与胰岛素抵抗有关的生物标记和使用该生物标记的方法

专利名称：与胰岛素抵抗有关的生物标记和使用该生物标记的方法
与胰岛素抵抗有关的生物标记和使用该生物标记的方法与相关申请的交叉参考
本申请要求于2009年3月31日提交的美国临时申请号61/165，336和于2009年4月 3日提交的61/166，572的利益；这些申请的全部内容在此引入本文作为参考。领域
本发明一般涉及与葡萄糖处置(glucose disposal)和/或胰岛素抵抗(insulin resistance)关联的生物标记，用于鉴定与葡萄糖处置和/或胰岛素抵抗关联的生物标记以及胰岛素抵抗相关病症的方法，和基于相同生物标记的方法。背景
糖尿病分类为1型(早发型)或2型(成年发作型)，其中2型包含90-95 %的糖尿病病例。糖尿病是在做出糖尿病诊断很早以前开始影响个体的疾病过程中的最后阶段。2型糖尿病经过10 - 20年发展，并且起因于利用葡萄糖的能力受损(葡萄糖利用、外周组织中的葡萄糖摄取)，这是由于对胰岛素的敏感性受损(胰岛素抵抗)。此外，胰岛素抵抗对于许多不同疾病和状况的发展是关键的，例如非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、多囊卵巢综合征(PC0S)、心血管疾病、代谢综合征和高血压。在前驱糖尿病中，胰岛素在帮助组织代谢葡萄糖方面变得较不有效。前驱糖尿病可以早在糖尿病症状变得明显前20年检测出。研究已显示尽管患者显示极少的明显症状， 但在这个阶段时已发生长期生理学损害。高达60%的这些个体将在10年内进展至2型糖尿病。美国糖尿病协会(American Diabetes Association) (ADA)已推荐常规筛选以检测具有前驱糖尿病的患者。用于前驱糖尿病的目前筛选方法包括空腹血浆葡萄糖 (FPG)测试、口服葡萄糖耐量测试(0GTT)、空腹胰岛素测试和高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术 (hyperinsulinemic euglycemic clamp) (HI钳夹技术)。前2个测试在临床上使用，而后 2个测试在研究中广泛使用但在临床中很少使用。此外，已提出了考虑空腹葡萄糖和胰岛素水平一起的算术平均值(例如HOMA、QUICKI )。然而，正常血浆胰岛素浓度在个体之间以及在个体内整天相当大地改变。进一步地，这些方法具有在实验室之间的变异性和方法学差异的缺点，并且不与HI钳夹技术研究严格关联。全世界，估计有194，000, 000成人具有2型糖尿病，并且这个数目预期到2025年增至333，000，000，这在很大程度上是由于西方社会中肥胖的流行性。在美国，估计超过 54，000, 000成人是前驱糖尿病的。在美国每年存在2型糖尿病的约1，500, 000例新病例。 关于糖尿病的每年美国健康成本估计为$1740亿。这个数字自从2002年已上升超过32%。 在工业化国家例如美国，约25%的医学开支治疗胰岛素控制，50%与糖尿病相关的一般医疗保健相关，并且其余25 %的成本准备治疗长期并发症，主要是心血管疾病。考虑健康护理成本的分布和胰岛素抵抗是心血管疾病和糖尿病进展中的直接原因因素的事实，心血管疾病占对于糖尿病患者观察到的70-80%死亡率并不奇怪。检测和预防2型糖尿病已变成主要健康护理优先项目。糖尿病还可以导致其他疾病或状况的发展，或是状况例如代谢综合征和心血管疾病的发展中的危险因素。代谢综合征是个体中的一组危险因素的聚类。根据美国心脏协会 (American Heart Association)，这些危险因素包括腹部肥胖、适当加工葡萄糖的能力减少(胰岛素抵抗或葡萄糖耐量受损)、血脂异常(高甘油三酯、高LDL、低HDL胆固醇)、高血压、 血栓前状态(血液中的高纤维蛋白原或纤溶酶原激活物抑制剂-1)和促炎状态(血液中升高的C反应蛋白)。代谢综合征也称为X综合征、胰岛素抵抗综合征、肥胖综合征、代谢障碍综合征和Reaven氏综合征。诊断有代谢综合征的患者处于发展糖尿病、心脏和血管疾病的增加的危险中。估计在美国20%的成人(>50，000，000人)具有代谢综合征。虽然它可以影响处于任何年龄的任何人，但发生率随着增加的年龄和在不活动和明显超重特别是具有过量腹部脂肪的个体中增加。2型糖尿病是美国最常见形式的糖尿病。根据美国糖尿病基金会(American Diabetes Rnmdation)，超过90%的美国糖尿病患者患有2型糖尿病。具有2型糖尿病的个体具有增加的胰岛素抵抗和减少的胰岛素分泌的组合，这组合以引起高血糖症。具有2 型糖尿病的大多数人具有代谢综合征。关于代谢综合征的诊断基于个体中3个或更多危险因素的聚类。各种卫生组织具有关于代谢综合征的定义。由全美胆固醇教育计划(National Cholesterol Education Program) (NCEP)成人治疗小组 III (Adult Treatment Panel III) (ATP III))提出的标准，伴随微小改变，目前在美国推荐且广泛使用。美国心脏协会和美国国家心脏、肺和血液研究所(National Heart, Lung, and Blood hstitute)推荐代谢综合征鉴定为这些组分中的3个或更多的存在增加的腰围 (男性一等于或大于40英寸(102 cm)，女性一等于或大于35英寸(88 cm);升高的甘油三酯 (等于或大于150 mg/dL);减少的HDL (“好”)胆固醇(男性一小于40 mg/dL，女性一小于50 mg/dL)；升高的血压(等于或大于130/85 mm Hg)；升高的空腹葡萄糖(等于或大于100 mg/ dL)。2型糖尿病缓慢发展，并且通常人们通过对于另一个状况或作为常规检查的部分完成的血液测试首先知道他们具有2型糖尿病。在某些情况下，2型糖尿病在对眼、肾或其他器官的损害已发生前可能未检测出。存在关于可以通过初级保健提供者施用的客观、生物化学评估(例如实验室测试)的需要，以鉴定处于发展代谢综合征或2型糖尿病的危险中的个体。需要反映关于前驱糖尿病和糖尿病的病理生理学进展机制的更新、更革命性的分子诊断，因为前驱糖尿病和糖尿病的流行在全球流行性比例中是渐增的。反映肥胖流行性的前驱糖尿病和糖尿病在很大程度上是可预防的，但由于进展至临床疾病的无症状性质， 通常未诊断或诊断太迟。尽管胰岛素抵抗在众多疾病的发展中起关键作用，但它使用关于前驱糖尿病状况的许多临床测量是不容易检测的。胰岛素抵抗在高血糖症发作前发展，并且与增加的胰岛素产生相关。随着时间过去(数十年)，细胞响应胰岛素的能力减少，并且受试者变得对胰岛素的作用有抵抗力(即胰岛素抵抗，IR)。最后，胰腺的细胞不能产生足够的胰岛素以补偿减少的胰岛素敏感性，并且β-细胞开始丧失功能且触发凋亡。β-细胞功能在前驱糖尿病受试者中可以减少多达80%。随着β-细胞功能障碍增加，胰岛素的产生减少，导致糖尿病受试者中更低的胰岛素水平和高葡萄糖水平。血管损害与胰岛素抵抗的增加和2型糖尿病发展相关。因此，存在关于诊断生物标记和测试的未满足的需要，所述诊断生物标记和测试可以鉴定胰岛素抵抗且确定具有胰岛素抵抗的受试者中疾病进展的危险。胰岛素抵抗生物标记和诊断测试可以更好地鉴定且确定前驱糖尿病受试者中糖尿病发展的危险，可以监控疾病发展和进展和/或退化，可以允许开发新治疗性处理，并且可以用于对逆转胰岛素抵抗和/或预防胰岛素抵抗和相关疾病的功效测试治疗剂。进一步地，存在关于更有效地评估前驱糖尿病和糖尿病治疗候选物的功效和安全的诊断生物标记的需要。概述
在一个实施方案中，提供了用于诊断受试者中的胰岛素抵抗的方法，其包括 从受试者中获得生物样品；
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的胰岛素抵抗参考水平，以便诊断受试者是否具有胰岛素抵抗。在另一个实施方案中，提供了将受试者分类为具有正常胰岛素敏感性或是胰岛素抵抗的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的葡萄糖处置速率参考水平，以便将受试者分类为具有正常胰岛素敏感性或是胰岛素抵抗的。在一个进一步的实施方案中，提供了测定受试者对2型糖尿病的易感性的方法， 其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的糖尿病阳性和/或糖尿病阴性的参考水平，以便测定受试者是否对发展2型糖尿病易感。在另外一个实施方案中，提供了监控受试者中的胰岛素抵抗进展或退化的方法， 其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的胰岛素抵抗进展和/ 或胰岛素抵抗退化参考水平，以便监控受试者中胰岛素抵抗的进展或退化。在另外一个实施方案中，提供了监控胰岛素抵抗治疗的功效的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自癸酰肉碱和辛酰肉碱以及任选地选自下述的一种或多种另外生物标记的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、3-羟基丁酸盐、 3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱； 就胰岛素抵抗治疗受试者；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在治疗后的第二个时间点从受试者中获得；和
比较第一种样品中一种或多种生物标记的水平与第二种样品中一种或多种生物标记的水平，以评估用于治疗胰岛素抵抗的治疗的功效。在再进一步的实施方案中，提供了用于预测受试者对用于胰岛素抵抗的治疗过程的应答的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的治疗阳性和/或治疗阴性参考水平，以预测受试者是否可能响应治疗过程。在另一个实施方案中，提供了监控肥胖症治疗患者中的胰岛素抵抗的方法，其包括
分析来自已经历肥胖症治疗手术的受试者的第一种生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，所述第一种样品在肥胖症治疗手术后的第一个时间点从受试者中获得；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在第一个时间点后的第二个时间点从受试者中获得；和
比较第一种样品中一种或多种生物标记的水平与第二种样品中一种或多种生物标记的水平，以监控受试者中的胰岛素抵抗。在一个进一步的实施方案中，提供了用于监控受试者对用于胰岛素抵抗的治疗过程的应答的方法，其包括分析来自受试者的第一种生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平 2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，所述第一种样品在第一个时间点从受试者中获得； 就胰岛素抵抗治疗受试者；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在治疗后的第二个时间点从受试者中获得；和
比较第一种样品中一种或多种生物标记的水平与第二种样品中一种或多种生物标记的水平，以评估用于治疗胰岛素抵抗的治疗的功效。在另一个实施方案中，提供了用于测定受试者是胰岛素抵抗的概率的方法，其包括
从受试者中获得生物样品；
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱；
通过比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的葡萄糖处置速率参考水平，预测受试者中的葡萄糖处置速率，
比较预测的葡萄糖处置速率与基于一种或多种标记关于胰岛素抵抗的算法；和测定受试者是胰岛素抵抗的概率，从而产生胰岛素抵抗得分。在另外一个实施方案中，提供了鉴定能够调节胰岛素抵抗的生物标记水平的试剂的方法，其包括
分析在第一个时间点来自受试者的细胞系，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、 甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱； 使细胞系与测试试剂接触；
分析在第二个时间点的细胞系，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二个时间点是与测试试剂接触后的时间；和
比较在第一个时间点的细胞系中一种或多种生物标记的水平与在第二个时间点的细胞系中一种或多种生物标记的水平，以鉴定能够调节一种或多种生物标记的水平的试剂。在一个进一步的实施方案中，提供了用于预测受试者中的葡萄糖处置速率的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自选自下述的一种或多种生物标记的水平 2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的葡萄糖处置参考水平，以预测受试者中的葡萄糖处置速率。在另一个实施方案中，提供了用于预测受试者中的葡萄糖处置速率的方法，其包括
从受试者中获得生物样品；
测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、 3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱；和
通过统计分析来分析样品中一种或多种生物标记的水平，以预测受试者的葡萄糖处置速率。在另外一个实施方案中，提供了用于测定受试者是胰岛素抵抗的概率的方法，其包括
从受试者中获得生物样品；
测定生物样品中选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、 辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、 谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、 棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱；和
通过统计分析来分析样品中一种或多种生物标记的水平，以测定受试者是胰岛素抵抗的概率。在一个进一步的实施方案中，提供了用于测量受试者中的胰岛素抵抗的方法，其包括
从受试者中获得生物样品；
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以测量受试者中的胰岛素抵抗。在再进一步的实施方案中，提供了将受试者分类为具有正常胰岛素敏感性或是胰岛素抵抗的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以将受试者分类为具有正常胰岛素敏感性或是胰岛素抵抗的。在一个进一步的实施方案中，提供了测定受试者对2型糖尿病的易感性的方法， 其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以测定受试者是否对发展2型糖尿病易感。在另一个实施方案中，提供了监控受试者中的胰岛素抵抗进展或退化的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以监控受试者中胰岛素抵抗的进展或退化。在一个进一步的实施方案中，提供了监控胰岛素抵抗治疗的功效的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自癸酰肉碱和辛酰肉碱以及任选地选自下述的一种或多种另外生物标记的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、3-羟基丁酸盐、 3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱； 就胰岛素抵抗治疗受试者；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在治疗后的第二个时间点从受试者中获得；和
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以评估用于治疗胰岛素抵抗的治疗的功效。在另一个实施方案中，提供了用于预测受试者对用于胰岛素抵抗的治疗过程的应答的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以预测受试者是否可能响应治疗过程。在另外一个实施方案中，提供了监控肥胖症治疗患者中的胰岛素抵抗的方法，其包括
分析来自已经历肥胖症治疗手术的受试者的第一种生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，所述第一种样品在肥胖症治疗手术后的第一个时间点从受试者中获得；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在第一个时间点后的第二个时间点从受试者中获得；和
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以监控受试者中的胰岛素抵抗。在一个进一步的实施方案中，提供了用于监控受试者对用于胰岛素抵抗的治疗过程的应答的方法，其包括
分析来自受试者的第一种生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平 2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，所述第一种样品在第一个时间点从受试者中获得； 就胰岛素抵抗治疗受试者；
分析来自受试者的第二种生物样品，以测定一种或多种生物标记的水平，所述第二种样品在治疗后的第二个时间点从受试者中获得；
使用一种或多种生物标记的水平的测定水平和基于一种或多种生物标记的参考模型， 以评估用于治疗胰岛素抵抗的治疗的功效。在另外一个实施方案中，提供了鉴定能够调节胰岛素抵抗的试剂的方法，其包括
分析在第一个时间点来自受试者的细胞系，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸、亚油酰溶血磷脂酰胆碱，和与一种或多种生物标记有关的途径中的一种或多种生化试剂和/或代谢产物；
使细胞系与测试试剂接触；
分析在第二个时间点的细胞系，以测定一种或多种生物标记和/或与一种或多种生物标记有关的途径中一种或多种生化试剂和/或代谢产物的水平，所述第二个时间点是与测试试剂接触后的时间；
比较在第一个时间点的细胞系中一种或多种生物标记和/或生化试剂和/或代谢产物的水平与在第二个时间点的细胞系中一种或多种生物标记和/或生化试剂和/或代谢产物的水平，以鉴定能够调节胰岛素抵抗的试剂。在一个进一步的实施方案中，提供了治疗胰岛素抵抗受试者的方法，其包括
给受试者施用能够调节选自下述的一种或多种生物标记的水平的治疗剂2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、 二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸、亚油酰溶血磷脂酰胆碱，和与一种或多种生物标记有关的途径中的一种或多种生化试剂和/或代谢产物。在另一个实施方案中，提供了将受试者分类为具有正常葡萄糖耐量或具有葡萄糖耐量受损的方法，其包括
分析来自受试者的生物样品，以测定选自下述的一种或多种生物标记的水平2-羟基丁酸盐、癸酰肉碱、辛酰肉碱、3-羟基丁酸盐、3-甲基-2-氧代-丁酸、精氨酸、甜菜碱、肌酸、二十二碳四烯酸、谷氨酸、甘氨酸、亚油酸、亚麻酸、十七酸、油酸、油酰溶血磷脂酰胆碱、 棕榈酸盐、棕榈油酸、棕榈酰溶血磷脂酰胆碱、丝氨酸、硬脂酸盐、苏氨酸、色氨酸和亚油酰溶血磷脂酰胆碱，其中测定至少癸酰肉碱或辛酰肉碱的水平；和
比较样品中一种或多种生物标记的水平与一种或多种生物标记的参考水平，以便将受试者分类为具有正常葡萄糖耐量或具有葡萄糖耐量受损。附图简述
图IA提供了使用基于受试者的预测的葡萄糖处置速率(Rd，消失速率)，用于预测受试者具有胰岛素抵抗的概率的模型的一个例子。图IB提供了用于临床试验的患者鉴定和选择的一个例子，其中目的群体具有是胰岛素抵抗的至少70%概率。图2提供了用于测定胰岛素抵抗的概率的参考曲线的例子。对于几乎所有受试者的示例的预测的Rd值(通过Rd回归模型计算的(即预测的Rd ；χ轴)指示胰岛素抵抗，其在这个例子中定义为Rd彡6.0。图3提供了线性回归模型的例子，并且提供了基于测量从一组401个胰岛素抵抗受试者中收集的血浆中的生物标记的实际和预测Rd的关联。图4提供了基于用于生成受试者是胰岛素抵抗的概率的生物标记的一个实施方案的ROC曲线的例子。图5提供了基于本文公开的生物标记在预测的葡萄糖处置(右图)中的改变的例子，这与如通过HI钳夹技术(左图)测量的实际葡萄糖处置一致。C-Murl，在莫格列他处理前的基线；D_Mur2，在用莫格列他处理后，过氧化物增殖物激活受体激动剂和胰岛素致敏药物。图6显示了在肥胖症治疗手术的受试者中预测的Rd，其中手术前是在手术前的基线，并且手术后在肥胖症治疗手术后，重量减轻后。预测的Rd与测量的Rd值一致，并且显示预测的Rd在基线处低，此时受试者是胰岛素抵抗的，并且预测的Rd在手术后增加，此时受试者是较少胰岛素抵抗/更多胰岛素敏感性的。图7显示了在基线(A)、在重量减轻前(B)和在重量减轻后(C)，在肥胖症治疗手术的患者中的胰岛素敏感性和2HB水平。
图8提供了导致2-羟基丁酸盐产生的生物化学途径的一个例子的图示。它提供了从2HB到2-酮丁酸盐(2KB)的生物化学途径和TCA循环的一个例子的图示。它提供了在2HB、支链α-酮酸和TCA循环之间的关系的图示。图9提供了得自代谢产物的总体生物化学谱分析的t检验统计分析的/7值的热解表示，所述代谢产物从NGT-IS、NGIWR、IGT和ITO受试者中收集的血浆中测量。列1_5 指定关于每个列出的生物标记的下述比较1，NGT-IS与NGT-IR比较；2，NGT-IS与IGT比较；3，NGT-IR与IGT比较；4，NGT-IS与IFG比较；5，IGT与IFG比较(白色，统计上最显著的彡 1. 0E-16)；淡灰色(1. 0E-16《ρ《0. 001 )，深灰色(0. 001 ^ /7 ^ 0.01)，和黑色，不显著(P ^ 0.1))。如所示的，图9Α突出显示了有机酸和脂肪酸，并且图9Β突出显示了肉碱和溶血磷脂。如图9Α中所示，2-ΗΒ对于区分NGT-IS与NGT-顶和NGT-IS与IGT 有用；和对于区分NGT-IS与IGT有用的一群长链脂肪酸例如棕榈酸盐。如图9Β中所示，各种酰基-肉碱和酰基甘油磷酸胆碱对于区分NGT4R和IGT与NGT-IS有用。

图10提供了如通过口服葡萄糖耐量测试(OGTT)测量的葡萄糖耐量和胰岛素抵抗的关系的例子的图解表示。图11提供了如通过空腹血浆葡萄糖测试(FPGT)测量的葡萄糖耐量和胰岛素抵抗的关系的例子的图解表示。详述
本发明涉及与葡萄糖处置速率和胰岛素抵抗以及相关病症(例如空腹葡萄糖受损、前驱糖尿病、2型糖尿病等)关联的生物标记；用于诊断胰岛素抵抗和相关病症的方法；测定对胰岛素抵抗和相关病症的倾向的方法；监控胰岛素抵抗和相关病症的进展/退化的方法；评估用于治疗胰岛素抵抗和相关病症的的治疗和组合物的功效的方法；就调节胰岛素抵抗和相关病症的生物标记中的活性筛选组合物的方法；治疗胰岛素抵抗和相关病症的方法；鉴定用于由胰岛素抵抗疗法治疗的受试者的方法；鉴定用于包括在胰岛素抵抗疗法的临床试验中的受试者的方法；以及基于胰岛素抵抗和相关病症的生物标记的其他方法。用于胰岛素抵抗的目前血液测试对于胰岛素抵抗的早期检测表现差或牵涉大量医学程序。在一个实施方案中，使用代谢组学(metabolomic)分析鉴定可以在简单血液、尿等测试中用于预测胰岛素抵抗的代谢产物组(也称为“实验对象组(panels)”)。如通过测量胰岛素抵抗的“黄金标准”一一高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术测量的，此类生物标记以类似于或优于葡萄糖处置速率的关联的水平与胰岛素抵抗关联。执行独立研究，以鉴定当与多项式算法一起使用时使得能够早期检测受试者中的胰岛素抵抗中的改变的一组生物标记。本公开内容的生物标记可以用于提供指示受试者中的胰岛素抵抗概率的得分(“顶得分”)。该得分可以基于关于生物标记和/或生物标记的组合在临床上显著改变的参考水平。参考水平可以衍生自算法或由关于葡萄糖耐量受损的指数计算，并且可以在报道中呈现。顶得分将受试者置于从正常(胰岛素敏感性的)到高的胰岛素抵抗的范围中和/或可以用于测定受试者具有胰岛素抵抗的概率。疾病进展或缓解可以通过定期测定和监控顶得分进行监控。对治疗干预的应答可以通过监控顶得分进行测定^R得分还可以用于评估药物功效或鉴定待用胰岛素抵抗疗法例如胰岛素致敏物治疗的受试者，或鉴定用于包括在临床试验中的受试者。
然而，在更详细地描述本发明前，将首先定义下述术语。定义
“生物标记”意指与来自具有第二种表型(例如不具有疾病)的受试者或受试者组的生物样品比较，在来自具有第一种表型(例如具有疾病)的受试者或受试者组的生物样品中差异存在的(即增加或减少的)化合物，优选代谢产物。生物标记可以在任何水平差异存在， 但一般以这样的水平存在，所述水平增加至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少 25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少 65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少100%、至少 110%、至少120%、至少130%、至少140%、至少150%或更多；或一般以这样的水平存在， 所述水平减少至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、 至少40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%或100% (S卩，不存在)。生物标记优选以统计上显著的水平差异存在(例如如使用Welch氏T检验或Wilcoxon氏秩和检验测定的，小于0. 05 的P值和/或小于0. 10的q值)。可替代地，生物标记证实与胰岛素抵抗，或胰岛素抵抗的特定水平或阶段的关联。可能关联的范围在负(_) 1和正(+ ) 1之间。负(_) 1的结果意指完全负相关，并且正(+ ) 1意指完全正相关，并且0意指完全无关。“基本正相关”指生物标记与病症或临床测量(例如Rd)具有从+0. 25到+1. 0的关联，而“基本负相关”指与给定病症或临床测量从-0. 25到-1. 0的关联。“显著正相关”指生物标记与给定病症或临床测量 (例如Rd)具有从+0. 5到+1. 0的关联，而“显著负相关”指与给定病症或临床测量从-0. 5 到-1.0的与病症的关联。—种或多种生物标记的“水平”意指样品中生物标记的绝对或相对量或浓度。“样品”或“生物样品”或“样本”意指从受试者中分离的生物材料。生物样品可以含有适合于检测所需生物标记的任何生物材料，并且可以包含来自受试者的细胞和/或非细胞材料。样品可以从任何合适的生物组织或流体中分离，如例如脂肪组织、主动脉组织、 肝组织、血液、血浆、唾液、血清、脑脊液、囊液(cystic fluid)、渗出物或尿。“受试者”意指任何动物，但优选哺乳动物，例如人、猴、非人灵长类动物、大鼠、小鼠、牛、犬、猫、猪、马或兔。生物标记的“参考水平”意指指示特定疾病状态、表型或其缺乏，以及疾病状态、表型或其缺乏的组合的生物标记的水平。生物标记的“阳性”参考水平意指指示特定疾病状态或表型的水平。生物标记的“阴性”参考水平意指指示特定疾病状态或表型的缺乏的水平。 例如，生物标记的“胰岛素抵抗-阳性参考水平”意指指示受试者中胰岛素抵抗的阳性诊断的生物标记水平，并且生物标记的“胰岛素抵抗-阴性参考水平”意指指示受试者中胰岛素抵抗的阴性诊断的生物标记水平。作为另一个例子，生物标记的“胰岛素抵抗-进展-阳性参考水平”意指指示受试者中胰岛素抵抗的进展的生物标记水平，并且生物标记的“胰岛素抵抗-退化-阳性参考水平”意指指示胰岛素抵抗的退化的生物标记水平。生物标记的“参考水平”可以是生物标记的绝对或相对量或浓度，生物标记的存在或不存在，生物标记的量或浓度的范围，生物标记的最低限度和/或最大限度量或浓度，生物标记的平均量或浓度， 和/或生物标记的中值量或浓度；和另外，生物标记的组合的“参考水平”还可以是2种或更多生物标记彼此而言的绝对或相对量或浓度的比。“参考水平”还可以是基于从群体中测定且在合适轴上标绘以产生参考曲线(例如标准概率曲线)的一种或多种生物标记的水平的“标准曲线参考水平”。关于特定疾病状态、表型或其缺乏的生物标记的合适阳性和阴性参考水平可以通过测量一个或多个合适受试者中所需生物标记的水平进行测定，并且此类参考水平可以对受试者的特定群体进行修改(例如参考水平可以是年龄匹配的，从而使得比较可以在来自特定年龄的受试者的样品中的生物标记水平和关于特定年龄组中的特定疾病状态、表型或其缺乏的参考水平之间进行)。标准曲线参考水平可以使用统计分析由来自具有特定疾病状态、表型或其缺乏(例如已知的葡萄糖处置速率)的一组受试者的一组参考水平进行测定，所述统计分析例如此类生物标记在来自该组的样品中的水平的单变量或多变量回归分析、逻辑回归分析、线性回归分析等。此类参考水平还可以对用于测量生物样品中生物标记的水平的特定技术(例如LC-MS、GC-MS、NMR,酶测定等)进行修改，其中生物标记的水平可以基于使用的具体技术而不同。“非生物标记化合物”意指与来自具有第二种表型(例如不具有第一种疾病)的受试者或受试者组的生物样品比较，在来自具有第一种表型(例如具有第一种疾病)的受试者或受试者组的生物样品中并非差异存在的化合物。然而，此类非生物标记化合物可以是与第一种表型(例如具有第一种疾病)或第二种表型(例如不具有第一种疾病)比较，在来自具有第三种表型(例如具有第二种疾病)的受试者或受试者组的生物样品中的生物标记。“代谢产物”或“小分子”意指存在于细胞中的有机和无机分子。该术语不包括大的高分子，例如大蛋白质(例如具有超过2，000,3, 000,4, 000,5, 000,6, 000,7, 000,8, 000、 9，000或10，000的分子量的蛋白质)、大核酸(例如具有超过2，000,3, 000,4, 000,5, 000、 6，000,7, 000,8, 000,9, 000或10，000的分子量的核酸)、或大多糖(例如具有超过2，000、 3，000,4, 000,5, 000,6, 000,7, 000,8, 000,9, 000 或 10，000 的分子量的多糖)。细胞的小分子在细胞质或其他细胞器例如线粒体中在溶液中一般发现是游离的，在其中它们形成中间产物库，所述中间产物可以进一步代谢或用于生成大分子，称为高分子。术语“小分子”包括在化学反应中的发信号分子和中间产物，其将衍生自食物的能量转换成可用形式。小分子的例子包括糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、在细胞过程期间形成的中间产物、和在细胞内发现的其他小分子。“代谢谱”或“小分子谱”意指在靶细胞、组织、器官、生物或其部分(例如细胞区室) 内的小分子的完全或部分目录。本发明可以包括存在的小分子的数量和/或类型。“小分子谱”可以使用单一技术或多个不同技术进行测定。“代谢组学”意指给定生物中存在的所有小分子。“糖尿病”指特征在于高血糖(葡萄糖)水平的一组代谢疾病，其起因于胰岛素分泌或作用或两者中的缺陷。“2型糖尿病”指糖尿病的2个主要类型之一，是其中至少在疾病的早期阶段中胰腺的β细胞产生胰岛素，但机体不能有效使用胰岛素的类型，因为机体的细胞对胰岛素的作用有抵抗力。在疾病的稍后阶段中，β细胞可能停止产生胰岛素。2型糖尿病也称为胰岛素抵抗糖尿病、非胰岛素依赖型糖尿病和成年发作型糖尿病。“前驱糖尿病”指一种或多种早期糖尿病相关的状况，包括葡萄糖利用受损、空腹葡萄糖水平异常或受损、葡萄糖耐量受损、葡萄糖敏感性受损和胰岛素抵抗。“胰岛素抵抗”指当细胞变得对胰岛素一调节葡萄糖摄取到细胞内的激素一的作用有抵抗力时，或当产生的胰岛素的量不足以维持正常葡萄糖水平时的状况。细胞在促进葡萄糖从血液转运到肌肉及其他组织中响应胰岛素的作用的能力消失(即，对胰岛素的敏感性下降)。最后，胰腺产生比正常多得多的胰岛素，并且细胞是持续有抵抗力的。只要产生足够的胰岛素以克服这种抵抗，血糖水平就保持正常。一旦胰腺不再能够维持，血糖开始上升，导致糖尿病。胰岛素抵抗范围从正常(胰岛素敏感性的)到胰岛素抵抗的(IR)。“胰岛素敏感性”指细胞响应胰岛素的作用调节葡萄糖的摄取和利用的能力。胰岛素敏感性范围从正常(胰岛素敏感性的)到胰岛素抵抗的(IR)。“ IR得分”是基于使用胰岛素抵抗生物标记(例如连同模型和/或算法)计算的预测葡萄糖处置速率，受试者中胰岛素抵抗的概率的测量，其将允许临床医生确定受试者是胰岛素抵抗的概率。“葡萄糖利用”指通过肌肉和脂肪细胞从血液中吸收葡萄糖和利用糖用于细胞代谢。通过胰岛素刺激葡萄糖摄取到细胞内。“Rd”指葡萄糖处置速率(葡萄糖消失速率)，是用于葡萄糖利用的度量。葡萄糖从血液中消失的速率(处置速率)指示机体响应胰岛素的能力(即，胰岛素敏感性的)。存在测定Rd的几种方法，并且高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术被视为“黄金标准”方法。在这种技术中，虽然输注固定量的胰岛素，但血糖通过葡萄糖输注的可变速率的滴定以预定水平“钳夹”。根本原理是在达到稳态后，通过定义，葡萄糖处置等价于葡萄糖出现。在高胰岛素血症过程中，葡萄糖处置(Rd)主要通过葡萄糖摄取到骨骼肌内加以解释，并且葡萄糖出现等于外源葡萄糖输注速率加上肝葡萄糖排出量(HGO)的速率的总和。在测试的末30分钟过程中葡萄糖输注的速率决定胰岛素敏感性。如果需要高水平的葡萄糖(Rd = 7.5 mg/kg/分钟或更高)，那么患者是胰岛素敏感性的。所需葡萄糖的极低水平(Rd = 4.0 mg/kg/分钟或更低)指示机体对胰岛素作用是有抵抗力的。在所需葡萄糖的4.0和7. 5 mg/kg/分钟之间的水平(Rd值在4.0 mg/kg/分钟和7.5 mg/kg/分钟之间)不是确定性的，并且暗示对葡萄糖的敏感性受损，并且受试者可能具有“葡萄糖耐量受损”，这有时可能是胰岛素抵抗的标志。“Mffm”和“Mwbm”指计算为在钳夹检查的过去60分钟过程中(稳态)的葡萄糖输注平均速率且表示为毫克/分钟/千克无脂肪物质(ffm)或全身体重(wbm)的葡萄糖处置速率(M)。具有小于45 umol/min/kg ffm的Mffm的受试者一般视为胰岛素抵抗的。具有小于5. 6 mg/kg/min的Mwbm的受试者一般视为胰岛素抵抗的。“血糖异常”指扰乱的血糖(即，葡萄糖)调节且导致来自促成疾病的任何原因的异常血糖水平。具有高于正常水平的血糖的受试者视为“高血糖的”，而具有低于正常水平的血糖的受试者视为“低血糖的”。“空腹葡萄糖受损(ire)”和“葡萄糖耐量受损(IGT)”是“前驱糖尿病”的2个临床定义。ire定义为100-125 mg/dL的空腹血糖浓度。IGT定义为140-199 mg/dL的餐后(进食后)血糖浓度。已知ire和IGT不一定检测相同前驱糖尿病群体。在2个群体之间存在观察到的约60%重叠。空腹血浆葡萄糖水平是推断患者的胰腺功能或胰岛素分泌的更有效方法，而餐后葡萄糖水平更通常与胰岛素敏感性或抵抗的推断水平相关。已知与ire比较， IGT鉴定更大百分率的前驱糖尿病群体。ire状况与更低的胰岛素分泌相关，而已知IGT状况与胰岛素抵抗强烈相关。已执行众多研究证实具有正常FPG值的IGT个体处于关于心血管疾病增加的危险中。具有正常FPG值的患者可以具有异常餐后葡萄糖值，并且通常未意识到其关于前驱糖尿病、糖尿病和心血管疾病的危险。“空腹血浆葡萄糖(FPG)测试”是在8小时空腹后测量血糖水平的简单测试。根据 ADA, 100-125 mg/dL的血糖浓度视为ITO，并且限定前驱糖尿病，而彡126 mg/dL限定糖尿病。如由ADA所述的，FPG是诊断糖尿病和前驱糖尿病的优选测试，这是由于其易于使用、 患者可接受性、更低成本和相对重现性。FPG测试中的弱点是患者在空腹葡萄糖水平改变前朝向2型糖尿病大大进展。“ 口服葡萄糖耐量测试(0GTT)”，是葡萄糖的动态测量，它是在75 g葡萄糖饮料的经口摄入后患者的血糖水平的餐后测量。常规测量包括在测试开始时的空腹血样，1小时时间点血样，和2小时时间点血样。在2小时时间点时患者的血糖浓度限定葡萄糖耐量的水平正常葡萄糖耐量(NGTK140 mg/dL血糖；葡萄糖耐量受损(IGT)= 140-199 mg/dL血糖；糖尿病> 200 mg/dL血糖。如由ADA所述的，即使已知OGTT在诊断前驱糖尿病和糖尿病方面是更灵敏和特异的，但它不推荐用于常规临床使用，这是由于其弱重现性和在实践中执行的困难。“空腹胰岛素测试”测量血浆中循环成熟形式的胰岛素。高胰岛素血症的目前定义是困难的，这是由于胰岛素免疫测定的标准化的缺乏，与胰岛素原形式的交叉反应性，和在用于测定的分析要求上没有一致性。在测定内的CVs范围为3. 7% _39%，并且在测定间的 CVs范围为12%-66%。因此，空腹胰岛素在临床环境下通常不测量，并且局限于研究环境。“高胰岛素正常葡萄糖钳夹技术(HI钳夹技术)”在全世界视为用于测量患者中的胰岛素抵抗的“黄金标准”。它在临床环境中执行，要求将2个导管插入患者内，并且患者必须保持固定高达6小时。HI钳夹技术涉及通过胰岛素输注产生稳态高胰岛素血症，连同平行葡萄糖输注以便定量维持血糖正常(血液中正常浓度的葡萄糖；也称为血糖量正常)所需的葡萄糖量。结果是胰岛素依赖性葡萄糖处置速率(Rd)的测量，测量通过肌肉(主要地)和脂肪组织的葡萄糖的外周摄取。葡萄糖摄取的这个速率通过M注明，其为在稳态条件下通过胰岛素作用的全身葡萄糖代谢。因此，高M指示高胰岛素敏感性，并且较低的M值指示减少的胰岛素敏感性，即胰岛素抵抗。HI钳夹技术要求3个受过训练的专业人员以执行该程序，包括胰岛素和葡萄糖经过2-4小时的同时输注和每5分钟的频繁血液取样用于分析胰岛素和葡萄糖水平。由于HI钳夹技术所需的高成本、复杂性和时间，这个程序严格局限于临床研究环境。“肥胖”指由过量体脂肪限定的慢性状况。正常量的体脂肪(表示为体重的百分率) 在女性中是25-30%，并且在男性中是18-23%。具有超过30%体脂肪的女性和具有超过 25 %体脂肪的男性视为肥胖的。“体重指数，(或BMI)”指使用个体的高度和重量以估计个体的体脂肪的量的计算。 太多的体脂肪(例如肥胖)可以导致疾病和其他健康问题。BMI是研究肥胖的许多临床医生和研究者的测量选择。BMI使用考虑到个体的高度和重量的数学公式进行计算。BMI等于以千克表示的个人的重量除以平方化的以米表示的高度。(BMI=kg/m2)。具有小于19的BMI 的受试者视为体重过轻，而具有19 - 25的BMI的那些视为正常重量，而25 -四的BMI 一般视为超重，而具有30或更多的BMI的个体一般视为肥胖的。病态肥胖指具有40或更大的BMI的受试者。“胰岛素抵抗相关病症”指与胰岛素抵抗的受试者中的相关(例如共病态)或流行增加的疾病、病症或状况。例如，动脉粥样硬化、冠状动脉疾病、心肌梗塞、心肌缺血、血糖异常、高血压、代谢综合征、多囊卵巢综合征、神经病、肾病、慢性肾疾病、脂肪肝疾病等。I. 生物标记
本文描述的生物标记使用代谢组学谱分析技术发现。此类代谢组学谱分析技术在下文所述的实施例以及美国专利号7，005, 255和7，329，489以及美国专利7，635，556、美国专利 7，682，783、美国专利7，682，784和美国专利7，550，258中更详细地描述，所有这些专利的完整内容引入本文作为参考。一般地，代谢谱可以对于来自诊断有状况例如胰岛素抵抗的人受试者以及来自人受试者的一个或多个其他组(例如具有正常葡萄糖耐量的健康对照受试者、具有葡萄糖耐量受损的受试者、具有胰岛素抵抗的受试者、或具有已知葡萄糖处置速率)的生物样品进行测定。关于胰岛素抵抗或胰岛素抵抗相关病症的代谢谱随后可以与关于来自受试者的一个或多个其他组的生物样品的代谢谱比较。比较可以使用模型或算法例如本文描述的那些进行。与另一个组(例如胰岛素敏感性的健康对照受试者)比较，在来自胰岛素抵抗或具有相关病症的受试者的样品的代谢谱中差异存在的那些分子，包括以统计上显著的水平差异存在的那些分子，可以被鉴定为区分这些组的生物标记。用于在本文公开的方法中使用的生物标记可以得自与葡萄糖处置、胰岛素抵抗和 /或前驱糖尿病有关的生物标记的任何来源。与胰岛素抵抗有关的用于在本文公开的方法中使用的生物标记包括表4中列出的那些及其子集。在一个实施方案中，生物标记包括与表4中列出的一种或多种另外的生物标记组合的癸酰肉碱和/或辛酰肉碱，所述另外的生物标记例如2-羟基丁酸盐、油酸和亚油酰LPC、棕榈酸盐、硬脂酸盐及其组合。用于与本文公开的那些组合使用的另外生物标记包括于2008年7月17日提交的国际专利申请
发明者基里拉 C., 亚历山大 D., A. 劳顿 K., W. 米切尔 M., 米尔伯恩 M., 加尔 W., F. 胡 Y. 申请人:梅塔博隆公司