様によれば、治療有効量の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを、それを必要とする対象に投与することを含む、心血管疾患を治療または予防する方法が提供される。本発明はさらに、それを必要とする対象における、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性をアップレギュレートすることを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を包含する。特に、本発明は、それを必要とする対象におけるアデノシン活性または発現を減少させること、および/またはそれを必要とする対象における、5-LOXおよび/または15-LOXの活性または発現を増加させることを含む、心血管疾患を治療または予防する方法を提供する。
本発明によれば、n-3 DPA由来のレゾルビンを対象に投与し、および/またはn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性がアップレギュレートされ、n-3 DPA由来のレゾルビン血漿濃度のピークが、以下により詳細に記載されるように、朝の早い時間、少なくとも約午前7時~午前9時の間に達成されるようにする。
本明細書中で使用される場合、「心血管疾患」は、冠動脈性心疾患(coronary heart disease)、卒中および一過性虚血発作、末梢動脈疾患および大動脈疾患を含む。冠動脈性心疾患には、狭心症、心筋梗塞および心不全が含まれる。大動脈疾患には、大動脈瘤が含まれる。
従って、別の局面において、本発明は、治療有効量の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを、それを必要とする対象に投与することによって、および/または、それを必要とする対象における少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性をアップレギュレートすることによって、例えば、対象におけるアデノシン活性または発現レベルを減少させることによって、および/または5-LOXおよび/または15-LOXの活性または発現レベルを増加させることによって、全身性炎症および/または心筋梗塞を処置または予防する方法を包含する。
さらに別の局面において、本発明は、治療有効量の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを、それを必要とする対象に投与することによって、および/またはそれを必要とする対象における少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性をアップレギュレートすることによって、例えば、アデノシン活性または発現レベルを減少させることによって、および/または対象における5-LOXおよび/または15-LOXの活性または発現レベルを増加させることによって、n-3 DPA由来のレゾルビンの機能不全の日周調節を処置することを包含する。
好適には、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを対象に投与し、かつ/または、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性を、tmaxが朝の早い時間に起こるように、本発明に従い、対象においてアップレギュレートする。作用の持続時間は、朝の早い時間、例えば、少なくとも午前7時の早い時間から少なくとも午前9時まで延長すべきである。作用の開始は、約午前5:30~7時の間に生じ得る。作用の停止は、約午前9~10:30時の間で起こり得るが、いくつかの実施形態において、n-3 DPA由来のレゾルビンは、n-3 DPA由来のレゾルビンが送達のためにどのように製剤されるかに依存して、より長い期間にわたって吸収され続け得る。作用の持続時間は、少なくとも90分、好ましくは少なくとも2時間であるべきである。いくつかの実施形態では、作用の持続時間は、3時間、4時間以上までであってもよい。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、即時放出として製剤され得る。
あるいは、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、上記のように、作用の持続時間が朝の早い時間にわたって延長するように、遅延放出および/または制御放出のために製剤され得る。
したがって、いくつかの実施形態では、1つまたは複数のn-3 DPA由来のレゾルビンは、対象が寝る前に剤形を服用することができ、1つまたは複数のn-3 DPA由来のレゾルビンの放出が、朝の早い時間まで遅延または実質的に遅延されるように、遅延放出剤形として製剤化することができる。
いくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの血漿レベルが、朝の早い時間を通して最小有効濃度(MEC)を超えたままであるように、制御放出のために製剤され得る。
いくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、遅延放出および制御放出のために製剤され得る。
適切には、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、朝の早い時間を通して、少なくとも10pg/mL、好ましくは少なくとも15pg/mLまたは20pg/mLの1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのピーク血漿濃度を提供するように処方され得る。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、心血管疾患を処置または予防するための薬剤のための任意の許容される投与様式を介して投与され得るが、経口、舌下、静脈内、鼻腔内、局所、経皮、腹腔内、筋肉内、肺内、膣内または直腸を含み、経口投与が、いくつかの実施形態において好ましい場合がある。
n-3 DPA由来のレゾルビンは、それらのヒドロキシ基のために高度に可溶性である。当業者は、所望の血漿薬物濃度-時間プロフィールを達成するために、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの即時、遅延または制御放出のための多数の適切な処方物を知っている。適切な製剤および剤形の簡単な詳細を以下に記載する。有利には、本発明による対象への、n-3 DPA由来のレゾルビンの投与は、血小板および/または白血球、特に単球の活性化の減少をもたらし得る。血小板および白血球細胞の活性化は、例えば、CD62P、CD11bまたはCD41のような、当業者に公知の活性化マーカーを参照することによって測定され得る。
したがって、本発明のさらに別の態様では、治療有効量の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを投与することを含む、それを必要とする対象における血小板および/または白血球の活性化を制御する方法が提供される。
有利には、本発明による対象へのn-3 DPA由来のレゾルビンの投与は、血小板-白血球凝集体の形成の減少をもたらし得る。
従って、さらに別の局面において、本発明は、それを必要とする対象における血小板-白血球凝集体の形成を減少させる方法であって、治療有効量の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを投与すること、および/または、例えば、アデノシン活性もしくは発現レベルを減少させることによって、および/または対象における5-LOXおよび/もしくは15-LOXの活性もしくは発現レベルを増加させることによって、それを必要とする対象における少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性をアップレギュレートすることを含む方法を提供する。
本発明に従って使用するためのn-3 DPA由来のレゾルビンは、オメガ-3ドコサペンタエン酸(n-3 DPA)に由来する。
いくつかの実施形態において、n-3 DPA由来のレゾルビンは、以下の式Iで表される、RvD1n-3 DPA(7,8,17-トリヒドロキシ-9,11,13,15E,19Z-ドコサペンタエン酸)であってよい:
いくつかの実施形態において、n-3 DPA由来のレゾルビンは、以下の式IIで表される、RvD2n-3 DPA(7,16,17-トリヒドロキシ-8,10,12,14E,19Z-ドコサペンタエン酸)であってよい
いくつかの実施形態において、n-3 DPA由来のレゾルビンは、以下の式IIIで表される、RvD5n-3 DPA(7,17-トリヒドロキシ-8E,10,13,15E,19Z-ドコサペンタエン酸)であってよい:
いくつかの実施形態では、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを対象に投与することができる。特に、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの組み合わせを使用することができる。適切には、n-3 DPA由来のレゾルビンは、全てn-3 DPA由来のレゾルビンであってもよい。
いくつかの実施形態では、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、例えば、DHA由来のレゾルビンを含むレゾルビンなどの1つ以上の他の脂質メディエーターを含む1つ以上の他の活性剤、および/または、例えば、対象における、アデノシンの発現もしくは活性を減少させることによって、および/または、5-LOXおよび/もしくは15-LOXの活性もしくは発現を増加させることによって、1つ以上のn-2 DPA由来のレゾルビンの生合成、発現または活性を増加させることができる1つ以上の薬剤と組み合わせて投与されてもよい。
いくつかの実施形態では、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを対象に同時に投与することができる。あるいは、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを、別々にまたは連続的に対象に投与してもよい。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、1つ以上の薬学的に受容可能な賦形剤と共に処方され得る。
したがって、本発明のさらに別の態様では、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンおよび1つ以上の薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物が提供される。
本明細書中で使用される場合、用語「薬学的に許容される」は、健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激または他の問題もしくは合併症なしに、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するのに適切である賦形剤をいう。
上記のように、本発明の医薬組成物は、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの即時放出、遅延放出または制御放出のために処方され得、所望の投薬レジメンに従って、朝の早い時間における対象の血液中のn-3 DPA由来のレゾルビンのピーク血漿濃度を提供する。
本発明の医薬組成物または製剤は、例えば、錠剤、カプセル、粉末、液体、懸濁液、坐剤およびエアロゾルなどの固体、半固体、液体およびエアロゾル剤形を含む。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、単独で、または医薬担体もしくは賦形剤(例えば、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タルク、セルロース、クロスカルメロースナトリウム、グルコース、ゼラチン、スクロースまたは炭酸マグネシウム)と組み合わせて投与され得る。所望であれば、医薬組成物は、湿潤剤、乳化剤、可溶化剤、pH緩衝剤などの非毒性補助物質(例えば、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、シクロデキストリン誘導体、ソルビタンモノラウレート、トリエタノールアミンアセテートまたはトリエタノールアミンオレエート)を少量含有してもよい。
一般に、意図される投与様式に応じて、医薬組成物は、約0.005重量%~95重量%、いくつかの実施形態では、約0.5重量%~50重量%の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを含有してもよい。このような投薬形態を調製する方法は、当業者に公知であるか、または明らかである;例えば、Remington’s Pharmaceutical Sciences(以下で完全に参照する)を参照のこと。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、丸剤または錠剤の形態をとることができ、したがって、組成物は、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンと共に、例えば、ラクトース、スクロースまたはリン酸二カルシウムなどの希釈剤;例えば、ステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤;および例えば、デンプン、アラビアゴム、ポリビニルピロリジン、ゼラチン、セルロースまたはセルロース誘導体などの結合剤を含有することができる。本発明による別の固体投薬形態において、粉末、マルメ(marume)、溶液または懸濁液(例えば、炭酸プロピレン、植物油またはトリグリセリド中)は、ゼラチンカプセル中にカプセル化され得る。
薬学的に投与可能な液体組成物は、例えば、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンおよび任意の医薬アジュバントを担体(例えば、水、生理食塩水、水性デキストロース、グリセロール、グリコールまたはエタノール)に溶解または分散させて、溶液または懸濁液を形成することによって調製することができる。注射剤は、従来の形態で、液体溶液または懸濁液として、エマルジョンとして、または注射前に液体中に溶解または懸濁するのに適した固体形態で調製することができる。このような非経口組成物に含まれる1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのパーセンテージは、その特定の性質、ならびに化学物質の活性および対象の必要性に依存し得る。しかしながら、溶液中の0.01%~10重量%の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのパーセンテージを使用することができ、組成物が固体であり、続いて上記パーセンテージに希釈される場合、より高くてもよい。特定の実施形態では、組成物は、溶液中に約0.2~2重量%の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを含むことができる。
本明細書中に記載される1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの医薬組成物はまた、単独で、または不活性の担体(たとえば、ラクトース)と組み合わせて、ネブライザーのためのエアロゾルもしくは溶液として、または吹送のための微細粉末として、気道に投与され得る。そのような場合、医薬組成物の粒子は、50ミクロン未満、特定の実施形態では10ミクロン未満の直径を有する。
一般に、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、類似の有用性を果たす薬剤について許容される投与様式のいずれかによって、治療有効量で投与され得る。化学物質、すなわち活性成分の実際の量は、例えば、治療される疾患の重症度、対象の年齢および相対的健康、使用される化学物質の効力、投与経路および形態、ならびに他の因子などの多くの因子に依存し得る。
適切には、医薬組成物は、1日に1回または2回以上投与することができる。
本明細書に記載される化学物質の治療有効量は、対象の体重1kg当たり、1日当たり、約0.01~200mg;例えば、約0.01~100mg/kg/日;例えば、約0.1~50mg/kg/日の範囲であり得る。70kg~100kgのヒトへの投与のために、投薬範囲は、1日あたり約0.5~3500mgであり得る。
一般に、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、以下の経路:経口、全身(たとえば、経皮、鼻腔内、または坐剤)または非経口(たとえば、筋肉内、静脈内、または皮下)投与のいずれか1つによって、医薬組成物として投与され得る。
いくつかの実施形態では、経口投与を使用することができる。
組成物は、錠剤、ピル、カプセル、半固体、粉末、徐放性製剤、溶液、懸濁液、エリキシル、エアロゾルまたは任意の他の適切な組成物の形態をとることができる。提供される化学物質を投与するための別の方法は、吸入である。
製剤の選択は、薬物投与の様式および薬物物質のバイオアベイラビリティなどの様々な要因に依存する。吸入による送達のために、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを、液体溶液、懸濁液、エアロゾル噴射剤または乾燥粉末として処方し、投与のために適切なディスペンサーに装填することができる。
いくつかのタイプの医薬吸入デバイス、ネブライザー吸入器、定量吸入器(MDI)および乾燥粉末吸入器(DPI)がある。ネブライザーデバイスは、高速空気流を生成し、この高速空気流は、治療薬(液体形態で処方される)を霧として噴霧させ、この霧は、対象の気道に運ばれる。MDIは、典型的には、圧縮ガスで包装された製剤である。作動時に、装置は、圧縮ガスによって測定された量の治療薬を放出し、したがって、設定された量の薬剤を投与する信頼できる方法を提供する。DPIは、デバイスによる呼吸中に対象の吸気流中に分散させることができる易流動性粉末の形態で治療薬を分配する。易流動性粉末を得るために、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを、ラクトースなどの賦形剤と共に製剤化することができる。測定された量の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、カプセル形態で保存され得、そして各作動で分配され得る。
本発明の医薬組成物は、一般に、少なくとも1つの薬学的に許容される賦形剤と組み合わせて、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを含む。許容される賦形剤は、非毒性であり、投与を補助し、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの治療上の利益に悪影響を及ぼさない。このような賦形剤は、任意の固体、液体、半固体であってもよく、またはエアロゾル組成物の場合、当業者に一般に利用可能な気体賦形剤であってもよい。
固形医薬賦形剤には、デンプン、セルロース、タルク、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、米、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸マグネシウム、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、塩化ナトリウムおよび乾燥脱脂乳が含まれる。液体および半固体賦形剤は、グリセロール、プロピレングリコール、水、エタノール、ならびに種々の油(石油、動物、植物または合成起源のもの(たとえば、落花生油、大豆油、鉱油、ゴマ油など)を含む)から選択され得る。注射用溶液のための液体担体には、水、生理食塩水、水性デキストロースおよびグリコールが含まれる。
圧縮ガスを使用して、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンをエアロゾル形態で分散させることができる。この目的に適した不活性ガスは、窒素、二酸化炭素などである。他の適切な医薬賦形剤およびそれらの製剤は、Remington’s Phar
maceutical Sciences,編者E.W.Martin(Mack Publishing Company,18th ed.,1990)に記載されている。
医薬組成物中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの量は、当業者によって使用される全範囲内で変動し得る。典型的には、組成物は、重量パーセント(重量%)基準で、全組成物に基づいて、1つ以上の適切な医薬賦形剤とバランスを取って、約0.01~99.99重量%の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンを含む。特定の実施形態では、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンは、約1~80重量%のレベルで存在する。
上記のように、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、n-3 DPA由来のレゾルビンの作用持続時間が早朝、少なくとも7時~9時の間に生じるように、遅延または制御放出投薬形態で、対象に投与され得る。いくつかの実施形態では、遅延放出または制御放出剤形は、剤形の投与と作用の開始との間に十分な遅延を提供して、対象が就寝する前の夕方、例えば午後9時から午後11時の間に剤形を服用することを可能にし、作用の開始は、朝の早い時間、例えば午前5時以降に起こる。
適切な遅延または制御放出投薬形態は、所定の速度での長期および/または時限のパルス投与のための、デポー注射、浸透圧ポンプ、丸剤、経皮(電気輸送を含む)パッチなどを含む。
特定の実施形態において、組成物は、正確な用量の単回投与に適切な単位投薬形態で提供され得る。
いくつかの実施形態では、放出相が続く、第1の遅相を含む放出および血漿プロフィールを提供するように設計された、経口遅延または制御放出剤形を使用することができる。放出プロフィールは、S字状であってもよい。このようなプロフィールを提供することによって、投薬形態は、1日1回服用される場合、時限的な(timed)、延長された治療効果を提供し得る。
適切な遅延または制御放出剤形は、カプセルまたはビーズを含有する液体またはゲル懸濁液の形態で、投与することができる単一ビーズを含むことができる。
いくつかの実施形態では、ビーズは、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビン、賦形剤、および、所望により超崩壊剤またはオスマジェントを含む、薬物含有コアを有するビーズ構造を有してもよい。コアは、例えば、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビン、崩壊剤、オスマジェントまたは細孔形成剤、および結合剤を含み得る。
複数のn-3 DPA由来のレゾルビンが対象に投与される実施形態では、各ビーズに、n-3 DPA由来のレゾルビンの単一種を好都合に装填することができる。いくつかの実施形態では、これは、異なるn-3 DPA由来のレゾルビンの相対比率を制御し得る。
例示的なコアは、約20~25重量%のn-3 DPA由来のレゾルビン、約45~60重量%の微結晶セルロース、約10~30重量%の塩化カリウム、および約3~5重量%の結合剤(たとえば、ポリビニルピロリドンまたはヒドロキシプロピルセルロース)を含み得る。
薬物含有コアは、湿式造粒、押出、および球状化(spheronisation)を含む、当技術分野で公知の様々なプロセスによって作製することができる。
いくつかの実施形態では、2つの層;持続放出層としての第1の中間層、および、所望によりpH依存性である、遅延放出層としての外層が、コアを覆ってもよい。
いくつかの実施形態では、コアは、不活性な非パレイルビーズ(non-pareil bead)であってもよい。内部コアは、糖およびデンプンのビーズであってもよく、または微結晶セルロースから構成されていてもよい。コアビーズを形成するのに適し、薬学的に許容される任意の球状ビーズを使用することができる。このような実施形態では、コアの1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンおよび賦形剤をコアビーズ上に層状にして、3層製剤を提供することができる。最外層は、遅延放出または腸溶コーティングであってもよい。特定の実施形態では、最外層は、水溶性ポリマー、水不溶性ポリマー、可塑剤および潤滑剤を含むことができる。薬物放出の遅延時間は、水溶性および不溶性ポリマーの比、可塑剤濃度、潤滑剤の量、およびコーティング重量増加(35~45重量%までであり得る)によって制御され得る。あるいは、最外層は、約5.5を超えるpHで溶解するpH依存性ポリマーであってもよい。
徐放層は、層が水性環境に曝露された後、8~10時間までの期間にわたって増加する、より遅い初期放出速度を提供するように設計される。薬物プロフィールの増大は、経時的に、より透過性になる膜によって達成することができる。徐放層の例は、水溶性ポリマー、水不溶性ポリマー、可塑剤および潤滑剤を含む。薬物放出の速度は、水溶性および水不溶性ポリマーの比を変化させることによって、およびコーティングの厚さを約15~45重量%増まで変化させることによって、制御または持続され得る。
代替の実施形態では、超崩壊剤または浸透剤を含む膨潤性層が、コアと徐放層との間に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、制御または遅延放出剤形は、複数の層を含んでもよい。剤形は、非パレイルビーズの内部コア、および、内部から外部への4つの同心層(膨潤ポリマー層、薬物層、持続放出層、およびpH依存性遅延放出層(pH依存性層であり得る))を含み得る。
いくつかの実施形態では、4層組成物は、段階的な様式で作製されてもよい。第1の工程では、結合剤と、エタノール中で懸濁された親水性ポリマーを、非パレイルビーズ上に30~50重量%の増加までコーティングする。いくつかの実施形態において、Dow Chemical Companyによって市販されているPolyOx Coagulant SFP (PEO)は、親水性ポリマーであり得、そしてヒドロキシプロピルセルロース(HPC LF)は、結合剤として添加され得る。次に、PolyOx層を、Klucel(登録商標)EFなどのヒドロキシプロピルセルロースで、10重量%増まで密封することができる。次いで、活性医薬成分(API)をバインダーと共にエタノール中に懸濁させ、層状ビーズ上にコーティングし、そして、徐放性および遅延放出性コーティングを本明細書に記載のように適用することができる。
いくつかの実施形態では、コアは、ビーズではなく、ミニタブレットを含んでもよい。コアおよび層は、任意の不活性コアがないことを除いて、ビーズ上の層と機能的に同じであってもよい。
種々の水溶性ポリマーを、遅延または制御放出剤形で使用することができる。このようなポリマーには、ポリエチレンオキシド(PEO)、エチレンオキシド-プロピレンオキシドコポリマー、ポリエチレン-ポリプロピレングリコール(たとえば、ポロキサマー)、カルボマー、ポリカルボフィル、キトサン、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースのようなヒドロキシアルキルセルロース、ナトリウム カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボマーのようなポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリホスファジン、ポリオキサゾリジン、ポリヒドロキシアルキルカルボン酸、カラギネート アルギネート(carrageenate alginates)、アルギン酸アンモニウムおよびアルギン酸ナトリウムのようなアルギン酸およびその誘導体、デンプンおよびデンプン誘導体、多糖類、カルボキシポリメチレン、ポリエチレングリコール、グアーガム、アカシアガム、トラガカントガム、カラヤガムおよびキサンタンガムのような天然ガム、ポビドン、ゼラチンなどが含まれるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、少なくとも遅延放出層は、アクリル酸ポリマー、アクリル酸コポリマー、メタクリル酸ポリマーまたはメタクリル酸コポリマーのような1またはそれ以上のポリマーを含み、EUDRAGIT(登録商標)L100、EUDRAGIT(登録商標)L100-55、EUDRAGIT(登録商標)L30-55、EUDRAGIT(登録商標)5100、EUDRAGIT(登録商標)4135F、EUDRAGIT(登録商標)RS、アクリル酸およびメタクリル酸コポリマー、メチルメタクリレート、メチルメタクリレートコポリマー、エトキシエチルメタクリレート、シアノエチルメタクリレート、アミノアルキルメタクリレートコポリマー、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸アルキルアミンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリメタクリル酸無水物、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリメタクリル酸無水物および グリシジルメタクリレートコポリマー、エチルセルロース、メチルセルロースなどのアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルシウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、およびヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフタレート、およびセルロースアセテートトリマレート、ポリビニルアセテートフタレート、ポリエステル、ワックス、シェラック、ゼインなどの特定の置換セルロースポリマーを含むが、これらに限定されない。
オイドラギットは、制御放出用途に有用な周知のポリマーおよびコポリマーである。腸溶コーティング用のEUDRAGIT(登録商標)グレードは、メタクリル酸およびメタクリレートのアニオン性ポリマーに基づく。それらは、官能基として-COOHを含有する。それらは、pH 5.5~pH7の範囲で溶解する。EUDRAGIT(登録商標)FS 30 Dは、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチルおよびメタクリル酸をベースとするアニオン性コポリマーの水性分散液である。それは、酸性媒体に不溶であるが、pH 7.0を超える塩形成によって溶解する。EUDRAGIT(R) L100-55およびL30-55は、pH5.5以上で溶解する。EUDRAGIT(登録商標)L100および5100は、6.0を超えるpHで溶解する。
持続放出EUDRAGIT(登録商標)製剤は、活性成分の時間制御放出を可能にするために、多くの経口剤形に使用される。薬物送達は、増大した治療効果および患者のコンプライアンスのために、胃腸管全体にわたって制御され得る。EUDRAGIT(登録商標)RL(容易に透過性)およびRS (わずかに透過性)グレードの異なるポリマーの組み合わせは、特注の放出プロフィールを可能にし、広範囲の代替物が所望の薬物送達性能を達成することを可能にする。EUDRAGIT(登録商標)NEポリマーは、可塑剤を必要としない中性エステル分散体であり、マトリックス錠剤および徐放性コーティングの製造における顆粒化プロセスに特に適している。
例示的な浸透剤(osmagents)または浸透剤(osmotic agents)には、塩、酸、塩基、キレート剤、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸リチウム、塩化カリウム、亜硫酸ナトリウム、重炭酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、乳酸カルシウム、d-マンニトール、尿素、酒石酸、ラフィノース、スクロース、α-d-ラクトース一水和物、グルコース、それらの組み合わせ、および当技術分野で周知の他の類似または同等の材料などの有機および無機化合物が含まれる。
本明細書中で使用される場合、用語「崩壊剤」は、固体塊(層)の、より容易に分散または溶解されるより小さい粒子への崩壊を促進するために、固体投薬形態において使用される化合物を意味する。例示的な崩壊剤としては、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、その予備ゼラチン化および改質デンプンのようなデンプン、甘味料、クレー、ベントナイト、微結晶セルロース(たとえば、Avicel)、カルボキシメチルセルロースカルシウム、クロスカルメロースナトリウム、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、セルロースポリアクリリンカリウム(たとえば、Amberlite(商標))、アルギネート、デンプングリコール酸ナトリウム、ガム、寒天、グアー、ローカストビーン、カラヤ、ペクチン、トラガカント、クロスポビドン、および当業者に公知の他の材料などが挙げられるが、これらに限定されない。
超崩壊剤は、急速に作用する崩壊剤である。例示的な超崩壊剤には、クロスポビドンおよび低置換HPCが含まれる。
いくつかの実施形態では、可塑剤を経口剤形に含めることもできる。適切な可塑剤としては、低分子量ポリマー、オリゴマー、コポリマー、油、小有機分子、脂肪族ヒドロキシルを有する低分子量ポリオール、エステル型可塑剤、グリコールエーテル、ポリ(プロピレングリコール)、マルチブロックポリマー、シングルブロックポリマー、低分子量ポリ(エチレングリコール)、クエン酸エステル型可塑剤、トリアセチン、プロピレングリコールおよびグリセリンが挙げられるが、これらに限定されない。このような可塑剤はまた、エチレングリコール、1,2-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコール、スチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールおよび他のポリ(エチレングリコール)化合物、モノプロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、乳酸ソルビトール、乳酸エチル、乳酸ブチル、グリコール酸エチル、セバシン酸ジブチル、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸トリエチル、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸トリブチルおよびグリコール酸アリルも含むことができる。
遅延放出または制御放出剤形はさらに、潤滑剤、熱潤滑剤、酸化防止剤、緩衝剤、アルカリ化剤、結合剤、希釈剤、甘味料、キレート剤、着色剤、香料、界面活性剤、可溶化剤、湿潤剤、安定化剤、親水性ポリマー、疎水性ポリマー、ワックス、親油性材料、吸収増強剤、保存剤、吸収剤、架橋剤、生体接着性ポリマー、遅延剤、細孔形成剤および芳香剤などの1つ以上の機能性賦形剤を含んでもよい。
本発明において有用な潤滑剤または熱潤滑剤には、脂肪酸エステル、モノオレイン酸グリセリル、モノステアリン酸グリセリル、ワックス、カルナウバワックス、蜜蝋、コハク酸ビタミンE、およびそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用される場合、用語「酸化防止剤」は、酸化を阻害する薬剤を意味し、したがって、組成物中の酸素フリーラジカルまたはフリー金属の存在による酸化による調製物の劣化を防止するために使用される。このような化合物には、例として、アスコルビン酸、パルミチン酸アスコルビル、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、次亜リン酸、モノチオグリセロール、アスコルビン酸ナトリウム、ホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムおよびメタ重亜硫酸ナトリウム、ならびに当業者に公知の他のものが含まれるが、これらに限定されない。他の適切な酸化防止剤としては、例えば、ビタミンC、亜硫酸水素ナトリウム、ビタミンEおよびその誘導体、没食子酸プロピルまたは亜硫酸誘導体が挙げられる。
本発明で使用するのに適した結合剤には、蜜蝋、カルナウバ蝋、パルミチン酸セチル、ベヘン酸グリセロール、モノステアリン酸グリセリル、パルミトステアリン酸グリセリル、ステアリン酸グリセリル、水素化ヒマシ油、微晶質ワックス、パラフィンワックス、ステアリン酸、ステアリン酸アルコール、ステアレート6000 WL1644、ゲルシア50/13、ポロキサマー188、およびポリエチレングリコール(PEG)2000、3000、6000、8000、10000または20000が含まれる。
緩衝剤は、酸またはアルカリの希釈または添加の際のpHの変化に抵抗するために使用され得る。このような化合物には、例として、限定するものではないが、メタリン酸カリウム、リン酸カリウム、一塩基性酢酸ナトリウムおよびクエン酸ナトリウムの無水物および二水和物、無機または有機酸の塩、無機または有機塩基の塩、および当業者に公知の他のものが含まれる。
本明細書で使用される「アルカリ化剤」という用語は、生成物安定性のためのアルカリ性媒体を提供するために使用される化合物を意味する。このような化合物には、例として、限定するものではないが、アンモニア溶液、炭酸アンモニウム、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、水酸化カリウム、ホウ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、トリエタノールアミン、およびトロラミン、ならびに当業者に公知の他のものが含まれる。
例示的な結合剤には、ポリエチレンオキシド;ポリプロピレンオキシド;ポリビニルピロリドン;ポリビニルピロリドン-コ-酢酸ビニル;アクリレートおよびメタクリレートコポリマー;ポリエチレン;ポリカプロラクトン;ポリエチレン-コ-ポリプロピレン;低置換HPC(L-HPC)メチルセルロースなどのアルキルセルロースおよびセルロース誘導体;ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロース;ヒドロキシエチルメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロースなどのヒドロキシアルキル アルキルセルロース;デンプン、ペクチン; PLAおよびPLGA、ポリエステル(セラック)、カルナウバワックス、蜜蝋などのワックス;セルロースなどの多糖類、トラガカント、アラビアガム、グアーガム、およびキサンタンガムが含まれる。
例示的なキレート剤には、EDTAおよびその塩、クエン酸などのアルファヒドロキシ酸、ポリカルボン酸、ポリアミン、それらの誘導体、および当業者に公知の他のものが含まれる。
本明細書中で使用される場合、用語「着色剤」は、固体(たとえば、錠剤)医薬調製物に色を付与するために使用される化合物を意味する。このような化合物には、例として、FD&C Red No.3、FD&C Red No.20、FD&C Yellow No.6、FD&C Blue No.2、D&C Green No.5、D&C Orange No.5、D&C Red No.8、カラメル、および酸化第二鉄、レッド、他のF.D. & C.染料、ならびにブドウ皮抽出物、ビートレッドパウダー、ベータカロチン、アナト、カルミン、ウコン、パプリカなどの天然着色剤、および当業者に公知の他の材料が含まれるが、これらに限定されない。使用される着色剤の量は、所望に応じて変化するであろう。
本明細書中で使用される場合、用語「香料」は、医薬調製物に心地よい香りおよびしばしば臭いを付与するために使用される化合物を意味する。例示的な香料または香料には、合成香味油および芳香剤および/または天然油(植物、葉、花、果実などからの抽出物)、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。
適切な界面活性剤には、ポリソルベート80、ソルビタンモノオレエート、ポリオキシマー、ラウリル硫酸ナトリウム、または当技術分野で公知の他のものが含まれる。石桍および合成洗剤を界面活性剤として使用することができる。適切な石桍には、脂肪酸アルカリ金属、アンモニウム、およびトリエタノールアミン塩が含まれる。適切な洗剤には、カチオン性洗剤、例えば、ジメチルジアルキルアンモニウムハライド、アルキルピリジニウムハライド、およびアルキルアミンアセテート;アニオン性洗剤、たとえば、アルキル、アリールおよびオレフィンのスルホネート、アルキル、オレフィン、エーテルおよびモノグリセリドスルフェート、およびスルホスクシネート;非イオン性洗剤、例えば、脂肪族アミンオキシド、脂肪酸アルカノールアミド、およびポリ(オキシエチレン)-ブロック-ポリ(オキシプロピレン)コポリマー;ならびに両性洗剤、例えば、アルキルβ-アミノプロピオネートおよび2-アルキルイミダゾリン第四アンモニウム塩;ならびにそれらの混合物が含まれる。
湿潤剤は、液体の表面張力を低下させる薬剤である。湿潤剤には、アルコール、グリセリン、タンパク質、ペプチド、水混和性溶媒(たとえば、グリコール)、親水性ポリマー ポリソルベート80、ソルビタンモノオレエート、ラウリル硫酸ナトリウム、脂肪酸アルカリ金属、アンモニウム、およびトリエタノールアミン塩、ジメチルジアルキルアンモニウムハライド、アルキルピリジニウムハライド、およびアルキルアミンアセテート;アニオン性洗剤、例えば、アルキル、アリールおよびオレフィンスルホネート、アルキル、オレフィン、エーテル、およびモノグリセリドスルフェートおよびスルホサクシネート;非イオン性洗剤、例えば、脂肪族アミン酸化物、脂肪酸アルカノールアミド、およびポリ(オキシエチレン)‐ブロックポリ(オキシプロピレン)共重合体;および両性洗剤、例えば、アルキルβ‐アミノプロピオネートおよび2‐アルキルイミダゾリン第四アンモニウム塩;およびそれらの混合物が含まれる。
可溶化剤としては、シクロデキストリン、ポビドン、それらの組み合わせ、および当業者に公知の他のものが挙げられる。
例示的なワックスには、カルナウバワックス、蜜蝋、微結晶ワックス、および当業者に公知の他のものが含まれる。
例示的な吸収増強剤には、ジメチルスルホキシド、ビタミンE PGS、コール酸ナトリウム、および当業者に公知の他のものが含まれる。
保存剤には、微生物の増殖を防止するために使用される化合物が含まれる。適切な防腐剤には、例として、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ベンジルアルコール、塩化セチルピリジニウム、クロロブタノール、フェノール、フェニルエチルアルコール、硝酸フェニル水銀およびチメロサール、ならびに当業者に公知の他のものが挙げられるが、これらに限定されない。
吸収剤の例には、ナトリウムデンプングリコラート(Explotab(商標)、Primojel(商標))およびクロスカルメロースナトリウム(Ac-Di-Sol(商標))、架橋PVP (Polyplasdone(商標) XL 10)、ビーガム(veegum)、粘土、アルギネート、PVP、アルギン酸、カルボキシメチルセルロースカルシウム、微結晶セルロース(たとえば、Avicel)、ポラクリリンカリウム(たとえば、Amberlite(商標))、アルギン酸ナトリウム、コーンスターチ、ポテトデンプン、プレゼラチン化デンプン、改質デンプン、セルロース剤、モントモリロナイト粘土(たとえば、ベントナイト)、ガム、アガー、ローカストビーンガム、ガムカラヤ、ペクチン、トラガカント、および当業者に公知の他の崩壊剤が含まれる。
架橋剤は、ポリマーの部分間に架橋を形成する任意の化合物として定義される。架橋剤は、例として、限定するものではないが、有機酸、α-ヒドロキシ酸、およびβ-ヒドロキシ酸を含むことができる。
適切な架橋剤には、酒石酸、クエン酸、フマル酸、コハク酸、および当業者に公知の他のものが含まれる。
生体接着性ポリマーには、ポリエチレンオキシド、Klucel(登録商標)(ヒドロキシプロピルセルロース)、CARBOPOL、ポリカルボフィル、GANTREZ、ポロキサマー、およびそれらの組み合わせ、ならびに当業者に公知の他のものが含まれる。
遅延剤(Retardants)は、45℃を超える、または50℃を超えるガラス転移温度(Tg)を有する不溶性またはわずかに可溶性のポリマーである試薬であり、その後、加工に必要な他のポリマーおよび他の賦形剤を含む製剤中の他の薬剤によって可塑化される試薬である。賦形剤には、ワックス、アクリル(acrylics)、セルロース、脂質、タンパク質、グリコールなどが含まれる。
例としての細孔形成剤には、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポロキサマーおよびポビドンなどの水溶性ポリマー;ラクトース、硫酸カルシウム、リン酸カルシウムなどの結合剤;塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなどの塩;それらの組み合わせおよび当技術分野で広く知られている他の類似または同等の材料が含まれる。
本明細書中で使用される場合、用語「甘味剤」は、調製物に甘味を付与するために使用される化合物を意味することが意図される。そのような化合物には、例として、限定するものではないが、アスパルテーム、デキストロース、グリセリン、マンニトール、サッカリンナトリウム、ソルビトール、スクロース、フルクトース、および当業者に知られている他のそのような物質が含まれる。
医薬製剤の分野で使用される化合物は、一般に、様々な機能または目的を果たす。したがって、本明細書で名付けられた化合物が、1回だけ言及されるか、または本明細書で2つ以上の用語を定義するために使用される場合、その目的または機能は、その目的または名付けられた目的または機能のみに限定されると解釈されるべきではない。
遅延放出または制御放出剤形は、in vitroおよびヒト対象に経口投与された場合における、プロファイルに対応する放出を提供し得る。
いくつかの実施形態では、経口投与後、剤形は、適切には、低レベルの薬物吸収を伴って、6~10時間の間の遅延時間を提供し、続いて、3~6時間にわたって1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの血漿濃度が増加し、遅延後の最初の数時間で最大の増加速度をもたらすことができる。
インビトロ溶解プロフィールは、胃環境またはヒトが飲み込む口腔組成物が遭遇する環境を模倣するように設計された条件で得ることができる。胃における滞留時間は変化するが、典型的な試験は、胃酸における滞留時間を模倣するために、投薬形態を0.1N HClの低pH溶液中に2時間置くべきである。次いで、回腸および結腸の環境を模倣するために、投薬形態を、より高いpHの水溶液(約pH 6)中に2~6時間置き、続いて典型的にはpH 6.8に置くべきである。このような溶解条件は、正常なヒト胃腸管の酸性の第1段階およびその後のより高いpH段階の両方を包含するとしても、本明細書中では「模擬胃条件」と定義される。
経口投与後の遅延期間に続いて、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの血漿濃度は、最大血漿濃度(Cmax)に達するまで約3~6時間にわたって増加し得る。この吸収プロフィールに基づいて、午後9時に服用し、6時間遅延する用量は、約3時に、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンを放出し始め、投与後約9~12時間で最大血漿濃度を有することになる。
いくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、遅延時間の間にゆっくりと放出され得ることが理解される。単回用量からの全薬物暴露と比較して、遅延時間中の少量の薬物吸収のいくつかの例は、1~2重量%、または1~5重量%であり、全薬物の約10重量%以下が6~10時間の遅延時間中に吸収される。遅延放出層がより透過性になるにつれて、より大きなパーセンテージ、例えば12%、15%、18%、またはさらには20重量%が放出される可能性があることも理解されるであろう。
遅延放出または制御放出投薬形態は、上記のように、心血管疾患の処置または予防のための1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの1日1回の投与に適切に適合され得る。
投薬形態は、就寝前に服用されるように処方され得、そして数時間の遅れの後に放出を開始し、その結果、対象は、朝の早い時間に覚醒しながら、治療効果を有するために十分な量の薬物を吸収した。
一実施形態では、剤形は、コアおよびコアを取り囲む2つ以上のコーティングを含むビーズまたはミニ錠剤の単一集団を封入するカプセルを含んでもよい。内部コアは、本発明に従って使用するための、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンおよび1つ以上の賦形剤を含有するビーズまたはミニ錠剤である。コアは、徐放層および外側の遅延放出層に封入されてもよい。
徐放層は、水溶性ポリマーと水不溶性ポリマーとの組み合わせを含んでもよい。徐放性コーティングは、たとえば、ポリエチレンオキシドとエチルセルロース、または、ヒドロキシプロピルメチルセルロースとエチルセルロースとの組み合わせを含有してもよい。開示された投薬形態において使用され得る適切なエチルセルロース製品は、The Dow Chemical Companyの商標で市販されているETHOCEL(商標)である。
徐放層の溶解速度は、コーティングまたは層中の水溶性ポリマー対水不溶性ポリマーの比を調節することによって制御することができる。水不溶性ポリマーと水溶性ポリマーとの重量比は、例えば、非限定的に、90:10~10:90、80:20~20:80、75:25~25:75、70:30~30:70、67.5:33.5~33.5:67.5、60:40~40:60、56:44~44:56、または50:50に調節することができる。
徐放性コーティングはまた、ポリマーの合計重量の3%~50%のレベルで、クエン酸トリエチル(TEC)などの可塑剤を含有してもよい。コーティングへの他の添加剤としては、二酸化チタン、タルク、コロイド状二酸化シリコンまたはクエン酸が挙げられる。
徐放層のいくつかの例を以下の表1に示す。種々の配合物には、水不溶性ポリマー対水溶性ポリマーの比率が変化するもの、および比率が逆転するものが含まれる。フィルム中の微小環境pHをに低く保つために、クエン酸を処方に加え、HPMCAS-LFの溶解を阻止し(これは≧pH5.5で溶解する)、溶解曲線の開始時にラグを生じさせる。特定の実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、徐放層に含まれてもよい。
例示的なコアを以下の表2に示す。この例では、浸透圧剤がコアに添加されている。
いくつかの実施形態において、薬物含有コアビーズまたはミニ錠剤は、本開示におけるように、放出前に所望の遅延または遅延時間を達成するために、1つ以上の水不溶性ポリマー、1つ以上の水溶性ポリマーおよびシリコン油を含む遅延放出層でコーティングされ得る。遅延時間および放出は、2つのタイプのポリマーの割合および層の厚さによって制御され得る。そのような実施形態では、遅延放出層は、セルロースアセテートフタレート、セルロースアセテートトリマレテート(cellulose acetate trimaletate)、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ポリビニルアセテートフタレート、アクリルポリマー、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネート、セルロースアセテートトリメリテート(cellulose acetate trimellitate)、シェラック、メタクリル酸コポリマー、EUDRAGIT(登録商標)L30D、EUDRAGIT(登録商標)L100、EUDRAGIT(登録商標)FS30D、EUDRAGIT(登録商標)5100、またはそれらの任意の組合せを含むことができるが、それらに限定されない。遅延放出層はまた、可塑剤を含んでもよく、またはいくつかの実施形態において、遅延放出層は、メタクリル酸コポリマーB型、モノグリセリドおよびジグリセリド、セバシン酸ジブチルおよびポリソルベート80を含む。遅延放出層はまた、セルロースエーテル誘導体、アクリル樹脂、アクリル酸およびメタクリル酸エステルと第四級アンモニウム基とのコポリマー、アクリル酸およびメタクリル酸エステルのコポリマー、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。この層は、シリコーンオイルのための担体としてタルクなどの粉末成分をさらに含むことができる。
本発明のいくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、遅延放出および/または制御放出カプセルに含まれ得る。そのような実施形態では、水不溶性カプセルは、活性剤が保持される1つ以上のコンパートメントを含み得る。さらに、1つ以上の吸収剤、超吸収剤、またはオスマジェントが、薬物含有コンパートメントに含まれてもよい。カプセルはまた、水溶性ポリマーで塞がれた1つ以上の開口部(apertures)、各コンパートメントと流体連通する(in fluid communication)少なくとも1つ、およびカプセル全体を取り囲む遅延放出層を含み得る。
このような実施形態では、初期遅延の長さは、外側の遅延放出層の組成物および厚さによって制御することができる。この層は、本明細書中に開示されるように、pH依存層またはpH非依存層であり得る。カプセルがヒトに投与される場合、遅延放出層は、カプセルがGI管を通過する際に完全性を失い始める。水溶性プラグが露出され、溶解すると、水性流体が薬物含有コンパートメントに入り、吸収剤またはオスマジェントによって吸収され、したがって、活性剤をカプセルから、開口部(aperture)を通して押し出す。放出プロフィールは、所望のプロフィールを得るために、吸収剤またはオスマジェントの濃度および吸収特性によって制御することができる。
以下の実施例に開示されるように、健康なボランティアからの血漿の脂質メディエーター(LM)プロファイリングは、7AM~9AMの間のn-3 DPA由来のレゾルビンの有意な増加を実証した。これらの時間間隔で、単球、血小板および好中球活性化マーカーの発現の増加が、健康なボランティア末梢血において見出された。さらに、心血管疾患患者では、血漿n-3 DPA由来のレゾルビン濃度の低下、これらの分子の日周調節の喪失、および循環血小板、好中球および単球の活性化の増加が実証された。さらに、心筋梗塞の危険性がある患者の血漿の脂質メディエータープロファイリングでは、5-リポキシゲナーゼおよび15-リポキシゲナーゼ発現の低下と全身アデノシン濃度の上昇に関連するRvDn-3 DPAの低下が実証された。
したがって、本発明によれば、心血管系の病気は、朝の早い時間における対象の血液中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定することによって、および/または全身のアデノシンの活性または発現レベルをモニタリングすることによって、および/または5-LOXまたは15-LOX活性または発現レベルをモニタリングすることによって診断され得る。
いくつかの実施形態では、対象の早朝血漿レベルは、ほぼ同じ時刻に健康な患者に見出される、対応する血漿レベルと比較されてもよい。健康な対象と比較して、朝の早い時間における対象の血液中のn-3 DPA由来のレゾルビンの減少したレベルは、心血管疾患または心血管疾患のリスクを示し得る。これに対応して、アデノシン発現レベルまたは活性レベルの上昇、および/または5-LOXまたは15-LOX活性レベルまたは発現レベルの低下は、心血管疾患または心血管疾患のリスクを示している可能性がある。あるいは、いくつかの実施形態では、早朝における、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、別の時刻、たとえば、夕方の同じ対象の血液中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの対応するレベルと比較してもよい。
適切には、早朝における1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、早朝前夜の夕方または早朝直後の対象の血液における1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルと比較してもよい。さらなる代替法では、対象の血液中のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの早朝レベルを、その日のうちの、対象のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルのピーク血漿レベルと比較することができる。1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの早朝におけるレベルと、その日の別の時刻に測定された対応するレベルとの間の差は、以下により詳細に記載されるように、対象の心血管の健康を示し得る。一般に、その日の異なる時刻に測定されたレベル間の差が小さいほど、対象の心血管疾患のリスクは大きくなる。
同様に、心血管疾患の結果としての心筋梗塞または別の急性心臓事象を患う対象のリスクは、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの早朝のレベルを評価し、所望により、このような早朝レベルを、ほぼ同じ日時の健康な患者における対応するレベル、または1日の別の時間に同じ対象から得られたレベル、または最小日周のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルと比較することによって評価され得る。
従って、本発明の異なる局面において、対象における心血管疾患のリスクを診断または評価する方法であって、早朝に対象の血液から得られた第1の生体サンプルにおける1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、別の時刻に対象の血液から得られた対応する、第2の生体サンプルにおける1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルのレベルと比較する工程を包含する方法が提供される。
いくつかの実施形態では、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定することができる。
適切には、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、1つ以上、例えば、1つ、2つまたは3つのRvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAを含み得る。
いくつかの実施形態では、生体サンプル中のRvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよび/またはRvD5n-3 DPAのうちの1つ、2つまたは3つすべてのレベルを測定して、n-3 DPA由来のレゾルビンレベルを得ることができる。
本発明の治療的局面に関連して上述したように、本明細書において「早朝」とは、7AM~9AM、またはより広くは6AM~10AMを意味する。適切には、対象の血液の第1の生体サンプルは、午前8時または午前8時30分ごろに得ることができる。
対象の血液の第2の生体サンプルは、任意の他の時刻に得ることができるが、概日変動のために、対象の血液中の脂質メディエータのレベルが通常はより低い午後または夕方に都合よく得られる。したがって、第2の生体サンプルは、いくつかの実施形態では、真昼から午後約9時の間、好都合には午後4~8時の間に得ることができる。
代替として、対象の血液の生体サンプルは、一日を通して規則的な間隔で採取され得、n-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルは、上記のように朝の早い時間に測定され、一日を通して測定される、n-3 DPA由来のレゾルビンの最小レベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの最小レベルと比較されてもよい。本発明のこのような実施形態は、対象が登録され、臨床試験の場所にチェックインされ、血液サンプルが一日を通して規則的な間隔で容易に採取され得る臨床試験における使用に便利であり得る。
本発明によれば、第1の早朝サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、対応する、第2のサンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルのレベル、または上記の最小レベルと比較することができ、レベル間の差は、心血管疾患または心血管疾患のリスクを示し得る。
以下に記載されるような、心血管疾患に罹患していない健康な対象において、対象の血液中のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルは、1日の間に5~15pg/mLの範囲で自然に変化し得、朝の早い時間に最大である。n-3 DPA由来のレゾルビンの早朝のレベルと、対応する1日の他の時間または最小レベルとの差が、約5pg/mL未満である場合、これは、心血管疾患、または対象が心筋梗塞または別の急性心血管事象を患う危険性を示し得る。
本発明のさらに別の局面において、対象における心血管疾患のリスクを診断または評価する方法の提供であって、早朝に対象の血液から得られた生体サンプルにおける1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、健康な対象において典型的に見出される1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルについての参照レベルと比較する工程を包含する方法が提供される。
健康な対象における1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOX活性または早朝における活性又は発現レベルのための参照レベルは、朝の早い時間に、1つ以上の健康な対象からの血液サンプルを採取し、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOX活性または発現レベルの血漿濃度を測定することによって得ることができる。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOX活性または発現レベルは、対象ごとに、および1日の時間とともに自然に変化する可能性が高いので、複数の異なる健康な対象における1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOX活性または発現レベルの血漿濃度を測定し、平均濃度レベルをとることが望ましい。健康な対象から採取した血液サンプルは、1日の同じ時刻またはほぼ同じ時刻に採取すべきである。
本明細書中の「健康である」対象とは、心血管疾患を有さない対象を意味する。「健康である」対象は、重篤な冠状動脈疾患を有さず、経皮的冠状動脈インターベンション(intervention)を有さず、かつ、以下の危険因子、すなわち、高血圧、高コレステロール、喫煙者、糖尿病または虚血性心疾患を有さない。
対象に関して本明細書中で使用される「健康である」とは、対象がいかなる疾患にも罹患していないことではなく、それらが上記のような関連する心血管疾患に罹患していないことのみを意味する。
いくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルについての参照血漿レベルは、対象から得られた生体サンプルにおいて測定されたn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルと参照レベルが適切に比較可能であることを確実にするために、対象の異なる性別、民族性および/または年齢について得られ得る。
前述のように、生体サンプル中の2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定することができる。
いくつかの実施形態では、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAから選択されるn-3 DPA由来のレゾルビンを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、生体サンプル中の、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよび/またはRvD5n-3 DPAのうちの1つ、2つまたは3つすべてのレベルを測定して、n-3 DPA由来のレゾルビンレベルを得ることができる。例として、朝の早い時期の健康な対象の血液中のn-3 DPA由来のレゾルビンの参照レベルは、約10pg/mL~約25pg/mL、典型的には約15pg/mLの範囲であり得る。生体サンプル中の、約10pg/mL未満、特に約5pg/mL未満のn-3 DPA由来のレゾルビンの早朝レベルは、心血管疾患または心血管疾患のリスクを示し得る。
適切には、生体サンプルは、全血、血清または血漿サンプルであり得る。
適切には、生体サンプルは、収集の直後に、抗凝固剤(たとえば、凝固を防ぐためのヘパリン)で処理されてもよい。
分析の前にサンプルを保存する必要がある場合、いくつかの実施形態では、サンプルを有機溶媒中に置き、-75℃以下の温度で保存することができる。好適には、有機溶媒は、メタノールを含んでもよく、またはメタノールからなってもよい。脂質メディエーターは、長期保存の間、凍結サンプル中で不安定であることが見出されており、メディエーターのいくつかのレベルは、3ヶ月保存後に有意に(>50%)減少するが、驚くべきことに、メタノール、および任意に他の有機溶媒を使用することによって、これらの分子が-75℃以下の温度で保存される場合、これらの分子の安定性が改善され得ることが見出された。好適には、サンプルは、約-80℃の温度で保存することができる。
以下に記載する種類の重水素標識標準を、凍結前にサンプルに添加することができる。
血液などの生体サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルのレベルを測定するための方法は、当業者に利用可能であり、本明細書に詳細に記載する必要はない。
適切な方法は、例えば、Yang Rら(Metabolomics-Lipidomics of Eicosanoids and Docosanoids Generated by Phagocytes、 Curr Protoc Immunol. 2000;95:14.26:14.26.1-14.26.26)およびDalli J and Serhan CN(Specific lipid mediator signatures of human phagocytes: microparticles stimulate macrophage efferocytosis and pro-resolving mediators、Blood. 2012;120:e60-e72)に開示されている。両者の内容は、参照により、本書面に組み込まれる。
簡潔には、いくつかの実施形態において、サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルは、サンプルからSPMを抽出した後、液体クロマトグラフィータンデム質量分析(LC-MS/MS)を使用して測定され得る。
SPMは、固相抽出、たとえば、C18カラムを用いて、サンプルから抽出することができる。適切な方法は、Colas RAら(Identification and signature profiles for pro-resolving and inflammatory lipid mediators in human tissue、 Am J Physiol Cell Physiol. 2014;307:C39-54)によって開示されている。その内容は、参照により、本明細書に組み込まれる。
サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンの定量を容易にするために、SPMの抽出前に、1つ以上の内部標識標準をサンプルに添加してもよい。適当な標識標準は、重水素標識5S-HETE(5S-HETE-d8)、重水素標識ロイコトリエンB4(LTB4-d4)、重水素標識リポキシンA4(LXA4-d5)、重水素標識レゾルビンD2(RvD2-d5)および重水素標識プロスタグランジンE2(PGE2-d4)である。
サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンの同定は、その保持時間(RT)およびそのMS-MSスペクトラムからの少なくとも6個の診断イオンとSPM用の合成または真正の規格のそれらとを対応させることによって確認できるかもしれない。液体クロマトグラフィーを用いて測定される分子の保持時間は、多くの場合、装置固有であり、カラム化学、クロマトグラフィー勾配、およびサンプル品質に基づいて、異なるシステム間で変化する。各系についての保持時間は、たとえば、標識標準(たとえば、重水素標識標準)および目的の分子についての標準の両方を使用して、経験的に確立され得る。
一例として、いくつかの実施形態では、上記のn-3 DPA由来のレゾルビンの保持時間は、以下の表3に示すとおりであってもよい:
定量は、メディエーターのための合成または真正の規格を使用して構築される線形回帰曲線を使用して達成され得る。
LC-MS/MSは、たとえば、病院の実験室において、必要とされる装置へのアクセスがある状況において使用するのに適していてもよい。しかし、より好都合には、サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルは、イムノアッセイを使用して測定され得る。イムノアッセイは、マイクロフルイディクスデバイスまたはテストストリップ上で実行するために小型化される可能性を有し、臨床的なポイントオブケア適用により適し得る。したがって、イムノアッセイを組み込んだ本発明の実施形態は、個々の患者の心血管疾患の診断を支援するために、一次医療提供者によってin situで使用することができる。
1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルは、均質または不均質イムノアッセイを用いて測定することができる。
したがって、いくつかの実施形態において、その、または、各n-3 DPA由来のレゾルビンのレベルは、過剰に存在する標識された抗体に結合することにより、標識の検出可能な特性を変化することによって、溶液中で測定することができる。
したがって、存在する特定のSPMの量は、特定の検出可能な特性を有する標識の量に影響を及ぼす。当技術分野で周知のように、標識は、放射性標識、蛍光標識、または酵素によって作用された場合に着色されるか、惹起されるか、または蛍光を発することを可能にされる、発色性または化学発光基質を有する該酵素を含んでもよい。
抗体は、n-3 DPA由来のレゾルビンに特異性を有するポリクローナルまたはモノクローナルであってよい。いくつかの実施形態では、モノクローナル抗体を使用することができる。
あるいは、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンが、分離および定量のために表面結合抗体によって捕捉される、不均一なフォーマットが使用され得る。いくつかの実施形態では、表面結合n-3 DPA由来のレゾルビンが、標識された二次抗体を結合することによって定量されるサンドイッチアッセイを使用することができる。
好適には、イムノアッセイは、標識が酵素、例えば西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)である酵素イムノアッセイ(EIA)を含むことができる。HRPのための適切な基質は、当該分野で周知であり、そして、たとえば、ABTS、OPD、AmplexRed、DAB、AEC、TMB、ホモバニリン酸およびルミノールを含む。いくつかの実施形態では、ELISAイムノアッセイを使用することができ、サンドイッチELISAアッセイが特に好ましい場合がある。
イムノアッセイは、競合的であっても非競合的であってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの量は、上記のように、均質または不均質方法によって直接測定することができる。
あるいは、サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンは、過剰に存在する既知量の抗体を含む溶液中に隔離され(sequestered)得、次いで残存する抗体の量は、表面結合SPMに結合することによって決定され、元のサンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンの量の間接的な読み出し(read-out)を与える。別の変化態様において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、表面結合抗体への結合について、既知量の標識SPMと競合させられ得る。
表面結合抗体またはSPMは、当技術分野で知られている種類の任意の適切な表面上に固定化することができる。例えば、抗体またはSPMは、ウェルまたはプレートの表面上、または複数の磁性または非磁性ビーズの表面上に固定化され得る。
したがって、本発明のさらに別の態様では、生体サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定するためのイムノアッセイが提供され、イムノアッセイは、サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンを捕捉するために、表面上にコーティングされ、および/またはサンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンに結合することによって、検出可能な様式に、変化する標識でタグ付けされた、n-3 DPA由来のレゾルビンに対する抗体、またはサンプルと混合した後にn-3 DPA由来のレゾルビンに対する抗体を捕捉するための表面上に固定された、サンプル中の定量されるべきものと同じ量のn-3 DPA由来のレゾルビンに対する抗体を含む。
いくつかの実施形態において、イムノアッセイは競合アッセイであってもよく、既知量のn-3 DPA由来のレゾルビン(これはサンプル中で定量されるものと同じであるが、検出可能な標識で標識されている)をさらに含み。標識されたn-3 DPA由来のレゾルビンは、n-3 DPA由来のレゾルビンに対する抗体によって適切な表面に親和性で結合され得る。サンプルを添加すると、標識されたn-3 DPA由来のレゾルビンの一部が表面結合抗体から置換され、それによってサンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの測定値を提供することができる。
いくつかの実施形態では、イムノアッセイは、サンプル中で定量されるn-3 DPA由来のレゾルビンと同じ表面結合n-3 DPA由来のレゾルビン、および溶液中のn-3 DPA由来のレゾルビンに対する既知量の抗体を過剰に含むことができる。サンプルは、まず、ある割合の抗体がサンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンと結合するように、溶液中で抗体と混合される。次いで、残存する非結合抗体の量を、表面結合n-3 DPA由来のレゾルビンへの結合によって測定することができる。
いくつかの実施形態において、イムノアッセイは、表面結合抗体に結合したn-3 DPA由来のレゾルビンの量、または表面に固定化されたn-3 DPA由来のレゾルビンに結合した一次抗体の量を定量するために、n-3 DPA由来のレゾルビンに対する標識二次抗体、またはn-3 DPA由来のレゾルビンに対する一次抗体に対する標識二次抗体を含むことができる。
本発明のさらに別の態様では、本発明による、サンプル収集装置およびイムノアッセイを含む、サンプル中の特定のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定するための装置が提供される。
適切には、この装置は、標識されたn-3 DPA由来のレゾルビンまたはイムノアッセイにおけるn-3 DPA由来のレゾルビンに対する標識された抗体を検出するための検出器をさらに含み得る。適切な標識は上述されているが、好ましい実施形態では、標識は、酵素によって作用された場合に、着色されるか、または、蛍光を発することを惹起されるか、または可能にされる、発色性または化学発光基質を有する酵素であり得る。
いくつかの実施形態において、本発明のイムノアッセイまたは装置は、生体サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定するための小型化されたデバイスに組み込まれ得る。適切には、デバイスは、「ラボオンチップ“lab-on-a-chip”」を含むことができる。
したがって、本発明のさらに別の態様によれば、対象から得られた生体サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定するためのデバイスが提供され、このデバイスは、入口ポート(inlet port)および反応ゾーンを有する内部チャネルを画定する1つ以上の部分を含み、そこで、サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンは、n-3 DPA由来のレゾルビンを捕捉するために、n-3 DPA由来のレゾルビンに対する固定化一次抗体と反応させることができ、または、反応ゾーンの上流のサンプルと混合した後、溶液中の過剰のn-3 DPA由来のレゾルビンに対する一次抗体を、n-3 DPA由来のレゾルビンと反応させてもよい。
これは、サンプル中で測定されるものと同じであるが、サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンの量を直接的または間接的に定量するために、反応ゾーン内の表面上に固定化されている。
次いで、捕捉されたn-3 DPA由来のレゾルビンまたは一次抗体を、酵素でタグ付けされたn-3 DPA由来のレゾルビンまたは一次抗体に対する二次抗体を用いて検出することができる。
上記のように、酵素は、酵素によって作用された場合に、着色されるか、蛍光が惹起されるかまたは発することを可能にされる、発色性(chromogenic)または化学発光性(chemiluminescent)基質を有し得る。
適切には、少なくとも反応ゾーンに隣接する、チャネルを画定するデバイスの1つ以上の部分は、少なくとも基質の色または蛍光を包含する波長の範囲において、光に対して透明であり得、チャネルまたはさらなるチャネルの外側に位置する、例えば、フォトダイオードのような適切な検出器を使用して、n-3 DPA由来のレゾルビンまたは一次抗体と二次抗体との間の反応の検出を可能にする。
いくつかの実施形態において、装置は、サンプル中の複数の異なるn-3 DPA由来のレゾルビン、たとえば、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAの2つ以上のレベルを並行して測定するために、各々自身の入口ポート(inlet port)を有する複数のチャネルを含むことができる。従って、各チャネルは、異なるそれぞれの固定化された一次抗体またはn-3 DPA由来のレゾルビンを含み得る。
適切には、デバイスは、チャネルへの一連の異なる試薬、たとえば、サンプル、洗浄溶液、一次抗体、二次抗体、および酵素基質などの添加(admission)を制御するために、1つまたは複数の入口ポートに接続した(associated with)1つまたは複数の選択的に動作可能な弁を備えることができる。
したがって、デバイスは、マイクロ流体デバイスを含むことができる。チャネルは、反応ゾーンを含むことができる。マイクロフルイディクス装置は、当業者に知られている。マイクロ流体イムノアッセイまたはタンパク質診断チップマイクロアレイの概説は、Chinらによって提供されている(Lab on a Chip.2012;12:2118-2134)。診療[治療・介護]現場(ポイントオブケア)での、ELISAイムノアッセイを実施するのに適したマイクロフルイディクス装置は、Chan CDらによって開示されている(Microfluidics-based diagnostics of infectious diseases in the developing world、Nature Medicine.2011;17(8):1015-1019)。その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明による心血管疾患を評価または診断する方法は、対象の血液中の白血球および/または血小板の活性化の変化を評価することによって補足され得る。朝の早い時間における白血球の活性化の増加、または白血球-血小板凝集体の形成の増加は、心血管疾患または心筋梗塞のリスクの増加と関連し得る。
したがって、いくつかの実施形態では、本発明の心血管疾患を評価または診断する方法は、朝の早い時間、典型的には午前7時から午前9時の間に、対象の血液中の白血球および/または血小板の活性化のレベルを測定することをさらに含んでもよい。
適切には、白血球および/または血小板の活性化は、末梢血細胞上の発現活性化マーカーを測定することによって評価され得る。当業者に公知の適切なマーカーとしては、CD11b、CD41、CD63およびCD62Pが挙げられる。
CD11b、CD41、CD63およびCD62Pなどの活性化マーカーの発現レベルを定量するための方法は、当業者に周知である。いくつかの実施形態では、フローサイトメトリーを使用することができる。
フローサイトメトリーでの使用に適した抗ヒト抗体には、VioBlue-anti-CD41、PE-Cy5-anti-CD62P、Brilliant Violet 711-anti-CD11b、APC-Cy7-anti-CD16、PerCP/Cy5.5-anti-CD63、FITC-ant-CD42bおよびAlexa Fluor 647-anti-CD14が含まれる。
いくつかの実施形態では、本発明による心血管疾患を評価または診断する方法は、対象の血液中の炎症開始エイコサノイドに対するn-3 DPA由来のレゾルビンの比を評価することをさらに含んでもよい。
炎症開始エイコサノイドには、プロスタグランジン(たとえば、PGD2、PGE2およびPGF2α)、ロイコトリエンB4および/またはTxA2が含まれる。
生体サンプル中のこのような炎症開始エイコサノイドのレベルを定量するための適切な方法は、当業者に利用可能であり、そして本明細書中で詳細に記載される必要はない。
1日の同じ時間に測定された健康な対象における対応する比率と比較して、朝の早い時間における対象の血液中の1つ以上の炎症開始エイコサノイドのレベルに対する1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの比率の減少は、心血管疾患の診断または心血管疾患の増加したリスクを支持し得る。
例証として、朝の早い時間における健康な対象におけるプロスタグランジンPGD2、PGE2およびPGF2α、ならびにLTB4に対する、n-3 DPA由来のレゾルビンRvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAの比は、約0.50であり得、一方、心血管疾患を有する対象において、対応する比は、約0.13であり得る。
対象の血液中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを測定するための上記の方法、イムノアッセイまたは機器装置もまた、本発明のなおさらなる局面に従って、1以上の対象における心血管疾患に対する治療的または予防的処置の効力を評価するために使用され得る。
このような方法は、個々の対象、ならびに対象のグループ(たとえば、臨床試験におけるボランティアのコホート)に適用可能である。
したがって、本発明のさらに別の局面によれば、1つ以上の対象における心血管疾患に対する治療的または予防的処置の効力を評価する方法の提供であって、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、処置開始後に対象から得られた血液サンプルにおいて評価する工程を包含し、血液サンプルは、早朝に得られ、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加および/または処置に関連するサンプルにおけるアデノシンの活性もしくは発現の減少および/または5-LOXもしくは15-LOXの発現もしくは活性の増加は、処置の効力を示す。
本発明の方法、イムノアッセイまたは装置は、対象における心血管疾患(特に早朝に、たとえば、炎症誘発性エイコサノイドのような炎症誘発性メディエーターのレベルを制御するための身体の天然の調節系の機能不全によって引き起こされるかまたは悪化され得る冠状動脈疾患、血管炎症および他の心血管障害を含む。)の治療的処置の効力を評価するために使用され得る。
本発明の方法、イムノアッセイまたは装置はまた、心血管疾患、特に心筋梗塞、卒中、心不全および狭心症に対する予防的処置の効力を評価するためにも使用され得る。治療的または予防的処置は、薬剤の投与を含み得る。心血管疾患の予防的または治療的処置の効力を評価するための本発明の方法は、任意の特定の処置または薬物に限定されないが、いくつかの実施形態において、本発明の方法は、スタチン(たとえば、シンバスタチン、フルバスタチン、ロスバスタチン、プラバスタチン、ロバスタチン)、フィブラート(たとえば、ゲムフィブロジル、フェノフィブラート、ベザフィブラート、シプロフィブラート、クリノフィブラート、クロフィブライド、およびシンフィブラート)、カルシウムチャネル遮断薬(たとえば、アムロジピン、アラニジピン、アゼルニジピン、バルニジピン、ベニジピン、シルニジピン、クレビジピン、エフォニジピン、フェロジピン、イスラジピン、ラシジピン、レルカニジピン、マニジピン、ニカルジピン、ニフェジピン、ニルバジピン、ニモジピン、ニソルジピン、ニトレンジピンおよびプラニジピン)またはこれらの組み合わせ(たとえば、スタチンおよびカルシウムチャネル遮断剤の組み合わせ)から選択される1つ以上の薬物の効力を評価するために使用され得る。
幾つかの実施形態では、治療的または予防的処置は、特に臨床試験の状況において、治験用医薬品(IMP)を含んでもよい。このような臨床試験は、適切な対照(例えば、プラセボまたは別の治療を受けている一部の対象)を用いて実施すべきであり、盲検または二重盲検であってもよい。いくつかの実施形態では、治療的または予防的処置は、薬剤の組み合わせの投与、または心血管疾患のための治験薬もしくは承認された医薬品の新しい投薬レジメンからなってよい。適切には、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルは、処置の開始前に、1つ以上の対象から得られた血液サンプルにおける、対応する1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベル、またはプラセボもしくは別の処置を受けた1つ以上の対象から得られた血液サンプルと比較され得る。
いくつかの実施形態において、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルは、処置を開始した後の時間間隔で、対象の各々から得られた一連の2つ以上のサンプルにおいてモニターされ得る。
いくつかの実施形態では、朝の早期に1つ以上の対象から得られた血液サンプル中の、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルもしくはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルを、その日の別の時点で対象から得られた血液サンプル中における、対応する1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルもしくはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルと比較することができる。
ここで、早朝およびその日の他の時点で得られた血液サンプル中の、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベル間の差の増加および/またはアデノシンの発現もしくは活性の減少および/または5-LOXもしくは15-LOXの発現もしくは活性の増加は、治療の有効性を示す。
上記のように、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンは、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよび/またはRvD5n-3 DPAの1つ以上を含み得る。前述のように、本明細書において「早朝」とは、一般に、約6AM~10AM、またはより詳細には、約7AM~9AMを意味する。
朝の早い時間に測定された、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルが、その日の別の時間に測定された対応するレベルと比較される場合、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの早朝のレベルは、早い朝の測定の直前または直後の午後または夕方に測定された対応するレベル(たとえば、約4 PM~10 PMの間、より詳細には、約6 PM~8 PMの間)と比較され得る。
前述のように、代替の実施形態では、朝の早い時間に測定される、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルは、1日の残りの間の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの最小レベルと比較されてもよく、たとえば、早朝レベルが測定される時点を包含する24時間の期間中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルの最小レベルと比較されてもよい。このために、1つ以上の対象から得られた血液サンプル中の、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの活性または発現レベルのレベルは、1日を通して規則的な時間間隔で測定され得、これは、臨床試験または臨床的な患者内設定の状況において達成することがより容易であり得る。
本発明の方法は、コンピュータによって実行されてもよい。従って、別の局面において、本発明は、対象における心血管疾患の治療的または予防的処置の効力を評価するコンピュータ実行方法を提供し、それぞれ早朝に対象から得られた血液サンプルにおいて、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性もしくは発現のレベルを表すサンプルのデータを、治療開始およびコンピュータ上のソフトウェアを実行する前後において、それぞれ、コンピューターで受領し、サンプルにおける、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンもしくは5-LOX/15-LOXの活性もしくは発現のレベルを比較すること、治療開始後において、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加、またはアデノシンの活性もしくは発現の減少、または5-LOX/15-LOXの発現もしくは活性の増加は、治療の効力を示し、そして、その比較を基に、治療の効力を表す効力データを出力することを含む、コンピュータ実行方法を提供する。
本発明のさらに別の局面において、対象における心血管疾患に対する治療的または予防的処置の効力を評価するコンピュータ実行方法を提供し、対象から得られた少なくとも2セットの血液サンプルのシリーズ(各セットにおける1つのサンプルは、朝の早い時点で対象から得られ、そして各セットにおける他のサンプルは、その日の異なる時点で対象から得られた)における、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベル、または、アデノシンまたは5-LOX/15-LOXの発現または活性のレベルを表すデータをコンピュータサンプルにおいて受信する工程、およびコンピュータにおいてソフトウェアを実行して、各セットにおける、早朝およびその日の別時刻のサンプルの間の、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルおよび/またはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの発現または活性の差異を計算し、そしてシリーズにおけるサンプルのセットについてのレベルの差異を比較する工程を包含する、コンピュータ実行方法が提供される。ここで、治療開始後の早朝におけるサンプルとその日の別時刻におけるサンプルにおいて、少なくとも1つのn-3 DPA由来レゾルビンのレベルの間の差異における増加、またはアデノシンの活性もしくは発現の減少、または早朝および治療開始後の他の日時サンプルにおける5-LOX/15-LOXの発現もしくは活性の増加は、治療の有効性を示す。
さらに別の局面において、本発明は、上記のような心血管疾患に対する治療的処置または予防的処置の効力を評価するための本発明の方法を実行するためのコンピュータ実行可能ソフトウェアを包含する。
サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを比較するステップは、サンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すデータを最初に受信するコンピュータとは異なるコンピュータ上で実行されてもよいことが理解されるであろう。
したがって、本発明のさらに別の態様では、対象における心血管疾患の治療的または予防的治療の効力を評価するために、コンピュータ装置が提供され、コンピュータを組み込んだ第1の装置と第2のコンピュータ、およびそれらの間のデータ伝送のための第1の装置と、第2のコンピュータとの間の通信チャンネルを含み;ここで、治療を開始する前および後のそれぞれの早朝に対象から得られた血液サンプル中の、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベル、または、アデノシンまたは5-LOX/15-LOXの発現または活性のレベルを表すサンプルデータを受信し、そして、サンプルデータを通信チャネルを介して第2のコンピュータに送信するように構成され、そして、第2のコンピュータは、ソフトウェアを実行して、サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルまたはアデノシンまたは5-LOX/15-LOXの発現または活性のレベルを比較し、対象に対する治療の効力を決定するように構成される。治療開始後に、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加またはアデノシンの活性もしくは発現の減少、または5-LOX/15-LOXの発現もしくは活性の増加は、その治療の効力を示し、そして、治療の効力を表す効力データを出力する。
さらに別の態様では、本発明は、コンピュータを組み込んだ第1のデバイスと、第2のコンピュータと、第1のデバイスと第2のコンピュータとの間のデータ伝送のための通信チャネルとを含み、第1のデバイスは、治療を受けている対象から取得され、各対の1つのサンプルが朝早くに対象から取得され、各対の他のサンプルが異なる時刻に対象から取得される、一連の対の血液サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すサンプルデータを受信するように構成され、サンプルデータを通信チャネルを介して第2のコンピュータに送信するように構成され、第2のコンピュータは、ソフトウェアを実行して、サンプルの各対の早朝サンプルと異なる時刻のサンプルとの間の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの差を計算し、レベルの差を比較するように構成される、対象における心血管疾患の治療または予防治療の有効性を評価するためのコンピュータ装置を包含する。シリーズ中のサンプルの対、治療後の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンの早朝レベルと異なる時刻レベルとの間の差の増加は、治療の有効性を示す。
適切には、第2のコンピュータは、通信チャネルを介して、第1のデバイスに、または第3のコンピュータに有効性データを送信するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、第1のデバイスは、血液サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを測定するための、本発明の上記の対応する局面に従って、イムノアッセイ、機器またはデバイスを組み込み得る。
以下は、本発明の実施形態の添付図面を参照して、単に例としての説明である。
図1:血管n-3 DPA由来SPMは、ヒト健常ボランティアにおいて日周的に調節される。示された間隔で健康なボランティアから末梢血を収集し、血漿を、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。脂質メディエーター(LM)を抽出し、同定し、そしてLMプロファイリングを用いて定量した(詳細については、以下の材料および方法の節を参照のこと)。(A)同定されたLMのための代表的なMRM、(B)RvD5n-3 DPAの同定のために使用されたMS-MSスペクトル。n=7人の健康なボランティアの代表の結果である。(C)個別のLM-SPMプロフィールで特定されたヒト血漿の、示された間隔でのPLS-DA 2次元スコアプロット、そして、(D)対応する2次元負荷プロット。スコアプロットにおける灰色の楕円は、95%信頼領域を示す。灰色の円は、重要性スコア≧1の変数を有するLMを表し、n=4人の健康なボランティア/間隔である。(E)各時間間隔で、同定し、定量したn-3 DPA濃度。結果は、平均±標準偏差であり、1時点あたり、n=7であり、pg/mLとして表される。*,p≦0.05(対18時間間隔での量)。パネルの白色部分における結果について統計分析を行った。グレーパネルの結果は、律動性の可視化(visualization of rhythmicity)を助けるために白色部分から再プロットされる。
図2:LM-SPM健康ボランティアの日周制御。健康なボランティアからの末梢血を、示された間隔で収集した。血漿を回収し、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。LMプロファイリングを用いて、LMを抽出し、同定し、定量した(詳細については方法を参照のこと)。(A)DHAメタボローム、(B)EPAメタボローム、(C)PG、(D)LTB4メタボローム、(E)RvDn-3 DPA、(F)PDn-3 DPA、(G)MaR n-3 DPAおよび(H)RvTの濃度。結果は、pg/mLとして表される平均±標準偏差である。n=間隔あたり7人のボランティア。
図3:アセチルコリンは、健康なボランティアからの末梢血中のn-3 DPA SPMをアップレギュレートする。(A)血液を健康なボランティアから採取し、LC/MS-MSを用いて測定したアセチルコリンレベルは、平均±標準偏差。n=7人の健康なドナー/条件、であり、pg/mLとして表した。*,p≦0.05、対18時間濃度。律動性の可視化(visualization of rhythmicity)を助けるために、灰色のパネルの結果を白色部分から再プロットした。(B-D)血液を健康なボランティアから採取し、アセチルコリン(ACh;0.1μM;45分;37oC)とインキュベートした。インキュベーションを氷冷メタノールでクエンチし、n-3 DPA由来LMを同定し、LMプロファイリングを用いて定量した(詳細については方法を参照のこと)。(B)同定したn‐3 DPA SPMの代表的MRM。(B、C) (C)RvD2n-3 DPAの同定に用いたMS‐MSスペクトル。結果は、n=6人の健常ドナーを代表する。(D)血漿n-3 DPA Dシリーズのレゾルビン濃度。結果は、平均±標準偏差、n=9人の健常ドナー/条件、であり、pg/mLとして表される。**,p≦0.01対ビヒクルインキュベーション(Veh)。
図4:健常ボランティアにおける末梢血白血球の日周制御および血小板活性化。示された間隔で血液を収集し、好中球、単球および血小板活性化マーカーの発現を、蛍光標識抗体およびフローサイトメトリーを用いて評価した。(A,B)好中球 (A)CD11bおよび(B)CD41発現。(C,D)単球 (C)CD11bおよび(D)CD41発現。結果は、平均±標準偏差、間隔あたり、n=7人のボランティアであり、18:00時間の抗原発現のパーセンテージとして表される。*p<0.05対18:00時間間隔、反復測定一方向ANOVAとそれに続くTukey検定を用いて決定した。
図5:RvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA は、健常ボランティア末梢血にお ける単球、好中球および血小板活性化を低下させる。健常ボランティアから採血し、RvD2n-3 DPA、RvD5n-3 DPA(0.1nM、1nMまたは10nM)またはベヒクル(PBS)と共に15分間インキュベートした後(37oC)、PA(100ng/ml;30分;37oC)とインキュベートした。細胞活性化および白血球-血小板凝集体を、フローサイトメトリーを用いて評価した。(A,B)好中球(A)、CD11bおよび(B)CD62P発現を示す代表的なヒストグラム。(C,D)累積好中球(D)CD11bおよび(D)CD62P発現。(E,F)単球(E)CD11bおよび(F)CD62P発現。結果は、1時点あたりのn=5の平均であり、PAFインキュベート細胞からの変化パーセンテージとして表される。* p<0.05(1サンプルt検定を用いたPAFと比較し、続いてp値のSidak補正を行った。)
図6.全身性n‐3 DPA由来SPMは減少し、かつ、白血球活性化はCVD 患者で増加する。心血管疾患(CVD)と診断された患者からの末梢血を、9:00時間(AM)および16:00~18:00時間(PM)に採取した。血漿を、内部標準を含有する氷冷メタノール中に置き、そして、LMプロファイリングを用いて、LMを同定および定量した(詳細については方法を参照のこと)。(A)同定されたn-3 DPA SPMの代表的なMRM。(B)RvD5n-3 DPAの同定に使用したMS-MSスペクトル。結果は、n=9のCVD患者を代表する。(C)血漿中RvD n-3 DPA濃度。結果は、平均±標準偏差.であり、pg/mLとして表される。n=9人のCVD患者およびn=7人の健常ボランティア(HV)。*,p≦0.05、および**、p≦0.01(示した対照と比較する)。(D-G)全血を蛍光標識抗体と共にインキュベートし、細胞活性化ならびに白血球-血小板凝集体を、フローサイトメトリーを用いて評価した。(D,E)(D)好中球および(E)単球上でのCD11b発現。(F,G)(F)好中球および(G)単球上のCD62P発現。(H)血漿ACh濃度。結果は、結果は、平均±標準偏差であり、そして、18:00時間間隔での抗原発現パーセンテージとして表される。n=5のHV、およびCVD患者9例。**p<0.01(非対t検定を用いて決定されたHVと比較した。)
図7:CVD患者におけるRvD n-3 DPA 経路の調節不全。末梢血を、9:00時(午前)および16:00~18:00時(午後)に、CVD患者および健常ボランティア(HV)から収集した。血漿を回収し、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。LMプロファイリングを使用して、LMを抽出し、同定し、定量する(詳細については上記の方法を参照のこと)。(A)n-3 DPA、(B)17-HDPAおよび(C)7-HDPA濃度。結果は、pg/mLとして表される、平均±標準偏差である。間隔あたり、Aについては、n=4HVおよびCVD患者11名であり、B-Cについては、n=7HVおよびCVD患者11名である。HVまたはCVD間の比較のためには片側スチューデント対t検定を使用して、および、HVとHRMI間の比較のためには片側スチューデント非対t検定を用いて、示された対照と比較した。*p≦0.05および**p≦0.01。
図8:RvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA は、CVD患者からの末梢血にお ける白血球活性化を減少させる。心血管疾患(CVD)と診断された患者からの末梢血を9:00時に採取した。(A-D)全血をRvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPA(0.1nM、1nMまたは10nM)またはビヒクル(0.01% EtOHを含有するPBS)と共に45分間インキュベートした(37oC)。(A)好中球、(B)単球におけるCD11b、および、(C)好中球および(D)単球におけるCD62Pの発現を、フローサイトメトリーおよび蛍光標識抗体を用いて調べた。結果は、平均±標準偏差であり、そしてビヒクル(Veh)でインキュベートした細胞のパーセンテージとして表される。n=間隔あたり8患者。*p<0.05 対ビヒクル群(one-sample t検定を使用して、続いてp値のSidak校正。)
図9:RvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA カウンター調節PAFは、CVD 患者由来の末梢血において、血小板および白血球活性化を誘導した。 全血を、RvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPA(0.1nM,1nMまたは10nM)またはビヒクル(0.01% EtOHを含有するPBS)で15分間インキュベートし、次にPAF (100ng/ml)で30分間インキュベートした(37oC)。(A)好中球、(B)単球におけるCD62P,および、(C)好中球および(D)単球におけるCD11bの発現を、フローサイトメトリーおよび蛍光標識抗体を用いて調べた。結果は平均±標準偏差であり、PAFでインキュベートした細胞のパーセンテージとして表した。n=間隔あたり9人の患者。*p<0.05(対ビヒクル群。one-sample t検定を使用して、続いてp値のSidak校正。
図10:RvD5 n-3 DPA は、アポE -/- マウスにおいて、全身性の、血小板お よび白血球活性化ならびに心血管疾患を低下させる。アポE-/-マウスに、6週間西洋食を与え、RvD5n-3 DPA(100ng/マウス; i.v.)を隔日で2週間与えた。血液を採取し、CD41、CD62PおよびCD11bの、(A)単球(B)好中球の発現をフローサイトメトリーを用いて測定した。(C)Oil red-Oを用いて、大動脈弓を染色し、ImageJを用いて染色強度を決定した。(D)下行大動脈を採取し、PGD2、PGE2、PGF2αおよびTxB2のレベルをLC/MS-MSを用いて定量した。結果は、1群あたり4~5匹のマウスの平均±標準偏差である。*P<0.05(Students t-検定を用いてビヒクル処置マウスに対して)。
図11は、本発明による、個々の患者における心血管疾患の治療または予防に使用するための薬剤の効力を評価する方法の一例を示す流れ図である。
図12は、イムノアッセイを実施するためにマイクロ流体デバイスを使用して本発明の方法を実施するための装置の概略図である。
図13は、本発明のイムノアッセイを組み込んだ、本発明によるマイクロ流体デバイスの概略図である。
図14は、LM-SPM健康ボランティアの日周制御。示された間隔で健康なボランティアから末梢血を採取し、血漿を重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。LMプロファイリングを用いて、脂質メディエーター(LM)を抽出し、同定し、定量した(詳細については方法を参照のこと)。(A)同定されたLMのための代表的なMRM、(B)RvD5n-3 DPAの同定のために使用されたMS-MSスペクトル。結果は、n=7人の健康なボランティアの代表である。(C)DHAメタボロームの濃度、(D)EPAメタボロームの濃度、(E)PGの濃度、(F)LTB4メタボロームの濃度。結果は、pg/mLとして表される、平均±標準偏差である。n=間隔あたり7人のボランティア。(G)21:00、11:00および16:00時に、WTおよびBMAL1‐LysM-/-マウスから採血し、脂質メディエータプロファイリングを用いて、RvDn‐3 DPAを同定し、定量した。結果は、平均±標準偏差であり、n=群あたり 3匹のマウスである。
図15:朝のRvD n-3 DPA 濃度は、末梢血好中球活性化と負に相関する。末梢血を、示された間隔で健康なボランティアから収集し、LMプロファイリング(詳細については方法を参照のこと)を使用してLM濃度を決定し、そして好中球および血小板活性化を、蛍光標識抗体およびフローサイトメトリーを使用して決定した。(A)好中球CD41発現。結果は、平均±標準偏差、間隔あたりn=7人のボランティアであり、18:00時の抗原発現のパーセンテージとして表される。グレーパネルの結果は、律動性の可視化(visualization of rhythmicity)を助けるために白色部分から再プロットされる。(B,C)好中球(B)における、CD11bおよび(C)CD62P(9:00~18:00)発現の変化と9:00時のRvDn-3 DPA濃度との相関。結果は、n=8のボランティアを代表する。破線は95%信頼区間を表す。
図16:アセチルコリンは、健康なボランティアからの末梢血中のn-3 D PA SPMをアップレギュレートする。(A)健康なボランティアから血液を採取し、LC/MS-MSを用いてアセチルコリンレベルを測定した。結果は、平均±標準偏差。n=7人の健常ドナー/条件であり、ng/mLとして表される。*p≦0.05(対ウイルコクソン符号化順位検定:Wilcoxon Signed Rank検定を用いた18時の濃度。律動性の可視化(visualization of rhythmicity)を助けるために、灰色のパネルの結果は白色部分から再プロットした。(B-D)血液を健康なボランティアから採取し、アセチルコリン(ACh;0.1μM;45分;37oC)とインキュベートした。インキュベーションを氷冷メタノールでクエンチし、n-3 DPA由来LMを同定し、LMプロファイリングを用いて定量した(詳細については方法を参照のこと)。(B)同定したn‐3 DPA SPMの代表的MRM。(B,C)(C)RvD2n-3 DPAの同定のために使用されるMS‐MSスペクトル。結果は、n=9人の健常ドナーの代表。(D)血漿中RvDn-3 DPA濃度。結果は、平均±標準偏差。n=9人の健常ドナー/条件、であり、pg/mLとして表される。**,p≦0.01(対Mann-Whitney検定を用いた、対ビヒクルインキュベーション(Veh)。(E)末梢血を、ACh(10nM)またはVeh(PBS)でインキュベートした後、0.1Paで、37℃で20分間潅流した。n=6人の健常ボランティア。血漿を採取し、LMプロファイリングを用いて、RvDn-3 DPA濃度を確認した。*,p≦0.05(対Mann-Whitney対検定を用いた、対ビヒクルインキュベーション(Veh)。
図17:せん断(sheer)アップレギュレート血漿RVD n-3 DPA の増加 (A)末梢血を0.1(低)または0.3(高)Paで、37℃で20分間潅流した。血漿を採取し、LMプロファイリングn = 6の健常ボランティアを用いてRvDn-3 DPA濃度を確認した。*,p≦0.05(対Mann-Whitney検定を用いた対低せん断(sheer)群)。
図18:CVD患者におけるRvD n-3 DPA 経路およびAChの調節不全。末梢血を、CVDを有する患者および健康なボランティア(HV)から、9:00時(AM)12:00(正午)および16:00~18:00時(PM)に収集した。血漿を回収し、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。LMプロファイリングを用いて、LMを抽出し、同定し、定量した(詳細については方法を参照のこと)。(A)7-HDPA、(B)17-HDPAおよび(C)n-3 DPA濃度。結果は、pg/mLとして表される平均±標準偏差、である。A-Cについては、n=間隔あたり7HV、午前、午後について14人のCVD患者、および正午について5人のCVD患者。Mann-Whitney検定(D)血漿ACh濃度を用いたそれぞれのHV RvDn-3 DPA濃度と比較して、*p≦0.05および** p≦0.01。n=9患者。*p≦0.05であり、Mann-Whitney対検定を用いてPM値と比較した。
図19は、RvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA は、CVD患者由来の末梢 血におけるPAF誘導血小板および白血球活性化をカウンター調節する。全血をRvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPA(0.1nM,1nMまたは10nM)またはベヒクル(0.01% EtOH含有PBS)で15分間インキュベートし、次にPAF (100ng/ml)で30分間インキュベートした(37oC)。(A)好中球(B)単球におけるCD62P、および(C)好中球および(D)単球におけるCD11bの発現を、フローサイトメトリーおよび蛍光標識抗体を用いて調べた。結果は平均±標準偏差であり、PAFでインキュベートした細胞のパーセンテージとして表した。n=9人患者/群。*p<0.05(ウイルコクソン符号化順位検定:Wilcoxon Signed Rank検定を用いて、PAF群に対する)。
図20:血管n-3 DPA由来SPMは、ヒト健康志願者において日周的に 調節される。示された間隔で、健康なボランティアから末梢血を収集し、LMプロファイリングを使用してLM濃度を決定した(詳細については方法を参照のこと)。(A)示された間隔で、異なるLM-SPMプロフィールで特定されたヒト血漿のPLS-DA 2次元スコアプロット、および(B)対応する2次元負荷プロット。スコアプロットにおける灰色の楕円は、95%信頼領域を示す。灰色および青色の円は、重要性スコア≧1の変数を有するLMを表し、n=4人の健康なボランティア/間隔である。(C)n-3 DPA由来SPM濃度を、各時間間隔で同定し、定量した。結果は、平均±標準偏差であり、n=1時点あたり7人であり、pg/mLとして表される。*,p≦0.05(ウイルコクソン符号化順位検定:Wilcoxon Signed Rank検定を用いた、対8時間間隔での量)。(D)好中球 CD11b発現。(E-F)単球(E)CD11bおよび(F)CD41発現。結果は、平均±標準偏差、間隔あたりn=7人のボランティアであり、18:00時の抗原発現のパーセンテージとして表される。*p<0.05(対18:00時の間隔(ウイルコクソン符号化順位検定:Wilcoxon Signed Rank検定を用いて決定。灰色パネルの結果は、律動性の可視化(visualization of rhythmicity)を助けるために白色部分から再プロットする。(G、H)単球(G)CD11bおよび(H)CD62P(9:00~18:00)発現の変化と9:00 RvD n-3 DPA濃度の間の相関。結果は、n=8のボランティアを代表する。破線は95%信頼区間を表す。
図21は、RvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA は、健常志願者末梢血にお ける単球、好中球および血小板活性化を減少させる。健常ボランティアから採血し、RvD2n-3 DPA、RvD5n-3 DPA(0.1nM、1nMまたは10nM)またはビヒクル(PBS)と共に、15分間インキュベートした後(37oC)、PAF(100ng/ml;30分;37℃)とインキュベートした。細胞活性化および白血球-血小板凝集体を、フローサイトメトリーを用いて評価した。(A,B)血小板単球(A)および(B)血小板-好中球凝集体を示す画像。結果は、n=3の異なる実験の代表である。(C、D)累積好中球 (C)CD11bおよび(D)CD62Pの発現。(E、F)単球 (E)CD11bおよび(F)CD62Pの発現。結果は、条件当たりのn=5の平均であり、PAFでインキュベートした細胞からのパーセンテージ変化として表される。*p<0.05(ウイルコクソン符号順位検定を用いて、PAFと比較して)(G)多血小板血漿をビヒクル(PBS)またはRvD5n-3 DPA0.1-10nM(15分; 37℃)およびPAF(100nM;30分;37℃)とインキュベートした。接着分子発現は、フローサイトメトリーを用いて評価した。結果は平均±標準偏差である。n=5人の健常ボランティア。*p,0.05(Friedman検定とそれに続くDunnの多重比較検定を用いて、ビヒクル群と比較)。
図22:全身性n-3 DPA由来SPMが減少し、白血球活性化がCVD患 者において増加する。心血管疾患(CVD)と診断された患者からの末梢血を、16:00~18:00時(PM)、9:00時(AM)および12:00(正午)採取し、LMプロファイリングを用いて、LMを同定および定量した(詳細については方法を参照のこと)。(A)血漿中RvDn-3 DPA濃度。結果は、平均±標準偏差.であり、pg/mLとして表される。n=AM、PMについて14例、5例の正午、および、n=7例の健常ボランティア(HV)。*,p≦0.05および**、p≦0.01(Mann-Whitney検定を使用して、HV群とそれぞれ比較し;#p<0.05(Friedman検定、次いで、Dunnの多重比較検定を用いた、PM値に対して)(B-E)全血を、蛍光標識抗体と共にインキュベートし、そして、細胞活性化ならびに白血球-血小板凝集物をフローサイトメトリーを用いて評価した。(B,C)(B)好中球および(C)単球におけるCD11bの発現。(D,E)(D)好中球および(E)単球におけるCD62Pの発現。*p<0.05、**p<0.01(Wilcoxon符号付順位検定(Wilcoxon Signed Rank Test)を用いて測定したHVと比較した。)n=5例のHV、および、9例のCVD患者。(F-J) (F)好中球CD41(G-H)単球(G)CD11bおよび(H)CD41と(I-J) 血小板(I)CD63および(J)CD42b発現と9:00のRvDn-3 DPA濃度の変化率の関係。 結果は、n=8~10人の患者を代表する。破線は95%信頼区間を表す。
図23:CVD患者由来の末梢血白血球におけるRvD n-3 DPA 生合成酵素の 調節不全日周調節。 健常ボランティア(HV)および心血管疾患(CVD)と診断された患者からの末梢血を、9:00時(AM)および12:00時(正午)および16:00時(PM)に採取した。蛍光標識抗体およびフローサイトメトリーを用いて、白血球サブセットおよび生合成酵素を同定した。15-LOXと5-LOXの(A)白血球(B)単血球(C)と好中球における発現。結果は、平均±標準偏差、であり、平均蛍光強度単位(MFI)として表される;n=3HV、n=4CVD患者。*,p≦0.05 **p<0.01 ***p<0.001(AM群、正午群およびPM群間の比較のために、非対t検定、およびTukey多重比較検定を用いた1-way ANOVAを用いて測定したHVと比較)。
図24:アデノシンの増加は、CVD患者における保護的RvD n-3 DPA の濃 度をダウンレギュレートする。(A)血漿アデノシン濃度は、LC/MS-MSを用いて決定した。結果は、平均±標準偏差、n=7例のHV、および、9例のCVD患者である。*p<0.05、**p<0.01(Mann-Whitney検定を用いた)。(B)CVD患者の末梢血をADA(1U;37℃;20分)とインキュベートした後、潅流した(0.3Pa、20分、37℃)。血漿を採取し、そして、LC/MS‐MSベースの脂質メディエータプロファイリングを用いてRvDn-3 DPA濃度を測定した。結果は平均±標準偏差である。n=6ドナー。*p<0.05(対Mann-Whitney検定(C-E)を用いた。)(C-E)全血を、RvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPA(0.1nM、1nMまたは10nM)またはビヒクル(0.01% EtOHを含むPBS)と共に45分間インキュベートした(37℃)。(C)好中球CD62PおよびCD11b (D)単球CD62PおよびCD11bならびに(E)血小板CD63およびCD42Pの発現を、フローサイトメトリーおよび蛍光標識抗体を用いて調べた。結果は、平均±標準偏差、であり、そしてビヒクル(Veh)インキュベートした細胞のパーセンテージとして表される。n=間隔あたり8例の患者。*p<0.05(Wilcoxon Signed Rank検定を用いた対Veh群)。
図25:RvD5 n-3 DPA は、ApoE -/- マウスにおける全身血小板および白 血球活性化ならびに血管炎症を低下させる。ApoE-/-マウスに、6週間、西洋食を与え、RvD5n-3 DPA(100ng/マウス; i.v.)を隔日で2週間与えた。血液を採取し、CD41、CD62PおよびCD11bの(A)単球(B)好中球発現をフローサイトメトリーを用いて測定した。(C)下行大動脈を採取し、脂質メディエーターをLC/MS-MSにベース脂質メディエータープロファイリングを用いて抽出し、同定し、定量した。別個のLM-SPMプロフィールのPLS-DA 2次元スコアプロットは、マウス大動脈組織(トップパネル)および対応する2次元負荷プロットを同定した。スコアプロットにおける灰色の楕円は、95%信頼領域を示す。緑色および青色の円は、重要度スコア≧1の変数を有するLMを表す(下のパネル)。(D)Oil red-Oを用いて大動脈弓を染色し、ImageJを用いて染色強度を決定した。結果は、群あたり4匹のマウスの平均±標準偏差である。*p<0.05(Mann-Whitney検定を用いてビヒクル処置マウスに対して)。
実施例
下記の実施例1および9に開示されているように、健常ボランティアからの血漿の脂質メディエータ(LM)プロファイリングは、午前7時から午前9時の間に、n-3 DPA由来のレゾルビン(RvD n-3 DPA)の有意な増大を実証した。これらの時間間隔で、単球、血小板および好中球活性化マーカーの発現の増加が、健康なボランティア末梢血において見出された。下記実施例3に開示されるように、心血管疾患者は、血漿RvDn-3 DPAの低下、これらの分子の日周調節の喪失、および循環血小板、好中球および単球の活性化の増加を示した。これらの患者の末梢血を、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAと共にインキュベートすると、下記実施例5および13に開示されているように、特異的血小板、単球および好中球活性化マーカーの発現が低下した。さらに、以下の実施例6および14に開示されているように、アポリポ蛋白E欠損(Apo E)-/-マウスへのRvD5n-3 DPAの投与は、全身白血球および血小板活性化を低下させ、血管疾患から保護した。
材料および方法
健康ボランティアの採血
NSAIDSを少なくとも14日間、カフェインおよびアルコールを少なくとも24時間、脂肪魚を48時間摂取していないと宣言した空腹のボランティアから、静脈末梢血をクエン酸ナトリウム(3.2%)中で指示された間隔で収集した。血液を、同じ日に、同じボランティアからの継続出血(sequel bleed)を介して収集した。12:00時の採血後、食物を全ボランティアに与えた。ボランティアは、Queen Mary Research Ethics Committee(QMREC 2014:61)およびHelsinki宣言に従って書面による同意を与えた。次いで、フローサイトメトリーおよび脂質メディエータープロファイリング分析のために血液を採取した。
CVD患者の採血
空腹時患者をスクリーニングし、包含/除外基準を満たす患者が、East of England‐Cambridge Central Research Ethics CommitteeおよびJoint Research Management Office(JRMO)、Queen Mary University of Londonに従って、8:00~9:00時、12:00時および16:00~18:00時の間に血液を得ることに同意した。
包含基準は、i)治療を必要とする重篤な冠動脈疾患;ii)経皮的冠動脈インターベンション(PCI)のための入院;iii)PCI後24時間以上;iv)インフォームドコンセントを提供することができる;v) 18歳以上およびvi)以下の危険因子のうちの少なくとも2つであった:高血圧、高コレステロール、喫煙者、糖尿病、既知の虚血性心疾患。
除外基準は、i)持続性心室頻拍および/または心室細動、または介入を必要とする適切なICD弁疾患; ii)PCIに対する禁忌;iii)妊娠している女性;iv) 18歳以下;およびv)他の研究に登録された。
これらの血液サンプルを、以下に詳述するように、脂質メディエータープロファイリングおよび全血刺激のために、収集の60分以内に処理した。
標的脂質メディエータープロファイリング
血漿は、健康なボランティアおよび患者の末梢血から、室温で10分間1500×gで遠心分離した後に得た。下行大動脈を秤量し、氷冷メタノール中に置き、ドゥンス型ガラス(dounce)を用いてホモジナイズした。
LC-MS-MSに基づくプロファイリングのための全てのサンプルは、Dalliら、2013およびRathodら、2017に記載されるように、固相抽出カラムを使用して抽出され、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
サンプル抽出の前に、クロマトグラフィー分析における各領域を表す重水素化内部標準(各500pg)を添加して、4Vの冷メタノール中での定量を容易にした。
サンプルを-20℃で最短45分間保持し、タンパク質沈殿を可能にした。
上清を固相抽出にかけ、ギ酸メチル画分を収集し、乾燥させ、Shimadzu LC-20AD HPLCおよびShimadzu SIL-20ACオートインジェクター上に注入するために、相(メタノール/水、1:1、vol/vol)中に懸濁させ、線形イオントラップの有無にかかわらず、三重の四重極質量分析計(triple quadrupole)と対にした。
Agilent Poroshell 120EC-C18カラム(100mm×4.6mm×2.7μm)を50℃に保ち、20:80:0.01(vol/vol/vol)のメタノール-水-酢酸からなる移動相を用いてメディエーターを溶出し、0.5分かけて50:50:0.01(vol/vol/vol)に、次いで2分から11分に80:20:0.01(vol/vol/vol)に傾斜させ、14.5分まで維持し、次いで次の0.1分間98:2:0.01(vol/vol/vol)に急速に傾斜させた。続いて、これを98:2:0.01(vol/vol/vol)に5.4分間維持し、流速を0.5ml/分に維持した。質量分析計は、Walker MEら、13-Series resolvins mediate the leukocyte-platelet actions of atorvastatin and pravastatin in inflammatory arthritis、FASEB J. 2017 Aug;31(8):3636-3648の、多重反応モニタリング法を用いて操作した。その内容は、参照により、組み込まれている。
各LMは、合成および真正材料に、少なくとも6つの診断用イオン(Walker MEら、2017. ibid.)について、保持時間を適合させることを含む、確立された基準を用いて同定された。
2値0.98~0.99の線形検量線を与える、0.78、1.56、3.12、6.25、12.5、25、50、100、および200pgでの合成化合物混合物を用いて、各々の検量線を得た。
アセチルコリン、ノルエピネフリンおよびアデノシンのプロファイリング。
血漿を重水素化(d9)‐コリンを含む氷冷MeOH中に入れ、-20℃で45分間保存し、タンパク質のを沈殿を得た。次いで、サンプルを、4000×gで10分間遠心分離した。上清を回収し、TurboVap LV(Biotage)を用いて、穏やかな窒素ガス流下、37℃で乾燥するまで蒸発させた。次に、生成物を、LC/MS-MSシステムを用いてプロファイリングしたMeOHに懸濁した。Shimadzu SIL-20ACオートインジェクターおよびLC-20ADバイナリーポンプ(Shimadzu社)を装備したQtrap 5500(AB Sciex)を、Agilent Eclipse Plus C18カラム(100x4.6mmx1.8μm)と共に使用した。移動相は、メタノール/水/酢酸、80:20:0.01(vol:vol:vol)から2.5分間構成され、これを0.2分間かけて98:2:0.01(vol:vol:vol)に傾斜させ、1.3分間維持した。流速を0.5ml/分に維持した。アセチルコリンおよびノルエピネフリンのレベルをモニターおよび定量するために、Qtrap 5500をポジティブモードで操作し、親イオン(Q1)および娘イオン(Q3)をモニターする各分子のシグネチャイオンフラグメント(signature ion fragments)(m/z)を用いて多重反応モニター(MRM)法を開発した。アセチルコリンについて用いられたMRM転移は、146>87であり、ノルエピネフリンについては170>152であり、アデノシンについては268>136であった。
RvD1 n-3 DPA およびRvD2 n-3 DPA の調製
RvD1n-3 DPAおよびRvD2n-3 DPAを、Dalli J, Colas RA, Serhan CN (Novel n-3 immunoresolvents: structures and actions.Sci Rep.2013;3:1940)に記載されるように調製し、単離した。新規なn-3免疫レゾルベント:構造および作用。Sci Rep.2013;3:1940(その内容は、参照により組み込まれる)。n-3 DPA(10μM)を、100 U/mlの単離ダイズ-LOX(ホウ酸緩衝液、4℃、pH 9.2)と共にインキュベートした。17S-HpDPAを、UV-RP-HPLC(Infinity 1260; Agilent Technologies)を使用して単離した。次に、17S-HpDPA(10μg)をヒト好中球(80x106細胞/ml;PBS+/+)およびカルシウムイオノホア(5μM、37℃)とインキュベートした。45分後、2容量の氷冷メタノールを用いて反応をクエンチし、水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元し、C18 SPEを用いて生成物を抽出した。RvD1n-3 DPAおよびRvD2n-3 DPAを、RP-HPLC(Infinity 1260;Agilent Technologies)を用いて単離した。ここで、Agilent Poroshell 120EC-C18カラム(100mm×4.6mm×2.7μm)を50℃に保ち、60:40:0.01(vol/vol/vol)のメタノール-水-酢酸からなる移動相を2分間維持した後、80:20:0.01(vol/vol/vol)まで、2分間から16分間、および98:2:0.01(vol/vol/vol)まで3分間かけて傾斜させた。これを2分間維持して、LMを単離した。流速を0.5mL/分に維持した。
ヒト全血インキュベーション
以下の実施例1および9において、健康なボランティアからの静脈血を収集し、そして、アセチルコリン(ACh)と共に0.1μMで45分間(37℃)インキュベートした。次いで、血漿を、LMプロファイリングのために、1,500×gで10分間の遠心分離によって分離した。
以下の実施例3、5、11及び13では、全血を、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPA、RvD5n-3 DPA(0.1、1、10nM)又はビヒクル(PBS)と共に15分間インキュベートした(37°C)。次いで、血液を、PAF(100nM)と共に30分間インキュベートした(37℃)。
刺激後、サンプルを800×gで12分間PBSで2回洗浄した。サンプルを、以下に記載されるようにフローサイトメトリーのために染色した。
フローチャンバー:
小径チュービング(内径1.6mm)およびチャンバスライド(15μ-スライド VI0.4、Ibidi)に接続された自動シリンジポンプ(ハーバード装置)を使用して、全血を、0.1ダイン/cm2(低剪断速度)の剪断速度および0.3ダイン/cm2(高剪断速度)で15分間潅流した。選択された実験において、血液を10nM Achまたは1uのADAと共に20分間インキュベートした後、潅流した。
PRPインキュベーション:
健康なボランティアからの末梢血を、酸性化クエン酸-デキストロース中に収集した。
血液を、500×gで20分間遠心分離した。PRPを採取し、細胞をRvD5n-3 DPAまたはビヒクル(0.01% EtOH + PBS)と共に37℃で15分間インキュベートした。次に、細胞をPAF(100nM)またはビヒクル(0.01% EtOH)と共に37℃で30分間インキュベートした。次に、細胞をPBSで洗浄し、以下に詳述するようにフローサイトメトリーを用いて細胞活性化を評価した。
アポE -/- マウス
以下の実施例6および14に記載される実験は、英国のホームオフィス規則(Guidance on the Operation of Animals, Scientific Procedures Act, 1986)およびLaboratory Animal Science Association (LASA)ガイドライン(Guiding Principles on Good Practice for Animal Welfare and Ethical Review Bodies, 3rd Edition, 2015)に、厳密に、忠実に従った。アポE-/-マウスは、Fulvio D’Acquisto(ロンドンのクイーンメアリー大学)教
授の親切な贈り物であった。
マウス(雄および雌)に、4週齢から6週間、西洋の食餌を与え、12時間の明暗サイクルを維持した。8週齢で、マウスに、RvD5n-3 DPA(100ng/マウス;i.v.)またはビヒクルを隔日で2週間与えた。マウスを殺し、大動脈弓を収集し、Khambata RSらのように、オイルレッドOを用いて染色した。無機硝酸塩の抗炎症作用は、アテローム硬化性プラークを安定化させる。Proc Natl Acad Sci U.S.A.2017;114(4):E550-E559(その内容は参照により本明細書に組み込まれる)。染色強度は、画像処理ソフトウエアを用いて決定し、mm2当たりの相対単位で表した。下行大動脈を収集し、氷冷メタノール中に置き、脂質メディエーターを上記のように同定し、定量した。
フローサイトメトリー
全血を、系統特異的マーカー(lineage-specific markers)と共に45分間インキュベートした(4℃、0.02% BSAを含有するDPBS中)。以下の抗ヒト抗体を使用した:VioBlue-anti-CD41、PE-Cy5-anti-CD62P、Brilliant Violet 711-anti-CD11b、APC-Cy7-anti-CD16、Alexa Fluor 647-anti-CD14。染色後、赤血球を、全血溶解試薬キットを使用して、製造業者の説明書に従って溶解した。フローサイトメーターを用いてデータを収集し、適切なソフトウェアを用いて分析を行った。
別の実験では、心臓穿刺によりヘパリンで裏打ちしたシリンジ(heparin-lined syringes)を用いてアポE-/-マウスから採血した。細胞を、FcブロッキングIgGおよび抗マウスCD11b-PE-Texas Red、CD62P-Brilliant Violet 650(商標)、CD115-Brilliant Violet 711(商標)、およびCD41-Brilliant Violet 510(商標)(Biolegend)と共に、氷上で45分間インキュベートした。全血溶解試薬キットを用いて、赤血球細胞を溶解し、固定した。次いで、染色をフローサイトメーターを用いて評価し、適切なソフトウェアを用いて分析を行った。
生合成酵素の解析のために、全血を30分間系統特異的マーカー(lineage-specific markers)(4℃、0.02% BSAを含むDPBS中)とインキュベートした。以下の抗ヒト抗体を使用した:Brilliant Violet 786-anti-CD14、APC-Cy7-anti-CD16、PerCP-Cy5.5-anti-CD4。染色後、赤血球細胞を、全血溶解試薬キットを使用して、製造業者の説明書に従って溶解した。サンプルをPBSで800×gで12分間2回洗浄し、Fcブロックと共に室温で20分間インキュベートした(透過性バッファー(Permeabilization buffer)中で1:2に希釈)。次に、細胞内染色を30分間行った(RT、透過性バッファー中)。以下の抗ヒト抗体を使用した: Alexa Fluor 647-anti-15-LOX、Dylight 405-anti-5-LOX。
次いで、染色を、LSRFortessa細胞分析器(BD Biosciences)を使用して評価し、FlowJoソフトウェア(Tree Star Inc.,V10)を使用して分析した。選択した実験において、血小板接着分子発現を評価した。ここでは、血小板を、4℃で、30分間、蛍光標識マウス抗ヒトVioBlue‐抗CD41、PE‐Cy5‐抗CD62P、PerCP/Cy5、5‐抗CD63およびFITC‐抗CD42bでインキュベートした。次いで、細胞を洗浄し、蛍光染色を行い、LSRFortessa細胞分析器(BD Biosciences)を用いて染色を評価し、FlowJoソフトウェア(Tree Star Inc.,V10)を用いて分析した。
イメージ ストリーム(Image Stream)
全血を系統特異的マーカーと共に45分間インキュベートした(4℃、0.02% BSAを含むDPBS中)。以下の抗ヒト抗体を使用した:eFluor450-anti-CD41、PE-Cy5-anti-CD62P、APC-Cy7-anti-CD16、FITC-anti-CD14。染色後、赤血球細胞を、全血溶解試薬キットを使用して、製造業者の説明書に従って溶解した。次に、ImageStream X MK2を用いて染色を評価し、そして、IDEAS(登録商標)(Image Data Exploration and Analysis Software、バージョン6.0)を用いて分析を行った。
統計解析
結果は、平均±標準偏差として表される。分析した異なる群間の正規性および等しい分布を仮定した。各実験についてのサンプルサイズを、予備実験で観察された変動性について決定した。群間の差を、1サンプルt検定(正規化データ)、スチューデントt検定(2群)、1-ウェイANOVA(複数群)、続いてポストホックDunnett検定を用いて評価した。治験責任医師は、グループの割付けまたはアウトカム評価について盲検化されなかった。統計的有意性の基準は、p≦0.05であった。各実験についてのサンプルサイズを、以前の実験(Rathod KSら、2017)および予備実験で観察された変動性に基いて決定した。LMレベルの平均センタリング(mean centering).および単位分散スケーリング(unit variance scaling)に続いて、SIMCA 14.1ソフトウェア(Umetrics, Umea, Sweden)を用いて、部分最小二乗判別分析(PLS-DA)および主成分分析(PCA)19を行った。PLS-DAは、観測値のクラス分け(Blister exudates)に寄与する変数を、その変数(LMレベル)に基づいて識別する線形多変量モデルに基づいている。分類の間、観察をそれぞれのクラスモデルに投影した。スコアプロットは、観察の間の系統的クラスターを示す(より近いプロットは、データマトリックスにおいてより高い類似性を示す)。ローディングプロットの解釈は、別個の間隔に関連し、スコアプロットで観察された密なクラスターに寄与した、最良の識別力(投影における変数重要度が1より大きい)を有する変数を同定した。
結果
実施例1:末梢血n-3 DPA由来SPMにおける周日変化は、アセチルコリンによって調節される。
末梢血SPM濃度が日周的に調節されているかどうかを調べるために、血漿を、24時間の間に別個の間隔で健康なボランティアから得た(人口統計については以下の表4を参照のこと)。
次いで、LMをC18固相抽出を用いて抽出し、液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析(LC/MS-MS)を用いて同定および定量した。
健康なボランティアからの血漿において、EPA由来Eシリーズレゾルビン、n-3 DPA由来のレゾルビンおよびプロテクチン、DHA由来プロテクチンおよびマレシン、ならびにアラキドン酸(AA)由来プロスタグランジンおよびロイコトリエンを含む、4つの主要必須脂肪酸メタボロームすべてからのメディエーターが同定された(図1A参照)。
これらのメディエーターは、RvD5n-3 DPAについて図示されているように(図1B参照)、液体クロマトグラフィーにおける保持時間の、およびタンデムマススペクトルにおける少なくとも6つの診断イオンの適合を含む公表された基準に従って同定された(ダリら、2013)。血漿脂質メディエータープロフィールの多変量分析は、朝から夕方のプロフィールへのLM-SPMクラスターの左方へのシフトを伴う血漿LM-SPM濃度の日周変化を示した(図1Cおよび1D)。このシフトは、夕方(18:00時)から朝の間隔(7:00および9:00時)までのRvD1n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAを含むn-3 DPA由来メディエーターの量の増加、ならびに炎症性エイコサノイドPGF2の増加と関連していた(図1E、図2および下の表6参照)。
RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAの保持時間は、上記の表3に開示されている。
RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAの診断イオンを以下の表5に開示する。
表6:健康なボランティアの末梢血における日周脂質メディエーターのプロファイル。
末梢血を、示された間隔で健康なボランティアから採取した。血漿を氷冷メタノール中に置き、脂質メディエーター(LM)をLMプロファイリングを用いて評価した(詳細については方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均±標準偏差であり、pg/mLとして表される。
n=間隔あたり7人のボランティア。検出限界は~0.1pg。検出限界未満であった。
血漿トロンボキサン(TxB2)、強力な血小板作動薬TxA2の不活性な更なる代謝物にも周日変動が認められた(Samuelsson B. Role of basic science in the development of new medicines: examples from the eicosanoid field. J Biol Chem. 2012;287(13):10070-10080)(上記表6参照)。注目すべきことに、n-3 DPA由来SPMの濃度は、それらの報告された生物活性範囲内であり(Serhan CN.2017; Arnardottir HHら、Resolvin D3 Is Dysregulated in Arthritis and Reduces Arthritic Inflammation. J Immunol.2016;197(6):2362-2368)、これらが血管応答の調節に関与し得ることを示唆した。
末梢血n-3 DPA由来SPMが調節され得るメカニズムを調べた。上記のように、アセチルコリン(ACh)が白血球におけるSPM産生を調節することが見出されているので、この神経伝達物質の末梢血レベルが日周的に調節されているかどうかを評価した。今回、血漿ACh濃度は、7:00時で最高に達するRvDn-3 DPAの濃度を反映していることがわかり(図3A参照)、Achもまた、末梢血中のRvDn-3 DPAをも調節している可能性が示唆された。
これを試験するために、全血をAChと共にインキュベートし、n-3 DPA SPM濃度を、脂質メディエータープロファイリングを用いて調査した。これらにおいて、4つのn-3 DPAメディエーターファミリー全てからの全血インキュベーションメディエーターが、公表された基準に従って同定された(図3Bおよび3C、ならびに以下の表7)。
表7:ヒト全血におけるn-3 DPAメタボロームのACh調節。
健全なボランティアからの末梢血を、ACh(0.1,1または10μM;45分;37℃)で採取・インキュベーションした。氷冷メタノールで、インキュベーションをクエンチして、n-3 DPA由来のLMを、LMプロファイリングを用いて、同定し、定量化した(詳しくは上記の方法を参照)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、pg/mLとして、平均±標準偏差。n=群あたり9人のドナー。- =検出限界未満;検出限界=~0.1pg。
同定された分子の定量では、ビヒクル単独でインキュベートした血中で認められた濃度と比較した場合、RvD2n-3 DPAが約160%増大を伴うRvDn-3 DPAの増加が実証された(図3D、表7)。注目すべきは、末梢血とノルエピネフリン(循環において、日周変化が制御されている他の神経伝達物質である(Shea SAら、Existence of an endogenous circadian blood pressure rhythm in humans that peaks in the evening. Circ Res. 2011;108(8):980-984)(n=7ボランティア)とのインキュベーションは、n-3 DPA由来メディエーターの産生を有意に増加させなかった(n=9人の健常ボランティア;0.1-10μM)。これらの結果は、AChが末梢血RvDn-3 DPAの日周変化を制御することを示唆する。
実施例2:全身性白血球および血小板活性化の概日調節。
末梢血中LM-SPM濃度の日内変動を認め、RvDn-3 DPAが白血球及び血小板機能に及ぼす強力な作用を考慮して(Dalliら、2013; Gobbetti Tら、Protectin D1n-3 DPA and resolvin D5n-3 DPA are effectors of intestinal protection. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(15):3963-3968)、これが白血球及び血小板活性化の変化を反映しているか否かを検討した。末梢血細胞のフローサイトメトリー分析は、末梢血好中球のCD41(Shinohara Mら、2014)の発現の増加として測定された、好中球CD11b発現の有意な増加ならびに血小板-好中球凝集体の増加を実証した(図4Aおよび4B)。循環単球のCD11bおよびCD41の発現の増加もまた、18:00時の間隔と比較して9:00時の間隔で見出された(図4Cおよび4D)。これらの結果は、RvDn-3 DPA濃度と一致する7:00~9:00時の間に最高に達する白血球と血小板活性化の概日調節を示す。
実施例3:RvD n-3 DPA は末梢血中の白血球および血小板活性化を低下させる
単球、好中球および血小板活性化ならびに血小板-白血球凝集体の調節におけるRVDn-3 DPAの作用を、心血管疾患におけるそれらの病原性機能に照らして調査した(Furman MIら、2001; Pfluecke Cら、2016; Huo Yら、2003)。このために、PAFが血管炎の伝播に役立つことを考慮して、ヒト末梢血をRvDn-3 DPAの存在下または非存在下で血小板活性化因子(PAF)とインキュベートした(Palur Ramakrishnan AVら、2017)。
末梢血細胞上の活性化マーカーの発現を、フローサイトメトリーを用いて評価した。
ヒト末梢血をRvD2n-3 DPAとインキュベートすると、PAF単独でインキュベートした細胞と比較した場合、好中球CD62P(図5A~D)およびCD41発現(n=5ドナー;10nMで約20%減少)の減少として測定された好中球CD11b発現および好中球-血小板凝集体の量が用量依存的に減少した。
これらのインキュベーションにおいて、RvD2n-3 DPAが、CD11bの単球発現、および血小板マーカーCD62P(図5Eおよび5F)およびCD41(n=5ドナー;10nMで~29%減少)において、用量依存性の減少を与えた場合において。単球活性化の有意な減少が見出された。
同様の知見は、健常ボランティアの全血をRvD5n-3 DPAとインキュベートした場合にも得られ、白血球-血小板凝集体(図5参照)と同様に、好中球および単球のCD11b発現の用量依存的な減少をもたらした。
RvD1n-3 DPAはまた、好中球、単球および血小板応答を部分的に調節することが認められた(n=5ドナー)。
これらの結果は、各RvDn-3 DPAが血管白血球および血小板応答の調節において、特異的な生物学的作用を示すことを示唆する。
これらの知見はまた、朝の時間における末梢血n-3 DPA SPMの観察された増加(上記の図1および2ならびに表6)が、日周の白血球および血小板の活性化を逆調節するための内因性保護プログラムの一部を形成し得ることを示唆する。
実施例4:心血管疾患者の末梢血中のRvD n-3 DPA の低下と全身性炎症の増加
健康なボランティアで得られた結果が、臨床環境に翻訳可能であるかどうかを調べた。
RvDn-3 DPAが早朝に(心筋梗塞のより高い発生率に関連するタイムウィンドウ(Nakashima Hら、Impact of Morning Onset on the Incidence of Recurrent Acute Coronary Syndrome and Progression of Coronary Atherosclerosis in Acute Myocardial Infarction、Circ.J. 2017; 81(3): 361-367; Muller JEら.Circadian variation in the frequency of onset of acute myocardial infarction. N Engl J Med. 1985;313(21):1315-1322)増加したことを考慮すると、心筋梗塞のリスクも高い心血管疾患(CVD)患者におけるRvDn-3 DPAの末梢血中レベルが検討された(リスク基準の詳細及び方法については下表8参照)。
脂質メディエータープロファイリングを用いて、RvD5n-3 DPA(図6Aおよび6B)並びにD-シリーズレゾルビンおよびプロスタグランジン(下表9参照)を含むDHA、EPAおよびAAメタボロームからのメディエーターを含む3つのRvDn-3 DPAが、患者の末梢血において同定された。
表9:CVD患者における末梢血LMプロフィール。
CVD患者からの末梢血を、9:00時(午前)および16:00~18:00時(午後)の間に収集した。血漿を、内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。脂質メディエーター(LM)を、LMプロファイリングを用いて抽出し、同定し、定量した(詳細については、方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均±標準偏差であり、pg/mLとして表される。n=9例のペア患者。検出限界は、約0.1pg.-は、検出限界未満であった。
血漿中のRvDn-3 DPAレベルの評価は、健常ボランティアにおけるそれぞれの間隔と比較した場合、CVD患者における朝(9:00時;午前)と夕(16:00~18:00時;午後)の両方の濃度の有意な低下を実証した(図6C)。これらの患者において、RvDn-3 DPA生合成マーカーである、7-HDPAの血漿における濃度の有意な減少が見出された(Dalliら、2013)(図7を参照のこと)。
さらに、炎症開始エイコサノイド(プロスタグランジン、ロイコトリエンB4およびTxA2)に対する血漿のRvDn-3 DPAの比率は、健常ボランティアと比較した場合、測定した両間隔でこれらの患者で有意に低く、全身性炎症状態の上昇を示した(p<0.05)。
これは、末梢血白血球および血小板も活性化状態の増加を示したという観察によってさらに支持された。フローサイトメトリー分析は、健康なボランティアと比較した場合、CVD患者由来の好中球および単球の両方におけるCD11bの発現の増加を実証した(図6Dおよび6E)。CVD患者からの末梢血中の血小板-好中球および血小板-単球凝集体の増加もまた、健康なボランティアからの末梢血と比較した場合に見出された(図4Fおよび4G)。
これらの患者からの末梢血において、朝の血漿のACh濃度の有意な減少が、夕方の値と比較して見出された(図6H)。従って、これらの結果は、末梢血AChをアップレギュレートできないことが、CVD患者におけるRvDn-3 DPA産生につながることを示唆する。
実施例5:患者の末梢血中のRvD2 n-3 DPA およびRvD5 n-3 DPA による白血球活性化の低下。
全身性炎症の増加とn-3 DPA由来SPMの低下との間に関連性があるか否かを検証するため、RvDn-3 DPAが患者の末梢血の白血球反応を調節するか否かを検証した。このため、これらの患者の全血をRvD2n-3 DPAと共にインキュベートし、細胞応答をフローサイトメトリーを用いて評価した。RvD2n-3 DPAは、CD11b発現を有意に調節することなく、用量依存的に血小板-好中球および血小板-単球凝集を減少させた(図8参照)。
RvD5n-3 DPAと全血をインキュベートしたところ、RvD2n-3 DPAよりも高い効力で好中球-血小板凝集および単球-血小板凝集が減少した(図8Aおよび8B)。さらに、RvD5n-3 DPAは、好中球および単球のCD11b発現を有意に低下させた(図8Cおよび8D)。
これら2つのメディエーターの作用がPAFの存在下でも保持されるかどうかを試験した(Shinohara Mら、2014; Palur Ramakrishnan AVら、2017)。RvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPAのいずれかによる患者全血のインキュベーションは、両方の白血球サブセットにおける、CD62P(図9Aおよび9B参照)およびCD41発現(n=9患者)の減少として測定された血小板-好中球および血小板-単球凝集の減少をもたらした。
また、RvD5n-3 DPAは、RvD2n-3 DPAと部分的にのみ共有されていた作用である、好中球および単球上のCD11bの発現を減少させることがわかった(図9Cおよび9D)。
これらの結果は、循環RvDn-3 DPAの低下が、CVD患者における循環白血球および血小板活性化の増加につながることを示唆する。
実施例6:RvD5 n-3 DPA は、アポE -/- マウスにおいて、全身性白血球および血小板活性化を低下させ、血管疾患を防御する
次いで、健常ボランティアとCVD患者の両方の末梢血細胞で観察された、RvD5n-3 DPAの保護作用が、生体内でも保持されているかどうかを調べた。この目的のため、アポE-/-マウスに、6週間、西洋食を与え、RvD5n-3 DPA(100ng/マウス;i.v.)を、2週間、隔日に投与した。RvD5n-3 DPA投与は、CD115陽性細胞におけるCD41およびCD62P発現の両方の低下、ならびにCD11b発現の低下を伴う単球活性化によって測定されるように、循環血中の血小板-単球凝集体を低下させた(図10A)。血小板-好中球凝集物および好中球活性化の有意な低下が認められ、ビヒクルのみを投与したマウスと比較した場合、RvD5n-3 DPAを投与したマウスではCD11b発現が60%を超えて低下した(図10B)。
血小板-白血球凝集体が、アテローム性動脈硬化症の病因に関与していることから(Huo Yら、2003)、RvD5n-3 DPAも血管疾患を防御するかどうかを検討した。オイルレッド-O染色は、ビヒクルを与えられたマウスと比較した場合、RvD5n-3 DPAを与えられたマウスにおける大動脈病変の有意な減少を実証した(図10C)。さらに、大動脈切片のLC/MS-MS分析により、大動脈プロスタノイドの有意な減少が実証され、RvD5n-3 DPAを投与したマウスではTxB2の濃度が約35%低下した(図10Dおよび下表10)。これらの知見を総合すると、血小板および白血球に対するRvD5n-3 DPAの防御作用は生体内でも保持されており、血管疾患の病変の減少につながることが実証される。
表10:RvD5 n-3 DPA を投与したApo E-/-マウス由来の大動脈組織中のエイコサノイドの減少。
下行大動脈を、内部標準を含む氷冷メタノール中に置いた。脂質メディエーター(LM)を、LMプロファイリングを用いて、抽出し、同定し、定量した(詳細については、上記の方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均±標準偏差であり、pg/10mg組織、として表される。n=群あたり4匹のマウス。*p<0.05(対ビヒクルマウス)。
上記の例は、健常ボランティアの血管系におけるRvDn-3 DPAの日周調節を示す。このRvDn-3 DPAのアップレギュレーションは、朝の血小板、単球および好中球活性化の上昇と一致する。これらのプロレゾルビングメディエーター(pro-resolving mediator)の概日調節は、神経伝達物質AChによって制御され、この神経伝達物質AChはまた、健康なボランティアの血漿において日周で調節される。CVD患者では、健常ボランティアと比較して有意により低いRvDn-3 DPAが認められた。早朝の時間中のこれらの分子のアップレギュレーションの失敗はまた、血漿ACh濃度の減少および末梢血白血球活性化の増加と関連することが見出された。患者と健常ボランティアの両方の全血を、RvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPAと、インキュベートすると、白血球および血小板活性化が有意に逆転した。さらに、治療パラダイムを用いたApo E-/-マウスへのRvD5n-3 DPAの投与は、全身の血小板および白血球活性化および血管疾患を低下させた。これらの知見を総合すると、ACh-RvDn-3 DPA系(ACh-RvDn-3 DPA axis)の破壊はCVDをもたらす可能性があることが示される。
血漿中のRvDn-3 DPA濃度は、早朝の時間帯に上昇することが認められた(上の図1および表6)。これらの分子は、白血球および血小板活性化の増加と相関する心筋梗塞の危険性のある患者からの末梢血中で減少した。さらに、RvDn-3 DPAは、健常ボランティアと患者の両方由来の末梢血中の白血球と血小板の反応を低下するように調節し、RvD5n-3 DPAはアポE-/-マウスの血管疾患を予防した(図10)。これらの知見は、これらの分子の日周の調節における変更が、心血管疾患の病理の重要な側面を示すかもしれないことを示している。
RvDn-3 DPA経路マーカーの血漿濃度、および5-LOX産物(Dalliら、2013)、7-HDPAは有意に低下した(図7)。これらの知見は、心血管疾患を発症する際の危険因子として5-LOX経路を意味する公表された知見と一致する(Helgadottir Aら、Association between the gene encoding 5-lipoxygenase-activating protein and stroke replicated in a Scottish population. Am J Hum Genet. 2005;76(3):505-509を参照)
上記の実施例からの結果は、健康なボランティアにおける、この神経伝達物質の血管レベルが日周で調節され、早朝の時間中に増加することを実証し(図3)、これはCVDを有する患者において調節不全であった機構である(図8)。このように、これらの結果は、CVD患者におけるRvDn-3 DPAの生合成の減少をもたらす血漿におけるACh調節の脱共役(uncoupling)を指摘する。
要約すると、上記の実施例は、血管のn-3 DPA由来のプロレゾルビングメディエーター(pro-resolving mediator)の日周調節を中心とする保護経路を実証する。朝の時間中のこれらの分子の増加は、全身性炎症および潜在的な血管疾患を制限する生理学的血小板および白血球活性化を逆調節する。心血管疾患を有する患者では、末梢血細胞活性化の増加を伴うこれらの分子の産生の有意な損失があり、心筋梗塞のリスクを含む全身性炎症およびCVDの増加をもたらす。この概念に沿って、RvDn-3 DPAは、循環白血球と血小板活性化を再プログラムし、マウスでは血管疾患の有意な減少をもたらした。そのため、健常ボランティアにおいて血漿のRvD5n-3 DPAを上昇させることが近年示された、n-3 DPA補給(supplementation)を含む末梢血のRvDn-3 DPAを回復させる戦略(Markworth JFら、Divergent shifts in lipid mediator profile following supplementation with n-3 docosapentaenoic acid and eicosapentaenoic acid. FASEB J. 2016;30(11):3714-3725)は、考えられる治療選択肢を提示する可能性がある。さらに、RvDn-3 DPAに基づく治療は、これらの患者に存在する炎症状態の増加を微調節し、全身性炎症を減弱させ、血管疾患を減少させるための新たな機会を提供する可能性がある。
実施例7:心血管疾患の治療または予防のための薬剤の効力の評価。
本発明による個々の患者における心血管疾患の治療または予防に使用するための薬剤の効力を評価する方法を図11に示す。典型的には、個々の患者は、心血管疾患と診断されており、心筋梗塞または別の種類の有害な急性心血管事象を患う危険性があり得る人である。
ステップ10は、方法の開始を示す。第1に、薬剤による治療の開始前に、第1の生体サンプルが患者から採取される(ステップ20)。本実施例では、生体サンプルは血漿サンプルであるが、他の実施形態では、サンプルは、患者から採取された全血または血清であってもよい。サンプルは、午前7時から午前9時の間の朝の早い時間に患者から採取される。本実施例では、サンプルは、午前8時に患者から採取される。
次いで、患者は、薬剤での治療過程を開始される(ステップ30)。
薬剤は、心血管疾患の治療または予防のための任意の適切な薬剤であり得る。特に、薬剤は、スタチン、フィブラート、カルシウムチャネル遮断薬、または、例えば、スタチンとカルシウムチャネル遮断薬との組み合わせのような薬剤の組み合わせであってもよい。他の適切な心血管治療は、当業者に公知である。適切な薬剤は、患者の病歴および症状に基づいて、医療従事者によって選択される。
適切なスタチンとしては、シンバスタチン、フルバスタチン、アトルバスタチン、ロスバスタチン、プラバスタチン、ロバスタチンが挙げられる。
適切なフィブラートには、ゲムフィブロジル、フェノフィブラート、クロフィブラート、ベザフィブラート、シプロフィブラート、クリノフィブラート、クロフィブライド、ロニフィブラートおよびシンフィブラートが含まれる。
適切なカルシウムチャネル遮断薬としては、アムロジピン、アラニジピン、アゼルニジピン、バルニジピン、ベニジピン、シルニジピン、クレビジピン、エホニジピン、フェロジピン、イスラジピン、ラシジピン、レルカニジピン、マニジピン、ニカルジピン、ニフェジピン、ニルバジピン、ニモジピン、ニソルジピン、ニトレンジピンおよびプラニジピンが挙げられる。
医薬は、医師の処方に従って患者に投与される(自己投与を含む)。典型的には、薬剤は、1日に1回以上投与されてもよい。
薬剤による治療を開始した後、所定の期間の後、第2の生体サンプルが患者から採取される(ステップ40)。本実施例では、所定の時間は24時間であるが、異なる実施形態では他の時間を使用してもよい。典型的には、所定の期間は、1~14または30日の間であり得る。いずれにしても、その期間は、薬剤の薬理学的効果が患者に現れることを可能にするのに十分な長さであるべきである。
第2のサンプルはまた、第1のサンプルと同じ時刻、すなわち、本実施例では午前8時に、朝の早い時間に患者から採取される。
ステップ50では、ステップ20および40で患者から採取した第1および第2のサンプルを、薬剤による治療を開始する前後で、分析して、サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビン(RvDn-3 DPA)のレベルを定量する。
本実施例では、3つのn-3 DPA由来のレゾルビン(RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPA)のレベルを、逆相液体クロマトグラフィーエレクトロスプレータンデムマススペクトロメトリー(LC-MS/MS)によって、第1および第2のサンプル中で測定する。本発明の異なる実施形態では、n-3 DPA由来のレゾルビンのうちの3つ未満、すなわち、n-3 DPA由来のレゾルビンのうちの1つまたは2つを分析することができる。第1および第2のサンプル中のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを定量するこの方法の詳細は、Colas RAら、2014およびDalliら、2015に開示されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
第1および第2の血漿サンプルの各々について、静脈血(10mL)を患者からヘパリン中に収集する。血漿は、ヘパリン処理血液の遠心分離(2000g、10分)によって得られ、以下に記載されるように固相抽出の前に4容量のメタノール中に置かれる。
氷冷メタノール4mL中の内部標識標準5S-HETE-d8、LTB4-d4、LXA4-d5、RvD2-d5及びPGE2-d4(各500pg)を各サンプルに加え、定量及びサンプル回収を容易にする。次に、サンプルを-20℃で45分間保持してタンパク質を沈殿させ、次いで遠心分離する(2000g、4℃、10分)。上清を回収し、37℃に設定した水浴および15psi以下の流速の窒素供給を有する自動蒸発システム上に、穏やかな窒素流中で1mL未満のメタノール含量にする。次いで、サンプルを遠心分離する(2000g、4℃、10分)。次いで、サンプルを、37℃に設定された水浴および15psi以下の流速の窒素の供給を有する自動抽出システムに入れ、生成物を以下のように抽出する。
固相C18カートリッジを、メタノール3mlとH2O 6mlで洗浄し、次いで、H2O 9ml(pH3.5、HCl)をサンプルに加え、その酸性化溶液を調節されたC18カラムに迅速に負荷し、4mlのH2Oで洗浄して酸性を中和する。次に、5mLのヘキサンを添加し、生成物を9mLのギ酸メチルで溶出する。生成物を、自動蒸発システムを使用して乾燥させ、LC-MS/MS自動注入のためにメタノール-水(50:50 vol/vol)中に直ちに懸濁させる。
本実施例では、LC-MS/MSのために、高ダイナミックレンジパルス計数システムを備えた三重四重極質量分析計(triple quadrupole mass spectrometer)と対になったHPLCおよびオートインジェクターが使用される。代替の適切なLC-MS/MS装置は、当業者に利用可能である。C18カラムを50℃に維持したカラムオーブン中に保持し、溶媒Aとして0.01%酢酸を含む水で、溶媒Bとして0.01%酢酸を含むメタノールからなる移動相でRvD脂質メディエーターを溶出し、カラムを80:20(A:B)の移動相で平衡化し、12秒間かけて50:50(A:B)まで上昇させる。この勾配を2分間維持し、次いで次の9分間にわたって80:20(A:B)に上昇させる。次いで、この勾配を次の3.5分間維持した後、98:2(A:B)に上昇させる。最後に、この勾配を5.4分間維持してカラムを洗浄する。流速は、プロセス全体を通して0.5mL/分に維持される。
質量分析計は、スケジュールされた多重反応モニタリング(MRM)を用いて、情報依存性獲得および増強された産物ラインスキャンと組み合わせて、負イオン化モード(negative ionisation mode)で操作される。スケジュールされたMRMウィンドウは90秒であり、各脂質メディエータパラメータは個別に最適化される。
各RvDn-3 DPA(n-3 DPA由来のレゾルビン)の同一性は、その保持時間(RT)を合成および真正物質(図3Bおよび6A)および各RvDについて少なくとも6つの診断イオン(図3Cおよび6B)と一致させることによって確認され、以下の表11に記載されるように、親イオン(Q1)および特徴的な娘イオン(Q3)の多重反応モニタリングを使用して定量化される。
検量線は、3.12、6.25、12.5、25、50、100および200pgで、真正化合物の混合物および重水素標識脂質メディエーターを使用して、それぞれについて得られる。LMごとに線形検量線が得られ、r2値は0.98~0.99となる。内部標準回復、マトリックスの干渉、および検出限界が決定される。
第1および第2のサンプルのそれぞれにおけるRvDのレベルの定量に続いて、レベルが比較される(ステップ60)。
第1のサンプルと比較した第2のサンプル中のRvDのレベルの有意な増加は、患者に投与された薬剤が、心血管疾患、特に、炎症誘発性メディエーターに対する日周調節の機能不全の結果として、血管炎症によって媒介される心血管疾患を治療または予防するのに有効であり得ることを示す。他方、第1のサンプルと比較して第2のサンプル中のRvDのレベルが増加しないことは、投与された薬剤が個々の患者において無効であることを示し得る。
これらの結果に基づいて、薬剤は、それが有効であると示される場合、患者に処方され得る(工程80)。あるいは、この方法は、異なる薬剤を使用して繰り返され得る。
ステップ90は、方法の終了を示す。
実施例8
本発明の様々な態様のさらなる実施例は、マイクロ流体デバイス110に組み込まれたイムノアッセイが、患者Pから得られた血液Bのサンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビン(RvDn-3 DPA)のレベルを測定するために使用される、図12および13を参照して、以下に記載される。
図12に最も良く示されているように、マイクロ流体デバイス110は、当業者に知られている種類の一般的な構造を有する。具体的には、マイクロ流体デバイス110は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)112の少なくとも1つの層と、ガラススライド114に結合された、チャネル検査および光信号取得を可能にする透明な生体適合性エラストマーとを備える。
PDMS層は、一端がサンプル収集ポート125で終端し、他端が廃棄物排出口130で終端する複数のマイクロチャネル120a~120cで成形される。本実施例では、マイクロ流体デバイス110は、1つがそれぞれ、血液サンプルB中の異なるn-3 DPA由来のレゾルビン(RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPA、RvD5n-3 DPA)のレベルを測定する3つのマイクロチャネル120a-cを有する。本実施例の変種では、マイクロ流体デバイスは、3つ未満のマイクロチャネル、例えば、対応する数のRvDn-3 DPAのレベルを測定するための1つまたは2つのマイクロチャネルを有することができる。
サンプル収集ポート125と廃棄物排出口130との間で、マイクロチャネル120a~120cの各々は、反応ゾーン150a~150cを含む。好ましくは、マイクロチャネル120a~cは、以下に記載されるように、サンプルBとデバイスに添加される試薬との混合を促進するために、反応ゾーン150a~cにおいて蛇行(serpentine)していてもよい。
サンプル収集ポート125とその反応ゾーン150a~cの中間に、各マイクロチャネル120a~cには、サンプルBと混合するための一連の異なる試薬をチャネル120a~cに入れるためのそれぞれの試薬入口ポート140a~cが設けられている。マイクロチャネル120a~cおよび入口ポート140a~cには、サンプルおよび試薬の流れを制御するための、好ましいマイクロバルブなどが設けられている。
各反応ゾーン150a~cにおいて、各マイクロチャネル120a~cの表面は、サンプルB中でそれぞれ定量されるRvDn-3 DPAの異なる1つに対するモノクローナル抗体でコーティングされる。
各反応ゾーン150a~150cに隣接して、デバイス110は、ガラススライド114上に水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)フォトダイオード175a~175cを組み込む。フォトダイオード175a~175cは、図13に示すように第1のコンピュータ200に接続された適切なインタフェース120に接続されている。
インターフェース120は、フォトダイオード175a~cから信号を受信し、それらの信号を表す第1のコンピュータ200に、コンピュータ可読データを送信するように構成される。インターフェース120は、適切なデータケーブルによって、第1のコンピュータ200に物理的に接続することができる。別法として、インターフェース120は、たとえば、ブルートゥース(登録商標)(R)のような任意の適当なワイヤレスデータ転送法によって、第1のコンピュータ200にワイヤレスで接続することができる。いくつかの実施形態では、第1のコンピュータは、ハンドヘルドデバイスを備えることができる。
第1のコンピュータ200は、マイクロプロセッサと、メモリと、記憶装置とを備え、そして、フォトダイオード175a~cから受信した信号を表すデータを、患者識別データと関連付けて記憶するためのソフトウェアを実行するように構成される。第1のコンピュータ200がハンドヘルドデバイスである場合、ソフトウェアはAppであってもよい。
第1のコンピュータ200は、適切なデータ通信チャネル300を介して遠隔の第2のコンピュータ400に接続される。本実施形態では、データ通信チャネル300はインターネットを含むが、他の実施形態では、第1および第2のコンピュータ200、400は、ローカルまたはワイドエリアネットワーク(図示せず)上で相互接続されてもよい。第1および第2のコンピュータ200、400は、データ通信コードを介して互いに物理的に接続されていてもよく、またはそれらは、たとえばIEEE 802.11 a、b、g、nまたはブルートゥース(登録商標)(R)のような適当な無線データ通信技術を用いて無線で相互接続されてもよい。適切には、第1および第2のコンピュータ200、400のそれぞれは、適切なモデムを介してインターネット300に接続される。
使用において、血液Bのサンプルは、たとえば、従来のランセットを使用して、患者から得られる。サンプルBは、サンプル入口ポート125においてマイクロ流体デバイス110上に置かれる。サンプルは、毛管作用によってマイクロチャネル120a~c内に引き込まれる。代替の実施形態では、サンプルBは、マイクロポンプを使用して、または減圧下などで、マイクロチャネル120a~c内に能動的に引き込まれてもよい。
反応ゾーン150a~cでは、サンプル中のRvDn-3 DPAは、マイクロチャネル120a~cの表面にコーティングされた抗体と反応する。各反応ゾーン150a~cには、それぞれ異なったRvDn-3 DPAが捕捉される。サンプルBは、反応ゾーン中で抗体と適切な時間インキュベートされる。次いで、洗浄溶液をマイクロチャネル120a~120cに導入して、結合していないサンプルを除去する。マイクロチャネル120a~cから廃棄された材料は、ドレイン130を介してデバイス110から除去される。
反応ゾーン150a~cから非結合サンプルを除去した後、第二のモノクローナル抗体を、それぞれのRvDn-3 DPAに対する特異性を有するマイクロチャネル120a~cのそれぞれに導入する。第2の抗体の各々は、当業者に周知の様式で西洋ワサビペルオキシダーゼで標識される。第2のモノクローナル抗体は、反応ゾーン150a~cにおいて表面で捕獲されたRvDn-3 DPAとインキュベートすることができる。次いで、マイクロチャネル120a~cを再び洗浄する。
次に、西洋ワサビペルオキシダーゼのための基質を、入口ポート140a~cを介してマイクロチャネル120a~cの各々に導入する。適切な基質は、当業者に公知であるが、本実施例では、西洋ワサビペルオキシダーゼによって作用された場合に蛍光を発するルミノールが使用される。蛍光は、フォトダイオード175によって検出され、インターフェース180によって受信される信号を生じさせる。蛍光の強さは、チャネル120a-cのそれぞれにおいて固定化されたRvDn-3 DPAに結合している第二の抗体の量を示す。マイクロ流体デバイス110は、マイクロチャネル120a~cの各々におけるRvDn-3 DPAのレベルを定量化できるように、当業者に知られている方法でキャリブレーションすることができる。
各マイクロチャネル120a~cにおける蛍光の強度を表すデータは、上述のように、インターフェース180から第1のコンピュータ200に送信される。コンピュータ200は、前記ソフトウエアを実行して、フォトダイオード175によって測定された蛍光の強さから、サンプルB中の各RvDn-3 DPAのレベルを計算する。次いで、マイクロ流体デバイスは、適切な洗浄剤で再び洗浄される。
本実施例では、夕方、たとえば、約午後4時から午後6時の間に、第1の血液サンプルB1が、患者から採取され、そして、上述のように、マイクロ流体デバイス110を使用してB1のレベルが測定される。
翌朝の早い時間、たとえば、約午前7時から午前9時の間に、第2のサンプルB2を患者から採取する。サンプルB2中の1以上のRvDn-3 DPAのレベルは、上述のように、同一または類似のマイクロ流体デバイス110を用いて測定される。
サンプルB1およびB2中の1以上のRvDn-3 DPAのレベルを表すデータは、最初のコンピュータ200によって計算され、保存される。
次に、第1および第2のサンプルにおける1以上のRvDn-3 DPAのレベルを表すデータが、患者Pを識別する情報に関連して、第1のコンピュータ200によって、第2のコンピュータ400に送信される。
第2のコンピュータ400は、マイクロチップ、記憶及び記憶装置を備え、第1及び第2のサンプルB1、B2における1以上のRvDn-3 DPAのレベル間の差異を計算するためのソフトウエアを実行するように構成されている。
健康な個体では、通常、早朝に、RvDn-3 DPAの血漿中濃度が10~25pg/mLの範囲にあり、夕方に最低約5pg/mLであると予想されるので、最初と2番目のサンプルB1、B2間のRvDn-3 DPAのレベルの差が約5pg/mL未満であれば、患者は心血管疾患の危険性があると評価され得、これを示すデータが、2番目のコンピュータから最初のコンピュータ200に送信され、そこでそれが保存され、および/または検査を実施する者に表示される。
同様に、早朝に採取したサンプルB2中の患者の血液中のRvDn-3 DPAレベルが10pg/mL前後未満であれば、特に5pg/mL前後未満であれば、心血管疾患または心筋梗塞の危険性があることを示している可能性がある。
第1及び第2サンプルB1、B2におけるRvDn-3 DPAレベルの比較に基づいて、患者は、心血管疾患の治療又は予防のための適当な薬剤を処方され得る。
本実施例では、マイクロ流体デバイス110は、非競合的不均質ELISAサンドイッチイムノアッセイを実施するように配置される。しかしながら、本発明の変形例では、マイクロ流体デバイスは、均質イムノアッセイおよび/または競合イムノアッセイを実行するように構成されてもよい。
たとえば、1つの変種において、各マイクロチャネル120a-cは、それぞれの反応ゾーン150a-c内の表面上に、それぞれの反応ゾーン150a-c内で分析されるサンプルB内のものと同じであるそれぞれのRvDn-3 DPA(たとえば、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPAまたはRv5Dn-3 DPA)でコーティングされてもよい。各マイクロチャネル120a-cにおいて、反応ゾーン150a-cおよびサンプル収集ポート125の中間に、サンプルBを、それぞれのRvDn-3 DPAに対する既知量の一次抗体と混合することができる。一次抗体は過剰に供給され、残りの抗体は、次いで、サンプル中の対応するRvDn-3 DPAと効果的に競合して、反応ゾーン150a-cにおける表面結合RvDn-3 DPAと反応するであろう。洗浄後、標識された二次抗体を、それぞれの一次抗体に特異的な入口ポート140a~140cを通して各反応ゾーン150a~150cに導入される。上記のように、二次抗体は、EIAにおける使用に適切な酵素(たとえば、西洋ワサビペルオキシダーゼ)で標識される。次いで、サンプルとの反応後に残存する二次抗体の量は、西洋ワサビペルオキシダーゼのための適切な基質を反応ゾーン150a~150cに入れ、そして、上記のように、蛍光または色の強度を測定することによって測定され得る。
たとえば、上述したマイクロ流体デバイス110のような本発明によるマイクロ流体デバイスは、たとえば、大規模な実験室でのみ見られるLC-MS/MSのようなより高度な機器へのアクセスがない医療クリニックのような、ポイントオブケア環境において本発明の方法を実行するための便利なデバイスを提供する。
実施例9:
末梢血n-3 DPA由来SPMの日周変化はアセチルコリンによって調節される。
末梢血SPM濃度が日周調節されているかどうかを調べるために、我々は、以下の表12に示すような人口統計を用いて、24時間の間に別個の間隔で健康なボランティアから血漿を得た:
健康なボランティアからの血漿において、我々は、EPA由来Eシリーズレゾルビン、n-3 DPA由来のレゾルビンおよびプロテクチン、DHA由来プロテクチンおよびマレシン、ならびにアラキドン酸(AA)由来プロスタグランジンおよびロイコトリエンを含む、4つの主要必須脂肪酸メタボロームすべてからメディエーターを同定した。これらのメディエーターは、公表されている基準(Dalli J, Colas RA, Serhan CN、Novel n-3 immunoresolvents: structures and actions. Sci Rep. 2013;3:1940)に従って、Rv5Dn-3 DPAについて記載されているように同定された(図14)。血漿脂質メディエータープロフィールの多変量解析は、朝から夕へのプロファイルへのLM-SPMクラスターの左方向シフトを伴う血漿LM-SPM濃度の日周シフトを示した(図20 A、B)。この変化は、夕方(18:00時)から朝の間隔(7:00および9:00時;図 20C)までのRvD1n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAを含む、n-3 DPA由来メディエーターの量の増加と関連していた。また、血漿トロンボキサン(Tx)B2(強力な血小板アゴニストTxA2の不活性なさらなる代謝産物)の日周変化が、以下の表13に要約されるように、見出された(参考Samuelsson B. Role of basic science in the development of new medicines: examples from the eicosanoid field. J Biol Chem. 2012;287(13):10070-10080)。
表13:健康なボランティアの末梢血における日周脂質メディエータープロファイル。
末梢血を、示された間隔で健康なボランティアから収集した。血漿を氷冷メタノール中に置き、そして、脂質メディエーター(LM)を、LMプロファイリングを用いて評価した(詳細については、方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均±標準偏差であり、pg/mLとして表される。n=間隔あたり7人のボランティア。検出限界は、約0.1pg。-は、検出限界未満であり、*P<0.05(対 対のMann-Whitney検定を用いた18:00時の値)。
RvDn-3 DPAのこれらの日周変化はまた、RvDn-3 DPA濃度の増大と一致して、7:00~9:00時の間で最高に達する白血球および血小板活性化の概日調節と関連していた(図20D~F、図15A)。注目すべきこととして、また、末梢血RvDn-3 DPA濃度と早朝の白血球活性化との間に有意な関連性が認められ、より低いRvDn-3 DPAは、末梢血白血球および血小板活性化の増加と関連していた(図20 G、Hおよび図15 B、C)。
次に、末梢血n‐3 DPA由来SPMが調節されるメカニズムを検討した。本明細書では、血漿ACh濃度が、7:00時に最高に達するRvDn-3 DPAの濃度を反映していることを見出し(図16A)、AChが、SPM生合成におけるその役割を与えられた末梢血中において、RvDn-3 DPAを調節することを示唆する(Dalli J, Colas RA, Arnardottir H, Serhan CN、Vagal Regulation of Group 3 Innate Lymphoid Cells and the Immunoresolvent PCTR1 Controls Infection Resolution. Immunity. 2017;46(1):92-105)。全血をAChと共にインキュベートすると、図16B-Eおよび下表14に示すように、静止条件および流量条件下の両方で、RvD2n-3 DPAを含むRvDn-3 DPA濃度が増加した。
表14:ヒト全血におけるn-3 DPAメタボロームのACh調節。
健康なボランティアからの末梢血を収集し、ACh(0.1μM;45分;37℃)と共にインキュベートした。
インキュベーションを氷冷メタノールでクエンチし、LMプロファイリングを用いて、n-3 DPA由来のLMを同定し、定量した(詳細については方法を参照のこと)。
Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。
結果は、pg/mLとして、平均±標準偏差、n=群あたり9人のドナーとして表される。*p<0.05(対 対Mann-Whitney検定を用いたビヒクル群)。
注目すべきことに、この増加は、末梢血中のn-3 DPAの選択的動員とは関連していなかった(表15参照):
表15:末梢血SPM基質および前駆体濃度。
健康なボランティアからの末梢血を収集し、アセチルコリン(ACh)と共に0.1μMで45分間インキュベートした。血漿を単離し、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置き、SPM前駆体をそれらの経路マーカーと共に抽出し、同定し、脂質メディエーターを用いて定量した(詳細については方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果をpg/mLとして表す。n=9/条件での平均±標準偏差。*p<0.05(対Mann-Whitney検定を用いた、対ビヒクル群)。
次いで、血圧上昇に関連した、せん断速度(sheer rate)の変化が、また、RvDn-3 DPA産生を調節する可能性があるかどうかを検討した。0.3パスカル(Pa)での血液潅流は、血小板白血球凝集体の増加と関連し(n=4ドナー)、0.1Paのせん断速度で潅流した血液と比較した場合、血漿RvDn-3 DPAの有意な増加をもたらした(図17)。注目すべきことに、末梢血とノルエピネフリン(n=6ドナー;0.1~10μM)(Shea SA, Hilton MF, Hu K, Scheer FA、 Existence of an endogenous circadian blood pressure rhythm in humans that peaks in the evening. Circ Res. 2011;108(8):980-984を参照)またはコルチゾール(Nomura S, Fujitaka M, Sakura N, Ueda K、 Circadian rhythms in plasma cortisone and cortisol and the cortisone/cortisol ratio. Clin Chim Acta. 1997;266(2):83-91参照)(1-10μM) とのインキュベーションは、両方とも、循環において日周調節されており、健康なボランティアからの末梢血におけるn-3 DPA由来メディエーターの産生を有意に増大させなかった。以下の表16を参照されたい。
表16:コルチゾールとの末梢血インキュベーションにおけるSPM濃度。
健康なボランティアからの末梢血を収集し、コルチゾール(1~10μM)またはビヒクルと共に45分間インキュベートした。血漿を得、重水素標識内部標準を含有する氷冷メタノール中に置き、脂質メディエータープロファイリングを用いて、脂質メディエーターを抽出し、同定し、定量した(詳細については、方法を参照のこと)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果をpg/mLとして表す。n=5/条件での平均±標準偏差。
実施例10:RvD n-3 DPA は末梢血中の白血球および血小板活性化を低下させる。
次に、心血管疾患における細胞活性化によって果たされる病原性役割に照らして、単球、好中球および血小板活性化ならびに血小板-白血球凝集体の調節におけるRvDn-3 DPAの作用を調べた(Furman MI, Barnard MR, Krueger LAら、Circulating monocyte-platelet aggregates are an early marker of acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol.2001; 38(4):1002-1006; Pfluecke C, Tarnowski D, Plichta Lら、 Monocyte-platelet aggregates and CD11b expression as markers for thrombogenicity in atrial fibrillation. Clin Res Cardiol. 2016;105(4):314-322; Huo Y, Schober A, Forlow SBら、Circulating activated platelets exacerbate atherosclerosis in mice deficient in apolipoprotein E. Nat Med. 2003;9(1):61-67).
ヒト末梢血を、RvD2n-3 DPAと共にインキュベートすると、血小板活性化因子(PAF)単独とインキュベートした細胞と比較した場合、好中球CD62P(図21)およびCD41発現(n=5ドナー;10nMで約20%の低下)の減少として測定した、好中球でのCD11b発現の減少および好中球-血小板凝集において、用量依存的な減少がもたらされた。これらのインキュベーションでは、RvD2n-3 DPAがまた、用量依存的にCD11b、および、血小板マーカーCD62P(図21A、E、F)およびCD41(n=5ドナー;10nMで約29%の低下)の単球発現を低下させる場合には、単球活性化の有意な低下も認められた。また、健康なボランティアの全血をRvD5n-3 DPAとインキュベートすると、白血球-血小板凝集体と同様に、好中球および単球のCD11b発現が用量依存的に減少する(図21)という同様の発見も得られた。注目すべきことに、これらのインキュベーションにおいて、RvD1n-3 DPAは、好中球、単球および血小板応答(n=5ドナー)を部分的にのみ調節することから、RvDn-3 DPAの各々は、血管白血球および血小板応答の調節において特異的な生物学的作用を示すことが示唆される。次に、RvDn-3 DPAが直接的な抗血小板作用を示すかどうかを検討した。
RvD5n-3 DPAを多血小板血漿(platelet rich plasma)(PRP)とインキュベートすると、PAFを介したCD62P、CD63およびCD41発現のアップレギュレーションが用量依存的に減少した(図21G)。
実施例11:RvDn-3 DPAの減少は、心血管疾患を有する患者における末梢血細胞活性化と相関する。
次に、健康なボランティアで得られた結果が、臨床環境に翻訳可能かどうかを調査した。RvDn-3 DPAが、早朝時間(心筋梗塞の発症率が高い時間枠)に増加したことを踏まえて(Nakashima H, Mashimo Y, Kurobe M, Muto S, Furudono S, Maemura K.、 Impact of Morning Onset on the Incidence of Recurrent Acute Coronary Syndrome and Progression of Coronary Atherosclerosis in Acute Myocardial Infarction、 Circ J. 2017;81(3):361-367; Muller JE, Stone PH, Turi ZGら、Circadian variation in the frequency of onset of acute myocardial infarction、 N Engl J Med.、1985;313(21):1315-1322)、次に、心筋梗塞の危険性もまた高い心血管疾患(CVD)患者における、RvDn-3 DPAの末梢血中レベルを検討した。リスク基準の詳細および方法を以下の表17に示す:
脂質メディエータープロファイリングを用いて、本発明者らは、健康なボランティアにおけるそれぞれの値と比較した場合、CVD患者における、朝(9:00時)、昼(12:00時)および夕(16:00~18:00時)の血漿RvDn-3 DPA濃度の有意な減少を見出した(図22Aおよび表18)。
表18:CVD患者における末梢血LMプロファイル。
CVD患者からの末梢血を、9:00時(午前)、12:00時(正午)および16:00~18:00時(午後)の間に採取した。血漿を、内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。脂質メディエーター(LM)を、LMプロファイリングを用いて、抽出し、同定し、定量した(詳細については方法を参照されたい)。Q1、M-H(親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均±標準偏差であり、pg/mLで表した。n=9例のペア患者。検出限界は~0.1pg。-は、検出限界未満である。* p<0.05(Mann-Whitney対検定を用いた対PM(午後)値)
さらに、CVD患者ではこれらのメディエーターの日周調節に著しい障害が認められ、朝のRvDn-3 DPA濃度は夕方の値と比較して、わずかな、有意ではない上昇がみられた(図22A)。これらの患者では、RvDn-3 DPA生合成マーカー 7-HDPAの血漿中濃度の有意な低下も認められた(図18; Dalli J, Colas RA, Serhan CN. Novel n-3 immunoresolvents: structures and actions. Sci Rep. 2013;3:1940)。
これらの患者由来の末梢血白血球のフローサイトメトリー分析は、健康なボランティアと比較した場合、CVD患者由来の好中球および単球の両方におけるCD11bの発現の増加を示した(図22B-E)。これは、健康なボランティアからの末梢血と比較した場合、CVD患者からの末梢血中の血小板-好中球および血小板-単球凝集体の増加と結びついた(図22B-E)。さらに、RvDn-3 DPAと好中球のCD41発現、単球のCD41、および、血小板のCD63とCD42bの発現との間に負の相関が認められたように、末梢血RvDn-3 DPA濃度と白血球および血小板活性化との間に有意な相関が認められた(図22F~J)。
RvDn-3 DPA生合成のダウンレギュレーションに至るメカニズムを確立するために、次に末梢血白血球におけるRvDn-3 DPA生合成酵素の発現を評価した。共に、健常ボランティアから得られた末端血骨髄性細胞のフローサイトメトリック評価により、15-LOXと5-LOXの骨髄性細胞の発現が、早朝、上方に調節されていることが実証された(図23A-C)。この上昇は、主に、健康ボランティアの好中球において、これらの酵素の発現が増加したことにより寄与された(図23C)。注目すべきことに、これらの生合成酵素の両方における日周調節は、CVD患者からの末梢血白血球において失われた(図23)。これらの知見は、これらの酵素の発現障害が、RvDn-3 DPA生合成の変化に寄与する可能性を示唆する。
実施例12:
血漿アデノシンの上昇は、心血管疾患(CVD)患者のRvD n-3 DPA 生合成を低下させる
CVD患者からの末梢血中の7-HDPA濃度の有意な減少を我々が見出したことから(図18A)、我々は、5-LOX活性を調節することが知られている(Krump E, Picard S, Mancini J, Borgeat P. Suppression of leukotriene B4 biosynthesis by endogenous adenosine in ligand-activated human neutrophils. J Exp Med. 1997;186(8):1401-1406)アデノシンが、これらの患者からの血漿において上昇しているか否かを検討した。LC/MS-MS分析は、健康なボランティアと比較した場合、試験した全ての間隔で末梢血のアデノシンレベルの増加を実証した(図24A)。次に、この末梢血アデノシン濃度の上昇が、患者において観察された循環RvDn-3 DPA濃度の低下の原因であるかどうかを評価した。ここで、アデノシンを分解する酵素であるアデノシンデアミナーゼ(ADA)を用いて、CVD患者の末梢血をインキュベートし(Norris PC, Libreros S, Chiang N, Serhan CN. A cluster of immunoresolvents links coagulation to innate host defense in human blood. Sci Signal. 2017;10(490))、RvD n-3 DPAレベルを評価した。ADA培養は、RvDn-3 DPAの濃度を上昇させた(図24B)。注目すべきことに、CVD患者において、末梢血Achレベルの有意な増加、および血漿17-HDPA濃度で測定した15-LOX活性の変化と関連しない、この神経伝達物質の日周調節の障害も認めた(図18B)。これらの結果は、この神経伝達物質の上方調節が、末梢血白血球で観測される15-LOX発現の下方調節に対抗したことを示唆している(図23)。
実施例13:
患者の末梢血中のRvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAによる白血球活性化の減少。
全身性炎症の増加とn-3 DPA由来SPMの低下との間に関連性があるか否かを検証するため、次にRvD n-3 DPAが、患者の末梢血白血球反応を調節するか否かを検討した。RvD2n-3 DPAは、CD11bの発現を有意に調節することなく、用量依存的に血小板-好中球および血小板-単球凝集を減少させた(図24C,D)。また、全血をRvD5n-3 DPAとインキュベートしたところ、RvD2n-3 DPAよりも高い効力で、好中球-血小板凝集および単球-血小板凝集の減少が認められた(図24C,D)。RvD5n-3 DPAは、好中球および単球のCD11b発現を有意に低下させた(図 24C,D)。白血球に対する作用を示すことに加えて、RvD2n-3 DPAおよびRvD5n-3 DPAもまた、CVD患者の末梢血において血小板CD63およびCD62P発現を下方調節した。(図24E)。
次いで、これら2つのメディエーターの作用が、PAFの存在下でも保持されるか否かを試験した(Shinohara M, Kibi M, Riley IRら、Cell-cell interactions and bronchoconstrictor eicosanoid reduction with inhaled carbon monoxide and resolvin D1. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014;307(10):L746-757; Palur Ramakrishnan AV, Varghese TP, Vanapalli S, Nair NK, Mingate MD. Platelet activating factor: A potential biomarker in acute coronary syndrome? Cardiovasc Ther. 2017;35(1):64-70)。患者の全血を、RvD2n-3 DPAまたはRvD5n-3 DPAのいずれかでインキュベートすると、両方の白血球サブセットにおけるCD62P(図19A,B)およびCD41発現(n=9患者)の減少として測定される血小板-好中球および血小板-単球凝集の減少がもたらされた。また、RvD5n-3 DPAは好中球および単球上のCD11bの発現を低下させることがわかったが、この作用はRvD2n-3 DPAと部分的にしか共有されていなかった(図19C,D)。これらのSPMの両方とも、末梢血血小板における、CD62PおよびCD63の発現を用量依存的に調節した(図19E、F)。これらの結果は、循環RvDn-3 DPAの低下が、CVD患者における末梢血白血球の増加と血小板活性化を導くことを示唆する。
実施例14:
RvD5 n-3 DPA は、ApoE-/ーマウスにおいて、全身性白血球および血小板活性化を低下させ、血管疾患から保護する。
次に、健常ボランティアとCVD患者の両方の末梢血細胞で観察されたRvD5n-3 DPAの保護作用が生体内でも保持されているかどうかを検討した。この目的のため、アポE-/-マウスに、6週間、西洋食を与え、そして、RvD5n-3 DPA(100ng/マウス; i.v.)を2週間、隔日に投与した。RvD5n-3 DPA投与は、CD115陽性細胞におけるCD41およびCD62Pの発現の両方の低下、ならびにCD11b発現の低下を伴う単球活性化によって測定されるように、循環血中の血小板単球凝集を低下させた(図25A)。また、ビヒクルのみを投与したマウスと比較した場合、RvD5n-3 DPAを投与したマウスでは、血小板-好中球凝集および好中球活性化が有意に低下し、CD11b発現が60%を超えて低下したこともまた、認められた(図25B)。
血小板-白血球凝集は、アテローム性動脈硬化症の病因に関与していることから(Huo Y, Schober A, Forlow SB, et al. Circulating activated platelets exacerbate atherosclerosis in mice deficient in apolipoprotein E. Nat Med. 2003;9(1):61-67)、次いで、RvD5n-3 DPAが、血管疾患に対しても、保護作用を示すか否かを検討した。RvD5n-3 DPAを投与したマウスの大動脈切片のLC/MS‐MS解析は、ビヒクルを投与したマウスと比較した場合、異なる脂質メディエータプロファイルを示した。これは、MaR1および15-epi-LXA4を含むDHAおよびAA由来SPMの著しい上方調節によって特徴づけられた(図25Cおよび表19)。
表19:
RvD5 n-3 DPA 投与は、ApoE -/- 由来の大動脈組織において、SPMをアップレギュレートし、炎症誘発性エイコサノイドを減少させた。
ApoE-/-マウスに、ウエスタン食餌(WD)を6週間与えた。4週目に、マウスに、ビヒクルまたは100ng/マウスのRvD5n-3 DPAを(静脈内注射により)1日おきに投与した。下行大動脈を採取し、内部標準を含有する氷冷メタノール中に置いた。脂質メディエーター(LM)を抽出し、同定し、LMプロファイリングを用いて定量した(詳細については方法を参照のこと)。Q1、M-H (親イオン)およびQ3、MS-MS中の診断イオン(娘イオン)。結果は、平均± 標準偏差であり、pg/10mg組織として表される。
n=群あたり4匹のマウス。
* p < 0.05 Mann-Whitney試験を用いた、対ビヒクルマウス。
また、RvD5n-3 DPAを投与したマウスでは、TxB2濃度が35%以上低下し、大動脈プロスタノイドの有意な減少が認められた(図25Cおよび表19)。Oil red-O染色では、ビヒクルを投与したマウスと比較して、RvD5n-3 DPAを投与したマウスの大動脈病変が有意に減少した(図 25D)。これらの知見を総合すると、血小板および白血球に対するRvD5n-3 DPAの保護作用もまた、生体内に維持されており、血管疾患の病変の減少につながることが実証される。
本研究では、健常ボランティアにおける全身性RvDn-3 DPAの日周調節を中心とした、新規な宿主防御メカニズムを明らかにした。これらのメディエーターの産生における破壊は、CVD患者における末梢血白血球および血小板活性化の増加と相関した。現在、心血管機能および免疫系を含む生理学的プロセスは、日周パターン(Ingle KA, Kain V, Goel M, Prabhu SD, Young ME, Halade GV. Cardiomyocyte-specific Bmal1 deletion in mice triggers diastolic dysfunction, extracellular matrix response, and impaired resolution of inflammation. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2015;309(11):H1827-1836; McAlpine CS, Swirski FK. Circadian Influence on Metabolism and Inflammation in Atherosclerosis. Circ Res. 2016;119(1):131-141)に従って振動する分子時計の制御下にあることが広く認識されている。血管系において、血小板活性化は、CD62Pを含むいくつかの活性化マーカーのアップレギュレーションを伴って、1日の早い時間の間に最大である(Scheer FA, Michelson AD, Frelinger AL, 3rd, et al. The human endogenous circadian system causes greatest platelet activation during the biological morning independent of behaviors. PLoS One. 2011;6(9):e24549)。注目すべきことに、この血小板活性化の増加は、組織プラスミノーゲンアクチベーターおよびウロキナーゼの主要な阻害剤として機能するセリンプロテアーゼ阻害剤である血漿プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1の増加と一致し、それによって血栓症のリスクを増加させる(Sakata K, Hoshino T, Yoshida Hら、Circadian fluctuations of tissue plasminogen activator antigen and plasminogen activator inhibitor-1 antigens in vasospastic angina. Am Heart J. 1992;124(4):854-860) 。
血小板CD62Pは、白血球の血管内皮への動員を促進することに加えて、白血球の活性化およびシステイニルロイコトリエン(Shinohara M, Kibi M, Riley IR, et al. Cell-cell interactions and bronchoconstrictor eicosanoid reduction with inhaled carbon monoxide and resolvin D1. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2014;307(10):L746-757)、腫瘍壊死因子-αおよびC-Cモチーフリガンド-2 (Furman MI, Barnard MR, Krueger LA, et al. Circulating monocyte-platelet aggregates are an early marker of acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2001;38(4):1002-1006; Pfluecke C, Tarnowski D, Plichta L, et al. Monocyte-platelet aggregates and CD11b expression as markers for thrombogenicity in atrial fibrillation. Clin Res Cardiol. 2016;105(4):314-322)を含む炎症性メディエーターの産生にも関与するプロセスである、血小板-白血球の相互作用を仲介する。(Shinohara M, Kibi M, Riley IR,ら、Cell-cell interactions and bronchoconstrictor eicosanoid reduction with inhared carbon monoxide and resolvin D1.Am J Physiol Cell Mol Physiol.2014;307(10):L746-757)、 (Furman MI, Barnard MR, Krueger LA,ら、Circulating monocyte-platelet aggregates) 2001;38(4):1002-1006; Pfluecke C, Tarnowski D, Plichta L,ら、心房細動における血栓形成性のマーカーとしての単球-血小板凝集体およびCD11b発現。Clin Res Cardiol.2016;105(4):314-322)。CD62Pは、フラテルカインを発現する内皮細胞への血小板接着を増強し、内皮細胞におけるWeibel-Palade-bodiesの放出の引き金を引き、その結果、1日の早い時間の間、炎症誘発性および血栓誘発性の状態を永続させる。加えて、血小板-白血球凝集は、アテローム性動脈硬化症を含む血管疾患の病因に関係している(Huo Y, Schober A, Forlow SB,ら、Circulating activated platelets excracereates in mices deficient in apolipoprotein E. Nat Med.2003; 9(1): 61-67)。従って、これらの観察は、健康な個体において、内因性で日周的に調節される保護メカニズムが、血管炎症および血栓形成を阻止するためにこの生理学的炎症を逆調節することに関与することを示唆する。本研究では、早朝の時間帯に、血漿中RvD n-3 DPA濃度が上昇することを見出した(図20および表13)。インビトロ実験からの結果(表15)は、これらのSPMの選択的アップレギュレーションが、SPM生合成の基質である他の脂肪酸と比較した場合、末梢血中の白血球生合成酵素によるn-3 DPAの優先的利用から生じることを示唆する。この優先的利用につながる正確なメカニズムは、今後の研究の対象となっている。
CVD患者では、早朝時間中の末梢血RvDn-3 DPAの有意な低下(約3倍低い)が認められ、これはその日の他の間隔でも観察された。このRvD n-3 DPA濃度の低下は、白血球および血小板活性化の増加と関連し、RvD n-3 DPAが生理的血小板および白血球活性化を制御する内因性防御シグナルであることが示唆された。このことは、健常ボランティアと患者の両方の末梢血において、RvDn-3 DPAが白血球と血小板活性化を低下させたという知見によってさらに支持される。RvD5n-3 DPAは、インビボで血小板‐白血球凝集を低下させ、そして、血管脂質メディエータプロファイルを調節して、血栓形成促進メディエータTxA2(その代謝産物TxB2として測定)の濃度を低下させ、MaR1および15‐epi‐LXA4を含む分解促進メディエータの生成をアップレギュレートした。さらに、RvD5n-3 DPAは、ApoE -/-マウスの初期大動脈病変も減少させた(図25)。本知見は、RvD1、RvD2およびMaR1を含む血管DHA由来SPMの産生の変化、ならびにアテローム性動脈硬化症の病因における消散応答(resolution responses)の障害を実証する公表された知見と一致する。これらの知見を総合すると、血管RvDn-3 DPAの日周調節の変化は、血管炎症およびDHA由来SPMの生合成障害をもたらす心血管疾患の病因の早期に生じる可能性があることが実証される。これは、分子概日律動性(circadian rhythms)の生成に関与する哺乳動物自己調節転写翻訳ネガティブフィードバックループにおいて重要な役割を果たすBMAL1の欠失が、ApoE -/-マウスにおけるアテローム性動脈硬化症の重症度の増加をもたらすという最近の観察によって支持される(Huo M, Huang Y, Qu Dら、Myeloid Bmal1 deletion increases monocyte recruitment and worsens atherosclerosis. FASEB J. 2017;31(3):1097-1106)。
組織分解促進メディエーター生合成はまた、神経伝達物質であるAChの放出を介して、迷走神経によって調節され、これは、組織分解トーン(tissue resolution tone)を維持する際の中心である機構である(Dalli J, Colas RA, Arnardottir H, Serhan CN.、Vagal Regulation of Group 3 Innate Lymphoid Cells and the Immunoresolvent PCTR1 Controls Infection Resolution.Immunity.2017; 46(1): 92-105)。本研究からの結果は、健康なボランティアにおけるこの神経伝達物質の血管レベルが日周調節され、早朝の時間中に増加することを実証する(図16)。健常ボランティアの末梢血をAChでインキュベートすると、15-LOX活性のアップレギュレーションを介して、RvDn-3 DPAが増加したことから、この神経伝達物質は末梢血中のこれらの分子の産生の制御にも関与していることが示された。本発明者らはまた、剪断速度の増加が、血小板白血球凝集ならびにRvD n-3 DPAの増加をもたらすことを見出した(図17)。これは、SPM生合成における血小板-白血球ヘテロタイプ凝集の役割を示す以前の知見と一致している(Abdulnour RE, Sham HP, Douda DNら、Aspirin-triggered resolvin D1 is produced during self-resolving gram-negative bacterial pneumonia and regulates host immune responses for the resolution of lung inflammation、 Mucosal Immunol. 2016;9(5):1278-1287; Brancaleone V, Gobbetti T, Cenac Nら、A vasculo-protective circuit centered on lipoxin A4 and aspirin-triggered 15-epi-lipoxin A4 operative in murine microcirculation、Blood、 2013;122(4):608-617)。注目すべき点は、CVD患者において、7-HDPAの減少によって示されるように、5-LOXの発現と活性の両方において有意な減少が認められたことである(図18と図23)。これは、5-LOX活性の公知の調節因子であるアデノシンの有意な増加と関連していた。CVD患者の末梢血をADAと共にインキュベートすると、血漿RvDn-3 DPAがアップレギュレートされた(図 24)。このことは、循環アデノシンのこの増加が、CVD患者におけるこれらのSPMの末梢血中レベルの変化の原因であることを示唆している。これらの知見はまた、血液凝固の間のアデノシン濃度の減少が、SPM生合成をアップレギュレートすることを実証する、健康なボランティアからの末梢血についてなされた知見と一致する。
要約すると、本知見は、血管n‐3 DPA由来のレゾルビンの日周調節を中心とする新規な保護経路を明らかにした。朝の時間中のこれらの分子の増加は、それによって、血管ホメオスタシスを確実にする、全身性炎症および潜在的な血管疾患を制限する生理学的血小板および白血球の活性化を逆調節する。心血管疾患を有する患者において、全身性炎症の増加および心筋梗塞に対する感受性をもたらす末梢血細胞活性化の増加に関連する、これらの分子の産生および概日調節の両方における有意な損失が存在する。この概念に沿って、RvDn-3 DPAは、循環白血球と血小板活性化を再プログラムし、マウスでは血管疾患の有意な減少をもたらした。そのため、健常ボランティアにおいて、血漿RvD5n-3 DPAを上昇させることが近年示された、n-3 DPA補完を含む末梢血RvDn-3 DPAを回復させる戦略は、有益な治療選択肢となる可能性がある。さらに、RvDn-3 DPAに基づく治療は、これらの患者に存在する炎症状態の増加を微調節し、全身性炎症を減弱させ、血管疾患を減少させる新たな機会を、また、提供する可能性もある。

Claims (34)

  1. 心血管疾患を治療または予防するためのn-3 DPA由来のレゾルビンを含む医薬組成物であって、治療または予防が、約午前6時~約午前10時の間にCmaxを達成するために、n-3 DPA由来のレゾルビンを投与することを含む、医薬組成物。
  2. 治療または予防が、血小板および/または白血球の活性化を減少させる、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 治療または予防が、単球の活性化を減少させる、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  4. 治療または予防が、血小板-白血球凝集体の形成を減少させる、請求項1~3のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  5. 治療または予防が、約午前7時~約午前9時の間にCmaxを達成するために、n-3 DPA由来のレゾルビンを投与することを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  6. 少なくとも、10pg/mLのn-3 DPA由来のレゾルビンのピーク血漿濃度を与える投与量で、n-3 DPA由来のレゾルビンが投与される、請求項1~5のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  7. 心血管疾患が、冠動脈疾患、血管炎症、心筋梗塞、卒中、一過性虚血発作、末梢動脈疾患、大動脈疾患、狭心症、心不全または大動脈瘤である、請求項1~6のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  8. 前記n-3 DPA由来のレゾルビンが、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPA RvD5n-3 DPA 、RvT1、RvT2、RvT3および/またはRvT4である、請求項1~7のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  9. 1つ以上の薬学的に許容される賦形剤をさらに含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  10. 医薬組成物が、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの制御および/または遅延放出のために製剤化されており、朝に最大吸収を提供する、請求項1~9のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  11. 医薬組成物が、投与とTmaxとの間の9~12時間の遅延のために製剤化されている、請求項10に記載の医薬組成物。
  12. (a)治療または予防が、2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの組み合わせを、同時に、連続して、または別々に投与することを含み;(b)医薬組成物が経口投与され;ならびに/または(c)治療または予防が、アデノシンの活性レベルまたは発現レベルを減少させること、および/もしくは、5-LOXおよび/もしくは15-LOXの活性レベルまたは発現レベルを増加させることを含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の医薬組成物。
  13. 対象における、心血管疾患のリスクを評価する方法であって、約午前6時~約午前10時の間に、対象の血液から得られた生体サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを、健康な対象における1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの参照レベルと比較することを含む方法。
  14. 対象における心血管疾患のリスクを評価する方法であって、約午前6時~約午前10時の間に対象の血液から得られた第1の生体サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを、同日の別の時刻の前記対象の血液から得られた第2の生体サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの対応するレベルと比較することを含む方法。
  15. 対象の血液中の白血球または血小板の活性化の変化を評価することをさらに含む、請求項14に記載の方法。
  16. 白血球細胞または血小板の活性化が、活性化マーカーを用いて測定される、請求項15に記載の方法。
  17. 活性化マーカーが、CD62P、CD11bおよび/またはCD41である、請求項16に記載の方法。
  18. 1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンが、RvD1n-3 DPA、RvD2n-3 DPA RvD5n-3 DPA 、RvT1、RvT2、RvT3および/またはRvT4から選択される、請求項13~17のいずれか1項に記載の方法。
  19. 2つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルが測定される、請求項13~18のいずれか1項に記載の方法。
  20. 生体サンプルが、全血、血清または血漿サンプルである、請求項13~19のいずれか1項に記載の方法。
  21. 1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルが、液体クロマトグラフィータンデム質量分析(LC-MS/MS)を用いて測定される、請求項13~20のいずれか1項に記載の方法。
  22. 1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルが、イムノアッセイを用いて測定される、請求項13~20のいずれか1項に記載の方法。
  23. 患者の血中の、炎症開始エイコサノイドに対する、n-3 DPA由来のレゾルビンの比率を評価することを含む、請求項13~22のいずれか1項に記載の方法。
  24. 炎症開始エイコサノイドが、プロスタグランジン、ロイコトリエンB4および/またはTxB2である、請求項23に記載の方法。
  25. 1以上の対象における、心血管疾患に対する治療的または予防的処置の有効性を評価する方法であって、処置開始後に対象の血液から得られたサンプルにおける、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを評価することを含み、血液サンプルは約午前6時~約午前10時の間に得られ、そして、サンプルにおけるn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加は、薬剤の効力の指標である、評価方法。
  26. 1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルが、治療前に前記1以上の対象の血液から得られたサンプル中の、1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの対応するレベルと比較される、請求項25に記載の方法。
  27. 1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルが、前記薬剤での治療を開始した後に、前記対象または各対象から得られた一連の2つ以上のサンプルにおいてモニターされる、請求項25に記載の方法。
  28. 約午前6時~約午前10時の間に1以上の対象の血液から得られたサンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを、同日の異なる時刻に対象から得られたサンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンの対応するレベルと比較され;治療を開始した後の、約午前6時~約午前10時の間および同日の異なる時刻に得られた血液サンプル中の1つ以上のn-3 DPA由来のレゾルビンのレベル間の差の増加が、薬剤の有効性の指標である、請求項25に記載の方法。
  29. 対象における心血管疾患に対する治療的または予防的処置の有効性を評価する、コンピュータ実行方法であって、
    約午前6時~約午前10時の間に、処置を開始する前および後に、対象の血液から得られた生体サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すサンプルデータをコンピュータにおいて受信すること、および、
    サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを比較し、処置後の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加が薬剤の効力を示し、そして、比較に基づいて、処置の効力を表す有効性のデータを出力するソフトウェアをコンピュータ上で実行することを含む、コンピュータ実行方法。
  30. 対象における心血管疾患に対する治療的または予防的処置の有効性を評価するコンピュータ実行方法であって、
    対象の血液から得られた生体サンプルの少なくとも2つのシリーズの群における少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すサンプルデータをコンピュータで受け取り、各群1つのサンプルが約午前6時~約午前10時の間に対象から得られ、そして、各群の他のサンプルが同日の異なる時刻に対象から得られ、そして、
    各群において、約午前6時~約午前10時の間と異なる時刻のサンプルの間において、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの差を計算し、そして、そのシリーズのサンプルの群のレベルの差を比較するために、コンピュータでソフトウェアを実行することを含み、
    ここで、処置開始後の約午前6時~約午前10時の間および異なる時刻のサンプルにおける、少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの差の増加は、処置の有効性の指標である、コンピュータ実行方法
  31. 請求項29または30に記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能ソフトウェア。
  32. 対象における心血管疾患の治療的または予防的治療の有効性を評価するためのコンピュータ装置であって、
    コンピュータ、第2のコンピュータおよび、第1の装置と第2のコンピュータとの間でデータの伝送のための通信チャネルとを組み込む第1の装置を含み、
    第1の装置は、治療を開始する前および後の約午前6時~約午前10時の間に対象から得られた生体サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すサンプルデータを受信し、サンプルデータを通信チャネルを介して第2のコンピュータに伝送するように構成され、そして、第2のコンピュータは、サンプル中の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを比較して、治療後の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの増加は、有効性の指標であり、そして、治療の有効性を表す有効性のデータを出力するように、ソフトウェアを実行するように構成される、コンピュータ装置
  33. 対象における心血管疾患の治療的または予防的治療の効力を評価するためのコンピュータ装置であって、
    コンピュータを組み込んだ第1の装置と、第2のコンピュータと、第1の装置と第2のコンピュータとの間のデータ伝送のための通信チャネルとを備え;
    第1の装置は、薬剤で治療を受けている対象から得られた一連の生体サンプル対(各対のうちの1つのサンプルは、約午前6時~約午前10時の間に対象から得られ、各対のうちの他のサンプルは、同日の異なる時刻に対象から得られたものである)の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルを表すサンプルデータを受信し、そして、サンプルデータを、通信チャネルを介して第2のコンピュータに伝送するように構成され、
    第2のコンピュータは、ソフトウェアを実行して、サンプルの各対のうちの約午前6時~約午前10時の間のサンプルと異なる時刻のサンプルとの間の少なくとも1つのn-3 DPA由来のレゾルビンのレベルの差を計算し、一連のサンプルの対の間のサンプルのレベルの差を比較するように構成され治療後の約午前6時~約午前10時の間とn-3 DPA由来のレゾルビンの異なる時間との差の増加は、治療の有効性を示す、コンピュータ装置
  34. 前記第2のコンピュータは、前記通信チャネルを介して、前記第1の装置に、または第3のコンピュータに、前記有効性のデータを送信するように構成される、請求項32または33に記載のコンピュータ装置。
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