专利名称：：特征鉴定靶向原发性囊性纤维化缺陷的药物效力的方法
技术领域：
：本发明涉及证明囊性纤维化治疗的临床安全性和效力的方法。具体地说，公开了特征鉴定靶向囊性纤维化缺陷的药物效力(例如用于临床试验评估)的方法。
背景技术：
：囊性纤维化(CF)是欧洲和北美最常见的縮短寿命的遗传疾病。CFTR(囊性纤维化跨膜传导调节蛋白)基因的两种突变型等位基因的遗传导致该疾病，该疾病改变了离子经上皮膜的转运和细胞因子在肺中的调节作用。CF患者会经历可通过补充营养和消化酶加以控制的可变胃肠疾病，在肺中会产生稠的粘液从而损伤粘膜纤毛转运和宿主清除所吸入细菌的能力。2003年超过90%的CF患者死亡与肺部阻塞、细菌感染和局部炎症的循环导致肺功能丧失有直接或间接的关系(CFFNationalPatientRegistry(CFF国家患者登记处))。已开发了两种商品化疗剂并在美国和欧洲注册来对付导致CF中肺功能降低的稠粘液和慢性细菌感染链球菌DNA酶oc(rhDNase)(Pulmozyme⑥)和妥布拉霉素吸入溶液(TOBI)。比较了与安慰剂相比肺功能偏离基线的变化(预测的FEV,/。)的前瞻性(prospective)、随机化、盲法、安慰剂对照临床研究显示，两种产品均在CF患者中有效。在患中等到严重肺病的对象中进行了两种产品的关键效力试验(根据身高、年龄和性别，FEVi介于预测值的25%-75%之间)。由于CF中肺功能丧失的致死率高并且证明了肺功能可有力地非依赖性预示CF患者的相对存活率，故而认为肺功能变化是存活率的有效替代者以作为临床研究终末点。肺功能变化作为证明临床效力的终末点有几个明显的缺点。肺功能检验的可变程度高，个体肺功能随时间变化大。观察到预计FEVi的群体标准偏差有15%-20%不稀奇。检测平均值的标准偏差大要求利用大群体样本以精确估计研究臂(studyarm)之间治疗反应的真实平均值差异(图1)。疾病发展期间，各CF患者的肺功能丧失速度不一致，个体之间潜在的CF疾病严重性(以及由此的肺功能丧失速度)可能有明显差异。结果造成临床试验期间疾病严重性较低的对象的中等变化淡化了各患者中肺功能的实质性变化。检验"混合"群体的净结果是观察到的疗效降低。由于研究臂之间治疗结果的观察差异降低，证明所观察的差异临床上显著所需的样本大小增加(图1)。肺功能检验需要训练与配合，为此原因认为它对于6岁前(的婴儿)不是可靠的检测方法。人们己努力开发能逆转原发性CF缺陷从而"治愈"CF的药物。正在研究的各种方法包括改进突变型CFTR蛋白的加工、通过基因疗法提供功能性CFTR和改变其它上皮离子通道的功能。由于这些治疗要逆转根本的CF缺陷而不是减弱该缺陷的下游生物学结果，因此它们理论上是在明显的疾病进展发生前实施的长期治疗。这对于这些治疗的开发者是明显的挑战，因为目前可接受的肺功能变化终末点是在明显疾病进展发生后以最低的风险和花费采用的。证明在疾病进展发生前所实施的治疗的安全性和效力要求盲法安慰剂对照群体发生可检测的肺病。对于可检测疾病进展，这种研究要求每臂有几百个对象并持续数年。鼻内电势差(NPD)是一种可从婴儿收集的相对非侵入性检测，但对于批准缺少可行终末点的关键特征。NPD与离子经过上皮的运动直接相关，可利用NPD变化证明CF缺陷的治疗性缓解(Konstan等，Hum.GeneTher,(2004)15(12):1255-69)。近年来有人提出了NPD的变化，其中在年幼儿童末稍气道的支气管镜活检中检测到电势差(Davies等，Am.J.RespirCrit.CareMed.，176:1015-9(2005))。不幸的是，个体电势差偏离正常值的大小对他们CF肺病进展的最终严重性未显示有特别的预测性(Fajac等，Thorax.(2004)59(11):971-6)，并且也没有使电势差与疾病进展变化相关联的算法。已有人提出高分辨率计算机化断层显像(HRCT)可作为获得婴儿的和明显疾病进展前的肺病进展数据的方法(Marchant等，Pediatr.Pulmonol.(2001)31(1):24-9;Brody等，J.Pediatr.(2004)145(l):32-8)。肺HRCT的优点在于能在较年幼的对象中进行，能鉴定最终导致肺功能丧失的解剖学情况，但HRCT不能克服肺功能作为终末点的基本局限性检测中有实质性变化，在CF患儿的生命早期肺病不可预测地发生。此外，不存在这样的数据集，临床医师(或调控者)采用此数据集能够从HRCT总体评分随时间外推至CF疾病进展风险或存活率，并且婴儿连续进行HRCT有因累积辐射接触而导致的风险。考虑到将对肺功能的效果作为管理当局批准治愈性CF治疗的效力终末点有难度，需要与原发性CF缺陷更直接相关的替代临床终末点。除了在CF患儿中可检测，临床终末点也优选应方法易处理(即所用的检测方法在对象中和对象间相对明确和可再现)、统计学稳定(其中可利用相对中等的样本大小证明CF患者和未患CF的人之间的发生率和/或检测值大小中的差异)、临床有效(即对于疾病进展的风险，临床医师可将发生率或检测值大小中统计学显著的变化视作临床上有意义的)和机制上合理(即所检测的终末点在某种程度上可反推到原发性缺陷)。本发明解决了这些难题。本发明利用了CF患者在幼年时肺部易发生病原体(例如，铜绿假单胞菌(尸化Wo歸"(ZS1flerwg/"o一、金黄色葡萄球菌(5"啤一ococcwjfl"re—禾口嗜麦芽糖寡养单孢菌(5^"0化0/7/0附0"^柳0^0/^///0))感染的早先发现。在2003年，据报道在美国有约50%的2岁以下CF患者感染了金黄色葡萄球菌(CFFNationalPatientRegistry(CFF国家患者登记处))，约30%感染了铜绿假单胞菌。据信，这些机会感染(opportunisticinfections)是原发性CF缺陷导致粘液增稠和粘膜纤毛转运丧失所致。发明概述本发明涉及特征鉴定靶向原发性囊性纤维化缺陷的某药物效力的方法，包括检测与对象的对照样本群体相比，给予该药物的对象样本群体中存在的肺部感染变化；其中样本群体和对照样本群体中的对象患有原发性囊性纤维化缺陷并且在该药物给予前未感染；其中与对照样本群体相比，样本群体中存在的肺部感染的有益变化表明治疗有效果；其中该药物缺乏固有的抗生素活性。本发明一方面涉及检验或特征鉴定靶向原发性囊性纤维化缺陷的某药物效力的方法。在一个实施方式中，该方法包括检测与预定时期内对象的对照样本群体中肺部感染的发生率相比，预定时期内给予药物的对象样本群体中肺部感染的发生率；然后比较预定时期内样本群体中感染的发生率与预定时期内对照样本群体中感染的发生率；其中与对照样本群体相比，预定时期内对象样本群体中感染的发生率降低表明治疗有效果。在另一实施方式中，该方法包括计算与对象的对照样本群体中首次肺部感染的时间相比，给予药物的对象样本群体中首次肺部感染的时间；其中与对照样本群体相比，样本群体中首次感染的时间延长表明治疗有效果。优选采用的时间例如是首次感染的中值或平均时间。基于中值时间的计算是最优选的。样本群体和对照样本体中的对象患有原发性囊性纤维化缺陷。药物包括用于治疗CF或CF的症状的治疗性药物或组合物。药物给予之前对象的肺未感染。该方法所用药物应缺乏固有的抗生素活性，以便这种活性不干扰检测肺部感染的发生率或计算首次肺部感染的时间。特征鉴定某药物效力的本发明方法可用于，例如在临床试验(如研究囊性纤维化治疗的试验)中评估药物效力。在一优选的实施方式中，样本群体和对照群体的对象是婴儿。优选样本对象(优选婴儿)的特征是无疾病进展。无疾病进展表示在慢性呼吸道症状出现之前或检测到气道异常之前。可通过高分辨率计算机化断层显像测定气道异常，其包括空气滞留和/或气道壁增厚。因此，优选的患者群体是不具有慢性呼吸道症状和/或不具有气道异常，例如空气滞留或气道壁增厚的婴儿。在一个实施方式中，无症状的对象指未显示疾病进展的CF患者。优选给予对照样本群体安慰剂。在另一优选的实施方式中，预定时期内感染的发生率降低或首次感染的中值时间延长所致的治疗效果是明显的治疗效果，该治疗效果可采用，例如a二0.05的双尾费希尔精确检验(two-tailedFisher'sExacttest)来检测。在一个实施方式中，该方法的肺部感染可以由选自下组的至少一种病原体导致假单胞菌、葡萄球菌和寡养单孢菌，例如铜绿假单胞菌(P^^/omomwa固g/wojof)、金黄色葡萄球菌0SY—_y/ococ，a群船)或嗜麦芽糖寡养单孢菌在一优选的实施方案中，可通过细菌的体外培养或定量测定抗细菌的宿主抗体(例如，利用得自对象的液体，如粘液或血清来检测)来检测感染的存在或感染的发生率。附图简述图1显示了标准偏差和观察到的治疗效果对临床试验设计的影响。图2显示了在1:1随机研究中样本大小对治疗结果显著性的影响，其中安慰剂臂的感染发生率为25%。发明详述在一方面，本发明涉及检测与对照样本相比，在给予药物的一群对象的肺部感染存在中的变化。肺部感染存在中的"变化"可涉及与肺部感染的存在或不存在相关的任何可检测变化。例如，可通过检测预定时期内样本群体与对照群体的肺部感染发生率来检测变化。在另一方面，肺部感染存在中的变化可包括计算样本群体和对照样本群体中首次肺部感染的时间。肺部感染状态中"有益的变化"主要涉及与对照样本群体相比，肺部感染状态的对象样本群体中任何可检测的降低。肺部感染状态指肺部感染的相对状态。例如，所述状态可以指肺部感染的存在或不存在。状态的有益变化可包括，例如与对照群体相比，在预定时期内样本群体的感染发生率降低，或与对照样本群体相比，在预定时期内样本群体首次感染时间延长。这种有益变化表明治疗有效果。时间延长可以是，但不限于实际时间、中值时间或平均时间延长。优选检测中值时间。(本发明)提出了特征鉴定靶向原发性CF缺陷并且缺乏固有抗生素活性的药物效力的方法，其中的临床研究采用的假设是原发性CF缺陷的临床上显著逆转能降低未感染的CF患儿的机会感染发生率。可通过任何有效的预定方法，包括(但不限于)体外培养口咽擦拭样本、体外培养支气管肺泡灌洗液或定量测定对象血清中的抗细菌半抗原(例如，外毒素A、弹性蛋白酶或脂多糖)的宿主抗体来检测感染的发生率或感染的存在(Burns等，J.Infect.Dis.(2001)183(3):444-52;West等，JAMA(2002)287(22):2958-67)。CF患儿易发生病原体(包括铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和嗜麦芽糖寡养单孢菌)的机会性呼吸道感染，其发生率远高于普通人群，在美国小于2岁的CF患儿的代表性发生率范围是20%-50%(取决于病原体)。(CysticFibrosisFoundation(囊性纤维化基金会)，NationalPatientRegistryAnnualDataReport(国家患者登记处年度数据报告)(2003)Bethesda，MD("CFFNationalPatientRegistry"(CFF国家患者登记处)))。同龄婴儿的纵向分析证明约50%(取决于试验)的2岁婴儿(West等，同上)，70。/。(West等，同上)-95。/。以上(Burns等，同上)的3岁婴儿呼吸道感染了铜绿假单胞菌。婴儿中呼吸道铜绿假单胞菌感染是随后肺病进展的有力预示(Demko等，J.Clin.Epidemiol.(1995)48:1041-1049;West等，同上；Li等，JAMA(2005)293(5):581-8)。由于肺功能丧失是CF死亡率的主要诱因(CFFNationalPatientRegistry(CFF国家患者登记处)，同上)，因此其中肺生理学变化导致感染发生率降低的临床试验终末点对于医生而言在在临床上应是有意义的，只要测试药物无固有的抗生素活性。由于CF患儿中呼吸道感染的发生率相当高，利用合理适度的样本大小可证明统计学显著的治疗效果。对于寻求50%治疗效果(即在给定的治疗时期内感染发生率降了50%)的研究，确保90W检定力(power)所需的样本大小以表1所示对照臂感染发生率的函数提供。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>*-a=0.05;等比例的单侧两组连续性-校正卡方检验(one-sidedtwo-groupcontinuity-correctedtestofequalproportions)例如，对于显示感染发生率从30%到15%的治疗相关性降低在p=0.05是显著的双臂研究，获得90%检定力所需的样本大小应是每个臂144个对象。对于管理当局的批准，首次感染临床试验终末点的最重要属性可能是试验恰好在要"治愈"的群体中进行。优选在严格控制和监测的临床试验条件下开发CF患儿的安全性和效力数据库，而不依赖于将得自年长的患病对象的治疗益处在销售后外推回婴儿。商业考虑也促进了婴儿的CF治疗的开发。例如，批准用于治疗无症状患者的CF药物的市场规模实际上大于批准用于治疗中等到严重肺病患者的药物。这是因为药物生产商确信在较为健康的对象中显示安全且有效的CF药物也可认为能治疗已进一步发展的CF疾病患者，并且将此益处如此推断至该群体远比反过来推断更可能发生。管理当局没有批准CF治疗的先例，以前批准链球菌DNA酶和TIS所用的途径显示商业上不可行。对于管理当局批准CF治疗，感染时间减少显示是科学上有效且商业上可行的效力终末点。优选的是，对于经标准化来检测呼吸道感染的试验，临床/科学必需一致(例如，Burns等，同上；West等，同上)，并且必须收集通过所选试验检测的标准儿科数据来进一步验证该终末点并足够推动(powering)关键性试验。本发明相对于目前的临床终末点具有明显优点1)可在候选药物的最终靶群体(CF患儿)中进行临床测试。这样可以更直接地评估CF"治疗"的临床效力并促进产品的商品化。2)由于CF患儿中细菌性肺部感染的发生率较高并且效力检验不需要比较连续测量(例如，肺功能)的群体平均值，减小了证实效力所需的样本大小。包含婴儿的样本群体或对照样本群体优选小于6岁，更优选小于3岁，最优选小于2岁。小于2岁的婴儿代表了高风险组，因而是本发明的优选对象。一方面，该方法包括检测预定时期内肺部感染的发生率。最佳时期取决于对照群体中基础发生率(underlyingincidence)。预定时期优选为6个月，这是FDA注册慢性病症药物所要求的最短时间，例如在III期试验中。II期试验可使用较短的预定时期，例如3个月，该试验可以显示概念验证(proofofconcept)。如果某群体中肺部感染的发生率降低，则需要较长的持续时间，例如一年或更长的时间。另一方面计算了首次肺部感染的中值时间。该计算值基本上显示了某群体中感染发生速率，因而可认为是存活分析。上文详细描述了本发明，给出以下实施例的目的是说明本发明，不应理解为限制了本发明或权利要求的范围。实施例1进行了以下研究将200位对象以1:1的前瞻性方式(prospectivemanner)任意排列，平衡了各种已知的风险因素，例如胰腺机能不全、BMI和CF并发症史(如胎便性小肠阻塞(muconeumilieus))。要包括在该项研究中，对象必须小于2岁，临床诊断患有CF(例如，匹罗卡品汗液检验)，筛选时没有细菌感染的证据和得到法定监护人的同意。按照预计会在群体中产生25%细菌感染发生率的预定时期(例女口，6个月)方案，给予对象安慰剂或活性治疗剂。对象和研究者对治疗本身是不知情的。在整个研究的间隔期，采用已验证的检测技术评估对象是否存在细菌感染。研究结束时，将安慰剂组的细菌感染发生率与治疗臂的感染发生率作比较。采用a=0.05的双尾费希尔精确检验来检验差异显著性。如果在安慰剂臂中观察到感染发;生率为25%(即，25/100位对象)，则治疗臂中低于13%的任何感染发生率(13/100位对象)代表了有效的治疗效果(图2)。实施例2采用与实施例1相当的研究设计，但治疗持续时间明显缩短，研究期间可比'的未治疗群体中预期的净发生率为10%。每臂治疗总共300位对象，结束时评估细菌感染。如果在安慰剂臂中观察到感染发生率为10%(即，30/300位对象)，则治疗臂中低于5.7%的任何感染发生率(17/300位对象)代表了统计学上显著的治疗效果(表2)。表2600对象研究中作为事件发生率的函数的治疗效果显著性<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.一种表征靶向原发性囊性纤维化缺陷的药物效力的方法，所述方法包括检测与对象的对照样本群体相比，给予药物的对象样本群体中肺部感染状态的变化；其中样本群体和对照样本群体中的对象患有原发性囊性纤维化缺陷并且在给予药物之前未感染；其中与对照样本群体相比，样本群体中肺部感染状态的有益变化表明治疗有效果；和其中所述药物无固有的抗生素活性。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述检测步骤还包括a)检测与预定时期内对象的对照样本群体中肺部感染的发生率相比，该预定时期内给予药物的对象样本群体中肺部感染的发生率；和b)比较该预定时期内样本群体中的感染发生率与该预定时期内对照样本群体中的感染发生率；其中与对照样本群体相比，所述有益变化是该预定时期内样本群体中感染发生率降低。3.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述检测步骤还包括计算与对象的对照样本群体中首次肺部感染的时间相比，给予药物的对象样本群体中首次肺部感染的时间；其中所述有益变化是，与对照样本群体相比样本群体中首次感染的时间延长。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过体外培养细菌或通过定量测定抗细菌的宿主抗体来检测对象的肺部感染发生率。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述首次感染的时间是中值时间。6.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述样本群体和对照群体中的对象是婴儿。7.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述肺部感染由选自以下的至少一种病原体导致假单胞菌、葡萄球菌和寡养单孢菌。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述病原体是铜绿假单胞菌(尸"wfl画o"asaerwgz7oso)、金黄色葡萄球菌(S鄉/2卢coccws，rew力或嗜麦芽糖寡养单孢菌(5Vewo加一omowoy腿/鄉/n7fa)。9.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述治疗效果是显著的治疗效果。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，采用"=0.05的双尾费希尔精确检验测定所述显著的治疗效果。11.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法评估临床试验中药物的效力。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述临床试验研究囊性纤维化的治疗。13.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，给予所述对照样本群体安慰剂。14.以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述未感染的对象在检测步骤前没有疾病进展。全文摘要总的来说，特征鉴定靶向原发性囊性纤维化缺陷的药物效力的方法包括检测与对象的对照样本群体相比，给予药物的对象样本群体中肺部感染状态的变化；其中样本群体和对照样本群体中的对象患有原发性囊性纤维化缺陷并且在给予药物之前未感染；其中与对照样本群体相比，样本群体中在肺部感染存在下的有益变化表明治疗有效果；和其中所述药物无固有的抗生素活性。文档编号G01N33/50GK101107520SQ200680003300公开日2008年1月16日申请日期2006年1月27日优先权日2005年1月27日发明者D·瓦德万特申请人:希龙公司