專利名稱：診斷和治療胰島素樣生長因子缺陷疾病的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用胰島素樣生長因子-1治療IGF-1缺陷疾病和IGF-1產生疾病包括矮小癥和代謝疾病的領域。
背景技術：
人胰島素樣生長因子-1(IGF-1)是一種7649道爾頓的多肽，屬于促生長因子家族，具有胰島素樣代謝作用和分化作用、具有促有絲分裂原和抗凋亡生物活性，該家族調節(jié)生長激素(GH)的活性。IGF-1調節(jié)出生后GH對人體生長的作用。像GH一樣，IGF-1是一種強效合成代謝的蛋白質。IGF-1具有與胰島素類似的降血糖作用，并且促進正向氮平衡。據估計，美國約20,000的兒童由于生長激素缺陷而生長不足，并且大多數是GH分泌正常而IGF-1缺陷。此外，較多成年人也患有這些激素缺陷疾病。
IGF-1缺陷(IGFD)可能是由于對GH作用具有抗性，或者是GH缺陷(GHD)所致。由于對GH的抗性而引起的IGFD稱為原發(fā)性IGFD，而由GHD引起的IGFD稱為繼發(fā)性IGFD。目前，給予GH促泌素或促進GH分泌的試劑之后能否產生GH，用作GHD的指征。目前，還沒有一種檢測可區(qū)分出患有原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的個體，或確定哪種治療是合適的治療，例如GH、IGF-1治療或GH和IGF-1聯(lián)合治療。因此，很多個體可能接受不合適的或無效的治療。
因此，本領域需要改進對IGF-1缺陷的診斷，尤其需要可區(qū)分原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的改進的診斷方法，需要觀察患者對GH治療的響應性如何。這些診斷有助于選擇對該疾病或病癥合適的治療。當前，IGF-1缺陷(的診斷)建立在以下基礎上檢測血液IGF-1水平，將其與大量個體中獲得的血液IGF-1水平比較，以建立IGF-1標準偏差分數(IGF-1 SDS)。
本發(fā)明通過提供(例如)改進的方法而滿足了這一需要，所述方法不僅根據患者的IGF-1血液濃度而且根據患者GH血液水平提高之前和之后能否產生IGF-1來確定某患者是否是IGF-1缺陷。本發(fā)明還提供與這些改進的診斷方法相關的益處。
文獻美國專利號5,273,961；5,466,670；5,126,324；5,187,151；5,202,119；5,374,620；5,106,832；4,988,675；5,106,832；5,068,224；5,093,317；和5,569,648；Ross等(1993)Intensive Care Med.19增刊2S54-57；Buckway等(2001)J Clin EndocrinolMetab.86(11)5176-83；Kuczmarski等(2002)Vital Health Stat.2461-190；Brabant等(2003)Hormone Res.6053-60；Mauras等(1999)Am.J.Physiol.277E579-E584；Mizuno等(2001)Pharm.Res.181203-1209；Wilson等(2003)J Pediatr.143415-421；Gharib等(2003)Endocr.Pract.964-76；Juul等(2002)Hormone Res.58233-241；Rosenfeld和Hwa(2004)J.Clin.Endocrinol.Metab.891066-1067；Lofqvist等(2001)J Clin Endocrinol Metab.86(12)5870-6。
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發(fā)明簡述本發(fā)明提供標準偏差分數(SDS)計算器，該SDS計算器可用于將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度或IGF-1產率轉換為IGF-1標準偏差分數。在一個實施方式中，通過考慮IGFBP-3血液水平(和，任選地，IGF-2血液水平)來計算IGF-1產率，可用該產率計算出IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。經IGFBP-3校正的IGF-1水平具體可用于評價響應于例如生長激素治療的IGF-1產率。
因此，本發(fā)明提供標準偏差分數(SDS)計算器，該SDS計算器可用于將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度轉換為IGF-1標準偏差分數。在一個實施方式中，通過考慮IGFBP-3計算出IGF-1 PR SDS，從而提供IGF-1 PR SDS。本發(fā)明還提供進行這種轉換的計算機程序產品，以及將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS或IGF-1PR SDS的系統(tǒng)和裝置。本發(fā)明還提供診斷原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的方法，以及診斷需要GH和IGF-1聯(lián)合治療的患者的方法，以及進行所述診斷方法的試劑盒、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明還提供治療IGFD的方法，所述方法一般包括測定IGF-1 SDS和/或IGF-1 PR SDS；和根據IGF-1 SDS和/或IGF-1 PR SDS，給予有效量的IGF-1(一種提高生長激素(GH)血液水平的試劑)，或給予IGF-1和可提高GH血液水平的試劑的有效組合。
此外，本發(fā)明還提供測定患者IGF-1產生量的方法和系統(tǒng)，所述方法考慮治療前和治療后的IGFBP-3血液水平。這通常通過檢測基線水平的血液IGF-1濃度和血液IGFBP-3濃度、并考慮血液IGFBP-3濃度以計算出IGF-1產率來完成。然后給予可增加血液GH水平的試劑，再檢測血液IGF-1濃度和血液IGFBP-3濃度，考慮IGFBP-3濃度來計算IGF-1產率。治療后的IGF-1產率減去基線水平的IGF-1產率，從而計算出IGF-1的刺激產率。在一個實施方式中，基線和治療后的IGF-1產率各用于上述的SDS計算器，以提供基線IGF-1 PR SDS和治療后IGF-1 PRSDS，和計算出IGF-1 PR SDS的變化。此外，因為IGF-2也結合IGFBP-3，本發(fā)明還考慮在計算IGF-1產率前校正IGFBP-3濃度，然后該產率可用于計算“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。
經IGFBP-3和任選地經IGF-2校正的IGF-1刺激產率可用于確定IGF-1的產生是否異常。此外，可計算IGF-1產生的變化和/或IGF-1 PR SDS的變化來確定何種合適的治療可恢復IGF-1血液濃度。在rhIGF-1為合適治療的實施方式中，可直接計算出rhIGF-1或rhIGF-1和可增加GH血液濃度試劑有效組合的替代劑量，以將IGF-1水平恢復到合適水平。
本發(fā)明的一個特征是一種計算機程序產品，其包括存貯有計算機程序的計算機可讀存貯介質，當用計算機閱讀時，所述程序將血液中的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)。在一些實施方式中，所述程序用下述算法計算IGF-1 SDSIGF-1 SDS＝(xp一平均數年齡)÷SD年齡，其中x是血液中的IGF-1濃度。
在一些實施方式中，將血液中的IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS包括用血液中的IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)濃度將血液中的IGF-1濃度轉換為血液IGF-1清除率。在某些實施方式中，血液中的IGF-1濃度或血液中的IGF-1產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。在其它實施方式中，所述計算機程序還將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。在另外的實施方式中，用下述算法計算IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
在某些實施方式中，所述計算機程序將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。在另外的實施方式中，所述計算機程序用下述算法計算IGF-1PR SDSIGF-1 PR SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是血液中的IGF-1產率。在一些實施方式中，所述計算機軟件還包括以下算法計算基線血液IGF-1濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。
在一些實施方式中，所述計算機程序還包括以下算法計算基線血液IGF-1產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1 PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1PR SDS變化。
本發(fā)明的另一個特征是用于診斷患者的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中央計算環(huán)境、輸入裝置(操作性連接于所述計算環(huán)境以接收患者數據，其中所述患者數據包括年齡和胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度)、輸出裝置(操作性連接于所述計算環(huán)境以向用戶提供信息)和所述中央計算環(huán)境執(zhí)行的算法，其中根據通過輸入裝置接收的數據執(zhí)行該算法，執(zhí)行該算法將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，其中SDS被輸送到所述輸出裝置。在某些實施方式中，該系統(tǒng)還包括數據存貯設備。
在一些實施方式中，所述算法為下式IGF-1 SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液濃度。在其它實施方式中，中央計算環(huán)境根據IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)的血液濃度將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1血液清除率。在另外的實施方式中，IGF-1血液濃度或IGF-1血液產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。在一些實施方式中，中央計算環(huán)境將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。
在一些實施方式中，所述中央計算環(huán)境用以下算法計算IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
在其它實施方式中，中央計算環(huán)境將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PRSDS)。在另外的實施方式中，中央計算環(huán)境用以下算法計算IGF-1 PR SDSIGF-1 PR SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液產率。在其它實施方式中，中央計算環(huán)境還包括以下算法計算基線血液IGF-1濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。在另外的實施方式中，所述輸出裝置還包括差異方法，其中，IGF-1 SDS變化至少+1.0表示診斷為響應GH治療，并表示可用GH治療，IGF-1 SDS變化小于+1.0表示不響應GH治療并表示可用IGF-1治療；IGF-1 SDS變化約+0.5至+1.5表示應用GH和IGF-1聯(lián)合治療。
在其它實施方式中，中央計算環(huán)境還包括以下算法計算基線血液IGF-1產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1 PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1PR SDS變化。在另外的實施方式中，所述輸出裝置還包括差異診斷設備，其中，IGF-1 PR SDS變化至少+1.0表示診斷為響應GH治療并表示可用GH治療，IGF-1PR SDS變化小于+1.0表示不響應GH治療并表示可用IGF-1治療，IGF-1 PR SDS變化約+0.5至+1.5表示用GH和IGF-1聯(lián)合治療。
本發(fā)明的另一個特征是用于診斷患者的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的便攜式設備，包括用于接收和存貯患者數據的裝置(其中所述數據包括患者年齡和來自患者的生物學樣品中的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度)、數據輸出裝置、和存貯在該設備中的算法，其中執(zhí)行該算法將從接收裝置接收的IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，該SDS被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置將SDS展示給用戶。
在一些實施方式中，所述設備還包括檢測生物學樣品中的IGF-1濃度的裝置；將檢測到的IGF-1濃度輸送給接收和存貯裝置的裝置。在一些實施方式中，所述裝置包括酶聯(lián)免疫吸附試驗、化學發(fā)光試驗或放射性免疫試驗裝置。在一些實施方式中，所述程序用以下算法計算IGF-1 SDSIGF-1 SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液濃度。
在其它實施方式中，所述設備包括根據IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)的血液濃度將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1血液清除率的算法。在某些實施方式中，IGF-1血液濃度或IGF-1血液產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。在其它實施方式中，執(zhí)行該算法將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。在一些實施方式中，計算IGF-1產率的算法是IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
在其它實施方式中，執(zhí)行該程序將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PRSDS)。在另外的實施方式中，計算IGF-1 PR SDS的算法是IGF-1 PR SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液產率。
在其它實施方式中，所述設備還包括以下算法計算基線血液IGF-1濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。在一些實施方式中，所述設備還包括以下算法計算基線血液IGF-1產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1 PR SDS變化。
本發(fā)明的另一個特征是一種診斷患者的原發(fā)性和繼發(fā)性胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的方法，包括將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，其中所述轉換包括采用下式的算法IGF-1 SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液濃度；和根據該SDS診斷原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD。在一些實施方式中，用本發(fā)明的系統(tǒng)產生IGF-1 SDS。
在一些實施方式中，所述方法包括將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1產率，然后用下式的算法將IGF-1產率轉換為IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 PRSDS)IGF-1 PR SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1產率。在另外的實施方式中，用下述算法將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
本發(fā)明的另一個特征是一種治療個體的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)疾病的方法，包括測定標準偏差分數，其中所述標準偏差分數是用某個體生物學樣品中的IGF-1血液濃度計算出的IGF-1標準偏差分數(SDS)；根據該標準偏差分數，給予該個體有效量的IGF-1、IGF-1類似物、IGF-1變體或增加生長激素(GH)血液濃度的試劑、或它們的組合，所述給藥可有效治療該個體的IGFD。
在一些實施方式中，標準偏差分數是IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 PRSDS)，該IGF-1 PR SDS以該個體生物學樣品的IGF-1血液濃度計算的IGF-1產率為基礎。在其它實施方式中，所述給藥包括給予個體增加GH血液濃度的試劑和IGF-1、IGF-1類似物、IGF-1變體中的至少一種。在一些實施方式中，所述IGFD疾病是矮小癥。在其它實施方式中，所述IGFD疾病是代謝疾病。
本發(fā)明的另一個特征是提供一種診斷患者的原發(fā)性和繼發(fā)性胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的方法，包括測定基線胰島素樣生長因子-1(IGF-1)標準偏差分數(SDS)(其中該基線IGF-1 SDS是用個體第一血液樣品中的IGF-1血液濃度和IGF-1清除率計算出的IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 SDS基線產率)，給予個體有效量的能刺激與該個體同年齡和同性別的正常對象產生IGF-1的生長激素(GH)，測定GH治療后的IGF-1 SDS，所述GH治療后的IGF-1 SDS是IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 SDS治療后產率)，是利用在所述給予GH后、在正常對象中響應所述GH給藥而刺激IGF-1產生的某時間點從所述個體取得的第二血液樣品的IGF-1血液濃度和IGF-1清除率計算出來的；和根據IGF-1 SDS基線產率和IGF-1SDS治療后產率的比較，診斷個體是原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD。在一些實施方式中，從IGF-1 SDS治療后產率中減去IGF-1 SDS基線產率來進行所述比較，以獲得IGF-1 PR SDS的變化。在一些實施方式中，用本發(fā)明所述系統(tǒng)分別計算SDS基線產率和IGF-1 SDS治療后產率。
在一些實施方式中，IGF-1 PR SDS變化小于+1.0表示診斷為原發(fā)性IGFD。在另外的實施方式中，所述方法還包括給予對象治療所述對象的原發(fā)性IGFD的有效量IGF-1的步驟。
在其它實施方式中，IGF-1 PR SDS變化+0.5至+1.5表示診斷為同時患有原發(fā)性和繼發(fā)性IGFD。在另外的實施方式中，所述方法還包括給予對象治療所述對象的原發(fā)性和繼發(fā)性IGFD的有效量IGF-1和GH組合的步驟。
在另外的實施方式中，IGF-1 PR SDS變化至少+1.0表示診斷為繼發(fā)性IGFD。在另外的實施方式中，所述方法還包括給予對象治療所述對象的繼發(fā)性IGFD的有效量的GH的步驟。
附圖簡述

圖1顯示血液IGF-1濃度相對于年齡(歲)的示范性圖。
圖2A-2C顯示本發(fā)明系統(tǒng)的示范性實施方式。
圖3顯示本發(fā)明設備的一個實施方式。
圖4顯示本發(fā)明設備的另一個實施方式。
圖5A是顯示IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)和IGF-1清除之間的關系的一組圖。左圖顯示log-1og比例，而右圖顯示線性比例。實線顯示模型預測的函數。
圖5B顯示IGFBP-3和IGF-1半衰期之間的關系(1og-1og比例)。實線顯示模型預測的函數。
圖5C顯示IGFBP-3和IGF-1峰濃度之間的關系。實線顯示模型預測的函數。
圖6是IGF-1藥代動力學模型的示意圖。
圖7顯示給予rhIGF-1(60μg/kg或120μg/kg)之后患有原發(fā)性IGFD的患者中的IGF-1濃度。
圖8顯示實驗室A(Lab A)正常(normative)數據和Lab A SD分數。
圖9顯示用本發(fā)明IGF-1 SDS計算器獲得的Lab A正常數據和IGF-1 SD分數。
圖10顯示實驗室B(Lab B)正常數據和Lab B SD分數。
圖11顯示用本發(fā)明IGF-1 SDS計算器獲得的Lab B正常數據和IGF-1 SD分數。
圖12A顯示某實驗室的男性IGF-1血液濃度的SD分數水平示范性正常數據為-5至+3。
圖12B顯示某實驗室的0-16歲男性IGF-1血液濃度的SD分數水平示范性正常數據為-5至+3。
圖12C顯示某實驗室的男性的IGF-1 SD分數的示范性正常數據。
圖13A顯示某實驗室的女性IGF-1血液濃度的SD分數水平示范性正常數據為-5至+3。
圖13B顯示某實驗室0-16歲女性的IGF-1血液濃度的SD分數水平示范性正常數據為-5至+3。
圖13C顯示某實驗室的女性的IGF-1 SD分數的示范性正常數據。
定義本文所用術語“治療”指獲得所需的藥理學和/或生理學效果。該效果可以是完全或部分預防疾病或其癥狀的預防效果和/或部分或完全治愈疾病、紊亂或癥狀和/或疾病引起的不良作用的治療效果。本文所用“治療”包括哺乳動物尤其是人的疾病、紊亂或癥狀的任何治療，包括(a)增加存活時間；(b)降低疾病引起的死亡風險；(c)預防易患疾病但還未診斷患有疾病的對象發(fā)生疾?。?d)抑制疾病，即使疾病的發(fā)展停滯(例如降低疾病進展速度)；和(e)減輕疾病，即，使疾病消退?！爸委煛边€包括向對象提供正面益處，包括生理、精神和情感益處。在具體實施方式
中，術語“治療”指提高個體的生長速率、提高個體成年的最終高度等。
術語“個體”、“宿主”、“對象”和“患者”本文可互換使用，指哺乳動物，尤其是人。
術語“治療有效量”指可有效地幫助實現所需治療效果的治療性試劑的量或治療性試劑的遞送速率。具體所需的治療效果將根據待治療的病癥、將給予的制劑以及本領域一般技術人員所知的多種其它因素而變化。
就抗體結合而言，術語“特異性結合”指抗體與特定多肽即多肽表位(例如IGF-1多肽)以高抗體親抗原性(avidity)和/或高親和力結合。例如，抗體與IGF-1多肽或其片段上的某表位的結合強于同一抗體與任何其它表位(尤其是存在于與感興趣的特定多肽相關的或存在于同一樣品中的分子的表位)的結合，例如對IGF-1表位的結合比對非-IGF-1多肽的表位結合更強，從而通過調整結合條件，該抗體幾乎只結合此特異性IGF-1多肽表位而不結合任何其它非-IGF-1表位或不包含所述表位的任何其它多肽。特異性結合IGF-1多肽的抗體也有可能以微弱但可檢測到的水平(例如只有與感興趣多肽結合的10％或更少)結合其它多肽。這種弱結合，或背景結合，(例如)采用合適的對照，不難與與本發(fā)明多肽的特異性結合區(qū)分開來。一般，特異性抗體與給定多肽的結合親和力為10-7M或更多，10-8M或更多(例如10-9M、10-10M、10-11M等)。一般，不采用結合親和力小于10-6M或更小的抗體，因為用當前使用的常規(guī)方法檢測不到它們與抗原的結合。
本文所用術語“IGF-1”指來自任何種類動物包括牛、羊、豬、馬和人的胰島素樣生長因子-1。術語“IGF-1”還包括天然存在的IGF-1(例如，從IGF-1的天然來源中分離到的IGF-1)；合成的IGF-1；和重組IGF-1。
術語“IGF-1血液濃度”或“IGFBP-3血液濃度”分別指全血中的或血液產生的液體如血漿或血清中的IGF-1或IGFBP-3濃度。
本文所用“IGF-2”指來自任何種類動物包括牛、羊、豬、馬和人的胰島素樣生長因子-2。術語“IGF-2”還包括天然存在的IGF-1(例如，從IGF-2的天然來源中分離到的IGF-2)；合成的IGF-2；和重組IGF-2。
術語“IGF-2血液濃度”指全血中的或血液產生的液體如血漿或血清中的IGF-2濃度。
術語“生物學樣品”包括獲自生物體的多種類型樣品，可用于診斷或監(jiān)測試驗。該術語包括血液和生物來源的其它液體樣品、固體組織樣品例如活檢標本或其衍生的組織培養(yǎng)物或細胞及其后代。該術語包括獲得樣品后經任何方法操作的樣品，如經試劑處理、增溶或富集某些組分。該術語包括臨床樣品，還包括細胞培養(yǎng)物中的細胞、細胞上清液、細胞裂解液、血清、血漿、生物體液和組織樣品。
術語“體液”指哺乳動物例如人的生物學液體樣品。這些液體包括水性液體例如血清、血漿、淋巴液、滑膜液、濾泡液、精液、羊水、乳汁、全血、尿液、腦脊液、唾液、痰、眼淚、汗液、粘液、組織培養(yǎng)液、組織提取物和細胞提取物。本發(fā)明感興趣的具體體液包括血清、血漿和血液。
“根據計算機的系統(tǒng)”指用于分析信息的硬件設備、軟件設備和數據存貯設備。本發(fā)明根據計算機的系統(tǒng)的最低硬件包括中央處理單元(CPU)、輸入裝置、輸出裝置和數據存貯裝置。本領域技術人員不難理解，現有的任一種計算機系統(tǒng)均適用于本發(fā)明。數據存貯裝置可包括含有記錄本發(fā)明上述信息的任何制品，或可存取該制品的存取器裝置。
在計算機可讀介質上“記錄”數據、程序或其它信息指用本領域已知的任何此類方法存貯信息的過程。根據獲取存貯的信息所用的裝置，可選擇方便的數據存貯結構。多種數據處理程序和形式可用于存貯，例如文字處理文檔、數據庫形式等。
“處理器”或“計算機裝置”指完成其所需功能的任何硬件和/或軟件組合。例如，本文的處理器可以是可編程的數字微處理器，例如其形式為電子控制器，主機、服務器或個人電腦(臺式或便攜式)。當處理器是可編程的，合適的程序可從遠端位置輸送到處理器，或先前存貯在計算機程序產品(例如便攜式或固定的計算機可讀存貯介質，可以是磁、光或固體狀態(tài)裝置)中。例如，磁性介質或光盤可攜帶程序，或可用與處于相應位置的各處理器連接的合適閱讀器閱讀。
“臨床試驗”指對獲自個體或患者(本文也稱為宿主或對象)的樣品進行試驗或檢測，以提供關于該個體或患者當前或未來的健康或疾病、診斷、治療、預防和/或監(jiān)測疾病的信息。
本文所用術語“評價”廣義上不僅指對某給定的感興趣疾病的診斷或檢測，還指在給定的時間中監(jiān)測病癥。因此，在某些實施方式中，采用本發(fā)明方法診斷患者是否存在某給定疾病，即，確定對象是否患有某疾病(例如，IGFD，包括原發(fā)性IGFD、繼發(fā)性IGFD、嚴重的原發(fā)性IGFD等)。在其它實施方式中，采用本發(fā)明方法監(jiān)測、預測或追蹤，即監(jiān)視或觀察一段時間內對象疾病的進展。
就“IGF-1產生”(例如未受刺激狀態(tài)或對給予個體生長激素的刺激響應狀態(tài))而言，術語“產生”指響應于GH而在患者血清中產生的IGF-1水平，該水平可被定量或定性評估。由于IGF-1從頭產生和/或從非活性狀態(tài)中釋放(例如從IGF-1結合蛋白中釋放)而在血流中可能存在活性狀態(tài)的IGF-1(例如，未結合于IGF-1結合蛋白)。因此，IGF-1的產生還包括評估IGF-1血液濃度、考慮血液IGF-2濃度、考慮IGFBP-3血液濃度(和，任選地，IGF-2濃度)，以提供“經IGFBP-3校正的IGF-1″血液產率。根據IGFBP-3濃度的清除率校正的IGF-1血液濃度而提供IGF-1產率，具體可用于測定處于未刺激狀態(tài)或響應于(例如，用生長激素(GH)或其它試劑)刺激或治療狀態(tài)下的患者中產生的IGF-1。在一些實施方式中，根據未經IGFBP-3或IGF-2校正的IGF-1血液濃度來產生IGF-1 SDS的變化。在其它實施方式中，根據血液中IGF-1和IGFBP-3的量來產生IGF-1 PRSDS的變化。在還有另外的實施方式中，根據考慮血液中的IGFBP-3以及血液中的IGF-2的量的經校正的IGF-1量來產生“經IGF-2校正”的IGF-1 PR SDS變化。
術語“藥物控釋裝置”包括任何裝置，這些裝置中所含的藥物或其它所需物質的釋放(例如，釋放的速率，時間)受該裝置本身的控制或由該裝置本身決定，基本上不受所用環(huán)境的影響，或以在所用環(huán)境中可以重復的速率釋放。
“基本連續(xù)”，例如“基本連續(xù)輸注”或“基本連續(xù)遞送”，指藥物以基本不間斷的方式在預先選定的時間內遞送，在該預先選定的時間(例如8小時間隔)內，患者接收的藥物量均不降至零。而且，“基本連續(xù)”的藥物遞送也可包括在預先選定的藥物遞送時間內以基本恒定的、預先選定的速率或速率范圍(例如，每單位時間的藥物量，或單位時間內藥物制劑的體積)基本上不間斷地遞送藥物。
“IGF-1缺陷疾病”指可從IGF治療中獲益的任何疾病，包括但不限于，例如，肺病、以下高血糖疾病、腎病(例如急性和慢性腎功能不全、末期慢性腎衰竭、腎小球腎炎、間質腎炎、腎盂腎炎、腎小球硬化癥，例如糖尿病患者的毛細管間性腎小球硬化癥和腎移植后的腎衰竭)、肥胖癥、GH-缺陷、GH抗性、特納氏綜合征、Laron氏綜合征、矮小癥、與衰老相關的不良癥狀例如肥胖和脂肪量與瘦肉(fat mass-to-lean)比率增加、免疫疾病例如免疫缺陷包括CD4+T細胞計數減少和免疫耐受性下降或化療引起的組織損傷、骨髓移植、心臟結構或功能的疾病或機能不全例如心機能不全和充血性心力衰竭、神經元(neuronal)、神經或神經肌肉疾病(例如中樞神經系統(tǒng)疾病包括阿爾茨海默病或帕金森病或多發(fā)性硬化，以及外周神經系統(tǒng)和肌肉組織疾病，包括外周神經病、肌肉萎縮癥或肌強直性營養(yǎng)不良)，代謝疾病(包括與例如心理健康疾病(例如神經性厭食癥)、外傷或創(chuàng)傷或感染(如細菌或人病毒例如HIV感染)、傷口、皮膚病、需要恢復的腸結構和功能等疾病引起的消瘦相關的代謝疾病)。兒童骨或軟骨生長疾病，包括矮小癥，兒童和成人軟骨和骨疾病包括關節(jié)炎和骨質疏松癥。所治療的疾病可以是兩種或多種上述疾病(例如作為代謝疾病后遺癥的骨質疏松癥)的組合。作為本發(fā)明治療靶標的感興趣的具體疾病是糖尿病和肥胖癥、心機能不全、腎病、神經障礙、骨疾病、全身生長疾病和免疫疾病。
本文所用術語“高血糖癥”指所有形式的糖尿病和由胰島素抗性引起的疾病，例如I型和II型糖尿病，以及嚴重性胰島素抗性、高胰島素血癥和高脂血癥，例如肥胖癥患者，和胰島素抗性糖尿病，如Mendenhall氏綜合征、沃納綜合征、矮妖精貌綜合征、脂肪萎縮性糖尿病和其它脂肪營養(yǎng)不良癥。高血糖癥的一個例子是糖尿病，具體是I型和II型糖尿病?！疤悄虿　北旧碇柑穷惔x的進行性疾病，包括胰島素產生或利用不足，其特征是高血糖和糖尿。
在進一步描述本發(fā)明之前，應理解本發(fā)明不僅限于所描述的具體實施方式
，因為具體實施方式
可以變化。還應理解本文所用的術語僅是為了描述特定實施方式，不用于限定，因為本發(fā)明的范圍僅受所附的權利要求書的限定。
當提供數值范圍時，應理解，除非上下文另有明確規(guī)定，處于該范圍上下限之間的各中間值(至下限單位的十分之一)和任何其它指定數值或該指定范圍中的中間值都包括在本發(fā)明范圍內。這些小范圍內的上限和下限可獨立地包括在更小的范圍內，而且也包括在本發(fā)明范圍內，屬于該指定范圍內任何具體排除的限值。當該指定范圍包括一個或兩個限值，這一個或兩個限值之外的范圍也包括在本發(fā)明內。
除非另有規(guī)定，本文所用所有技術和科學術語與本發(fā)明所屬技術領域的一般技術人員通常理解的含義相同。雖然本文描述了實施或驗證本發(fā)明的優(yōu)選方法和材料，但與本文的描述類似或同等的任何方法和材料也可用于實施或驗證本發(fā)明。本文提及的所有出版物都納入本文作為參考以揭示和描述與引用的出版物相關的方法和/或材料。
必須注意，在本說明書和所附權利要求書中，單數“一”、“一個”(“一種，，)和“該”(“這”)包括復數形式，除非文中另有明確規(guī)定。因此，例如，“一種試驗”包括多個此類試驗，“該IGF-1多肽”包括一個或多個IGF-1多肽以及本領域技術人員所知的其等價物，等等。
本文提及了一些出版物只是因為它們在本申請的申請日之前公開。絕不應理解為承認本發(fā)明由于現有技術而不先于這些出版物。另外，這些出版物的出版日期可能與實際出版日期不符，可能需要單獨確認。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供標準偏差分數(SDS)計算器，該SDS可用于將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度轉換為IGF-1標準偏差分數。本發(fā)明還提供將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS的系統(tǒng)和裝置。本發(fā)明還提供評估IGF-1血液濃度的方法，其中考慮血液IGF-2濃度，考慮IGFBP-3血液濃度(和，任選地，IGF-2濃度)，以提供“經IGFBP-3校正的IGF-1”血液產率。根據IGFBP-3濃度的清除率校正的IGF-1血液濃度提供IGF-1產率，具體可用于測定處于未刺激狀態(tài)或響應于(例如，用生長激素(GH)或其它試劑)刺激或治療狀態(tài)下的患者產生的IGF-1。
測定IGF-1 SDS能夠診斷原發(fā)性IGF-1缺陷(IGFD)或繼發(fā)性IGFD。本發(fā)明還提供診斷原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的方法。第一種方法一般包括將生物學樣品中的IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS；和根據該IGF-1 SDS，診斷原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD。第二種方法一般包括考慮到IGFBP-3血液水平以校正IGF-1血液水平，從而提供IGF-1產率。IGF-1產率具體可用于計算IGF-1的產生被刺激之前和之后患者中產生的IGF-1量。另外，IGF-1產率可用于IGF-1 SDS計算器中以提供IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。而且，可利用IGF-2血液水平以進一步修正(modify)IGF-1產率，該IGF-1產率可用于IGF-1 SDS計算器以提供經“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。
本發(fā)明還提供實施本發(fā)明診斷方法的試劑盒、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明還提供治療IGFD的方法，該方法一般包括測定IGF-1 SDS；和根據該IGF-1 SDS，或根據產生的IGF-1的量(通過測定給予試劑例如生長激素而刺激產生IGF-1之前或之后的IGF-1產率)，給予有效量的IGF-1(一種提高生長激素(GH)血液水平的試劑)、或IGF-1和可增加GH血液水平的試劑的有效組合。
將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS本發(fā)明提供一種計算血液IGF-1標準偏差分數(SDS)的方法。在一種實施方式中，IGF-1血液濃度值與IGFBP-3血液濃度值聯(lián)合使用以計算IGF-1清除率，和計算用SDS計算器修正的IGF-1產率。在另一個實施方式中，利用IGF-1血液濃度、IGFBP-3血液濃度和IGF-2血液濃度來提供“經IGFBP-3/IGF-2校正的”IGF-1產率。這些經校正的IGF-1值可用于本發(fā)明SDS計算器中。
SDS值可用于確定特定年齡某個體的給定IGF-1血液濃度是否在正常范圍內，或者在正常范圍之外。圖1表示血液IGF-1濃度相對于年齡(歲)的示范性圖。也可構建IGF-1產率SDS的類似的圖，以及“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS圖。
本發(fā)明提供一種預測某患有IGFD的個體是原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD以及該個體是否響應于GH治療、增加GH血液水平的試劑的治療、或IGF-1和增加GH血液水平的試劑的聯(lián)合治療的方法。該方法一般包括根據個體的年齡、性別和血液IGF-1濃度計算該個體的標準偏差分數。用下式計算個體的SDSSDS年齡＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡其中x是IGF-1血液濃度，p是冪轉換，SD年齡是以IGF-1血液濃度值作為年齡的函數作圖所產生的平均值校平(smooth)曲線中獲得的值。
本發(fā)明提供一種計算血液IGF-1標準偏差分數的方法。該方法一般包括對不同年齡和性別的個體的血液IGF-1濃度進行一系列計算，以獲得各年齡的標準偏差分數。該方法包括進行以下步驟a)對各年齡的IGF-1血液濃度進行冪轉換；b)用步驟(a)轉換的IGF-1血液濃度值作為年齡的函數(作圖)產生平均值校平曲線；c)產生各年齡的標準偏差。如下計算各對象相應的正常樣品的SD分數SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是血液IGF-1濃度，Xp是冪轉換的IGF-1值。
步驟(a)包括產生冪轉換?？捎萌魏螛藴史椒?，例如Brabant等，Brabant等((2003)Horm Res.60(2)53-60)；或Kuczmarski等((2002)Vital Health Stat11(246)1-190)中所述的方法進行各年齡IGF-1濃度值的冪轉換。通常，這種轉換包括經驗性地確定將斜率和峭度減少至盡可能接近零時必須升高的IGF-1濃度的冪值。
步驟(b)包括用經步驟(a)轉換的IGF-1血液濃度值產生作為年齡的函數的平均值校平曲線。在很多實施方式中，采用根據loess的回歸方法。例如，可采用R開放源軟件包中的校平LOESS函數(smoothing function LOESS)。在因特網上以下www站點r-project.org可找到開放源統(tǒng)計軟件包R中使用的回歸算法的源代碼。LOESS衍生自S統(tǒng)計函數LOWESS，其采用回歸擬合的局部加權的最小二乘法評價。Cleveland WS(1979)Robust Locally Weighted Regressionand Smoothing Scatterplots，Journal of the American Statistical Association74829-836。例如，將線性(或二次)回歸線與數據連續(xù)段擬合。然后將該函數連續(xù)應用于數據組的其余部分，采用局部數據點的移動窗產生擬合線，結果獲得校平的回歸曲線。發(fā)生的擬合和校平的量受LOESS函數的跨距(span)全長參數的控制，該函數設置有用于在各窗口中局部擬合所用的總數據組的比例。
步驟(c)包括確定各年齡的標準偏差。如步驟(b)所述，用loess擬合得自步驟(b)的校平平均值的平均絕對偏差。用此來產生各年齡的標準偏差。
在一些實施方式中，該方法還包括d)用下式SDS＝(冪轉換的IGF-1值-對年齡校平的平均值)/年齡的校平標準偏差，測定各對象的SD分數(例如各對象的IGF-1值)。
因此，對于給定的個體，標準偏差分數＝(xp-平均值年齡)/SD年齡，其中x是IGF-1濃度(例如，IGF-1血液濃度)。
在一些實施方式中，該方法還包括e)繪制步驟(d)年齡的SD分數圖，并根據SD分數的總平均值、斜率和峭度(均應接近零或為零)以及標準偏差(應接近1或約為1)來評價該SD分數的特征；和用Wilk-Shapiro檢驗是否與正常分布圖相符。
在一些實施方式中，該方法還包括對幾種不同的冪轉換(p值)和不同的校平水平重復步驟(a)-(e)。
在一些實施方式中，p值范圍約為0.2-0.5，包括約0.21-0.49、約0.22-0.48、約0.23-0.47、約0.24-0.46、約0.25-0.45、約0.26-0.44、約0.27-0.43、約0.28-0.42、約0.29-0.41、約0.30-0.40、約0.31-0.39、約0.32-0.38、約0.33-0.37、約0.34-0.36，包括約0.35。在具體實施方式
中，p值約0.3、約0.31、約0.32、約0.33、約0.34、約0.35、約0.36、約0.37、約0.38、約0.39、約0.40、約0.41、約0.42、約0.43、約0.44、約0.45、約0.46、約0.47、約0.48、約0.48、約0.5。
可用GH刺激后IGF-1 SDS的變化來確定對象的合適治療。分別測定基線和治療后的IGF-1 SDS，然后計算IGF-1 SDS的變化。IGF-1 SDS的變化至少為+1.0，尤其是+2.0或更多，表示該對象響應于GH治療。然而，當IGF-1 SDS變化小于+1.0，則該對象不響應GH，表示可用IGF-1治療。當IGF-1 SDS變化處于臨界線，例如+0.5至+1.5，則表示可用例如GH和IGF-1的聯(lián)合治療。
而且，如下詳述，可用IGF-1血液水平和IGFBP-3血液水平來計算IGF-1產率，然后該產率可用于IGF-1 SDS計算器中以提供IGF-1 PR SDS。此外，可在測定IGF-1產率時考慮IGF-2血液水平，然后該產率可用于IGF-1 SDS計算器中以提供“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。
計算機程序產品上述將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS的步驟可由人來進行，例如手動操作每一步驟?；蛘?，上述步驟可完全或部分由計算機程序產品進行。因此，本發(fā)明提供一種計算機程序產品，包括存貯有計算機程序的計算機可讀存貯介質。當被計算機閱讀時，該程序可執(zhí)行IGF-1血液濃度到IGF-1 SDS的轉換，例如根據IGF-1血液濃度計算IGF-1 SDS。該計算機程序產品上存貯有對IGF-1濃度執(zhí)行上述算法的計算機程序。
將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS的方法和裝置本發(fā)明的算法可應用于任何給定的IGF-1血液濃度，以測定響應于GH的IGF-1血液濃度是否在正常范圍內，或IGF-1血液濃度是否低于或高于正常范圍(例如低于或高于正常平均IGF-1血液濃度，或低于或高于IGF-1血液濃度正常范圍(例如SD為-2.0至+2.0))?？蓪⒃撍惴ㄊ謩?例如經個體)應用于IGF-1濃度。或者可用計算機將該算法應用于IGF-1濃度。因此本發(fā)明提供一種將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS的計算機程序。
將IGF-1血液水平轉換為IGF-1產率SDS在一些實施方式中，IGF-1血液濃度可與IGF-1清除率(由IGFBP-3血液濃度計算得來)一起應用，以計算IGF-1產率。這種IGF-1產率更準確地反映了對象的臨床狀態(tài)，尤其是對于治療后誘生的IGF-1(也稱為IGF-1產生)例如給予生長激素后產生的IGF-1。
這種″IGF-1產率″在分析個體是否響應于生長激素或增加IGF-1的其它試劑(尤其是也增加IGFBP-3血液濃度的試劑)而產生IGF-1時特別有用。因此，在一些實施方式中，本發(fā)明提供一種SDS計算器，該計算器根據響應于血液GH水平增加或GH受體活性增加而產生的IGF-1量來確定IGF-1產率SDS(″IGF-1 PRSDS″)。該方法一般包括對不同年齡和性別的個體的IGF-1血液濃度、IGFBP-3血液濃度(和，任選地，IGF-2血液濃度)以及IGF-1產率進行一系列計算，以獲得各年齡和性別的標準偏差分數，從而提供正常(normative)數據組(可用本領域已知的方法來產生該數據組，例如上述的標準化方法)。然后，在本發(fā)明方法中用這種正常數據組評價對象對GH治療的響應。
本發(fā)明的該方面部分地根據以下發(fā)現IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)結合游離的IGF-1，形成IGFBP-3/IGF-1復合物，然后該復合物結合于酸不穩(wěn)定亞基(ALS)形成三聚復合物，該三聚復合物從血液中非常慢地清除。本申請證明，血液中IGFBP-3的濃度決定了IGF-1血液清除的幾乎所有變化。本發(fā)明中，利用將IGF-1給予具有寬范圍IGFBP-3濃度的患者所產生的新數據，來精確確定IGFBP-3濃度和IGF-1清除之間的關系。利用這種對IGFBP-3血液濃度和IGF-1清除之間的數學關系的新知識，首次得以精確計算出IGF-1產率。這可通過測定患者血液中的IGF-1和IGFBP-3濃度然后應用本發(fā)明所述的算法來完成。
這種新方法的一個優(yōu)點可通過舉例來說明。例如，同年齡和同性別的兩個患者A和B可能具有同樣低的血液IGF-1濃度，因此具有同樣低的IGF-1 SDS分數。所以，這兩個患者可視為同樣患有IGF-1缺陷。然而，患者A的IGFBP-3血液濃度僅為患者B的10％。已知可出現這種現象，因為IGF-1和IGFBP-3血液濃度是獨立調控的，其濃度并不總是以協(xié)同方式變化。
從上面的描述可知，低IGF-1濃度的患者A IGFBP-3濃度也低預計患者A與患者B相比將具有更高的IGF-1產率。還需要考慮GH水平提高(作為IGF-1誘生試驗(也可稱為IGF-1產生試驗)的一部分)后，這兩個患者的情況。一種情況是，經GH刺激后，兩患者血液IGF-1水平可能增加到相同水平，產生相同的IGF-1SDS分數。這種情況下，由于患者B較高的血液IGFBP-3水平延長了患者B所產生的IGF-1的半衰期，將觀察到患者A產生的IGF-1量大于患者B。
另一種復雜情況是，IGFBP-3主要受血液GH濃度、接觸GH以及活化的GH受體的嚴密調控。因此，IGF-1產生試驗(血液GH濃度提高)后，IGFBP-3水平可能也提高?？梢?，在IGF-1的產生沒有變化，或甚至可能IGF-1產生減少的情況下，血液IGFBP-3水平的增加可能提高血液IGF-1水平和IGF-1 SDS分數。因此測定IGF-1血液水平，尤其是IGF-1產生或接觸IGF-1時，需要考慮IGFBP-3的水平，這是非常明顯的。
可如本文所述計算經IGFBP-3-校正的IGF-1血液水平(考慮IGFBP-3血液水平)。檢測IGFBP-3濃度，根據本申請所建立的IGFBP-3和IGF-1清除的關系(見，例如圖5A)，確定IGF-1清除率。然后可用以下方程計算IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)其中IGF-1產生(mcg/kg/hr)是經校正的IGF-1血液水平，IGF-1血液濃度是IGF-1血液水平(例如，mg/kg)，(IGF-1)清除率是用圖5A測定的IGF-1清除率。
IGF-1產生的測定如下例所示。例如，從相同年齡和性別的兩患者中取得血樣，其IGF-1和IGFBP-3水平可能如下
采用IGF-1 SDS，這兩個患者將具有相同的IGF-1 SDS。然而，根據二患者IGFBP-3血液水平的差異，預期IGF-1的清除率不同，因此影響了隨時間變化它們IGF-1的總體血液水平。采用圖5A，通過檢測，可獲得如下清除率((IGF-1)清除)
因此，采用公式IGF-1校正＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除)，兩患者經校正的IGF-1血液水平如下患者A IGF-1校正＝(100ng/ml×0.01L/hr/kg)＝1μg/kg/hr患者B IGF-1校正＝(100ng/ml×0.05L/hr/kg)＝5μg/kg/hr因此，這兩個患者的IGF-1產率有5倍的差異。
在另外的實施方式中，在本發(fā)明方法中，尤其是當如本文所述評估IGF-1產率時，考慮到對象是否接觸GH(或給予的刺激IGF-1產生的其它試劑)。在這種實施方式中，評估在給予GH(或其它試劑)后，尤其是在達到Tmax(達到Cmax(最大血清濃度)時間，例如，皮下給予GH后至少約2小時)后的時間點的GH(或其它試劑)血液水平。然后，在測定對象對GH的響應(如用IGF-1產率作評估)時，將該GH血液水平考慮在內。例如，如果GH血液濃度低于所選擇的血液濃度截斷值，那么該患者不能響應GH治療而產生IGF-1可解釋為患者與GH的接觸不足而非患者存在GH抗性狀態(tài)。
可檢測正常個體的GH血液濃度和IGF-1產率，然后GH血液濃度對IGF-1產率作圖，產生不同年齡和性別GH接觸隨時間變化的正常數據組?？捎帽绢I域已知的方法，例如上述的標準化方法，來產生和/或分析該正常數據組。然后，可將某患者的GH血液濃度和IGF-1產率與該正常數據組比較。如果該患者的GH血液濃度高、IGF-1產率低，可診斷為原發(fā)性IGFD。如果IGF-1產率低于正常(例如，低于正常平均值，或低于正常范圍)，且與該正常數據組比較時，預期GH血液濃度不能刺激IGF-1產生，則不能做出診斷。
經IGFBP-3血液濃度校正的IGF-1血液濃度在確定患者對GH治療或可誘導IGF-1和IGFBP-3的其它類似試劑治療的響應或敏感性時尤其重要。一般，給予個體可在與該個體相同年齡和性別的正常對象中刺激IGF-1產生的有效量的生長激素(GH)?！罢ο蟆敝笩oIGF-1缺陷的對象。例如，在IGF-1產生試驗中，用下式計算產生的基線水平IGF-1量，其中用IGFBP-3基線濃度計算t1/2(IGF-1)IGF-1基線產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
用下式計算GH血液濃度增加后產生的IGF-1的量，其中給予GH(或其它GH誘導試劑)后的IGFBP-3濃度用于計算IGF-1清除率IGF-1治療后產率＝(IGF-1治療后血液濃度)(IGF-1清除率)。
然后例如可用下式定性或定量計算給予GH后產生的IGF-1的量IGF-1治療刺激產率＝IGF-1治療后產率-IGF-1基線產率。
因此，IGF-1治療后產率將反映對象對治療的響應是否能明顯產生IGF-1，例如是否能產生IGF-1而提供有益的臨床效果。本領域一般技術人員理解，可進行經IGFBP-3刺激校正的IGF-1產生試驗，以將治療給藥時間(例如GH給藥后的時間)、所用劑型(例如，藥物推注、緩釋劑型等)以及所給予的試劑劑型考慮進來，并可重復該試驗將這些因素考慮在內。例如，在檢測IGF-1和IGFBP-3濃度時可利用GH血液濃度，以測定可引起治療刺激的IGF-1產生的GH接觸程度。
在另一個實施方式中，將基線水平和治療后的IGF-1產生分別應用于上述SDS計算器以提供基線IGF-1 PR SDS和治療后IGF-1 PR SDS，從而可計算IGF-1PR SDS的變化。
可用IGF-1治療后刺激產率來確定對某對象合適的治療。在一些實施方式中，當用IGF-1 PR SDS確定經刺激的IGF-1產率，和給予GH治療時，IGF-1 PRSDS的變化至少為+1.0，如+2.0或更多，表示該對象響應于GH治療，當IGF-1 PRSDS變化小于+1.0，該對象不響應GH，可表示用IGF-1治療。當IGF-1 PR SDS處于臨界線時，例如+0.5至+1.5，則表示用例如GH和IGF-1聯(lián)合治療。
計算機程序產品上述將IGF-1血液濃度和IGFBP-3血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS的步驟可由人來進行，例如手動操作每一步驟?；蛘撸鲜霾襟E可完全或部分由計算機程序產品進行。因此，本發(fā)明提供計算機程序產品，包括存貯有計算機程序的計算機可讀存貯介質。當被計算機閱讀時，該程序可執(zhí)行IGF-1血液濃度和IGFBP-3血液濃度到IGF-1 PR SDS的轉換，例如根據IGF-1血液濃度和IGFBP-3血液濃度計算IGF-1 PR SDS。計算機程序產品上存貯有對IGF-1濃度執(zhí)行上述算法的計算機程序。在一些實施方式中，該程序在計算IGF-1 PR SDS時也可將IGF-2血液濃度考慮在內。
將IGF-1濃度轉換為IGF-1產率SDS的方法和裝置本發(fā)明的算法可應用于任何給定的IGF-1血液濃度和IGFBP-3血液濃度，將其轉換為IGF-1 PR SDS，以測定響應于GH的IGF-1產率是否在正常范圍內(例如在平均值的+2或-2 SD范圍內)，或IGF-1產率是否低于或高于正常范圍(例如分別低于平均值的-2 SD，或高于平均值超過+2 SD)?？墒謩?例如經個體)執(zhí)行該算法，或完全或部分由計算機執(zhí)行?；蛘呖捎糜嬎銠C將該算法應用于IGF-1濃度和IGFBP-3濃度。因此本發(fā)明提供一種將IGF-1濃度和IGFBP-3濃度轉換為IGF-1 PR SDS的計算機程序。
檢測IGF-1血液水平如上所述，在一些實施方式中，根據生物學樣品(例如血液)中的IGF-1濃度確定IGF-1 SDS。在其它實施方式中，根據每單位時間產生的IGF-1量(例如μg/kg/hr)來確定IGF-1 PR SDS。如上所述，根據生物學樣品(例如血液)中的IGF-1濃度和IGFBP-3濃度來確定產生的IGF-1量。在其它實施方式中，根據每單位時間產生的IGF-1量(例如μg/kg/hr)，經IGF-2血液水平校正，確定“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。
通常，測定給予GH(正常情況下刺激IGF-1產生)后生物學樣品(例如血液)中的IGF-1濃度或產生的IGF-1的量。當個體具有GH缺陷時(例如，在繼發(fā)性IGFD中)，預期IGF-1響應于GH給藥而增加。當個體具有GH抗性時(例如在原發(fā)性IGFD中)，IGF-1水平不能增加到在GH缺陷個體或正常個體中預期的水平。
在一些實施方式中，每日皮下注射給予GH約7天時間。在給予GH后的時間點，例如第5天，檢測IGF-1濃度。在其它實施方式中，以連續(xù)或基本連續(xù)方式給予GH，來維持GH血液水平相對恒定。例如，在一些實施方式中，以儲存(depot)方式給予GH。在其它實施方式中，給予長效GH。
任何已知的方法都可用于檢測生物學樣品中的IGF-1濃度。在很多實施方式中，所述試驗是免疫試驗，例如酶聯(lián)免疫試驗(ELISA)、放射性免疫試驗(RIA)、免疫沉淀、Western印跡等，采用IGF-1的一種或多種特異性抗體。一般，通過比較測得的樣品IGF-1水平和標準曲線的IGF-1量來進行定量。
檢測IGF-1的試驗的非限制性例子包括下述試驗。例如，在用酸性乙醇(acidethanol)抽提血液樣品以去除因與抗-IGF-1抗體競爭而干擾IGF-1檢測的結合蛋白后，可用購得的放射免疫試驗(Medgenix Diagnostics，Brussels，Belgium；IGF-1RIA試劑盒，Nichols Institute，San Juan Capistrano，CA)，測定血液中的總IGF-1。
合適的IGF-1特異性抗體包括多克隆抗體和單克隆抗體。在一些實施方式中，IGF-1特異性抗體是區(qū)分IGF-1和IGF-2的抗體。在其它實施方式中，IGF-1特異性抗體是結合IGF-1并與IGF-2交叉反應、但不與其它非-IGF-1和非-IGF-2多肽交叉反應的抗體。
IGF-1的抗體是本領域已知的，其中一些可購得。任何已知的IGF-1特異性抗體均適用于檢測生物學樣品中的IGF-1濃度。
如本文所用，術語“確定(測定)”指定量和定性測定，因此，術語“測定”本文與“試驗”、“檢測”等可互換使用。因此，例如“測定”IGF-1濃度包括檢測IGF-1濃度。
采用已知方法用特異抗體進行檢測。一般，抗體是直接或間接可檢測標記的。直接標記包括放射性同位素(例如125I；35S等)；其產物可檢測的酶(例如熒光素酶、β-半乳糖苷酶、辣根過氧化物酶、堿性磷酸酶等)；熒光標記(例如異硫氰酸熒光素、羅丹明、藻紅蛋白等)；發(fā)射熒光的金屬，例如152Eu，或鑭系的其它金屬，通過金屬螯合基團例如EDTA連接于抗體；化學發(fā)光化合物，例如氨基苯二酰肼、異氨基苯二酰肼、吖啶(acridinium)鹽等；生物發(fā)光化合物，例如熒光素；熒光蛋白；等。熒光蛋白包括但不限于，綠色熒光蛋白(GFP)，例如衍生自維多利亞水母(Aequoria victoria)或其衍生物的GFP；來自其它物種如Renilla reniformis、Renilla mulleri或Ptilosarcus guernyi的GFP，例如WO99/49019和Peelle等(2001)J Protein Chem.20507-519所述；來自珊蝴蟲的多種熒光和發(fā)色蛋白，如Matz等(1999)Nature Biotechnol.17969-973所述；等等。
間接標記包括對IGF-1特異性抗體特異的第二抗體，其中第二抗體如上所述進行了標記；特異結合對的成員，例如生物素-抗生物素蛋白，等。
可檢測性標記可選自本領域已知的各種標記，包括但不限于，放射性同位素、熒光基團、順磁標記、酶(例如辣根過氧化物酶)或發(fā)射可檢測信號(例如放射性、熒光、顏色)的其它部分或化合物、或將標記接觸于其底物之后發(fā)射可檢測信號的其它部分或化合物。本領域熟知多種可檢測性標記/底物對(例如辣根過氧化物酶/二氨基聯(lián)苯，抗生物素蛋白/鏈霉抗生物素蛋白，熒光素酶/熒光素)、標記抗體的方法和使用標記的抗體的方法(參見，例如Harlow和Lane主編(抗體實驗室手冊(AntibodiesA Laboratory Manual)(1988)Cold SpringHarbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，N Y))。
用常規(guī)方法制備抗體時，將表達的多肽或蛋白本身或與已知的免疫原載體例如KLH、HBsAg或其它病毒或真核蛋白等偶聯(lián)后用作免疫原。可采用各種佐劑，合適的話，進行一系列注射。對于單克隆抗體(MAbs)，一次或多次加強注射后，分離脾臟，用細胞融合使淋巴細胞永生化，然后篩選高親和力結合抗體。然后可擴增產生所需抗體的永生化細胞，即雜交瘤。進一步描述見單克隆抗體實驗室手冊(Monoclonal AntibodiesA Laboratory Manual)，Harlow和Lane主編，Cold Spring Harbor Laboratories，Cold Spring Harbor，New York，1988。如果需要，可分離編碼重鏈和輕鏈的mRNA，然后克隆入大腸桿菌進行誘變，混合重鏈和輕鏈以進一步增強抗體親和力。體內免疫以產生抗體的替代方法包括結合于噬菌體展示文庫，通常與體外親和力成熟聯(lián)合使用。
在一些實施方式中，IGF-1-特異性抗體直接或通過接頭連接于不溶性支持物。不溶性支持物是本領域已知的，包括但不限于，珠(例如磁珠、聚苯乙烯珠等)；膜(例如尼龍、硝酸纖維素、聚乙烯吡咯烷酮等)；側流(lateral flow)檢測條帶；塑料表面(例如多孔板如聚苯乙烯板、聚丙烯板、聚碳酸酯板等的表面)等。適用的不溶性支持物描述于很多出版物中，包括，參見例如美國專利號5,569,608；6,297,020；和6,403,383。
另一方法包括測量血液中“游離的”或活性IGF的濃度。例如，美國專利號5,198,340中描述的一種方法，特別將其全文納入本文作為參考。2001年6月26日頒發(fā)的美國專利號6,251，865中描述了其它方法，特別將其全文納入作為參考，可用這些方法檢測生物液體中與IGF結合蛋白結合的內源性或外源性IGF、或與IGF結合蛋白結合和不與結合于IGF結合蛋白的人IGF受體結合的化合物的量，或檢測未結合IGF的水平。此方法包括(a)使生物液體接觸1)用于檢測連接于固相運載體的對該化合物特異的某化合物(如對該化合物表位特異的第一抗體)的物質，雖存在該化合物，但某化合物上的IGF結合位點仍然可與IGF結合蛋白結合，從而在該物質與IGF結合蛋白之間形成復合物；和2)該化合物在一段時間內充分飽和了IGF結合蛋白上所有可利用的IGF結合位點，從而形成飽和的復合物；(b)使該飽和復合物接觸具有可檢測標記的、對IGF結合蛋白特異(如對IGFBP表位特異的第二抗體)的第二種物質，當化合物結合于IGF結合蛋白時，該物質可用于結合；和(c)定量分析結合的標記物質的量，作為生物液體中IGFBP的一種度量；從而作為該液體中存在的結合化合物和IGF結合蛋白、結合的IGF和IGF結合蛋白、或活性IGF量的一種度量。
特別將其全文納入本文作為參考的美國專利號5,593,844和5,210,017公開了配體介導的免疫功能結合蛋白測定方法，可用抗體來定量液體樣品中的IGFBP量，其中在這些結合蛋白之一和與它結合的配體之間形成復合物。
上述采用抗體的定量技術稱為配體介導的免疫功能方法(LIFA)，美國專利號5,593,844中描述了采用該方法通過接觸IGF測定IGFBP的量。
以下是檢測IGF-1血液濃度的試驗的一個非限制性例子。將對IGF-1 C末端62-70位的氨基酸表位特異性的捕獲抗體生物素化，以用鏈霉抗生物素蛋白捕獲；用吖啶酯(acridinium ester)標記對氨基酸1-23位和42-61位中的表位特異性的第二檢測抗體，進行檢測。酸化被檢測的生物學樣品使可溶性(游離的；例如未結合IGF-1結合蛋白)與IGF-1結合蛋白分離。在多孔板的不同孔中，吖啶酯標記的檢測抗體存在下，使各酸化樣品與生物素化的捕獲抗體接觸，以形成反應混合物。孵育一段時間后，將鏈霉抗生物素蛋白包被的磁性顆粒(例如，珠)加入到該反應混合物。通過吸打然后洗滌，將標記的游離抗體與結合于磁性顆粒的標記抗體分開，同時用強磁力使磁性顆粒留在多孔板的孔中。在孔中加入酸性過氧化氫溶液和氫氧化鈉溶液以啟動化學發(fā)光反應。見，例如Brabant等(2003)，如上。
檢測IGFBP-3水平可用市售的檢測IGFBP-1和IGFBP-3的免疫放射測定(IRMA)來檢測IGFBP-3(Diagnostic System Laboratories Inc.，Webster，TX)。任何已知方法都可用于檢測生物學樣品(例如血液)中的IGFBP-3濃度。在很多實施方式中，該測定是免疫試驗，例如酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)、放射性免疫試驗(RIA)、免疫沉淀、Western印跡等，采用IGFBP-3的一種或多種特異性抗體。一般，通過比較樣品中測得的IGFBP-3水平和標準曲線中IGFBP-3的量來進行定量?？贵w和試驗設計與上面所述檢測IGF-1類似。
檢測IGF-2水平任何已知方法都可用于檢測生物學樣品(例如血液)中的IGF-2濃度。很多實施方式中，該測定是免疫試驗，例如酶聯(lián)免疫試驗(ELISA)、放射性免疫試驗(RIA)、免疫沉淀、Western印跡等，采用IGF-2的一種或多種特異性抗體。一般，通過比較測得的樣品中IGF-2水平和標準曲線中IGF-2的量來進行定量?？贵w和試驗設計與上述IGF-1檢測類似。
系統(tǒng)和裝置本發(fā)明提供根據測得的生物學樣品(例如血液)IGF-1水平產生IGF-1 SDS的裝置。還將測得的IGF-1水平按IGFBP-3血液水平進一步校正，以產生IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)，也可通過將IGF-2血液水平考慮在內而進一步校正，以產生“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。
本發(fā)明還提供計算(例如)響應于GH給藥而產生的IGF-1 SDS變化的裝置，例如根據測得的生物學樣品(例如血液)基線IGF-1水平和刺激后(例如響應于GH給藥)產生的IGF-1水平而計算出IGF-1 SDS變化。在一些實施方式中，在計算IGF-1 PR SDS的變化之前，用血液中IGFBP-3的量校正測得的IGF-1血液水平。其它實施方式中，可用血液中IGFBP-3的量和血液中IGF-2的量校正測得的IGF-1血液水平，該經校正的IGF-1血液濃度用于計算“經IGF-2校正的”IGF-1 PRSDS的變化。
在一些實施方式中，所述裝置是計算機設備，其組成了診斷系統(tǒng)的一部分。
本發(fā)明提供診斷原發(fā)性和繼發(fā)性胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)一般包括a)中央計算環(huán)境；b)輸入裝置，其連接于所述計算環(huán)境，以接收患者數據，其中患者數據包括年齡、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度、IGF-2血液濃度和IGFBP-3血液濃度；c)輸出裝置，其連接于所述計算環(huán)境，以向用戶提供信息；和d)所述中央計算環(huán)境(例如，例如處理器)執(zhí)行的算法，其中根據輸入裝置接收的數據執(zhí)行該算法，該算法進行以下一種或多種轉換i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。SDS和/或PR SDS值傳輸到輸出裝置。圖2A表示該系統(tǒng)的示范性實施方式。
在一些實施方式中，診斷系統(tǒng)包括計算SDS變化，其中根據基線水平IGF-1的量和響應于刺激(例如給予生長激素后)產生的IGF-1的量來確定IGF-1血液濃度變化。在這些實施方式中，輸入裝置接收到的患者數據包括基線水平(刺激前)和刺激后(例如，給予GH后)的IGF-1、IGFBP-3和/或IGF-2血液濃度。在這些實施方式中，處理器還包括根據基線水平的初始SDS和刺激后(例如給予GH后)的第二SDS來計算SDS變化的算法。在一些實施方式中，根據未經IGFBP-3或IGF-2校正的IGF-1血液濃度產生IGF-1 SDS變化。在其它實施方式中，根據血液中IGF-1和IGFBP-3的量產生IGF-1 PR SDS的變化。在其它實施方式中，根據按血液中IGFBP-3的量以及血液中IGF-2的量校正的IGF-1量來獲得“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS變化。圖2B表示該系統(tǒng)的示范性實施方式。
在一些實施方式中，處理器還包括用于做出診斷的計算機程序。配置的差異診斷程序計算出的SDS低于正常平均值至少約-2.0 SD時表示為IGF-1缺陷。
在測定患者對GH響應性的測驗(產生或刺激測驗)中，配置的差異診斷程序計算出當GH給藥產生的SDS或PR SDS變化至少為+1.0例如+2.0或更多時，該程序顯示該患者響應GH治療。配置的該程序計算出GH給藥產生的SDS或PRSDS變化小于+1.0時，該程序顯示該患者不響應GH治療，可用IGF-1治療。當IGF-1 SDS或IGF-1 PR SDS變化處于臨界線(例如，+0.5或+1.5)時，表示可用(例如)GH和IGF-1聯(lián)合治療。圖2C表示該系統(tǒng)的示范性實施方式。
設備本發(fā)明還提供診斷設備。在一些實施方式中，該設備是包括計算機可讀介質(例如處理器)的便攜式設備，可進行以下一種或多種轉換i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。在其它實施方式中，該診斷設備提供響應刺激(例如，給予GH之前和之后)而產生的SDS變化，如上詳述。
在一些實施方式中，本發(fā)明設備(例如，便攜式設備)包括a)用于接收和存貯患者數據的裝置，其中所述數據包括患者年齡和來自患者的生物學樣品中的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度、IGF-2血液濃度和IGFBP-3血液濃度；b)數據輸出裝置；和c)存貯在該設備的計算機程序產品中的算法，其中執(zhí)行該算法進行以下一種或多種轉換i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PRSDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS，這些SDS數據被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置將這些值展示給用戶。通常本發(fā)明設備還包括實施本發(fā)明方法的說明書。圖3表示該設備的示范性實施方式。
數據輸入裝置(也稱為操作輸入裝置)可以是例如，鍵盤、鼠標等。處理器可獲取內存，其可為任何合適的裝置，其中處理器可存貯和返回數據，例如磁、光或固體存貯裝置(包括磁盤、光盤、磁帶或RAM，或任何其它合適的裝置)。該處理器可包括適合編程執(zhí)行上述算法的通用數字微處理器(如在可編程計算機中常用的處理器)，或可執(zhí)行所需功能的任何硬件或軟件組合。
在一些實施方式中，該處理器通過編程可進行以下一種或多種轉換i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。相應的數值被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置將這些數值展示給用戶。在此類的一些實施方式中，該處理器還可通過編程根據計算得到的數值來確定診斷為原發(fā)性IGFD、嚴重原發(fā)性IGFD或為繼發(fā)性IGFD。計算得到的數值(SDS、PR SDS、經IGF-2校正的PR SDS)和/或診斷結果被傳輸到輸出裝置展示給用戶。
在一些實施方式中，診斷系統(tǒng)包括計算出SDS變化，其中根據基線水平IGF-1的量和響應于刺激(例如給予生長激素后)產生的IGF-1的量來確定IGF-1血液濃度變化。在這些實施方式中，輸入裝置接收到的患者數據包括基線水平(刺激前)和刺激后(例如，給予GH后)的IGF-1、IGFBP-3、計算出的IGF-1清除率和/或IGF-2血液濃度。在這些實施方式中，處理器還包括根據基線水平的初始SDS和刺激后(例如給予GH后)的第二SDS來計算SDS變化的算法。在一些實施方式中，根據未經校正的血液中IGF-1的量來計算出IGF-1 SDS變化。在其它實施方式中，考慮血液中IGFBP-3的量來計算出IGF-1 PR SDS變化。在其它實施方式中，根據按血液中IGFBP-3的量和IGF-1清除率以及血液中IGF-2的量校正的IGF-1量來獲得“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS變化。圖2B表示該系統(tǒng)的示范性實施方式。
在一些實施方式中，該處理器通過編程以算出SDS變化，其中根據響應于刺激(例如給予生長激素后)產生的IGF-1量計算出SDS變化。用基線水平(刺激前)和刺激后的IGF-1濃度來產生SDS變化。在一些實施方式中，根據未經校正的血液中IGF-1的量來獲得IGF-1 SDS變化。在其它實施方式中，根據計入血液中IGFBP-3的量的經校正的IGF-1量算出IGF-1 PR SDS變化。在其它實施方式中，根據按血液中IGFBP-3的量以及血液中IGF-2的量校正的IGF-1量來獲得“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS變化。SDS數值被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置將這些數值展示給用戶。在其它實施方式中，該處理器還通過編程根據SDS來確定診斷為原發(fā)性IGFD、嚴重原發(fā)性IGFD或為繼發(fā)性IGFD。SDS和/或診斷結果被傳輸到輸出裝置以展示給用戶。
在其它實施方式中，本發(fā)明便攜式設備包括a)用于檢測生物學樣品中IGF-1血液濃度和任選的IGF-2和IGFBP-3血液濃度之一或兩種的裝置；b)將測得的血液濃度傳送(傳輸)給接收和存貯裝置的裝置；c)接收和存貯患者數據的裝置，其中所述數據可包括患者年齡、患者性別和來自患者的生物學樣品中的IGF-1、IGF-2和IGFBP-3濃度；d)數據輸出裝置；和e)存貯在該設備的計算機程序產品中的算法，其中執(zhí)行該算法將從接收裝置接收到的IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，和/或進行以下一種或多種轉換i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。從這些轉換中計算得到的數值被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置將這些計算得到的數值展示給用戶。
圖4表示該設備的示范性實施方式。用于檢測IGF-1、IGF-2和IGFBP-3濃度的合適裝置包括但不限于，酶聯(lián)免疫吸附試驗裝置、化學發(fā)光試驗裝置和放射免疫試驗裝置。
檢測(例如測定)生物學樣品中IGF-1濃度的裝置包括用于上述檢測生物學樣品IGF-1水平的至少一種組分。例如，在某些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的組分包括IGF-1特異性的可檢測標記的抗體。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的組分包括IGF-1特異性的可檢測標記的抗體和用于試驗顯影的一種或多種試劑。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的組分包括IGF-1特異性的可檢測標記的抗體；和IGF-1特異性捕獲抗體，該捕獲抗體不干擾所述可檢測標記的抗體與IGF-1的結合。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的裝置還包括檢測IGF-1濃度所需的一種或多種其它組分，如制備樣品的試劑、緩沖液、標記等。因此，在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的裝置包括一個或多個容器，如小瓶或瓶子，各容器裝有試驗用的不同組分，和測定生物學樣品IGF-1濃度的試劑，例如進行ELISA、RIA等的試劑。在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-1濃度的裝置還包括一種或多種蛋白酶抑制劑；洗滌培養(yǎng)基；酶底物；產生標記樣品例如可檢測標記的第二抗體的一種或多種試劑；陰性和陽性對照；以及如何使用陣列試驗裝置進行陣列試驗的書面書。
在一些實施方式中，檢測(例如測定)生物學樣品中IGFBP-3濃度的裝置包括用于上述檢測生物學樣品IGFBP-3水平的至少一種組分。例如，在某些實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的組分包括IGFBP-3特異性的可檢測標記的抗體。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的組分包括IGFBP-3特異性的可檢測標記的抗體和用于試驗顯影的一種或多種試劑。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的組分包括IGFBP-3特異性的可檢測標記的抗體；和IGFBP-3特異性捕獲抗體，該捕獲抗體不干擾所述可檢測標記的抗體與IGFBP-3結合。
在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的裝置還包括檢測IGFBP-3濃度所需的一種或多種其它組分，如制備樣品的試劑、緩沖液、標記等。因此，在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的裝置包括一個或多個容器，如小瓶或瓶子，各容器裝有試驗用的不同組分，和測定生物學樣品中IGFBP-3濃度的試劑，例如進行ELISA、RIA等的試劑。在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGFBP-3濃度的裝置還包括一種或多種蛋白酶抑制劑；洗滌培養(yǎng)基；酶底物；產生標記樣品例如可檢測標記的第二抗體的一種或多種試劑；陰性和陽性對照；以及如何使用陣列試驗裝置進行陣列試驗的說明書。
在一些實施方式中，檢測(例如測定)生物學樣品中IGF-2濃度的裝置包括用于上述檢測生物學樣品中IGF-2水平的至少一種組分。例如，在某些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的組分包括IGF-2特異性的可檢測標記的抗體。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的組分包括IGF-2特異性的可檢測標記的抗體和用于試驗顯影的一種或多種試劑。在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的組分包括IGF-2特異性的可檢測標記的抗體；和IGF-2特異性捕獲抗體，該捕獲抗體不干擾所述可檢測標記的抗體與IGF-2結合。
在其它實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的裝置還包括檢測IGF-2濃度所需的一種或多種其它組分，如制備樣品的試劑、緩沖液、標記等。例如，在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的裝置包括一個或多個容器，如小瓶或瓶子，各容器裝有試驗用的不同組分，和測定生物學樣品中IGF-2濃度的試劑，例如進行ELISA、RIA等的試劑。在一些實施方式中，檢測生物學樣品中IGF-2濃度的組分還包括一種或多種蛋白酶抑制劑；洗滌培養(yǎng)基；酶底物；產生標記樣品例如可檢測標記的第二抗體的一種或多種試劑；陰性和陽性對照；以及如何使用陣列試驗裝置進行陣列試驗的說明書。
一般，本發(fā)明設備包括計算機可讀介質，其包含如上所述進行以下一種或多種轉換的程序i)將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，ii)根據IGFBP-3濃度、IGF-1清除率將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 PR SDS，和iii)將IGF-1血液濃度、IGF-2血液濃度和IGF-1清除率轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1PR SDS，以及使用說明。本發(fā)明的IGF-1 SDS算法可記錄在計算機可讀介質上，例如可用計算機直接或間接閱讀或獲取的介質。這些介質包括但不限于磁帶；光存儲器如光盤只讀存儲器(CD-ROM)和數字通用盤片(DVD)；電子存儲介質如隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)；以及這些介質的混合，如磁/光存儲介質。本領域技術人員不難明白，如何利用目前已知的計算機可讀介質來構建記錄有進行上述方法的本發(fā)明程序/算法的制品。在某些實施方式中，該程序的特征還在于其提供用戶界面，該用戶界面使用戶可在一種或多種不同的(包括多種不同的)參數(例如個體年齡等)中進行選擇。說明書可包括安裝或啟動指導。說明書可包括如何使用本發(fā)明(設備)的指南。
此外，本發(fā)明設備通常包括如何使用該設備實施本發(fā)明方法的說明書。上述設備的說明書一般記錄在合適的記錄介質上。例如，這些說明書可印刷在基材上，例如紙張或塑料等。因此，這些說明書可作為包裝插入物或其組分(即與包裝或小包裝裝在一起)等存放在本發(fā)明設備中。在其它實施方式中，這些說明書作為合適的計算機可讀存儲介質(例如CD-ROM、軟盤等，包括存有程序的同一介質)上的電子存儲文檔存在。
在其它實施方式中，這些說明書本身不裝在所述設備上，但提供從遠端例如通過因特網獲得這些說明的裝置。這種實施方式的一個例子是包括網址的設備，通過該網址可閱讀說明書和/或下載說明書。反之，可提供從遠端獲取本發(fā)明程序的裝置，例如通過提供網址。另外，所述設備的說明書和軟件均可從遠端例如因特網或萬維網獲得或下載。可使用一些形式的訪問安全或認證方案將訪問限制于本發(fā)明的用戶。和說明書一起，獲得說明書和/或程序的方法一般記錄在合適的記錄介質上。
診斷方法本發(fā)明提供診斷原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的方法。該方法一般包括至少一個以下步驟i)根據個體生物學樣品(例如血液)中的IGF-1濃度，測定該個體的IGF-1 SDS；ii)根據個體生物學樣品(例如血液)中的IGF-1和IGFBP-3濃度，確定該個體的IGF-1 PR SDS；和iii)根據個體生物學樣品(例如血液)中的IGF-1、IGF-2和IGFBP-3濃度，測定該個體“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。用上述算法確定IGF-1 SDS、IGF-1 PR SDS和“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS。該方法還包括根據IGF-1 SDS、IGF-1 PR SDS和/或“經IGF-2校正的”IGF-1 PRSDS診斷原發(fā)性IGFD或繼發(fā)性IGFD。
在一些實施方式中，該方法包括檢測被測個體生物學樣品(例如血液)的IGF-1濃度；根據測得的IGF-1濃度水平，確定該個體的IGF-1 SDS，其中用上述算法確定所述IGF-1 SDS；和根據測得的IGF-1 SDS值，診斷原發(fā)性IGFD或繼發(fā)性IGFD。
在其它實施方式中，該方法包括檢測被測個體生物學樣品(例如血液)的IGF-1和IGFBP-3濃度；根據測得的IGF-1濃度水平和IGF-1清除率(根據IGFBP-3)，確定該個體的IGF-1 PR SDS，其中用上述算法確定所述IGF-1 PRSDS；和根據測得的IGF-1 PR SDS值，診斷原發(fā)性IGFD或繼發(fā)性IGFD。
在其它實施方式中，該方法包括檢測被測個體的生物學樣品(例如血液)中IGF-1、IGF-2和IGFBP-3的濃度；根據測得的IGF-1、IGF-2和IGFBP-3的濃度，確定該個體“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS，其中用上述算法確定所述“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS；和根據測得的“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS值，診斷原發(fā)性IGFD或繼發(fā)性IGFD。
在一個實施方式中，診斷出IGF-1缺陷，其中該對象的IGF-1血液濃度低于正常平均值至少-1.0、-1.5、-2.0、-2.5、-3.0或更多SD(其中“正?！币话愣x為IGF-1血液濃度在正常平均值約-2.0至約+2.0 SD)。
在其它實施方式中，該方法包括根據響應GH給藥而在生物學樣品(例如血液)中產生的IGF-1量來確定該個體的SDS變化，其中用上述算法確定SDS；和根據測得的IGF-1 SDS，診斷原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD以及對治療的響應性，尤其是當所述治療是可導致產生IGF-1、IGF-2和IGFBP-3中的一種或多種的治療。
分別測定IGF-1 SDS的基線水平和治療后水平，然后可計算IGF-1 SDS變化。IGF-1 SDS的變化至少為+1.0，如+2.0或更多，表示該對象響應于GH治療。但是，當IGF-1 SDS變化小于+1.0，則該對象不響應GH，表示可用IGF-1治療。當IGF-1 SDS變化處于臨界線，例如+0.5至+1.5，則表示可用例如GH和IGF-1的聯(lián)合治療。
在一些實施方式中，將上述算法手動應用到IGF-1血液濃度或產生的IGF-1量，做出診斷。在其它實施方式中，利用裝有上述將IGF-1濃度轉換為IGF-1 SDS(″IGF-1 SDS算法″)程序的計算機可讀介質進行診斷。
在其它實施方式中，將上述算法手動應用到IGF-1和IGFBP-3血液濃度，做出診斷。在其它實施方式中，利用裝有上述將IGF-1和IGFBP-3濃度轉換為IGF-1PR SDS程序的計算機可讀介質進行診斷。
在其它實施方式中，將上述算法應用到IGF-1、IGF-2和IGFBP-3血液濃度，以手動做出診斷。在其它實施方式中，用包括如上所述將IGF-1、IGF-2和IGFBP-3濃度轉換為“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS的程序的計算機可讀介質進行診斷。
本發(fā)明的IGF-1 SDS算法可記錄在計算機可讀介質上，例如可被計算機直接或間接閱讀或獲取的任何介質。這些介質包括但不限于磁帶；光存儲器如光盤只讀存儲器(CD-ROM)和數字通用盤片(DVD)；電子存儲介質如隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)；以及這些介質的雜合，如磁/光存儲介質。本領域技術人員不難明白，如何利用目前已知的計算機可讀介質來構建記錄有進行上述方法的本發(fā)明程序/算法的制品。在某些實施方式中，該程序的特征還在于其提供用戶界面，該用戶界面使用戶可在一種或多種不同的(包括多種不同的)參數(例如個體年齡、個體性別等)中進行選擇。說明書可包括安裝或啟動指南。說明書可包括如何使用本發(fā)明(設備)的指南。
治療方法本發(fā)明還提供治療患有IGFD疾病的個體的方法。該方法一般包括確定個體是否可能響應IGF-1(一種增加GH血液濃度的試劑)治療，或響應IGF-1和增加GH血液濃度的試劑的組合治療；和，給予有效量的IGF-1、有效量的增加GH血液濃度的試劑、有效量的IGF-1和增加GH血液濃度的試劑的組合來治療IGFD。在很多實施方式中，所述測定步驟包括如上所述測定個體的IGF-1 SDS。在其它實施方式中，在測定IGF-1血液濃度時，將IGFBP-3血液濃度考慮在內，以確定經IGFBP-3校正的IGF-1。在其它實施方式中，在測定IGF-1血液濃度時，將IGFBP-3和IGF-2血液濃度考慮在內，以確定經IGF-2/IGFBP-3校正的IGF-1。
因此，在一些實施方式中，本發(fā)明治療方法包括a)根據個體生物學樣品的IGF-1血液濃度來確定IGF-1 SDS，和/或根據個體生物學樣品的IGF-1和IGFBP-3血液濃度來確定IGF-1 PR SDS，和/或根據個體生物學樣品的IGF-1、IGF-2和IGFBP-3血液濃度來確定“經IGF-2校正的”IGF-1 PR SDS；b)根據a)中測定的值，給予該個體有效量的IGF-1、IGF-1類似物或IGF-1變體；給予該個體有效量的增加生長激素(GH)血液濃度的試劑；或聯(lián)合給予該個體組合有效量的IGF-1、IGF-1類似物或IGF-1變體和增加GH血液濃度的試劑來治療IGFD疾病。
在一個實施方式中，治療IGF-1缺陷的患者是IGF-1血液濃度低于正常平均值至少-1.0、-1.5、-2.0、-2.5、-3.0或更多SD(其中“正常”一般定義為IGF-1血液濃度在正常平均值約-2.0至約+2.0 SD)。
如上所述，也可根據GH刺激測驗的結果來選擇治療，該GH刺激試驗檢測響應于GH給藥在生物學樣品(例如血液)中產生的IGF-1的量，并采用SDS或產率SDS以及上述相應算法。分別測定IGF-1 SDS(或產率SDS)的基線水平和治療后水平，然后可計算IGF-1 SDS變化。IGF-1 SDS(或產率SDS)的變化至少為+1.0，如+2.0或更多，表示該對象響應于GH治療。但是，當IGF-1 SDS(或產率SDS)變化小于+1.0，則該對象不響應GH，表示可用IGF-1治療。當IGF-1SDS(或產率SDS)變化處于臨界線，例如+0.5至+1.5，則表示可用例如GH和IGF-1的聯(lián)合治療。
增加活性IGF-1血液水平的試劑在一些實施方式中，本發(fā)明治療方法包括給予個體有效量的增加活性IGF-1血液水平的試劑。本文所用術語“IGF-1”包括具有天然存在的IGF-1多肽的至少一種生物學活性(例如結合于IGF-1受體并作為IGF-1受體激動劑)的任何天然存在或合成的分子。本文所用術語“IGF-1”包括天然存在的IGF-1；合成的IGF-1；IGF-1變體；生物學活性的IGF-1類似物；生物學活性的截短的IGF-1多肽；和IGF-1激動劑。
在另一個實施方式中，利用可有效抑制IGF-1與其結合蛋白的相互作用的IGF-1激動劑分子，使得IGF-1與IGF-1受體結合而發(fā)揮活性。見2001年6月26日頒發(fā)的美國專利號6,251,865，，本文將其全文特別納入作為參考。這些IGF-1激動劑分子可有效取代結合于IGFBP的IGF-1。IGF結合蛋白(IGFBP)是一個至少由六種蛋白質組成的家族(參見Jones和Clemmons，1995，Endocr Rev，163-34；Bach和Rechler，1995，Diabetes Reviews，338-61)，其它相關蛋白質也可能與IGF結合。IGFBP與IGF-1和IGF-2結合的親和力和特異性有所不同。參見Jones和Clemmons，同上；Bach和Rechler，同上。例如，IGFBP-3與IGF-1和IGF-2結合的親和力相似，而IGFBP-2和IGFBP-6與IGF-2結合的親和力比它們與IGF-1結合的親和力高得多。參見Bach和Rechler，同上；Oh等，1993，Endocrinology，132，1337-1344。
WO 94/04569揭示了一種可結合IGF-1并增強IGF-1生物學活性的特異性結合分子，它不是天然的IGFBP。
與IGFBP-1或IGFBP-3結合，從而抑制內源性IGF-1與IGFBP相互作用的IGF-1點變體，如美國專利號6,509,443中所述。
由噬菌體展示技術發(fā)現的、本身是肽的IGF取代物，描述于美國專利號6,420,518；6,251,865和6,121,416，特別將其全文納入本文作為參考。
小分子非肽抑制劑也可從IGF-1/IGFBP-3復合物中釋放生物活性IGF-1。例如，發(fā)現異喹啉類似物有效(參見Chen C等，2001，J Med Chem 444001-10)。用高通量篩選和IGFBP放射性配體結合測定可發(fā)現其它化合物(參見，同前)。
其它IGF-1激動劑包括但不限于小分子；合成藥物；肽；多肽；蛋白質；核酸(如DNA和RNA核苷酸，包括但不限于反義核苷酸序列、三鏈螺旋和編碼生物活性蛋白質、多肽或肽的核苷酸序列)；抗體；合成或天然的無機分子；模擬物；和合成或天然的有機分子。WO 96/33216公開了一種具有真正IGF-1的殘基1-69的截短的變體。歐洲專利號742,228公開了一種雙鏈超激動劑，其為天然單鏈IGF-1的衍生物，具有截短的C結構域。IGF-1類似物具有下式BCnA，其中B是IGF-1的B結構域或其功能類似物，C是IGF-1的C結構域或其功能類似物，n是C結構域中氨基酸的數目，約為6-12，A是IGF-1的A結構域或其功能類似物。
適用于本發(fā)明的是1991年12月31日頒發(fā)的美國專利號5,077,276；5,164,370；5,470,828；1987年2月26日公開的PCT WO 87/01038和1989年6月29日公開的PCT WO 89/05822中描述的IGF-1變體，即在成熟分子的N末端3位上至少缺少谷氨酸殘基或在N末端缺失多達五個氨基酸的分子。一種示范性變體缺失了N末端的前三個氨基酸(各稱為腦IGF、tIGF-1、des(1-3)-IGF-1或des-IGF-1)。其它化合物如下所述，以及如美國專利號6,121,416、6,251,865和6,420,518所述的IGF-1取代化合物。
可設計IGF-1變體使其保持與I型IGF受體的有效結合，但與血清運載體蛋白，例如IGFBP的結合降低。在一個方面，這些變體的設計是根據胰島素不與血清運載體蛋白結合的觀察。參見1989年10月24日頒發(fā)的美國專利號4,876,242，特別將其全文納入本文作為參考。來自合成的胰島素樣雙鏈類似物的證據說明，IGF-1中負責運載體蛋白結合的氨基酸在IGF-1的B結構域內。因此，可修飾合成的人IGF-1基因以編碼IGF-1變體，其中hIGF-1的前16個氨基酸被人胰島素B鏈的前17個氨基酸所取代。然后將合成基因置于酵母重組DNA表達系統(tǒng)，并從其中提取由修飾的酵母細胞生產的肽類似物并進行純化。對IGF-1分子進行再修飾產生其它類似物，所有類似物具有基本的IGF-1 I型受體結合性能，和與血清運載體蛋白的結合降低。
已揭示了其它IGF-1變體。例如，專利文獻WO 96/33216描述了具有真正IGF-1的殘基1-69的變體。EP 742,228描述了雙鏈IGF-1超激動劑，其為天然單鏈IGF-1的衍生物，具有截短的C結構域。IGF-1類似物具有下式BCnA，其中B是IGF-1的B結構域或其功能類似物，C是IGF-1的C結構域或其功能類似物，n是C結構域中氨基酸的數目，約為6-12，A是IGF-1的A結構域或其功能類似物。
此外，Cascieri等(1988，Biochemistry 273229-3233)公開了IGF-1的四種突變體，其中三種對I型IGF受體的親和力下降。這些突變體是(Phe23、Phe24、Tyr25)IGF-1(它對1型和2型IGF和胰島素受體的親和力與人IGF-1等效)、(Leu24)IGF-1和(Ser24)IGF-1(它們與人胎盤I型IGF受體、胎盤胰島素受體和大鼠和小鼠細胞的I型IGF受體的親和力比IGF-1低)，和脫八肽(Leu24)IGF-1(其中在24位丟失芳香氨基酸和缺失hIGF-1羧基端D區(qū)域，它對I型受體的親和力比(Leu24)IGF-1低，對胰島素受體的親和力比(Leu24)IGF-1高)。這四種突變體對人血清結合蛋白的親和力正常。
Bayne等(1988，J Biol Chem 26411004-11008)公開了IGF-1的三種結構類似物(1-62)IGF-1，它缺少IGF-1羧基端8個氨基酸的D區(qū)域；(1-27，Gly4，38-70)IGF-1，其中IGF-1的C區(qū)域的殘基28-37被四個殘基甘氨酸橋所取代；和(1-27，Gly4，38-62)IGF-1，C區(qū)域甘氨酸被取代和D區(qū)域缺失。Peterkofsky等(1991，Endocrinology，1281769-1779)公開了采用上述Bayne等的Gly4突變體的數據。美國專利號5,714,460涉及采用IGF-1或提高活性IGF-1濃度以治療神經損傷的化合物。
Cascieri等(1989，J Biol Chem，2642199-2202)公開了三種IGF-1類似物，其中IGF-1的A區(qū)域中的特定殘基被胰島素A鏈中的相應殘基所取代。這些類似物是(I1e41、Glu45、Gln46、Thr49、Ser50、IleSl、Ser53、Tyr55、Gln56)IGF-1，它是殘基41從蘇氨酸改變成異亮氨酸和A區(qū)域的殘基42-56被取代的A鏈突變體；(Thr49、Ser50、Ile51)IGF-1；和(Tyr55、Gln56)IGF-1。
結合于IGFBP-1或IGFBP-3，從而抑制內源性IGF-1與IGFBP相互作用的IGF-1點變體描述于美國專利號6,509,443。
增加GH血液濃度的試劑在一些實施方式中，本發(fā)明治療方法包括給予個體有效量的增加GH血液濃度的試劑。增加個體中GH血液濃度的試劑包括但不限于，GH、GH釋放肽(GHRP)、GH釋放因子(GHRF)，、GH釋放激素(GHRH)、GH促泌素等。
用于此目的的促生長劑包括但不限于，促進哺乳動物內源性GH釋放以提高IGF血液濃度的GH促泌素。例子包括TRH、二乙基己烯雌酚、茶堿、腦啡肽、E系列前列腺素，VIP-胰泌素-胰高血糖素-GRF家族的肽和其它GH促泌素如美國專利號4,411,890所述的GHRP-6、GHRP-1，和美國專利號5,206,235所公開的苯并稠合的內酰胺。也參見例如，1996年5月23日公開的WO 96/15148。其它促生長劑包括GHRP、GHRF、GH及其類似物。例如，在1995年6月29日公開的WO 95/17422和WO 95/17423；Bowers，J，1993，Pediatr Endocrinol，621-31；和Schoen等，1993，Annual Reports in Medicinal Chemistry，28177-186中描述了GHRP。例如，在1996年11月28日公開的WO 96/37514中描述了GHRF及其類似物。
在一些實施方式中，采用長效貯存GH制劑以獲得穩(wěn)定的GH血液水平?？刹捎毛@得穩(wěn)定的GH血液水平的任何方法。長效或貯存hGH的示范性形式是Nutropin Depot[促生長激素的可注射懸浮液(rDNA來源)，Genentech，SouthSan Francisco，CA]，一種重組人生長激素(rhGH)的長效劑型。促生長激素有191個氨基酸殘基，分子量為22，125道爾頓。該產品的氨基酸序列與腦下垂體產生的人生長激素相同。該蛋白由特定的大腸桿菌實驗室菌株合成為前體，該前體由前面帶有大腸桿菌蛋白質分泌信號(肽)的rhGH分子組成。該前體被引導進入細胞的細胞質膜。除去信號序列，天然蛋白被分泌入周質，從而該蛋白當其合成時被正確折疊。
Nutropin Depot制劑由包埋在生物相容性、生物可降解的聚乳酸-共乙交酯(PLG)微球中的rhGH微粉化顆粒組成。包裝在小瓶中的Nutropin Depot為無菌、白色至米色、不含防腐劑、可自由流動的粉末。給藥前，將該粉末懸浮在NutropinDepot的稀釋液(一種無菌水溶液)中。
每13.5mg 3cc Nutropin Depot一次性小瓶含有13.5mg促生長激素、1.2mg乙酸鋅、0.8mg碳酸鋅和68.9mg PLG。每18mg 3cc Nutropin Depot一次性小瓶含有18mg促生長激素、1.6mg乙酸鋅、1.1mg碳酸鋅和91.8mg PLG。每22.5mg3cc Nutropin Depot一次性小瓶含有22.5mg促生長激素、2.0mg乙酸鋅、1.4mg碳酸鋅和114.8mg PLG。每劑含有過量的rhGH微球以保證按標示量遞送。每1.5mL Nutropin Depot稀釋液一次性小瓶裝有30mg/mL羧甲基纖維素鈉、1mg/mL聚山梨醇酯20、9mg/mL氯化鈉，和注射用無菌水；pH5.8-7.2。
其它GH長效制劑包括PEG化形式，包括在半胱氨酸殘基PEG化，如美國專利號6,608,183所述，本文納入其全文作為參考；聚(D,L-乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)微膠囊等。
可加入穩(wěn)定劑，如聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物非離子表面活性劑、牛磺膽酸和甲基纖維素衍生物，如美國專利號6,593,296所述。可用于本發(fā)明治療方法的GH制劑還包括包含在生物相容性聚合物的聚合基質中的GH，如美國專利號4,041,155、5,842,927、6,429,296和6,500,448所述。
聯(lián)合治療采用IGF-1和一種或多種其他合適的制劑，如提高總IGF-1血液濃度或增強IGF-1的效果、或提高IGFBP-3的血液濃度的制劑聯(lián)合治療，也是本發(fā)明的一部分。在一個實施方式中，這些額外試劑通常使IGF-1血液含量超過IGFBP血液含量或使IGFBP釋放IGF-1，并包括促生長劑。
用于此目的的促生長劑包括但不限于，生長激素(GH)天然變體如20KhGH、胎盤GH或hGH的其它變體或活化hGH受體的分子、促進哺乳動物內源性GH釋放以提高IGF血液濃度的GH促泌素。例子包括TRH、二乙基己烯雌酚、茶堿、腦啡肽、E系列前列腺素，VIP-胰泌素-胰高血糖素-GRF家族的肽和其它GH促泌素如美國專利號4,411,890所述的GHRP-6、GHRP-1，和美國專利號5,206,235所公開的苯并稠合內酰胺。也參見例如，1996年5月23日公開的WO96/15148。其它促生長劑包括GHRP、GHRH、GH及其類似物。例如，在1995年6月29日公開的WO 95/17422和WO 95/17423；Bowers，J，1993，PediatrEndocrinol，621-31；和Schoen等，1993，Annual Reports in Medicinal Chemistry，28177-186中描述了GHRP。例如，在1996年11月28日公開的WO 96/37514中描述了GHRH及其類似物。
所述制劑可以和IGF-1順序地或同時地共同給予，可以與單用時相同、更高或更低的劑量給予，這取決于以下因素，如所用制劑類型、采用該制劑和化合物的目的和臨床考慮。此外，也要考慮到操縱IGF狀態(tài)的其它方式，如飲食或鍛煉方案可用于聯(lián)合治療，作為本發(fā)明的一部分。
在一個實施方式中，宜將以下制劑與IGF-1一起給藥GH，如人天然序列、N末端有或沒有甲硫氨酸的成熟GH、重組(即用重組DNA技術生產的)hGH、重組hGH(rhGH)、大腸桿菌產生的甲硫氨酰化人生長激素(met-hGH)，例如1988年7月5日頒發(fā)的美國專利號4,755,465和Goeddel等，Nature，282544(1979)所述的方法。含有IGF-1和GH的制劑進一步描述于美國專利號5,374,620和5,597,802，全文納入本文作為參考。
一般，胃腸外給藥的每劑IGF-1和GH的總藥學有效量范圍為患者體重的約1μg/kg/天-100mg/kg/天，雖然該劑量還要進行很多治療判斷。在某些實施方式中，該劑量為至少0.1mg/kg/天，包括各激素至少1mg/kg/天。如果連續(xù)給藥，IGF-1和GH通常各以約1μg/kg/小時-50μg/kg/小時的劑量給藥，每天注射1-4次或例如利用微泵連續(xù)皮下輸注。
在一個
具體實施例方式
中，組合物包含IGF-1GH重量比約2∶1-100∶1(w/w)的IGF-1和GH、約0.05mM-0.3mM的等滲劑(osmolyte)如無機鹽和/或糖醇、約0.1mg/ml-10mg/ml的至少一種穩(wěn)定劑、約1mg/ml-5mg/ml的表面活性劑、和約5mM-100mM的pH5-6的緩沖劑。在某些實施方式中，該組合物中IGF-1和GH的量為約2mg/ml-20mg/ml IGF-1和約0.2mg/ml-10mg/ml GH。在另外的實施方式中，IGF-1∶GH重量比約為3∶1-50∶1，包括約3∶1-30∶1，例如約3∶1-25∶1和約5∶1-20∶1。
在另外的實施方式中，含有IGF-1和GH的組合物如下約7mg/ml-10mg/mlIGF-1、約0.2mg/ml-1.5mg/ml GH(IGF-1∶GH重量比約3∶1-20∶1)、約5mg/ml-7mg/ml氯化鈉、約0.1mg/ml-3mg/ml苯酚和/或約6mg/ml-10mg/ml苯甲醇、約1mg/ml-3mg/ml聚山梨酯、約2.5mg/ml-4mg/ml乙酸鈉和約0.1mg/ml-1mg/ml檸檬酸鈉，pH約5.4。
在另一個實施方式中，宜將IGF-1與其結合蛋白的任何一種或多種，例如IGFBP-1、IGFBP-2、IGFBP-3、IGFBP-4、IGFBP-5或IGFBP-6一起給藥。不受限于機理，共同給予IGF-1和IGFBP可通過延長IGF-1半衰期提供比單獨給予IGF-1更大的治療響應。
適用的結合蛋白是IGFBP-3，如美國專利號5,258,287以及Martin和Baxter，1986，J Biol Chem，2618754-8760所述。這種糖基化的IGFBP-3蛋白存在于人血漿中發(fā)現的運載大多數內源性IGF的125-150Kd糖蛋白復合物中，在非還原SDS-PAGE凝膠上為53Kd的酸穩(wěn)定性組分，也受GH調節(jié)。
可用美國專利號5,187,151所述的方法實施IGF結合蛋白和IGF-1的給藥。簡要說，通過皮下推注給予有效量的IGF-1和IGFBP，其摩爾比約為0.5∶1-3∶1，包括約0.75∶1-2∶1，如約1∶1。
制劑、劑量和給藥途徑將與藥學上可接受的賦形劑一起配制的活性試劑(例如IGF-1，一種增加GH血液水平的試劑，等)給予個體。術語“活性試劑”、“試劑”和“治療性試劑”本文可互換使用。本領域已知多種藥學上可接受的賦形劑，本文無需贅述。很多文獻中已描述了藥學上可接受的賦形劑，包括例如A.Gennaro(2000)“雷明頓藥物科學和實踐”(″RemingtonThe Science and Practice ofPharmacy,″) 第20版，Lippincott，Williams，& Wilkins；“藥物劑型和藥物遞送系統(tǒng)”(Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems)(1999)H.C.Ansel等，主編，第7版，Lippincott，Williams，& Wilkins；以及“藥物賦形劑手冊”(Handbook of Pharmaceutical Excipients)(2000)A.H.Kibbe等，主編，第3版，Amer.Pharmaceutical Assoc。
公眾可很容易地獲得藥學上可接受的賦形劑，例如運載體、佐劑、載體或稀釋劑。而且，公眾可很容易地獲得藥學上可接受的輔助物如pH調節(jié)劑和緩沖劑、張力調節(jié)劑、穩(wěn)定劑、濕潤劑等。
在本發(fā)明方法中，可用能夠產生所需治療效果的任何方便方法給予宿主活性試劑。因此，可將這些試劑摻入到各種制劑中作治療性給藥。更具體地，可將本發(fā)明的試劑與合適的藥學上可接受的載體或稀釋劑一起配制成藥物組合物，可配制成固體、半固體、液體或氣體形式的制品，例如片劑、膠囊、粉劑、粒劑、軟膏、溶液、栓劑、注射劑、吸入劑和氣溶膠。
因此，可用很多方式給予本發(fā)明試劑，包括口服、口含(buccal)、直腸、胃腸外、腹膜內、皮內、皮下、肌內、透皮、氣管內給藥等。在一些實施方式中，采用兩種不同的給藥途徑。例如，當本發(fā)明治療方法是聯(lián)合治療時，皮下注射給予IGF-1，同時以貯存(depot)方式給予GH或GH促泌素。
可用標準方法和裝置完成治療性試劑(例如IGF-1，一種增加GH血液濃度的試劑)的皮下給藥，例如用注射器和針、皮下注射接口(port)遞送系統(tǒng)等。見，例如，美國專利號3,547,119；4,755,173；4,531,937；4,311,137；和6,017,328。皮下注射接口和通過該接口給予治療性試劑的裝置的組合本文稱為“皮下注射接口遞送系統(tǒng)”。在一些實施方式中，用裝置的組合來完成皮下給藥，例如，用注射器和針進行推注，然后用連續(xù)遞送系統(tǒng)遞送藥物。
可用任何合適的技術給予活性試劑(例如，IGF-1，一種增加GH血液水平的試劑，等)，這些技術包括口服、胃腸外(例如，肌內、腹膜內、靜脈內、皮下注射或灌注，或植入)、經鼻、肺、陰道、直腸、舌下給藥或局部給藥，并且這些活性試劑可配方入適于各種給藥途徑的劑型中。具體的給藥途徑取決于例如，患者的病史，包括用所述肽治療時觀察到的(perceived)或預計的副作用，給予的肽類型，以及所治療的具體疾病。在一些實施方式中，通過連續(xù)輸注(采用，例如，緩釋裝置或微泵，例如滲透泵或皮膚貼片)或注射(例如靜脈內或皮下途徑)給藥。
在一些實施方式中，通過連續(xù)遞送系統(tǒng)遞送治療性試劑(例如，IGF-1，一種增加GH血液水平的試劑，等)。術語“連續(xù)遞送系統(tǒng)”、“控遞系統(tǒng)”和“藥物控遞裝置”可互換使用，指藥物的控制遞送裝置，包括帶有導管的泵、注射裝置等，本領域已知很多這種裝置。
機械或機電灌注泵可適用于本發(fā)明。這類裝置的例子包括美國專利號4,692,147；4,360,019；4,487,603；4,360,019；4,725,852；5,820,589；5,643,207；6,198,966中描述的那些；等等。一般可用各種可再填充的泵系統(tǒng)來完成遞送本發(fā)明藥物。泵可在一段時間內以恒定和可控的方式釋放藥物。通常將藥物裝在液體劑型不可透過的容器中以連續(xù)方式遞送給個體。
在一個實施方式中，所述藥物遞送系統(tǒng)是一種至少其一部分可植入體內的裝置。可用本領域熟知的方法和裝置在任何合適的植入部位植入該可植入裝置。植入部位是對象體內部位，在該部位引入和放置藥物遞送裝置。植入部位包括但不一定限于，真皮下(subdermal)、皮下(subcutaneous)、肌內或對象體內的其它合適部位。常用皮下植入部位，因為此部位植入和取出藥物遞送裝置都方便。
適用于本發(fā)明的藥物釋放裝置可基于多種操作方式之一。例如，藥物釋放裝置可以是擴散系統(tǒng)、對流系統(tǒng)或可侵蝕系統(tǒng)(例如根據侵蝕的系統(tǒng))。例如，藥物釋放系統(tǒng)可以是電子化學泵、滲透泵、電子滲透泵、氣壓泵或滲透爆發(fā)(釋放)基質(osmotic bursting matrix)，例如，當將藥物摻入聚合物時，隨著浸漬藥物的聚合物材料(例如，生物可降解的、藥物浸漬的聚合物材料)降解，聚合物釋放出藥物制劑。在其它實施方式中，藥物釋放裝置是電子擴散系統(tǒng)，電解質泵、泡騰(effervescent)泵、壓電泵、水解系統(tǒng)等。
根據機械或機電灌注泵的藥物釋放裝置也可適用于本發(fā)明。這些裝置的例子包括例如美國專利號4,692,147；4,360,019；4,487,603；4,360,019；4,725,852中所述的那些，等等。一般，可用各種可再填充的、不可互換的泵系統(tǒng)來完成本發(fā)明藥物遞送方法。常采用泵和其它對流系統(tǒng)，因為它們可在一段時間內以恒定和可控的方式釋放藥物。在一些實施方式中采用滲透泵，因為它們綜合了恒定可控方式釋放和體積較小的優(yōu)點(見，例如，PCT公開申請WO 97/27840和美國專利號5,985,305和5,728,396)。適用于本發(fā)明的示范性的滲透壓驅動裝置包括但不一定限于美國專利號3,760,984；3,845,770；3,916,899；3,923,426；3,987,790；3,995,631；3,916,899；4,016,880；4,036,228；4,111,202；4,111,203；4,203,440；4,203,442；4,210,139；4,327,725；4,627,850；4,865,845；5,057,318；5,059,423；5,112,614；5,137,727；5,234,692；5,234,693；5,728,396中描述的那些，等等。
在一些實施方式中，藥物遞送裝置是可植入裝置?？捎帽绢I域熟知的方法和裝置在任何合適的植入位點植入所述藥物遞送裝置。如上所述，植入位點是對象身體的位點，在該位點引入和放置藥物遞送裝置。植入位點包括但不一定限于，真皮下(subdermal)、皮下(subcutaneous)、肌內或對象身體的其它合適位點。
在一些實施方式中，用可植入性藥物遞送系統(tǒng)，例如通過編程提供治療性試劑給藥的系統(tǒng)，來遞送治療性試劑(例如，IGF-1，一種增加GH血液水平的試劑，等)。示范性的可編程植入系統(tǒng)包括可植入性灌注泵。示范性的可植入灌注泵或可與這些泵聯(lián)用的裝置描述于，例如美國專利號4,350,155；5,443,450；5,814,019；5,976,109；6,017,328；6,171,276；6,241,704；6,464,687；6,475,180；和6,512,954。另一種可適用于本發(fā)明的示范性裝置是自動定時(Synchromed)灌注泵(Medtronic)。
在藥物劑型中，活性試劑可以其藥學上可接受的鹽的形式給藥，或可單用或與其它藥學活性化合物聯(lián)用。下述方法和賦形劑只是示范性的，不用于限制。
可將這些藥物配制在注射時可而用水性溶劑或非水性溶劑(例如植物油或其它類似的油、合成的脂肪酸甘油酯、丙二醇或高級脂肪酸的酯)溶解、懸浮或乳化的制品中；如果需要，可加入常規(guī)添加劑，如增溶劑、等滲劑、懸浮劑、乳化劑、穩(wěn)定劑和防腐劑。
對于口服制劑，將活性試劑(例如，IGF-1，一種增加GH血液水平的試劑，等)單獨配方或與合適的添加劑一起配制成例如片劑、粉劑、粒劑或膠囊，可加入常規(guī)添加劑如乳糖、甘露醇、玉米淀粉或馬鈴薯淀粉；粘合劑，例如微晶纖維素、纖維素衍生物、阿拉伯膠、玉米淀粉或明膠；崩解劑，如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉或羥甲基纖維素鈉；潤滑劑，例如滑石或硬脂酸鎂；如果需要，還可加入稀釋劑、緩沖劑、潤濕劑、防腐劑和調味劑。
而且，可將活性試劑與各種基質例如乳化基質或水溶性基質混合制成栓劑?？赏ㄟ^栓劑經直腸給予活性試劑。栓劑可包含運載體，例如可可脂、碳蠟和聚乙二醇，這些載體在體溫下融化，但在室溫是固體的。
可提供口服或直腸給藥的單位劑型，例如糖漿、酏劑和懸浮劑，一個劑量單位，例如一茶匙、一勺、一片劑或栓劑含有預定量的所述組合物，該組合物中含有一種或多種活性試劑。類似地，注射用或靜脈內給藥的單位劑型可含有包含在組合物中的活性試劑，以無菌水、生理鹽水或其它藥學上可接受的載體配溶液。
劑量本文所用術語“單位劑型”指適合人和動物對象用的單一劑量的物理上分散的單位，每一單位含有預定量的本發(fā)明化合物和藥學上可接受的稀釋劑、載體或運載體，該預設定量經計算足以產生所需效果。本發(fā)明單位劑型的具體規(guī)格取決于所用的具體化合物和要達到的效果，以及各化合物在宿主體內的藥效。
以符合良好藥物實踐的方式配制和給予治療用所述肽的劑量時，要考慮個體患者的臨床狀況(尤其是用該肽治療時的副作用)、藥物遞送部位、給藥方法、給藥時間方案或臨床醫(yī)師已知的其它因素。因此，用于此目的時肽的“有效量”由很多因素決定，必須是能為哺乳動物生物利用并產生所需效果的藥物量。
就確定劑量的上述方法而言，肽的用量估計約為10μg/kg/天-200μg/kg/天(按千克患者體重計)，雖然如上所述，確定該劑量還要進行很多治療判斷。
宜用持釋系統(tǒng)給予所述肽。持釋組合物的合適例子包括成形制品形式的半滲透性聚合物基質，例如膜或微膠囊。持釋基質包括聚乳酸化合物(美國專利號3,773,919,EP 58,481)、L-谷氨酸和γ-乙基-L-谷氨酸的共聚物(Sidman等，Biopolymers，22，547-556(1983)、聚(2-甲基丙烯酸2-羥基乙酯)(Langer等，J.Biomed.Mater.Res.，15167-277(1981)，和Langer，Chem.Tech.，1298-105(1982)、乙炔乙酸乙烯酯(Langer等，如上)或聚-D-(-)-3-羥基丁酸(EP133,988)。持釋組合物還包括脂質體包裹的肽。用下述已知方法制備含有肽的脂質體DE 3,218,121；Epstein等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，823688-3692(1985)；Hwang等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，774030-4034(1980)；EP52,322；EP 36,676；EP 88,046；EP 143,949；EP 142,641；日本專利申請83-118008；美國專利號4,485,045和4,544,545；以及EP 102,324。一般，脂質體為小的(約200-800)單層形式，其中脂質膽固醇含量大于約30mol.％，應調整所選部分的比例以提供最有效的治療。
也可采用基于偶聯(lián)技術的半衰期更長的PEG化肽，例如1995年11月30日公開的WO 95/32003中所述。
對于胃腸外給藥，在一個實施方式中，通常將所述肽以所需純度與藥學上可接受的或胃腸外給藥可接受的運載體(即所用劑量和濃度對接受者無毒性并且與制劑中其它成份相容的運載體)混合，配制成可注射單位劑型(溶液、懸浮液或乳液)。例如，這類制劑通常不含氧化劑和已知對該多肽有害的其它肽。
一般，將所述肽均勻和緊密地與液體載體或精細分散的固體載體或二者接觸，以制備這類制劑。然后，如果需要，將該產物制成所需形狀的制劑。在一些實施方式中，載體是胃腸外給藥載體，例如與接受者的血液等滲的溶液。這類載體的例子包括水、鹽水、林格氏溶液、緩沖溶液、葡萄糖溶液。非水性運載體例如不揮發(fā)性油和油酸乙酯也可用于本發(fā)明。
載體宜含有少量添加劑例如增強等滲性和化學穩(wěn)定性的物質。這類物質在其使用劑量和濃度時對接受者無毒性，包括緩沖劑，如磷酸鹽、檸檬酸鹽、琥珀酸鹽、乙酸鹽和其它有機酸或其鹽；抗氧化劑，如抗壞血酸；低分子量(小于約10個殘基)多肽，例如聚精氨酸或三肽；蛋白質，如血清白蛋白、明膠或免疫球蛋白；親水聚合物，如聚乙烯吡咯烷酮；甘氨酸；氨基酸，如谷氨酸、天冬氨酸、組氨酸或精氨酸；單糖，二糖和其它碳水化合物包括纖維素及其衍生物、葡萄糖、甘露糖、海藻糖或糊精；螯合劑，如EDTA；糖醇如甘露醇或山梨醇；抗衡離子如鈉；非離子表面活性劑如聚山梨醇、泊洛沙姆或聚乙二醇(PEG)；和/或中性鹽，例如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、等。
常用pH約4.5-8的這類載體配制所述肽。應理解，當用前述某些賦形劑、載體或穩(wěn)定劑時會形成所述肽的鹽。最終制品可為穩(wěn)定的液體或凍干的固體。
作為藥物組合物的典型的肽制劑見下述。如公認的制藥實施方案要求的那樣，可將約0.5-500mg的肽或肽混合物(以游離酸或堿形式，或藥學上可接受的鹽)與生理上可接受的運載體、載體、賦形劑、粘合劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、調味劑等混合。這些組合物中活性成份的含量是獲得所述(劑量)范圍的合適劑量。
用于治療性給藥的肽必須無菌?？赏ㄟ^除菌濾膜(例如0.2微米膜)過濾很容易地除菌。治療性組合物一般置于帶無菌入口的容器中，例如靜脈輸注溶液袋(bag)或具有可用皮下注射針刺破的塞子的小瓶。
一般，肽存貯在單劑量或多劑量容器中，例如密封的安培或小瓶，為水溶液或可重建的凍干制劑。凍干制劑的一個例子是裝有5ml過濾除菌的1％(w/v)肽水溶液的10mL小瓶，將獲得的混合液凍干。可用抑菌的注射用水重建凍干的肽，來制備輸注溶液。
如上所述，將計算出的所產生的IGF-1的量與同年齡和性別正常個體產生的IGF-1的量比較，根據該比較結果，可計算各患者的IGF-1替代劑量。這可根據正常個體的μg/kg/hr產率和患者μg/kg/hr產率之間的差異確定。所述替代可以是每天一次或每天兩次皮下注射rhIGF-1，或給予緩釋形式的rhIGF-1(可每天一次或頻率更低)。
適于治療的對象適于用本發(fā)明治療方法治療的對象包括患有IGFD疾病或矮小癥的個體。
可用本發(fā)明方法治療的IGFD疾病包括矮小癥(兒童)；和代謝疾病(例如，成年人)。在一些實施方式中，對象是長骨骺板敞開的兒童，該對象對生長促進治療的響應是增加高度。在一些實施方式中，上述個體的任何一個具有＜-2的相對于其年齡的身高標準偏差分數。在一些實施方式中，上述個體的任何一個在上一年的生長速度顯示不到其年齡(正常平均值)的50％(50thpercentile)。通常，檢測不到生長不足的其它原因，例如，生長不足的其它原因如營養(yǎng)不良等被排除。
可用本發(fā)明治療方法治療的其它IGFD疾病包括但不限于，例如，肺病、下述高血糖疾病、腎病(例如急性和慢性腎功能不全、末期慢性腎衰竭、腎小球腎炎、間質腎炎、腎盂腎炎、腎小球硬化癥，例如糖尿病患者的毛細管間性腎小球硬化癥和腎移植后的腎衰竭)、肥胖癥、GH-缺陷、GH抗性、特納氏綜合征、Laron氏綜合征、矮小癥、與衰老相關的不良癥狀例如肥胖和脂肪量與瘦肉比率增加、免疫疾病例如免疫缺陷包括CD4+T細胞計數減少和免疫耐受性下降或化療引起的組織損傷、骨髓移植、心臟結構或功能的疾病或機能不全例如心機能不全和充血性心力衰竭、神經元、神經或神經肌肉疾病(例如中樞神經系統(tǒng)疾病包括阿爾茨海默病或帕金森病或多發(fā)性硬化，以及外周神經系統(tǒng)和肌肉組織疾病，包括外周神經病、肌肉萎縮癥或肌強直性營養(yǎng)不良)，代謝疾病(包括由疾病如外傷或創(chuàng)傷或感染(如細菌或人病毒例如HIV感染)、傷口、皮膚病、需要恢復的腸結構和功能等引起的消瘦相關的代謝疾病)。兒童骨或軟骨生長疾病，包括矮小癥，兒童和成人軟骨和骨疾病包括關節(jié)炎和骨關節(jié)炎。所治療的疾病可以是兩種或多種上述疾病的組合。作為本發(fā)明治療目標的感興趣的具體疾病是糖尿病和肥胖癥、心機能不全、腎病、神經障礙、骨疾病、全身生長疾病和免疫疾病。
實施例提出以下實施例，以將如何制備和使用本發(fā)明的完整公開和描述提供給本領域普通技術人員，它們不應限制發(fā)明人所認為的發(fā)明范圍，也不應代表以下實驗是所進行的全部和僅有的實驗。我們努力保證了所用數字(例如量、溫度等)的準確度，但是應該允許一些實驗誤差和偏差。除非另有說明，份是以重量計算的份，分子量是重均分子量，溫度是攝氏度，壓力是大氣壓或近大氣壓。可使用標準縮寫，例如bp，堿基對；kb，千堿基；pl，皮升；s或sec，秒；min，分鐘；h或hr，小時；aa，氨基酸；kb，千堿基；bp，堿基對；nt，核苷酸；i.m.，肌內；Lp.，腹膜內；s.c，皮下；等。
實例1IGF-1 SDS產生試驗識別GH-響應性患者和GH-非響應性患者的診斷試驗。
IGF-1是身高生長的中心介質。IGF-1缺陷(IGFD)與矮小癥相關。雖然IGFD可能由GH不敏感(原發(fā)性IGFD)或GH缺陷(繼發(fā)性)所引起，但臨床表型和血清中IGF-1的含量常不足以區(qū)分這兩種IGFD。由于血清IGFD-1受GH控制，IGF-1產生試驗應該很適合區(qū)分患原發(fā)性IGFD的rhGH非響應性患者和患繼發(fā)性IGFD的rhGH響應性患者。Buckway等((2001)J Clin Endocrinol Metab.86(11)5176-83)曾做出結論，在原發(fā)性IGFD(GHI)和繼發(fā)性IGFD(GHD)兩組之間的生成試驗結果中IGF-1濃度存在重疊。用實例4中描述的SDS計算器先將所有基線和刺激后的IGF-1水平轉換至標準偏差分數(SDS)后重新分析這些數據。
方法23個患典型GHD的對象，22個帶有GH受體E180剪接突變的GHI純合子的對象，65個含此突變的雜合子對象，以及72個正常對象以隨機順序進行IGF-1產生試驗，分別給予低劑量(25μg/kg/d)和高劑量(50μg/kg/d)rhGH七天。開始rhGH治療后5天和8天取血樣。用接收者操作特征(ROC)分析評估IGF-1 SD評分方法的靈敏度和特異性，以區(qū)分GHD患者組和GH抗性患者組。
結果ROC分析顯示第八天后高劑量組的所有基線和rhGH-刺激后IGF-1SDS與雜合和正常對象相比完全能區(qū)分原發(fā)性IGFD患者(AUC值為1.00)。表1顯示區(qū)分原發(fā)性IGFD和繼發(fā)性IGFD的ROC AUC值。因而，以-2.5 IGF-1 SDS截斷值用高rhGH劑量治療組5天和8天時，區(qū)分原發(fā)性和繼發(fā)性IGFD的最大靈敏度為95.7％，特異性為95.7％。因而，建議如果IGF-1 SDS值增加不超過-2.5，可診斷患者為原發(fā)性IGFD，不應該用GH治療。以相似方式，可見如果IGF-1 SDS值不以固定量變化，也可做出相似診斷。
表1

結論在IGFD矮小癥的兒童中，ROC分析顯示出對患原發(fā)性IGFD的rhGH非響應性患者和患繼發(fā)性IGFD的rhGH響應性患者近乎完美的區(qū)分。在這個例子當中，如果IGF-1 SDS增加不超過-2.0，則可診斷為原發(fā)性IGFD。而且，當IGF-1SDS增加不超過-2.5，可以近乎確定地診斷為原發(fā)性IGFD。如果IGF-1 SDS增加未能使IGF-1 SDS值達到特定的變化亦可得到相同的結論?！癐GF-1 SDS產生試驗”是一種確定哪些患者應能從rhGH治療獲益和哪些不可能從rhGH治療獲益而應考慮另一種治療如rhIGF-1的有用工具。
實施例2進行藥物動力學研究以評估控制IGF-1清除率和患者尤其是那些患原發(fā)性IGF-1缺陷(IGFD)的患者對重組人IGF-1(rhIGF-1)劑量要求的參數。
對患原發(fā)性IGFD(定義為存在充足生長激素分泌時仍矮小并且IGF-1血液濃度低)的兒童用rhIGF-1作生理置換治療應能將其IGF-1濃度糾正到與年齡和性別相適應的水平。在IGFD家譜中，IGF-1和IGFBP-3的血清濃度直接相關。IGFBP-3與rhIGF-1清除也存在負相關(細節(jié)討論見下；數據示于圖5A)。因而，可能需要將rhIGF-1劑量調整到優(yōu)于(prevailing)IGFBP-3水平。在具有寬濃度的IGF-1和IGFP-3的對象群中進行了單劑量rhIGF-1 PK研究。
研究目的是測定皮下注射重組人IGF-1(rhIGF-1)的藥物動力學參數；測定PK參數對血清IGFBP-3(濃度)的依賴性；以及測定一次皮下(sc)注射rhIGF-1劑量的安全性。
方法十二個患有極端形式的原發(fā)性IGFD(Laron綜合癥；LS；患嚴重IGFD，IGF-1 SDS＜-3)的對象，12個中度原發(fā)性IGFD(IGF-1 SDS＜-2，GH分泌正常)，以及12個正常對象(IGF-1 SDS＞-2)隨機接受15，30，60或120μg/kg rhIGF-1的一次SC劑量。關鍵歸屬標準包括體重≥10kg；年齡＜5歲。每個對象的PK參數用WinNonlin(Pharsight公司，Mountain View，CA)估計。開發(fā)了一個可說明內源IGF-1產生(或生成)和IGFBP-3對維持血清IGF-1(水平)影響的模型。用模型模擬各對象的PK參數來估測BID給藥兩周后的IGF-1濃度。用實施例4特異于IGF-1試驗所述的SDS計算器將IGF-1濃度轉換成IGF-1 SD分數。
對象的組別、劑量和數目見表2。
表2

群體PK模型開發(fā)。用具有一級(動力學)的SC吸收和消除的單-區(qū)室模型來分析IGF-1的藥物動力學特征，如圖6所示。用零級(動力學)的輸入速率(Kin)分析內源IGF-1形成速率的特征。
PK參數、吸收速率常數(Ka)、IGF-1產生速率(Kin)、分布體積(Vd)和清除率(CL)的模型Ka＝θ1*exp(BSV1)Kin＝θ2*exp(BSV2)CL＝θ3*exp(BSV3)Vd＝θ4*exp(BSV4)Kel＝CL/Vd這里，θi是固定的效果參數，BSVi是用NONMEM估計的對象之間的隨機效果參數。用指數誤差模型分析對象間Ka，Kin，CL和Vd的變異。
結果按組別和劑量計算的PK參數值顯示于表3和4中。IGF-1 AUC與劑量(r＝0.53，r＝0.001)和IGFBP-3水平(r＝0.44，r＝0.008)直接相關。其中‘r’是反映組別調整的部分相關系數。IGFBP-3的對數與IGF-1清除率(r＝-0.91)和Kel(r＝-0.92)呈負相關，二者p＜0.001。與嚴重原發(fā)性IGFD對象相比，原發(fā)性IGFD對象具有更高的AUC和更低的Kel，提示較低rhIGF-1劑量可作為替代治療。Kel值低，因此模擬BID給藥兩周預計會導致IGF-1積累。
表3按組別和劑量計算的AUC

表4PK參數值

結論(檢測)IGFBP-3水平可能有助于選擇能夠在所有對象組中產生IGF-1生理性偏移(excursion)的劑量。根據每種劑量得到的時間依賴性血清IGF-1總濃度曲線(圖7)，該PK模型也顯示患IGFD的兒童可作為rhIGF-1每日一次給藥的候選人。
實施例3IGF-1和IGFBP-3濃度和清除率的群體藥物動力學分析此項研究包括36個對象，19名女性和17名男性。所有對象都是西班牙和葡萄牙人，年齡9-25歲，其中11個對象不到18歲。三個IGF-1組平均年齡良好平衡。與中等IGFD組(33％)和IGF-1正常組(50％)相比，嚴重IGFD組的女性比例較高(75％)。表5總結了36個隨機(選擇)對象的關鍵人員組成和基線特征。
表5人員組成和基線特征所有隨機(選擇)對象

數據源列表16.2.3。
如預期那樣，對象的平均身高和體重在嚴重IGFD組中明顯比其它兩組低。嚴重IGFD組對象的身高在4.8SD和7.6SD之間，低于按該年齡和性別校正后的平均值。與研究合格標準相符，基線IGF-1血清濃度從IGF-1正常組到嚴重IGFD組呈現進行性下降，而且嚴重IGFD組的IGFBP-3平均基線水平比中等IGFD組或IGF-1正常組低。沒有對象在篩檢時發(fā)現臨床上有顯著的T4或TSH。少數對象篩檢時發(fā)現ECG不正常，沒有一位認為具有臨床意義。
由NONMEM程序估計的整個IGF-1群體平均藥物動力學參數顯示于表6；在這個表中，參數的精確度以變異系數(％CV)表示。
表6IGFD對象(模型16)總IGF-1水平的群體藥物動力學參數

殘留誤差9.0％數據源aBSV＝對象間的變異。
b在rhIGF劑量為45μg/kg時所估計的Vd/F。
c在3μg/mL IGFBP-3時所估計的CL/F。
估計了在rhIGF-1一次SC給藥后年齡、性別、IGFBP-3水平和rhIGF-1劑量共同變化對血清IGF-1藥物動力學的可能影響。如預期那樣，內源性產生血清IGF的速率在三組對象中顯著不同，并且與IGFD水平呈負相關。嚴重IGFD、中等IGFD和IGF-1正常組產生血清IGF-1的生成速率分別是0.95、1.81和2.81μg/kg/h。年齡對IGF-1生成速率沒有顯著影響，可能是因為參加這個研究的對象年齡范圍窄。在整個研究群體中男性和女性幾乎相等(17男性，19女性)。沒有發(fā)現IGF-1藥物動力學有任何顯著的性別差異。
表3顯示，當IGFBP-3為3μg/mL時，IGF-1的清除率是0.0103L/h/kg(0.165mL/min/kg)，隨著IGFBP-3水平的升高而降低。隨著rhIGF-1劑量上升，IGF-1分布體積增加(見圖5A)。
利用以上實施例的等式，IGFBP-3和rhIGF-1劑量的影響表示為冪函數。兩軸的log轉換使IGFBP-3與CL/F的關系和rhIGF-1劑量與Vd/F的關系分別成為線性關系。而且，IGFBP-3的對數與IGF-1半衰期及IGF-1 Cmax的對數負相關分別顯示于圖5B和5C中。
實施例4血清IGF-1標準偏差分數的計算。
IGF-1水平隨年齡和性別而不同?？衫脤o定年齡和性別對象的IGF-1平均值和標準偏差(SD)的估計來計算SD值并且建立IGF-1缺陷的確定診斷。由于IGF-1值分布不正常，對平均值和標準偏差的精確的估計需要先進行數據轉換。SD值的年齡和性別統(tǒng)計學分布理想情況下平均值是0，標準偏差是1，斜率是0，峭度是0。
方法從四個主要的商業(yè)實驗室得到正常IGF-1值。使用標準方法和各個實驗室提供的方法計算得到的SD分數分布圖顯示變異和/或峭度不均一。在檢查這些圖后，看到了改進SD值公式的機會。為了獲得改進的SD分數，每次試驗和性別采用了七個步驟(1)選擇冪轉換(例如，如Brabant等.(2003)HormRes.60(2)53-60所述；Kuczmarski等.(2002)Vital Health Stat 11(246)1-190；和Lofqvist等(2001)J Clin Endochrnol Metab.86(12)5870-6)來處理任何年齡和性別測定值的峭度。(2)用SAS中的“l(fā)oess”程序，通過轉換的IGF-1值擬合作為年齡函數的平均值校平曲線。(3)用loess擬合校平平均值的平均絕對偏差，從此產生各年齡(組)的標準偏差。(4)計算各對象正常樣品的SD分數，即SDS＝(冪轉換的IGF-1值-該年齡的校平平均值)/該年齡的校平標準偏差。(5)將得到的SD分數按年齡作圖，用他們的總體平均值、標準偏差、斜率和峭度(所有都應當是0)和用Wilk-Shapiro檢驗評價這些SD分數的特征是否符合正常分布。(6)重復步驟1-5幾次不同的冪轉換和不同的校平水平。(7)對于所述試驗和性別，保留所產生的SD分數特征最接近于標準正常分布的冪轉換。
結果四個實驗室估計的用初始SDS計算器產生的SD值分數以及從上述冪轉換SDS計算器產生的SD分數分布顯示于圖8-11和表7(初始計算器)和表8(新計算器)。
表7

表8

結論IGF-1血清濃度冪轉換導致產生一種有效的方法根據年齡和性別特異性平均值和標準偏差來估計IGF-1 SD分數。
實例5IGF-1產率SDS試驗鑒定rhGH-響應性患者和rhGH非響應性患者的診斷試驗IGF-1是身高生長的中心介質。IGF-1缺陷(IGFD)與矮小癥相關。雖然IGFD可能由GH不敏感(原發(fā)性IGFD)或GH缺陷(繼發(fā)性)引起，但臨床癥狀和血清中IGF-1的含量常不足以區(qū)分這兩種IGFD。血清IGFD-1受GH和IGFBP-3控制，因而考慮了IGFBP-3濃度的IGF-1產率SDS試驗應該很適合區(qū)分患原發(fā)性IGFD的rhGH非響應性患者和患繼發(fā)性IGFD的rhGH響應性患者。此前，Buckway等((2001)J Clin Endocrinol Metab.86(11)5176-83)曾作出結論，在原發(fā)性IGFD(GHI)和繼發(fā)性IGFD(GHD)兩組之間的生成試驗結果中IGF-1濃度存在重疊。在計算基線和GH刺激后IGF-1產生的量(微克/kg/hr)后重新分析這些數據。
方法23個患典型GHD的對象，22個帶有GH受體E180剪接突變的GHI純合子對象，72個正常對象以隨機順序進行IGF-1產生試驗，以低劑量(25μg/kg/d)和高劑量(50μg/kg/d)rhGH治療7天。開始給予rhGH治療后第5和第8天采取血液樣品，測定IGF-1和IGFBP-3的血液濃度。用接收者操作特征(ROC)分析來評估IGF-1 SD分數靈敏度和特異性以區(qū)分GHD患者組和GH抗性患者組。
結果ROC分析，如上完成IGF-1 SDS評分，顯示第八天后高劑量組的所有基線和rhGH-刺激后IGF-1 SDS值與雜合和正常對象相比完全能區(qū)分出原發(fā)性IGFD患者。
結論在IGFD矮小癥兒童中，ROC分析顯示出對患原發(fā)性IGFD的rhGH非響應性患者和患繼發(fā)性IGFD的rhGH響應性患者近乎完美的區(qū)分?！癐GF-1 SDS產生試驗”是一種確定哪些患者應能從rhGH治療獲益和哪些不可能從rhGH治療獲益而應考慮另一種治療(如rhIGF-1)的有用工具。
實施例6確定標準偏差分數的算法對于某給定個體，可利用所測定的SDS值來判斷該個體的IGF-1血濃度是否就其年齡而言處于正常范圍內或者正常范圍外。個體的SDS值用如下公式計算SDS年齡＝(Xp-平均值年齡)÷SD年齡其中X是IGF-1血液濃度，p是冪轉換，SD年齡得自校平平均值曲線，該曲線是IGF-1血液濃度作為年齡的函數作圖產生的。通常，假定用于確定某給定變量的SD分數的平均值(如分析物IGF-1的濃度)以非線性和可能是非單調的方式依賴于另一獨立變量(如年齡)。另外，也假定對于該獨立變量的任何給定值，此變量值(如IGF-1濃度)的統(tǒng)計學分布不一定正常，并且在建立合適的平均值和標準偏差值之前需要數據轉換。最初始開發(fā)的SAS宏(macro)，是為給定性別對象的IGF-1濃度和年齡定義的(見附錄A)。這個SAS宏從讀取記錄正常男性和女性對象IGF-1血濃度和年齡的數據文件開始。用以下SAS程序調用關于男性對象的初始SAS宏*malesp40.sas；％inc“_init.sas”；％newsds(sm＝0.3，pow＝0.40，sex＝Males，sexa＝M，sexb＝1，sexc＝males，minage＝0.12，maxage＝97)；用以下SAS程序調用關于女性對象的初始SAS宏*femalesp40.sas；％inc“_init.sas”；％newsds(sm＝0.3，pow＝0.40，sex＝Females，sexa＝F，sexb＝2，sexc＝females，minage＝0.0358，maxage＝95.57)；
基于這些數據，初始SAS宏確定了合適的數據轉換冪，使平均值適合作為年齡函數的轉換后的數據，并使標準偏差適合作為年齡的函數。執(zhí)行SAS程序的文本輸出，男性在附錄B中提供，女性在附錄C中提供。執(zhí)行SAS宏的SAS程序的技術對數輸出，男性在附錄D中提供，女性在附錄E中提供。
關于年齡，平均值和SDage的轉換規(guī)模的男性的SAS宏的數據輸出文件在附錄F中提供。男性SD值水平從-5到+3的IGF-1血濃度的正常數據的圖像輸出提供于圖12A。圖12B是顯示年齡0-16歲SD值水平從-5到+3的男性IGF-1血濃度的正常數據的圖。圖12C顯示男性正常數據的IGF-1 SD分數值。
關于年齡、平均值和SD年齡的轉換規(guī)模的女性的SAS宏的數據輸出文件在附錄F中提供。女性SD值水平從-5到+3的IGF-1血濃度正常數據的圖像輸出提供于圖13A。圖13B是顯示年齡0-16歲SD值水平從-5到+3的女性IGF-1血濃度的正常數據的圖。圖13C顯示女性正常數據的IGF-1 SD分數值。
根據男性和女性的正常數據，開發(fā)了患者的SDS宏來計算患者的SD值?；颊叩腟DS宏提供在證據(Exhibit)H中。開發(fā)患者的SDS宏以讀取用于確定該轉換比例上的SD分數的特定性別的平均值和標準偏差值文件(男性 附錄F，女性附錄G)。根據該特定數據輸出文件和與特定患者的IGF-1濃度、年齡和性別相關的數據文件，將患者SDS宏經編程用于計算患者的SD分數。
雖然已參照具體實施方式
描述了本發(fā)明，但本領域技術人員應理解，可進行很多變化，也可用等價物替代，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。此外，可進行很多調整以使具體情況、材料、組合物、方法、方法步驟適應本發(fā)明的目的、精神和范圍。所有這些修改都在本發(fā)明所附權利要求書范圍內。
權利要求
1.一種計算機程序產品，包括存貯有計算機程序的計算機可讀存貯介質，其中所述計算機程序用計算機閱讀時將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)。
2.如權利要求1所述的計算機程序產品，其特征在于，所述程序用下式計算IGF-1 SDSIGF-1 SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是IGF-1血液濃度。
3.如權利要求1所述的計算機程序產品，其特征在于，所述將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1 SDS包括利用IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)血液濃度將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1血液清除率。
4.如權利要求3所述的計算機程序產品，其特征在于，所述IGF-1血液濃度或血液中的IGF-1產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。
5.如權利要求3所述的計算機程序產品，其特征在于，該計算機程序進一步將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。
6.如權利要求5所述的計算機程序產品，其特征在于，用下式計算所述IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
7.如權利要求5所述的計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。
8.如權利要求7所述的計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序用以下算法計算IGF-1 PR SDSIGF-1 PR SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是血液中的IGF-1產率。
9.如權利要求1所述的計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序還包括以下算法計算基線IGF-1血液濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。
10.如權利要求7所述的計算機程序，其特征在于，所述計算機程序還包括以下算法計算基線IGF-1血液產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1 PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1 PR SDS變化。
11.一種診斷患者的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中央計算環(huán)境；輸入裝置，其操作性連接于所述計算環(huán)境，以接收患者數據，其中所述患者數據包括年齡和胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度；輸出裝置，其操作性連接于所述計算環(huán)境，以向用戶提供信息；和所述中央計算環(huán)境執(zhí)行的算法，其中根據通過輸入裝置接收的數據執(zhí)行該算法，執(zhí)行該算法將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，其中該SDS被輸送到所述輸出裝置。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述算法是下式IGF-1 SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡，其中x是IGF-1血液濃度。
13.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境根據IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)的血液濃度將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1血液清除率。
14.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述IGF-1血液濃度或血液中的IGF-1產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。
15.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。
16.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境用下式計算IGF-1產率∶IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
17.如權利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。
18.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境用下式計算IGF-1 PR SDSIGF-1 PR SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是血液中的IGF-1產率。
19.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境還包括以下算法計算基線IGF-1血液濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。
20.如權利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出裝置還包括差異診斷裝置，其中IGF-1 SDS變化至少+1.0表示診斷為響應GH治療，并表示可用GH治療，IGF-1 SDS變化小于+1.0表示不響應GH治療并表示可用IGF-1治療；IGF-1 SDS變化約+0.5至+1.5表示應用GH和IGF-1聯(lián)合治療。
21.如權利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中央計算環(huán)境還包括以下算法計算基線IGF-1血液產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1 PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1 PR SDS變化。
22.如權利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出裝置還包括差異診斷裝置，其中IGF-1 PR SDS變化至少+1.0表示診斷為響應GH治療，并表示可用GH治療，IGF-1 PR SDS變化小于+1.0表示不響應GH治療并表示可用IGF-1治療；IGF-1 PR SDS變化約+0.5至+1.5表示應用GH和IGF-1聯(lián)合治療。
23.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括數據存貯裝置。
24.一種診斷患者的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的便攜式設備，該設備包括用于接收和存貯患者數據的裝置，其中所述數據包括患者年齡和患者生物學樣品中的胰島素樣生長因子-1(IGF-1)濃度；數據輸出裝置；和存貯在該設備中的算法，執(zhí)行該算法將接收裝置接收的IGF-1血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，該SDS被傳輸到數據輸出裝置，輸出裝置再將SDS展示給用戶。
25.如權利要求24所述的設備，還包括檢測生物學樣品中的IGF-1濃度的裝置；和將檢測到的IGF-1濃度輸送給接收和存貯裝置的裝置。
26.如權利要求25所述的設備，其特征在于，所述裝置包括酶聯(lián)免疫吸附試驗、化學發(fā)光試驗或放射性免疫試驗裝置。
27.如權利要求24所述的設備，其特征在于，所述程序用以下算法計算IGF-1 SDSIGF-1 SDS＝(xp-平均數年齡)÷SD年齡，其中x是IGF-1血液濃度。
28.如權利要求24所述的設備，其特征在于，還包括算法，該算法根據IGF-1結合蛋白-3(IGFBP-3)血液濃度將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1血液清除率。
29.如權利要求28所述的設備，其特征在于，所述IGF-1血液濃度或血液中的IGF-1產率經胰島素樣生長因子-2(IGF-2)血液濃度校正。
30.如權利要求28所述的設備，其特征在于，所述算法將IGF-1清除率轉換為IGF-1產率。
31.如權利要求30所述的設備，其特征在于，計算IGF-1產率的算法是IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
32.如權利要求30所述的設備，其特征在于，所述程序將IGF-1產率轉換為IGF-1產率SDS(IGF-1 PR SDS)。
33.如權利要求32所述的設備，其特征在于，計算IGF-1 PR SDS的算法是IGF-1 PR SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是血液中的IGF-1產率。
34.如權利要求24所述的設備，還包括以下算法計算基線IGF-1血液濃度以提供第一IGF-1 SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1血液濃度以提供第二IGF-1 SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 SDS之間的IGF-1 SDS變化。
35.如權利要求32所述的設備，還包括以下算法計算基線IGF-1血液產率以提供第一IGF-1 PR SDS，計算響應于生長激素(GH)給藥的IGF-1產率以提供第二IGF-1 PR SDS，和計算所述第一和第二IGF-1 PR SDS之間的IGF-1 PR SDS變化。
36.一種診斷對象的原發(fā)性和繼發(fā)性胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的方法，該方法包括將胰島素樣生長因子-1(IGF-1)血液濃度轉換為IGF-1標準偏差分數(SDS)，其中該轉換包括采用下式算法IGF-1 SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡；其中x是IGF-1血液濃度；和根據該SDS做出原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD診斷。
37.如權利要求36所述的方法，其特征在于，用權利要求11所述系統(tǒng)產生所述IGF-1 SDS。
38.如權利要求36所述的方法，還包括將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1產率，然后用以下算法將IGF-1產率轉換為IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 PR SDS)IGF-1 PR SDS＝(xp-平均值年齡)÷SD年齡，其中x是血液中的IGF-1產率。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于，用以下算法將IGF-1血液濃度轉換為IGF-1產率IGF-1產率＝(IGF-1血液濃度)((IGF-1)清除率)。
40.一種治療個體的胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)病的方法，該方法包括測定標準偏差分數，其中該標準偏差分數是利用個體生物學樣品中的IGF-1血液濃度計算得到的IGF-1標準偏差分數(SDS)；根據該標準偏差分數，給予個體治療有效量的IGF-1、IGF-1類似物、IGF-1變體或提高生長激素(GH)血液濃度的試劑，或它們的組合，所述給藥可有效治療患者的IGFD。
41.如權利要求40所述方法，其特征在于，所述標準偏差分數是IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 PR SDS)，此IGF-1 PR SDS是根據個體生物學樣品的IGF-1血液濃度計算得到的IGF-1產率計算的。
42.如權利要求40所述方法，其特征在于，所述給藥包括給予個體提高GH血液濃度的試劑和IGF-1、IGF-1類似物及IGF-1變體中的至少一種。
43.如權利要求40所述方法，其特征在于，所述IGFD疾病是矮小癥。
44.如權利要求40所述方法，其特征在于，所述IGFD疾病是代謝疾病。
45.一種診斷對象的原發(fā)性和繼發(fā)性胰島素樣生長因子-1缺陷(IGFD)的方法，該方法包括測定基線胰島素樣生長因子-1(IGF-1)標準偏差分數(SDS)，其中該基線IGF-1 SDS是用個體的第一血液樣品中的IGF-1血液濃度和IGF-1清除率計算出的IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 SDS基線產率)；給予個體有效量的能刺激與該個體同年齡和同性別的正常對象產生IGF-1的生長激素(GH)；測定GH治療后的IGF-1 SDS，該GH治療后的IGF-1 SDS是IGF-1產率標準偏差分數(IGF-1 SDS治療后產率)，是利用在所述給予GH后、在正常對象中響應所述GH給藥而刺激IGF-1產生的某時間點從所述個體取得的第二血液樣品的IGF-1血液濃度和IGF-1清除率計算出來的；和根據IGF-1 SDS基線產率和IGF-1 SDS治療后產率的比較，診斷個體是原發(fā)性或繼發(fā)性IGFD。
46.如權利要求45所述方法，其特征在于，所述比較是從IGF-1 SDS治療后產率中減去IGF-1 SDS基線產率以獲得IGF-1 PR SDS變化。
47.如權利要求46所述方法，其特征在于，IGF-1 PR SDS變化小于+1.0表示診斷為原發(fā)性IGFD。
48.如權利要求47所述方法，其特征在于，還包括給予對象有效量的治療對象原發(fā)性IGFD的IGF-1的步驟。
49.如權利要求46所述方法，其特征在于，IGF-1 PR SDS變化為+0.5至+1.5表示診斷為同時患有原發(fā)性和繼發(fā)性IGFD。
50.如權利要求49所述方法，其特征在于，還包括給予對象治療對象原發(fā)性和繼發(fā)性IGFD的有效量的IGF-1和GH組合的步驟。
51.如權利要求46所述方法，其特征在于，IGF-1 PR SDS變化至少為+1.0表示診斷為繼發(fā)性IGFD。
52.如權利要求51所述方法，其特征在于，還包括給予對象有效量的治療對象繼發(fā)性IGFD的GH的步驟。
53.如權利要求45-52任一項所述方法，其特征在于，用權利要求18所述系統(tǒng)分別計算IGF-1 SDS基線產率和IGF-1 SDS治療后產率。
全文摘要
本發(fā)明提供標準偏差分數(SDS)計算器，該SDS計算器可用于將胰島素樣生長因子－1(IGF－1)濃度轉換為IGF－1標準偏差分數。在一個實施方式中，通過計算IGF－1血液水平時考慮IGFBP－3血液水平(和，任選地，IGF－2血液水平)來提供IGF－1產率，可用該產率計算出IGF－1產率SDS。IGF－1SDS和IGF－1產率SDS具體可用于評價響應于(例如)生長激素治療的IGF－1刺激產率。
文檔編號G01N33/00GK101022820SQ200580029048
公開日2007年8月22日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權日2004年8月30日
發(fā)明者R·G·克拉克, J·W·弗蘭恩 申請人:特西卡股份有限公司