KR20040096618A - 폐기능 측정을 위한 13ｃ 표지된 물질의 용도 - Google Patents

폐기능 측정을 위한 13ｃ 표지된 물질의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20040096618A
KR20040096618A KR10-2004-7013369A KR20047013369A KR20040096618A KR 20040096618 A KR20040096618 A KR 20040096618A KR 20047013369 A KR20047013369 A KR 20047013369A KR 20040096618 A KR20040096618 A KR 20040096618A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
infection
respiratory tract
disease
subject
measured
Prior art date
Application number
KR10-2004-7013369A
Other languages
English (en)
Inventor
야스오 이리에
아닐 에스. 모닥
Original Assignee
캠브리지 이소토페 래버러토리즈사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캠브리지 이소토페 래버러토리즈사 filed Critical 캠브리지 이소토페 래버러토리즈사
Publication of KR20040096618A publication Critical patent/KR20040096618A/ko

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • A61K51/1206—Administration of radioactive gases, aerosols or breath tests
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0004—Screening or testing of compounds for diagnosis of disorders, assessment of conditions, e.g. renal clearance, gastric emptying, testing for diabetes, allergy, rheuma, pancreas functions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 폐포산소교환을 평가하기 위한 분석법에 관한 것이다.13C-중탄산나트륨과 같은13C-표지된 시약을 경구 또는 정맥내 주사를 통해 피검자에게 투여하고 배출되는13CO2를 측정한다. 시약의 투여에 이어 배출된 호흡 내의13CO2를 여러 시점에서 수집하여 질량분석기 또는 적외선 분광계와 같은 광도계를 이용하여 천분율로 Δ를 측정한다. 이 방법은 호흡기도(respiratory tract) 질환 또는 감염의 경중도의 지표 또는 치료 및/또는 평가를 위한 진단적 검사의 하나로 사용될 수 있다.

Description

폐기능 측정을 위한 13Ｃ 표지된 물질의 용도{Use of 13C labelled substance for measuring lung function}
미국 내 4000만명이 넘는 사람이 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD), 천식(asthma), 낭성섬유증(cystic fibrosis), 또는 기타 호흡기 질환(respiratory affliction) 중 하나의 호흡기도 질환 또는 감염으로 고통받고 있다. 전세계적으로, 가장 심각한 질환들이 놀라운 속도로 계속 성장하고 있다. 천식의 발병률은 1980년과 1995년 사이에 75%가 증가하였고, 64 이상의 대략 10%의 인구가 COPD로 고통 받고 있다. 세계보건기구의 통계에 의하면, COPD는 2020년까지 질병의 주요 원인 중 5위를 차지할 것으로 전망되었다. 미국인들은 호흡곤란(respiratory distress)을 치료하기 위하여 한해에 60억불 이상을 지불하고 있다.
다음은 COPD를 위한 치료법을 주된 5가지 범주로 분류한 것이다:
1. 알부테롤(albuterol), 피르부테롤(pirbuterol), 이소에테린(isoetherine), 메타프로테라놀(metaproteranol), 테르부탈린(terbutaline), 살메테롤(salmeterol) 등과 같은 기관지 확장제(bronchodilators).
2. 프레드니손(prednisone), 메틸프레드니손(methylprednisolone)과 같은 항염증제(anti-inflammatories; 스테로이드).
3. 산소
4. 폐절제술(lung reduction surgery)
5. 이식 수술
6. 몇 가지 폐기능 검사(pulmonary function test; PFT)가 전반적인 폐기능을 평가하기 위하여 통상적으로 수행된다. 이들은 검사에 따라 1 내지 3 시간 정도가 소요된다. 예를 들어 폐활량측정법(spirometry), 가래 검사(sputum test), 폐용량 검사(lung volume test), 확산능 검사(,diffusing capacity test), 메타콜린 부하 검사(methacholine challenge test; 천식을 위한 검사), 알러지원 기관지 부하 검사(bronchial challenge test; 특정 알러지를 위한 검사), 기도저항 검사(airway resistance test; 대기도의 폐쇄(obstruction in the large airways)를 찾기 위한 검사), 및 폐탄성 검사(lung compliance test; 폐기종(emphysema)에서 감소되는 폐의 탄성을 측정하기 위한 검사) 등이 이들 검사에 속한다. X-선 분석은 규토(silica), 석탄(coal), 시멘트, 석면(asbestos), 연기, 석탄분진(coal dust) 등과 같은 작업환경의 오염물질에 의해서 야기되는 직업병을 위해 선택되는 진단 도구(diagnostic tool)이다.
그러나, 이들 검사의 대부분은 폐기능이 아닌 폐용량(lung capacity)를 평가하기 위해서만 유용하다. 폐활량측정법에 의해 측정되는 폐용량 및 기도저항은 일반적으로 특정한 한 쌍의 폐에 의해 배출되는 기체의 부피와 관련이 있다. 폐기능은, 이와 반대로, 혈액에 산소를 공급하고 이산화탄소를 제거하는 폐의 역량(capability of the lung), 즉 효율적으로 폐포기체교환(alveolar gas exchange)을 수행하는 능력이다. 환경적 오염물질에 의한 임의의 폐 폐쇄(lung obstruction)는 산소의 흡입(inhalation), 이산화탄소의 배출(exhalation) 또는 양자 모두를 지연시킴으로써 폐포기체교환의 양에 영향을 미칠 수 있다. 폐기능은, 따라서, 기체교환 과정의 효율성과 관련되기 때문에 폐용량보다 보다 신뢰할 수 있는 폐쇄성 호흡 장애를 위한 진단 도구를 제공한다.
임상적으로 어느 정도 중요성을 가지는 유효한 폐기능 분석 방법으로 유일한 것이 동맥혈액기체(arterial blood gas; ABG)이다. ABG 검사에 의하여 4 개의 주요 측정치를 얻을 수 있는데, 동맥 pH, paO2, paCO2및 HCO3 -이 그것이다. 동맥 pH는신체의 산-염기 평형을 측정하는 것이다. pH(정상 수준 7.35 - 7.45)의 큰 변화는 어떤 것이건 치명적일 수 있다. 동맥 paO2는 혈액의 산소공급(정상 수준 80 - 100 mmHg)을 나타낸다. 낮은 paO2역시 치명적일 수 있으며 낮은 paO2를 바로잡기 위하여적절한 산소요법(oxigen therapy)이 제공된다. 이산화탄소를 방출하는 능력은 폐의 주요 호흡기능 중 하나이며, 동맥 paCO2는 신체의 이산화탄소 방출 능력을 측정한다(정상 수준 35-45 mmHg). paCO2의 상승은 기계적 환기를 필요로 하는 상태까지 진행될 수 있는 폐환기(lung ventilation) 장애가 있음을 암시할 수 있다. 중탄산(HCO3 -)의 중요성은 산-염기 조절의 신장의(renal) 또는 대사의(metabolic) 성분으로 작용하는 이의 역할에 있으며 정상 HCO3 -수준은 22-28 mEq/L이다. ABG는 그러나 침습적(invasive)이며 고통스러운 검사이다.
본 출원은 2002년 2월 27일에 출원된 미국특허출원 제 60/359,862호를 기초로 우선권의 혜택을 주장하며, 상기 출원에 의해 공개된 내용은 본 출원에 온전히 통합된다.
본 발명은, 일반적으로, 중탄산나트륨(sodium bicarbonate)과 같은13C 표지된 물질을 정맥 주사 또는 경구로 투여한 후 피검자(subject)의 호흡으로 배출되는(exhalated)13CO2의 상대적 양을 측정함으로써 호흡 분석(breath assay)을 통하여 폐기능(lung fuction)을 평가하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 호흡기도(respiratory tract) 질환 또는 감염 및 이들의 경중도(輕重度; severity)를 치료 및 평가하기 위한 진단적 분석법의 하나로 사용될 수 있다.
도 1은13C-중탄산나트륨 투여량: 25 mg, n=2(가장 아래쪽 곡선); 50 mg, n=6(중간 곡선); 100 mg, n=6(가장 위쪽 곡선)에서의 방출된13CO2의 시간 및 용량에 대한 반응의 예를 표준편차와 함께 도시한 것이다.
도 2는 25mg, 50mg, 100mg의13C-중탄산나트륨(x-축)에 대한 곡선하면적(area under the curve; AUC) 값을 y-축에 대응시킨 예를 도시한 것이다.
도 3은 손상된 호흡계(점선)를 가진 연속 흡연자(실제 데이터)와 비교하여 6 명의 건강한 개체(직선)의 9개 호흡 곡선의 평균을 표준 편차와 함께 도시한 것이다.
도 4는 투약 전(아래쪽 곡선) 및 투약 후(위쪽 곡선)의 배출된13CO2의 시간 및 용량에 대한 반응을 표준편차와 함께 도시한 것이다.
실시태양의 상세한 설명
최근에, 위축성 위염(atrophic gastritis), 에너지 소비(energy expenditure), 헬리코박터 유문 감염(H.pylori infection), 정상혈당농도 고인슐린혈증(euglycaemic hyperinsulinaemia), 및 위배출(gastric emptying)과 같은 다양한 생물학적 기능을 평가하기 위한, 방사능 동위원소 표지된14C-중탄산나트륨 또는 안정한 동위원소 표지된13C-중탄산나트륨을 이용한 몇 가지 호흡검사(breath test)가 알려졌다. 그러나 이들 중 어느 것도 호흡기도 질환 또는 감염의 존재를 지시하거나, 이를 진단하거나, 또는 이의 경중도를 계층화(stratifying)하기 위한 진단 목적에 적용되지 않았다.
본 발명의 한 실시태양은 폐포기체교환, 즉, 조직기체교환(tissue gas exchange)과 구분되는 폐의 함기세포와 관련된 기체 교환의 효율을 평가하는 방법을 제공한다. 이 방법은 일반적으로13C-표지된 시약을 피검자에게 투여하고,13CO2와 같은 배출 기체를 측정하여 폐포기체교환을 모니터링(monitoring)하는 것을 포함한다. 한 실시태양에서,13C-표지 시약은13C-중탄산나트륨와 같은 탄산(carbonate)이 될 수 있다. 예를 들어, 섭취되었을 때, 중탄산(bicarbonate) 시약은 위장관에서 산/염기 반응을 거쳐 HCO3 -를 방출한다. HCO3 -는 호흡의 배출(exhalation)에 의해 결과적으로 체외로 방출되는 이산화탄소로 전환된다.
시약은 정제(tablet), 분말(powder), 과립(granule)의 섭취를 통한 경구 투여, PTP 제제, 캡슐 또는 용액와 같은 비침습적인(non-invasive) 방법으로 투여될 수 있다. 또한, 상기 시약은 정맥주사로(intravenously) 투여될 수 있다.
한 실시태양에서, 피검자는 포유동물이다. 또 다른 실시태양에서, 피검자는 인간이다.
한 실시태양에서, 상기 방법은 피검자의 호흡으로 배출되는13CO2를 측정하는것을 포함한다.13CO2는, 배출된13CO2의 양을 감지할 수 있는 임의의 방법과 같은 종래에 알려진 임의의 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어,13CO2는 적외선 분광계(infrared spectrometer)와 같은 분광법으로(spectroscopically) 측정될 수 있다.13CO2를 측정하는 하나의 예로 메레텍(Meretek, 덴버, 콜로라도)에서 시판하고 있는 UBiT®-IR300 적외선 분광계가 있다. 피검자는13C-표지된 시약을 섭취하고 나서 호흡수집주머니(breath collection bag)안으로 숨을 내쉴 수 있으며 그런 후에 이 주머니는 UBiT®-IR300에 부착된다. UBiT®-IR300는 호흡 내의13CO2와12CO2의 비(ratio)를 측정한다. 측정의 결과를 표준값(standard)과 비교함으로써, 결과적으로 배출된13CO2의 양을 계산할 수 있다. 또한, 배출된13CO2는 질량분석기(mass analyzer)로 측정될 수 있다.
한 실시태양에서, 폐기능은 배출된13CO2의 양을 측정하여 결정될 수 있다. 폐기능은 폐가 효율적으로 세포 호흡(cellular respiration)을 수행하는 능력을 지시할(indicate) 수 있다. 그 결과로 폐기능은 호흡기도 질환 또는 감염의 진단 또는 모니터링하기 위한 신뢰할 만한 속성(property)을 제공할 수 있다.
한 실시태양에서, 폐기능은,13C-표지된 시약이 섭취된 후 배출된13CO2의 양을 시간에 대하여 y축에 대응시킨 곡선의 곡선하면적(AUC)에 의해 결정될 수 있다. 도 3은 두개의 그러한 곡선의 예를 보여준다. 도 3에서, 배출된13CO2의 양은 다음 식에 따라 Δ13CO2(‰)로 정량화하였다.
Δ13CO2(‰) = (시료 기체내13CO2의 δ) - (섭취 전 기준시료 내13CO2의 δ)
상기식에서, δ값은 [{(R시료/R표준)-1}×1000]에 의해서 (‰로) 계산되었고, "R"은 시료 및 표준에서의 무거운 동위원소와 가벼운 동위원소의 비(13C/12C)이고, 곡선하면적은 누적된 [Δ13CO2(‰)×시간]을 나타낸다.
호흡기도 질환 또는 감염이 진행된 개체(individual)는 건강한 개체군(a population of individual) (또는 체중에 대한 용량이 투여된 또 다른 개체)에 비하여 감소된 AUC 값을 나타낼 수 있다. 도 3을 참조하면, 위쪽 곡선은 6 명의 건강한 개체의 9 호흡 곡선의 평균을 대응시킨 실제 데이터(actual data)를 나타낸다. 아래쪽 곡선은 연속흡연자(chain smoker)의 곡선이다. 연속흡연자의 AUC가 건강한 개체군의 그것에 비하여 작음을 눈으로 확인할 수 있으며 이는 연속흡연자가 손상된 호흡계로 고통받고 있음을 나타낸다.
도 1은 25 mg(가장 아래쪽 곡선), 50 mg(중간 곡선), 100 mg(가장 위쪽 곡선)의13C-중탄산나트륨에 대한 시간 및 용량 반응 곡선이다. 도 2는 투여량(25 mg, 50 mg 및 100 mg)에 따른 AUC 값을 가시적으로 비교하는 점 그래프(plot)를 보여준다. 한 개체에 있어서, 섭취된13C-표지된 시약의 용량이 클수록 AUC값이 크다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 방법은, 예를 들어, 진단 도구(diagnostic)로 사용될 수 있다. 한 실시태양에서, AUC 곡선은 다른 개체 또는 개체군의 AUC 곡선과 비교될 수 있다. 일반적으로 배출된13CO2의 양은 피검자의 신체크기 또는 체중에 의존한다고 여겨진다. 한 실시태양에서, 한 환자(patient)의 AUC값을 다른 개체와 비교할 때, 환자에게 체중에 따른(weight-adjusted) 용량을 투여하고 역시 체중에 따른 용량이 투여된 다른 개체와 비교한다. 만약 환자를 개체군과 비교하는 경우에는, 상기 개체군 역시 체중에 대한 용량이 투여될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, AUC 값은 시간을 두고 개체의 폐기능을 모니터링하는데 사용될 수 있다. 이 실시태양에서 체중에 대하 투여량은 필요하지 않다. 여기서, 해당 개체에 대하여 매 검사 투여시마다 투여량이 고정되어 있는 한, 환자에게 임의의 용량을 투여할 수 있다.
또 하나의 실시태양에서 폐기능은, 호흡 곡선이 1차반응 붕괴(first order decay)를 보이므로, 시간 및 용량 반응 곡선의 기울기를 측정함으로써 평가될 수 있다. 한 실시태양으로, Δ13CO2(‰) 값은 다음의 시간 구간(time periods)에서 측정된다.
t0,13C-표지된 시약을 섭취하기 이전의 시점;
t1,13C-표지된 시약이 피검자의 혈류(blood stream)에 흡수된 이후의 시점; 및
t2, 첫번째 제거상태(the first elimimation phase) 동안의 시점.
이 실시태양에서, 시점 t1및 t2에서의 Δ13CO2곡선의 기울기(slope)는 다음 식에 의하여 계산될 수 있다.
기울기 = {(Δ13CO2)2-(Δ13CO2)1}/(t2-t1)
일례로, 도 4의 곡선의 기울기는 10분 시점 및 20분 시점에서 측정되어 폐기능을 결정하는 변수(variable)를 도출할 수 있다. 도 4는 천식이 있는 개체의 흡입기약물요법(inhaler medication therapy)을 받기 전(점선) 및 받고난 후(직선)의 용량 및 시간 반응을 보여준다. 도 4로부터 투약 후 곡선이 투약 전 곡선에 비하여 10분 및 20분 시점 사이의 구간에서 더 가파른 기울기를 가지는 것을 볼 수 있으며, 이는 폐기능의 향상을 나타낸다. 이들 특정 시간 값은 예시적인 것일 뿐 다른 시간 구간 또는 소실곡선의 반감기(half life of the disappearance curve)가 사용될 수 있다.
한 실시태양에서, 다른 개체의 폐기능과 비교하기 위한 폐기능의 측정을 위하여 상기 기울기 방법이 사용되는 경우, 체중에 따른 용량의 사용은 불필요하다.
본 발명의 또 다른 실시태양은 호흡기도 질환 또는 감염의 치료를 모니터링하나 진단하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 여기에 기재된 임의의13C-표지된 시약과 같은13C-표지된 시약을 호흡기도 질환 또는 감염이 의심되는 피검자에게 투여하는 것을 포함한다. 상기 방법은 추가적으로 피검자의 호흡으로 배출되는13CO2를 측정하는 것을 포함한다. 한 실시태양에서 측정된13CO2의 결과는 적어도 하나의 호흡기도 질환 또는 감염의 존재를 지시하거나 확인해줄 수 있다.
또 하나의 실시태양에서, 본 발명은 호흡기도 질환 또는 감염을 치료하기 위한 방법을 제공한다. 측정된13CO2의 결과로 부터, 앞에서 논의된 바와 같이, 호흡기도 질환 및 감염을 위한 치료법을 선택하거나 최적화할 수 있다. 상기 방법은 추가적으로 호흡기도 질환 또는 감염의 치료를 포함한다.
한 실시태양에서, 상기 치료는 약물을 투여하는것, 약물 투여량을 선택하는것, 및 환자가 산소를 떼는(weaning) 과정 동안의 최적화된 산소요법(oxygen therapy)과 같은 산소요법을 포함한다. 예를 들어, 호흡기도 질환 또는 감염 여부에 따라, 주치의가 환자를 치료할 특정 약물을 선택할 수 있다. 또한, 이미 환자가 약물을 복용하고 있다면 주치의는 검사의 결과에 의하여 질환 또는 감염의 경중도에 따라 약물의 투여량을 늘이거나 줄일 수 있다. 또 다른 치료법은 혈중 산소균형(oxygen balance)을 개선시키기 위하여 환자에게 산소를 투여하는 산소요법이다. 또 다른 경우에, 검사의 결과는 환자가 산소요법과 같은 치료를 중단하거나 재시작 해야할지를 알려줄 수 있다.
본 발명에 따라 진단하거나 모니터링할 수 있는 대표적인 호흡기도 질환 또는 감염은 만성 폐쇄성 폐질환(COPD), 천식, 낭성섬유증, 규소폐증(silicosis), 폐 이식의 부작용, 기관지염(bronchitis), 세기관지염(bronchiolitis), 알파 1-항트립신 부족에 의해서 야기되는 폐기종, 감기, 상기도막힘증(croup), 디프테리아(diphtheria), 후두개염(epiglottitis), 인플루엔자, 폐암, 홍역(measles; rubeola), 백일해(pertussis; whooping cough), 흉막염(pleurisy), 폐렴(pneumonia), 진폐증(pneumoniosis)(석면증(asbestosis), 규소폐증, 석탄근로자의 진폐증, 만성 베릴륨(beryllium)질환, 및 알러지성 폐포염(alveolitis)과 같은), 기흉(pneumothorax), 폐색전증(pulmonary embolism), 폐섬유증(pulmonary fibrosis), 풍진(rubella, 독일 홍역), 비염(rhinitis), 사르코이드증(sarcoidosis), 성홍열, 부비동염(sinusitis), 인후통(sore throat), 연쇄상구균감염(streptococcal infection), 및 결핵, 및 기타 호흡기 고통을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 이러한 측면은 질환의 상태, 진행 및 약물 치료를 확인하는데 있어서 주치의에게 유용하다.
한 실시태양에서, 측정된13CO2는 폐기능을 측정하는데 사용된다. 한 실시태양에서, 폐기능은 피검자가 역치(threshold value) 이상 또는 이하에 해당하는지를결정하기 위하여 정량화 될 수 있다. 상기 결정은, 역치가 각 개체별로 다른 경우에는, 치료를 받는 동안 개체를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 한 실시태양에서, 상기 개체는 매 검사 투여시마다 고정된 용량으로 검사를 받는다. 다른 실시태양에서, 체중에 따른 용량으로 검사받는 개체군으로부터 역치를 측정할 수 있다.
일례로, 상기 방법은 천식 환자를 치료하고 모니터링하는데 사용될 수 있다. 호흡곤란(기도 통로 감염)을 완화시키기 위하여 사용되는 여러가지 약물(medication)이 있다. 우수한 안전성(safety profile)을 가진 적절한 약물을 선택하는 것은, 천식 환자를 효과적으로 치료하는데 도움이 된다. 주치의는 천식 환자의 호흡곤란의 정도를 모니터링하는데 도움을 받기 위하여 종종 폐활량 검사 - FEV1 및 PEFR(peak expiratory flow rate)와 같은 전통적인 측정법에서 개선된 - 와 같은 폐기능 검사에 의존한다. 코르티코스테로이드(corticosteroid, 흡입), 베타 2 애고니스트(흡입) 및 경구 코르티코스테로이드와 같은 약물은 여러가지 부작용 때문에 극도로 주의하여 사용하여야 한다. 여기에 기재된 방법은 개별적 약물에 대한 기도저항의 감소를 모니터링하는데, 예를 들어, 약물의 투여량을 선택하고 조절하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 실시태양은 폐기능을 결정하는 키트(kit)를 제공한다. 상기 키트는,13C-중탄산나트륨과 같은13C-표지된 시약, 및 폐기능 측정 방법을 기재한 사용설명서를 포함할 수 있다. 상기13C-표지된 시약은 정제, 분말 또는 과립, PTP 제제, 캡슐, 또는 용액으로 공급될 수 있다. 사용설명서는 전술한 곡선하면적을 이용하여, 또는 기울기 기법에 의하여 폐기능을 측정하는 방법을 기재할 수 있다.
상기 키트는 t0, t1, t2시점에서 배출된13CO2를 측정하기 위하여, 적어도 세개의 호흡수집 주머니를 선택적으로 포함할 수 있다. 만약 추가적인 시간 구간이 필요하다면 그 이상의 호흡수집주머니가 사용될 수 있다. 만약13C-표지된 시약이 고체(solid)로 공급된다면, 상기 키트는 시약을 녹이기 위한 용기(container)를 포함할 수도 있다.
한 실시태양에서, 폐기능을 측정하기 위한 방법은, 여기 기재된 바와 같이, 건강한 개체와 폐의 이상을 가진 개체간의 기체 교환(O2및13CO2)의 차이를 구분할 수 있게 해준다. 상기 방법은 비침습적이며, 피검자가 호흡 검사(breath test)를 수행하는 것만이 요구된다. 본 검사는 검사를 수행하기 위한 고도로 훈련된 기술자를 필요로 하지 않는다. 본 검사는 분석장비(예를 들어, UBiT®-IR300과 같은)가 구비된 일반의원(general practitioner's office)에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 검사는 가정 사용자가 호흡수집주머니를 분석을 위한 위탁 실험실(reference lab)로 보내는 것이 가능하다면 사용자의 가정에서 수행될 수 있다. 이와 반대로, ABG 검사는 동맥혈액 시료의 채취 및 pO2pCO2의 주의깊고 즉각적인 측정을 위한 숙련된 인원을 필요로 한다.
본 발명의 기타 실시태양은 여기 공개된 본 발명의 명세서 및 실시태양을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 오직 예시적으로 고려되기 위한 것이다.
본 발명의 한 실시태양은 폐포기체교환을 평가하는 방법을 제공한다. 이 방법은13C 표지된 시약을 피검자에게 투여하는 단계, 피검자의 호흡으로 배출되는13CO2를 측정하는 단계, 및 측정된13CO2로 폐기능을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시태양은 호흡기도 질환 또는 감염을 치료하기 위한방법을 제공한다. 이 방법은 호흡기도 질환 또는 감염을 가진 것으로 의심되는 피검자에게13C-표지된 시약을 투여하는 단계, 피검자의 호흡으로 배출되는13CO2를 측정하는 단계, 호흡기도 질환 또는 감염을 위한 치료법을 선택하는 단계 및 호흡기도 질환 또는 감염을 치료하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 하나의 실시태양은 호흡기도 질환 또는 감염의 존재를 결정하는 방법을 제공한다. 이 방법은 호흡기도 질환 또는 감염을 가진 것으로 의심되는 피검자에게13C-표지된 시약을 투여하는 단계, 피검자의 호흡으로 배출되는13CO2를 측정하는 단계, 및 측정된13CO2으로 폐기능을 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 폐기능은 호흡기도 질환 또는 감염의 존재 여부를 지시한다.
본 발명의 또 하나의 실시태양은13C 표지된 시약을 포함하는 키트(kit) 및 시약과 함께 제공되는, 폐기능을 측정하는 방법을 기재한 사용설명서를 제공한다.
상기 일반적인 기재 및 하기 상세한 기재는 모두 본 발명을 예시하고 설명하는 것일 뿐이며 이에 한정하여 권리를 청구하는 것이 아니다.
본 명세서에 통합되어 이의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 일부 실시태양을 보여주며 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원칙을 설명한다.
실시예 1
호흡검사 과정. 120 ml 눈금 표시된 코닝(Corning) 스냅 밀봉 플라스틱 바이알(No.1730-8)에13C-중탄산나트륨(100 mg)을 넣고 물(100 ml)을 가하였다. 피검자를 하룻 밤 동안 절식시킨 후 약 10-15초의 간격을 두고 용액을 섭취시켰다. 호흡 시료(breath sample)는13C-중탄산나트륨의 섭취 20분 후까지는 매 5분 시점에, 그리고 나서는 30, 40, 50분 후에 수집하였다. 호흡 시료는, 3초간 순간적으로 숨을 참은 후 시료수집주머니에 숨을 내쉬는 방법으로 수집하였다. 상기 호흡시료는 배출된 호흡의13C/12C의 비를 측정하기 위하여 콜로라도, 덴버, 메레텍사에 의해서 시판되는 UBiT®-IR300 분광계로 분석하거나 위탁실험실로 보내었다.
실시예 2
본 실시예는 흡입기 약물요법 - 상대적으로 선택적인 베타2-아드레날린성 기관지확장제인 애드베어(advair)[플루티카손 프로피오네이트 (fluticasonepropionate) 100 mcg 및 살메테롤(salmeterol) 50 mcg 흡입분말] 및 알부테롤(albuterol)[라세믹 (α1-[(tert-부틸아미노)메틸]-4-히드록시-m-크실렌-α-α´-디올, Ventilin®, Proventil®로 시판] - 에 이은 천식환자의 기도저항 감소를 모니터링하는 것에 대하여 기재한다.
호흡 검사는 환자가 어떤 천식약도 섭취하기 전에 오전 7시에 수행되었다. 상기 천식약은 오전 8시 15분에 섭취하였다. 투약 후 45분 경과 후(오전 9시) 호흡 검사는, 도 4에서 볼 수 있듯이 투약 전 호흡 검사와 비교하여 AUC 값 및, 가능하게는, 10-20분 사이의 기울기(가파라짐) 양자에 있어서의 개선을 보여준다.

Claims (31)

13C-표지된 시약을 피검자에게 투여하는 단계;
피검자의 호흡으로 배출된13CO2의 양을 측정하는 단계; 및
측정된13CO2로부터 폐기능을 결정하는 단계를 포함하는, 폐포기체교환의 평가방법.
제 1항에 있어서, 상기13C-표지된 시약이13C-표지된 탄산인 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기13C-표지된 탄산이13C-표지된 중탄산나트륨인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기13C-표지된 시약이 비침습적으로 투여되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기13C-표지된 시약이 정맥 투여되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 피검자가 인간인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 배출된13CO2가 분광법으로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7항에 있어서, 배출된13CO2가 적외선 분광계로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 배출된13CO2가 질량 분석기로 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 배출된13CO2가 적어도 3 개의 시간 구간 이상에서 측정되어 용량 반응 곡선을 생성하고 상기 곡선의 곡선하면적으로부터 폐기능이 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10항에 있어서, 배출된13CO2가, 상기13C-표지된 시약의 적어도 2 이상의 서로 다른 투여량에 대하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 배출된13CO2가 적어도 다음 시점들에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법:
t0,13C-표지된 시약을 섭취하기 이전의 시점;
t1,13C-표지된 시약이 피검자의 혈류에 흡수된 이후의 시점; 및
t2, 첫번째 제거상태 동안의 시점.
제 12항에 있어서, 상기 폐기능이 t1및 t2시점에서의 Δ13CO2의 기울기로부터 하기 식에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법:
기울기 = [(Δ13CO2)2-(Δ13CO2)1]/(t2-t1)
상기 식에서, Δ13CO2는 배출된13CO2의 양.
호흡기도 질환 또는 감염을 가지는 것으로 의심되는 피검자에게13C-표지된 시약을 투여하는 단계;
피검자의 호흡으로 배출된13CO2의 양을 측정하는 단계;
호흡기도 질환 또는 감염을 위한 치료법을 선택하는 단계; 및
호흡기도 질환 또는 감염을 치료하는 단계를 포함하는, 호흡기도 질환 또는 감염을 치료하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 측정하는 단계 후 및 선택하는 단계 전에, 측정된13CO2로부터 폐기능을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 15항에 있어서, 만약 상기 폐기능이 역치 이하인 것으로 결정되면 호흡기도 질환 또는 감염을 위한 치료법을 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 치료법이 약물을 투여하는 것, 약물의 투여량을 선택하는 것, 및 산소요법 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 호흡기도 질환 또는 감염이 만성 폐쇄성 폐질환, 천식, 낭성섬유증, 규소폐증, 폐 이식의 부작용, 기관지염, 세기관지염, 알파 1-항트립신 부족에 의해서 야기되는 폐기종, 감기, 상기도막힘증, 디프테리아, 후두개염, 인플루엔자, 폐암, 홍역, 백일해, 흉막염, 폐렴, 진폐증, 기흉, 폐색전증, 폐섬유증, 풍진, 비염, 사르코이드증, 성홍열, 부비동염, 인후통, 연쇄상구균감염 및 결핵 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 14항에 있어서, 상기 피검자가 인간인 것을 특징으로 하는 방법.
제 18항에 있어서, 상기 호흡기도 질환 또는 감염이 천식인 것을 특징으로 하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 약물이 정제 또는 흡입기를 통하여 투여되는 것을 특징으로 하는 방법.
호흡기도 질환 또는 감염을 가지는 것으로 의심되는 피검자에게13C-표지된 시약을 투여하는 단계;
피검자의 호흡으로 배출된13CO2의 양을 측정하는 단계; 및
측정된13CO2으로부터 폐기능을 결정하는 단계를 포함하는 호흡기도 질환 또는 감염의 존재를 결정하는 방법에 있어서, 상기 폐기능이 호흡기도 질환 또는 감염의 존재 여부를 지시하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 폐기능을 역치와 비교하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 폐기능이 상기 역치보다 낮은 경우에, 상기 호흡기도 질환 또는 감염의 존재가 지시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 호흡기도 질환 또는 감염이 만성 폐쇄성 폐질환, 천식, 낭성섬유증, 규소폐증, 폐 이식의 부작용, 기관지염, 세기관지염, 알파 1-항트립신 부족에 의해서 야기되는 폐기종, 감기, 상기도막힘증, 디프테리아, 후두개염, 인플루엔자, 폐암, 홍역, 백일해, 흉막염, 폐렴, 진폐증, 기흉, 폐색전증, 폐섬유증, 풍진, 비염, 사르코이드증, 성홍열, 부비동염, 인후통, 연쇄상구균감염 및 결핵 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 22항에 있어서, 피검자가 인간인 것을 특징으로 하는 방법.
13C-표지된 시약; 및 상기 시약과 함께 제공되는 폐기능을 결정하는 방법을 기재한 사용설명서를 포함하는 키트.
제 27항에 있어서, 상기13C-표지된 시약이13C-표지된 중탄산나트륨인 것을 특징으로 하는 키트.
제 27항에 있어서, 상기 키트가 적어도 3개의 호흡수집주머니를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
제 27항에 있어서, 상기13C-표지된 시약이 정제, 분말, 및 용액으로부터 선택되는 형태로서 제공되는 것을 특징으로 하는 키트.
제 27항에 있어서, 상기 키트가 상기13C-표지된 시약을 녹이기 위한 용기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 키트.
KR10-2004-7013369A 2002-02-27 2003-02-26 폐기능 측정을 위한 13ｃ 표지된 물질의 용도 KR20040096618A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35986202P 2002-02-27 2002-02-27
US60/359,862 2002-02-27
PCT/US2003/003128 WO2003072144A1 (en) 2002-02-27 2003-02-26 Use of 13c labelled substance for measuring lung function

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040096618A true KR20040096618A (ko) 2004-11-16

Family

ID=27766147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2004-7013369A KR20040096618A (ko) 2002-02-27 2003-02-26 폐기능 측정을 위한 13ｃ 표지된 물질의 용도

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6890305B2 (ko)
EP (1) EP1478407A1 (ko)
JP (1) JP2005518838A (ko)
KR (1) KR20040096618A (ko)
CN (1) CN1638811A (ko)
AU (1) AU2003212893A1 (ko)
BR (1) BR0307764A (ko)
CA (1) CA2475596A1 (ko)
MX (1) MXPA04008371A (ko)
WO (1) WO2003072144A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210092551A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 아주대학교산학협력단 방사선 치료에 따른 폐기능 예측 방법 및 장치

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7189204B2 (en) 2002-12-04 2007-03-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Sleep detection using an adjustable threshold
US7787946B2 (en) 2003-08-18 2010-08-31 Cardiac Pacemakers, Inc. Patient monitoring, diagnosis, and/or therapy systems and methods
US7662101B2 (en) 2003-09-18 2010-02-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Therapy control based on cardiopulmonary status
US7510531B2 (en) 2003-09-18 2009-03-31 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for discrimination of central and obstructive disordered breathing events
US7720541B2 (en) 2003-08-18 2010-05-18 Cardiac Pacemakers, Inc. Adaptive therapy for disordered breathing
US7887493B2 (en) 2003-09-18 2011-02-15 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable device employing movement sensing for detecting sleep-related disorders
US8002553B2 (en) 2003-08-18 2011-08-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Sleep quality data collection and evaluation
US7970470B2 (en) * 2003-09-18 2011-06-28 Cardiac Pacemakers, Inc. Diagnosis and/or therapy using blood chemistry/expired gas parameter analysis
US7591265B2 (en) 2003-09-18 2009-09-22 Cardiac Pacemakers, Inc. Coordinated use of respiratory and cardiac therapies for sleep disordered breathing
US7575553B2 (en) * 2003-09-18 2009-08-18 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and systems for assessing pulmonary disease
US8606356B2 (en) 2003-09-18 2013-12-10 Cardiac Pacemakers, Inc. Autonomic arousal detection system and method
US7757690B2 (en) 2003-09-18 2010-07-20 Cardiac Pacemakers, Inc. System and method for moderating a therapy delivered during sleep using physiologic data acquired during non-sleep
US8251061B2 (en) 2003-09-18 2012-08-28 Cardiac Pacemakers, Inc. Methods and systems for control of gas therapy
US7465276B2 (en) * 2005-11-30 2008-12-16 Wisconsin Alumni Research Foundation Identification of disease characteristics using isotope ratios in breath
GB0706398D0 (en) * 2007-04-02 2007-05-09 Univ Hospital Of North Staford Improvements in and relating to copd determination
DE102011007310A1 (de) 2011-04-13 2012-10-18 Humedics Gmbh Verfahren zur Bestimmung der metabolischen Leistung mindestens eines Enzyms
US20140330152A1 (en) * 2011-05-09 2014-11-06 Ilan Keidan Providing evidence whether an intravascular conduit is correctly positioned
EP3518762B1 (en) 2016-09-28 2024-01-10 Indian Institute of Technology, Guwahati A lung condition monitoring device
WO2020028984A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Rostrum Medical Innovations Inc. System and method for monitoring a blood flow that does not interact with ventilated lungs of a patient

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5386832A (en) 1993-06-11 1995-02-07 New England Deaconess Hospital Liver function breath test using aromatic amino acids
US5848975A (en) * 1996-07-01 1998-12-15 St. Vincent's Medical Center Of Richmond Breath test for helicobacter pylori
US5962335A (en) * 1997-01-03 1999-10-05 Oridion Medical Ltd. Breath test for detection of drug metabolism
US5996586A (en) * 1997-03-26 1999-12-07 Phillips; Michael Breath test for detection of lung cancer
JP3340699B2 (ja) * 1998-06-05 2002-11-05 東京瓦斯株式会社 膵外分泌機能診断剤
US6540691B1 (en) * 1999-01-12 2003-04-01 Michael Phillips Breath test for the detection of various diseases
WO2001087352A1 (en) 2000-05-18 2001-11-22 Metabolic Solutions, Inc. Reverse isotope dilution assay and lactose intolerance assay
US6513931B1 (en) * 2000-05-31 2003-02-04 Prio Corporation Method and apparatus for testing the vision of a video display terminal user

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210092551A (ko) * 2020-01-16 2021-07-26 아주대학교산학협력단 방사선 치료에 따른 폐기능 예측 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005518838A (ja) 2005-06-30
MXPA04008371A (es) 2005-05-17
CN1638811A (zh) 2005-07-13
BR0307764A (pt) 2004-12-21
CA2475596A1 (en) 2003-09-04
EP1478407A1 (en) 2004-11-24
AU2003212893A1 (en) 2003-09-09
US20030171687A1 (en) 2003-09-11
US6890305B2 (en) 2005-05-10
WO2003072144A1 (en) 2003-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6890305B2 (en) Reagent and method for measuring lung function
West Pulmonary pathophysiology: the essentials
Overland et al. Alteration of pulmonary function in intravenous drug abusers: prevalence, severity, and characterization of gas exchange abnormalities
Schnoll et al. Pulmonary dysfunction in'freebase'cocaine users
US6067989A (en) Breath test for the diagnosis of Helicobacter pylori infection in the gastrointestinal tract
JP2001507455A (ja) 医薬代謝を検出するための呼気試験
JP2009516534A (ja) 呼気試験装置および方法
Hoffstein Persistent cough in nonsmokers
Myers et al. Clinical applicability of a methacholine inhalational challenge
Gunaydin et al. Pulmonary microvascular injury following general anaesthesia with volatile anaesthetics—halothane and isoflurane: a comparative clinical and experimental study
Cockcroft et al. Volume adjustment of maximal midexpiratory flow: importance of changes in total lung capacity
Anderson et al. Pharmacokinetics of (R, S)‐Albuterol after aerosol inhalation in healthy adult volunteers
Uliński et al. Occupational rhinitis and bronchial asthma due to morphine: evidence from inhalational and nasal challenges
Smith et al. Effect of pattern of aerosol inhalation on clearance of technetium-99m-labeled diethylenetriamine pentaacetic acid from the lungs of normal humans
Webb Assessment of a Patient with Lung Disease
RU2208389C2 (ru) Способ диагностики заболеваний легких
Riario-Sforza et al. Determination of cut-off positivity values in nasal challenge testing of patients with allergic rhinitis
Kalsi Assessing airways deposition, physiology and pharmacokinetics of monodisperse aerosols in obstructive lung disease
Cherniack Continuity of care in asthma management
Hazari Elevated exhaled nitric oxide (ENO) in non-asthmatic atopic adults
JPH11171797A (ja) 糖尿病診断剤
Hurst Ability of Subjects with Impaired Respiratory Function to Provide a Satisfactory Breath Sample for the Alcotest® 7410 Breath Alcohol Device
National Research Council Markers of Physiologic Effects in Intact Organisms
JPH11147842A (ja) 糖尿病診断剤
Abraham et al. Comparative effects of a fixed combination of reproterol hydrochloride and disodium cromoglycate with each agent alone on antigen-induced airway responses in sheep

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid