KR101335021B1 - 게놈 테스트의 용도 및 인지 기능 저하 치료용 케톤성 화합물 - Google Patents

게놈 테스트의 용도 및 인지 기능 저하 치료용 케톤성 화합물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알츠하이머병과 같이 신경 대사 저하와 관련된 신경 대사 저하를 치료하기 위하여 유효량의 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물을 이용하는 치료를 위한 환자를 유전자형을 이용하여 선별하는 방법에 관한 것이다.

Description

게놈 테스트의 용도 및 인지 기능 저하 치료용 케톤성 화합물 {USE OF GENOMIC TESTING AND KETOGENIC COMPOUNDS FOR TREATMENT OF REDUCED COGNITIVE FUNCTION}
본 발명은 인지 기능 저하의 치료를 위하여 환자를 선택하는 방법에 관한 것으로서, 상기 치료는 인지 기능 저하의 치료에 유효한 양으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 적어도 하나의 화합물을 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 인지 기능 저하는 나이와 관련된 기억 손상(Age-Associated Memory Impairment, AAMI), 알츠하이머병(Alzheimer's Disease, AD), 파킨슨병(Parkinson's Disease), 프리드라이 운동실조(Friedreich's Ataxia, FRDA), GLUT1-결핍 간질(GLUT1-deficient Epilepsy), 레프리코니즘(Leprechaunism), 랩슨-멘덴홀 증후군(Rabson-Mendenhall Syndrome), 관상동맥우회술(Coronary Arterial Bypass Graft, CABG), 치매(dementia), 마취제 유발성 기억 상실(anesthesia-induced memory loss), 헌팅턴 병(Huntington's Disease) 및 많은 다른 질병들과 관련이 있다.
알츠하이머병
알츠하이머병(Alzheimer's Disease, AD)은 일차적으로 노인에게 영향을 미치는 진행성 신경퇴행성 장애이다. 1984년 Blass 및 Zemcov(Blass and Zemcov 1984)는 AD가 콜린성 신경의 아집단(sub-population)에서 대사량의 감소로부터 초래된다고 제안하였다. 뇌 글루코스 대사의 측정은 AD에서 글루코스 대사가 20-40% 감소하여 ATP 수준을 상당히 낮추는 것을 보여준다.
AD에서 감소된 뇌 대사량을 보충하기 위한 시도가 일부 성공하였다. AD 환자의 혈청 케톤체 레벨의 증가는 인지 점수 및 USP를 높였다(Reger, Henderson et al. 2004).
파킨슨병( Parkinson's Disease , PD )
파킨슨병(PD)는 진행성 신경퇴행성 장애로서 알츠하이머병 다음으로 두번째로 흔한 신경퇴행성 질병이다. PD의 추정 유병률은 미국 일반 인구의 0.3 %이며, 85세 이상의 노인의 4 내지 5 %이다. PD는 떨림, 근육 경직, 수의운동의 결핍 및 자세 불안정을 포함하는 운동 장애 특성을 갖는다. PD의 일차적인 신경 병리학적인 특징은 뇌의 흑질의 치밀부(substantia nigra pars compacta, SNpc)에서 도파민성 뉴런의 소실과 남은 도파민성 뉴런 내 호산성 세포질내 봉입체(루이체, Lewy bodies)의 존재이다.
따라서 PD의 보다 효과적인 치료에 대한 필요성, 특히 신경보호적인(neuroprotective) 치료의 필요성이 있다.
산발성 PD의 원인이 불확실하기는 하지만, 몇몇 증거들은 산화적 인산화의 결함이 PD의 발병에 기여할 수 있음을 보여준다. 예를 들어, 1-메틸-4-페닐-1,2,3,6-테트라히드로피리딘(MPTP)이 미토콘드리아 전자 전달 체인의 콤플렉스 I (NADH-유비퀴논 산화환원제)을 막아 도파민성 뉴런의 손실 및 PD의 전형적인 증상들을 야기한다. 콤플렉스 I의 활성 감소는 PD 조직에서도 보고되어 왔다. 이러한 결함은 뇌에만 국한되는 것이 아니라 PD 환자의 혈소판에서도 발견된다.
D-베타-히드록시부티레이트(BHB)는 간세포와, 보다 적은 양으로 성상세포에 의해 생성되는 케톤체이다. BHB는 굶는 동안과 같이 글루코스 공급이 제한되었을 때 뇌에서 에너지의 대체 공급원으로서 작용한다. BHB는 산화적 인산화를 촉진시킴으로써 MPTP-관련 콤플렉스 I의 억제로부터 보호하는 것으로 알려졌다(Tieu, 2003).
프리드라이 운동실조 ( FRDA )
FRDA는 진행성 운동실조, 비후성 심근증, 인슐린-저항성 당뇨병의 조기 발병, 허약증 및 조기 사망으로 특징지어지는 열성 질병이다. FRDA는 210 아미노산으로 이루어진 핵에서 인코딩된(nuclear-encoded) 미토콘드리아 단백질인 프라탁신(frataxin) 결핍에 의해 유발되는 유전성 질병이다. 프라탁신의 낮은 레벨은 인트론 GAA 반복의 확장에 기인하며, mRNA 레벨의 감소를 유발한다. FRDA 환자들은 미토콘드리아 효소 아코니타제(aconitase) 활성의 감소를 나타낸다. 아코니타제는 크렙스 회로(시트르산 회로 또는 TCA 회로)의 첫번째 단계인 구연산의 이소구연산으로의 전환에 책임이 있다. 인간 환자에서 프라탁신의 결핍은 일차적으로 TCA 회로에 결함을 초래하는 것으로 생각된다.
최근의 연구는 공복에 대한 정상적인 반응인 혈중 케톤체의 증가가 미토콘드리아의 구연산 및 이소구연산 레벨을 증가시켜서, FRDA에서 발견되는 아코니타제의 차단을 극복할 수 있음을 보여준다. 케톤체 기반 테라피는 이러한 그룹의 환자들을 위한 효과적인 치료를 제공할 수 있었다.
GLUT1 -결핍 간질
GLUT1-결핍 간질은 영아 발작, 발육 지연 및 정신지체를 동반한 후천성 소두증으로 특징지어진다. GLUT1-결핍 간질은 GLUT1 유전자의 몇몇 유형의 돌연변이에 의해 유발된다. 글루코스 운송자 1(Glucose transporter 1, GLUT1)은 혈류에서 뇌로 글루코스의 운송에 책임이 있는 주요한 단백질이다. 표준 식이 조건 하에서, 뇌는 에너지를 얻기 위하여 혈중 글루코스에 거의 전적으로 의존한다. 그러나 단식과 같은 몇몇 환경에서는 케톤체가 글루코스와는 다른 에너지 공급원을 제공할 수 있다. 케톤체는 뇌로의 운송에 있어서 GLUT1에 의존하지 않으므로 GLUT1-결핍 증후군의 경우에도 에너지를 공급할 수 있다. 따라서 케톤체 치료법은 이런 환자들의 평생 치료에 유용한 방법이 될 수 있을 것이다.
레프리코니즘 및 랩슨 - 멘덴홀 증후군
레프리코니즘 및 랩슨-멘덴홀 증후군은 인슐린 저항성, 지속적인 고혈당증 및 성장지체의 특성을 갖는 희귀병이다. 환자들은 20세를 넘어 생존하기 힘들다. 이러한 질병들은 인슐린 수용체 유전자의 돌연변이로 인해 인슐린에 대한 수용체의 친화도가 낮아져 발생한다. 현재의 치료방법은 인슐린의 양을 증가시켜 투여하는 것이다(수천 유니트/일). 이 치료방법은 인슐린과 수용체의 약한 결합 때문에 미약한 결과만을 얻는다. 케톤체는 PDH 다중효소 복합체의 인슐린 자극 효과를 모방함으로써 크렙스 TCA 회로의 대사산물 레벨을 증가시키고 ATP 형태의 에너지 생산량을 증가시키며 대사 효율을 증가시키는 것으로 나타났다. 케톤-풍부 또는 케톤성 식이요법은 이러한 질환들의 효과적인 치료임을 입증할 것이다.
나이와 관련된 기억 손상
노화는 정상적인 성인의 기억 성능(memory performance)을 포함하는 다양한 생리 기능 악화의 원인이다. 나이와 관련된 인지 성능의 감퇴는 의료 종사자들에 의해서 오랫동안 인식되어 왔다. 나이든 사람들의 기억 성능의 손상은 웩슬러 메모리 검사 (Wechsler Memory Scale, WMS), 즉각적 및 지연된 시각적 재생 테스트 (Trahan et al. Neuropsychology, 1988 19(3) p. 173-89), 레이 청각 언어 학습 테스트 (Rey Auditory Verbal Learning Test, RAVLT) (Ivnik, R.J. et al. Psychological Assessment: A Journal of Consulting and Clinical Psychology, 1990 (2): p. 304-312) 및 다른 검사들(검토를 위하여 Larrabee 및 Crook, Int. Psychogeriatr, 1994 6(1): p. 95-104 참조)을 포함하는 여러 가지 표준 기억력 테스트에서 발견되어 왔다.
다른 질병 및 증후군
많은 다른 질병들과 증후군들이 대사 저하와 관련있다. 이들은 관상동맥우회술 치매(Coronary Arterial Bypass Graft, CABG dementia), 마취제 유발성 기억 상실(anesthesia-induced memory loss), 헌팅턴 병(Huntington's Disease) 및 많은 다른 질병들을 포함한다. 대사 중재가 이러한 원인들로 고통받는 사람들을 도울 수 있음은 명백하다.
따라서 특히 인간과 같은 포유동물의 노화 또는 노인병에 있어서 인지 손상의 치료 및/또는 예방을 위한 조성물 및 방법의 개발의 필요성이 있다.
특허, 공개된 출원, 기술 자료 및 학술자료를 포함한 다양한 문헌들이 명세서 전체에서 인용된다. 여기에서 인용된 그러한 특허 및 출원의 부분적인 목록은 예를 들어 2007. 07. 31에 출원된 USSN USSN 60/953,074, "Genomic testing in Alzheimer's disease and other diseases associated with reduced neuronal metabolism"; 2007. 05. 14에 출원된 USSN 60/917,886, "Inhibitors of Acetyl-CoA Carboxylase for Treatment of Hypometabolism"; 2005. 05. 03에 출원된 USSN 11/123,706, "Method for Reducing Levels of Disease Associated Proteins"; 2006. 06. 15에 출원된 USSN 11/424,429, "Method To Reduce Oxidative Damage And Improve Mitochondrial Efficiency"; 2005. 08. 25에 출원된 USSN 10/546,976, "Novel-Chemical Entities and Methods for their Use in Treatment of Metabolic Disorders"; 2001. 05. 01에 출원된 USSN 09/845,741; 2004. 12. 28에 출원되어 지금은 USPN 6,835,750로 등록된 USSN 10/152,147; 2004. 12. 22에 출원된 USSN 11/021,920; 2006. 01. 13에 출원된 USSN 11/331,673; 2006. 12. 14에 출원된 USSN 11/611,114; 및 2007. 06. 29에 출원된 USSN 11/771,431을 포함한다.
본 발명은 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료를 위하여 환자를 선별하는 방법 및 인지 기능 저하의 치료방법을 제공하고자 한다.
한 구체예에서, 본 발명은 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능이 저하되거나 저하될 위험이 있는 환자를 선별하고, 상기 환자가 하기 유전자형들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는지 확인하고: 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 분해효소(IDE) rs2551101의 C/T에 대한 이형접합, 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IDE rs2551101의 C/C에 대한 동형접합의 부재, 서열번호 21에 의해 나타나는 관련 부위에서의 아포리포단백질 E (APOE) rs405509의 A/C에 대한 이형접합, 서열번호 18에 의해 나타나는 관련 부위에서의 부티릴콜린에스테라제(BUCHE) rs1803274의 G/A에 대한 이형접합, 서열번호 6에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 유사 성장 인자 수용체 전구체(IGF1R) rs2229765의 아데닌에 대한 동형접합, 서열번호 9에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인터루킨-1 베타(IL1B) rs1143627의 티민에 대한 동형접합, 서열번호 10에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IL1B rs16944의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 24에 의해 나타나는 관련 부위에서의 저밀도 리포단백질 수용체(LDLR) rs2738447의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 25에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs7259278의 구아닌에 대한 동형접합, 및 서열번호 15에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs1799898의 시토신에 대한 동형접합; 그리고 신경 대사 저하의 치료 또는 예방을 위한 유효량으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 환자에게 투여하는 것을 포함하는 치료를 위해 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는 환자를 선별하는 것을 포함하는 신경 대사 저하를 치료하기 위한 환자를 선별하는 방법을 제공한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 신경 대사 감소에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료방법을 제공한다. 상기 방법은 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능이 저하되거나 저하될 위험이 있는 환자를 선별하고, 상기 환자가 하기 유전자형들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다: 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 분해효소(IDE) rs2551101의 C/T에 대한 이형접합, 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IDE rs2551101의 C/C에 대한 동형접합의 부재, 서열번호 21에 의해 나타나는 관련 부위에서의 아포리포단백질 E (ApoE) rs405509의 A/C에 대한 이형접합, 서열번호 18에 의해 나타나는 관련 부위에서의 부티릴콜린에스테라제(BUCHE) rs1803274의 G/A에 대한 이형접합, 서열번호 6에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 유사 성장 인자 수용체 전구체(IGF1R) rs2229765의 아데닌에 대한 동형접합, 서열번호 9에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인터루킨-1 베타(IL1B) rs1143627의 티민에 대한 동형접합, 서열번호 10에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IL1B rs16944의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 24에 의해 나타나는 관련 부위에서의 저밀도 리포단백질 수용체(LDLR) rs2738447의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 25에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs7259278의 구아닌에 대한 동형접합, 및 서열번호 15에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs1799898의 시토신에 대한 동형접합. 상기 방법은 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는 환자에게 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료 또는 예방을 위한 유효량으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 환자에게 투여하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하를 효과적으로 치료 또는 예방할 수 있다.
도 1은 치료로 인한 ADAS-Cog 변화에 있어서 IDE 및 APOE 다형성 사이의 상호작용을 보여준다.
특정한 다형성(polymorphisms)이 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료를 위한 환자의 선별에 유용하다는 것은 본 발명에 따른 새로운 견해이다. 여기에서 상기 치료는 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 환자에게 투여하는 것을 포함한다. 특정한 다형성은 "반응자(responders)"와 관련있다. 즉 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물의 투여를 포함하는 치료 방법에 있어서 환자군은 효능(efficacy)과 관련이 있다. 또한 본 발명은 환자의 특정 다형성을 시험하고 특정 다형성의 존재에 기초하여 치료 대상 환자를 선별하는 것을 포함하는 인지 기능 저하 환자를 치료하는 방법을 제공한다.
한 구체예에서, 본 발명은 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능이 저하되거나 저하될 위험이 있는 환자를 선별하고; 상기 환자가 하기 유전자형들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는지 확인하고: 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 분해효소(IDE) rs2551101의 C/T에 대한 이형접합, 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IDE rs2551101의 C/C에 대한 동형접합의 부재, 서열번호 21에 의해 나타나는 관련 부위에서의 아포리포단백질 E (ApoE) rs405509의 A/C에 대한 이형접합, 서열번호 18에 의해 나타나는 관련 부위에서의 부티릴콜린에스테라제(BUCHE) rs1803274의 G/A에 대한 이형접합, 서열번호 6에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 유사 성장 인자 수용체 전구체(IGF1R) rs2229765의 아데닌에 대한 동형접합, 서열번호 9에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인터루킨-1 베타(IL1B) rs1143627의 티민에 대한 동형접합, 서열번호 10에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IL1B rs16944의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 24에 의해 나타나는 관련 부위에서의 저밀도 리포단백질 수용체(LDLR) rs2738447의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 25에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs7259278의 구아닌에 대한 동형접합, 및 서열번호 15에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs1799898의 시토신에 대한 동형접합; 그리고 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료 또는 예방을 위한 유효량으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 환자에게 투여하는 것을 포함하는 치료를 위해 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는 환자를 선별하는 방법을 제공한다.
다른 구체예에서, 본 발명은 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료방법을 제공한다. 상기 방법은 신경 대사 저하에 의하여 인지 기능이 저하되거나 저하될 위험이 있는 환자를 선별하는 단계, 환자가 다음의 유전자형들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는지 확인하는 단계를 포함할 수 있다: 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 분해효소(IDE) rs2551101의 C/T에 대한 이형접합, 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IDE rs2551101의 C/C에 대한 동형접합의 부재, 서열번호 21에 의해 나타나는 관련 부위에서의 아포리포단백질 E (ApoE) rs405509의 A/C에 대한 이형접합, 서열번호 18에 의해 나타나는 관련 부위에서의 부티릴콜린에스테라제(BUCHE) rs1803274의 G/A에 대한 이형접합, 서열번호 6에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 유사 성장 인자 수용체 전구체(IGF1R) rs2229765의 아데닌에 대한 동형접합, 서열번호 9에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인터루킨-1 베타(IL1B) rs1143627의 티민에 대한 동형접합, 서열번호 10에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IL1B rs16944의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 24에 의해 나타나는 관련 부위에서의 저밀도 리포단백질 수용체(LDLR) rs2738447의 시토신에 대한 동형접합, 서열번호 25에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs7259278의 구아닌에 대한 동형접합, 및 서열번호 15에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs1799898의 시토신에 대한 동형접합. 상기 방법은 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는 환자에게 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 저하의 치료 또는 예방을 위한 유효량으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 화합물을 환자에게 투여하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
특정 유전자형을 갖는지 환자를 테스트하는 것은 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 관심 있는 특정 유전자형에 기초하여 적절한 프라이머를 선택하는 일은 당업자에게 통상적인 일이다. 프라이머 설계의 안내를 위한 수많은 온라인 수단들이 존재한다. 예를 들어, 목표 DNA 서열을 검출하기 위한 적절한 프라이머를 선택할 수 있는 알고리즘 프라이머 3(algorithm Primer 3, v. 0.4.0)은 <Frodo.wi.mit.edu>에서 이용 가능하다.
일단 프라이머가 선택되면, EDTA 항응고 정맥혈로부터 게놈 DNA를 추출함으로써 DNA 추출을 수행한다. 이는 QIA-amp Blood-DNA mini-reagent set (Qiagen) 와 같은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 수행될 수 있다. 특정 다형성을 검출하기 위하여, 당업계에 공지된 방법을 이용하여 관심 있는 다형성을 포함하는 영역을 증폭하기 위하여 적절하게 설계된 프라이머 세트가 사용될 수 있다. 유전자형(genotyping)은 ABI PRISM BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit 및 ABI PRISM 377 DNA Sequencer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)와 같이 당업계에 알려진 산물들을 이용한 PCR 산물들의 직접 시퀀싱을 통하여 확인할 수 있다.
한 구체예에서, 유전자형은 인슐린 분해효소(IDE)의 IDE_7로도 알려진 SNP IDE rs 2251101의 이형접합(C/T)을 포함한다. 다른 구체예에서, 유전자형은 인슐린 분해효소(IDE)의 IDE_7로도 알려진 SNP IDE rs 2251101의 동형접합(C/C)의 부재를 포함한다. IDE (HGNC Symbol ID). 이 유전자는 인간 CCDS 세트: CCDS7421의 멤버이다. Ensembl Gene ID: ENSG00000119912. 게놈 위치: 이 유전자는 10번 염색체의 94,201,421-94,323,813 위치에서 발견된다. 이 유전자의 시작은 Contig AL356128.27.1.191935 위치이다. 설명서: 인슐린 분해 효소 (EC 3.4.24.56) (Insulysin) (Insulinase) (Insulin protease). 소스: Uniprot/SWISSPROT P14735. 서열 번호 3 은 SNP rs2251101의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 인슐린 유사 성장 인자 I 수용체 전구체(IGFR-1) rs2229765의 A 에 대한 동형접합을 포함한다. IGF1R (HGNC Symbol ID). 이 유전자는 인간 CCDS 세트: CCDS10378의 멤버이다. Ensembl Gene ID: ENSG00000140443. 게놈 위치: 이 유전자는 15번 염색체의 97,010,302-97,319,034 위치에서 발견된다. 이 유전자의 시작은 Contig AC118658.4.1.168727 위치이다. 설명서: 인슐린 유사 성장 인자 I 수용체 전구체 (EC 2.7.10.1) (IGF-I 수용체) (CD221 항원) [인슐린 유사 성장 인자 1 수용체 알파 체인; 인슐린 유사 성장 인자 1 수용체 베타 체인 포함]. 소스: Uniprot/SWISSPROT P08069. 서열 번호 6은 SNP rs2229765의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 IL1B rs1143627에서 T에 대한 동형접합이다. 또 다른 구체예에서, 유전자형은 IL1B rs16944에서 C에 대한 동형접합이다. IL1B(HGNC Symbol ID. 이 유전자는 Ensembl Gene ID ENSG00000125538와 함께 인간 CCDS 세트 CCDS2102의 멤버이다. 이 유전자는 2번 염색체의 113,303,808-113,310,827 위치에서 발견된다. 이 유전자의 시작은 Contig AC079753.7.1.154214 위치이다. 설명서: 인터루킨-1 베타 전구체 (IL-1 beta)(Catabolin)이다. 소스: Uniprot/SWISSPROT P01584. Rs1143627은 C/T 치환이고 서열 번호 9가 이 SNP의 배치를 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다. rs16944 (dbSNP125)는 A/G 치환이고 서열 번호 10이 이 SNP의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 LDLR rs2738447에서 C에 대한 동형접합이다. 이 유전자는 Ensembl Gene ID ensg00000130164와 함께 인간 CCDS 세트: CCDS12254의 멤버이다. 이 유전자는 19번 염색체의 11,061,155-11,103,838 위치에서 발견되고 이 유전자의 시작은 Contig AC011485.6.1.128618 위치이다. 설명서: 저밀도 리포단백질 수용체 전구체(LDL receptor)이다. 소스: Uniprot/SWISSPROT P01130. 서열번호 24는 이 SNP의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 LDLR rs7259278에서 G에 대한 동형접합이다. 이 유전자는 Ensembl Gene ID ensg00000130164와 함께 인간 CCDS 세트: CCDS12254의 멤버이다. 이 유전자는 19번 염색체의 11,061,155-11,103,838 위치에서 발견되고 이 유전자의 시작은 Contig AC011485.6.1.128618 위치이다. 설명서: 저밀도 리포단백질 수용체 전구체 (LDL receptor)이다. 소스: Uniprot/SWISSPROT P01130. 서열번호 25는 이 SNP의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 LDLRrs1799898에서 C에 대한 동형접합이다. LDLR (HGNC Symbol ID). 이 유전자는 Ensembl Gene ID ensg00000130164와 함께 인간 CCDS 세트: CCDS12254의 멤버이다. 이 유전자는 19번 염색체의 11,061,155-11,103,838 위치에서 발견되고 이 유전자의 시작은 Contig AC011485.6.1.128618 위치이다. 설명서: 저밀도 리포단백질 수용체 전구체 (LDL receptor)이다. 소스: Uniprot/SWISSPROT P01130. 서열번호 15는 이 SNP rs1799898의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 부티릴콜린에스테라제 (BUCHE) K 변이체 rs1803274의 G/A 이형접합이다. BCHE (HGNC Symbol ID). 이 유전자는 인간 CCDS 세트 CCDS3198의 멤버이다. Ensembl Gene ID는 ENS00000114200 이다. 이 유전자는 3번 염색체의 166,973,387-167,037,944 위치에서 발견된다. 이 유전자의 시작은 Contig AC009811.14.1.171083 위치이다. 콜린에스테라제 전구체 (EC 3.1.1.8) (아실콜린 아실가수분해효소) (콜린에스테라제 II) (부티릴콜린에스테라제) (슈도콜린에스테라제). 소스: Uniprot/SWISSPROT P06276. 서열번호 18은 이 SNP rs1803274의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
또 다른 구체예에서, 유전자형은 아포리포단백질 E (APOE) 프로모터 변이체 rs405509의 A/C 이형접합이다. Rs405509는 -219 변이체이며 A/C 대립형질을 갖는다. APOE (HGNC Symbol ID). 이 유전자는 인간 CCDS 세트 CCDS12647의 멤버이다. Ensemble Gene ID는 ENSG00000130203 이다. 이 유전자는 19번 염색체의 50,100,879-50,104,489 위치에서 발견된다. 이 유전자의 시작은 Contig AC011481.4.1.107567 위치이다. 아포리포단백질 E 전구체 (Apo-E). 소스: Uniprot/SWISSPROT P02649. 서열번호 21은 SNP rs405509의 다형성을 규명하는 이 유전자의 선택된 부위를 보여준다.
본 명세서에서 사용된 신경 대사 저하는 신경 대사 저하를 초래할 수 있는 모든 가능한 메커니즘을 의미한다. 이러한 메커니즘은 미토콘드리아 기능 장애, 자유 라디칼 공격, 활성 산소종(ROS)의 발생, ROS-유도된 신경 아폽토시스, 글루코스 운송 또는 당분해(glycolysis)의 결함, 세포막 이온 포텐샬의 불균형, 칼슘 유입 장애 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 구체예에서, 환자는 신경 대사 저하에 기인하여 발달 장애와 관련된 인지 기능 저하를 갖거나 그러한 위험성이 있다. 예를 들면, 감소된 인지 기능은 알츠하이머병(AD), 파킨슨병, 프리드라이 운동실조(FRDA), GLUT1-결핍 간질, 레프리코니즘 및 랩슨-멘덴홀 증후군, 관상동맥우회술(CABG) 치매, 마취제 유발성 기억 상실, 헌팅턴 병 및 많은 다른 질병들과 관련이 있다.
본 발명에 따르면, 고 혈중 케톤 레벨은 글루코스 대사와 절충하여 뇌 세포에 에너지 공급원을 제공할 것이며 인지 기능의 향상으로 이어질 것이다. 본 발명에서 사용된 "환자"란 신경 대사 저하에 기인한 질병 및 상태의 치료로부터 이익을 얻을 수 있는 인간을 포함한 모든 포유동물을 포함한다.
한 구체예에서, 포유동물의 체내에서 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은 "중간사슬 트리글리세라이드(medium chain triglycerides)" 또는 "MCT"를 포함하며, 각각 5-12 탄소의 탄소 사슬을 갖는 세 개의 지방산 분자들이 에스터 결합된 글리세롤 분자를 의미한다. MCT는 하기 일반 화학식에 의해 표현될 수 있다:
Figure 112010012924407-pct00001
여기에서 R1, R2 및 R3는 탄소 백본에 5-12 탄소를 갖고 글리세롤 백본에 에스터화된 지방산이다. 본 발명의 구조 지질은 직접 에스터화, 재배열, 분별, 에스터 교화 등과 같이 당업계에 공지된 어떠한 방법에 의해서도 제조될 수 있다. 예를 들어, 지질은 코코넛 오일과 같은 식물성 오일의 재배열에 의해 제조될 수 있다. 사슬의 길이 및 분포는 소스 오일에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 1-10% C6, 30-60% C8, 30-60% C10, 1-10% C10을 포함하는 MCT는 보통 야자 또는 코코넛 오일로부터 얻는다. R1, R2 및 R3에서 약 95% C8 이상을 포함하는 MCT는 옥탄산을 글리세린으로 반합성 에스터화함으로써 만들 수 있다. 이러한 MCT는 유사하게 반응하며 본 명세서에서 사용된 MCT라는 용어에 합치된다.
MCT는 5-12 탄소의 사슬 길이를 갖는 지방산들로 구성되며 널리 연구되어 왔다. MCT는 보다 일반적인 긴 사슬 트리글리세라이드(LCT)로부터 다르게 대사되었다. 특히 MCT는 증가된 문 흡수율을 보이는 중간 사슬 지방산(MCFA)을 방출하도록 LCT에 비해 보다 쉽게 소화되며 강제 산화된다. MCFA는 긴 사슬 지방산(LCFA)보다 훨씬 낮은 녹는점을 가지며, 따라서 MCFA 및 이에 상응하는 MCT는 상온에서 액체이다. MCFA는 LCFA에 비해 생리학적 pH에서 더 작고 더 이온화되며, 따라서 MCFA는 수용액에 훨씬 가용성이 높다. MCT의 작은 크기와 감소된 소수성은 LCT에 비하여 소화율 및 흡수율을 높인다.
섭취하였을 때 MCT는 우선 리파아제에 의해 처리되며, 글리세롤 백본으로부터 지방산 사슬이 잘린다. 전십이지장에서 몇몇 리파아제들은 LCT보다 MCT를 우선적으로 가수분해하며, 방출된 MCFA는 부분적으로 위 점막에 의해 직접 흡수된다. 위에서 흡수되지 않은 MCFA는 문맥으로 직접 흡수되며 리포단백질로 포장되지 않는다. 정상 식이지방에서 유래한 LCFA는 LCT로 재에스터화되고 운송을 위해 림프에서 킬로미크론(chylomicrons)으로 포장된다. 이것이 MCT에 비해 LCT의 대사를 상당히 늦춘다. 림프보다 혈중 수송이 훨씬 빠르기 때문에, MCFA는 간에 빨리 도착한다.
간에서 MCFA는 강제 산화된다. 섭취 상태에서 LCFA는 주로 말로닐 코엔자임 A (malonyl-CoA)의 억제 효과 때문에 간에서 거의 산화되지 않는다. 지방 저장에 유리한 조건에서 malonyl-CoA는 지방형성(lipogenesis) 과정의 중간체로서 생성된다. Malonyl-CoA는 알로스테릭하게 카르니틴 팔미토일전이효소 I 을 억제함으로써 LCFA의 미토콘드리아로의 수송을 억제한다. 이러한 피드백 메커니즘은 지방분해 및 지방형성의 공전 사이클(futile cycle)을 방해한다. MCFA는 LCFA의 산화를 통제하는 조절에 크게 영향 받지 않는다. MCFA는 카르니틴 팔미토일전이효소 I을 사용하지 않고 미토콘드리아로 들어감으로써 상기 조절 단계를 건너뛰며 개체의 대사 상태에 상관없이 산화된다. 중요한 것은 MCFA는 간으로 빠르게 유입되어 빠르게 산화되기 때문에, 많은 양의 케톤체들이 MCFA로부터 빠르게 생성되고 많은 구강 용량(대략 20 mL)이 고케톤혈증(hyperketonemia)을 지속시킬 것이다. MCT가 케톤성 식이의 맥락 외에서 투여될 수 있다는 것은 본 발명자들의 새로운 견해이다. 따라서 본 발명에서 탄수화물은 MCT와 동시에 소비될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 사용된 "유효량"은 특정한 생물학적 결과를 얻는 데에 효과적인 화합물, 물질 또는 조성물의 양을 의미한다. 전술한 질환들의 처리 효과는 적어도 하나의 신경심리학적 테스트의 향상된 결과에 의해 평가될 수 있다. 이러한 신경심리학적 테스트는 당업계에 공지되었으며, 그 중에서도 Clinical Global Impression of Change (CGIC), Rey Auditory Verbal Learning Test (RAVLT), First-Last Names Association Test (FLN), Telephone Dialing Test (TDT), Memory Assessment Clinics Self-Rating Scale (MAC-S), Symbol Digit Coding (SDC), SDC Delayed Recall Task (DRT), Divided Attention Test (DAT), Visual Sequence Comparison (VSC), DAT Dual Task (DAT Dual), Mini-Mental State Examination (MMSE), 및 Geriatric Depression Scale (GDS)를 포함한다.
"인지 기능"이란 용어는 명확한, 정상적인, 또는 적절한 뇌의 생리학적 활성을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니지만 정신적인 안정, 기억/회상 능력, 문제 해결 능력, 추론 능력, 사고 능력, 판단 능력, 학습 능력, 지각, 직관, 주의 및 의식 중 적어도 하나를 포함한다. "향상된 인지 기능" 또는 "개선된 인지 기능"은 이에 한정되는 것은 아니지만 정신적인 안정, 기억/회상 능력, 문제 해결 능력, 추론 능력, 사고 능력, 판단 능력, 학습 능력, 지각, 직관, 주의 및 의식을 당업계에서 사용되는 적절한 수단을 이용하여 측정한 명확한, 정상적인, 또는 적절한 뇌의 생리학적 활성의 향상을 의미한다. "감소된 인지 기능" 또는 "손상된 인지 기능"은 명확한, 정상적인, 또는 적절한 뇌의 생리학적 활성의 감소를 의미한다.
투여는 필요에 따라 또는 원하는 바에 따라, 예를 들면 한 달에 한번, 일주일에 한번, 매일, 또는 매일 한번 이상 할 수 있다. 마찬가지로, 투여는 2일, 2주, 또는 2개월에 한번, 3일, 3주, 또는 3개월에 한번, 4일, 4주, 또는 4개월에 한 번 등으로 할 수 있다. 투여는 하루에 수 회로 할 수 있다. 보통의 식이 요구량의 보충에 이용될 때, 조성물은 환자에게 직접 투여되거나 매일의 식사 또는 음식에 접촉 또는 혼합될 수 있다.
투여는 또한 정기적으로, 예를 들어 환자에게 식이 요법의 일부로서 할 수 있다. 식이요법은 환자로 하여금 환자의 인지 기능, 기억 및 행동을 향상시키기 위한 유효량의 본 발명의 조성물을 정기적으로 섭취하게 하는 것을 포함할 수 있다. 정기적인 섭취는 하루에 한번 또는 하루에 두번, 세번, 네번 또는 그 이상으로 날마다 또는 주마다 할 수 있다. 마찬가지로, 정기적인 투여는 2일 또는 2주마다, 3일 또는 3주마다, 4일 또는 4주마다, 5일 또는 5주마다, 또는 6일 또는 6주마다 할 수 있으며, 이러한 식이요법에서 투여는 하루에 수 회로 할 수 있다. 정기적인 투여의 목적은 여기에 예시된 것처럼 환자에게 본 발명의 조성물의 최적 용량을 제공하는 것이다.
한 구체예에서, 본 발명에 따른 조성물은, 때로는 본 명세서에서 '연장된' 기간으로 언급된 "장기간" 소비가 의도된다. 본 명세서에서 사용된 "장기간" 투여는 일반적으로 한 달 이상의 기간을 의미한다. 2개월, 3개월, 4개월 이상의 기간은 본 발명의 일실시예로 포함된다. 또한 실시예들은 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 개월 이상을 포함하는 더 연장된 기간을 포함한다. 11 개월 또는 1년을 초과하는 기간도 포함된다. 확장된 용어는 1, 2, 3 년 이상 연장된 더욱 장기간들도 본 발명에서 예상된다. 본 명세서에서 사용된 "정기적으로"는 적어도 주 1회로 조성물을 복용 또는 소비하는 것을 말한다. 주 2회 또는 3회와 같이 보다 잦은 복용 또는 소비도 포함된다. 또한 매일 한 번 이상의 소비를 포함하는 식이요법도 포함된다. 획득한 케톤체들 또는 특정 케톤체의 혈중 레벨이 복용 횟수의 중요한 기준일 수 있음을 당업자는 인식할 것이다. 본 명세서에서 예시되었는지 여부에 상관 없이, 기준이 되는 화합물의 혈중 레벨을 허용 범위 내로 유지하도록 하는 어떠한 복용 횟수도 유용하게 적용될 수 있다. 복용 횟수는 소비 또는 투여되는 조성물의 함수일 것이고, 몇몇 조성물들은 기준이 되는 화합물(예를 들어, 케톤체)의 원하는 혈중 농도를 유지하기 위하여 더 자주 또는 덜 투여될 필요가 있음을 당업자는 인식할 것이다.
한 구체예에서, 방법은 MCT의 사용을 포함하며, 이 때 R1, R2 및 R3은 6-탄소 백본을 포함하는 지방산이다(tri-C6:0). tri-C6:0 MCT는 많은 동물 모델 시스템에 있어서 위장관에 의해 매우 급격히 흡수된다. 높은 흡수율은 간의 급격한 살포 및 강력한 케톤 반응을 야기한다. 다른 구체예에서, 방법은 MCT의 사용을 포함하며, 이 때 R1, R2 및 R3은 8-탄소 백본을 포함하는 지방산이다(tri-C8:0). 또 다른 구체예에서, 방법은 MCT의 사용을 포함하며, 이 때 R1, R2 및 R3은 C6:0, C8:0, C10:0 및 C12:0 지방산의 혼합이다. 또 다른 구체예에서, 방법은 MCT의 사용을 포함하며, 이 때 R1, R2, 및 R3은 10-탄소 백본을 포함하는 지방산이다(tri-C10:0). 또 다른 구체예에서, 방법은 MCT의 사용을 포함하며, 이 때 R1, R2 및 R3은 C6:0, C8:0, C10:0, 및 C12:0 지방산들의 혼합이다. 또 다른 구체예에서, MCT의 R1, R2 및 R3 탄소 사슬의 95% 이상은 8 탄소 길이이다. 또 다른 구체예에서, R1, R2 및 R3 탄소 사슬은 6-탄소 또는 10-탄소 사슬이다. 또 다른 구체예에서, MCT의 R1, R2 및 R3 탄소 사슬의 50% 는 8 탄소 길이이며, MCT의 R1, R2 및 R3 탄소 사슬의 약 50%는 약 10 탄소 길이이다. 부가적으로, MCT의 활용은 에멀전화에 의해 증가될 수 있다. 지질의 에멀전화는 리파아제에 의한 반응을 위한 표면적을 증가시켜 더욱 급속한 가수분해 및 MCFA의 방출을 야기한다. 트리글리세라이드의 에멀전화 방법은 당업계에 널리 알려져 있다.
한 구체예에서, 방법은 6, 8, 10, 및 12 탄소 길이의 MCFA 또는 이들의 혼합물의 사용을 포함한다.
치료제의 치료학적인 유효량은 원하는 효과를 가져오기에 충분한 양 또는 투여량일 수 있고, 부분적으로는 상태의 심각성 및 단계, 환자의 크기 및 상태 뿐만 아니라 당업계에 잘 알려진 다른 요인들에 의존할 수 있다. 투여량은 본 명세서의 다른 곳에 기재된 것처럼 일회량 또는 예를 들어 몇 주에 걸쳐 나누어 투여하는 수회량으로 주어질 수 있다.
한 구체예에서, 케톤성 화합물은 경구 투여된다. 다른 구체예에서, 케톤성 화합물은 정맥내로 투여된다. MCT의 경구 투여 및 정맥내 투여되는 MCT의 다른 케톤성 화합물 조제용 물질 및 다른 케톤성 화합물 용액은 당업계에 잘 알려져 있다.
한 구체예에서, MCT 또는 MCFA와 같이 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 조성물의 경구 및/또는 정맥내 투여는 고케톤혈증을 일으킨다. 한 구체예에서, 고케톤혈증은 글루코스의 존재 하에서도 뇌의 에너지 공급에 케톤체가 이용되도록 한다. 부가적으로, 고케톤혈증은 뇌혈류량의 상당한 증가(39%)를 초래한다(Hasselbalch, S.G., et al., Changes in cerebral blood flow and carbohydrate metabolism during acute hyperketonemia, Am J Physiol , 1996, 270:E746-51). 고케톤혈증은 정상인의 전신 저혈당(systemic hypoglycemia)과 관련된 인지 기능 장애를 감소시키는 것으로 보고되었다(Veneman, T., et al., Effect of hyperketonemia and hyperlacticacidemia on symptoms, cognitive dysfunction, and counterregulatory hormone responses during hypoglycemia in normal humans, Diabetes, 1994, 43:1311-7). 전신 저혈당은 AD, AAMI 등과 같이 질병- 또는 연령-연관된 인지 감소에서 발생하는 글루코스 대사의 국소 결함과는 구별된다.
모든 구체예에서, 본 발명은 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 조성물을 제공한다. 그러한 화합물들은 총괄하여 케톤체 전구체 화합물 또는 케톤성 화합물로도 불린다. 그러한 화합물들은 예를 들어 MCT, MCFA 및 케톤체의 전구약물, 대사 전구체 등과 같은 화합물들을 포함한다. 예를 들어, 한 구체예에 따르면, 체내에서 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은 수여자 숙주에 의해 대상 화합물로 대사적으로 변환될 수 있는 하나 또는 그 이상의 전구약물을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 전구약물은 체내에서 화학적 변형을 거친 후에 약리학적 활성을 나타내는 화합물이다. 전구약물은 또한 전구약물의 변환이 직접 케톤체의 형성을 초래한다면 대사 전구체로 불릴 수도 있다. MCT 및 MCFA는 우선 아세틸-CoA로 산화되어야 하고, 그 후 케톤체로 합성되기 전에 몇몇 과정을 거친다. 케톤체 전구체 화합물의 분류는 후술하는 화합물들을 포함한다. 한 구체예에서, 케톤체 전구체 화합물은 AD, AAMI 등과 같이 질병- 또는 연령-연관된 인지 감소의 발생을 치료 및/또는 예방하기 위하여 요구되는 레벨로 혈중 케톤체 수준을 증가시키는 데 필요한 양으로 투여된다. 이러한 화합물들의 모든 적절한 투여량은 당업자에 의해 결정될 수 있다.
매우 다양한 전구약물의 제제가 당업계에 알려져 있다. 예를 들면, 전구약물 결합은 에스터 또는 무수물과 같이 가수분해되거나 아미드와 같이 효소적으로 생분해될 수 있다.
케톤체 전구체 화합물과 같이 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은, 환자와 같은 포유동물의 체내에서 직접 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물을 포함하는 본 발명과 함께 사용하기에 적합하며 당업자에 의해 결정될 수 있다. 이러한 화합물은 지방산의 산화를 증가시키는 효과를 따라할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니지만 케톤체, D-베타-히드록시부티레이트, 아세토아세테이트, 및 이들의 대사 전구체들을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 대사 전구체라는 용어는 1,3 부탄 디올, 아세토아세틸-1-1, 3-부탄 디올, 아세토아세틸-D-베타-히드록시부티레이트와 같은 아세토아세틸 또는 D-베타-히드록시부티레이트 일부분(moiety)를 포함하는 화합물을 말한다. 이러한 1수산기, 2수산기, 또는 3수산기 알코올의 화합물의 에스터도 다른 구체예에 포함된다. 대사 전구체는 또한 D-베타-히드록시부티레이트의 폴리에스터 및 D-베타-히드록시부티레이트의 아세토아세테이트 에스터를 포함한다. D-베타-히드록시부티레이트의 폴리에스터는 인간 또는 포유동물에 의해 쉽게 소화되고/거나 대사될 수 있도록 설계된 이 폴리머의 올리고머들을 포함한다. 이들은 바람직하게는 2 내지 100 반복 길이이며, 전형적으로는 2 내지 20 반복 길이이고, 가장 알맞게는 3 내지 10 반복 길이이다. 케톤체 전구체로서 이용 가능한 폴리 D-베타-히드록시부티레이트 또는 말단에 산화된 폴리-D-베타-히드록시부티레이트 에스터의 예는 하기와 같다:
Figure 112010012924407-pct00002
Figure 112010012924407-pct00003
Figure 112010012924407-pct00004

각각의 경우에, n 은 증가된 혈중 케톤체 레벨을 제공하기 위해 폴리머 또는 올리고머가 인간 또는 포유동물의 체내에 투여되어 쉽게 대사될 수 있도록 선택된다. n 값은 0 내지 1,000의 정수, 더 바람작하게는 0 내지 200, 보다 바람직하게는 1 내지 50, 가장 바람직하게는 1 내지 20, 특히 알맞게는 3 내지 5이다. 각각의 경우에, m 은 1 이상의 정수이며, 치료 또는 영양에 사용하기 위한 하나 또는 그 이상의 양이온을 갖는 이들의 복합체 또는 이들의 염이다. 양이온 및 전형적인 생리학적 염의 예들은 본 명세서에 기재되었으며, 추가적으로 염 복합체, L-라이신, L-아르기닌, 메틸 글루카민, 및 당업계에 공지된 다른 것들을 형성하는 생리학적 반대이온에 의해 각각 균형을 이루는 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘을 포함한다.
또한 케톤체 전구체 화합물의 정의에는 신경 대사 저하의 치료에 유용한 몇몇 다른 케톤체 전구체 화합물들도 포함되며; 하기에서 더욱 충분히 설명되는 바와 같이, 다수산기 알코올의 에스터, 3-히드록시산 에스터 및 글리세롤 에스터를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "유도체"는 모화합물로부터 파생되거나 이론적으로 파생된 화합물 또는 화합물의 일부를 말한다. "히드록실 그룹"이란 용어는 화학식 OH로 나타낼 수 있고; "알콕시 그룹"이란 용어는 화학식 -OR로 나타낼 수 있으며, 이 때 R은 하기에 정의된 바와 같이 저급 알킬 그룹을 포함하는 알킬 그룹일 수 있고, 선택적으로 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 시클로알킬, 할로겐화된 알킬, 또는 헤테로시클로알킬 그룹으로 치환될 수 있으며; "에스터"라는 용어는 화학식 -OC(O)R로 나타낼 수 있고, 이 때 R은 하기에 정의된 바와 같이 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 아랄킬, 시클로알킬, 할로겐화된 알킬, 또는 헤테로시클로알킬 그룹일 수 있으며; "알킬 그룹"이라는 용어는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 데실, 테트라데실, 헥사데실, 에이코실, 테트라코실 등과 같은 분지 또는 미분지의 포화된 1 내지 24 탄소 원자의 탄화수소 그룹으로 정의된다. "저급 알킬" 그룹은 포화된 분지 또는 미분지의 1 내지 10 탄소 원자의 탄화수소이고; "알케닐 그룹"이라는 용어는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 구조식을 갖는 2 내지 24 탄소 원자의 탄화수소 그룹으로 정의되며; "알키닐 그룹"은 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 구조식을 갖는 2 내지 24 탄소 원자의 탄화수소 그룹으로 정의되고; "할로겐화된 알킬 그룹"은 상기에서 정의된 알킬 그룹에 존재하는 하나 이상의 수소 원자가 할로겐(F, Cl, Br, I)으로 치환된 알킬 그룹으로 정의되며; "시클로알킬 그룹"은 적어도 세 개의 탄소 원자로 이루어진 비방향족 탄소-기반 링으로 정의된다. 시클로알킬 그룹의 예는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 등이 있다. "헤테로시클로알킬 그룹"이라는 용어는 상기에서 정의된 시클로알킬 그룹의 링의 적어도 하나의 탄소 원자가, 이에 한정되는 것은 아니지만, 질소, 산소, 황 또는 인과 같은 헤테로원자로 치환된 것이며; "지방족 그룹"이라는 용어는 상기에서 정의된 알킬, 알케닐, 알키닐, 할로겐화된 알킬 및 시클로알킬 그룹을 포함하는 것으로 정의된다. "저급 지방족 그룹"이란 내지 10 탄소 원자를 포함하는 지방족 그룹이고; "아릴 그룹"이라는 용어는 이에 한정되는 것은 아니지만 벤젠, 나프탈렌 등을 포함하는 탄소-기반 방향족 그룹으로 정의된다. "방향족"이라는 용어는 또한 "헤테로아릴 그룹"을 포함하며, 방향족 그룹의 링에 포함된 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 방향족 그룹으로 정의된다. 헤테로원자의 예는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 질소, 산소, 황 및 인을 포함한다. 아릴 그룹은 이에 한정되는 것은 아니지만 알킬, 알키닐, 알케닐, 아릴, 할로겐화물, 니트로, 아미노, 에스터, 케톤, 알데히드, 히드록시, 카복실산 또는 알콕시를 포함하는 하나 이상의 그룹으로 치환되거나 치환되지 않을 수 있고; "아랄킬"이라는 용어는 아릴 그룹에 부착된 알킬 그룹을 갖는 아릴 그룹으로 정의될 수 있다. 아랄킬 그룹의 예로는 벤질 그룹이 있으며; "에스터화"는 에스터를 생성하는 알코올과 카복실산 또는 카복실산 유도체와의 반응을 말하고; "에스터교환"은 새로운 에스터 화합물을 생성하는 에스터와 알코올의 반응을 말한다. "3-히드록시부티레이트"라는 용어는 "3-히드록시부틸산"이라는 용어와 혼용하여 사용된다.
한 구체예에서, 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은 하기 화학식을 갖는 화합물을 포함한다:
Figure 112010012924407-pct00005
여기에서 R은 다수산기 알코올 잔기이고; n, m 및 x 는 정수를 나타내며; m 은 x 보다 작거나 같다.
(R)-3-히드록시부티레이트 및 그 유도체와 함께 에스터를 생성할 수 있는 생리학적으로 사용 가능한 알코올은 1수산기 및 다수산기 알코올을 포함한다. 다수산기 알코올의 에스터는 좀더 짧은 (R)-3-히드록시부티레이트 올리고머를 사용하는 것보다 동량의 (R)-3-히드록시부티레이트 유도체 당보다 고밀도의 (R)-3-히드록시부티레이트를 전달한다. 짧은 올리고머는 일반적으로 좀더 쉽게 가수분해되어 혈중 (R)-3-히드록시부티레이트의 농도를 증가시킨다. 그러한 에스터의 제조에 적합한 다수산기 알코올의 예로서 탄수화물 알코올과 같은 탄수화물 및 탄수화물 유도체를 포함하며, 탄수화물의 예로는 이에 한정되는 것은 아니지만 알트로스, 아라비노스, 덱스트로스, 에리트로스, 프럭토스, 갈락토스, 글루코스, 글로스, 아이도스, 락토스, 라이소스, 만노스, 리보스, 수크로스, 탈로스, 트레오스, 자일로스 등을 포함한다. (R)-3-히드록시부티레이트 유도체의 제조에 유용한 탄수화물의 추가적인 예로는 N-아세틸글루코사민 등과 같은 N-아세틸 유도체를 포함하는 갈락토사민, 글루코사민 및 만노사민과 같은 아미노 유도체가 포함된다. 탄수화물의 예로서 또한 알킬 글리코시드와 같은 탄수화물 유도체도 포함된다. 탄수화물 알코올의 예로는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 글리세롤, 만니톨, 리비톨, 소르비톨, 트리톨, 자일리톨 등이 포함된다. 상기 열거된 탄수화물 및 탄수화물 알코올의 거울상이성질체 또한 상기 화학식에 따른 (R)-3-히드록시부티레이트 유도체의 제조에 이용될 수 있다.
실시예들은 n이 1 내지 약 100이고; x가 1 내지 약 20이며; m이1내지 약 20인 화합물을 포함한다. 일실시예는 R이 (R)-1,3-부탄디올인 화합물을 포함한다.
다른 구체예에서, 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은 하기 화학식의 화합물을 포함한다:
Figure 112010012924407-pct00006
및
Figure 112010012924407-pct00007
여기에서 n 및 m은 독립적으로 1 내지 약 100의 정수이다. 몇몇 실시예에서, n 및 m 은 서로 같고; n 및 m 은 다르며; n 및 m 은 3이다.
또한 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물은 하기 화학식에 따른R-3-히드록시부티레이트의 에스터 화합물을 포함한다:
Figure 112010012924407-pct00008
여기에서 n 은 1 내지 약 100의 정수이다. 일실시예에서, n 은 3이다.
케톤체 레벨을 증가시킬 수 있는 다른 화합물은 3-히드록시산을 포함한다. 조성물은 3-히드록시산, 3-히드록시산의 직쇄형 또는 시클릭 올리고머, 3-히드록시산 또는 올리고머의 에스터, 3-히드록시산의 유도체, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 한 구체예에서, 조성물은 3, 4 또는 5 단량체 서브유닛을 포함하는 R-3-히드록시산의 시클릭 마크로리드를 포함한다. 3-히드록시산은 3-히드록시부틸산, 3-히드록시발레르산, 3-히드록시헥산산 및 3-히드록시헵탄산을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 올리고머의 길이는 단량체의 서방성 방출을 위하여 적합한 소화율을 갖는 유도체와 같아야 한다. 다른 구체예에서, 시클릭 삼량체(트리올리드)는 다른 시클릭 올리고리드 또는 직쇄형 에스터 및/또는 그 둘의 혼합물과 혼합하여 사용된다.
3-히드록시산의 일반 화학식은 다음과 같다:
Figure 112010012924407-pct00009
여기에서 R1은 수소, 메틸, 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 헤테로알킬, 헤테로아릴, 티올, 디설파이드, 에테르, 티올에테르, 아민, 아미드, 할로겐으로부터 선택된다. R2 및 R3는 독립적으로 수소, 메틸, 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 헤테로알킬, 헤테로아릴, 티올, 디설파이드, 에테르, 티올에테르, 아민, 아미드, 할로겐, 히드록시, 에스터, 질소-치환된 라디칼, 및/또는 산소-치환된 라디칼로부터 선택된다. R4는 수소, 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 헤테로알킬, 헤테로아릴, 티올, 디설파이드, 에테르, 티올에테르, 아민, 아미드, 할로겐, 히드록시, 에스터, 질소-치환된 라디칼, 및/또는 산소-치환된 라디칼로부터 선택된다. 또한 R4가 수소 또는 할로겐이 아닌 경우, R3는 R4에 직접 결합될 수 있고 R4는 메틸일 수 있다.
케톤체 레벨을 증가시킬 수 있는 다른 화합물은 하기 화학식을 갖는 글리세롤 에스터, 즉, 물에 잘 녹지 않는 적어도 하나의 케토산 또는 히드록시산의 글리세라이드를 포함한다:
Figure 112010012924407-pct00010
여기에서 R1, R2 및 R3 중 둘 또는 세 그룹은 각각 독립적으로 아세토아세테이트, 알파-케토프로피오네이트, 베타-히드록시부티레이트 및 알파-히드록시프로피오네이트 그룹의 하나 이상이며, R1, R2 및 R3 중 오직 두 그룹만이 상기 그룹 중 하나일 때 세번째 그룹은 히드록시 그룹 또는 2 내지 24 탄소 원자를 포함하는 포화 또는 불포화된 지방산 잔기이다. 하기 화학식을 갖는 다른 글리세롤 에스터, 특히 물에 잘 녹지 않는 적어도 하나의 케톤 또는 히드록시산도 예상된다:
Figure 112010012924407-pct00011
여기에서 하나의 R 그룹은 수소, 두 개의 R 그룹은 (--COCH2, COCH3)이다. 추가적으로 각각의 R은 동일하거나 상이하며 수소 또는 (--COCH2, COCH3)이고, 적어도 하나의 R이 수소가 아니라면 R' 는 2 내지 20 탄소수의 직쇄형 산 에스터이다.
본 발명은 또한 한 구체예에서, 투여 단위가 다양한 용기에 포함되어 투여하기에 편리한 제제의 본 발명의 조성물을 제공한다. 예를 들면 MCT를 포함하는 조성물과 같은 본 발명의 조성물의 투여량은, AD, AAMI 등과 같이 질병- 또는 연령-연관된 인지 감소를 보이는 환자와 같이 신경 대사 저하 질병으로 고통받는 환자의 인지 능력을 향상시키기에 유효한 양으로 투여될 수 있다.
한 구체예에서, 본 발명의 조성물은 체내에서 케톤 농도의 증가를 일으키며, 이러한 예에서 조성물은 고케톤혈증을 유발하기에 유효한 양으로 투여된다. 한 구체예에서, 고케톤혈증은 케톤체가 뇌에서 에너지로서 이용되도록 한다.
한 구체예에서, 조성물은 포유동물 또는 환자에서 적어도 하나의 케톤체 유형의 순환 농도를 증가시킨다. 한 구체예에서, 순환 케톤체는 D-베타-히드록시부티레이트이다. 순환 케톤체의 양은 투여 후 많은 시간에 걸쳐 측정되며, 한 구체예에서 혈중 피크 농도에 가까울 것으로 예측되는 시간에 측정되고, 또한 예측되는 혈중 피크 농도 레벨의 전후에서도 측정된다. 이렇게 피크 외의 시간에서 측정된 양은 예측된 피크 시간에서 예측된 레벨을 반영하도록 선택적으로 조절된다. 한 구체예에서, 예측된 피크 시간은 약 두 시간이다. 피크 순환 혈중 레벨 및 시간은 개인의 소화율, 음식, 음료의 공동 섭취 또는 전,후 섭취를 포함하여 당업자에게 알려진 요인들에 따라 다양할 수 있다. 한 구체예에서, D-베타-히드록시부티레이트의 도달된 피크 혈중 레벨은 약 0.05 mM 내지 약 50 mM 사이이다. D-베타-히드록시부티레이트의 혈중 레벨이 약 0.05 내지 50 mM로 증가하였는지를 확인하는 또 다른 방법은 약 5 mg/dL 내지 약 160 mg/dL 범위에 있는 D-베타-히드록시부티레이트의 소변 중 배설량을 측정하는 것이다. 다른 구체예에서, 피크 혈중 레벨은, 예를 들어 상술한 바와 같이 제제 및 숙주에 따라 필연적으로 변이가 일어나기는 하지만, 약 0.1 내지 약 50 mM, 약 0.1 내지 약 20 mM, 약 0.1 내지 약 10 mM, 약 0.1 내지 약 5 mM, 보다 적절하게는 약 0.15 내지 약 2 mM, 약 0.15 내지 약 0.3 mM, 및 약 0.2 내지 약 5 mM로 증가된다. 다른 구체예에서, D-베타-히드록시부티레이트의 도달된 피크 혈중 레벨은 적어도 약 0.05 mM, 적어도 약 0.1 mM, 적어도 약 0.15 mM, 적어도 약 0.2 mM, 적어도 약 0.5 mM, 적어도 약 1 mM, 적어도 약 1.5 mM, 적어도 약 2 mM, 적어도 약 2.5 mM, 적어도 약 3 mM, 적어도 약 4 mM, 적어도 약 5 mM, 적어도 약 10 mM, 적어도 약 15 mM, 적어도 약 20 mM, 적어도 약 30 mM, 적어도 약 40 mM, 및 적어도 약 50 mM일 것이다.
본 발명의 조성물 내 화합물, 즉 신경 대사 저하에 의해 유발된 인지 기능 상실의 치료 또는 예방을 위해 유효한 양으로 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물의 투여 유효량은 당업자에게 자명할 것이다. 상술한 바와 같이 그러한 유효량은 개시된 혈중 케톤 레벨에 비추어 결정할 수 있다. 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물이 MCT일 때 MCT 투여량은, 한 구체예에서, 약 0.05 g/kg/일 내지 약 10 g/kg/일 범위이다. 다른 구체예에서, MCT 투여량은 약 0.25 g/kg/일 내지 약 5 g/kg/일 일 수 있다. 또 다른 구체예에서, MCT 투여량은 약 0.5 g/kg/일 내지 약 2 g/kg/일 일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 투여량은 약 0.1 g/kg/일 내지 약 2 g/kg/일 일 수 있다. 또 다른 구체예에서, MCT 투여량은 적어도 약 0.05 g/kg/일, 적어도 약 0.1 g/kg/일, 적어도 약 0.15 g/kg/일, 적어도 약 0.2 g/kg/일, 적어도 약 0.5 g/kg/일, 적어도 약 1 g/kg/일, 적어도 약 1.5 g/kg/일, 적어도 약 2 g/kg/일, 적어도 약 2.5 g/kg/일, 적어도 약 3 g/kg/일, 적어도 약 4 g/kg/일, 적어도 약 5 g/kg/일, 적어도 약 10 g/kg/일, 적어도 약 15 g/kg/일, 적어도 약 20 g/kg/일, 적어도 약 30 g/kg/일, 적어도 약 40 g/kg/일, 및 적어도 약 50 g/kg/일 이다.
편리한 단위 용량 용기 및/또는 제제는 그 중에서도 정제, 캡슐, 캔디, 트로키제, 딱딱한 캔디, 영양바, 영양음료, 구강내 스프레이, 크림 및 좌제를 포함한다. 조성물은 젤라틴, 오일과 같이 약제학적으로 허용가능한 첨가제 및/또는 다른 약제학적으로 유효한 성분과 혼합될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 유리하게 혼합되고/거나 상기 유효 화합물 이외의 다른 치료학적인 또는 예방학적인 제제와 혼합되어 사용될 수 있다. 많은 경우에 있어서, 본 발명의 조성물과 함께 투여하는 것은 이러한 제제들의 효험을 향상시킨다. 예를 들어 화합물은 항산화제, 글루코스 이용 효율을 증가시키는 화합물 및 이들의 혼합물과 함께 유리하게 사용될 수 있다.
한 구체예에서, 조성물은 MCT, MCFA와 같은 케톤성 화합물과 함께 신경 대사 저하 질병의 발생을 예방 또는 치료하는데 요구되는 레벨로 정맥내로 직접 주입된다. 정맥내 지질 및 케톤체 용액의 제조는 당업자에게 잘 알려져 있다.
한 구체예에서, 본 발명은 증가된 혈중 케톤체 레벨을 제공하기 위한 MCT와 카르니틴의 혼합물을 포함하는 제제를 제공한다. 그러한 제제의 성질은 투여 기간 및 경로에 의존할 것이다. 그러한 제제는 0.05 g/kg/일 내지 10 g/kg/일의 MCT 범위 및 0.05 g/kg/일 내지 10 g/kg/일의 카르니틴 또는 그 유도체 범위일 수 있다. 한 구체예에서, MCT 투여량은 0.05 g/kg/일 내지 10 g/kg/일의 범위일 수 있다. MCT 투여량은 0.25 g/kg/일 내지 5 g/kg/일 범위일 수 있다. MCT 투여량은 0.5 g/kg/일 내지 2 g/kg/일 범위일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 카르니틴 또는 카르니틴 유도체 투여량은 0.05 mg/kg/일 내지 10 mg/kg/일 범위일 수 있다. 카르니틴 또는 카르니틴 유도체 투여량은 0.1 mg/kg/일 내지 5 mg/kg/일 범위일 수 있다. 카르니틴 또는 카르니틴 유도체 투여량은 0.5 mg/kg/일 내지 1 mg/kg/일 범위일 수 있다. 예를 들어 제제 및/또는 숙주에 따라 필연적으로 변이가 발생할 것이다.
한 구체예에서, 제제는 약 1 내지 약 2000 mg의 카르니틴과 혼합된 약 1 내지 약 500 g 범위의 에멀전화된 MCT를 포함한다. MCT의 양은 적어도 약 1 g, 적어도 약 10 g, 적어도 약 50 g, 적어도 약 100 g, 적어도 약 150 g, 적어도 약 200 g, 적어도 약 250 g, 적어도 약 300 g, 적어도 약 400 g 일 수 있다. 카르니틴의 양은 적어도 약 1 g, 적어도 약 50 g, 적어도 약 100 g, 적어도 약 250 g, 적어도 약 500 g, 적어도 약 1000 g, 적어도 약 1250 g, 적어도 약 1500 g 일 수 있다. 다른 제제는 500 mg의 L-카르니틴과 혼합된 모노- 또는 디-글리세라이드 50 g으로 에멀전화된 50 g MCT (95% triC8:0)을 포함한다. 그러한 제제는 인간 대상체 내에서 잘 용인되며 일반적으로 3-4 시간 동안 고케톤혈증을 유도한다.
MCT의 1일 투여량은 또한 포유동물의 체중(body weight, BW)의 kg 당 MCT의 g으로 측정될 수 있다. MCT의 1일 투여량은 약 0.01 g/kg 내지 약 10.0 g/kg BW 범위일 수 있다. 바람직하게, MCT의 1일 투여량은 약 0.1 g/kg 내지 약 5 g/kg BW 범위일 수 있다. 더욱 바람직하게, MCT의 1일 투여량은 약 0.2 g/kg 내지 약 3 g/kg BW 범위일 수 있다. 더욱더 바람직하게, MCT의 1일 투여량은 약 0.5 g/kg 내지 약 2 g/kg BW 범위일 수 있다.
한 구체예에서, 본 발명의 화합물은 탄수화물과 함께 공동 투여되거나 탄수화물과 함께 공동 제제화 될 수 있다. 탄수화물은 한가지 유형 이상의 탄수화물을 포함한다. 적절한 탄수화물은 당업계에 공지되어 있으며, 옥수수 시럽, 사탕무 등과 같은 전통적인 소스로부터 유래한 글루코스, 프럭토스, 수크로스 등과 같은 간단한 당을 포함한다. 공동 제제화 된다면, 사용하고자 하는 탄수화물의 양은 적어도 약 0.1 g, 적어도 약 1g, 적어도 약 10 g, 적어도 약 50 g, 적어도 약 100 g, 적어도 약 150 g, 적어도 약 200 g, 적어도 약 250 g, 적어도 약 300 g, 적어도 약 400 g 을 포함할 수 있다. 카르니틴의 양은 적어도 약 1 g, 적어도 약 50 g, 적어도 약 100 g일 수 있다. 조성물은 건조 중량에 기초하여 약 15% 내지 약 40%의 탄수화물을 포함할 수 있다. 그러한 탄수화물의 소스는 곡식 낟알 또는 쌀, 옥수수, 수수, 알팔파, 보리, 콩, 캐놀라, 귀리, 밀, 이들의 혼합물과 같은 곡류를 포함한다. 조성물은 또한 선택적으로 건조유장 및 다른 유제품 또는 낙농부산물과 같은 탄수화물을 포함하는 다른 요소들을 포함한다.
다른 구체예에서, 본 발명의 방법은 추가적으로 환자의 유전형 또는 특정 대립형질의 확인을 포함한다. 한 구체예에서, 환자의 아포리포단백질 E 유전자의 대립형질을 확인한다. MCT에 의해 케톤체 레벨의 상승이 유도되었을 때, E4 운반체가 없는 대립형질의 경우가 E4 대립형질을 가진 경우보다 더 잘 기능하는 것이 발견되었다. 또한, E4 대립형질을 가진 경우가 보다 높은 케톤체 단식 레벨 및 두 시간 간격으로 상승하는 레벨을 가졌다. 따라서, E4 운반체는 보다 높은 케톤 레벨 또는 케톤체 사용 능력을 향상시키는 제제를 필요로 할 수 있다.
다른 구체예에서, 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 화합물을 포함하는 조성물은 특히 인간의 소비를 위해 만들어진 식품이다. 이들은 인간의 필수 섭취 요구량뿐만 아니라 다른 인간의 섭취 보충물들을 공급하기 위한 음식 및 영양분을 포함할 것이다. 한 구체예에서, 다른 식품들이 균형잡히거나 제조된 식사와 관련되어 사용된 영양 보충제로서 여겨지는 반면, 인간의 소비를 위해 만들어진 식품은 완전하고 영양상으로 균형잡혀 있다.
또 다른 구체예에서, 조성물은 음용수, 음료, 액체 농축물, 젤, 요구르트, 파우더, 알갱이, 페이스트, 서스펜션, 껌, 조각, 트리트, 스낵, 펠렛, 알약, 캡슐, 정제 또는 어떠한 다른 운반 형태와 같은 식품 보충물이다. 영양 보충물은 특별한 종 또는 컴퍼니언 포유동물 또는 인간과 같은 특정 포유동물에 의해 소비되기 위하여 특별히 제조될 수 있다. 한 구체예에서, 영양 보충물은 보충물이 소량으로 포유동물에게 투여되거나 투여 전에 희석될 수 있도록 상대적으로 농축된 MCT 투여량을 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 영양 보충물 또는 다른 MCT-포함 조성물은, 예를 들어 투여량을 조절하거나, 맛을 좋게 만들거나, 보다 소량으로 보다 자주 투여하도록 하기 위하여, 포유동물에게 투여되기 전에 물 등과 혼합하는 것을 필요로 할 수도 있다.
MCT의 소스는 반합성, 합성 또는 천연의 어떠한 적절한 소스라도 포함한다. MCT 천연 소스의 예로는, 코코넛, 코코넛 오일, 팜씨, 팜씨 오일 같은 식물 소스 및 염소 등 다양한 종으로부터 얻은 젖과 같은 동물 소스를 포함한다.
[ 실시예 ]
하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 케톤체에 기반한 알츠하이머병의 치료에 있어서 약물유전체학
알츠하이머병의 유망한 치료법 중 하나는 케토시스(ketosis)의 유도이다. KET-04-001 연구는 케톤성 제제를 처리한 경도 중증도 AD 환자 그룹에서 여러 가지 유전자 마커의 약물유전체적 효과를 시험하였다. 테스트용 화합물은 AC-1202였다. AC-1202는 음식물 내에 탄수화물이 존재하더라도 안전하게 혈청 케톤체를 증가시킬 수 있도록 설계된 중간사슬 트리글리세라이드(MCT)의 제제이다. MCT는 우수한 안정성 프로필 및 지질 흡수 이상 장애와 케톤성 식이에의 오랜 사용 역사 때문에 이 연구에 사용되었다. AC-1202는 독특한 물리적 특성 때문에, 보다 흔한 긴 사슬 트리글리세라이드(LCT)와는 다르게 대사된다. 만약 충분히 많은 양의 AC-1202가 소비된다면, 케토시스의 경도 상태가 유발될 수 있다.
대상자
AD 가능성이 있는 것으로 진단받은 253명의 참가자들을 스크린하였다. 이 연구는 NINCDS-ADRDA 및 DSM　IV 기준에 따라 MMSE 점수가 14 부터 24 까지인 경도 중증도 정도의 AD 가능성을 진단받은 외래 환자들을 모집하였다. 스크린하기 전 24개월 이내의 CT 또는 MRI는 종양, 구조적 기형 또는 퇴행성 질환의 사인을 보이지 않아야 했다. 대상들은 Modified Hachinski Ischemia Scale 점수가 4 이하일 것이 요구되었다. 대상자들과 그들의 보호자들은 동의(informed consent)하였으며, 이러한 동의는 유전자형 검사(genotyping)에 대한 선택적인 조항을 포함하였다. 그들의 재량으로 참가자들은 APOE 및/또는 추가적인 DNA 마커의 테스트에 동의할 수 있었다. 유전 정보는 직원 또는 연구 참가자와 공유하지 않았다.
스크린에서 Key Exclusion Criteria 는 다음을 포함하였다: 치매 점수 13 이상의 Cornell Scale for Depression 에 의해 결정되는 주요 우울증, 갑상선 기능 평가에 의해 결정되는 임상적으로 심각한 갑상선저하증, 베이스라인 전 12개월 이내에 임상적으로 심각한 B12 결핍, 임상적으로 심각한 신장 질환 또는 기능 부전, 임상적으로 심각한 간 질환 또는 기능 부전, 및 임의의 유형의 당뇨.
현재 공인된 AD 약물치료를 받는 대상자들은 만약 스크린 전 적어도 3개월 동안 안정한 복용을 유지하여 왔다면 본 연구에 등록할 수 있었으며, 본 연구 기간 동안에도 안정한 복용을 유지할 것이 요구되었다.
연구 설계
대상자들을 무작위로 선발하여 1:1의 비율로 AC-1202 또는 매칭 플라시보(matching placebo)를 90일간 공급하였다. 블록 사이즈 4의 교환된 블록 랜덤화 코드(permutated block randomization code)를 사용하였다. 대상자들은 독특한 사이트 및 대상 넘버로 표지된 연구 키트를 발급받았다. 본 발명을 투여한 참가자들 및 결과 평가자들은 그룹 배치되어 서로 차단되었다. 일찍이 연구를 중단한 대상들이 교체되어, 독립적인 비차단된 의약 모니터에 의해, 각각의 치료 그룹 내에서 약 50명 정도를 얻을 수 있을 정도로 실험약(investigational product)을 받았다.
실험약은 33% AC-1202 (NeoBee 895, Stepan Chemical Company), 64% 검 아카시아(gum acacia) (Instagum, CNI) 및 2.6% 사이로이드 (244FP, Grace Davison)으로 이루어진 에멀전화된 스프레이 건조 분말로 제제화하였다. 플라시보는 활성 제제와 등칼로리였고 51% 검 아카시아, 37% 덱스트로스, 10% 홍화 오일 및 2% 사이로이드 (The Chemins Company 제조)의 혼합물로 이루어졌다. 실험약은 활성(AC-1202 10 g에 동량) 또는 매칭 플라시보를 포함하는 30 g 봉지에 포장된 분말로 제공하였다.
봉지의 내용물은 소비하기 전에 물, 우유 또는 주스와 같은 액체 8 oz. 한 컵과 혼합하였다. 이러한 지침은 제품 용인성(tolerability)을 향상시키기 위하여 식사 대용 음료 EnsureTM(Abbott Laboratories)로 재구성하도록 권장하기 위하여 나중에 수정하였다. 본 연구의 처음 7일 동안, 대상자들은 매일 하나의 30 gm 봉지를 받았다. 8일째에, 각 대상자들은 매일 두개의 30 gm 봉지로 늘렸으며 상기 투여량을 90일째까지 유지하였다. 계획된 방문 이전에 아침 식사를 하도록 요구되는 검진 방문 날을 제외하고는 1일 투여량은 아침 식사 중에 투여하였다.
안전성 평가는 스크린 및 104일째에 수행한 신체 검사, 바이탈 사인 측정, 루틴(routine) 혈청화학 검사, 혈액학 검사 및 심전도를 포함하였다. 약물 투여에 수반되는 치료로 인한 부작용 및 변화는 모든 검진 시에 기록하였다.
b- 히드로부티레이트 농도 레벨 분석
투여 전후의 혈청 샘플을 모아서 Stanbio Laboratories (Boenre, TX)가 공급하는 BHB Liquicolor® 진단키트를 이용하여 플로리다 마이애미의 Allied Research International(구 SFBC)에 의해 분석하였다. 정상 범위(12시간 공복)는 0.02 mM 내지 0.27 mM이다.
통계적 분석
첫번째 효능분석으로 ITT(intention-to-treat) 분석을 이용하였으며, 여기에는 무작위로 추출되어 연구 약물치료를 받고 적어도 한 번의 후속 방문을 한 모든 대상자들이 포함되었다. 모든 상실 효능 데이터는 last observation carried forward (LOCF) 방법을 사용하여 귀속시켰다. 선험적으로 수립된 일차적 종말점(primary end point)은 90일째에 ADAS-Cog 및 ADCS-CGIC 글로벌 스코어 기준치로부터 변하였다. 이차적인 결과 측정은 MMSE 및 APOE 유전자형 및 BHB 농도 레벨과 연관된 상호작용을 포함하였다.
유전자형 효과 및 Cmax 혈청 BHB 레벨을 위한 유전자형의 상호작용에 의한 치료와 마찬가지로, 90일째에 치료 효과를 평가하기 위하여 전체적인 쌍방향 ANCOVA를 사용하였다. ANCOVA 모델은 치료를 위한 독립적인 요인인 유전자형 및 유전자형 상호작용에 의한 치료를 포함하였다. 기준치 혈청 BHB 레벨에 대한 변수가 공변수(covariate)로서 포함되었다. 90일째의 Cmax 혈청 BHB 레벨 및 전체 스코어 기준치로부터의 변화 사이의 상호관련성은 Pearson correlation statistics에 의하여 확인하였다.
유전자형 분석( Genotyping )
KET-04-001 연구에서는, 알츠하이머병에서 케톤체 기반 테라피의 유효성에 영향을 미치는 능력에 따라 여러 가지 유전자 마커를 선택하였다. 추가적인 유전자 분석에 동의한 KET-04-001 연구의 참가자들은 IDE, LDLR, APOE, PON1, IGFR1 및 IL1B 유전자(하기에서 자세히 설명된다)에서 15 개의 SNPs(single nucleotide polymorphisms)에 대한 PCR 시퀀싱에 의해 유전자형이 분석되었다. 유전자형 분석은 다음과 같이 수행하였다: QIA-amp Blood-DNA mini-reagent set (Qiagen)를 이용하여 제조자의 지침에 따라 EDTA 항응고된 정맥혈로부터 게놈 DNA를 추출하였다. DNA는 마지막 단계에서 200㎖의 물로 용출하였고 필요시까지 -20℃로 보관하였다. 본 명세서에 기재된 개별 프라이머 세트는 관심있는 다형성을 포함하는 영역을 증폭하기 위해 사용하였다. DNA는 5X 버퍼 [300mMTris-HCl, pH9.0, 62.5mM (NH4)2SO4], 2mM MgCl2, 네 가지 dNTPs (dATP, dCTP, dGTP 및 dTTP; 각각 250uM), 1U 의 AmpliTaq DNA 폴리머라제 및 8 pmol 의 각각의 프라이머를 최종 부피 20uL로 하여 증폭되었다. 샘플은 95 ℃에서 3분 동안 변성(denature)시키고, 47 ℃에서 60초 동안 결합(anneal)시키고, 72 ℃에서 60초 동안 신장(elongate)시켰다. 이어서 35 사이클의 변성(95 ℃에서 15초), 결합(47 ℃에서 30초) 및 신장(72 ℃에서 20초)을 수행하였다. 마지막 사이클은 72 ℃에서 10분 및 25 ℃에서 1분 수행하였다. 유전자형 분석은 PCR 산물을 ABI PRISM BigDye Terminator Cycle Sequencing Ready Reaction Kit 를 이용하여 직접 시퀀싱함으로써 확인하였고, ABI PRISM 377 DNA Sequencer (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)로 분석하였다.
IDE_7 또는 IDE rs2251101의 존재는 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 3에 의해 나타난다)의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 682 bp 단편을 만들기 위하여 프라이머 서열번호 1 (CAGCACTTTAGGAGGCCAAG) 및 서열번호 2 (CTGCCCTTACAGGGATGAAA)를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
인슐린 유사 성장 인자 1 수용체 전구체(IGFR-1)의 rs2229765의 A에 대한 동형접합의 존재(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 6에 의해 나타난다)는 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 529 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 4 (GGCTTAGAGTTCCCCCAAAG) 및 서열번호 5 (CTTGCTGATGCCTGTGTTGT)를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
IL1B rs1143627(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 9에 의해 나타난다)의 T에 대한 동형접합의 존재 뿐만 아니라 IL1B rs16944 (이 유전자의 관련 부위는 서열번호 10에 의해 나타난다)의 C에 대한 동형접합의 존재는 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 799 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 7 (CACAAAGAGGCAGAGAGACAGA) 및 서열번호 8 (GTCTTGCAGGGTTGTGTGAG)을 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
LDLR rs2738447 의 유전자형은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 590 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 13 및 서열번호 14를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
LDLR rs7259278 의 유전자형은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 590 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 13 및 서열번호 14를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
LDLR rs11669576 의 유전자형은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 530 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 11 (CACCTGGCTGTTTCCTTGAT) 및 서열번호 12 (TTCCTGTTCCACCAGTAGGG)를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
LDLR rs1799898 의 유전자형은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 15에 의해 나타난다)의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 590 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 13 (GTCACAGGGGAGGGGTTC) 및 서열번호 14 (CTACTGGGGAGCCTGAGACA)를 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
부티릴콜린 에스테라제 (BCHE) K 변이체 rs1803274의 이형접합의 유전자형(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 18에 의해 나타난다)은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 포워드 프라이머는 서열번호 16 (CAGTTAATGAAACAGATAAAAATTTT)이었고, 리버스 프라이머는 서열번호 17 (CAATATTATCCTTCTGGATT)이었다.
아포리포단백질 E (APOE) 프로모터 변이체 rs405509의 유전자형은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역(이 유전자의 관련 부위는 서열번호 21에 의해 나타난다)의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 587 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 19 (GCCTAGCCCCACTTTCTTTT) 및 서열번호 20 (AGGTGGGGCATAGAGGTCTT)을 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
혈청 파라옥소나제/아릴에스테라제 1 (PON1) rs662의 유전자형의 검출은 PCR 증폭 및 각 환자로부터 분리한 게놈 DNA 영역의 시퀀싱에 의해 확인하였다. 증폭된 영역은 다형성을 포함한다. PCR은 표준 분자생물학 기법을 사용하여 수행하였다. 574 bp 단편을 만들기 위해 프라이머 서열번호 22 (AAGGCTCCATCCCACATCTT) 및 서열번호 23 (TCATCACAGTTCCCCCTCTT)을 사용하였다. 이 단편을 정제한 후에 각 환자의 유전자형을 확인하기 위하여 형광 시퀀싱 기법을 사용하여 시퀀싱하였다.
snps에는 IUPAC-IUB/GCG Ambiguity Code를 사용하였다. 하기의 표 1은 다음을 제공한다: 1. DNA 서열에 사용된 ambiguity code 2. 코드에 의해 표현되는 네 개의 염기(A,C,T,G) 3. ambiguity code의 상보물(complement).
IUPAC - IUB / GCG Code 의미 상보물( complement )
A A T
C C G
G G C
T/U T A
M A 또는 C K
R A 또는 G Y
W A 또는 T W
S C 또는 G S
Y C 또는 T R
K G 또는 T M
V A 또는 C 또는 G B
H A 또는 C 또는 T D
D A 또는 G 또는 T H
B C 또는 G 또는 T V
X/N G 또는 A 또는 T 또는 C X
. G 또는 A 또는 T 또는 C 가 아님 .
유전자형의 빈도 ( Frequency of Genotypes )
각 유전자형의 빈도 및 수는 표 2에 나타나 있다. C 는 c/c 동형접합인 개체를 말하고, het 은 그 SNP의 이형접합을 말한다. 몇몇 경우에 있어서는 확실한 유전자형이 주어지지 않을 수 있으며, 이들은 '?'표시로 나타내었다.
유전자형의 빈도 및 수
유전자 SNP 유전자형 수 빈도
IL1B rs1143627 C 15 0.11719
Het 53 0.41406
T 60 0.46875
합계 128 1
IL1B rs16944 C 60 0.46875
　 　 Het 53 0.41406
　 　 T 15 0.11719
　 　 합계 128 1
IGF1R rs2229765 A 19 0.14074
G 49 0.36296
Het 67 0.4963
합계 135 1
IGF1R rs28401726 C 109 0.80741
　 　 G 2 0.01481
　 　 Het 23 0.17037
　 　 het? 1 0.00741
　 　 합계 135 1
PON1 rs662 a 61 0.45185
g 15 0.11111
het 59 0.43704
합계 135 1
LDLR 13 rs7259278 g 101 0.77692
　 　 het 25 0.19231
　 　 t 4 0.03077
　 　 합계 130 1
LDLR 13 rs2738447 a 24 0.18462
c 44 0.33846
het 62 0.47692
합계 130 1
LDLR 13 rs1799898 c 87 0.66923
　 　 het 34 0.26154
　 　 het? 7 0.05385
　 　 t 2 0.01538
　 　 합계 130 1
LDLR 13 rs688 c 46 0.34848
het 62 0.4697
t 24 0.18182
합계 132 1
LDLR 13 snp 5 c 127 0.96212
　 　 het 5 0.03788
　 　 합계 132 1
IDE rs2251101 c 16 0.11765
het 53 0.38971
t 67 0.49265
합계 136 1
LDLR 8 rs11669576 g 123 0.90441
　 　 het 13 0.09559
　 　 합계 136 1
BUCHE rs1803274 a 3 0.02239
g 85 0.63433
het 46 0.34328
합계 134 1
APOE rs449647 a 88 0.70968
　 　 a? 1 0.00806
　 　 het 29 0.23387
　 　 t 6 0.04839
　 　 합계 124 1
APOE rs405509 g 21 0.16935
het 56 0.45161
t 47 0.37903
합계 124 1
APOE -427 het 13 0.10484
　 　 t 111 0.89516
　 　 합계 124 1
유전자형 빈도 ( Genotype Frequency )
각각의 다형성의 빈도는 HapMap project (www.hapmap.org)에서 발행된 데이터와 비교하여 시험하였다. 어떤 경우에는 HapMap 데이터를 이용할 수 없었으며, DECODE 데이터베이스와 같은 다른 데이터베이스를 사용하였다. HapMap 데이터베이스는 전세계의 다른 지리적 위치로부터 유래한 인간들의 상대적으로 작은 표본에 기반하며, 네 개의 주요 그룹이 있다. 첫번째 그룹은 나이지리아의 이비단 반도의 요르바 민족 출신의 사람들이다(YRI 라고 한다). 두번째 그룹은 유타의 CEPH 프로젝트 출신인 오직 유럽인 조상을 갖는 미국인들이다(CEU 라고 한다). 세번째 그룹은 베이징의 한(Han) 중국 민족 출신의 사람들로 구성된다(CHB 라고 한다). 네번째 그룹은 도쿄 근처 출신의 일본인 조상을 갖는 친족이 아닌 사람들로 구성된다(JPT 라고 한다).
대부분의 경우에 KET-04-001 연구에서 발견된 빈도는 유타 출신의 유럽계 미국인의 발행된 빈도와 일치한다. KET-04-001 연구에서, 94.5% 의 대상자들은 스스로 코카시안/백인이라 보고하였고, 4.8%는 스페인계, 0.7%는 흑인이라고 하였다.
몇몇 경우에는 빈도가 달랐다. 예를 들어, IDE rs2251101 C/C 유전자형의 빈도는 HapMap 데이터베이스에서 상당히 낮았고 (0.0314) KET-01-004 연구에서는 상당히 높았다 (0.117). KET-04-001 연구에서 c/c 유전자형의 높은 빈도는 아마도 AD 군을 이용한 Accera의 연구 때문일 것이다. C/C 유전자형은 몇몇 연구에서 AD의 위험 인자로 밝혀져 왔다. 게다가, ApoE 프로모터 다형성은 무작위 유럽인 샘플과 비교할 때 KET-04-001 군에서 다소 차이가 있다. 이는 ApoE 와 AD의 잘 알려진 연관성과도 일치한다.
연구 대상군( Study population )
152명의 대상자들을 본 연구에서 무작위로 선발하였다. 140명의 대상자들은 기준치 후에 적어도 한 번의 후속 방문을 수행하였고, 상기 대상자들은 효능 분석에 이용된 ITT 군을 포함한다. 치료 그룹들은 기준치 특성에 대하여 균형을 이루었다. 152명의 대상자들(n=75 AC; n=60 PL)은 APOE 위치의 유전자형 분석에 동의하였다.
케토시스( Ketosis )
BHB 레벨은 스크리닝(투여 전), 기준치, 45일째, 90일째(투여 전후) 및 104일째(투여 전)에 확인하였다. 투여 후 레벨은 실험약 투여 2시간 후에 측정하였다. 스크리닝 BHB 레벨은 정상 범위에 있었고 치료 그룹과 다르지 않았다 (0.11 : 0.08 mM AC; 0.12 : 0.11 mM PL, p=0.590). 2 시간 투여 후, AC-1202는 기준치, 45일째 및 90일째 방문 날에 혈청 BHB 레벨의 상당한 상승을 유도하였다. 기준치에서, 대상자들은 AC-1202를 ½로 투여받았고 평균 혈청 BHB가 0.07 mM에서 0.14 mM로 증가하여, 플라시보 그룹과 상당한 차이를 보였다 (p<0.0001). BHB의 높은 레벨은 전부 복용시 나타났다. AC-1202 그룹에서 평균 2시간 투여후 BHB 값은 45일째 0.36 mM, 90일째 0.39 mM로, 둘 모두 플라시보 그룹과 상당한 차이를 보였다 (p<0.0001). AC-1202와 플라시보 그룹간 BHB 레벨은 어떤 투여전 샘플에서도, 14일 세척 이후에도 다르지 않았다.
ADAS - Cog
ITT 군에서 45일째 ADAS-Cog 스코어가 상승되었을 때, ADAS-Cog 스코어에서 기준치로부터의 변화에 AC-1202 처리의 큰 영향이 있었다. 플라시보 처리된 대상자들이 1.73 포인트(p=0.024)의 평균 변화를 보인 반면, AC-1202로 처리된 대상자들은 기준치로부터 -0.177 포인트의 평균 변화를 보였다(마이너스 스코어는 기준치에 비해 향상됨을 의미한다). 90일째, 플라시보 그룹이 평균 1.23 포인트의 변화(p=0.077)를 보인 반면, AC-1202는 ADAS-Cog에서 기준치로부터 평균 -0.31 포인트의 변화를 일으켰다. 104일째, 세척 2주 후, ITT 군에서 처리 그룹들 간에 차이가 없었다(p=0.405).
ADAS - Cog 에 대한 유전자형의 영향
ADAS-Cog에서 기준치로부터 90일의 변화화 연관된 케톤체 처리의 유전적 영향을 일련의 유전자 마커로 시험하였다. ADAS-Cog 스코어의 분석은, 테스트한 몇몇 마커들의 운반자 지위가 AC-1202 처리에 대한 효능을 증가시킴을 입증하였음을 밝혔다(표 3).
IDE rs2551101. IDE rs2551101 위치에서 이형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 4.06 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0068). C 대립형질에 대하여 동형접합이 아닌 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 2.74 포인트 상승을 보여주었다 (p=0.0059).
IL1B rs1143627. T 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 3.5 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0145).
IL1B rs16944. C 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 3.5 포인트 상승을 보여주었다 (p=0.00145).
IGF1R rs229765. A 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 7.3 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0072).
IGF1R rs28401726. 이 대립형질은 중요한 영향을 미치지 않았다.
PON1 rs662. 이 대립형질은 중요한 영향을 미치지 않았다.
LDLR rs7259278. G 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 2.56 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0236).
LDLR rs2738447. C 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 3.51 포인트 상승을 보여주었다(p=0.037).
LDLR rs1799898. C 대립형질에 대하여 동형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 2.44 포인트 상승을 보여주었다(p=0.045).
LDLR rs11669576. 이 대립형질은 중요한 영향을 미치지 않았다.
BUCHE rs1803274. rs1803274 위치에서 이형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 4.29 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0133).
APOE rs448647. 이 대립형질은 중요한 영향을 미치지 않았다.
APOE rs405509. rs405509 위치에서 이형접합인 대상자들은 플라시보에 비하여 ADAS-Cog 스코어의 3.68 포인트 상승을 보여주었다(p=0.0085).
APOE rs769446. 이 대립형질은 중요한 영향을 미치지 않았다.
유전자형에 의한 처리 : 90일째 기준치로부터 ADAS-Cog의 변화
2-way Anova Treatment*Genotype
Snp 유전자형 N for AC-1202 N for 플라시보 P-값
APOE rs449647 a 39 38 0.147
Het 17 11 0.14
　 t 3 3 0.4
APOE rs405509 g 11 7 0.48
Het 26 27 0.0085
　 t 23 18 0.629
APOE rs769446 Het 5 6 0.405
　 t 55 46 0.0951
BUCHE rs1803274 a 2 Na
g 40 39 0.541
　 Het 25 15 0.0133
IDE rs2251101 c 9 7 0.079
Het 22 25 0.0068
　 t 36 24 0.266
IGF1R rs2229765 A 5 13 0.00719
G 27 18 0.156
　 het 34 25 0.826
IGF1R rs28401726 C 52 48 0.0578
het 14 5 0.901
　 G 2 Na
IL1B rs16944 C 29 27 0.0145
het 28 17 0.845
　 T 6 9 0.479
IL1B rs1143627 C 6 9 0.479
het 28 17 0.845
　 T 29 27 0.0145
LDLR8 rs11669576 G 59 51 0.025
　 het 8 5 0.458
LDLR13 rs688 C 24 22 0.987
het 33 20 0.061
　 T 7 13 0.061
LDLR13 rs2738447 A 13 11 0.77
C 18 21 0.037
　 het 32 22 0.176
LDLR13 rs7259278 G 44 44 0.0236
het 17 8 0.403
　 T 2 2 0.974
LDLR 13 rs1799898 C 40 35 0.045
het 18 15 0.126
　 T 1 1 0.819
PON1 rs662 A 28 26 0.12
G 6 7 0.239
　 het 32 23 0.73
IDE rs2251101 c/c 9 7 0.079
　 기타 58 49 0.0059
AI program source: phg Tab 3
ADCS - CGIC 및 MMSE
LOCF를 이용하여 ITT 군에서 AC-1202 및 플라시보를 비교하였을 때, AC-1202는 어떤 연구에서도 ADCS-CGIC 스코어의 분포에 중요한 차이를 일으키지 않았다.
유전자형에 의한 처리: 90일째 ADCS-CGIC 스코어
2-way Anova Treatment*Genotype
Snp 유전자형 N for Ketasyn N for Placebo P-값
Apoe4 0 29 26 0.218
　 1 39 31 0.769
APOE rs449647 a 39 38 0.201
het 17 11 0.604
　 t 3 3 0.796
APOE rs405509 g 11 7 0.6868
het 26 27 0.5660
　 t 23 18 0.7090
APOE rs769446 het 5 6 0.441
　 t 55 46 0.274
BUCHE rs1803274 a 2 Na
g 40 39 0.356
　 het 25 15 0.574
IDE rs2251101 c 9 7 0.789
het 22 25 0.569
　 t 36 24 0.259
IGF1R rs2229765 a 5 13 0.350
g 27 18 0.871
　 het 34 25 0.585
IGF1R rs28401726 c 52 48 0.299
het 14 5 0.292
　 g 2 Na
IL1B rs16944 c 29 27 0.839
het 28 17 0.492
　 t 6 9 0.437
IL1B rs1143627 c 6 9 0.437
het 28 17 0.492
　 t 29 27 0.839
LDLR8 rs11669576 g 59 51 0.538
　 het 8 5 0.935
LDLR13 rs688 c 24 22 0.436
het 33 20 0.662
　 t 7 13 0.295
LDLR13 rs2738447 a 13 11 0.635
c 18 21 0.993
　 het 32 22 0.147
LDLR13 rs7259278 g 44 44 0.288
het 17 8 0.552
　 t 2 2 1
LDLR 13 rs1799898 c 40 35 0.175
het 18 15 0.986
　 t 1 1 0.321
PON1 rs662 a 28 26 0.408
g 6 7 0.975
　 het 32 23 0.722
IDE rs2251101 c/c 9 7 0.494
　 other 58 49 0.790
AI program source: phg Tab 5
APOE rs405509 및 PON1 rs662 의 운반체에서 MMSE의 기준치로부터의 변화에 대한 중요한 처리 효과를 발견하였다.
유전자형에 의한 처리 90일째 기준치로부터 MMSE의 변화
2-way Anova Treatment*Genotype
Snp 유전자형 N for Ketasyn N for Placebo P-값
Apoe4 0 29 26 0.369
　 1 39 31 0.704
APOE rs449647 A 39 38 0.595
het 17 11 0.424
　 T 3 3 0.277
APOE rs405509 G 11 7 0.929
het 26 27 0.067
　 T 23 18 0.037
APOE rs769446 het 5 6 0.504
　 T 55 46 0.834
BUCHE rs1803274 A 2 Na
G 40 39 0.892
　 het 25 15 0.413
IDE rs2251101 C 9 7 0.908
het 22 25 0.206
　 T 36 24 0.111
IGF1R rs2229765 A 5 13 0.125
G 27 18 0.929
　 het 34 25 0.844
IGF1R rs28401726 C 52 48 0.392
het 14 5 0.254
　 G 2 Na
IL1B rs16944 C 29 27 0.846
het 28 17 0.943
　 T 6 9 0.879
IL1B rs1143627 C 6 9 0.879
het 28 17 0.943
　 T 29 27 0.846
LDLR8 rs11669576 G 59 51 0.756
　 het 8 5 0.762
LDLR13 rs688 C 24 22 0.240
het 33 20 0.365
　 T 7 13 0.468
LDLR13 rs2738447 A 13 11 0.709
C 18 21 0.265
　 het 32 22 0.513
LDLR13 rs7259278 G 44 44 1
het 17 8 0.903
　 T 2 2 0.859
LDLR 13 rs1799898 C 40 35 0.322
het 18 15 0.145
　 T 1 1 0.799
PON1 rs662 A 28 26 0.085
G 6 7 0.031
　 het 32 23 0.287
IDE rs2251101 c/c 9 7 0.682
other 58 49 0.909
AI program source: phg Tab 4
투여 프로토콜 변화 전후에 발생하는 부작용
본 연구의 처음 수개월 동안, 위장관 부작용, 특히 설사 및 고창(flatulence) 때문에 상당히 많은 수의 대상자들이 본 연구를 중단하였다. 중단의 이유를 평가한 후에, 실험약의 용인성을 증가시키기 위하여 연구 약물 또는 플라시보에 고단백질 음료(EnsureTM가 혼합되어야 함이 권장되었다. 임상 사이트는 이러한 사항을 알고 나중에 연구 대상자들을 위해 Ensure를 충분히 공급받았다. 비록 어느 대상자들이 새로운 약물 혼합 지침을 지켰는지에 대한 구체적인 데이터는 모아지지 않았지만, Accera는 EnsurTM가 그 변화시에 또는 변화 후 등록한 때에 연구 중이던 모든 대상자들에게 이용 가능하게 되었다고 믿는 근거가 있다.
연구 약물 혼합 지침의 변화가 약의 용인성을 향상시키는 것으로 보여지는지의 여부를 평가하기 위하여, 변화가 일어난 전후에 대상자 중단의 분석을 수행하였다.
변화 전의 중단
10명의 대상자[치료 31명 중 9명 (29.0%) 및 플라시보 27명 중 1명 (3.4%)]가 연구를 중단하였다. 이 기간 동안, 위장관 시스템 내의 변화는 본 연구 중단의 가장 중요한 원인이었다. 위장관 시스템 내에서 치료 대상자 31명 중 7명 (22.6%) 및 플라시보 대상자 27명 중 1명 (3.4%)가 하나 이상의 부작용 때문에 본 연구를 중단하였다.
변화 후의 중단
약물 혼합 지침의 변화 이후에, 치료 그룹에서 연구의 중단에 이르는 부작용의 전반적인 발생은 29.0% 에서 21.9% 로 다소 감소하였다. 가장 뚜렷하게, 치료 그룹에서 연구의 중단을 일으키는 위장관 변화의 발생은 22.6% 에서 12.5%로 감소하였다.
중단에 이르는 부작용의 발생이 변화 후의 치료 대상자들에서 감소하였다고 하더라도, 모든 보고된 부작용의 전체적인 발생은 이 날짜 이후로 감소하지 않았다. 치료 대상자 31명 중 21명(67.7%) 및 플라시보 대상자 27명 중 13명(48.1%)이 변화 전에 적어도 하나의 부작용을 경험하였다. 변화 후에는, 치료 대상자 64명 중 47명(73.4%) 및 플라시보 대상자 49명 중 29명(59.2%)가 하나 이상의 부작용을 경험하였다(데이터 없음).
본 명세서에서 인용된 모든 간행물 및 특허 출원은 각각의 간행물 또는 특허 출원이 구체적으로 그리고 개별적으로 참고문헌에 의해 포함되도록 명시된 것처럼 여기에 참고문헌에 의해 포함된다.
본 발명이 예시적인 구체예들에 대한 참고문헌과 함께 기재되어 있기는 하지만, 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변화가 이루어질 수 있고 등가물이 발명의 요소로 치환될 수 있음은 당업자에게 이해될 것이다. 또한, 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않는 범위에서 특별한 상황 또는 물질을 채택하기 위하여 많은 변형이 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위하여 생각할 수 있는 최적의 예로 기술된 특정한 구체예에 한정되지 않는 것으로 해석되며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위에 속하는 모든 구체예들을 포함할 수 있다.
서열목록 전자파일 첨부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)가 있는 환자 중 하기 유전자형들로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 특정 유전자형을 갖는 환자에게 투여하기 위한 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 하나 이상의 중간사슬 트리글리세라이드(MCT)를 포함하는 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물:
    ⅰ. 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 분해효소(IDE) rs2551101의 C/T에 대한 이형접합,
    ⅱ. 서열번호 3에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IDE rs2551101의 C/C에 대한 동형접합의 부재,
    ⅲ. 서열번호 21에 의해 나타나는 관련 부위에서의 아포리포단백질 E (ApoE) rs405509의 A/C에 대한 이형접합,
    ⅳ. 서열번호 18에 의해 나타나는 관련 부위에서의 부티릴콜린에스테라제(BUCHE) rs1803274의 G/A에 대한 이형접합,
    ⅴ. 서열번호 6에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인슐린 유사 성장 인자 수용체 전구체(IGF1R) rs2229765의 아데닌에 대한 동형접합,
    ⅵ. 서열번호 9에 의해 나타나는 관련 부위에서의 인터루킨-1 베타(IL1B) rs1143627의 티민에 대한 동형접합,
    ⅶ. 서열번호 10에 의해 나타나는 관련 부위에서의 IL1B rs16944의 시토신에 대한 동형접합,
    ⅷ. 서열번호 24에 의해 나타나는 관련 부위에서의 저밀도 리포단백질 수용체(LDLR) rs2738447의 시토신에 대한 동형접합,
    ⅸ. 서열번호 25에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs7259278의 구아닌에 대한 동형접합, 및
    ⅹ. 서열번호 15에 의해 나타나는 관련 부위에서의 LDLR rs1799898의 시토신에 대한 동형접합.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서,
    케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 중간사슬 트리글리세라이드(MCT)는 하기 화학식인 것을 특징으로 하는 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물:
    Figure 112012060287583-pct00022

    여기에서 상기 글리세롤 백본에 에스터화된 R1, R2 및 R3 는 각각 독립적으로 5 내지 12 탄소 체인을 갖는 지방산이다.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 조성물은 글루코스를 추가로 포함하는 경구 조성물인 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 중간사슬 트리글리세라이드(MCT)는 환자의 D-베타-히드록시부티레이트의 혈중 레벨을 0.1 mM 에서 50 mM로 올릴 수 있는 유효량으로 투여되는 것인 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 케톤체 농도를 증가시킬 수 있는 중간사슬 트리글리세라이드(MCT)는 환자의 D-베타-히드록시부티레이트의 혈중 레벨을 0.2 mM 에서 5 mM로 올릴 수 있는 유효량으로 투여되는 것인 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물.
  14. 제5항에 있어서,
    상기 조성물은 0.05 g/kg/일 내지 10 g/kg/일의 투여량으로 투여되는 것인 알츠하이머병 또는 경도인지장애(mild cognitive impairment)의 치료 또는 예방용 조성물.
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