尿苷饮食添加顺应性方法及其用途本申请是2008年11月3日提交的发明名称为“尿苷饮食添加顺应性
方法及其用途”的中国专利申请200880120240.8的分案申请。
发明领域
本发明涉及确定接受尿苷或尿苷源饮食添加的个体的顺应性。具体地，
本发明涉及磁共振波谱分析用于测量尿苷或尿苷源饮食添加引起的脑化合
物的增加的用途。
发明背景
向人类给予尿苷或尿苷前体可与给予胞苷或胞苷前体一样有益。然而，
尿苷或尿苷源饮食添加的潜在益处极大地多于给予胞苷的益处。这是由于
一个事实：与尿苷相反，胞苷要么不能通过血脑屏障，要么在通过血脑屏
障方面比尿苷效率低很多。
磁共振波谱分析(MRS)允许在体分析脑化学。据报导，IQ和脑pH(从
正常个体的31P-MRS测出)之间具有强关联性，但是，对癫痫病人颞叶的
研究未能重复出该发现。质子MRS(1H-MRS)检测来自神经代谢物的信号，
显示受损的认知和差的功能性结果，所述神经代谢物包括N-乙酰天冬氨酸
(NAA)、含肌酸(Cre)化合物和含胆碱(Cho)化合物。
已经显示，在多种疾病诸如阿尔茨海默氏病和帕金森病中，饮食添加
增加膜合成，刺激胆碱能化合物的释放并改善认知能力。
因此，需要监控和确认坚持添加疗法的个体的顺应性，并且需要确认
治疗效力。
发明概述
在一个实施方案中，本发明提供评估个体对尿苷饮食添加疗法的顺应
性的方法，所述方法包括：测定所述个体的脑含胞苷化合物水平；并使用
所述脑含胞苷化合物水平来评估所述个体对所述尿苷饮食添加疗法的顺应
性。
在另一个实施方案中，本发明提供测定尿苷或尿苷源饮食添加引起的
个体的脑成分增加的方法，所述方法包括以下步骤：使用磁共振成像(MRI)
定位其中发生脑成分增加的脑区域；划定(isolating)感兴趣体积(VOI)；定义
所述VOI的体元大小(voxelsize)；并使用定位质子MRS定量所述脑成分的
水平。
从以下的详细描述和实施例，本发明的其它特征和优点将变得清晰。
然而，应该理解，虽然这些详细描述和具体的实施例指示本发明优选的实
施方案，但是，它们仅仅是通过举例说明的方式给出的，因为，从该详细
描述，本领域的技术人员会明白在本发明的精神和范围内的各种改变和修
改。
发明详述
在一个实施方案中，本发明涉及确定接受尿苷或尿苷源饮食添加的个
体的顺应性的方法。在另一个实施方案中，本发明提供使用MRS用于测定
尿苷或尿苷源饮食添加引起的脑化合物的增加的方法。
在一个实施方案中，被给予含尿苷化合物的人的脑内的有待通过MRS
测定的化合物是内源的胞苷-5’-二磷酸胆碱(CDP-胆碱)，即磷脂酰胆碱(PC)
的直接前体。由于使用氢谱可容易地鉴定脑CDP-胆碱中的胆碱，使用磷谱
也可容易地鉴定每个分子中的两个磷酸酯，所以，有两种鉴定并测定人脑
中的该化合物的方法——或者说，可以分析单个人类个体的1H谱和31P谱，
提供对所测定的对象非常强有力的确认。
在另一个实施方案中，单次口服剂量的尿苷-5’-一磷酸(UMP)首先引起
血浆尿苷和胞苷的上升，然后引起脑尿苷和胞苷的上升，在另一个实施方
案中，随后又引起脑尿苷-5’-三磷酸(UTP)和胞苷-5’-三磷酸(CTP)(它在磷
脂合成中限制速度)的上升，随后引起脑CDP-胆碱的上升。CTP和CDP-
胆碱的增加是大量的但是短暂的(即小于1小时)。在一个实施方案中，4
天至一周后，与尿苷或尿苷源饮食添加有关的上升足以产生脑磷脂的升高，
在另一个实施方案中，所述脑磷脂受到本文所述方法的监控。所述饮食添
加疗法的持续时间和剂量关系，在一个实施方案中取决于代谢速率，或在
另一个实施方案中取决于根本的病理、年龄、其它饮食添加等。
因此，本文中提供的一个实施方案是评估个体对尿苷饮食添加疗法的
顺应性的方法，所述方法包括：测定所述个体的脑含胞苷化合物水平；并
使用所述脑含胞苷化合物水平来评估所述个体对所述尿苷饮食添加疗法的
顺应性。在一个实施方案中，测定所述个体的脑含胞苷化合物水平的步骤
通过在体磁共振波谱分析(MRS)来进行。
在一个实施方案中，磁共振波谱分析(MRS)允许在体分析脑化学。在
某些实施方案中，质子MRS(1H-MRS)检测来自神经代谢物的信号，所述
神经代谢物包括N-乙酰天冬氨酸(NAA)、含肌酸(Cre)化合物和含胆碱(Cho)
化合物、或它们的组合。在一个实施方案中，Cho峰反映所有可见的Cho
部分(例如在一个实施方案中，甘油磷酸胆碱(glycerophosphocholine)和磷
酸胆碱)的总和。在一个实施方案中，在本文所述方法中测定的脑化合物
是胆碱，或者，在其它实施方案中是CDP-胆碱。
在另一个实施方案中，神经代谢物浓度的1H-MRS测定与正常人脑的
智力和/或认知功能有关。在一个实施方案中，尿苷或尿苷源饮食添加引起
增加的脑含胞苷化合物选自CDP-胆碱、胞苷、胞苷-5’-一磷酸(CMP)、胞
苷-5’-二磷酸(CDP)、胞苷-5’-三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5’-一磷酸(dCMP)、
脱氧胞苷-5’-二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’-三磷酸(dCTP)和它们的任意组合。
在一个实施方案中，游离胆碱向膜磷脂酰胆碱的转化包括其磷酸化成
磷酸胆碱；磷酸胆碱与胞苷-5’-三磷酸(CTP)反应以得到胞苷-5’-二磷酸胆碱
(CDP-胆碱)；和该化合物的磷酸胆碱部分转移至二酰甘油(DAG)的游离
羟基。在另一个实施方案中，所有三个反应的速率可以受到底物丰度的影
响；CTP水平可限制内源的CDP-胆碱的形成；并且，当通过用神经生长因
子(NGF)处理使PC12细胞分化时，DAG水平增加，并可控制这些细胞将
CDP-胆碱转化成PC的速率。在另一个实施方案中，PC合成中的限速步骤
是从CTP和磷酸胆碱形成CDP-胆碱。在一个实施方案中，脑CTP水平低
于使催化该反应的酶(CTP：磷酸胆碱胞苷酰转移酶)饱和所需的水平，
因此给予胞苷，胞苷增加脑CTP，加速两种PC12细胞中的PC合成。在另
一个实施方案中，用尿苷(它被转化为UTP和CTP)培养PC12细胞增强
CDP-胆碱——PC的直接前体——的形成。
在一个实施方案中，胆碱能神经元既乙酰化又磷酸化胆碱，以形成乙
酰胆碱和磷酸胆碱(和在另一个实施方案中，磷脂酰胆碱)；当所述神经
元去极化时，乙酰化途径比磷酸化更占优势。在另一个实施方案中，向灌
流介质中添加胆碱既增加乙酰胆碱合成和释放，又在另一个实施方案中增
强膜磷脂合成。
在一个实施方案中，尿苷——人类主要的循环嘧啶——在大脑中容易
地转化成UTP，然后转化成CTP，并影响乙酰胆碱合成和释放。在另一个
实施方案中，给予个体所述尿苷饮食添加疗法以治疗神经退行性病症，或
在另一个实施方案中治疗记忆缺陷病症，或在另一个实施方案中治疗学习
障碍诸如注意力缺陷障碍(ADD)和注意力缺陷伴多动障碍(ADHD)，或在另
一个实施方案中治疗它们的组合，每一种情况都是本文所述方法的独立的
实施方案。在一个实施方案中，所述尿苷源选自尿苷、尿苷-5’-一磷酸
(UMP)、尿苷-5’-二磷酸(UDP)、尿苷-5’-三磷酸(UTP)、尿苷-5’-二磷酸葡萄
糖(UDP-葡萄糖)、它们的营养或药物可接受的盐、和它们的任意组合，其
中，因为所述尿苷源，所述饮食添加疗法引起所述脑化合物增加，并且使
用本文所述方法监控所述饮食添加疗法的顺应性。
在另一个实施方案中，所述脑化合物增加(由所述饮食添加疗法引起)
针对的神经退行性病症选自帕金森病(PD)、阿尔茨海默氏病(AD)、亨廷顿
病(HD)、肌萎缩侧索硬化(ALS)、三核苷酸重复疾病(AtripletRepeatDisease)
(ARD)、弗里德赖希共济失调症、中风、多发梗塞性痴呆、多发性硬化、
慢性疲劳、精神分裂症、大脑性瘫痪、外伤性脑损伤，并且在本文所述方
法的其它独立的实施方案中选自它们的任意组合，其中，使用本文所述方
法监控所述饮食添加疗法的顺应性。
在一个实施方案中，所述脑化合物增加(由所述饮食添加疗法引起)
针对的记忆缺陷病症选自帕金森病相关痴呆、阿尔茨海默氏病相关痴呆、
或中风，其中，使用本文所述方法监控所述饮食添加疗法的顺应性。在一
个实施方案中，1H-MRS提供显性疾病诸如外伤性脑损伤中的神经元损伤和
/或生存力的测定。
在一个实施方案中，所述饮食添加包括尿苷或尿苷源，以及在其它独
立的实施方案中，ω-3脂肪酸(例如二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸
(EPA)、或这两者)、胆碱源以及它们的组合的饮食添加。在一个实施方案
中，所述胆碱源选自胆碱、乙酰胆碱、磷脂酰胆碱、它们的营养或药物可
接受的盐，以及在本文所述方法中提供的饮食疗法的添加成分的其它独立
的实施方案中选自它们的任意组合。
在一个实施方案中，测定所述个体的脑化合物水平的步骤包括以下步
骤：在MRS之前使用MRI定位其中检测到增加的脑化合物的脑区域；划
定感兴趣体积(VOI)；定义所述VOI的体元大小；并使用定位质子MRS定
量VOI中的脑化合物的水平。
在另一个实施方案中，上文所述的方法和组分用于本文所述的方法。
在另一个实施方案中，本文提供测定尿苷或尿苷源的饮食添加引起的个体
的脑成分增加的方法，所述方法包括以下步骤：使用磁共振成像(MRI)定位
其中发生脑成分增加的脑区域；划定感兴趣体积(VOI)；定义所述VOI的体
元大小；并使用定位质子MRS定量所述脑成分的水平。在一个实施方案中，
所述磁共振是1H、31P、13C，并且在另一个实施方案中是它们的任意组合。
在MRS和MRSI中，波谱编码的停留时间取决于原子核。在质子波谱
中，波谱范围十分窄(9ppm＝380Hz/特斯拉)，编码整个波谱范围的必需停
留时间在1特斯拉时是1.75ms级的，在3特斯拉时是0.88ms级的，这些
是常用的场强。这是足够插入磁场梯度脉冲的波谱编码点之间的时间。在
一个实施方案中，可以实施稀疏采样，以便以波谱混叠为代价增加线性时
域采样的波谱停留时间。该方法的关键要素是选择波谱停留时间，以便在
混叠的波谱中引起最小的波谱信息损失。
如本文中使用的，术语“约”指在数量方面±5％，或在另一个实施方案
中±10％，或在另一个实施方案中±15％，或在另一个实施方案中±20％。
在一个实施方案中，术语“个体”指哺乳动物，包括需要治疗病症或其
后遗症或者易受它们影响的人。所述个体可以包括狗、猫、猪、牛、绵羊、
山羊、马、大鼠、小鼠和人类。术语“个体”不排除所有方面都正常的个体。
在描述了本发明优选的实施方案后，应该理解，本发明不限于这些精
确的实施方案，并且，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明的范围或
精神的情况下，本领域的技术人员可以在其中实现各种改变和修改。
实施例
实施例1：磁共振波谱分析
波谱学
在3T扫描仪上进行MRI和1H-MRS。使用3D磁化准备快速梯度回波
(MPRAGE)序列在冠状平面中获得解剖MR图像。用16cm视野、具有3-mm
层面厚度的32个层面、256×256矩阵大小、600-msec反转时间、8msec
的重复时间(TR)、3msec的回波时间(TE)、32kHz的带宽和1次激发获得
该序列。这些图像用于以图解法选择左、右海马以进行溶剂抑制的1H-MRS。
使用点分辨波谱(PRESS)实施海马的单体元1H-MRS。用2sec的重复时间、
35msec的回波时间、5,000Hz的谱宽、2,048个时间点、128个平均数(4.3
min)和八步相位循环方案，获得1H波谱(2×2×3cm3)。以10msec间距绕
180°脉冲等距地间隔32mT/m振幅(满刻度系统梯度振幅的80％)的Crusher
梯度和4msec的持续时间(最大crusher宽度)。在PRESS体元边缘施加
空间饱和脉冲以使来自规定的体元外部的信号的混淆(contamination)达到
最小。使用线性补偿来校正穿过被研究体元的不均一性。使用嵌入在GE
的SpectroscopyAnalysis包装(SAGE)(GEMedicalSystems,Milwaukee,WI)
中的LC-模型实施波谱分析。LC-模型的输出提供脑中尿苷源和所得胞苷水
平的比率(表示为相对浓度，将各化合物中质子的数量考虑在内)以及它
们的标准偏差。不同代谢物的峰值分配是常规使用的那些。
数据分析
分析MRS检测到的主要代谢物，即CDP胆碱、胞苷、胞苷-5’-一磷酸
(CMP)、胞苷-5’-二磷酸(CDP)、胞苷-5’-三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5’-一磷酸
(dCMP)、脱氧胞苷-5’-二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’-三磷酸(dCTP)，全都表
示为给予的尿苷(Ur)的比率。当对给予的尿苷或尿苷源与代谢物比率之间的
整体相关性建模时，通过使用复合对称协方差结构的重复测量，分析来自
各个体双侧脑的海马的代谢物比率的测量值，以说明个体间相关性。
结果
结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的
直接相关性。
实施例2：1HMRS用于检测胞苷水平的增加
MRS方法
从9PM至午夜，在装配屏蔽梯度的系统(GE1.5TSigna；General
ElectricMedicalSystems；Milwaukee,WI)上实施所有MRI扫描和在体定位
1HMRS操作。进行常规脑MRI分析后实施波谱分析，T2加权图像用于定
位感兴趣区域。用以下采集参数从顶页白质(PWM)和枕页灰质(OGM)区(用
质子脑检查)获得图像引导的受激回波采集模式谱：回波时间，30ms；重
复时间，3.0s；平均值数量，36；谱宽，2,500Hz；波谱大小，2,048点(General
ElectricMedicalSystem)。本研究所用的体元具有7-9mL的体积，并且使用
三脉冲化学位移选择性序列抑制H2O信号。由专业人员为所有个体在相同
区域中设置定位体元，由此加强区域选择的一致性。
1HMRS中可检测的主要代谢物是CDP胆碱、胞苷、胞苷-5’-一磷酸
(CMP)、胞苷-5’-二磷酸(CDP)、胞苷-5’-三磷酸(CTP)、脱氧胞苷-5’-一磷酸
(dCMP)、脱氧胞苷-5’-二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’-三磷酸(dCTP)。用已知
的化学位移鉴定峰。将原始波谱数据转移至电脑工作站并用专用软件
(SA/GE；GeneralElectricMedicalSystems)进行处理。通过Lorenzian线形拟
合测量峰下的面积。使用脑水作为内标，从处理过的波谱计算CDP胆碱、
胞苷、胞苷-5’-一磷酸(CMP)、胞苷-5’-二磷酸(CDP)、胞苷-5’-三磷酸(CTP)、
脱氧胞苷-5’-一磷酸(dCMP)、脱氧胞苷-5’-二磷酸(dCDP)、脱氧胞苷-5’-三
磷酸(dCTP)的绝对浓度。所有浓度都表示为毫摩尔/摄取的尿苷重量。计算
时，将所用的参考脑水信号固定在PWM和OGM中。
结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的
直接相关性。
实施例3：在体脑13C胞苷的定位13CMRS测定
所有在体MRS研究都在具有能在500μs内转变至300mT/m的直径11
cm的梯度线圈的水平9.4-T/31-cm磁体(MagnexScientific,UK)中进行，该
磁体与INOVA控制台(VarianInc.,CA,USA)连接。正交1H射频(RF)直径
14mm的线圈和线性极化的三匝直径11mm的13CRF线圈用作收发器。将
含有99％富集13C的葡萄糖(GIu)的球体置于所述13C线圈的中心作为外标，
并将该线圈置于个体的头上。施加用回波平面成像(EPI)示值读数匀场的沿
投影映射快速自动匀场技术(FASTMAP)，来调节初始额定～440μL感兴趣
体积(VOI)中的B0场均匀性。施用基于单脉冲反转恢复技术的无回波
(SIRENE)序列进行3D定位(所述3D定位具有优化的外部体积抑制以确保
消除来自非脑组织的信号)，并且以水的频率施用双相WALTZ-16RF脉冲，
以产生核欧沃豪斯效应(NOE)并在采集过程中解耦。
采集十二个64-扫描定位13CMR波谱(重复时间(TR)＝1s)，并且相
加、用20-Hz指数谱线增宽切趾(apodized)、填零(zero-filled)并进行傅立叶
变换。用得自波谱(通过总计整个测量过程中的所有采集获得)的固定线宽使
用嵌入式波谱测定软件(VarianInc.)拟合脑胞苷C1信号强度()，并且在与在
体测量相同的条件(包括温度)下，基于来自含400mM天然丰度胞苷()
的模型的信号的测量，使用外标法定量脑胞苷C1信号强度。计算在体13C
脑胞苷含量([13C-Cyt]在体)。用小校正因子(<15％)校正该在体信号，这包括所
测的差异加感(differentialcoilloading)，所述差异加感从对照研究()和在体
实验()中获得的标记的GIu信号测得，并且，从在上述在先试验中获得的
完全弛豫的(relaxed)胞苷信号来评估NOE/T1效应。
结果显示作为给予的尿苷或尿苷源的函数的代谢物比率的增加之间的
直接相关性。
在描述了本发明优选的实施方案后，应该理解，本发明不限于这些精
确的实施方案和实施例，并且，在不脱离所附权利要求书中定义的本发明
的范围或精神的情况下，本领域的技术人员可以在其中实现各种改变和修
改。